DE69402056T2 - Steuergerät für den Motor einer Servolenkung mit einer Möglichkeit zur Verhinderung von durch den Motorstrom erzeugten Vibrationen und Geräuschen - Google Patents
Steuergerät für den Motor einer Servolenkung mit einer Möglichkeit zur Verhinderung von durch den Motorstrom erzeugten Vibrationen und GeräuschenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors, der in einer elektromotorischen Servolenkvorrichtung verwendet wird.
- Herkömmliche Servolenkvorrichtungen, die einen Motor verwenden, leiden unter Vibration und Geräuschen, die durch welligkeit eines Motorstroms bewirkt werden. Die Erzeugung solcher Vibration ist in einer Servolenkvorrichtung eine besonders wichtige Angelegenheit. Solche Vibrationen werden an ein Lenkrad übertragen und bewirken beim Fahrer Unbehagen. Im schlechtesten Fall kann dies zu einem fehlerhaften Lenkvorgang führen, was in einem Verkehrsunfall resultieren kann.
- Beispielsweise offenbart die ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho. 64-78975 eine Steuervorrichtung zur Lösung des obigen Problems. Diese Steuervorrichtung verwendet eine sogenannte Stromrückkopplungsregelung, in welcher ein Sollstrom und ein durch einen Motor fließender Strom miteinander verglichen werden, um einen Fehler zu bestimmen, und eine Regelung durchgeführt wird, um den Fehler auf 0 zu reduzieren. Das heißt, die Steuervorrichtung ist ausgebildet, Hochfrequenzkomponenten zu eliminieren, die ein Grund einer Welligkeit des Motorstroms sind.
- Fig. 24 zeigt die in der obigen Veröffentlichung offenbarte Steuervorrichtung. In Fig. 24 unterstützt ein Motor 1 einen Lenkvorgang. Eine Sollstrom-Einstelleinrichtung 2 zum Einstellen eines Sollstroms, der durch den Motor 1 fließen soll, empfängt ein digitales Signal, das einen Sollstromwert anzeigt, wie von einem (nicht gezeigten) Computer berechnet, und gibt ein analoges Signal aus, das durch Umwandeln des digitalen Signals erhalten wird. Eine Stromerfassungseinrichtung 3 zum Erfassen eines durch den Motor 1 fließenden Motorstroms schließt einen Stromerfassungswiderstand 3a zum Erfassen des Motorstroms und einen Operationsverstärker 3b zum Verstärken eines mittels des Widerstands 3a erhaltenen Signals ein. Eine Fehlerverstärkungseinrichtung 4, welche Ausgaben der Sollstromeinstelleinrichtung 2 und der Stromerfassungseinrichtung 3 empfängt, verstärkt einen Fehler zwischen diesen Ausgaben. Eine Spannungsversorgungseinrichtung 5 empfängt eine Ausgabe der Fehlerverstärkungseinrichtung 4 und beliefert den Motor 1 mit Leistung, die dem empfangenen Signal entspricht.
- Die obige Steuervorrichtung arbeitet wie folgt. Während ein Signal, wie von der Sollstromeinstelleinrichtung 2 ausgegeben, von Widerständen R1 und R2 spannungsgeteilt wird, werden in dem Signal enthaltene Hochfrequenzkomponenten von einem Kondensator C1 eliminiert. Das so verarbeitete Signal wird an den positiven Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 4 gegeben.
- Andererseits wird ein durch den Motor 1 fließender Strom von dem Stromerfassungswiderstand 3a erfaßt und von dem Operationsverstärker 3b verstärkt. Das so verarbeitete Signal wird über einen Widerstand R4 an den negativen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 4a gegeben.
- Der Operationsverstärker 4a verstärkt einen Fehler zwischen den in die positiven und negativen Eingangsanschlüsse eingegebenen Signalen und stellt der Leistungsversorgungseinrichtung 5 ein verstärktes Fehlersignal bereit. Die Gleichspannungsverstärkung (Verstärkungsfaktor) des Operationsverstärkers 4a wird von Widerständen R3 und R4 begrenzt, und seine Bandbreite, die in engem Zusammenhang mit der Reaktionsgeschwindigkeit der Steuervorrichtung steht, wird von einem Kondensator C2 beschränkt.
- Basierend auf dem verstärkten Fehlersignal, das von dem Operationsverstärker 4a geliefert wird, liefert die Leistungsversorgungseinrichtung 5 durch Ansteuern einer Schalteinrichtung (nicht gezeigt) Leistung an den Motor 1.
- Es ist übrigens allgemein bekannt, daß die Stabilität eines Rückkopplungssystems durch Begrenzen seiner Gleichspannungsverstärkung und Bandbreite verbessert werden kann. In der Steuervorrichtung der Fig. 24 wird eine Welligkeit auf dem Motorstrom auf Kosten der Genauigkeit und der Reaktionsgeschwindigkeit der Steuerung bzw. Regelung reduziert.
- Wie oben beschrieben, sind die Gleichspannungsverstärkung und die Bandbreite in der herkömmlichen Vorrichtung stark beschränkt.
- Die Beschränkung der Gleichspannungsverstärkung bedeutet, daß der Fehler zwischen dem Sollstromsignal und dem Motorstromerfassungssignal nicht stark verstärkt wird, was darin resultieren kann, daß der Motorstrom nicht auf den Sollstrom geregelt wird, d.h. eine stabile Abweichung übrigbleibt.
- Die Beschränkung der Bandbreite bewirkt eine unzureichende Reaktionsgeschwindigkeit, was die Steuerung außerstand setzen kann, einem Lenkvorgang zu folgen, d.h. in einer nicht ausreichenden Unterstützung eines Lenkvorganges resultieren kann.
- Die vorliegende Erfindung wurde vorgenommen, um die obigen Probleme zu lösen, und hat eine erste Aufgabe zu verhindern, daß ein Motor Vibration oder Geräusche erzeugt, jedoch nicht auf Kosten der Steuer- bzw. Regelfunktion.
- Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung einer einfachen Konfiguration zu verhindern, daß ein Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt.
- Eine dritte Aufgabe der Erfindung ist es zu verhindern, daß ein Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt, während die Regel bzw. Steuerstabilität verbessert wird.
- Eine vierte Aufgabe der Erfindung ist es zu verhindern, daß ein Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt, und einen stabilen Betrieb selbst dann sicherzustellen, wenn Rauschen/Störsignale in einer Erfassungsausgabe eines durch den Motor fließenden Stroms enthalten ist.
- Eine fünfte Aufgabe der Erfindung ist es zu verhindern, daß ein Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt, selbst wenn eine Fehlerverstärkungseinrichtung in einem Regelverfahren, in welchem an den Motor gelieferte Leistung basierend auf einem Impulsbreitenmodultionssignal gesteuert wird, in der Sättigung ist.
- Eine sechste Aufgabe der Erfindung ist es zu verhindern, daß ein Motor Vibrationen oder Rauschen erzeugt, selbst wenn in einem Regelverfahren, in welchem an den Motor gelieferte Leistung basierend auf einem Impulsbreitenmodulationssignal gesteuert wird, eine Variation in einer Versorgungsspannung auftritt.
- Eine siebte Aufgabe der Erfindung ist es zu verhindern, daß ein Motor Vibrationen oder Rauschen erzeugt, durch Verhindern der Frequenzreduktion eines impulsbreitenmodulierten Signals.
- In einer Steuervorrichtung (Regelvorrichtung) für einen Servolenkmotor gemäß der Erfindung ist eine Variationsverlangsamungseinrichtung mit einer Zeitkonstante, die ungefähr gleich oder kleiner ist als eine elektrische Zeitkonstante des Motors, zwischen einer Sollstromeinstelleinrichtung und einer fehlerverstärkenden Einrichtung vorgesehen. Die Variationsverlangsamungseinrichtung verlangsamt die Variation eines Signals, das einen Sollstrom darstellt, um dadurch einen durch den Motor fließenden Strom zu glätten.
- Die Variationsverlangsamungseinrichtung kann aus einem Mikrocomputer (Programm) gebildet sein, der einen Mittelwert eines vorangehenden Sollstromes und eines gegenwärtigen Sollstromes berechnet, und den Mittelwert als den Sollstrom ausgibt.
- Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Phasenvoreilungseinrichtung zum Voreilen der Phase eines vorbestimmten Frequenzbandabschnittes einer Erfassungsausgabe einer Stromerfassungseinrichtung zwischen der Stromerfassungseinrichtung und der fehlerverstärkenden Einrichtung vorgesehen.
- Die Phasenvoreilungseinrichtung kann eine Dämpfungseinrichtung aufweisen, welche der Erfassungsausgabe der Stromerfassungseinrichtung überlagertes Rauschen/Störsignale reduziert, um dadurch zu verhindern, daß der Motorstrom als Reaktion auf das Rauschen gestört wird.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Pegelumwandlungseinrichtung vorgesehen, welche den Pegel einer Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung umwandelt, so daß die umgewandelte Spannung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt, der basierend auf der Amplitude einer Trägerwelle vorbestimmt ist. Weil die pegelumgewandelte Spannung von der Pegelumwandlungseinrichtung an eine Impulsbreitenmodulationseinrichtung geliefert wird, wird die Ausgabe der fehlerverstärkenden Einrichtung nicht so, wie sie ist, an die Impulsbreitenmodulationseinrichtung angelegt, selbst wenn die fehlerverstärkende Einrichtung in der sättigung ist.
- Die Pegelumwandlungseinrichtung kann eine Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen der Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung aufweisen, so daß die umgewandelte Spannung eine vorbestimmte Spannung nicht übersteigt, die basierend auf einer Variationsgröße einer Versorgungsspannung für die fehlerverstärkende Einrichtung vorbestimmt ist. Die Begrenzungseinrichtung verhindert, daß die pegelumgewandelte Spannung als Reaktion auf eine Variation der Versorgungsspannung variiert.
- Die Pegelumwandlungseinrichtung kann die Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung umwandeln, so daß die umgewandelte Spannung innerhalb eines Bereiches liegt, der von einem Spannungsbereich der Amplitude der Trägerwelle abgedeckt wird. Dieses verhindert eine Frequenzreduktion eines Signals, das von der Impulsbreitenmodulationseinrichtung ausgegeben wird.
- Fig. 1 zeigt eine Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 schließt einen Aquivalentschaltkreis eines allgemeinen separat erregten Gleichstrommotors und Diagramme ein, die seine Charakteristika zeigen;
- Fig. 3 zeigt Wellenformendiagramme, die Spannungen an verschiedenen Punkten in dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem Fall zeigen, daß keine Variationsverlangsamungseinrichtung vorgesehen ist;
- Fig. 4 zeigt Wellenformendiagramme, die Spannungen an verschiedenen Punkten in dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen;
- Fig. 5 zeigt eine Variation von Sollstromwerten;
- Fig. 6 ist eine Frequenzantwort einer Übertragungsfunktion einer offenen Schleife;
- Fig. 7 ist eine Frequenzantwort einer Übertragungsfunktion einer geschlossenen Schleife;
- Fig. 8 zeigt, wie ein Motorstrom auf variierende Sollstromwerte reagiert;
- Fig. 9 zeigt eine Frequenzantwort einer Übertragungsfunktion einer offenen Schleife mit einer Verbesserung, die durch eine Phasenvoreilungseinrichtung erreicht wird;
- Fig. 10 zeigt, wie ein Motorstrom auf variierende Sollstromwerte reagiert, verbessert durch die Phasenvoreilungseinrichtung;
- Fig. 11 zeigt eine Konfiguration einer Phasenvoreilungseinrichtung mit einer Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung;
- Fig. 12 vergleicht Gleichspannungsverstärkungs- Frequenzantworten einer herkömmlichen Vorrichtung und das erste Ausführungsbeispiel;
- Fig. 13 zeigt eine Konfiguration eines Beispiels der Variationsverlangsamungseinrichtung der Erfindung;
- Fig. 14 zeigt eine Konfiguration eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welche einen Mikrocomputer verwendet;
- Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, welches einen Betrieb der Variationsverlangsamungseinrichtung zeigt, die von einem Programm implementiert wird;
- Fig. 16 zeigt eine Konfiguration, in welcher die Erfindung auf eine Vorrichtung vom PWM-Steuerungstyp angewendet wird;
- Fig. 17 zeigt ein Flußdiagramm, welches einen Motorstromsteuervorgang zeigt;
- Fig. 18 ist ein Diagramm, welches die Ausgangsspannungsbereiche verschiedener Teile der Vorrichtung zeigt;
- Fig. 19 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb einer Pegelumwandlungseinrichtung zeigt;
- Fig. 20 zeigt eine Konfiguration einer Pegelumwandlungseinrichtung mit einer Begrenzungseinrichtung;
- Fig. 21 ist ein Diagramm, welches Ausgangsspannungsbereiche verschiedener Teile der Vorrichtung zeigt, die die Begrenzungseinrichtung einschließt;
- Fig. 22 ist ein Diagramm, das einen Betrieb zeigt, wenn in dem Ansteuerungstastverhältnis von Schaltelementen Regelschwingungen (hunting) auftreten;
- Fig. 23 ist ein Diagramm, das eine Funktion der Pegelumwandlungseinrichtung gemäß der Erfindung zeigt; und
- Fig. 24 zeigt eine Konfiguration einer herkömmlichen Vorrichtung.
- Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
- Fig. 1 zeigt eine Konfiguration eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung, in welcher die Teile, die dieselben Bezugssymbole wie in Fig. 24 tragen, dieselben oder entsprechende Teile sind. In Fig. 1 ist eine Variationsverlangsamungseinrichtung 6 zum Verlangsamen einer Variation eines Ausgangssignals der Sollstromeinstelleinrichtung 2 ein Verzögerungsschaltkreis erster Ordnung, der aus einem Widerstand 6a und einem Kondensator 6b besteht. Ein fehlerverstärkender Schaltkreis 7 zum Verstärken einer Spannungsdifferenz zwischen Ausgangsspannungen der Variationsverlangsamungseinrichtung 6 und der Stromerfassungseinrichtung 3 ist ein Integrationsschaltkreis, der aus einem Operationsverstärker 7a besteht, einem Kondensator 7b und einem Widerstand 7c. Ein Kondensator 8 als Phasenvoreilungseinrichtung ist parallel zu dem Widerstand 7c vorgesehen.
- Nun werden Motorcharakteristika beschrieben. Fig. 2 zeigt einen Äquivalenzschaltkreis eines Läufers eines separat erregten Gleichstrommotors und seine Charakteristika. Ra bezeichnet einen Läuferwiderstandswert; La eine Läuferinduktivität; Ve eine motorinduzierte Spannung; VM eine Motoranlegungsspannung; und Ia einen Motorstrom. Wenn eine rechteckige Spannung VM (siehe Fig. 2) an den Motor angelegt wird, dessen Ausgangswelle festgehalten wird (in diesem Fall ist die motorinduzierte Spannung Ve gleich 0), wächst der Strom Ia graduell an (siehe Fig. 2) und erreicht schließlich einen bestimmten Wert. Dieses wird ausgedrückt als
- Wie sich aus dieser Gleichung ergibt, wird die Variationsrate des Motorstroms Ia von einer elektrischen Zeitkonstante La/Ra beschränkt. Das heißt, der Motorstrom Ia kann nicht schneller variieren als die von dieser Zeitkonstante definierte Rate. Wenn die Motorausgangswelle nicht fest ist, tritt die motorindizierte Spannung Ve auf, und die Variationsrate des Motorstroms Ia wird weiter verlangsamt.
- Wenn die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 in der Steuervorrichtung der Fig. 1 nicht vorgesehen wäre, was näherungsweise dem Fall entspricht, daß in der Vorrichtung der Fig. 24 die Gleichspannungsverstärkung und die Bandbreite nicht beschränkt sind, würden Spannungen an verschiedenen Punkten in der Vorrichtung Charakteristika zeigen, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Spannungswellenformen der Fig. 3 sind die, die erhalten werden, wenn eine rechteckige Eingangsspannung V4 an den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 7a der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 angelegt wird. Weil, wie oben beschrieben, der Motorstrom Ia nicht schneller variieren kann als die von der elektrischen Zeitkonstante des Motors 1 definierte Rate, kann er der Eingangsspannung V4, die an den positiven Eingangsanschluß angelegt wird, nicht folgen. Somit wächst eine Eingangsspannung V5 am negativen Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 7a graduell an, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Weil der Operationsverstärker 7a einen Fehler Verr zwischen den Eingangsspannungen an den positiven und negativen Eingangsanschlüssen verstärkt, ist der Operationsverstärker 7a (fehlerverstärkende Einrichtung 7) gesättigt, wenn der Fehler Verr groß ist, eine Spannung V3 auszugeben, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Mit der Sättigung der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 wird eine korrekte Regelung in keiner Weise erhalten. Spezieller tritt in dem Motorstrom Ia ein Überschwingen auf, wie in einer in Fig. 3 gezeigten Spannung V5 dargestellt ist. Als Ergebnis erzeugt der Motor 1 Vibrationen und Geräusche und ist deshalb für eine tatsächliche Verwendung nicht geeignet.
- Um das obige Problem zu vermeiden, d.h. um eine Sättigung der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 zu verhindern, ist in dem ersten Ausführungsbeispiel die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 zwischen der Sollstromeinstelleinrichtung 2 und der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 vorgesehen. Die Zeitkonstante der Variationsverlangsamungseinrichtung 6 wird von dem Widerstand 6a und dem Kondensatot 6b bestimmt und wird so eingestellt, ungefähr gleich oder kleiner als die elektrische Zeitkonstante des Motors 1 zu sein.
- Der Betrieb des ersten Ausführungsbeispiels wird unter Verwendung von Kennliniendiagrammen der Fig. 4 beschrieben. Es wird ein Fall betrachtet, in welchem eine rechteckige Ausgangsspannung V1 der Sollstromeinstelleinrichtung 2 an die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 angelegt wird. Die Variationsverlangsamungseinrichtung 6, welche die Ausgangsspannung V1 der Sollwerteinstelleinrichtung 2 empfängt, und die vorbestimmte Zeitkonstante hat, gibt eine Spannung V4 mit einer Wellenform, wie in Fig. 4 gezeigt, an den positiven Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 7a aus. Weil die Ausgangsspannung V4 der Variationsverlangsamungseinrichtung 6 mit einer Zeitkonstante variiert, die ungefähr gleich der elektrischen Zeitkonstante des Motors 1 ist, kann der Motor 1 ordnungsgemäß auf die Sollstromanweisung reagieren, um eine Motorstromerfassungsausgabe V5 zu erzeugen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die fehlerverstärkende Einrichtung 7 verstärkt einen Fehler Verr zwischen der Ausgangsspannung V4 der Variationsverlangsamungseinrichtung 6 und der Motorstromerfassungsausgabe V5. Weil der Fehler Verr so klein ist, geht die fehlerverstärkende Einrichtung 7 nicht in die Sättigung.
- Deshalb tritt in dem Motorstrom Ia kein Überschwingen auf. Somit kann das erste Ausführungsbeispiel verhindern, daß der Motor 1 Vibrationen oder Geräusche erzeugt, ohne die Gleichspannungsverstärkung oder die Bandbreite zu beschränken.
- Nun wird die Phasenvoreilungseinrichtung 8 (oben nicht beschrieben) beschrieben.
- Allgemein weist die Stromerfassungseinrichtung 3 eine Verzögerung in ihrer Erfassung auf, welche Verzögerung die Phasenreserve des Stromregelsystems reduziert, um dadurch die Stabilität der Regelung zu verringern.
- Wenn des weiteren ein Mikrocomputer in der Sollstromeinstelleinrichtung 2 verwendet wird, ist es wünschenswert, daß die Periode TS der Einstellung des Sollstromwertes so kurz ist wie möglich (gewöhnlich 0,5 bis 2 ms).
- Weil jedoch die Sollstromwerte, wie sie von einem D/A-Wandler ausgegeben werden, diskret sind, und wenn Rauschen in Sensorinformation enthalten ist, die verwendt wird, die Sollstromwerte zu berechnen, weisen resultierende Sollstromwerte, wie sie von der Sollstromeinstelleinrichtung 2 ausgegeben werden, eine Variation auf, deren Periode 2Ts im kürzesten Fall ist (siehe Fig. 5).
- Andererseits wird in der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 eine Steuerung vom Integrationstyp verwendet, und Übertragungsfunktionen der offenen Schleife und der geschlossenen Schleife des Stromregelsystems haben Frequenzantworten, wie sie in Fig. 6 bzw. 7 gezeigt sind.
- Es wird ein Fall betrachtet, daß die Periode TS verkürzt wird, um das Lenkgefühl zu verbessern. In diesem Fall kommt 1/2Ts, angedeutet in Fig. 6, näher an eine Abschneidefrequenz fc. Weil in der Umgebung der Abschneidefrequenz fc (siehe Fig. 6) die offene Schleifenverstärkung sehr klein ist, ist die Abschneidefrequenz fc ungefähr gleich einer Resonanzfrequenz fp der geschlossenen Schleife.
- Wenn in den Sollstromwerten in dem obigen Fall eine Variation auftritt, treten als Reaktion auf die Variation der Sollstromwerte Überschwinger und Unterschwinger in dem Motorstrom auf (siehe Fig. 8). Weil die Frequenz einer Welligkeit auf dem Motorstrom in diesem Fall in einem hörbaren Bereich ist, wird ein unangenehmes Störgeräusch erzeugt.
- Um dieses Problem zu lösen, ist in dem ersten Ausführungsbeispiel der Kondensator 8 parallel zu dem Widerstand 7c vorgesehen. Der Kondensator 8 dient dazu, Hochfrequenzkomponenten der Erfassungsausgabe V2 der Stromerfassungseinrichtung 3 zu liefern, ohne diese Komponenten durch den Widerstand 7c zu leiten. Der Kondensator 8 kompensiert eine Verzögerung in der Erfassungsausgabe V2 der Stromerfassungseinrichtung 3, um die Phasenreserve des Stromregelsystems zu vergrößern, um dadurch die Stabilität der Regelung zu verbessern.
- Des weiteren dient der Kondensator 8 dazu, die Abschneidefrequenz fc und die Resonanz fp dadurch von 1/2TS wegzubewegen, daß die Phase in einem vorgeschriebenen Frequenzbereich (bevorzugt 1/2TS bis 1/TS) voreilen gelassen wird, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Dieses verhindert, daß der Motorstrom als Reaktion auf eine Variation der Sollstromwerte stark variiert, so daß der Motorstrom stabil wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist.
- Um die Regelstabilität weiter zu verbessern, kann die Phasenvoreilungseinrichtung 8 durch eine andere Phasenvoreilungseinrichtung 9 ersetzt werden (siehe Fig. 11), welche eine Reihenschaltung eines Kondensators 9a und eines Widerstandes 9b als Dämpfungseinrichtung ist. Der Phasenvoreilungsschaltkreis 9 wird parallel zum Widerstand 7c in Fig. 1 vorgesehen.
- Allgemein ist Rauschen in der Erfassungsausgabe V2 der stromerfassungseinrichtung 3 enthalten. Deshalb kann der Motorstrom Ia als Reaktion auf in der Erfassungsausgabe V2 enthaltenes Rauschen in dem Fall variieren, daß die Phasenvoreilungseinrichtung 8 lediglich aus einem Kondensator gebildet ist, der in einem Hochfrequenzbereich eine exzessiv große Verstärkung hat, wenn die Erfassungsausgabe V2 ein kleines S/N-Verhältnis (Signal/Rauschen) aufweist.
- Um dieses Problem zu lösen, verwendet die Phasenvoreilungseinrichtung 9 den Widerstand 9b, der die Verstärkung begrenzt, so daß sie in einem Hochfrequenzbereich nicht exzessiv groß wird. Als Ergebnis kann die Reaktionsgeschwindigkeit bezüglich Rauschen (Hochfrequenzkomponenten) reduziert werden, um zu verhindern, daß der Motorstrom Ia als Reaktion auf Rauschen variiert.
- Zur Referenz werden in Fig. 12 Gleichspannungsverstärkungs- Frequenzantworten der herkömmlichen Vorrichtung und des ersten Ausführungsbeispiels verglichen.
- In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Zeitkonstante der Variationsverlangsamungseinrichtung 6 ungefähr gleich der elektrischen Zeitkonstante des Motors 1 gesetzt, weil während die sättigung der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 besser verhindert werden kann, wenn die Zeitkonstante größer wird, eine exzessiv große Zeitkonstante die Reaktionsgeschwindigkeit bezüglich der Ausgangsspannung der Sollstromeinstelleinrichtung 2 verringert.
- Obwohl in dem ersten Ausführungsbeispiel die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 ein Verzögerungsschaltkreis erster Ordnung ist, kann er irgendeine Form haben, solange er eine Variation der Ausgangsspannung der Sollstromeinstelleinrichtung 2 verlangsamen kann.
- Im ersten Ausführungsbeispiel ist die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 der Verzögerungsschaltkreis erster Ordnung, der aus dem Widerstand 6a und dem Kondensator 6b besteht. Wenn jedoch der Ausgangswiderstandswert der Sollstromeinstelleinrichtung 2 bekannt ist, wie beispielsweise im Fall eines D/A-Wandlers, der eine Widerstandsleiter verwendet (siehe Fig. 13), kann die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 aus einem Ausgangswiderstand 10a und dem Kondensator 6b gebildet sein. Diese Konfiguration weist den Vorteil einer reduzierten Anzahl von Teilen auf.
- In dem ersten, oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 mittels Hardware implementiert. Wenn die Steuervorrichtung von einem Typ ist, der einen Mikrocomputer verwendet, wie in Fig. 14 gezeigt, kann die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 durch Software implementiert werden.
- Fig. 14 zeigt eine Konfiguration einer Steuervorrichtung für einen Servolenkmotor, welche Vorrichtung einen Mikrocomputer verwendet. In Fig. 14 sind die Teile, die dieselben oder äquivalent den bereits oben beschriebenen sind, mit denselben Bezugsziffern versehen. Ein Mikrocomputer 11 besteht aus einer CPU 11a, einem ROM 11b zum Speichern von Programmen, einem RAM 11c zum zeitweiligen Speichern von Daten, usw., und einem I/O-Port 11d zum Ausgeben von berechneten Ergebnissen.
- Der Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiel wird im folgenden beschrieben. Weil der grundlegende Betrieb des zweiten Ausführungsbeispiels derselbe ist wie der des ersten Ausführungsbeispiels, wird eine Beschreibung von diesem hier ausgelassen, und es wird nur beschrieben, wie die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 mittels eines Programms implementiert wird.
- Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, welches zeigt, wie die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 auf dem Mikrocomputer 11 arbeitet.
- In Schritt S1 werden der I/O-Port 11d usw. initialisiert. Nach der Ausführung des Schrittes S1 schreitet der Prozeß zu Schritt S2 voran, wo ein gegenwärtiger Sollstrom n und ein vorangehender Sollstrom n-1 gelesen werden, der zuvor von dem I/O-Port 11d ausgegeben wurde. Die Sollströme werden durch separate Verarbeitung basierend auf Information berechnet, etwa einem Lenkmoment, die von Sensoren und ähnlichen (nicht gezeigt) erhalten wird. In Schritt S3 wird ein Durchschnitt des gegenwärtigen Sollstroms n und des vorangehenden Sollstroms n-1, d.h. ein laufender Durchschnitt (moving average) berechnet. In Schritt S4 wird der in Schritt S2 erhaltene Sollstrom n in den RAM 11c als der Sollstrom n-1 eingeschrieben, um die nächste Berechnung vorzubereiten. In Schritt S5 wird der in Schritt S3 erhaltene Sollstromausgabewert von dem I/O-Port 11d ausgegeben und an die Sollstromeinstelleinrichtung 2 gegeben. Die Sollstromeinstelleinrichtung 2 arbeitet in derselben Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel, basierend auf dem so empfangenen Signal. Schritt S6 ist ein Warteschritt, um die Verarbeitungszeit der Schritte S2 bis S6 konstant zu machen.
- Das zweite Ausführungsbeispiel kann die Konfiguration der Steuervorrichtung vereinfachen, weil die Variationsverlangsamungseinrichtung 6 aus der Hardware eliminiert ist.
- Der Sollstromausgangswert variiert nicht abrupt, weil er durch die Bildung eines laufenden Durchschnittes erhalten wird.
- Ein drittes Ausführungsbeispiel richtet sich auf einen Fall, daß die Leistungsversorgungseinrichtung 5 basierend auf einem Impulsbreitenmodulationssignal (PWM) angesteuert wird (PWM- Steuerung). Fig. 16 zeigt eine Konfiguration des dritten Ausführungsbeispiels In Fig. 16 sind die Teile, die gleich doer äquivalent den bereits beschriebenen sind, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
- Die Basen von Transistoren 5a bis 5d sind mit dem Mikrocomputer 11 verbunden, und ihre Leitungs-/Nichtleitungszustände werden von dem Mikrocomputer 11 gesteuert. Die Kollektoren des Mikrocomputers 11 sind mit jeweiligen Eingangsanschlüssen von Gatetreibern 5g-5j verbunden, und ebenfalls mit einer Impulsbreitenmodulationseinrichtung (wird später beschrieben) über Dioden 5e und 5f. Ausgaben der Gatetreiber 5g-5j werden an Leistungs-MOSFETs 5k-5n geliefert, die einen H-Brückenschaltkreis bilden. Die Leistungs-MOSFETs 5a-5n bilden eine Schalteinrichtung. Das Bezugssymbol 5p stellt eine Trägerwellenerzeugungseinrichtung und eine Impulsbreitenmodulationseinrichtung dar. Die Trägerwellenerzeugungseinrichtung ist aus einem Dreieckoszillationsschaltkreis 5q zum Erzeugen einer Dreieckwelle als Trägerwelle mit vorbestimmter Frequenz und Amplitude gebildet. Die Impulsbreitenmodulationseinrichtung besteht aus einem Komparator 5r zum Vergleichen der Spannung, die durch Pegelumwandlung einer Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 mittels einer Pegelumwandlungseinrichtung 12 erhalten wird, mit der so erzeugten Dreieckwelle, und aus einem Transistor 5s, dessen Kollektor mit den Kathoden der Dioden 5e und 5f verbunden ist, und der basierend auf einer Ausgabe des Komparators 5r ein PWM-Signal erzeugt.
- Das dritte Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt. Fig. 17 ist ein Flußdiagramm, das in dem Mikrocomputer 11 gespeichert ist. In Schritt S1 wird der I/O-Port 11d initialisiert. In Schritt S2 wird der separat berechnete Sollstrom über den I/O-Port lid in die Sollstromeinstelleinrichtung 2 eingegeben. In den Schritten S3 und S4 wird beurteilt, ob ein Strom in positiver oder negativer Richtung durch den Motor 1 fließen sollte, oder nicht durch den Motor 1 fließen sollte. Abhängig von den Buerteilungen in den Schritten S3 und S4 schreitet der Prozeß voran zu Schritt S5, S6 oder S7. In den Schritten S5 bis S7 werden die Transistoren 5a-5d selektiv angesteuert. Schritt S8 ist ein Warteschritt, um die Verarbeitungszeit der Schritte S2-S8 konstant zu machen.
- Um beispielsweise einen Strom bereitzustellen, der durch den Motor 1 in Fig. 16 in der Richtung von links nach rechts fließt, sollten die Leistungs-MOSFETs 5k und 5m leitend gemacht werden. Deshalb ist die Beurteilung in Schritt S3 JA, und der Prozeß schreitet voran zu Schritt S7, wo die Transistoren 5a und 5c abgeschaltet werden, und die Transistoren 5b und 5d angeschaltet werden. Wenn die Transistoren 5a und 5c in einem ausgeschalteten Zustand sind, werden die Leistungs-MOSFETs 5k und 5m von den Gatetreibern 5g bzw. 5i angesteuert.
- Andererseits werden die Leistungs-MOSFETs 5l und 5n nichtleitend, weil der untere Transistor (pnp-Typ) in Fig. 16 eines jeden der Gatetreiber 5h und 5j leitend ist, um ein Signal mit niedrigem Pegel an den entsprechenden Leistungs- MOSFET zu liefern.
- IN der obigen Weise bestimmt die Leitung der Leistungs- MOSFETs 5k und 5l die Stromflußrichtung in dem Motor 14 Andererseits wird die Größe des Stroms von der Impulsbreitenmodulationseinrichtung 5p bestimmt.
- Weil die PWM-Steuerung wohl bekannt ist, wird sie hier nur kurz beschrieben. Der Dreieckerzeugungsschaltkreis 5q gibt kontinuierlich eine Dreieckwelle mit vorbestimmter Frequenz und Amplitude aus, die in den negativen Eingangsanschluß des Komparators 5r eingegeben wird. Andererseits wird die Ausgabe der Fehlerverstärkungseinrichtung 7 in den positiven Eingangsanschluß des Komparators 5r über die Pegelumwandlungseinrichtung 12 eingegeben. Der Komparator 5r vergleicht diese Signale und liefert ein Rechteckimpulssignal an den Transistor 5s. Hier wird angenommen, daß der Transistor 5s eingeschaltet ist. Weil in diesem Fall alle Eingänge sämtlicher Gatetreiber 5g-5j auf niedrigem Pegel sind, werden die unteren Transistoren (pnp-Typ) in Fig. 16 eingeschaltet, um alle Leistungs-MOSFETs 5k-5n abzuschalten.
- Wenn umgekehrt der Transistor 5s ausgeschaltet ist, werden die Leitungs-/Nichtleitungszustände der Leistungs-MOSFETs 5k-5n von den Zuständen der jeweiligen Transistoren 5a-5d bestimmt.
- Somit wird die Größe des durch den Motor 1 fließenden Stroms von dem rechteckigen Impulssignal bestimmt, das in Übereinstimmung mit dem Vergleichsergebnis des Komparators 5r erzeugt wird.
- Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 18 die Pegelumwandlungseinrichtung 12 beschrieben. In Fig. 18 bezeichnet V6 eine Ausgangsspannung des Dreieckwellenerzeugungsschaltkreises 5q. Andererseits bezeichnen V8 und V7 eine Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 bzw. eine Spannung, die erhalten wird durch Pegelumwandeln der Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7.
- Wie in Fig. 18 gezeigt, ist der Bereich der Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 breiter als der Bereich der Dreieckwelle V6. Wenn beispielsweise in dem Motorstrom Ia ein Überschwinger auftritt, ist deshalb der Operationsverstärker 7a gesättigt, und die Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 weicht stark von dem Spannungsbereich der Amplitude der Dreieckwelle V6 ab.
- Diese Situation ist in Fig. 19 gezeigt. In Fig. 19 ist die Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 durch eine gestrichelte Linie gezeigt, und die pegelumgewandelte Spannung V7 ist mit einer durchgezogenen Linie gezeigt. Wie aus Fig. 19 ersichtlich, weicht die Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7, wenn diese gesättigt ist, stark von dem Bereich der Dreieckwelle V6 ab. Deshalb muß die durch die gestrichelte Linie dargestellte Spannung V8 reduziert werden, um den Motorstrom über das Tastverhältnis zu steuern (duty control), um in den Spannungsbereich der Amplitude der Dreieckwelle V6 zu gelangen, was in der Steuerung eine Verzögerung bewirkt.
- Dieses verschlechtert die Regelungsfunktion sehr, wobei möglicherweise eine Welligkeit auf dem Motorstrom bewirkt wird. Diese Situation kann nicht nur auftreten, wenn der Operationsverstärker 7a gesättigt ist, sondern auch, wenn es beabsichtigt ist, daß ein großer oder sehr kleiner Strom durch den Motor 1 fließt.
- Um das obige Problem zu lösen, ist in dem dritten Ausführungsbeispiel der Pegelumwandlungsschaltkreis 12 vorgesehen, der den Pegel der Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 (in Fig. 19 die gestrichelte Linie) in den der Spannung V7 (durchgezogene Linie) umwandelt. Die Pegelumwandlungseinrichtung 12 führt die Spannungspegelumwandlung gemäß der folgenden Gleichung durch:
- wobei Vcc eine vorbestimmte Spannung ist, und R5-R7 vorbestimmte Widerstandswerte sind.
- Der Operationsverstärker 7a arbeitet auf einer einseitigen konstanten Spannung VB (siehe Fig. 16), und sein Ausgangsspannungsbereich ist in dem Bereich von 0 V (VB - 1,5) V. In gleicher Weise ergibt sich der Bereich der Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 zu
- 0 V ≤ V8 ≤ VB - 1,5) V (3)
- Der beabsichtigte Betrieb kann erhalten werden durch Einstellen der Widerstandswerte R5-R7 gemäß den Gleichungen (2) und (3), so daß der Bereich der Ausgangsspannung V7 der Pegelumwandlungseinrichtung 12 geringfügig größer wird als der Spannungsbereich der Amplitude der Dreieckwelle V6, wie in Fig. 18 gezeigt ist.
- In dem oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Versorgungsspannung VB für den Operationsverstärker 7a eine konstante Spannung ist, und daß der Bereich der Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 eindeutig bestimmt ist. Jedoch kann die Spannung VB aus einer Batterie geliefert werden, in welchem Fall die Spannung VB nicht notwendigerweise konstant ist. Wenn die Batteriespannung VB variiert, variiert der Bereich der Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 entsprechend.
- Um dieses Problem zu vermeiden, ist in einem vierten Ausführungsbeispiel eine Zenerdiode 12a als Begrenzungselement vorgesehen. Fig. 20 zeigt eine Konfiguration einer Pegelumwandlungseinrichtung 12 in dem vierten Ausführungsbeispiel.
- Fig. 21 zeigt einen Betrieb der Pegelumwandlungseinrichtung 12. Wie in Fig. 21 gezeigt, variiert der Bereich der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 7a als Reaktion auf die Variation der Batteriespannung VB, und der Bereich der Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 ändert sich entsprechend. Weil jedoch die Ausgangsspannung V8 auf einem vorgeschriebenen Zenerpotential von der Zenerdiode 12a geklippt wird, hat die Variation der Batterispannung VB keinen Einfluß auf einen Spannungspegelumwandlungsabschnitt, der aus den Widerständen R5-R7 besteht.
- Als Ergebnis kann selbst, wenn die Batteriespannung VB variiert, verhindert werden, daß der Motorstrom Ia eine Welligkeit aufweist.
- Wenn der Motorstrom Ia PWM-gesteuert wird, kann eine Welligkeit aufgrund der PWM-Ansteuerung der Schaltelemente Vibration oder Geräusche bewirken. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird die Frequenz der Dreieckwelle V6 gewöhnlich höher eingestellt als der hörbare Frequenzbereich. Wenn jedoch in dem Ansteuerungstastverhältnis der Schaltelemente zwischen 100% und einem kleineren Wert als 100% oder zwischen 0% und einem größeren Wert als 0% eine Regelschwingung (hunting) auftritt, tritt ein Betrieb äquivalent dem Betrieb auf, der auftritt, wenn die Dreieckwellenfrequenz reduziert wird, was das oben beschriebene Problem bewirkt.
- Dieses wird unter Verwendung eines Beispiels der Fig. 22 erläutert, in welcher eine Regelschwingung in dem Ansteuerungstastverhältnis der Schaltelemente zwischen 100% und einem kleineren Wert als 100% auftritt. Wie in Fig. 22 gezeigt, wird die Ausgangsspannung des Komparators 5r, wenn das Ansteuerungstastverhältnis 100% übersteigt, auf dem hohen Pegel fixiert, so daß die Durchschnittsfrequenz der Ausgangsspannung des Komparators 5r kleiner wird als die Frequenz der Dreieckwelle V6.
- Ein fünftes Ausführungsbeispiel soll das obige Problem lösen. Spezieller verschiebt die Pegelumwandlungseinrichtung 12 die Ausgangsspannung V8 der fehlerverstärkenden Einrichtung 7 so, daß der resultierende Spannungsbereich ungefähr gleich dem oder abgedeckt von dem Spannungsbereich der Amplitude der Dreieckwelle V6 gemacht wird.
- Dieses ist in Fig. 23 dargestellt. Weil die Ausgangsspannung V7 der Pegelumwandlungseinrichtung 12 nicht von dem Spannungsbereich der Amplitude der Dreieckwelle V6 abweicht, tritt mit dieser Maßnahme der Fall der Fig. 22 nicht auf, in welchen die Frequenz der Ausgangsspannung des Komparators 5r kleiner ist als die Frequenz der Dreieckwelle V6.
- Wenn es verboten ist, daß das Ansteuerungstastverhältnis der Schaltelemente 0% wird, in welchem Fall immer ein Strom durch den Motor 1 fließt, muß aufgepaßt werden, daß Klipping nicht bei einem exzessiv großen Ansteuerungstastverhältnis bewirkt wird, sondern bei einem Verhältnis, das klein genug ist, um die Erzeugung eines Moments an der Ausgangswelle des Motors 1 zu vermeiden.
- Mit der oben beschriebenen Konstitution bietet die Erfindung die folgenden Vorteile.
- Gemäß der Erfindung wird die Variation der Ausgabe der Sollstromeinstelleinrichtung durch die Variationsverlangsamungseinrichtung verlangsamt und die Zeitkonstante der Variationsverlangsamungseinrichtung wird ungefähr gleich oder kleiner als die elektrische Zeitkonstante des Motors eingestellt. Deshalb kann verhindert werden, daß der Motor Vibrationen oder Geräusch erzeugt.
- Durch Verwendung eines Mikrocomputers, um die Variationsverlangsamungseinrichtung zu bilden, kann eine einfache Konfiguration verhindern, daß der Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt.
- Durch Vorsehen der Phasenvoreilungseinrichtung kann verhindert werden, daß der Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt, während die Regelstabilität verbessert wird.
- Durch Vorsehen der Phasenvoreilungseinrichtung mit der Dämpfungseinrichtung kann verhindert werden, daß der Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt, während die Regelsteuerung verbessert wird. Zusätzlich wird stabiler Betrieb sichergestellt, selbst wenn Rauschen in einer Erfassungsausgabe eines Stroms enthalten ist, der durch den Motor fließt.
- Durch Vorsehen der Pegelumwandlungseinrichtung zwischen der fehlerverstärkenden Einrichtung und der Pulsbreitenmodulationseinrichtung in der Vorrichtung des Typs, in welcher die an den Motor gelieferte Leistung basierend auf dem Impulsbreitenmodulationssignal gesteuert wird, kann verhindert werden, daß der Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt, selbst wenn die fehlerverstärkende Einrichtung gesättigt ist.
- Durch Vorsehen der Pegelumwandlungseinrichtung mit der Begrenzungseinrichtung in der Vorrichtung des Typs, in welcher die an den Motor gelieferte Leistung basierend auf dem Impulsbreitenmodulationssignal gesteuert wird, kann verhindert werden, daß der Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt, selbst wenn eine Variation in der Batteriespannung auftritt.
- Durch Ausbilden der Pegelumwandlungseinrichtung so, daß der Bereich der Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung verschoben wird, so daß er von dem Bereich der Trägerwellenspannung abgedeckt wird, kann die Frequenzreduktion des Impulsbreitenmodulationssignals vermieden werden, um dadurch zu verhindern, daß der Motor Vibrationen oder Geräusche erzeugt.
Claims (7)
1. Steuervorrichtung eines Servolenkmotors (1), der einen
Lenkvorgang unterstützt, welche Steuervorrichtung
Einrichtungen (2) zum Einstellen eines Sollstroms
umfaßt, der durch den Motor (1) fließen soll,
Einrichtungen (3) zum Erfassen eines durch den Motor (1)
fließenden Stroms, Einrichtungen (7) zum Verstärken
eines Fehlers zwischen einem Signal entsprechend dem
Sollstrom und einer Erfassungsausgabe der
Stromerfassungseinrichtung (3); und Einrichtungen (5)
zum Liefern von Leistung an den Motor (1) basierend auf
einer Ausgabe der fehlerverstärkenden Einrichtung (7),
gekennzeichnet durch:
Einrichtungen (6) mit einer Zeitkonstante, die im
wesentlichen kleiner gleich einer elektrischen
Zeitkonstante des Motors (1) ist, um eine Variation
einer Ausgabe der Sollstromeinstelleinrichtung (2) zu
verlangsamen, um das Signal entsprechend dem Sollstrom
zu erzeugen.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die
Variationsverlangsamungseinrichtung (6) einen
Mikrocomputer (11) zum Berechnen eines Mittelwertes
eines vorangehenden Sollstroms und eines gegenwärtigen
Sollstroms, und Ausgeben des Mittelwertes als das Signal
entsprechend dem Sollstrom, einschließt.
3. Steuervorrichtung eines Servolenkmotors (1), der einen
Lenkvorgang unterstützt, welche Steuervorrichtung
Einrichtungen (2) zum Einstellen eines Sollstroms
umfaßt, der durch den Motor (1) fließen soll,
Einrichtungen (3) zum Erfassen eines durch den Motor (1)
fließenden Stroms, Einrichtungen (7) zum Verstärken
eines Fehlers zwischen einer Ausgabe der
Sollstromeinstellungseinrichtung (2) und einem Signal
entsprechend einer Erfassungsausgabe der
Stromerfassungseinrichtung (3); und Einrichtungen (5)
zum Liefern von Leistung an den Motor (1) basierend auf
einer Ausgabe der fehlerverstärkenden Einrichtung (7),
gekennzeichnet durch:
Einrichtungen (9) zum Voreilen einer Phase eines
vorbestimmten Frequenzbandabschnittes der Ausgabe der
Stromerfassungseinrichtung (3), um das Signal
entsprechend der Ausgabe der Stromerfassungseinrichtung
(3) zu erzeugen.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Phasenvoreilungseinrichtung (9)
Dämpfungseinrichtungen einschließt.
5. Steuervorrichtung eines Servolenkmotors (1), der einen
Lenkvorgang unterstützt, welche Steuervorrichtung
Einrichtungen (2) zum Einstellen eines Sollstroms
umfaßt, der durch den Motor (1) fließen soll,
Einrichtungen (3) zum Erfassen eines durch den Motor (1)
fließenden Stroms, Einrichtungen (7) zum Verstärken
eines Fehlers zwischen einer Ausgabe der
Sollstromeinstelleinrichtung (2) und einer
Erfassungsausgabe der Stromerfassungseinrichtung (3);
und Einrichtungen (5) zum Liefern von Leistung an den
Motor (1) basierend auf einer Ausgabe der
fehlerverstärkenden Einrichtung (7), wobei die
Leistungsversorgungseinrichtung (5) Schalteinrichtungen
(5k-5n) zum Liefern der Leistung an den Motor (1)
umfaßt, Einrichtungen (5q) zum Erzeugen einer
Trägerwelle mit einer vorbestimmten Frequenz und
Amplitude, und Einrichtungen (5r, 5s) zum Erzeugen eines
Impulsbreitenmodulationssignals basierend auf einem
Ergebnis eines Vergleichs zwischen einem Signal
entsprechend einer Ausgabe der fehlerverstärkenden
Einrichtung (7) und einer Ausgabe der
Trägerwellenerzeugungseinrichtung (5q), und zum
Ansteuern der Schalteinrichtungen (5k-5n) basierend auf
dem Impulsbreitenmodulationssignal, wobei die
Steuervorrichtung gekennzeichnet ist durch:
Einrichtungen (12) zum Umwandeln eines Pegels einer
Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung
(7), so daß die umgewandelte Spannung innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches ist, der basierend auf einer
Amplitude der Trägerwelle bestimmt wird, und Ausgeben
der umgewandelten Spannung als das Signal entsprechend
der Ausgabe der fehlerverstärkenden Einrichtung (7).
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pegelumwandlungseinrichtung (12)
Einrichtungen (12a) zum Begrenzen der Ausgangsspannung
der fehlerverstärkenden Einrichtung (7) einschließt, so
daß die umgewaüdelte Spannung eine vorbestimmte Spannung
nicht übersteigt, die basierend auf einer
Variationsgröße einer Versorgungsspannung für die
fehlerverstärkende Einrichtung (7) bestimmt wird.
7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pegelumwandlungseinrichtung (12)
die Ausgangsspannung der fehlerverstärkenden Einrichtung
(7) umwandelt, so daß die umgewandelte Spannung
innerhalb eines Bereiches ist, der von einem
Spannungsbereich der Amplitude der Trägerwelle abgedeckt
wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6149751A JPH0819290A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | パワーステアリング用電動機の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69402056D1 DE69402056D1 (de) | 1997-04-17 |
DE69402056T2 true DE69402056T2 (de) | 1997-07-31 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69402056T Expired - Lifetime DE69402056T2 (de) | 1994-06-30 | 1994-08-31 | Steuergerät für den Motor einer Servolenkung mit einer Möglichkeit zur Verhinderung von durch den Motorstrom erzeugten Vibrationen und Geräuschen |
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DE (1) | DE69402056T2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005051442A1 (de) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Volkswagen Ag | Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Beeinflussung der Geräuschemissionen einer Lenkung mit Antriebsmotor |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2977476B2 (ja) * | 1995-11-29 | 1999-11-15 | 株式会社日立製作所 | 機密保護方法 |
US6078121A (en) * | 1997-02-21 | 2000-06-20 | Emerson Electric Co. | Rotor assembly for a rotating machine |
US6025665A (en) * | 1997-02-21 | 2000-02-15 | Emerson Electric Co. | Rotating machine for use in a pressurized fluid system |
DE10022924A1 (de) * | 2000-05-11 | 2001-11-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schaltungsanordnung zum Betrieb eines Motors |
JP4623824B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2011-02-02 | カヤバ工業株式会社 | 電動パワーステアリング制御装置 |
US7265506B2 (en) * | 2003-05-09 | 2007-09-04 | Mladen Ivankovic | Noise improved linear DC motor control systems and methods |
US8051945B2 (en) * | 2008-05-23 | 2011-11-08 | Nexteer (Beijing) Technology Co., Ltd. | Electric power steering system, controller, and method of operation |
JP6053337B2 (ja) * | 2012-06-05 | 2016-12-27 | ローム株式会社 | モータ駆動回路およびそれを用いた電子機器 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6478975A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-24 | Koyo Seiko Co | Control circuit for power steering |
US5153492A (en) * | 1989-07-31 | 1992-10-06 | Msi Corporation | Servo amplifier |
JPH05219769A (ja) * | 1991-11-14 | 1993-08-27 | Omron Corp | モータ制御装置 |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP6149751A patent/JPH0819290A/ja active Pending
- 1994-08-31 EP EP94113609A patent/EP0689986B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-08-31 DE DE69402056T patent/DE69402056T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-16 KR KR1019940023547A patent/KR0145365B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005051442A1 (de) * | 2005-10-27 | 2007-05-03 | Volkswagen Ag | Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Beeinflussung der Geräuschemissionen einer Lenkung mit Antriebsmotor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69402056D1 (de) | 1997-04-17 |
KR0145365B1 (ko) | 1998-10-01 |
EP0689986B1 (de) | 1997-03-12 |
JPH0819290A (ja) | 1996-01-19 |
KR960003058A (ko) | 1996-01-26 |
EP0689986A1 (de) | 1996-01-03 |
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