DE10140875A1 - Elektrische Servolenkvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine elektrische Servolenkvorrichtung beinhaltet eine Steuer-/Regeleinheit 12 zum Ausgeben eines Elektromotor-Steuer-/Regelsignals V¶0¶, um einen Elektromotor 8 zum Hinzufügen eines Hilfs-Lenkdrehmoments als Antwort auf wenigstens das manuelle Lenkdrehmomentsignal T von einem Drehmomentsensor TS zu steuern/regeln. Die Steuer-/Regeleinheit 12 führt eine Steuerung/Regelung durch, um einen Maximalwert des Elektromotor-Steuer-/Regelsignals V¶0¶ als Antwort auf ein von einer Elektromotorstrom-Erfassungseinheit 14 gesendetes Elektromotorstromsignal IMO zu begrenzen. Die Steuer-/Regeleinheit 12 beinhaltet eine eine Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit zum Messen der Anzahl von Malen einer Maximalwertbegrenzung des Elektromotor-Steuer-/Regelsignals V¶0¶ und hat einen solchen Aufbau, dass Bedingungen zum Starten der Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals V¶0¶ bei einem ersten Mal strikter gesetzt werden als bei einem zweiten Mal und den folgenden Malen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung, die die Lenkkraft eines Fahrers dadurch entlastet, dass sie die Antriebskraft eines Elektromotors direkt auf ein Lenksystem einwirken lässt, und insbe­ sondere eine elektrische Servolenkvorrichtung, die in der Lage ist, eine Entladesteuerung/Regelung richtig auszuführen.

Eine elektrische Servolenkvorrichtung dient zur Entlastung (Unterstützung) der Lenkkraft eines Fahrers, indem die Antriebskraft eines Elektromotors dazu gebracht wird, direkt zu wirken. Fahrzeuge, die darin angebrachte elektrische Servolenkvorrichtungen aufweisen, sind allgemein weit ver­ breitet. Durch die elektrische Servolenkvorrichtung lässt sich ein Lenkrad schnell bewegen und der Fahrer braucht eine Lenkbewegung nicht mit starker Kraft auszuüben.

Die elektrische Servolenkvorrichtung beinhaltet eine einen Elektromotor antreibende Schaltung, die durch eine Brückenschaltung eines Feldeffekt­ transistors (im Folgenden als "FET" bezeichnet) zum Erzeugen eines Elekt­ romotor-Antriebssignals, um einen Elektromotor als Antwort auf ein Elekt­ romotor-Steuer-/Regelsignal (ein Steuer-/Regelsignal), das von einer Steue­ rung/Regelung ausgegeben worden ist, anzutreiben. Der FET erzeugt Wär­ me, wenn er basierend auf dem Steuer-/Regelsignal das Elektromotor- Antriebssignal erzeugt. Wenn die Erzeugung von Wärme ausnehmend lang anhält, wird die Temperatur des FET stark erhöht, so dass die Funktion des FET gestört wird oder der FET in einigen Fällen zerstört wird. Um die Be­ schädigung oder die Zerstörung zu verhindern, wird dementsprechend eine Entladesteuerung/-regelung (die Begrenzung des Maximalwertes des Steu­ er-/Regelsignals) durchgeführt, bei der der Maximalwert des Steuer-/Regel­ signals begrenzt wird, wenn die Temperatur des FET erhöht ist, so dass die Erzeugung von Wärme des FET so gesteuert/geregelt wird, dass die Tem­ peratur des FET fällt.

Um die Entladesteuerung/-regelung auszuführen, wird in Betracht gezogen, dass ein Temperatursensor zum Messen der Temperatur des FET benutzt wird. Es ist jedoch nicht vorteilhaft, einen Temperatursensor zu benutzen, weil die Kosten der Vorrichtung sich dadurch erhöhen. Aus diesem Grund wird die Temperatur des FET ohne Benutzung des Temperatursensors abgeschätzt, und die Entladesteuerung/-regelung wird basierend auf der abgeschätzten Temperatur durchgeführt. Herkömmlicherweise wurde die Temperatur des FET durch die folgende Gleichung 1 abgeschätzt.

Temperatur des FET = atmosphärische Temperatur (anfänglich gesetzter Wert) + ∫ (Stromwert zu einer vorbestimmten Zeit) (Gleichung 1)

Die atmosphärische Temperatur ist ein anfänglich gesetzter Wert (fester Wert) zum Abschätzen der Temperatur des FET. Die atmosphärische Tem­ peratur wird auf einen sicheren Wert gesetzt, um zuverlässig ein Versagen des FET wegen Überhitzung zu verhindern (zu verhindern, dass der FET unter den schlechtesten Bedingungen beschädigt wird). Gewöhnlich wird die elektrische Servolenkvorrichtung an einem Motorraum, der im vorderen Bereich eines Fahrzeugs vorgesehen ist, angebracht. Daher wird die atmo­ sphärische Temperatur auf der Grundlage der Temperatur des Motorraums auf eine hohe Temperatur von ungefähr 80°C gesetzt. Ein Stromwert zu einer vorbestimmten Zeit (ein Stromwert eines Elektromotorstroms) wird integriert und addiert, um die Temperatur des FET abzuschätzen, und die Entladesteuerung/-regelung wird basierend darauf durchgeführt. Konse­ quenterweise überschreitet die tatsächliche Temperatur des FET nicht eine Grenztemperatur (zum Beispiel 120°C). Daher kann der FET immer unter guten Bedingungen eingesetzt werden.

Bei gewöhnlichen elektrischen Servolenkvorrichtungen wird jedoch, wenn die Temperatur des Motorraums niedrig ist, weil zum Beispiel das Fahrzeug gerade gestartet worden ist, oder wenn die tatsächliche Temperatur des FET niedrig ist, weil das Fahrzeug eine Zeitlang ununterbrochenen gerade aus fährt und der FET nicht betrieben wird, wenn ein großer Strom wäh­ rend einer vorbestimmten Zeit fließt, entschieden, dass die Temperatur des FET die Grenztemperatur überschreitet, und die Entladesteuerung/-regelung wird gestartet. Anders ausgedrückt, wird die Entladesteuerung/-regelung unnötigerweise gestartet. Da der Maximalwert eines Steuer-/Regelsignals begrenzt wird, wird der Maximalwert einen Elektromotor-Antriebssignals, das dem Elektromotor zugeführt wird, ebenso begrenzt, wenn die Entlade­ steuerung/-regelung gestartet wird. Aus diesem Grunde kann der Fahrer keine volle Unterstützung durch das Hilfs-Lenkdrehmoment des Elektromo­ tors erhalten. Daher wird ein Lenkgefühl gestört. Wenn die atmosphärische Temperatur in Gleichung 1 auf einen niedrigen Wert gesetzt wird, wird andererseits die Entladesteuerung/-regelung nicht gestartet, wenn es nötig ist, und die Funktion des FET wird gestört oder der FET wird durch Wär­ meerzeugung beschädigt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Servolenkvor­ richtung zur Verfügung zu stellen, die in der Lage ist, eine Entladesteue­ rung/-regelung richtig durchzuführen.

In Anbetracht der Probleme wurde von Erfinderseite eine sorgfältige Stu­ die durchgeführt mit besonderer Berücksichtigung der Tatsache, dass die tatsächliche Temperatur des FET, die erhalten wird, wenn die Maximal­ wertbegrenzung eines Steuer-/Regelsignals von der Entladesteuerung/­ -regelung gestartet wird, bei einem ersten Mal niedriger ist als die tatsäch­ liche Temperatur des FET, die erhalten wird, wenn die Maximalwertbegren­ zung bei einem zweiten Mal und danach gestartet wird, wobei die Maximal­ wertbegrenzung bei dem ersten Mal nicht tatsächlich notwendig ist oder eine geringere Maximalwertbegrenzung durchzuführen wäre als für das zweite Mal und danach. In dieser Weise wurde die Erfindung vervollstän­ digt.

Um die Probleme zu lösen, ist insbesondere ist ein erster Aspekt der Erfin­ dung auf eine elektrische Servolenkvorrichtung gerichtet, die einen Elekt­ romotor zum Hinzufügen eines Hilfs-Lenkdrehmoments zu einem Lenksys­ tem eines Fahrzeugs umfasst, sowie eine Lenkdrehmoment-Erfassungs­ einheit zum Erfassen eines manuellen Lenkdrehmoments des Lenksystems, eine Steuer-/Regeleinheit zum Ausgeben eines Steuer-/Regelsignals, das den Elektromotor als Antwort auf mindestens ein Signal, das von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinheit gesendet worden ist, steuert/regelt, eine Antriebssteuer-/regeleinheit, die ein Schaltelement beinhaltet, zum Antreiben des Elektromotors als Antwort auf das Steuer-/Regelsignal, das von der Steuer-/Regeleinheit gesendet worden ist, und eine Stromerfas­ sungseinheit zum Erfassen eines Elektromotorstroms, der zu dem Elekt­ romotor fließt, wobei die Steuer-/Regeleinheit in einer Weise steuert/regelt, dass ein Maximalwert des Steuer-/Regelsignals als Antwort auf ein Signal, das von der Stromerfassungseinheit gesendet worden ist, begrenzt wird. Die Steuer-/Regeleinheit beinhaltet eine Begrenzungszahl-Messeinheit zum Messen der Anzahl von Malen einer Maximalwertbegrenzung des Steu­ er-/Regelsignals und hat einen solchen Aufbau, dass eine Bedingung zum Starten der Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals bei einem ersten Mal strikter als bei einem zweiten Mal und danach gesetzt wird.

Der Maximalwert des Steuer-/Regelsignals (Elektromotorsteuer-/regelsig­ nals) wird in Antwort auf das Signal (Elektromotorstromsignal), das von der Elektromotorstrom-Erfassungseinheit gesendet worden ist, begrenzt, und die Entladesteuerung/-regelung wird gestartet. Mit einem solchen Aufbau wird erreicht, dass die Bedingungen (Startbedingungen der Maximalwertbe­ grenzung) zum Starten der Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsig­ nals bei dem ersten Mal strikt sind. Das Wort "strikt" bedeutet, dass die Maximalwertbegrenzung beim ersten Mal schwerer als beim zweiten Mal und danach zu starten ist. Anders ausgedrückt ist die Temperatur, die der FET erreicht hat, wenn die Maximalwertbegrenzung zum ersten Mal gestar­ tet wird, niedriger als die Temperatur, die der FET erreicht hat, wenn die Maximalwertbegrenzung zum zweiten Mal und danach gestartet wird. Demzufolge wird solch eine Maximalwertbegrenzung durchgeführt. Ent­ sprechend dem erschwerten Start der Maximalwertbegrenzung wird ein Fahrer bei einem Lenkvorgang durch das Hilfs-Lenkdrehmoment des Elekt­ romotors unterstützt. Die Startbedingungen der Maximalwertbegrenzung können variabel gesetzt werden. Wenn die Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals durchgeführt wird, wird ein Laden des FET vermindert, so dass die Temperatur des FET reduziert wird. Während der Motor gestar­ tet und dann gestoppt wird, wird die beim ersten Mal durchzuführende Maximalwertbegrenzung nicht immer einmal, sondern in manchen Fällen mehrere Male durchgeführt. Der Grund dafür ist, dass die Temperatur des FET reduziert ist und die beim zweiten Mal durchzuführende Maximalwert­ steuerung/-regelung als die beim ersten Mal durchzuführende festgesetzt werden kann. In dieser Hinsicht betrifft die Erfindung die gleiche Situation.

Weiterhin ist ein zweiter Aspekt der Erfindung auf eine elektrische Servo­ lenkvorrichtung gerichtet, die einen Elektromotor zum Hinzufügen eines Hilfs-Lenkdrehmomentes zu einem Lenksystem eines Fahrzeugs umfasst, sowie eine Steuerdrehmoment-Erfassungseinheit zum Erfassen eines manu­ ellen Lenkdrehmomentes des Lenksystems, eine Steuer-/Regeleinheit zum Ausgeben eines Steuer-/Regelsignals, das den Elektromotor als Antwort auf mindestens ein Signal, das von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinheit gesendet worden ist, steuert/regelt, eine Antriebssteuer-/regeleinheit, die ein Schaltelement beinhaltet, zum Antreiben des Elektromotors als Antwort auf das Steuer-/Regelsignal, das von der Steuer-/Regeleinheit gesendet worden ist, und eine Stromerfassungseinheit zum Erfassen eines Elektro­ motorstroms, der zu dem Elektromotor fließt, wobei die Steuer-/Regel­ einheit in einer Weise steuert/regelt, dass ein Maximalwert des Steuer-/Re­ gelsignals als Antwort auf ein Signal, das von der Stromerfassungseinheit gesendet worden ist, begrenzt wird. Die Steuer-/Regeleinheit beinhaltet eine Begrenzungszahl-Messeinheit zum Messen der Anzahl von Malen einer Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals und hat einen solchen Aufbau, dass die Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals bei einem ersten Mal kleiner als bei einem zweiten Mal und danach gesetzt wird.

Weiterhin ist erfindungsgemäß der Maximalwert des Steuer-/Regelsignals begrenzt und die Entladesteuerung/-regelung wird als Antwort auf das von der Elektromotorstrom-Erfassungseinheit gesendete Signal gestartet. Mit einem solchen Aufbau wird die Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regel­ signals sowohl beim ersten Mal als auch beim zweiten Mal und danach bei denselben Startbedingungen für die Maximalwertbegrenzung gestartet. Der Inhalt der Maximalwertbegrenzung wird jedoch variiert, wobei die Maximal­ wertbegrenzung beim ersten Mal stärker reduziert wird (die Maximalwertbe­ grenzung stärker entlastet wird) und ein großes Hilfs-Lenkdrehmoment erzeugt werden kann. Die Temperatur, die der FET erreicht hat, wenn die Maximalwertbegrenzung zum ersten Mal gestartet werden soll, ist geringer als die Temperatur, die der FET erreicht hat, wenn die Maximalwertbegren­ zung beim zweiten Mal und danach gestartet werden soll. Demzufolge wird solch eine Maximalwertbegrenzung durchgeführt. Die Startbedingungen der Maximalwertsteuerung/regelung können variiert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Ansicht, die den gesamten Aufbau einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung (zweiten Ausführung) der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines elektrischen Systems der elektrischen Servolenkvorrichtung von Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ist ein Schaltbild, das eine Elektromotorantriebseinheit von Fig. 2 zeigt;

Fig. 4A ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Wertes eines Integrationsstroms entsprechend der ersten Ausführung der Erfindung zeigt;

Fig. 4B ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Begrenzungs­ stromsignals bei der elektrischen Servolenkvorrichtung ent­ sprechend der ersten Ausführung der Erfindung zeigt;

Fig. 5A ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Wertes des Integrationsstroms entsprechend einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt;

Fig. 5B ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Begrenzungs­ stromsignals entsprechend einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt; und

Fig. 5C ist ein Zeitdiagramm, das eine Variation des Begrenzungs­ stromsignals bei einer elektrischen Servolenkvorrichtung ent­ sprechend einer zweiten Ausführung der Erfindung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Eine elektrische Servolenkvorrichtung entsprechend einer Ausführung der Erfindung wird im Folgenden detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnun­ gen beschrieben.

In einer ersten Ausführung werden die Startbedingungen für die Maximal­ wertbegrenzung eines Steuer-/Regelsignals (Elektromotorsteuer-/regelsig­ nals) bei der Entladesteuerung/-regelung bei einem ersten Mal strikt ge­ setzt, so dass es schwer ist, die Maximalwertbegrenzung zu starten. Der Aufbau der elektrischen Servolenkvorrichtung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur einer elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt. Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines elektrischen Systems der elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt. Fig. 3 ist ein Schaltbild, das eine Elektromotorantriebseinheit zeigt. Die Bezugszeichen 1a und 12a, die in Fig. 1 innerhalb der Klammern stehen, und das Bezugszeichen 12a, das in Fig. 2 in Klammern steht, werden in einer zweiten Ausführung beschrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt, dreht eine elektrische Servolenkvorrichtung 1 die Vorderräder W und W durch manuelle Lenkung durch eine manuelle Lenk­ kraft-Erzeugungseinheit (Lenksystem) 2, um die Richtung eines Fahrzeugs zu ändern, wenn ein Fahrer ein Lenkrad 3 lenkt. Weiterhin erzeugt die elektrische Servolenkvorrichtung 1 ein Elektromotorantriebssignal V_M durch eine Elektromotorantriebseinheit 13 basierend auf einem Elektromotor­ steuer-/regelsignal V_O, das von einer Steuer-/Regeleinheit 12 gesendet wird, und treibt einen Elektromotor 8 als Antwort auf das Elektromotorantriebs­ signal V_M an, um ein Hilfs-Lenkdrehmoment (Hilfslenkkraft) zu erzeugen, wodurch ein durch die manuelle Lenkkraft-Erzeugungseinheit 2 erzeugtes Lenkdrehmoment (manuelle Lenkkraft) unterstützt wird.

Bei der manuellen Lenkkraft-Erzeugungseinheit 2 ist ein Zapfen 7a eines in einer Lenkgetriebebox 6 vorgesehenen Zahnstangenmechanismus 7 durch eine Verbindungswelle 5 mit einer Lenkwelle 4, die integral an dem Lenkrad 3 vorgesehen ist, verbunden. Die Verbindungswelle 5 beinhaltet an ihren beiden Enden vorgesehene Antriebsgelenke 5a und 5b. Bei dem Zahnstan­ genmechanismus 7 wird ein Zahnstangenzahn 7b, um im Eingriff mit dem Ritzel 7a zu sein, auf einer Zahnstangenwelle 9 gebildet und die Rotation des Ritzels 7a wird durch den Eingriff des Zahnstangezahns 7b in das Ritzel 7a auf die transversale Hin- und Herbewegung der Zahnstangenwelle 9 übertragen. Weiterhin sind das rechte und linke Vorderrad W und W durch Zahnstangen 10 und 10 mit beiden Enden der Zahnstangenwelle 9 ver­ bunden, um drehende Räder zu sein.

Bei der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 ist der Elektromotor 8 koaxial mit der Zahnstangenwelle 9 vorgesehen, um ein Hilfs-Lenkdrehmoment zu erzeugen. Die Rotation des Elektromotors 8 wird durch einen koaxial mit der Zahnstangenwelle 9 vorgesehenen Kugelumlaufspindelmechanismus 11 in einen Schub umgewandelt, und der Schub wird dazu gebracht, auf die Zahnstangenwelle 9 (eine Kugelumlaufspindelwelle 11a) einzuwirken.

Die Erfassungssignale T und V eines Lenkdrehmomentsensors TS und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors VS werden in die Steuer-/Regeleinheit 12 eingegeben. Daraufhin erzeugt die Steuer-/Regeleinheit 12 normalerweise ein Elektromotorsteuer-/regelsignal V_O (ein Richtungssignal + ein PWM- Signäl) basierend jeweils auf den Erfassungssignalen T und V und gibt dasselbe Signal an die Elektromotorantriebseinheit 13 aus. Die Details der Steuer-/Regeleinheit 12 werden im Folgenden beschrieben.

Der Lenkdrehmomentsensor TS ist in der Lenkgetriebebox 6 vorgesehen und dient zur Erfassung der Höhe und Richtung eines manuellen Lenkdreh­ momentes (einer manuellen Lenkkraft) des Fahrers. Daraufhin gibt der Lenkdrehmomentsensor TS an die Steuer-/Regeleinheit 12 das Lenkdrehmo­ mentsignal T entsprechend dem so erfassten manuellen Lenkdrehmoment aus.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor VS dient dazu, an die Steuer-IRegel­ einheit 12 basierend auf der Anzahl von Rotationen einer nicht gezeigten Ausgabewelle einer Transmission das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V auszugeben. Das Lenkdrehmomentsignal T und das Fahrzeuggeschwindig­ keitssignal V, die in die Steuer-/Regeleinheit 12 einzugeben sind, sind durch digitale Konversion erhaltene Digitalsignale.

Die Elektromotorantriebseinheit 13 führt dem Elektromotor 8 das Elektro­ motorantriebssignal V_M basierend auf dem von der Steuer-/Regeleinheit 12 ausgegebenen Elektromotorsteuer-/regelsignal V_O zu und treibt den Elek­ tromotor 8 an. Die Elektromotorantriebseinheit 13 wird durch eine Brücken­ schaltung 13a, die Schaltelemente von vier FETs (Feldeffekttransistoren) 13 _a1, 13 _a2, 13 _a3 und 13 _a4 beinhaltet, und eine Gatterantriebsschaltung 13b, wie in Fig. 3 beispielhaft gezeigt, gebildet. Wenn das Elektromotorsteuer-/­ regelsignal V_O (ein Richtungssignal + ein PWM-Signal) in die Gatter G1 G2, G3 und G4 der Leistungs-FETs 13 _a1, 13 _a2, 13 _a3 und 13 _a4 eingegeben wird, wird das Elektromotorantriebssignal V_M dem Elektromotor 8 basierend auf dem Elektromotorsteuer-/regelsignal V_O zugeführt. Demzufolge fließt ein Elektromotorstrom zu dem Elektromotor 8, und der Elektromotor 8 erzeugt ein Hilfs-Lenkdrehmoment, welches proportional zu dem Elektromotorstrom ist, wodurch die Lenkbewegung des Fahrers unterstützt wird. In diesem Fall erzeugen die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 Wärme, was deren Temperatur erhöht. Daher wird die Entladesteuerung/-regelung benötigt.

Eine Elektromotorstrom-Erfassungseinheit 14 beinhaltet ein Widerstands- oder Lochelement, das in Reihe mit dem Elektromotor 8 geschaltet ist, und dazu dient, die Höhe und Richtung eines dem Elektromotortor 8 tatsächlich zufließenden Elektromotorstroms I_M zu erfassen. Der durch die Elektromo­ torstrom-Erfassungseinheit 14 erfasste Elektromotorstrom I_M wird in ein Efektromotorstromsignal I_MO des Digitalsignals umgewandelt und in die Steuer-/Regeleinheit 12 zurückgegeben (negatives Feedback).

Im Folgenden wird der Aufbau der Steuer-/Regeleinheit 12 im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.

Die Steuer-/Regeleinheit 12 beinhaltet eine Zielstromsignal-Vorgabeeinheit 21, eine Signalbegrenzungseinheit 22, eine Abweichungs-Berechnungs­ einheit 23, eine Antriebssteuer-/regeleinheit 24, eine Integrationsstrom- Berechnungseinheit 25, eine den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26 und eine ein Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27.

Die Zielstromsignal-Vorgabeeinheit 21 wird durch ein ROM und eine lo­ gische Schaltung gebildet. Die Zielstromsignal-Vorgabeeinheit 21 beinhaltet einen Lenkdrehmoment-T-Fahrzeuggeschwindigkeit-V-Zielstromsignal-I_MS- Tabellensatz, der auf einem Experiment oder einer theoretischen Rechnung basiert, und dient dazu, basierend auf dem von dem Lenkdrehmomentsen­ sor TS ausgegebenen Lenkdrehmomentsignal T und dem von dem Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensor VS ausgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeits­ signal V das Zielstromsignal I_MS auszulesen und dasselbe Signal I_MS an die Signalbegrenzungseinheit 22 in einer dahinter liegenden Stufe auszugeben.

Die Signalsteuer-/regeleinheit 22 wird durch eine Vergleichsschaltung oder die Vergleichsfunktion einer Softwaresteuerung/-regelung gebildet. Die Signalbegrenzungseinheit 22 gibt das von der Zielstromsignal-Vorgabeein­ heit 21 ausgegebene Zielstromsignal I_MS und ein von der Begrenzungs­ stromsignal-Vorgabeeinheit 27, die im Folgenden beschrieben wird, ausge­ gebenes Begrenzungsstromsignal I_LIM ein, vergleicht deren Absolutwerte, wählt eines dieser Signale (I_MS oder I_LIM), das einen kleineren Wert aufweist als das Zielstromsignal I_MS, aus und gibt das Zielstromsignal I_MS an die Abweichungs-Berechnungseinheit 23 in der dahinter liegenden Stufe aus.

Die Signalbegrenzungseinheit 22 setzt die Polarität des auszugebenden Zielstromsignals I_MS so fest, dass sie identisch mit der Polarität des von der Zielstromsignal-Vorgabeeinheit 21 ausgegebenen Zielstromsignals I_MS ist.

Die Abweichungs-Berechnungseinheit 23 wird durch einen Subtrahierer oder die Subtraktionsfunktion der Softwaresteuerung/-regelung gebildet. Die Abweichungs-Berechnungseinheit 23 gibt das von der Signalbegren­ zungseinheit 22 ausgegebene Zielstromsignal I_MS und das von der Elekt­ romotorstrom-Erfassungseinheit 14 ausgegebene Elektromotorstromsignal I_MO ein, subtrahiert das Elektromotorstromsignal I_MO von dem Zielstromsig­ nal I_MS und berechnet ein Abweichungssignal ΔI_M (= I_MS - I_MO). Das auf diese Weise berechnete Abweichungssignal ΔI_M wird an die Antriebssteu­ er-/regeleinheit 24 in der dahinter liegenden Stufe ausgegeben.

Die Antriebssteuer-/regeleinheit 24 wird durch einen PID-Kontroller, eine PWM-Signal-Erzeugungseinheit, eine logische Schaltung und dergleichen gebildet. Die Antriebssteuer-/regeleinheit 24 gibt das Abweichungssignal ΔI_M von der Abweichungs-Berechnungseinheit 23 ein und gibt das Elekt­ romotorsteuer-/regelsignal V_O an die Elektromotorantriebseinheit 13 aus. Die Antriebssteuer-/regeleinheit 24 führt zuerst eine P-(Proportionierungs-), I-(Integrations-) und D-(Differentiations-) Steuerung/Regelung über das Abweichungssignal ΔI_M durch, und erzeugt weiterhin ein PWM-Signal V_PWM, ein EIN-Signal V_ON und ein AUS-Signal V_OFF entsprechend der Größe und Polarität des Resultats der Steuerung/Regelung, und gibt das Elektromotor­ steuer-/regelsignal V_O an die Elektromotorantriebseinheit 13 aus. Die von der Elektromotorantriebseinheit 13 ausgegebene Elektromotorspannung V_M wird dem Elektromotor 8 zugeführt, um den Elektromotor 8 anzutreiben.

Die Integrationsstrom-Berechnungseinheit 25 wird durch ein ROM und eine logische Schaltung gebildet. Die Integrationsstrom-Berechnungseinheit 25 nimmt das von der Elektromotorstrom-Erfassungseinheit 14 in vorbestimm­ ten Intervallen gesendete Elektromotorstromsignal I_MO auf und gibt es ein.

Basierend auf der folgenden Gleichung 2 wird ein Wert des Integrations­ stroms I_S berechnet.

I_S = I_n + 0,99 × I_n-1 + . . . + 0,01 × I_n-99 (Gleichung 2)

Die Gleichung wird beschrieben. I_n repräsentiert einen Absolutwert des zur gegenwärtigen Zeit aufgenommenen Elektromotorstromsignals I_MO. I_n-1 repräsentiert einen Absolutwert des zu einem direkt vorausgegangenen Zeitpunkt aufgenommenen Elektromotorstromsignals I_MO. I_n-99 repräsentiert einen Absolutwert des zu einem 99 Zeiteinheiten vorausgehenden Zeit­ punkt aufgenommenen Elektromotorstromsignals I_MO. 0,99 und 0,01 be­ zeichnen Gewichtungskoeffizienten. Für die Koeffizienten wird 0,99 für den zu dem direkt vorausgehenden Zeitpunkt aufgenommenen Wert gesetzt, 0,98 wird für einen zu einem Zeitpunkt direkt vor dem vorausgehenden (einem zweitletzten Zeitpunkt) aufgenommenen Wert gesetzt . . . und 0,01 wird für einen zu einem neunundneunzig Zeiteinheiten vor dem vorausge­ henden aufgenommenen Wert gesetzt. Anders ausgedrückt werden die Absolutwerte der Elektromotorstromsignale I_MO, die 100 Mal inklusive des gegenwärtigen Maies und der Vergangenheit aufgenommen worden sind, integriert, um den Wert des Integrationsstroms I_S zu berechnen. Für die Berechnung werden ältere Daten weniger stark gewichtet. Eine solche Gewichtung wird durchgeführt, weil die älteren Daten die gegenwärtigen und nächsten Steuer-/Regelzustände weniger stark beeinflussen. Natürlich kann auch der einfache Durchschnitt eines Stromwertes, der nicht gewich­ tet wird, angewendet werden, wie in dem japanischen Patent Nr. 2528119 des Anmelders beschrieben. Ein Aufnahmeintervall beträgt in der vorliegen­ den Ausführung eine Sekunde. Das Intervall kann korrekt auch auf zum Beispiel 10 Millisekunden gesetzt werden.

Der auf diese Weise berechnete Wert des Integrationsstroms I_S wird an die den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26 und die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27 in der dahinter liegenden Stufe ausgegeben. Es ist möglich, aus dem Wert des Integrationsstroms I_S einen Bereich für eine Temperaturerhöhung der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 abzuschätzen. Weiterhin ist es möglich, aus Gleichung 1 den Strom durch die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 abzuschätzen. Da der Wert des Integrationsstroms I_S für ein Inter­ vall von einer Sekunde berechnet wird, wird die Ausgabe ebenfalls mit einem Intervall von einer Sekunde durchgeführt.

Die den Start der Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26 wird durch ein ROM und eine logische Schaltung gebildet. Die den Start der Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26 weist eine Vergleichsfunk­ tion und eine Zeitgeberfunktion auf und entscheidet aus dem Wert des Integrationsstroms I_S, drei Arten von Bezugswerten für den Wert des Integ­ rationsstroms I_S. drei Arten von Zeitflags und einer basierend auf der Zeit­ geberfunktion vorbestimmten Zeit, ob eine Maximalwertbegrenzung durch­ zuführen ist oder nicht, und gibt ein eine Maximalwertbegrenzung anzei­ gendes Flag C als Resultat an die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27 aus. Wenn die Maximalwertbegrenzung nicht durchgeführt wird, wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C auf 0 gesetzt. Anderer­ seits wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C auf 1 ge­ setzt, wenn die Maximalwertbegrenzung durchzuführen ist. Die den Start der Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26 dient ebenfalls als eine Begrenzungszahl-Messeinheit, wie sie in den angefügten Ansprüchen erwähnt wird.

Der Bezugswert für den Wert des Integrationsstroms IS wird so gesetzt, dass er einen Wert aufweist, bei dem [ein Bezugswert für ein erstes Mal] < [ein Bezugswert für ein zweites Mal] < [Bezugswerte für ein drittes Mal und danach]. Anders ausgedrückt, ist es schwer, die Maximalwertbegren­ zung bei dem ersten Mal durchzuführen. Demzufolge wird die atmosphä­ rische Temperatur (der anfänglich gesetzte Wert) in der Gleichung 1 so gewählt, dass er beim ersten Mal klein ist (zum Beispiel 50°C), dass er beim zweiten Mal größer ist (zum Beispiel 70°C) und dass er beim dritten Mal und danach am größten ist (zum Beispiel 80°C). Der Grund, warum der Bezugswert auf diese Weise gesetzt wird, ist, dass die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 sich erhöhen, wenn die Maximalwertbegrenzung von dem ersten Mal bis hin zu dem dritten Mai durchgeführt wird. In einer solchen Situation, bei der die Maximalwertbegrenzung durchgeführt wird, ist es möglich, denselben Bezugswert bei dem dritten und bei dem vierten Mal zu setzen, das heißt bei dem dritten Mal und danach (der Bezugswert für das zweite Mal kann ebenfalls so gewählt werden, dass er gleich groß ist wie der Bezugswert für das dritte Mal und danach).

Wenn das Zeitflag das erste Mal anzeigt, gibt die den Start der Maximal­ wertbegrenzung anzeigende Einheit 26 das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C = 1 nicht aus, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S nicht den Bezugswert für das erste Mal überschreitet. Wenn das Zeitflag das zweite Mal anzeigt, gibt weiterhin die den Start der Maximalwertbe­ grenzung anzeigende Einheit 26 das die Maximalwertbegrenzung anzei­ gende Flag C = 1 nicht aus, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S den Bezugswert für das zweite Mal nicht überschreitet. Dieselbe Bearbeitungs­ prozedur wird für das dritte Mal ausgeführt. Wenn der Wert des Integra­ tionsstroms I_S geringer ist als die jeweiligen Bezugswerte, wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C = 0 ausgegeben.

Zunächst wird das Zeitflag auf das erste Mal gesetzt. Bei der ersten Aus­ führung wird das Zeitflag von dem ersten Mal zu dem zweiten Mal zurück­ gesetzt, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S, der geringer ist als der Bezugswert für das erste Mal, anfängt, wieder zuzunehmen. In dem Fall, dass der Wert des Integrationsstroms I_S größer ist als der Bezugswert für das zweite Mal, wenn die Zunahme beginnt, wird die Maximalwertbegren­ zung für das zweite Mal sofort gestartet. In gleicher Weise wird das Zeit­ flag vom zweiten Mal zum dritten Mal und danach zurückgesetzt. Beim dritten Mal und danach wird das Zeitflag entsprechend dem dritten Mal und danach beibehalten. Diese Aspekte werden im Folgenden unter Bezug­ nahme auf die Fig. 4A und 4B beschrieben.

Das Zeitflag, das einmal auf das zweite Mal gesetzt worden ist, wird durch die Zeitgeberfunktion auf das erste Mal zurückgesetzt, wenn nach der Maximalwertbegrenzung für das erste Mal eine vorbestimmte Zeit abläuft. Demzufolge wird das tatsächliche zweite Mal als das erste Mal erkannt, und die Maximalwertbegrenzung wird auch dann nicht durchgeführt, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S den Bezugswert für das zweite Mal überschreitet. Der Grund dafür ist, dass es möglich ist, eine Erniedrigung der Temperatur der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 abzuschätzen, nachdem eine vor­ bestimmte Zeit seit der ersten Maximalwertbegrenzung abgelaufen ist. Die vorbestimmte Zeit wird aus einem Experiment oder einer logischen Opera­ tion berechnet und auf 5 Minuten festgesetzt. Diese Betrachtungen sind die gleichen für das zweite Mal sowie das dritte und die folgenden Male, und das Zeitflag wird auf das erste Mal zurückgesetzt, nachdem die vorbe­ stimmte Zeit abgelaufen ist. Demzufolge kann eine unnötige Maximalwert­ begrenzung eliminiert werden, so dass ein Lenkgefühl verbessert werden kann. In diesem Zusammenhang kann ein Bezugspunkt für die vorbe­ stimmte Zeit variabel gesetzt werden auf eine Zeit, wenn das Zeitflag zurückgesetzt wird oder eine Zeit, wenn der zunehmende Wert des Integra­ tionsstroms I_S beginnt, wieder abzunehmen.

Die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27 wird durch ein ROM und eine logische Schaltung gebildet. Die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeein­ heit 27 gibt immer das Begrenzungsstromsignal L_IM an die Signalbegren­ zungseinheit 22 aus, unabhängig von der Ausführung der Maximalwertbe­ grenzung. Insbesondere gibt die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27 immer das Begrenzungsstromsignal I_LIM aus, welches einen Maximalwert (1) hat, wenn die Maximalwertbegrenzung nicht durchgeführt wird, das heißt das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C 0 ist. Daher kann auch der Elektromotor 8 bei einer Last von 100% betrieben werden. Wenn andererseits (2) die Maximalwertbegrenzung durchgeführt wird, das heißt, dass das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C 1 ist, nimmt (a) das Begrenzungsstromsignal I_LIM ab und wird ausgegeben, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S zunimmt, und nimmt (b) das Begrenzungsstrom­ signal I_LIM zu und wird ausgegeben, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S abnimmt. Das Begrenzungsstromsignal I_LIM wird durch die folgende Glei­ chung gesetzt.

ΔI_S = Wert des Integrationsstroms I_S - vorhergehender Wert des Integra­ tionsstroms I_S (Gleichung 3)

Begrenzungsstromsignal I_LIM Maximalwert (Gleichung 4)

Begrenzungsstromsignal I_LIM = vorhergehender Wert - k1 × ΔI_S (Gleichung 5)

Begrenzungsstromsignal I_LIM = vorhergehender Wert - kb × ΔI_S (Gleichung 6)

Die Gleichung 3 wird benutzt, um zu entscheiden, ob der Wert des Integra­ tionsstroms I_S sich in einem Zunahmeprozess oder einem Abnahmeprozess befindet und um zwischen den Gleichungen 5 und 6 umzuschalten. Die Gleichung 4 wird selektiv benutzt, wenn die Maximalwertbegrenzung nicht durchgeführt wird, das heißt, dass das die Maximalwertbegrenzung anzei­ gende Flag C 0 ist. Die Gleichungen 5 und 6 werden selektiv benutzt, wenn das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C 1 ist. Die Glei­ chung 5 wird selektiv benutzt, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S bei einem Zunahmeprozess gesetzt wird. Gemäß der Gleichung 5 wird das Begrenzungsstromsignal I_LIM allmählich vermindert, wenn der Wert des Integrationsstroms 13 zunimmt (ΔI_S ist ein positiver Wert). Die Gleichung 6 wird selektiv benutzt, wenn der Wert des Integrationsstroms 13 bei einem Abnahmeprozess gesetzt wird. Gemäß der Gleichung 6 wird das Begren­ zungsstromsignal I_LIM allmählich erhöht (wobei der Maximalwert eine obere Grenze ist), wenn der Wert des Integrationsstroms I_S abnimmt (ΔI_S ist ein negativer Wert). Ein Koeffizient k1 in der Gleichung 5 kann gleich einem Koeffizienten kb in der Gleichung 6 sein. In diesem Fall wird eine der Glei­ chungen 5 und 6 nicht benötigt. In diesem Zusammenhang kann der Koeffi­ zient kb in Anbetracht der Abkühlungsleistungsfähigkeit der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 in der Elektromotorantriebseinheit 13 bestimmt werden, wobei kb < k1 gesetzt wird.

Wie oben beschrieben, wird ein vorhergehender Wert eine Sekunde vor dem gegenwärtigen erhalten.

Die Operation der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführung wird unter Bezugnahme auf Fig. 4A und 4B (siehe Fig. 1 bis 3, falls nötig) beschrieben.

Fig. 4A ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Wertes des Integra­ tionsstroms zeigt, und Fig. 4B ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Begrenzungstromsignals zeigt. In Fig. 4A zeigt die Ordinate einen Wert des Integrationsstroms an und die Abszisse eine Zeit. In Fig. 4B zeigt die Ordi­ nate ein Begrenzungsstromsignal an und die Abszisse eine Zeit. In der folgenden Beschreibung beziehen sich die Punkte a bis m auf Fig. 4A, und die Punkte d', h' und l' beziehen sich auf Fig. 4B.

Zunächst steigt ein Fahrer in ein Fahrzeug, startet einen Motor und beginnt das Fahrzeug zu fahren. Das Zeitflag wird auf 1 gesetzt, und das Maximal­ wertbegrenzung anzeigende Flag C wird auf 0 gesetzt. Wenn der Fahrer eine Lenkoperation ausführt, steigt der Wert des Integrationsstroms I_S an (ON1). Da der Wert des Integrationsstroms I_S am Punkt a einen Bezugswert für das erste Mal nicht erreicht, wird die Maximalwertbegrenzung nicht durchgeführt, und das Begrenzungsstromsignal I_LIM bleibt auf einem Maxi­ malwert. Aus diesem Grund wird die Lenkoperation des Fahrers nicht begrenzt, sondern unterstützt. Gewöhnlich sind alle Bezugswerte unterei­ nander gleich und werden auf niedrige Werte gesetzt. Daher wird, bevor der Bezugswert für das erste Mal wie in der Ausführung erreicht wird, zum Beispiel an dem Punkt a, der der Nachbarschaft der Bezugswerte für das dritte Mal und darauf folgende Male entspricht, die Maximalwertbegren­ zung gestartet. Demzufolge wird das Lenkgefühl gestört.

Die Beschreibung bezieht sich wieder auf das Zeitdiagramm. Wenn der Fahrer kontinuierlich die Lenkoperation durchführt, wird der Wert des Integrationsstroms I_S weiter erhöht und erreicht den Bezugswert für das erste Mal an dem Punkt b. Demzufolge wird das die Maximalwertbegren­ zung anzeigende Flag C von 0 auf 1 verändert, und die Maximalwertbe­ grenzung für das erste Mal wird schließlich gestartet. Bevor der Punkt b erreicht worden ist, kann der Fahrer die Lenkoperation komfortabel durch­ führen. Wenn die Maximalwertbegrenzung für das erste Mal gestartet worden ist, nimmt der Wert des Begrenzungstromsignals I_LIM basierend auf der Gleichung 5 ab. In diesem Fall wird sogar dann, wenn das von der Zielstromsignal-Vorgabeeinheit 21 ausgegebene Zielstromsignal I_MS das Begrenzungsstromsignal I_LIM überschreitet, das Begrenzungsstromsignal I_LIM als das Zielstromsignal I_MS von der Signalbegrenzungseinheit 22 (siehe Fig. 2) ausgegeben. Daher nimmt der Wert des Integrationsstroms I_S langsam zu. Anders ausgedrückt, wird die Unterstützung für die Lenkoperation des Fahrers begrenzt. Eine Erhöhung der Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 (siehe Fig. 3) wird jedoch dadurch unterdrückt.

Da der Fahrer die Lenkoperation immer noch fortführt, wird der Wert des Integrationsstroms I_S dadurch erhöht.

Wenn der Fahrer die Lenkoperation an dem Punkt c stoppt (reduziert), beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S abzunehmen (LOW1). Im Ge­ gensatz dazu beginnt das Begrenzungsstromsignal I_LIM zuzunehmen. Das Begrenzungsstromsignal I_LIM bei dem Abnahmeprozess des Werts des Integrationsstroms I_S wird durch die Gleichung 6 gesetzt. Da kb in der Gleichung 6 so gewählt wird, dass es einen größeren Wert als k1 in der Gleichung 5 aufweist, wird das Begrenzungsstromsignal I_LIM an dem Punkt d' auf einen Maximalwert (einen oberen Grenzwert) gesetzt. Andererseits nimmt der Wert des Integrationsstroms I_S kontinuierlich ab und wird niedri­ ger als der Bezugswert für das erste Mal an dem Punkt d. An diesem Punkt wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C auf 0 gesetzt, und das Zeitflag wird in dem Zustand für das erste Mal aufrecht erhalten. Wenn das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C auf 0 gesetzt wird, wird die Gleichung 4 selektiv benutzt.

Da der Fahrer die Lenkoperation an dem Punkt d und danach stoppt, nimmt der Wert des Integrationsstroms I_S weiter ab. Wenn der Fahrer die Lenk­ operation an dem Punkt e (ON2) wieder startet, beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S erneut zuzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Zeitflag auf das zweite Mal gesetzt. Wenn der Fahrer die Lenkoperation kontinuierlich ausführt, erreicht der Wert des Integrationsstroms I_S den Bezugswert für das zweite Mal an dem Punkt f. Demzufolge wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C auf 1 gesetzt und die Maximal­ wertbegrenzung für das zweite Mal gestartet. Der Bezugswert für das zweite Mal ist kleiner als der Bezugswert für das erste Mal. Demzufolge wird die Erzeugung von Wärme der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 früher unterdrückt als beim ersten Mal. In dieser Weise wird der Bezugswert für das zweite Mal niedriger gesetzt, weil die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 bei dem zweiten Mal höher sind als die Temperaturen bei dem ersten Mal und die Maximalwertbegrenzung früh durchgeführt werden sollte, um die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 zu schützen.

Wenn der Fahrer die Lenkoperation an dem Punkt g (LOW2) stoppt, beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S abzunehmen. Andererseits beginnt das Begrenzungsstromsignal I_LIM zuzunehmen. Das Begrenzungsstromsignal I_LIM bei dem Abnahmeprozess des Werts des Integrationsstroms I_S wird basie­ rend auf der Gleichung 6 gesetzt. Diese Betrachtungen sind dieselben wie die oben erwähnten für das erste Mal. Das Begrenzungsstromsignal I_LIM wird so gesetzt, dass es an dem Punkt h' einen Maximalwert aufweist, und der Wert des Integrationsstroms I_S ist so gesetzt, dass er an dem Punkt h niedriger als der Bezugswert für das zweite Mal wird (das die Maximalwert­ begrenzung anzeigende Flag C wird auf 0 gesetzt und die Gleichung 4 wird selektiv benutzt).

Als Nächstes beginnt der Fahrer die Lenkoperation an dem Punkt i (ON3), und der Wert des Integrationsstroms I_S beginnt zuzunehmen. Zur gleichen Zeit wird das Zeitflag auf das dritte und die folgenden Male gesetzt. Da der Fahrer die Lenkoperation kontinuierlich durchführt, erreicht der Wert des Integrationsstroms I_S den Bezugswert für das dritte und folgende Mal an dem Punkt j. Demzufolge wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C auf 1 geändert, so dass die Maximalwertbegrenzung für das dritte Mal gestartet wird und das Begrenzungsstromsignal I_LIM allmählich ernied­ rigt wird. Die Maximalwertbegrenzung für das dritte und die folgenden Male wird früher als diejenige für das zweite Mal durchgeführt, weil die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 bei dem dritten und den folgenden Malen höher ist als die Temperatur bei dem zweiten Mal. Demzufolge können die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 vor einer Erhöhung der Temperaturen zuver­ lässiger geschützt werden.

Der Wert des Integrationsstroms I_S wird an dem Punkt k verändert, um abzunehmen, weil der Fahrer die Lenkoperation (LOW3) stoppt (reduziert). An dem Punkt I' wird das Begrenzungsstromsignal I_LIM gemäß der Gleichung 6 gesetzt, um einen Maximalwert zu erhalten. An dem Punkt I wird der Wert des Integrationsstromes I_S kleiner als die Bezugswerte für das dritte und die folgenden Male (das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C wird auf 0 gesetzt). An dem Punkt m wird der Wert des Integrations­ stroms I_S geändert, um durch die Lenkoperation des Fahrers zuzunehmen (in diesem Fall wird das Zeitflag in dem Zustand für das dritte und die folgenden Male aufrechterhalten).

Wenn der Wert des Integrationsstroms I_S den Bezugswert für das zweite Mal nicht überschreitet und eine vorbestimmte Zeit seit dem Punkt e ab­ läuft, wird das Zeitflag von dem zweiten Mal auf das erste Mal zurückge­ setzt. In ähnlicher Weise wird das Zeitflag von dem dritten und den darauf folgenden Malen auf das erste Mal zurückgesetzt, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S die Bezugswerte für das dritte Mal und die darauf folgenden Male nicht überschreitet und eine vorbestimmte Zeit seit dem Punkt i (oder m) abläuft. Wenn die vorbestimmte Zeit abläuft, können die Bezugspunkte zum Zurücksetzen des Zeitflags auf das erste Mal die Punkte c, g und k oder die Punkte d, h oder l sein.

Gemäß der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführung wird demzufolge der Start der Maximalwertbegrenzung für das erste Mal verzögert (erschwert gestartet), um die Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen. Demzufolge kann verhindert werden, dass das Lenkgefühl gestört wird oder die manuelle Lenkkraft kann reduziert werden. Weiterhin kann die Belastung des Fahrers ebenfalls erleichtert werden. Zusätzlich wird die Maximalwertbegrenzung bei dem zweiten Mal, bei der es vermutet wird, dass die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 höher sind als diejenigen bei dem ersten Mal, früher gestartet als bei dem ersten Mal. Daher ist es möglich, die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 zuverlässig vor Ausfällen, die durch eine Erhöhung der Temperaturen verursacht werden, zu schützen. In ähnlicher Weise kann für die bei dem dritten Mal und danach auszufüh­ rende Maximalwertbegrenzung der Schutz früher als für diejenige bei dem zweiten Mal durchgeführt werden (was aus Fig. 4 offensichtlich ist).

In einer zweiten Ausführung wird die Maximalwertbegrenzung eines Steu­ er-/Regelsignals (eines Elektromotorsteuer-/regelsignals) bei einer Entlade­ steuerung/-regelung bei einem ersten Mal reduziert. Dieselben Elemente und Glieder wie die in der ersten Ausführung haben dieselben Bezugszei­ chen wie die in der ersten Ausführung, und deren Beschreibung wird weggelassen.

Eine elektrische Servolenkvorrichtung 1a gemäß der zweiter Ausführung unterscheidet sich von der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführung in Bezug auf eine Steuer-/Regeleinheit 12a, wobei andere Strukturen identisch sind (siehe Fig. 1).

Bezug nehmend auf Fig. 2 wird der Aufbau der Steuer-/Regeleinheit 12a im Detail beschrieben.

Die Steuer-/Regeleinheit 12a gemäß der zweiten Ausführung beinhaltet eine Zielstromsignal-Vorgabeeinheit 21, eine Signalbegrenzungseinheit 22, eine Abweichungs-Berechnungseinheit 23, eine Antriebssteuer-/regeleinheit 24, eine Integrationsstrom-Berechnungseinheit 25, eine den Start einer Maxi­ malwertbegrenzung anzeigende Einheit 26a und eine Begrenzungsstromsig­ nal-Vorgabeeinheit 27a.

Eine Beschreibung wird für die den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26a und die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27a gegeben, die sich von der ersten Ausführung unterscheiden.

Die den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26a wird durch ein ROM und eine logische Schaltung gebildet. Die den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26a weist eine Vergleichs­ funktion und eine Zeitgeberfunktion auf und entscheidet aus einem Wert des Integrationsstroms I_S, einem Bezugswert für den Wert des Integrations­ stroms I_S, drei Arten von Zeitflags und einer basierend auf der Zeitgeber­ funktion vorbestimmten Zeit, ob eine Maximalwertbegrenzung auszuführen ist oder nicht, und entscheidet, weiche Maximalwertbegrenzung auszufüh­ ren ist, und gibt ein eine Maximalwertbegrenzung anzeigendes Flag D als Resultat an die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27a aus.

Wenn die Maximalwertbegrenzung nicht durchgeführt wird, wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D auf 0 gesetzt. Wenn die Maxi­ malwertbegrenzung für ein erstes Mal durchzuführen ist, wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D auf 1 gesetzt. Wenn die Maxi­ malwertbegrenzung für ein zweites Mal durchzuführen ist, wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D auf 2 gesetzt. Wenn die Maxi­ malwertbegrenzungen für ein drittes Mal und darauf folgende Male durch­ zuführen sind, wird das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D auf 3 gesetzt. Die den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26a dient ebenso als Begrenzungszahl-Messeinheit in der vorliegenden Erfindung.

Im Unterschied zu der ersten Ausführung gibt es nur einen Bezugswert für den Wert des Integrationsstroms I_S. Bei der zweiten Ausführung sind die Bedingungen zum Starten der Maximalwertbegrenzung identisch gesetzt, und die Maximalwertbegrenzung wird bei dem ersten Mal reduziert (entla­ stet). Natürlich kann der Bezugswert für die Maximalwertbegrenzung bei dem ersten Mal groß gesetzt werden, so dass es wie bei der ersten Aus­ führung schwierig ist, die Maximalwertbegrenzung zu starten. Der Bezugs­ wert wird durch Setzen der atmosphärischen Temperatur (anfänglich ge­ setzter Wert) in der Gleichung 1 auf zum Beispiel 80°C erhalten.

In derselben Weise wie bei der ersten Ausführung wird zunächst das Zeit­ flag auf das erste Mal gesetzt. Das Zeitflag wird von dem ersten Mal auf das zweite Mal an einem Punkt zurückgesetzt, bei dem der Wert des Integ­ rationsstroms I_S, wenn er einmal auf den Bezugswert oder höher zuge­ nommen hat, abzunehmen beginnt, und sich dann so ändert, dass er wie­ der zunimmt. Der Punkt, bei dem die Zunahme wieder beginnt, hängt nicht von dem Bezugswert ab. In dem Fall, dass der Punkt, bei dem die Zunahme wieder beginnt, gleich oder größer als der Bezugswert ist, wird die nächste Maximalwertbegrenzung einfach sofort gestartet. In ähnlicher Weise wird das Zeitflag von dem zweiten Mal auf das dritte Mal und die folgenden Male an dem Punkt zurückgesetzt, bei dem der Wert des Integrations­ stroms I_S, wenn er einmal auf den Bezugswert oder höher zugenommen hat, beginnt, abzunehmen und sich ändert, um wieder zuzunehmen. Bei dem dritten Mal und den folgenden Malen wird das Zeitflag aufrecht erhal­ ten, um dem dritten Mal oder den folgenden Malen zu entsprechen.

In dem Fall, in dem der Bezugswert auch dann nicht überschritten wird, wenn nach der Maximalwertbegrenzung für das erste Mal eine vorbe­ stimmte Zeit abläuft (das heißt, die Maximalwertbegrenzung wird innerhalb einer vorbestimmten Zeit nicht wieder ausgeführt), wird durch die Zeitge­ berfunktion das Zeitflag, das einmal auf das zweite Mal gesetzt worden ist, auf das erste Mal zurückgesetzt. Der Grund dafür ist, dass es möglich ist, eine Reduzierung der Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 (siehe Fig. 3) abzuschätzen, wenn die vorbestimmte Zeit nach der Maximalwertbegren­ zung für das erste Mal abgelaufen ist. Die vorbestimmte Zeit wird aus einem Experiment oder einer logischen Operation berechnet und auf 5 Minuten gesetzt. Diese Betrachtungen sind dieselben für das Zeitflag bei dem dritten Mal und danach, und das Zeitflag wird auf das erste Mal zu­ rückgesetzt, nachdem die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist. Demzufolge kann die Maximalwertbegrenzung richtig gesetzt werden, und ein Lenkge­ fühl kann verbessert werden. In diesem Zusammenhang kann ein Bezugs­ punkt für die vorbestimmte Zeit variabel auf eine Zeit gesetzt werden, wenn das Zeitflag umgeschaltet wird, oder eine Zeit, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S bei dem Zunahmeprozess beginnt, abzunehmen.

Die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27a wird durch ein ROM und eine logische Schaltung gebildet. Die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeein­ heit 27a gibt immer das Begrenzungsstromsignal I_LIM an die Signalbegren­ zungseinheit 22 unabhängig von der Ausführung der Maximalwertbegren­ zung aus. Insbesondere gibt die Begrenzungsstromsignal-Vorgabeeinheit 27a immer das Begrenzungsstromsignal I_LIM aus, das einen Maximalwert aufweist (1), wenn die Maximalwertbegrenzung nicht durchgeführt wird, das heißt, wenn das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C 0 ist. Daher kann der Elektromotor 8 auch bei einer Last von 100% angetrieben werden. Wenn andererseits, (2) die Maximalwertbegrenzung durchgeführt wird, das heißt, wenn das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag C 1 bis 3 ist, (a) nimmt das Begrenzungsstromsignal I_LIM ab und wird ausge­ geben, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S zunimmt, und (b) nimmt das Begrenzungsstromsignal I_LIM zu und wird ausgegeben, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S abnimmt. Das Begrenzungsstromsignal I_LIM wird durch die folgenden Gleichungen gesetzt.

ΔI_S = Wert des Integrationsstroms I_S - vorhergehender Wert des Integra­ tionsstroms I_S (Gleichung 7)

Begrenzungsstromsignal I_LIM = Maximalwert (Gleichung 8)

Begrenzungsstromsignal I_LIM = vorhergehender Wert - k1 × ΔI_S (Gleichung 9)

Begrenzungsstromsignal I_LIM = vorhergehender Wert - k2 × ΔI_S (Gleichung 10)

Begrenzungsstromsignal I_LIM = vorhergehender Wert - k3 × ΔI_S (Gleichung 11)

Begrenzungsstromsignal I_LIM = vorhergehender Wert - kb × ΔIS (Gleichung 12)

Die Gleichung 7 wird benutzt, um zu entscheiden, ob der Wert des Integra­ tionsstroms I_S bei einem Zunahmeprozess oder bei einem Abnahmeprozess auftritt und zum Umschalten zwischen den Gleichungen 9 bis 11 und der Gleichung 12. Die Gleichung 8 wird selektiv benutzt, wenn die Maximal­ wertbegrenzung nicht durchgeführt wird, das heißt, wenn das die Maximal­ wertbegrenzung anzeigende Flag D 0 ist. Die Gleichung 9 dient zum Aus­ führen der Maximalwertbegrenzung bei dem ersten Mal und wird selektiv benutzt, wenn das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D 1 ist und ΔI_S positiv ist. Gemäß der Gleichung 9 wird das Begrenzungsstromsig­ nal I_LIM allmählich vermindert, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S zu­ nimmt. Die Gleichung 10 dient zum Ausführen der Maximalwertbegrenzung für das zweite Mal und wird selektiv benutzt, wenn das die Maximalwert­ begrenzung anzeigende Flag D 2 ist und DIS positiv ist. Gemäß der Glei­ chung 10 wird das Begrenzungsstromsignal I_LIM allmählich vermindert, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S zunimmt. Die Gleichung 11 dient zum Ausführen der Maximalwertbegrenzung für das dritte Mal und die folgenden Male und wird selektiv benutzt, wenn das die Maximalwertbe­ grenzung anzeigende Flag D 3 ist und ΔI_S positiv ist. Gemäß der Gleichung 11 wird das Begrenzungsstromsignal I_LIM allmählich vermindert, wenn der Wert des Integrationsstroms I_S zunimmt.

Die Gleichung 12 dient zum Lösen der Maximalwertbegrenzung und wird selektiv benutzt, wenn das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D einen der Werte 1 bis 3 aufweist und ΔI_S negativ ist. Gemäß der Gleichung 12 wird das Begrenzungsstromsignal I_LIM allmählich erhöht (wobei der Maximalwert ist eine obere Grenze ist), wenn der Wert des Integrations­ stroms I_S abnimmt.

Wie oben beschrieben, wird ein vorhergehender Wert eine Sekunde vor dem gegenwärtigen erhalten.

Die Koeffizienten in den Gleichungen 9 bis 1 l haben die Werte k1 < k2 < k3 (die alle positiv sind). Demzufolge wird k1 bei der Maximalwertbegrenzung für das erste Mal auf einen kleinen Wert gesetzt, weil die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 (siehe Fig. 3) niedrig sind und die Maximalwertbegren­ zung bei dem ersten Mal nicht in großem Umfang ausgeführt werden muss. Weiterhin ist der Koeffizient k2 für das zweite Mal kleiner als k3, weil die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 niedriger sind als die bei dem dritten Mal und den folgenden Malen. Die Koeffizienten k1 bis k3 werden in Anbe­ tracht der Temperaturanstiegscharakteristiken der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 ge­ setzt, und kb wird in Anbetracht der Abkühlungsleistungsfähigkeit der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 gesetzt. Bei der zweiten Ausführung ist k2 ungefähr gleich groß wie kb.

Die Operation der elektrischen Servolenkvorrichtung 1a gemäß der oben erwähnten zweiten Ausführung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5C beschrieben.

Fig. 5A ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Wertes des Integra­ tionsstroms zeigt, Fig. 5B ist ein Zeitdiagramm, das einen Verlauf eines Begrenzungsstromsignals zeigt, und Fig. 5C ist ein Zeitdiagramm, das eine Variation des Begrenzungsstromsignals zeigt. In Fig. 5A zeigt die Ordinate einen Wert des Integrationsstroms an, und die Abszisse zeigt eine Zeit an. In Fig. 5B zeigt die Ordinate ein Begrenzungsstromsignal an, und die Ab­ szisse zeigt eine Zeit an. In Fig. 5C zeigt die Ordinate eine Variation des Begrenzungsstromsignals an, und die Abszisse zeigt eine Zeit an. Eine zeitliche Anzeige in Fig. 5A zeigt ein gesetztes Zeitflag an. In der folgenden Beschreibung beziehen sich die Punkte a bis h auf Fig. 5A, und die Punkte d' und h' beziehen sich auf Fig. 5B.

Zuerst steigt ein Fahrer in ein Fahrzeug, startet einen Motor und beginnt, das Fahrzeug zu fahren. Das Zeitflag wird auf 1 gesetzt, und das die Maxi­ malwertbegrenzung anzeigende Flag D wird auf 0 gesetzt. Wenn der Fahrer eine Lenkoperation ausführt, nimmt der Wert des Integrationsstroms I_S zu (ON1). Da der Wert des Integrationsstroms I_S an dem Punkt a einen Be­ zugswert nicht erreicht, wird die Maximalwertbegrenzung nicht durch­ geführt, und das Begrenzungsstromsignal I_LIM weist weiterhin einen maxi­ malen Wert auf (siehe Gleichung 8).

Wenn der Fahrer die Lenkoperation kontinuierlich durchführt, nimmt der Wert des Integrationsstroms I_S weiter zu und erreicht den Bezugswert an dem Punkt b. Demzufolge wechselt das die Maximalwertbegrenzung anzei­ gende Flag D von 0 nach 1, und die Maximalwertbegrenzung für das erste Mal wird gestartet. Der Bezugswert gemäß der zweiten Ausführung ist normalerweise klein und unterscheidet sich von dem großen Bezugswert für das erste Mal gemäß der ersten Ausführung.

Wenn die Maximalwertbegrenzung für das erste Mal gestartet wird, wird der Wert des Begrenzungsstromsignals I_LIM basierend auf der Gleichung 9 vermindert. In diesem Fall wird auch dann, wenn ein von der Zielstromsig­ nal-Vorgabeeinheit 21 ausgegebenes Zielstromsignal I_MS das Begrenzungs­ stromsignal I_M überschreitet, das Begrenzungsstromsignal I_LIM als das Zielstromsignal I_MS von der Signalbegrenzungseinheit 22 (siehe Fig. 2) ausgegeben. Daher nimmt der Wert des Integrationsstroms I_S langsam zu. Anders ausgedrückt, wird die Unterstützung für die Lenkoperation des Fahrers begrenzt. Jedoch wird ein Anstieg der Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 (siehe Fig. 3) unterdrückt. Die Begrenzung für das erste Mal ist kleiner und weicher als die Maximalwertbegrenzung für das zweite Mal und die Maximalwertbegrenzung für das dritte Mal, die im Folgenden beschrie­ ben werden. Dementsprechend kann der Fahrer in weitgehendem Maß Unterstützung erhalten. In dieser Hinsicht ist die elektrische Servolenkvor­ richtung gemäß der Ausführung ausgezeichneter als die konventionellen elektrischen Servolenkvorrichtungen.

Wenn der Fahrer die Lenkoperation an dem Punkt c stoppt (reduziert), beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S abzunehmen (LOW1). Im Ge­ gensatz dazu beginnt das Begrenzungsstromsignal I_LIM, zuzunehmen. Das Begrenzungsstromsignal I_LIM bei dem Abnahmeprozess des Werts des Integrationsstroms I_S wird durch die Gleichung 12 gesetzt. Da kb in der Gleichung 12 so gesetzt wird, dass es einen größeren Wert als k1 in der Gleichung 9 hat, wird das Begrenzungsstromsignal I_LIM an dem Punkt d' auf einen Maximalwert gesetzt (um dann nach dem Maximalwert konstant zu bleiben). Andererseits nimmt der Wert des Integrationsstroms I_S kontinuier­ lich ab, und der Fahrer beginnt die Lenkoperation an dem Punkt d (ON2).

Demzufolge beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S, zuzunehmen. Daher wird das Zeitflag auf das zweite Mal gesetzt. Dieses Mal wird, da der Wert des Integrationsstroms. I_S gleich oder größer als der Bezugswert ist, das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D auf 2 gesetzt und die Maximalwertbegrenzung für das zweite Mal wird sofort gestartet. Basierend auf der Gleichung 10 wird die Maximalwertbegrenzung für das zweite Mal in ausgedehnterem Maße als die Maximalwertbegrenzung für das erste Mal ausgeführt. Demzufolge wird die Wärmeerzeugung der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 in stärkerem Maße als bei dem ersten Mal unterdrückt. In dieser Weise wird die Maximalwertbegrenzung für das zweite Mal in weit­ gehendem Maße durchgeführt, weil die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 bei dem zweiten Mal höher sind als diejenigen bei dem ersten Mal und die Maximalwertbegrenzung in stärkerem Maße ausgeführt werden sollte, um die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 zu schützen.

Wenn der Fahrer die Lenkoperation an dem Punkt e (LOW2) stoppt, beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S abzunehmen. Andererseits wird das das Begrenzungsstromsignal I_LIM so verändert, dass es zunimmt. Das Begren­ zungsstromsignal I_LIM bei dem Abnahmeprozess des Werts des Integrations­ stroms I_S wird basierend auf der Gleichung 12 gesetzt.

Wenn der Fahrer die Lenkoperation an dem Punkt f (ON3) beginnt, beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S, zuzunehmen. Demzufolge wird das Zeitflag auf das dritte und die folgenden Male gesetzt. Dieses Mal wird, da der Wert des Integrationsstroms I_S gleich oder größer als der Bezugswert ist, das die Maximalwertbegrenzung anzeigende Flag D auf 3 gesetzt und die Maximalwertbegrenzung für das dritte Mal wird sofort gestartet. Basie­ rend auf der Gleichung 11 wird die Maximalwertbegrenzung für das dritte Mal (nach dem dritten Mal) in ausgedehnterem Maße als die Maximalwert­ begrenzung für das erste und das zweite Mal durchgeführt. Demzufolge wird die Wärmeerzeugung der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 in stärkerem Maße unter­ drückt als bei dem ersten und zweiten Mal. In dieser Weise wird die Maxi­ malwertbegrenzung für das dritte Mal in weitgehendem Maße ausgeführt, weil die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 bei dem dritten Mal und den darauf folgenden Malen höher sind als bei dem ersten und zweiten Mal und die Maximalwertbegrenzung in stärkerem Maße ausgeführt werden sollte, um die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 zu schützen.

Wenn der Fahrer an dem Punkt g (LOW3) die Lenkoperation stoppt, beginnt der Wert des Integrationsstroms I_S, abzunehmen. Andererseits beginnt das Begrenzungsstromsignal I_LIM, zuzunehmen. Das Begrenzungsstromsignal I_LIM bei dem Abnahmeprozess des Werts des Integrationsstroms I_S wird basie­ rend auf der Gleichung 12 gesetzt. Da der Wert des Integrationsstroms I_S an dem Punkt h niedriger ist als der Bezugswert, wird das die Maximalwert­ begrenzung anzeigende Flag D auf 0 gesetzt. Zu dem Zeitpunkt bei dem Punkt h weist das Begrenzungsstromsignal I_LIM keinen Maximalwert auf, da k3 in der Gleichung 11 so gesetzt wird, dass es größer als kb in der Glei­ chung 12 ist (siehe Fig. 5C). Wenn das die Maximalwertbegrenzung anzei­ gende Flag D auf 0 gesetzt wird, weist basierend auf der Gleichung 8 dementsprechend das Begrenzungsstromsignal I_LIM einen Maximalwert auf. Daher wird im Verlauf des Begrenzungsstromsignals I_LIM eine Stufe gebildet (Punkt h'). Diese Stufe kann auch durch eine Glättungssteuerung/-regelung geglättet werden.

Wenn der Wert des Integrationsstroms I_S den Bezugswert nicht überschrei­ tet, aber eine vorbestimmte Zeit seit dem Punkt h abläuft, wird wie in der ersten Ausführung das Zeitflag von dem dritten Mal auf das erste Mal zurückgesetzt.

Gemäß der elektrischen Servolenkvorrichtung 1a in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführung wird in dieser Weise die Maximalwertbegrenzung für das erste Mal klein gesetzt, und die Lenkkraft des Fahrers kann durch ein relativ großes Hilfs-Lenkdrehmoment unterstützt werden. Demzufolge kann verhindert werden, dass sich das Lenkgefühl verschlechtert, oder die manuelle Lenkkraft kann reduziert werden. Weiterhin kann ebenso die Belastung des Fahrers erleichtert werden. Zusätzlich wird die Maximalwert­ begrenzung für das zweite Mal, bei dem angenommen wird, dass die Temperaturen der FETs 13 _a1 bis 13 _a4 höher sind als diejenigen bei dem ersten Mal, in weitgehenderem Maße als bei dem ersten Mal durchgeführt. Demzufolge ist es möglich, die FETs 13 _a1 bis 13 _a4 zuverlässig vor Ausfällen, die durch eine Temperaturerhöhung verursacht werden, zu schützen. Bei der Maximalwertbegrenzung für das dritte Mal und die folgenden Male kann in ähnlicher Weise der Schutz zuverlässiger als bei dem zweiten Mal durch­ geführt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen der Erfindung beschränkt, sondern sie kann in vielfältiger Weise modifiziert und durchgeführt werden. Zum Beispiel kann, obwohl der Wert des Integra­ tionsstroms durch die Gleichung 2 gewichtet wird, auch ein einfacher Durchschnitt, der nicht gewichtet ist, angewandt werden. Weiterhin kann, obwohl in den Ausführungen der Erfindung die Temperatur der FETs basie­ rend auf der Gleichung 1 abgeschätzt wird und die Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals (Elektromotorsteuer-/regelsignals [Zielstromsig­ nals]) durch die auf diese Weise abgeschätzte Temperatur der FETs durch­ geführt wird, die Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals basie­ rend auf nur einem Stromwert während einer vorbestimmten Zeit ohne die Abschätzung der Temperatur der FETs direkt durchgeführt werden. Anders ausgedrückt, ist die Erfindung nicht auf die atmosphärische Temperatur (den anfänglich gesetzten Wert) der Gleichung 1 beschränkt. Weiterhin kann, obwohl die Maximalwertbegrenzung für das zweite Mal sich von den Maximalwertbegrenzungen für das dritte Mal und die folgenden Male unterscheidet, dieselbe Maximalwertbegrenzung für das zweite Mal und die folgenden Male durchgeführt werden. Weiterhin können die erste Aus­ führung und die zweite Ausführung entsprechend kombiniert und durch­ geführt werden.

Die Erfindung hat die folgenden vorteilhaften Wirkungen.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals bei dem ersten Mal praktisch verzögert, um dem­ entsprechend die Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen. Demzufolge kann verhindert werden, das sich das Lenkgefühl verschlechtert, oder die manu­ elle Lenkkraft kann reduziert werden. Weiterhin kann die Belastung des Fahrers erleichtert werden. Bei dem zweiten Mal, bei dem anzunehmen ist, dass die Temperatur des FET höher ist als bei dem ersten Mal, wird die Maximalwertbegrenzung früher als bei dem ersten Mal gestartet. Daher ist es möglich, die FETs zuverlässig vor Ausfällen, die durch eine Temperatur­ erhöhung verursacht werden, zu schützen. Gemäß der elektrischen Servo­ lenkvorrichtung der Erfindung kann daher die Entladesteuerung/-regelung (Maximalwertbegrenzung) richtig durchgeführt werden.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird weiterhin die Maximalwert­ begrenzung des Steuer-/Regelsignals bei dem ersten Mal schwach ausge­ führt, um dementsprechend die Lenkkraft des Fahrers zu unterstützen. Demzufolge kann verhindert werden, dass das Lenkgefühl sich verschlech­ tert, oder die manuelle Lenkkraft kann reduziert werden. Weiterhin kann ebenso die Belastung des Fahrers erleichtert werden. Bei dem zweiten Mal, bei dem anzunehmen ist, dass die Temperatur der FETs höher ist als bei dem ersten Mal, wird die Maximalwertbegrenzung in weitgehenderem Maße als bei dem ersten Mal durchgeführt. Daher ist es möglich, die FETs zuverlässig vor Ausfällen, die durch eine Temperaturerhöhung verursacht werden, zu schützen. Gemäß der elektrischen Servolenkvorrichtung der Erfindung kann daher die Entladesteuerung/-regelung (Maximalwertbegren­ zung) richtig ausgeführt werden.

Eine elektrische Servolenkvorrichtung beinhaltet eine Steuer-/Regeleinheit 12 zum Ausgeben eines Elektromotor-Steuer-/Regelsignals V_O, um einen Elektromotor 8 zum Hinzufügen eines Hilfs-Lenkdrehmoments als Antwort auf wenigstens das manuelle Lenkdrehmomentsignal T von einem Drehmo­ mentsensor TS zu steuern/regeln. Die Steuer-/Regeleinheit 12 führt eine Steuerung/Regelung durch, um einen Maximalwert des Elektromotor-Steu­ er-/Regelsignals V_O als Antwort auf ein von einer Elektromotorstrom-Erfas­ sungseinheit 14 gesendetes Elektromotorstromsignal IMO zu begrenzen. Die Steuer-/Regeleinheit 12 beinhaltet eine eine Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit 26 zum Messen der Anzahl von Malen einer Maximal­ wertbegrenzung des Elektromotor-Steuer-/Regelsignals V_O und hat einen solchen Aufbau, dass Bedingungen zum Starten der Maximalwertbegren­ zung des Steuer-/Regelsignals V_O bei einem ersten Mal strikter gesetzt werden als bei einem zweiten Mal und den folgenden Malen.

Claims (10)

1. Elektrische Servolenkvorrichtung (1, 1a), die umfasst:
einen Elektromotor (8) zum Hinzufügen eines Hilfs-Lenkdreh­ moments zu einem Lenksystem eines Fahrzeugs;
eine Lenkdrehmoment-Erfassungseinheit (TS) zum Erfassen eines manuellen Lenkdrehmoments des Lenksystems;
eine Steuer-/Regeleinheit (12, 12a) zum Ausgeben eines Steu­ er-/Regelsignals, das den Elektromotor (8) als Antwort auf wenig­ stens ein von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinheit (TS) gesende­ tes Signal steuert/regelt;
eine Antriebs-Steuer-/Regeleinheit (13), die ein Schaltelement zum Antreiben des Elektromotors (8) als Antwort auf das von der Steuer-/Regeleinheit (12, 12a) gesendete Steuer-/Regelsignal an­ treibt; und
eine Stromerfassungseinheit (14) zum Erfassen eines zu dem Elektromotor (8) fließenden Elektromotorstroms,
wobei die Steuer-/Regeleinheit (12, 12a) eine Steuerung/Rege­ lung durchführt, um einen Maximalwert des Steuer-/Regelsignals als Antwort auf ein von der Stromerfassungseinheit (14) gesendetes Signal zu begrenzen,
die Steuer-/Regeleinheit (12, 12a) eine Begrenzungszahl-Mess­ einheit zum Messen der Anzahl von Malen einer Maximalwertbegren­ zung des Steuer-/Regelsignals beinhaltet, und
die Steuer-/Regeleinheit (12, 12a) in einer Weise aufgebaut ist, dass eine Bedingung für das Starten der Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals bei einem ersten Mal strikter gesetzt wird als bei einem zweiten Mal und danach.

2. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Steuer-/Regeleinheit (12) in einer Weise auf­ gebaut ist, dass ein Bezugswert zum Starten der Maximalwertbe­ grenzung des Steuer-/Regelsignals bei dem ersten Mal höher gesetzt wird als der Bezugswert bei dem zweiten Mal und danach.

3. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Steuer-/Regeleinheit (12) ferner beinhaltet:
eine Integrationsstrom-Berechnungseinheit (25), die basierend auf dem von der Stromerfassungseinheit (14) gesendeten Elektromo­ torstrom einen Wert des Integrationsstroms berechnet; und
eine den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit (26), die den Wert des Integrationsstroms mit den Bezugs­ werten vergleicht, um zu entscheiden, ob eine Maximalwertbegren­ zung durchzuführen ist oder nicht,
wobei der Bezugswert bei dem ersten Mal auf einen höheren Wert gesetzt wird als der Bezugswert bei dem zweiten Mal und danach.

4. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Begrenzungszahl-Messeinheit die Anzahl der Male der Maximalwertbegrenzung zählt, wenn der abnehmende Wert des Integrationsstroms, der niedriger als der Bezugswert ist, wieder zunimmt.

5. Elektrische Servolenkvorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Begrenzungszahl-Messeinheit die Anzahl der Male der Maximalwertbegrenzung auf das erste Mal zurücksetzt, wenn eine vorbestimmte Zeit seit der letzten Maximalwertbegren­ zung in einem Zustand abläuft, in dem der Wert des Integrations­ stroms den nächsten Bezugswert nicht überschreitet.

6. Elektrische Servolenkvorrichtung (1a), die umfasst:
einen Elektromotor (8) zum Hinzufügen eines Hilfs-Lenkdreh­ momentes zu einem Lenksystem eines Fahrzeugs;
eine Lenkdrehmoment-Erfassungseinheit (TS) zum Erfassen eines manuellen Lenkdrehmoments des Lenksystems;
eine Steuer-/Regeleinheit (12a) zum Ausgeben eines Steu­ er-/Regelsignals, das den Elektromotor (8) als Antwort auf wenig­ stens ein von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinheit (TS) gesen­ detes Signal steuert/regelt;
eine Antriebs-Steuer-/Regeleinheit (13), die ein Schaltelement zum Antreiben des Elektromotors (8) als Antwort auf das von der Steuer-/Regeleinheit (12a) gesendete Steuer-/Regelsignal antreibt; und
eine Stromerfassungseinheit (14) zum Erfassen eines zu dem Elektromotor (8) fließenden Elektromotorstroms,
wobei die Steuer-/Regeleinheit (12a) eine Steuerung/Regelung durchführt, um einen Maximalwert des Steuer-/Regelsignals als Antwort auf ein von der Stromerfassungseinheit (14) gesendetes Signal zu begrenzen,
die Steuer-/Regeleinheit (12a) eine Begrenzungszahl-Mess­ einheit zum Messen der Anzahl von Malen einer Maximalwertbe­ grenzung des Steuer-/Regelsignals beinhaltet, und
die Steuer-/Regeleinheit (12a) in einer Weise aufgebaut ist, dass die Maximalwertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals bei einem ersten Mal kleiner gesetzt wird als bei einem zweiten Mal und da­ nach.

7. Elektrische Servolenkvorrichtung (1a) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Regeleinheit (12a) die Maximal­ wertbegrenzung des Steuer-/Regelsignals abhängig von der Anzahl der Male der Maximalwertbegrenzung durch eine Mehrzahl von Funktionen mit jeweiligen Koeffizienten bestimmt.

8. Elektrische Servolenkvorrichtung (1a) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Regeleinheit beinhaltet:
eine Integrationsstrom-Berechnungseinheit (25), die basierend auf dem von der Stromerfassungseinheit (14) gesendeten Elektromo­ torstrom einen Wert des Integrationsstroms berechnet; und
eine den Start einer Maximalwertbegrenzung anzeigende Einheit (26a), die den Integrationsstrom mit den Bezugswerten ver­ gleicht, um zu entscheiden, ob eine Maximalwertbegrenzung durch­ zuführen ist oder nicht.

9. Elektrische Servolenkvorrichtung (1a) gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungszahl-Messeinheit die Anzahl der Male der Maximalwertbegrenzung zählt, wenn der abnehmende Wert des Integrationsstroms, der niedriger als der Bezugswert ist, wieder ansteigt.

10. Elektrische Servolenkvorrichtung (1a) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungszahl-Messeinheit die Anzahl der Male auf das erste Mal zurücksetzt, wenn eine vorbestimmte Zeit seit der letzten Maximalwertbegrenzung in einem Zustand ab­ läuft, in dem der Wert des Integrationsstroms den nächsten Bezugs­ wert nicht überschreitet.