DE60037553T2

DE60037553T2 - Elektrische Servolenkung mit temperaturabhängiger Strombegrenzung

Info

Publication number: DE60037553T2
Application number: DE60037553T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Chuo-ku Fukumura; Hajime Chuo-ku Kamimae
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: US6334503B1; JP2000344118A; JP3715136B2; DE60037553D1; EP1057715B1; EP1057715A2; EP1057715A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung:
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrisch betriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung, bei der eine Antriebskraft eines Motors einen Sollwert eines Lenkdrehmoments unterstützt, das auf ein Lenkrad angewandt wird, das von einem Bediener bzw. Fahrer eines Kraftfahrzeugs bedient wird.
Erörterung des Standes der Technik:
Eine elektrisch betriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug ist im Allgemeinen so aufgebaut, dass sie umfasst: (a) ein Drehmomentübertragungssystem, das ein Lenkdrehmoment, das von einem Fahrzeugbediener bzw. -fahrer auf ein Lenkrad angewandt wird, an ein lenkbares Rad des Fahrzeugs überträgt, das auf einer Fahrbahnoberfläche aufliegt, um so das Lenkdrehmoment zu unterstützen, (b) einen Motor, der eine Antriebskraft von diesem auf das Drehmomentübertragungssystem anwendet, und (c) eine Steuereinheit, die eine elektrische Energieversorgung an den Motor steuert.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 10-100913 offenbart ein Beispiel eines herkömmlichen Typs der vorstehend bezeichneten elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung. Bei diesem Beispiel wird die Temperatur einer Wicklung eines Motors ohne die Bereitstellung eines Temperatursensors, der eine Temperatur des Motors erfasst, auf Grundlage eines Spannungs- und eines Stromwerts des Motors geschätzt. Die geschätzte Temperatur führt dazu, dass eine Überhitzung des Motors verhindert wird.
Im Allgemeinen ist jedoch das, was in Beziehung zu der Temperatur einer Wicklung eines Motors durch die Verwendung eines Spannungs- und eines Stromwerts des Motors genau geschätzt werden kann, eine Erhöhung der Temperatur der Motorwicklung zu jedem einer Vielzahl von einzelnen Zeitpunkten nach einem Bezugszeitpunkt. Die Erhöhung wird aus der Temperatur des erwärmten Abschnitts berechnet, die zum Bezugszeitpunkt erhalten wird. Die Erhöhung ist ein relativer Wert, kein absoluter Wert einer Temperatur der Motorwicklung. Zusätzlich ist das vorstehend erörterte Beispiel nicht dazu ausgelegt, einen Absolutwert einer Temperatur der Motorwicklung zum Bezugszeitpunkt zu erfassen oder zu schätzen. Folglich schafft es dieses Beispiel nicht, die Temperatur des Motors mit einer hinreichend hohen Genauigkeit zu erhalten.
In dem Fall, dass ein Temperatursensor ausreichend nahe einer Wicklung eines Motors angeordnet ist, kann die Temperatur des Motors fortschreitend mit einer hohen Genauigkeit erfasst werden. Da ein solcher Temperatursensor im Allgemeinen teuer ist, ergibt sich in diesem Fall jedoch ein Problem darin, dass der erhebliche Anstieg der Kosten einer elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung unvermeidlich ist.
Zusätzlich ergibt sich ein Problem der Erzeugung von Wärme als Folge einer Lieferung einer elektrischen Energie an einen Motor bezüglich des Motors in einer elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung, aber kann sich das gleiche Problem auch bezüglich anderer elektrischer Teile der Vorrichtung ergeben.
Darüber hinaus offenbart das Stand der Technik-Dokument US 4 611 682 , das als nächstliegender Stand der Technik betrachtet wird, ein motorgetriebenes Hilfskraft- bzw. Servolenksystem, bei dem ein Elektromotor als eine Antriebseinheit verwendet wird, wobei der an den Elektromotor zuzuführende Strom durch eine zentrale Steuereinrichtung gesteuert wird. Um die Motortemperatur unter einem vorbestimmten Niveau zu halten und die Betriebslebensdauer des Motors zu erhöhen, werden insbesondere Betriebsbedingungen des Motors berücksichtigt, wie etwa Motortemperatur, Gesamtwärmeverlust des Motors ebenso wie Wärmebeständigkeit des Motors. Die Motortemperatur ist fortlaufend zu überwachen, und ein Stromfluss durch den Motor wird verringert, wenn sie ein erstes vorbestimmtes Niveau überschreitet. Die Verringerung wird so gesteuert, dass sie proportional zu der Differenz zwischen der Motortemperatur und der vorbestimmten Temperatur ist. Falls die Differenz groß ist, ist der Grad an Verringerung des Motorstroms dementsprechend groß, um somit den Motorstrom erheblich zu verringern, um die Motortemperatur unter dem Grenzwert zu halten. Die Steuerung berücksichtigt ferner das Drehmoment, das von dem Fahrer manuell auf die Lenkeinrichtung angewandt wird. Die Drehmomenterfassungseinrichtung erfasst dieses Drehmoment, und die zentrale Steuereinrichtung stellt eine Steuerung des Stroms für den Elektromotor in Erwiderung auf das erfasste Drehmoment und den Iststrom bereit, der an den Motor zugeführt wird.
Das Dokument US 4 961 033 offenbart einen Strombegrenzer für einen Elektroantrieb bzw. ein elektrisches Stellglied, der/das in einer Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung eines Fahrzeugs angeordnet ist, wobei der an den Elektroantrieb bzw. das elektrische Stellglied gelieferte Strom gesteuert wird und der Stromwert an den Motor in Abhängigkeit eines aktuellen Strompegels an den Motor, der durch einen Stromdetektor detektiert wird, durch eine spezielle Steuerung des Tastverhältnisses des Stroms gesteuert. Der detektierte elektrische Strom wird mit vorbestimmten Schwellenwerten verglichen. Falls eine Modifikation des Tastverhältnisses notwendig ist, da der Iststrom einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird eine graduelle Erhöhung beziehungsweise Senkung des elektrischen Stroms durchgeführt.
Das Stand der Technik-Dokument EP 0 249 506 offenbart ein motorbetriebenes Hilfskraft- bzw. Servolenksystem für ein Fahrzeug, bei dem die an einen Elektroantrieb bzw. ein elektrisches Stellglied, der/das in dem Hilfskraft- bzw. Servolenksystem angeordnet ist, gelieferte Strom gesteuert wird. Die Steuerung beruht auf Betriebsparametern des Lenksystems und des Fahrzeugs, wie etwa der Lenkkraft (dem -drehmoment), die (das) von dem Fahrer auf das Lenkrad angewandt wird, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Temperatur eines bestimmten auf den Motor bezogenen Elements, das Wärme abstrahlt, wenn es mit Energie versorgt wird. Entsprechende Ausgabesignale werden einer weiteren Datenauswertung unterzogen, und der an den Motor gelieferte Antriebsstrom wird graduell verringert, wenn die erfasste Temperatur des motorbezogenen Elements höher ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.
Das Stand der Technik-Dokument US 4 771 843 offenbart eine motorbetriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung, bei der die an einen Elektromotor der Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung gelieferte Energie basierend auf dem an den Motor zugeführten Iststrom, der durch eine Lenkkrafterfassungseinrichtung erfassten Lenkkraft ebenso wie der durch eine Temperaturerfassungseinrichtung erfassten, die Temperatur eines Lenkkraftübertragungssystems darstellenden Temperatur gesteuert wird. Die Lenkkraft, wie sie erfasst wird, wird auf Grundlage der durch die Temperaturerfassungseinrichtung erfassten Temperatur korrigiert, um eine korrigierte Lenkkraft zu bestimmen. Ein an den Motor zu liefernder Ziel- bzw. Sollstrom wird bestimmt, und eine Erregung bzw. Energiebelieferung wird gemäß diesem Ziel- bzw. Sollstrom durchgeführt.
Schließlich offenbart das Stand der Technik-Dokument US 4 771 845 ein motorbetriebenes Hilfskraft- bzw. Servolenksystem und ein Verfahren zur Steuerung desselben, wobei in dem Hilfskraft- bzw. Servolenksystem Reibungselemente eines Elektromotors und ein Lenkmechanismus im Hinblick auf deren Isttemperatur abgefühlt werden. Abhängig von dem Lenkdrehmoment, das durch eine Lenkdrehmomenterfassungseinrichtung erfasst wird, sowie auf das Lenkrad und den Lenkmechanismus angewandt wird, ebenso wie abhängig von der erfassten Temperatur des Reibungselements wird eine Motorsteuerung basierend auf temperaturkompensierten Werten durchgeführt, um eine Überhitzung des Motors zu vermeiden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrisch betriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung bereitzustellen, bei der die Temperatur eines erwärmten Abschnitts der Vorrichtung, der als Folge einer Versorgung elektrischer Energie an einen Motor Wärme abstrahlt, bei geringeren Kosten genauer erhalten werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine elektrisch betriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung erreicht, wie sie in den anhängenden Ansprüchen dargelegt ist.
Gemäß der Erfindung wird auf die folgenden Ausführungen Bezug genommen.
Diese Art von Erläuterung bezüglich der Erfindung dient zum besseren Verständnis von einigen einer Vielzahl von technischen Merkmalen und einer Vielzahl von deren Kombinationen, die in dieser Schrift offenbart sind, und bedeutet nicht, dass die Vielzahl von technischen Merkmalen und die Vielzahl von Kombinationen in dieser Schrift dahingehend interpretiert werden, dass sie nur die folgenden Ausführungen dieser Erfindung umfassen:

(1) Eine elektrisch betriebene Hilfskraftlenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad, das von einem Fahrer des Fahrzeugs zu bedienen ist, und einem lenkbaren Rad von diesem, das auf einer Fahrbahnoberfläche aufliegt, mit: einem Drehmomentübertragungssystem, das ein Lenkdrehmoment, das von dem Fahrer auf das Lenkrad angewandt wird, an die lenkbaren Räder überträgt; einem Motor, der eine Antriebskraft von diesem auf das Drehmomentübertragungssystem anwendet, um so das Lenkdrehmoment zu unterstützen; einer Steuereinheit, die eine elektrische Energieversorgung an den Motor steuert, wodurch eine Verringerung eines Sollwerts des Lenkdrehmoments mit der Unterstützung der Antriebskraft des Motors ermöglicht wird; und einer Energieversorgungsbegrenzungseinheit, die eine Temperatur eines erwärmten Abschnitts der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung, der als Folge der elektrischen Energieversorgung an den Motor Wärme abstrahlt, zu einem Bezugszeitpunkt als eine Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts einsetzt, eine Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, von denen jeder zu einem Strom- und/oder einem Spannungswert des Motors in Beziehung steht, als eine Vielzahl von physikalischen Größen einsetzt, die zu Temperaturerhöhungen des erwärmten Abschnitts in Beziehung stehen, von denen jede eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu dem Bezugszeitpunkt ist, und die elektrische Energieversorgung an den Motor derart begrenzt, dass ein Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts eine vorbestimmte Obergrenze von dieser nicht überschreitet.

Im Allgemeinen bildet die Temperatur des erwärmten Abschnitts, falls nicht verändert oder sanft verändert, eine konstante Beziehung von dieser mit einer Umgebungstemperatur des erwärmten Abschnitts. Zusätzlich kann die Umgebungstemperatur des erwärmten Abschnitts ohne Verwendung eines Temperatursensors erfasst werden, der ausschließlich zur Erfassung der Temperatur des erwärmten Abschnitts verwendet wird. Dementsprechend kann die Temperatur des erwärmten Abschnitts, falls nicht verändert oder sanft verändert, auf einfache Weise erfasst oder geschätzt werden.
Die Verwendung von einem Strom- und/oder einem Spannungswert des Motors erlaubt eine Schätzung einer Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu einem Bezugszeitpunkt. Zusätzlich wird eine Steuerung des Motors üblicherweise mit Rückkopplung von einem Strom- und/oder einem Spannungswert des Motors bewerkstelligt. Daher ist an der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung üblicherweise ein Sensor vorgesehen, der einen Strom- und/oder einen Spannungswert des Motors erfasst. Folglich kann in vielen Fällen zumindest ein Strom- und/oder ein Spannungswert des Motors auf einfache Weise erfasst werden.
Es gibt eine Technik zur Verwendung der Temperatur des erwärmten Abschnitts, die in der vorstehend genannten Art und Weise erfasst oder geschätzt wird, als eine Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts. Es gibt auch eine Technik zur Verwendung eines Strom- und/oder eines Spannungswerts des Motors als eine physikalische Größe, die mit einer Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu einer Zeit in Beziehung steht, zu der die Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts erhalten wurde. Diese beiden Techniken können miteinander zusammenwirken, um die Temperatur des erwärmten Abschnitts zu jedem einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten zu schätzen, nachdem die Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts erhalten wurde.
Basierend auf den vorstehenden Erkenntnissen setzt die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) die Temperatur des erwärmten Abschnitts zu einem Bezugszeitpunkt als eine Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts ein, und setzt sie einen Strom- und/oder einen Spannungswert des Motors als eine physikalische Größe ein, die zu einer Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu dem Bezugszeitpunkt in Beziehung steht.
Ferner begrenzt die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) eine elektrische Energieversorgung an den Motor, um so einen Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts davon abzuhalten, eine vorbestimmte Obergrenze der Temperatur des erwärmten Abschnitts zu überschreiten.
Folglich ist es bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) nicht unumgänglich, einen Temperatursensor einzusetzen, der ausschließlich die Temperatur des erwärmten Abschnitts mit einer hohen Genauigkeit erfasst und teuer ist. Daher kann auf einfache Weise ein erheblicher Anstieg der Kosten der Vorrichtung vermieden werden, der sich aus der Hinzufügung einer Funktion zum Erhalten der Temperatur des erwärmten Abschnitts zu einer elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung ergibt.
Weiterhin wird bei der Erfindung gemäß dieser Ausführung (1) eine Bestimmung dahingehend, ob die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor notwendig ist oder nicht, unter Verwendung sowohl eines Anfangswert als auch einer anschließenden Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von dem Anfangswert durchgeführt, von denen beide durch die tatsächliche bzw. gegenwärtige Bedingung des erwärmten Abschnitts widergespiegelt werden. Als Ergebnis kann das Vorliegen einer nicht notwendigen Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung bei einer niedrigeren Temperatur des erwärmten Abschnitts auf einfache Weise vermieden werden und kann das Nichtvorliegen einer notwendigen Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung bei einer höheren Temperatur des erwärmten Abschnitts ebenso auf einfache Weise vermieden werden.
Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) kann angepasst werden, um einen Temperatursensor zu umfassen, der zum genauen Erfassen der Temperatur des erwärmten Abschnitts im Stande ist, solange die Temperatur im Wesentlichen in einem stabilen Zustand ist. Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) kann auch angepasst werden, um einen Temperatursensor zu umfassen, der zum genauen Erfassen der Temperatur des erwärmten Abschnitts nicht nur in einem stabilen Zustand, sondern auch in einem Übergangszustand im Stande ist.
Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) kann der erwärmte Abschnitt beispielsweise definiert sein als der Motor, ein mit dem Motor verbundenes Schaltelement und eine Energieversorgung an den Motor, zumindest eines einer Vielzahl von Medien bzw. Mittel zum Übertragen von Strom von der Energieversorgung an den Motor, einschließlich etwa eines Drahts, eines Steckers, usw.. Der erwärmte Abschnitt kann auch als zumindest eines der Vielzahl von Medien bzw. Mittel definiert sein, für das es besonders gefordert ist, vor einer Überhitzung bewahrt zu werden.
Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) ist das Drehmomentübertragungssystem im Allgemeinen so aufgebaut, dass es umfasst: (a) eine Lenkwelle, die mit dem Lenkrad drehbar ist, (b) eine axial bewegliche Lenkstange, die es ermöglicht, die Ausrichtung des lenkbaren Rads zu verändern, und (c) eine Kupplungseinheit, die die Lenkwelle und die Lenkstange derart betrieblich kuppelt, dass eine Drehbewegung der Lenkwelle in eine Linearbewegung der Lenkstange umgesetzt wird. Bei dieser Anordnung steht der Motor mit zumindest einer der Lenkwelle, der Lenkstange und der Kupplungseinheit im Eingriff, um so eine Antriebskraft des Motors zur Unterstützung des Lenkdrehmoments des Lenkrads, das durch den Fahrzeugfahrer angewandt wird, auf das zumindest eine dieser drei Elemente anzuwenden.
Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (1) kann die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung durch Verringerung eines tatsächlichen und absoluten Stromwerts (d. h. elektrischer Strom) des Motors auf einen bestimmten Wert bewerkstelligt werden. Der bestimmte Wert ist kleiner als ein nomineller Stromwert des Motors, der vorhanden ist, wenn die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung nicht notwendig ist, aber nicht gleich Null ist. Die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung kann auch durch Verringerung des tatsächlichen und absoluten Werts auf Null bewerkstelligt werden.

(2) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (1), wobei die Energieversorgungsbegrenzungseinheit aufweist: eine Temperaturschätzeinrichtung zum Wiederholen eines Erhaltens von einem der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten nach dem Bezugszeitpunkt, zum Erhalten einer Summe der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, die bereits erhalten wurden, jedes Mal dann, wenn ein neuer der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten erhalten wurde, wobei die erhaltene Summe als ein integrierter Wert der bereits erhaltenen Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten definiert ist, zum Schätzen der Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts auf Grundlage des erhaltenen integrierten Werts und zum Schätzen der Temperatur des erwärmten Abschnitts zu jedem einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten nach dem Bezugszeitpunkt auf Grundlage der Anfangstemperatur und der geschätzten Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts; eine Energieversorgungsbegrenzungseinrichtung zum Begrenzen der elektrischen Energieversorgung an den Motor derart, dass der tatsächliche bzw. Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts die vorbestimmte Obergrenze nicht überschreitet, auf Grundlage der geschätzten Temperatur des erwärmten Abschnitts.

Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (2) wird eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts auf Grundlage eines integrierten Werts einer Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten geschätzt. Als Ergebnis wird die Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts durch die angemessene Berücksichtung einer zeitabhängigen Änderung des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts geschätzt. Daher ist bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (2) die Genauigkeit bei Schätzung der Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts verbessert, was zu einer weiteren Verbesserung bei Schätzung der Temperatur des sich erwärmenden Abschnitts führt.

(3) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (2), bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinrichtung eine Begrenzungsbetragbestimmungseinrichtung aufweist zum Begrenzen der elektrischen Energieversorgung an den Motor, wenn die geschätzte Temperatur des erwärmten Abschnitts eine Bezugstemperatur erreicht hat, die als niedriger als die vorbestimmte Obergrenze formuliert ist, und zum Wiederholen eines Bestimmens eines Begrenzungsbetrags, um den die elektrische Energieversorgung an den Motor zu begrenzen ist, auf Grundlage der geschätzten Temperatur des erwärmten Abschnitts zu einem entsprechenden einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten.

Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (3) wird ein Begrenzungsbetrag, um den die elektrische Energieversorgung zu begrenzen ist, nach dem Beginn einer Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor auf Grundlage der Temperatur des erwärmten Abschnitts, die zu einem entsprechenden einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten geschätzt wird, wiederholt bestimmt. Daher kann sicher vermieden werden, dass eine tatsächliche Temperatur des erwärmten Abschnitts die vorbestimmte Obergrenze von dieser überschreitet.

(4) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (1), bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinheit aufweist: eine Bestimmungseinrichtung einer zulässigen Versorgungszeitdauer zum Einsetzen eines Einleitungszeitpunkts eines Haltebetriebs des Lenkrads, während dessen der Fahrzeugfahrer das Lenkrad im Wesentliche in einer Lenkstellung von diesem hält, die von einer neutralen Stellung von diesem abweicht, und zum Bestimmen einer Zeitdauer, von der geschätzt wird, dass sie von dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts die Bezugstemperatur erreicht hat, auf Grundlage der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, einer Bezugstemperatur des erwärmten Abschnitts, bei der die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor einzuleiten ist, und den auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zum Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs erhalten wird, wobei die bestimmte Zeitdauer als eine zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor definiert ist; und eine Versorgungsbegrenzungseinrichtung zum Beginnen einer Begrenzung der elektrischen Energieversorgung an den Motor, wenn die bestimmte zulässige Zeitdauer vergangen ist.

Bei einem Haltebetrieb, während dessen der Fahrzeugfahrer das Lenkrad auf einem Lenkwinkel von diesem hält, ist eine Änderung der Größe bzw. Stärke der elektrischen Energieversorgung an den Motor, d. h. des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts des Motors, nicht so groß wie bei einem Lenkbetrieb, während dessen der Fahrzeugfahrer das Lenkrad bedient bzw. betätigt, um so einen Lenkwinkel von diesem zu erhöhen. Dementsprechend kann während des Haltebetriebs eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts zu jedem einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten nach der Einleitung des Haltebetriebs als eine Funktion der Zeit dargestellt werden, falls die Größe bzw. der Betrag des auf die elektrische Energie bezogenen Werts bei einer Einleitung des Haltebetriebs erkannt werden kann.
Basierend auf dieser Erkenntnis wird bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (4) eine zulässige Energieversorgungszeitdauer für den Motor als eine Zeitdauer bestimmt, von der geschätzt wird, dass sie von einer Einleitung eines Haltebetriebs an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts eine Bezugstemperatur erreicht hat, und zwar auf Grundlage der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts und des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts, der bei der Einleitung des Haltebetriebs erhalten wird. Wenn die bestimmte zulässige Zeitdauer vergangen ist, wird weiterhin die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor eingeleitet.
Daher kann die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (4) auf einfache Weise verhindern, dass ein Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts die vorbestimmte Obergrenze überschreitet, und zwar ohne eine unvermeidliche Durchführung einer Integration der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten.
Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (4) kann der Ausdruck „ein Haltebetrieb" als ein Betrieb definiert sein, während dessen die Änderungsrate eines Lenkwinkels des Lenkrads oder ein Änderungsbetrag des Lenkwinkels pro bestimmter Zeitperiode nicht größer ist als ein Bezugswert. Der Ausdruck „ein Haltebetrieb" kann auch als ein Betrieb definiert sein, während dessen die Änderungsrate des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts oder ein Änderungsbetrag des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts nicht größer ist als ein Bezugswert.

(5) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (4), zusätzlich mit einer Bestimmungseinrichtung einer zweiten zulässigen Zeitdauer zum, zu einem Änderungszeitpunkt, wenn eine zeitabhängige Änderung des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts erfolgt, deren Betrag nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Bezugswert davon, während des Haltebetriebs, Schätzen der Temperaturerhöhung, die eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs ist, auf Grundlage eines integrierten Werts der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, die während einer Dauer von dem Einstellungszeitpunkt des Haltebetriebs bis zu dem Änderungszeitpunkt erhalten werden, und zum Schätzen einer Zeitdauer, von der erwartet wird, dass sie von dem Änderungszeitpunkt an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts die Bezugstemperatur erreicht hat, auf Grundlage einer Summe der geschätzten Temperaturerhöhung und der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, sowie des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts, der zu dem Änderungszeitpunkt erhalten wird, wobei die geschätzte Zeitdauer als eine zweite zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor definiert ist.

Es besteht eine Tatsache darin, dass der auf eine elektrische Energie bezogene Wert, d. h. eine physikalische Größe, die mit der Temperatur des erwärmten Abschnitts in Beziehung steht, selbst während eines Haltebetriebs des Lenkrads durch den Fahrzeugfahrer variieren kann. Es besteht auch eine Tatsache darin, dass die Temperatur des erwärmten Abschnitts, wenn eine zeitabhängige Änderung des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts eintritt, auf Grundlage eines integrierten Werts einer Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, die seit der Einleitung des Haltebetriebs erhalten wurden, und der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts geschätzt werden kann. Im Lichte dieser Tatsachen bestimmt die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (5) eine Zeitdauer, von der geschätzt wird, dass sie von dem Auftreten der zeitabhängigen Änderung an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts eine Bezugstemperatur erreicht hat, als eine zweite zulässige Versorgungszeitdauer für den Motor.
Dementsprechend kann die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (5) verhindern, dass ein Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts die vorbestimmte Obergrenze von dieser infolge einer zeitabhängigen Änderung des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts während eines Haltebetriebs des Lenkrads durch den Fahrzeugfahrer überschreitet.

(6) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (4) oder (5), bei der die Bestimmungseinrichtung einer zulässigen Zeitdauer aufweist: eine erste Einrichtung zum Bestimmen einer zulässigen Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts auf Grundlage einer Differenz zwischen der Bezugstemperatur und der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts; und eine zweite Einrichtung zum Bestimmen der zulässigen Versorgungszeitdauer, die sowohl dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zu dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs erhalten wird, als auch der bestimmten zulässigen Erhöhung des erwärmten Abschnitts entspricht, gemäß einem vorbestimmten Verhältnis zwischen dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zum Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs erhalten wird, der zulässigen Erhöhung und der zulässigen Versorgungszeitdauer.
(7) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (6), bei der die zweite Einrichtung eine Einrichtung zum derartigen Bestimmen der zulässigen Versorgungszeitdauer aufweist, dass die zulässige Versorgungszeitdauer abnimmt, wenn die zulässige Erhöhung abnimmt, und abnimmt, wenn der auf eine elektrische Energie bezogene Wert zum Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs ansteigt.
(8) Die Vorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungen (1) bis (7), bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinheit eine Anfangstemperaturbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Umgebungstemperatur des erwärmten Abschnitts zum Bezugszeitpunkt als die Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts aufweist.
(9) Die Vorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungen (1) bis (8), zusätzlich mit einer Drehmomenterfassungseinheit, die das Lenkdrehmoment erfasst, wobei die Drehmomenterfassungseinheit einen Temperatursensor umfasst, der eine Temperatur der Drehmomenterfassungseinheit erfasst, wobei die Energieversorgungsbegrenzungseinheit eine Anfangstemperaturerhalteeinrichtung zum Erhalten der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts auf Grundlage der durch den Temperatursensor erfassten Temperatur aufweist.

Bei der Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (9) führt der gleiche Temperatursensor sowohl eine Erfassung der Temperatur des erwärmten Abschnitts als auch eine Ermittlung einer Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts durch. Dementsprechend kann die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (9) die Gesamtzahl von Temperatursensoren, die in einem Kraftfahrzeug installiert sind, im Vergleich zu dem Fall eliminieren, bei dem eine Erfassung der Temperatur des erwärmten Abschnitts und eine Ermittlung einer Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts durch jeweilige Temperatursensoren separat durchgeführt werden. Als Ergebnis kann die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (9) einen Anstieg der Kosten der Vorrichtung infolge der Hinzufügung einer Funktion zum Erhalten der Temperatur des erwärmten Abschnitts verringern.

(10) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (9), bei der sich der Temperatursensor nahe dem erwärmten Abschnitt in der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung befindet.
(11) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (9) oder (10), bei der der Temperatursensor die Temperatur der Drehmomenterfassungseinheit als eine Temperatur erfasst, die gemäß einer im Wesentlichen konstanten Korrelation von dieser mit einer Umgebungstemperatur des erwärmten Abschnitts zu ändern ist.
(12) Die Vorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungen (9) bis (11), bei der die Steuereinheit eine Einrichtung zum Steuern der elektrischen Energieversorgung an den Motor auf Grundlage des Lenkdrehmoments aufweist, das durch die Drehmomenterfassungseinheit erfasst wird.
(13) Die Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (1), bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinheit aufweist: eine Bestimmungseinrichtung einer ersten zulässigen Versorgungszeitdauer zum Verwenden eines Einleitungszeitpunkts eines kontinuierlichen Lenkbetriebs des Lenkrads durch den Fahrzeugfahrer und zum Bestimmen einer Zeitdauer, von der erwartet wird, dass sie von dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts eine Bezugstemperatur erreicht hat, bei der die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor einzuleiten ist, auf Grundlage der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, einer Bezugstemperatur, die als niedriger als die vorbestimmte Obergrenze formuliert ist, und des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts, der zu dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb erhalten wird, wobei die bestimmte Zeitdauer als eine erste zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor definiert ist; und eine Bestimmungseinrichtung einer zweiten zulässigen Versorgungszeitdauer zum, zu jedem einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten nach dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb, Schätzen der Temperaturerhöhung, die eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb ist, auf Grundlage eines integrierten Werts von zumindest einem der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, der seit dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb erhalten wurde, und zum Bestimmen einer Zeitdauer, von der erwartet wird, dass sie von jedem der Vielzahl von diskreten Zeitpunkten an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts die Bezugstemperatur erreicht hat, auf Grundlage einer Summe der geschätzten Temperaturerhöhung und der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, sowie des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts, der zu einem entsprechenden der Vielzahl von diskreten Zeitpunkten erhalten wird, wobei die bestimmte Zeitdauer als eine zweite zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor definiert ist; und eine Versorgungsbegrenzungseinrichtung zum Beginnen einer Begrenzung der Energieversorgung an den Motor, wenn die erste oder die zweite zulässige Versorgungszeitdauer vergangen ist, die durch die Bestimmungseinrichtung der ersten oder der zweiten zulässigen Versorgungszeitdauer bestimmt wird.

Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (13) kann verhindern, dass ein Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts die vorbestimmte Obergrenze überschreitet, und zwar gemäß dem Prinzip, das einem Prinzip entspricht, das bei der Vorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführung (4) eingesetzt wird.
Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführung (13) kann ungeachtet dessen, ob ein kontinuierlicher Lenkbetrieb, der in dieser Ausführung (13) dargelegt ist, als der Haltebetrieb definiert ist, der in der vorstehenden Ausführung (4) dargelegt ist, verwendet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN DARSTELLUNGEN DER ZEICHNUNG
Die vorangehende Kurzfassung, ebenso wie die folgende ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, wird besser zu verstehen sein, wenn sie in Verbindung mit der anhängenden Zeichnung gelesen wird. Zum Zweck der Veranschaulichung der Erfindung sind in der Zeichnung Ausführungsbeispiele gezeigt, die momentan bevorzugt sind. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die Erfindung nicht auf die gezeigten konkreten Anordnungen und Ausstattungen bzw. Instrumentalisierungen beschränkt ist. Bei der Zeichnung gilt:
1 ist eine vordere Schnittdarstellung, die eine mechanische Anordnung einer elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist;
2 ist eine vordere Schnittdarstellung, die ausschließlich einen Getriebekasten 60 gemäß 1 in Vergrößerung veranschaulicht;
3 ist ein elektrisches Schaltbild, das eine Drehmomenterfassungseinheit 80 veranschaulicht, mit der die elektrisch betriebene Hilfskraftlenkvorrichtung gemäß 1 ausgestattet ist;
4 ist ein Blockschaltbild, das eine Softwareanordnung der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung gemäß 1 veranschaulicht;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Motortemperaturschätzroutine veranschaulicht, die von einem Computer 100 gemäß 4 ausgeführt wird;
6 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Spulentemperatur θ_c und einer Anfangstemperatur θ_MO des Motors darstellt, die bei der Motortemperaturschätzroutine gemäß 5 eingesetzt wird;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Bezugsmotorstromwert-Bestimmungsroutine veranschaulicht, die von dem Computer 100 gemäß 4 ausgeführt wird;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine veranschaulicht, die von dem Computer 100 gemäß 4 ausgeführt wird;
9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Motorantriebsroutine veranschaulicht, die von dem Computer 100 gemäß 4 ausgeführt wird;
10 ist ein Graph zur Erläuterung von Änderungen mit der Zeit τ bei einem Motorstromwert I, einer Spulentemperatur θ_c und einer Motortemperatur θ_M bei der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung gemäß 1;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine darstellt, die von dem Computer in einer elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung ausgeführt wird, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist;
12 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer zulässigen Temperaturerhöhung Δθ, einem Istmotorstromwert Iact bei der Einleitung eines Haltebetriebs eines Lenkrads durch einen Fahrzeugfahrer und einer zulässigen Versorgungszeitdauer T₀ veranschaulicht, die bei der Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 11 eingesetzt wird;
13 ist ein Graph zur Erläuterung von Änderungen mit der Zeit τ bei einem Motorstromwert I durch Ausführung der Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 11; und
14 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine darstellt, die von einem Computer in einer elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung ausgeführt wird, die gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei der Zeichnung werden durchwegs ähnliche bzw. gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche bzw. gleiche Elemente zu bezeichnen.
Zunächst Bezug nehmend auf 1 wird eine mechanische Anordnung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Form einer elektrisch betriebenen Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung (die hierin nachstehend einfach als „Lenkvorrichtung" bezeichnet wird) für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Die Lenkvorrichtung umfasst eine (nicht gezeigte) Lenkwelle, die mit einem Lenkrad 10 drehbar ist. Die Lenkwelle ist an einem ihrer Enden, das von dem Lenkrad 10 entfernt liegt, an einem Ende eines Dreh- bzw. Torsionsstabs 20 befestigt.
Die Lenkvorrichtung umfasst ferner ein Paar Spurstangen 22, 22, die jeweils drehbar mit einem Paar (nicht gezeigter) Gelenk- bzw. Achsschenkelhebel drehbar verbunden sind. Das Gelenk bzw. der Achsschenkel ist jeweils an einem Paar lenkbarer Räder 24, 24 (z. B. einem vorderen Satz lenkbarer Räder) des Fahrzeugs angebracht. Das Paar Spurstangen 22, 22 ist über eine Lenkstange 26 miteinander verbunden, die sich in einer Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt, so dass das Paar Spurstangen 22, 22 relativ zu der Lenkstange 26 biegsam und drehbar ist.
Die Lenkvorrichtung umfasst ferner ein hohles Hauptgehäuse 30, das fest an einer Karosserie des Fahrzeugs montiert ist. Das Hauptgehäuse 30 wird von der Lenkstange 26 mit radialem Spiel zwischen diesen durchlaufen, so dass die Lenkstange 26 relativ zu dem Hauptgehäuse 30 axial beweglich ist.
Das Hauptgehäuse 30 beherbergt ferner einen Motor 40 und einen Bewegungsumsetzungsmechanismus in Form eines Kugelgewindetriebs 42.
Der Motor 40 ist so aufgebaut, dass er einen an dem Hauptgehäuse 30 befestigten Ständer 44 und einen zylindrischen Läufer 46 umfasst, wobei der Ständer 44 und der Läufer 46 drehbar aneinander angepasst sind. Der Läufer 46 wird von dem Hauptgehäuse 30 über eine Vielzahl von Lagern 48 derart gelagert, dass der Läufer 46 drehbar, aber nicht relativ zu dem Hauptgehäuse 30 axial beweglich ist. Eine Motorspule 50 ist um den Ständer 44 herumgewunden, und ein zylindrischer Magnet 52 ist an dem Läufer 46 an dessen äußerem Umfang befestigt. Der Läufer 46 wird als Folge einer Wechselwirkung einer elektromagnetischen Kraft der Motorspule 50 und einer magnetischen Kraft des Magneten 52 gedreht.
Der vorstehend genannte Kugelgewindetrieb 42 liegt in Form einer Kombination einer Gewindemutter 54 und einer Spindel 56 vor, wobei die Gewindemutter 54 und die Spindel 56 über eine Vielzahl von Kugeln drehbar aneinander angepasst sind. Die Gewindemutter 54 ist koaxial an dem Läufer 46 befestigt, und die Spindel 56 ist integral bzw. einstückig an der vorstehend beschrieben Lenkstange 26 ausgebildet. In dem Kugelgewindetrieb 42 wird eine rotierende Bewegung der Gewindemutter 54 in eine axiale Bewegung der Spindel 56 umgesetzt.
Die Lenkvorrichtung umfasst ferner einen Getriebekasten 60. Wie es in der vergrößerten Darstellung gemäß 2 gezeigt ist, ist der Getriebekasten 60 ausgestattet mit: (a) einem Getriebekastengehäuse 62, das fest innerhalb der Fahrzeugkarosserie montiert ist, und (b) einer Ritzelwelle 66, die über ein Lager 64 drehbar an dem Getriebekastengehäuse 62 gelagert ist. Ein Ritzel 68 ist an der Ritzelwelle 66 koaxial und integral ausgebildet. Die Lenkstange 26 bildet an ihrer äußeren Umfangsfläche 26 einen ebenen Abschnitt aus. Der ebene Abschnitt erstreckt sich parallel zu der Lenkstange 26, wodurch eine Zahnstange 70 ausgebildet ist. Die Zahnstange 70 greift in das vorstehend erörterte Ritzel 68 ein, wodurch die Zahnstange 70 infolge einer Drehung des Ritzels 68 axial bewegt wird. Das heißt, dass diese miteinander zusammenwirken, um einen sogenannten Zahnstangenmechanismus zu bilden. Folglich wird die Lenkstange 26 infolge einer rotierenden Bewegung des Ritzels 68 und einer rotierenden Bewegung des Motors 40 axial bewegt. Das Ritzel 68 ist an einem verbleibenden Ende des vorstehend beschriebenen Torsions- bzw. Drehstabs 20 befestigt, um so zu ermöglichen, dass sich das Ritzel 68 mit dem vorstehend erwähnten Lenkrad 10 dreht.
Wenn der Fahrzeugfahrer bzw. -bediener ein Lenkdrehmoment auf das Lenkrad 10 anwendet, wird dann der Torsionsstab 20 entsprechend verdreht. Zusätzlich ist eine konstante Beziehung zwischen der Größe des Lenkdrehmoments und einem Verdrehungswinkel des Torsionsstabs 20 eingerichtet. Folglich kann die Größe des Lenkdrehmoments aus dem Verdrehungswinkel des Torsionsstabs 20 erfasst werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Torsionsstab 26 durch ein drehbares Element in Form einer Hülse bzw. Manschette 74, um den Verdrehungswinkel des Torsionsstabs 26 zu erhalten. Eines von entgegengesetzten Enden der Hülse bzw. Manschette 74 ist an einem von entgegengesetzten Enden des Torsionsstabs 20 befestigt, das von dem anderen Ende entfernt liegt, an dem der Torsionsstab 20 mit der Ritzelwelle 66 verbunden ist. Das andere Ende der Hülse bzw. Manschette 74 ist mit der Ritzelwelle 66 drehbar angepasst. Die Hülse bzw. Manschette 74 ist über ein Lager 76 an dem vorstehend beschriebenen Getriebekastengehäuse 82 drehbar gelagert.
Der Getriebekasten 60 ist mit einer Drehmomenterfassungseinrichtung 80 ausgestattet, die das auf das Lenkrad 10 angewandte Lenkdrehmoment unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Manschette 74 erfasst. Die Drehmomenterfassungseinrichtung 80 beherbergt ein erstes Element 82 und ein zweites Element 84. Das erste Element 82 ist an der Manschette 74 an deren Außenseite koaxial so befestigt, dass sich das erste Element 82 mit der Manschette 74 dreht. Andererseits ist das zweite Element 84 an einer Position, an der das zweite Element 84 der Ritzelwelle 66 koaxial gegenüber liegt und die nahe der Ritzelwelle 66 ist, an der Ritzelwelle 66 befestigt. Das erste Element 82 hat eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Zähnen, die eine kreisförmige Linie auf einer Stirnfläche des ersten Elements bilden, welche eine von entgegengesetzten Stirnflächen des ersten Elements 82 ist, die dem zweiten Element 84 gegen überliegt. Gleichermaßen hat das zweite Element 84 eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Zähnen, die eine kreisförmige Linie auf einer Stirnfläche des zweiten Elements bilden, welche eine von entgegengesetzten Stirnflächen des zweiten Elements 84 ist, die dem ersten Element 82 gegen überliegt. Folglich wird abhängig von einer Änderung einer relativen Winkelstellung zwischen der Stirnfläche des ersten und des zweiten Elements ein (hierin nachstehend als „Überlappungsbereich” bezeichneter) Bereich eines Abschnitts verändert, wo eine Spitze jedem Zahn an der Stirnfläche des ersten Elements und eine Spitze von jedem Zahn an der Stirnfläche des zweiten Elements einander überlappen.
Die vorstehend erörterte Drehmomenterfassungseinrichtung 80 ist ferner mit einer ringförmigen Spule 90 zur Erfassung eines Drehmoments ausgestattet, die koaxial zu dem ersten und dem zweiten Element 82, 84 verläuft. Die Spule 90 ist an dem vorstehend beschriebenen Getriebekastengehäuse 62 außerhalb des ersten und des zweiten Elements 82, 84 über ein geringes Spiel an einer Position befestigt, die nahe den vorstehend erwähnten Stirnflächen des ersten und des zweiten Elements ist. Die Spule 90 wird von einem Element 91 umgeben, das zu ermöglichen dient, dass außerhalb der Spule 90 ein magnetischer Pfad darin ausgebildet wird. Wird innerhalb der Spule 90 ein magnetischer Fluss erzeugt, verläuft der magnetische Fluss zugleich durch das erste und das zweite Element 82, 84, wobei ein magnetischer Leitwert des magnetischen Flusses abhängig von dem vorstehend beschriebenen Überlappungsbereich verändert wird. Dies bedeutet, dass beruhend auf dem Überlappungsbereich eine Induktivität bzw. Induktanz der Spule 90 verändert wird. Schließlich wird die Induktivität bzw. Induktanz der Spule 90 abhängig von der Größe des Lenkdrehmoments des Lenkrads 10 verändert.
Die Drehmomenterfassungseinrichtung 80 umfasst ferner eine Drehmomenterfassungsschaltung 92, die gemäß 3 gezeigt ist. Wie es gemäß 2 gezeigt ist, ist die Drehmomenterfassungseinrichtung 80 an dem vorstehend beschriebenen Hauptgehäuse 62 angebracht. Wie es gemäß 3 gezeigt ist, ist die Drehmomenterfassungsschaltung 92 mit einem Widerstand 93, der mit der vorstehend erörterten Spule 90 in Reihe mit dieser geschaltet ist, und einer Oszillationsschaltung 94, die mit dem Widerstand 93 verbunden ist, ausgestattet. Die Oszillationsschaltung 94 gibt ein vorbestimmtes Pulssignal über den Widerstand 93 an die Spule 90 aus. Die Drehmomenterfassungsschaltung 92 umfasst ferner eine Drehmomentsignal-Erzeugungsschaltung 95. Die Drehmomentsignal-Erzeugungsschaltung 95 empfängt ein Signal, das von der Spule 90 in Erwiderung auf das Pulssignal von der Oszillationsschaltung 94 ausgegeben wird, und erzeugt dann ein Drehmomentsignal, das die Induktanz der Spule 94 darstellt, das heißt das Lenkdrehmoment des Lenkrads 10. Zusätzlich gibt die Drehmomentsignal-Erzeugungsschaltung 95 das erzeugte Drehmomentsignal an eine Motorsteuerung 96 (siehe 4) aus.
Die Drehmomenterfassungseinrichtung 92 umfasst ferner eine mit der vorstehend erörterten Spule 90 verbundene Temperaturerfassungsschaltung 98. Die Temperaturerfassungsschaltung 98 erfasst die Temperatur der Spule 90 auf Grundlage eines Widerstands von dieser und gibt ein Spulentemperatursignal aus, das die erfasste Temperatur der Spule 90 darstellt. Die Motorsteuerung 96 berechnet auf Grundlage des empfangenen Drehmomentsignals einen vorläufigen Wert des Lenkdrehmoments und korrigiert den vorher berechneten vorläufigen Wert des Lenkdrehmoments dann auf Grundlage des empfangenen Spulentemperatursignals in einen endgültigen Wert, der nicht von der Temperatur der Spule 90 abhängt.
Es wird hinzugefügt, dass, obwohl eine Temperaturkompensation somit dafür durchgeführt wird, dass eine Änderung in dem endgültig erfassten Lenkdrehmoment infolge einer Änderung der Temperatur der Spule 90 kompensiert wird, wobei bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Computer in einer Softwaremethode verwendet wird, die Temperaturkompensation unter Verwendung einer elektrischen Schaltung in einer Hardwaremethode durchgeführt werden kann, indem eine Anordnung angenommen wird, bei der eine zusätzliche Spule des gleichen Typs wie die Spule 90 nahe der Spule 90 als eine Spule zur Erfassung der Temperatur der Spule 90 angeordnet wird und eine Komponente der Drehmomentsignalausgabe von der Spule 90 abhängig von der Temperatur von dieser mittels eines von der zusätzlichen Spule ausgegebenen Spulentemperatursignals ausgelöscht wird.
Eine Softwareanordnung der vorliegenden Lenkvorrichtung ist gemäß 4 veranschaulicht. Die Lenkvorrichtung umfasst die vorstehend erwähnte Motorsteuerung 96. Die Motorsteuerung 96 ist prinzipiell durch einen Computer aufgebaut, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) einschließt. An der Eingangsseite der Motorsteuerung 96 sind die vorstehend beschriebene Drehmomenterfassungseinrichtung 80 und ein Motorstromwertsensor 110 verbunden. Der Motorstromwertsensor 110 erfasst einen Iststromwert, der durch die Motorspule 50 fließt. An der Ausgangsseite der Motorsteuerung 96 ist die Motorsspule 50 des Motors 40 wie vorstehend erörtert verbunden.
Der vorstehend erläuterte ROM hat verschiedene Steuerprogramme gespeichert. Diese Programme umfassen: (a) eine Motortemperaturschätzroutine, die ausgeführt wird, um die Temperatur der Motorspule 50 (die hierin nachstehend einfach als „Motortemperatur" bezeichnet wird) zu schätzen, (b) eine Bezugsmotorstromwert-Bestimmungsroutine, die ausgeführt wird, um einen Bezugsmotorstromwert dahingehend zu bestimmen, dass dieser gleich einem gewünschten Motorstromwert ist, der in dem Fall verwendet wird, dass eine Begrenzung bezüglich einer elektrischen Energieversorgung an den Motor 40 nicht notwendig ist, (c) eine Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine, die auf dem gewünschten Motorstromwert ausgeführt wird, um so die elektrische Energieversorgung an den Motor 40 selektiv zu begrenzen, und (d) eine Motorantriebsroutine, die ausgeführt wird, um zum Antrieb bzw. zur Ansteuerung des Motors 40 ein Antriebssignal an den Motor 40 zu liefern. Diese Routinen werden nachstehend in dieser erläuternden Reihenfolge beschrieben.
Die Motortemperaturschätzroutine ist in dem Ablaufdiagramm gemäß 5 veranschaulicht.
Zunächst konzeptionell beschrieben ist die vorliegende Routine dahin formuliert, indem besonders eine Tatsache berücksichtigt wird, dass eine konstante Korrelation zwischen der Spulentemperatur θ_c, die durch die Temperaturerfassungsschaltung 98 erfasst wird, und einer Anfangsmotortemperatur θ_MO besteht, welche die Temperatur des Motors 40 bei Einleitung eines Antriebsbetriebs des Motors 40 während eines kontinuierlichen Lenkbetriebs des Lenkrads 10 durch den Fahrzeugfahrer ist. Die vorliegende Routine wird ausgeführt, um die anfängliche Motortemperatur θ_MO aus der Spulentemperatur θ_c zu schätzen. Das heißt, dass bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Einleitung eines kontinuierlichen Antriebs- bzw. Fahrbetriebs des Motors 40 einem „Bezugszeitpunkt" entspricht. Die vorliegende Routine wird ferner ausgeführt, um einen Istmotorstromwert Iact unter Verwendung des Motorsstromwertsensors 110 nach der Einleitung des Antriebs- bzw. Fahrbetriebs des Motors 40 fortschreitend zu erfassen. Die Ausführung dient dazu, einen integrierten Wert Σ einer Vielzahl von Istmotorstromwerten Iact zu berechnen, und eine aktuelle Motortemperatur θ_M auf Grundlage des berechneten integrierten Werts Σ zu schätzen. Die Schätzung wird unter Verwendung einer konstanten Korrelation zwischen dem integrierten Wert Σ und der Motortemperatur θ_M durchgeführt.
Im Einzelnen beschrieben wird diese Routine von dem Computer 100 zyklisch ausgeführt. Jeder Ausführungszyklus dieser Routine beginnt in Schritt S1, um den Istmotorstromwert Iact von dem Motorstromwertsensor 110 zu lesen. Diese Routine schreitet zu Schritt S2 voran, wo eine Bestimmung vorgenommen wird, ob der Istmotorstromwert Iact im Wesentlichen gleich Null ist. Das heißt, dass dieser Schritt implementiert ist, um zu bestimmen, ob es sich um die Einleitung eines Antriebsbetriebs des Motors 40 handelt. Ist der Istmotorstromwert Iact im Wesentlichen gleich Null, ist die Bestimmung bejahend (JA) und wird dann ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
Im Gegensatz dazu ist, sofern der Istmotorstromwert Iact im Wesentlichen nicht gleich Null ist, die Bestimmung negativ (NEIN) und schreitet diese Routine dann zu S3 voran, wo die Spulentemperatur θ_c von der Temperaturerfassungsschaltung 98 ausgelesen wird. In Schritt S4 wird dann die Anfangsmotortemperatur θ_MO auf Grundlage der vorher gelesenen Spulentemperatur θ_c geschätzt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der ROM eine Beziehung, wie sie in dem Graph gemäß 6 gezeigt ist, zwischen der Spulentemperatur θ_c und der Anfangsmotortemperatur θ_MO in Form einer Tabelle, einer Karte bzw. eines Kennfelds, eines Ausdrucks, usw. gespeichert. Gemäß der gespeicherten Beziehung wird die Anfangsmotortemperatur θ_MO aus der Spulentemperatur θ_c geschätzt.
Im Schritt S5 gemäß 5 wird dann der Istmotorstromwert Iact aus dem Motorstromwertsensor 110 ausgelesen. In Schritt S6 wird ein vorliegender Wert des integrierten Werts Σ aktualisiert, indem ein Absolutwert des Istmotorstromwerts Iact zu dem vorliegenden Wert des integrierten Werts Σ addiert wird. Es wird bemerkt, dass der integrierte Wert Σ dazu bestimmt ist, als Null initialisiert zu werden, wenn eine elektrische Energie das erste Mal an den Computer 100 angelegt wird.
In Schritt S7 wird eine Schätzung bezüglich einer Motortemperaturerhöhung Δθ durchgeführt, welche eine Erhöhung der Motortemperatur θ_M von derjenigen bei der Einleitung des Antriebsbetriebs des Motors 40 ist, und zwar auf Grundlage des vorliegenden bzw. aktuellen Werts des integrierten Werts Σ. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der ROM eine Beziehung zwischen dem integrierten Wert Σ und der Motortemperaturerhöhung Δθ in Form einer Tabelle, einer Karte bzw. eines Kennfelds, eines Ausdrucks, usw. gespeichert. Gemäß der gespeicherten Beziehung wird die Motortemperaturerhöhung Δθ aus dem integrierten Wert Σ geschätzt.
In Schritt S8 wird dann ein vorliegender bzw. aktueller Wert der Motortemperatur θ_M geschätzt, indem die geschätzte Motortemperaturerhöhung Δθ zu der geschätzten Anfangsmotortemperatur θ_MO addiert wird. Die geschätzte Motortemperatur θ_M wird in dem vorstehend beschriebenen RAM gespeichert.
In Schritt S9 wird dann der Istmotorstromwert Iact aus dem Motorstromwertsensor 110 ausgelesen. In Schritt S10 wird dann eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob eine Bedingung, dass der Istmotorstromwert Iact im Wesentlichen gleich Null ist, in einer vorbestimmten Anzahl nacheinander wiederholt wurde. Dieser Schritt ist implementiert, um zu bestimmen, ob der Antriebsbetrieb des Motors 40 beendet wurde oder nicht. Ist der Istmotorstromwert Iact nicht im Wesentlichen gleich Null, ist die Bestimmung negativ und schreitet diese Routine dann zu Schritt S5 zurück. Wurde die vorstehend erwähnte Bedingung in der vorbestimmten Anzahl nacheinander wiederholt, und zwar als Ergebnis einer wiederholten Ausführung einer die Schritte S5 bis S10 umfassenden Schleife, ist die Bestimmung in Schritt S10 bejahend und schreitet diese Routine dann zu Schritt S11 voran, wo der vorliegenden Wert des integrierten Werts Σ für eine anschließende Ausführung dieser Routine als Null initialisiert wird. Dann ist ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
Die Bezugsmotorstromwert-Bestimmungsroutine ist in dem Ablaufdiagramm gemäß 7 dargestellt. Diese Routine wird, wie die Motortemperaturschätzroutine wie vorstehend beschrieben, von dem Computer 100 zyklisch ausgeführt. In jedem Ausführungszyklus dieser Routine wird anfänglich Schritt S21 implementiert, um das Lenkdrehmoment t von der Drehmomenterfassungseinheit 80 abzulesen. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S22 voran, wo der Bezugsmotorstromwert I_REF auf Grundlage des vorher gelesenen Lenkdrehmoments t bestimmt wird. Der Bezugsmotorstromwert I_REF ist ein Stromwert, der an die Motorspule 50 geliefert bzw. zugeführt werden darf, wenn die Motortemperatur θ_M eine vorbestimmte obere Grenztemperatur θ_LIMIT nicht überschritten hat. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der ROM eine Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment t und dem Bezugsmotorstromwert I_REF in Form einer Tabelle, einer Karte bzw. eines Kennfelds, eines Ausdrucks, usw. gespeichert. Gemäß der gespeicherten Beziehung wird der Bezugsmotorstromwert I_REF aus dem Lenkdrehmoment t bestimmt. Der bestimmte Bezugsmotorstromwert I_REF wird in dem vorstehend beschriebenen RAM gespeichert. Dann ist ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
Die vorstehend erwähnte Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine ist in dem Ablaufdiagramm gemäß 8 veranschaulicht. Diese Routine wird, wie die anderen Routinen wie vorstehend beschrieben, von dem Computer 100 zyklisch ausgeführt. In jedem Ausführungszyklus dieser Routine wird anfänglich Schritt S41 implementiert, um einen vorliegenden bzw. aktuellen Wert der geschätzten Motortemperatur θ_M von dem RAM zu lesen. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S42 voran, wo eine Bestimmung dahingehend vorgenommen wird, ob die geschätzte Motortemperatur θ_M nicht niedriger ist als eine vorbestimmte Bezugstemperatur θ_REF, die niedriger ist als die obere Grenztemperatur θ_LIMIT. Falls die geschätzte Motortemperatur θ_M niedriger ist als die vorbestimmte Bezugstemperatur θ_REF, ist die Bestimmung negativ und schreitet diese Routine S43 voran. In diesem Schritt wird ein vorliegender bzw. aktueller Wert des Bezugsmotorstromwerts I_REF von dem RAM ausgelesen und wird dann der Bezugsmotorstromwert I_REF als solcher als ein vorliegender bzw. aktueller Wert des gewünschten Motorstromwerts I* eingesetzt. Der gewünschte Motorstromwert I* wird in dem RAM gespeichert. Dann ist ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
Im Gegensatz dazu ist, falls die geschätzte Motortemperatur θ_M nicht niedriger ist als die vorbestimmte Bezugstemperatur θ_REF, die Bestimmung in Schritt S42 bejahend und schreitet diese Routine dann zu Schritt S44 voran, wo die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor 40 bewirkt wird. In näheren Einzelheiten beschrieben wird ein vorliegender Wert des Bezugmotorstromwerts I_REF von dem RAM ausgelesen, wird der Bezugsmotorstromwert I_REF dann mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor k multipliziert, der größer als „0" und kleiner als „1" ist. Der vorbestimmte Korrekturfaktor k wird derart bestimmt, dass er abnimmt, wenn eine Differenz zwischen der geschätzten Motortemperatur θ_M zu dieser Zeit und der oberen Grenztemperatur θ_LIMIT abnimmt, wodurch verhindert wird, dass die Motortemperatur θ_M die obere Grenztemperatur θ_LIMIT nach Einleitung der Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor 40 überschreitet. Ein Produkt des Bezugmotorstromwerts I_REF und des Korrekturfaktors k wird als vorliegender bzw. aktueller Wert des gewünschten Motorstromwerts I* in dem RAM gespeichert. Dann ist ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
Die Motorantriebsroutine ist in dem Ablaufdiagramm gemäß 9 veranschaulicht. Diese Routine wird, wie die anderen Routinen wie vorstehend beschrieben, von dem Computer 100 zyklisch ausgeführt. In jedem Ausführungszyklus dieser Routine wird anfangs Schritt S61 implementiert, um einen vorliegenden bzw. aktuellen Wert des gewünschten Motorstromwerts I* von dem RAM zu lesen. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S62 voran, um den Istmotorstromwert Iact von dem Motorstromwertsensor 110 zu lesen. In dem Schritt S63 wird mittels einer Rückkopplung des Istmotorstromtwerts Iact ein Motorantriebssignal bestimmt, das dazu geeignet ist, für ein substantielles Zusammenfallen des Istmotorstromwerts Iact mit dem Wunschmotorstromwert I* an die Motorspule 50 geliefert zu werden. In Schritt S64 wird das bestimmte Motorantriebssignal dann an die Motorspule 50 geliefert, wodurch der Motor 40 angetrieben bzw. angesteuert wird. Dann ist ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
In dem Graph gemäß 10 sind Änderungen des Bezugsmotorstromwerts I_REF, des Wunschmotorstromwerts I*, der Spulentemperatur θ_c (nicht anhand ihres tatsächlichen Werts, sondern anhand ihres erfassten Werts) und der Motortemperatur θ_M mit der Zeit τ veranschaulicht. Bezug nehmend auf 10 wird, wenn die Motortemperatur θ_M auf den Bezugsmotorstromwert I_REF angehoben wird, die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an die Motorspule 50 eingeleitet, wodurch der Wunschmotorstromwert I* unter den Bezugsmotorstromwert I_REF verringert wird. Folglich wird eine Erhöhungssteigung der Motortemperatur θ_M sanfter und wird als Folge hiervon verhindert, dass die Motortemperatur θ_M die obere Grenztemperatur θ_LIMIT überschreitet.
Es wird aus der vorhergehenden Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels selbstverständlich sein, dass die Motorspule 50 ein Beispiel für einen „erwärmten Abschnitt" der Lenkvorrichtung darstellt, ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um die Bezugsmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 7 auszuführen, um Schritt S43 der Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 8 zu implementieren, und um die Motorantriebsroutine gemäß 9 auszuführen, mit der Drehmomenterfassungseinheit 80 und dem Motorstromwertsensor 110 zusammenwirkt, so dass er ein Beispiel einer „Steuereinheit" der Lenkvorrichtung darstellt, und ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um die Motortemperaturschätzroutine gemäß 5 sowie Schritte S41, S42 und S44 der Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 8 auszuführen, ein Beispiel einer „Energieversorgungsbegrenzungseinheit" der Lenkvorrichtung darstellt. Außerdem stellt ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um die Motortemperaturschätzroutine gemäß 5 auszuführen, ein Beispiel einer „Temperaturschätzeinrichtung" der Lenkvorrichtung dar, und stellt ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um Schritte S42 und S44 gemäß 8 zu implementieren, ein Beispiel einer „Energieversorgungsbegrenzungseinrichtung" der Lenkvorrichtung dar. Darüber hinaus wirken die Spule 90 zum Erfassen des Lenkdrehmoments und die Temperaturerfassungsschaltung 98 zusammen, so dass sie ein Beispiel für einen „Temperatursensor" der Lenkvorrichtung darstellen, und stellt ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um Schritte S3 und S4 gemäß 5 zu implementieren, ein Beispiel einer „Anfangstemperaturbestimmungseinrichtung" der Lenkvorrichtung dar.
Als Nächstes wird eine elektrisch betriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist. Da das zweite Ausführungsbeispiel jedoch in vielen Elementen mit Ausnahme nur solcher, die mit einer Motortemperaturschätzroutine und einer Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine in Zusammenhang stehen, ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ist, werden nur diese unterschiedlichen Elemente im Einzelnen beschrieben, während jene ähnlichen Elemente durch die gleichen Bezugszeichen ausgewiesen werden, wie sie in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel verwendet sind, um eine ausführliche und redundante Beschreibung bezüglich jener ähnlichen Elemente bei einer Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels auslassen zu können.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Einleitung eines kontinuierlichen Haltebetriebs, während dessen das Lenkdrehmoment selten verändert wird, wobei dieser Betrieb ein Teil eines kontinuierlichen Lenkbetriebs ist, als ein „Bezugszeitpunkt" der Lenkvorrichtung definiert. Es besteht eine Tatsache darin, dass es vernünftigerweise möglich ist anzunehmen, dass ein Istmotorstromwert Iact bei einer Einleitung des Haltebetriebs in einen stabilen Zustand gebracht wird. Es besteht auch eine Tatsache darin, dass es vernünftigerweise möglich ist zu schätzen, dass eine Vielzahl von Istmotorstromwerten Iact, die von einer Einleitung bis zu einer Beendigung eines kontinuierlichen Haltebetriebs erhalten werden, im Wesentlichen gleich dem Istmotorstromwert Iact sind, der bei der Einleitung des gleichen Haltebetriebs erhalten wird. Im Lichte dieser beiden Tatsachen bestimmt die Lenkvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine zulässige Versorgungszeitdauer als eine Zeitdauer, von der geschätzt wird, dass sie vergeht, während die Motortemperatur θ_M von der anfänglichen Motortemperatur θ_MO bis zu der Bezugstemperatur θ_REF angehoben wird, und zwar auf Grundlage des bei der Einleitung des Haltebetriebs erhaltenen Istmotorstromwerts Iact. Weiterhin ist, nachdem die bestimmte zulässige Versorgungszeitdauer T₀ vergangen ist, die Lenkvorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angepasst, um die elektrische Energieversorgung an die Motorspule 50 zu begrenzen zu beginnen, wodurch verhindert wird, dass die Motortemperatur θ_M die obere Grenztemperatur θ_LIMIT überschreitet.
Somit wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich zu einer Annahme, dass die Motortemperatur θ_M ein als Funktion der Zeit τ definierter Parameter ist, die bestimmte zulässige Versorgungszeitdauer T₀ anstelle der Bezugstemperatur θ_REF eingesetzt und als Folge hiervon nicht wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel eine Motortemperaturschätzroutine eingesetzt.
Eine Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist in dem Ablaufdiagramm gemäß 11 veranschaulicht. Diese Routine wird, wie die anderen Routinen wie bereits beschrieben, von dem Computer 100 zyklisch ausgeführt. In jedem Ausführungszyklus dieser Routine wird Schritt S101 anfänglich implementiert, um einen aktuell erfassten Wert Iact(n) des Istmotorstromwerts Iact von dem Motorstromwertsensor 110 zu lesen. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S102 voran, um einen vorher erfassten Wert Iact(n-1) des Istmotorstromwerts Iact von dem aktuell erfassten Wert Iact(n) zu subtrahieren, der vorher gelesen wurde, wodurch ein Betrag ΔI einer Änderung des Istmotorstromwerts Iact berechnet wird. In Schritt S103 wird dann eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob eine erste Bedingung, die erfüllt ist, wenn der aktuell erfasste Wert Iact(n) im Wesentlichen nicht gleich Null ist, und eine zweite Bedingung, die erfüllt ist, wenn ein Absolutwert des berechneten Betrags ΔI einer Änderung im Wesentlichen gleich Null ist, gleichzeitig erfüllt sind. Falls diese beiden Bedingungen nicht gleichzeitig erfüllt sind, ist die Bestimmung negativ und schreitet diese Routine dann zu Schritt S101 zurück. Daraufhin ist, falls diese beiden Bedingungen nach einer wiederholten Ausführung einer die Schritte S101 bis S103 umfassenden Schleife gleichzeitig erfüllt sind, die Bestimmung in Schritt S103 bejahend und schreitet diese Routine dann zu Schritt S104 voran.
In Schritt S104 wird die Spulentemperatur θ_c von der Temperaturerfassungsschaltung 98 gelesen. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S105 voran, wo die Anfangsmotortemperatur θ_MO auf Grundlage der vorher gelesenen Spulentemperatur θ_c in der gleichen Art und Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel geschätzt wird. Dann wird in Schritt S106 eine zulässige Temperaturerhöhung Δθ, die als eine zulässige Erhöhung der Motortemperatur θ_M von der Anfangsmotortemperatur θ_MO definiert ist, durch Subtraktion der geschätzten Anfangsmotortemperatur θ_MO von der Bezugstemperatur θ_REF bestimmt.
In Schritt S107 wird dann die zulässige Versorgungszeitdauer T₀ bestimmt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat der ROM eine Beziehung zwischen der zulässigen Versorgungszeitdauer T₀, der zulässigen Temperaturerhöhung Δθ und der Istmotortemperatur θ_M bei der Einleitung eines kontinuierlichen Haltebetriebs durch den Fahrzeugfahrer in Form einer Tabelle, einer Karte bzw. eines Kennfelds, eines Ausdrucks, usw. gespeichert. Gemäß der gespeicherten Beziehung wird die zulässige Versorgungszeitdauer T₀ aus der bestimmten zulässigen Temperaturerhöhung Δθ und der Istmotortemperatur θ_M bei der Einleitung des Haltebetriebs bestimmt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, wie es in dem Graph gemäß 12 gezeigt ist, die Beziehung derart formuliert, dass die zulässige Versorgungszeitdauer T₀ verringert wird, wenn die zulässige Temperaturerhöhung Δθ angehoben wird, und verringert wird, wenn die Istmotortemperatur θ_M bei der Einleitung des Haltebetriebs angehoben wird.
In Schritt S108 wird eine Dauer einer vergangenen Zeit T, die von der Einleitung des Haltebetriebs an zu berechnen ist, als auf Null eingestellt initialisiert. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S109 voran, wobei eine Bestimmung dahingehend vorgenommen wird, ob ein vorliegender Wert der vergangenen Zeit T nicht kürzer ist als die bestimmte zulässige Versorgungszeitdauer T₀. Falls der vorliegende Wert der vergangenen Zeit T kürzer ist als die bestimmte zulässige Versorgungszeitdauer T₀, ist die Bestimmung negativ und wird in Schritt S110 dann der vorliegende Wert der vergangenen Zeit T aktualisiert, indem eine vorbestimmte Zykluszeitdauer dieser Routine zu dem vorliegenden Wert der vergangenen Zeit T addiert wird. Danach wird in Schritt S111 ein vorliegender Wert des Bezugsmotorstromwerts I_REF von dem RAM gelesen und wird dann der Bezugsmotorstromwert I_REF selbst als ein gewünschter Motorstromwert I* verwendet. Der gewünschte Motorstromwert I* wird in dem RAM gespeichert. Diese Routine kehrt dann zu Schritt S109 zurück.
Falls der vorliegende Wert der vergangenen Zeit T während einer wiederholten Ausführung einer die Schritte S109 bis S111 umfassenden Schleife nicht kürzer wird als die zulässige Versorgungszeitdauer T₀, ist die Bestimmung in Schritt S109 bejahend und wird in Schritt S112 dann die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energie an den Motor 40 bewirkt. Genauer gesagt wird ein vorliegender Wert des Bezugsmotorstromwerts I_REF von dem RAM ausgelesen, wird der Bezugsmotorstromwert I_REF mit einem vorbestimmten Korrekturfaktor k (hier einem festen konstanten Wert) multipliziert, der größer als „0" und kleiner als „1" ist. Das Ergebnis der Multiplikation wird als ein neuer Wert des gewünschten Motorstromwerts I* verwendet. Der gewünschte Motorstromwert I* wird in dem RAM gespeichert.
In Schritt S113 wird dann der Istmotorstromwert Iact von dem Motorstromwertsensor 110 ausgelesen und wird dann eine Bestimmung dahingehend vorgenommen, ob eine Bedingung, dass der Istmotorstromwert Iact im Wesentlichen gleich Null ist, in einer vorbestimmten Anzahl nacheinander wiederholt wurde. Dieser Schritt wird implementiert, um zu bestimmen, ob der Haltebetrieb des Lenkrads 10 durch den Fahrzeugfahrer beendet wurde oder nicht. Falls die vorstehend erwähnte Bedingung noch nicht in der vorbestimmten Anzahl nacheinander wiederholt wurde, ist die Bestimmung negativ und schreitet diese Routine dann zurück zu Schritt S112. Im Gegensatz dazu ist, falls die vorstehend bezeichnete Bedingung in der vorbestimmten Anzahl nacheinander wiederholt wurde, die Bestimmung bejahend und ist dann ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
In dem Graph gemäß 13 sind Änderungen einer Beziehung zwischen dem Bezugsmotorstromwert I_REF und dem Wunschmotorstromwert I* mit der Zeit τ veranschaulicht. Bei Einleitung eines Haltebetriebs des Lenkrads 10 wird die zulässige Versorgungszeitdauer T₀ auf Grundlage der Istmotorstromwerte I_act und der zulässigen Temperaturerhöhung Δθ bestimmt. Falls die zulässige Versorgungszeitdauer T₀ seit der Einleitung des Haltebetriebs vergangen ist, wird der Wunschmotorstromwert I* unter den Bezugsmotorstromwert I_REF verringert. Die Verringerung bedeutet, die elektrische Energieversorgung an den Motor 40 zu begrenzen, wodurch verhindert wird, dass die Motortemperatur θ die obere Grenztemperatur θ_LIMIT überschreitet.
Es wird aus der vorhergehenden Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels selbstverständlich sein, dass die Motorspule 50 ein Beispiel für einen „erwärmten Abschnitt" der Lenkvorrichtung darstellt, ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um die Bezugsmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 7 auszuführen, um Schritt S111 der Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 11 zu implementieren, und um die Motorantriebsroutine gemäß 9 auszuführen, mit der Drehmomenterfassungseinheit 80 und dem Motorstromwertsensor 110 zusammenwirkt, so dass er ein Beispiel einer „Steuereinheit" der Lenkvorrichtung darstellt, und ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um Schritte S101 bis S110, S112 und S113 der Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine gemäß 11 zu implementieren, ein Beispiel für eine „Energieversorgungsbegrenzungseinheit" der Lenkvorrichtung darstellt. Außerdem stellt ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um Schritt S101 bis S107 gemäß 11 zu implementieren, ein Beispiel für eine „Bestimmungseinrichtung einer zulässigen Versorgungszeitdauer" der Lenkvorrichtung dar, und stellt ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um Schritte S108 bis S110, S112 und S113 gemäß 11 zu implementieren, ein Beispiel für eine „Energieversorgungsbegrenzungseinrichtung" der Lenkvorrichtung dar. Darüber hinaus wirken die Spule 90 zum Erfassen des Lenkdrehmoments und die Temperaturerfassungsschaltung 98 zusammen, so dass sie ein Beispiel für einen „Temperatursensor" der Lenkvorrichtung darstellen, und stellt ein Abschnitt der Motorsteuerung 96, der zugeordnet ist, um Schritte S3 und S4 gemäß 5 zu implementieren, ein Beispiel einer „Anfangstemperaturbestimmungseinrichtung" der Lenkvorrichtung dar.
Als Nächstes wird eine elektrisch betriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist. Da das dritte Ausführungsbeispiel jedoch in vielen Elementen mit Ausnahme solcher, die mit einer Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine in Zusammenhang stehen, ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, wird nur diese Routine im Einzelnen beschrieben, während jene ähnlichen Elemente durch die gleichen Bezugszeichen ausgewiesen werden, wie sie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet sind, um eine ausführliche und redundante Beschreibung bezüglich jener ähnlichen Elemente bei einer Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels auslassen zu können.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die zulässige Versorgungszeitdauer T₀ nur einmal bei Einleitung eines kontinuierlichen Haltebetriebs des Lenkrads 10 während des kontinuierlichen Haltebetriebs bestimmt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zusätzlich zu einem Zeitpunkt, zu dem ein Betrag einer zeitabhängigen Änderung der Istmotorwerte Iact während des kontinuierlichen Haltebetriebs mindestens gleich einem vorbestimmten Bezugswert wird, eine Isterhöhung Δθact der Istmotortemperatur θ von derjenigen bei der Einleitung des kontinuierlichen Haltebetriebs auf Grundlage eines integrierten Werts einer Vielzahl von Istmotostromwerten Iact bestimmt, die von der Einleitung des kontinuierlichen Haltebetriebs bis zu dem Auftreten des übermäßigen Betrags einer zeitabhängigen Änderung erhalten werden, die vorstehend genannt ist. Außerdem wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine zweite zulässige Versorgungszeitdauer T₀ als eine Zeitdauer bestimmt, von welcher erwartet wird, dass sie seit dem Auftreten des übermäßigen Betrags einer zeitabhängigen Änderung vergeht, bis die Istmotortemperatur θ_M die Bezugstemperatur θ_REF erreicht hat, und zwar auf Grundlage einer Summe der geschätzten Erhöhung Δθ und der Anfangsmotortemperatur θ_M0, sowie der Istmotorstromwerte Iact bei der Einleitung des kontinuierlichen Haltebetriebs.
Eine Wunschmotorstromwert-Bestimmungsroutine, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist in dem Ablaufdiagramm gemäß 14 veranschaulicht. Diese Routine wird von dem Computer 100 zyklisch ausgeführt. Jeder Ausführungszyklus dieser Routine wird mit Schritt S201 eingeleitet, in dem eine Bestimmung dahingehend vorgenommen wird, ob ein kontinuierlicher Haltebetrieb des Lenkrads 10 eingeleitet wurde, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie bei Schritten S101 bis S103 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Falls ein kontinuierlicher Haltebetrieb eingeleitet wurde, ist die Bestimmung bejahend und implementiert der Computer 100 dann Schritte S202 bis S205 in der gleichen Art und Weise wie Schritte S101 bis S107 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel.
In Schritt S206 wird ähnlich zu Schritt S108 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die vergangene Zeit T wie bereits in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben auf Null zurückgesetzt und schreitet die Routine dann zu Schritt S207 voran, wo eine Bestimmung dahingehend vorgenommen wird, ob ein vorliegender Wert der vergangenen Zeit T nicht kürzer ist als die zulässige Versorgungszeitdauer T₀, die vorher in Schritt S205 bestimmt wird. Falls der vorliegende Wert der vergangenen Zeit T kürzer ist als die bestimmte zulässige Versorgungszeitdauer T₀, ist die Bestimmung negativ und schreitet diese Routine dann zu Schritt S208 voran, wo ein Betrag ΔI einer Änderung eines aktuell erfassten Werts Iact(n) von einem vorher erfassten Wert Iact(n-1) des Istmotorstromwerts Iact nicht kleiner ist als ein Bezugswert A. Falls der Betrag ΔI der Änderung kleiner ist als der Bezugswert A, ist die Bestimmung negativ und implementiert der Computer 100 dann Schritte S209 bis S210 in der gleichen Art und Weise wie Schritte 5110 und S112 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S207 zurück.
Nach einer wiederholten Implementierung von Schritten S207 bis S210 schreitet diese Routine dann zu Schritt S211 voran, falls die Bestimmung in Schritt S208 bejahend ist. In diesem Schritt wird ein integrierter Wert einer Vielzahl von Istmotorstromwerten Iact berechnet, die von einer Zeit an, zu der die Bestimmung in Schritt S210 bejahend wurde (d. h. bei der Einleitung eines kontinuierlichen Haltebetriebs), bis zu einer Zeit erhalten werden, zu der die Bestimmung in Schritt S208 bejahend wurde (d. h. beim Auftreten des übermäßigen Änderungsbetrags ΔI). Weiterhin wird in diesem Schritt auf Grundlage des berechneten integrierten Werts die tatsächliche bzw. Isterhöhung Δθact der Istmotortemperatur θ beim Auftreten des übermäßigen Änderungsbetrags ΔI von denjenigen bei der Einleitung des kontinuierlichen Haltebetriebs berechnet. Die Schätzung wird auf die gleiche Weise wie in Schritt S203 durchgeführt.
In Schritt S212 wird dann die Istmotortemperatur θ_M als eine Summe der Anfangsmotortemperatur θ_M0 und der geschätzten Isterhöhung Δθact geschätzt und wird eine zulässige Erhöhung Δθ bestimmt, indem die geschätzte Istmotortemperatur θ_M von der Bezugstemperatur θ_REF subtrahiert wird. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S205 zurück, wobei eine neue zulässige Versorgungszeitdauer T₀ auf Grundlage der bestimmten zulässigen Erhöhung Δθ und eines vorliegenden Werts der Istmotortemperatur θ_M (d. h. einer Summe der geschätzten Erhöhung 80 und der Anfangsmotortemperatur θ_M0) und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen der zulässigen Erhöhung Δθ und der Istmotortemperatur θ_M, die durch einen dem Graph gemäß 12 ähnlichen Graph dargestellt wird, bestimmt wird. Diese Routine schreitet dann zu Schritt S206 voran, wobei die vergangene Zeit T auf Null zurückgesetzt wird. Daraufhin implementiert der Computer 100 in der gleichen Art und Weise wie bei der vorhergehenden Erläuterung Schritte einschließlich S207 und den folgenden.
Dann ist, falls ein vorliegender Wert der vergangenen Zeit T mindestens gleich dem vorliegenden Wert der zulässigen Versorgungszeitdauer T₀ wurde, die Bestimmung in Schritt S207 bejahend, und implementiert der Computer 100 in der gleichen Art und Weise wie in Schritten S112 und S113 dann Schritte S213 und S214. Dann ist ein Ausführungszyklus dieser Routine beendet.
Eine elektrisch betriebene Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad, das von dem Fahrzeugfahrer zu bedienen ist, umfasst einen Motor und eine Energieversorgungsbegrenzungseinheit. Der Motor wendet eine Antriebskraft von diesem auf ein Drehmomentübertragungssystem an, um so ein von dem Fahrzeugfahrer auf das Lenkrad angewandtes Drehmoment zu unterstützen. Die Energieversorgungsbegrenzungseinheit setzt eine Temperatur eines erwärmten Abschnitts der elektrisch betriebenen Hilfskraft- bzw. Servolenkvorrichtung, der als Folge einer Versorgung einer elektrischen Energie an den Motor Wärme abstrahlt, zu einem Bezugszeitpunkt als eine Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts ein, setzt eine Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, von denen jeder zu einem Strom- und/oder einem Spannungswert des Motors in Beziehung steht, als eine Vielzahl von physikalischen Größen ein, die zu Temperaturerhöhungen des erwärmten Abschnitts in Beziehung stehen, von denen jede eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu dem Bezugszeitpunkt ist, und begrenzt die elektrische Energieversorgung an den Motor derart, dass ein Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts eine vorbestimmte Obergrenze von dieser nicht überschreitet.
Die Erfindung ist nur durch die anhängenden Ansprüche festgelegt.

Claims

Elektrisch betriebene Hilfskraftlenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad, das von einem Fahrer des Fahrzeugs zu bedienen ist, und einem lenkbaren Rad von diesem, das auf einer Fahrbahnoberfläche aufliegt, mit: einem Drehmomentübertragungssystem (20, 26, 68), das ein Lenkdrehmoment, das von dem Fahrer auf das Lenkrad (10) angewandt wird, an das lenkbare Rad überträgt; einem Motor (40), der eine Antriebskraft von diesem auf das Drehmomentübertragungssystem anwendet, um so das Lenkdrehmoment zu unterstützen; einer Steuereinheit (96), die eine elektrische Energieversorgung an den Motor (40) steuert, wodurch eine Verringerung eines Sollwerts des Lenkdrehmoments mit der Unterstützung der Antriebskraft des Motors (40) ermöglicht wird; und einer Energieversorgungsbegrenzungseinheit (S44, S112, S213), die eine Temperatur eines erwärmten Abschnitts (50) der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung, der als Folge der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40) Wärme abstrahlt, zu einem Bezugszeitpunkt als eine Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts einsetzt, eine Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, von denen jeder zu einem Strom- und/oder einem Spannungswert des Motors (40) in Beziehung steht, als eine Vielzahl von physikalischen Größen einsetzt, die zu Temperaturerhöhungen des erwärmten Abschnitts in Beziehung stehen, von denen jede eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu dem Bezugszeitpunkt ist, und die elektrische Energieversorgung an den Motor derart begrenzt, dass ein Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts eine vorbestimmte Obergrenze von dieser nicht überschreitet, gekennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung einer zulässigen Versorgungszeitdauer zum Einsetzen eines Einleitungszeitpunkts eines Haltebetriebs des Lenkrads (10), während dessen der Fahrzeugfahrer das Lenkrad im Wesentlichen in einer Lenkstellung von diesem hält, die von einer neutralen Stellung von diesem abweicht, und zum Bestimmen einer Zeitdauer, von der geschätzt wird, dass sie von dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts (50) die Bezugstemperatur erreicht hat, auf Grundlage der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, einer Bezugstemperatur des erwärmten Abschnitts, bei der die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40) einzuleiten ist, und dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zu dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs erhalten wird, wobei die bestimmte Zeitdauer als eine zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor definiert ist; und eine Versorgungsbegrenzungseinrichtung zum Beginnen einer Begrenzung der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40), wenn die bestimmte zulässige Zeitdauer vergangen ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinheit aufweist: eine Temperaturschätzeinrichtung zum Wiederholen eines Erhaltens von einem der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten nach dem Bezugszeitpunkt, zum Erhalten einer Summe der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, die bereits erhalten wurden, jedes Mal dann, wenn ein neuer der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten erhalten wurde, wobei die erhaltene Summe als ein integrierter Wert der bereits erhaltenen Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten definiert ist, zum Schätzen der Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts (50) auf Grundlage des erhaltenen integrierten Werts und zum Schätzen der Temperatur des erwärmten Abschnitts zu jedem einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten nach dem Bezugszeitpunkt auf Grundlage der Anfangstemperatur und der geschätzten Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts; und eine Energieversorgungsbegrenzungseinrichtung zum Begrenzen der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40) derart, dass der Istwert der Temperatur des erwärmten Abschnitts (50) die vorbestimmte Obergrenze nicht überschreitet, auf Grundlage der geschätzten Temperatur des erwärmten Abschnitts.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinrichtung eine Begrenzungsbetragbestimmungseinrichtung aufweist zum Begrenzen der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40), wenn die geschätzte Temperatur des erwärmten Abschnitts (50) eine Bezugstemperatur erreicht hat, die als niedriger als die vorbestimmte Obergrenze formuliert ist, und zum Wiederholen eines Bestimmens eines Begrenzungsbetrags, um den die elektrische Energieversorgung an den Motor zu begrenzen ist, auf Grundlage der geschätzten Temperatur des erwärmten Abschnitts zu einem entsprechenden einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit einer Bestimmungseinrichtung einer zweiten zulässigen Zeitdauer zum, zu einem Änderungszeitpunkt, wenn eine zeitabhängige Änderung des auf eine elektrische Energie bezogenen Werts erfolgt, deren Betrag nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Bezugswert davon, während des Haltebetriebs, Schätzen der Temperaturerhöhung, die eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts (50) von derjenigen zu dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs ist, auf Grundlage eines integrierten Werts der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, die während einer Dauer von dem Einleitungszeitpunkts des Haltebetriebs bis zu dem Änderungszeitpunkt erhalten werden, und zum Schätzen einer Zeitdauer, von der erwartet wird, dass sie von dem Änderungszeitpunkt an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts die Bezugstemperatur erreicht hat, auf Grundlage einer Summe der geschätzten Temperaturerhöhung und der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, sowie dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zu dem Änderungszeitpunkt erhalten wird, wobei die geschätzte Zeitdauer als eine zweite zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor (40) definiert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Bestimmungseinrichtung einer zulässigen Zeitdauer aufweist: eine erste Einrichtung zum Bestimmen einer zulässigen Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts (50) auf Grundlage einer Differenz zwischen der Bezugstemperatur und der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts; und eine zweite Einrichtung zum Bestimmung der zulässigen Versorgungszeitdauer, die sowohl dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zu dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs erhalten wird, als auch der bestimmten zulässigen Erhöhung des erwärmten Abschnitts (50) entspricht, gemäß einem vorbestimmten Verhältnis zwischen dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zum Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs erhalten wird, der zulässigen Erhöhung und der zulässigen Versorgungszeitdauer.
Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der die zweite Einrichtung eine Einrichtung zum Bestimmen der zulässigen Versorgungszeitdauer derart aufweist, dass die zulässige Versorgungszeitdauer abnimmt, wenn die zulässige Erhöhung abnimmt, und abnimmt, wenn der auf eine elektrische Energie bezogene Wert zu dem Einleitungszeitpunkt des Haltebetriebs ansteigt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinheit (S44, S112, S213) eine Anfangstemperaturbestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Umgebungstemperatur des erwärmten Abschnitts zu dem Bezugszeitpunkt als die Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts (50) aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit einer Drehmomenterfassungseinheit (80), die das Lenkdrehmoment erfasst, wobei die Drehmomenterfassungseinheit einen Temperatursensor (93) umfasst, der eine Temperatur der Drehmomenterfassungseinheit erfasst, wobei die Energieversorgungsbegrenzungseinheit eine Anfangstemperaturerhalteeinheit zum Erhalten der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts (50) auf Grundlage der durch den Temperatursensor erfassten Temperatur aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der sich der Temperatursensor (93) nahe dem erwärmten Abschnitt (50) in der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung befindet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der der Temperatursensor (93) die Temperatur der Drehmomenterfassungseinheit (80) als eine Temperatur erfasst, die gemäß einer im Wesentlichen konstanten Korrelation von dieser mit einer Umgebungstemperatur des erwärmten Abschnitts (50) zu ändern ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der die Steuereinheit (96) eine Einrichtung zum Steuern der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40) auf Grundlage des Lenkdrehmoments aufweist, das durch die Drehmomenterfassungseinheit (80) erfasst wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Energieversorgungsbegrenzungseinheit (S44, S112, S213) aufweist: eine Bestimmungseinrichtung einer ersten zulässigen Versorgungszeitdauer zum Verwenden eines Einleitungszeitpunkts eines kontinuierlichen Lenkbetriebs des Lenkrads durch den Fahrzeugfahrer und zum Bestimmen einer Zeitdauer, von der erwartet wird, dass sie von dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts (50) eine Bezugstemperatur erreicht hat, bei der die Begrenzung bezüglich der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40) einzuleiten ist, auf Grundlage der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, einer Bezugstemperatur, die als niedriger als die vorbestimmte Obergrenze formuliert ist, und dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zu dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb erhalten wird, wobei die bestimmte Zeitdauer als eine erste zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor definiert ist; und eine Bestimmungseinrichtung einer zweiten zulässigen Versorgungszeitdauer zum, zu jedem einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten nach dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb, Schätzen der Temperaturerhöhung, die eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts von derjenigen zu dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb ist, auf Grundlage eines integrierten Werts von zumindest einem der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, der seit dem Einleitungszeitpunkt von einem kontinuierlichen Lenkbetrieb erhalten wurde, und zum Bestimmen einer Zeitdauer, von der erwartet wird, dass sie von jedem der Vielzahl von diskreten Zeitpunkten an vergeht, bis die Temperatur des erwärmten Abschnitts die Bezugstemperatur erreicht hat, auf Grundlage einer Summe der geschätzten Temperaturerhöhung und der Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts, sowie dem auf eine elektrische Energie bezogenen Wert, der zu einem entsprechenden der Vielzahl von diskreten Zeitpunkten erhalten wird, wobei die bestimmte Zeitdauer als eine zweite zulässige Versorgungszeitdauer für die elektrische Energieversorgung an den Motor (40) definiert ist; und eine Versorgungsbegrenzungseinrichtung zum Beginnen einer Begrenzung der Energieversorgung an den Motor, wenn die erste oder die zweite zulässige Versorgungszeitdauer vergangen ist, die durch die Bestimmungseinrichtung der ersten oder der zweiten zulässigen Versorgungszeitdauer bestimmt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, zusätzlich mit: einer Temperaturschätzeinheit, die eine Temperatur eines erwärmten Abschnitts (50) der elektrisch betriebenen Hilfskraftlenkvorrichtung, der als Folge der elektrischen Energieversorgung an den Motor (40) Wärme abstrahlt, zu einem Bezugszeitpunkt als eine Anfangstemperatur des erwärmten Abschnitts einsetzt, eine Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, von denen jeder zu einem Strom- und/oder einem Spannungswert des Motors in Beziehung steht, als eine Vielzahl von physikalischen Größen einsetzt, die zu Temperaturerhöhungen des erwärmten Abschnitts in Beziehung stehen, von denen jede eine Erhöhung der Temperatur des erwärmten Abschnitts (50) von derjenigen zu dem Bezugszeitpunkt ist, und die Temperatur des erwärmten Abschnitts unter Verwendung der Anfangstemperatur und der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten schätzt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, bei der die Temperaturschätzeinheit eine Temperaturschätzeinrichtung aufweist zum Wiederholen eines Erhaltens von einer der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten nach dem Bezugszeitpunkt, zum Erhalten einer Summe der Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten, die bereits erhalten wurden, jedes Mal dann, wenn ein neuer der Vielzahl auf eine elektrische Energie bezogenen Werten erhalten wurde, wobei die erhaltene Summe als ein integrierter Wert der bereits erhaltenen Vielzahl von auf eine elektrische Energie bezogenen Werten definiert ist, zum Schätzen der Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts (50) auf Grundlage des erhaltenen integrierten Werts und zum Schätzen der Temperatur des erwärmten Abschnitts zu jedem einer Vielzahl von diskreten Zeitpunkten nach dem Bezugszeitpunkt auf Grundlage der Anfangstemperatur und der geschätzten Temperaturerhöhung des erwärmten Abschnitts.