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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuervorrichtung für einen
bürstenlosen
Motor und insbesondere eine Fehlererfassung für eine A/D-Wandlung in einer
Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor.
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Eine
Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor nutzt einen Phasenstrom (U-Phasenstrom, V-Phasenstrom, W-Phasenstrom) und
eine Phasenspannung (U-Phasenspannung, V-Phasenspannung, W-Phasenspannung)
eines bürstenlosen Motors,
um den bürstenlosen
Motor zu steuern bzw. zu regeln oder den Zustand des bürstenlosen
Motors zu überwachen.
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Der
Phasenstrom und die Phasenspannung werden an eine Phasenstrom- bzw.
Phasenspannungserfassungsschaltung und anschließend an einen Mikrocomputer
gegeben. In dem Mikrocomputer werden sie dann einer Analog-Digital-Wandlung (A/D-Wandlung)
unterzogen und für
eine vorbestimmte Verarbeitung zur Motorantriebsregelung bzw. Motoransteuerung,
usw. verwendet.
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12 zeigt
eine schematische Abbildung einer A/D-Wandlerschaltung. Von den Eingangsanschlüssen (Ch1-Ch4)
werden analoge Signale in einen Multiplexer 61 eingegeben.
In dem Multiplexer 61 wählt
ein Schalter 65 an einem vorbestimmten Zeitpunkt einen
beliebigen der Eingangsanschlüsse (Ch1-Ch4)
und speichert die Spannung des so gewählten Eingangsanschlusses (Ch1
in 12) als Ladungen in einem Kondensator 62.
Auf der Grundlage der so gespeicherten Ladungen wird die Spannung
des gewählten
Eingangsanschlusses in einer Spannungsvergleichsschaltung 63 fortlaufend
mit einer A/D-gewandelten Referenzspannung verglichen, um die Spannung
der Eingangsspannung zu bestimmen. Das Ergebnis der A/D-Wandlung
der Spannung des Eingangsanschlusses wird in einem Wandlungsdatenspeicherregister 64 gespeichert.
Der Mikrocomputer ruft das Ergebnis der A/D-Wandlung aus dem Wandlungsdatenspeicherregister 64 auf
Verlangen hin ab und führt
eine vorbestimmte Verarbeitung aus.
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Sind
Ch1 und Ch2 dieser Eingangsanschlüsse kurzgeschlossen (Zwischen-Pin-Kurzschluss), weisen
Ch1 und Ch2 die gleichen Spannungen auf. Folglich ist es nicht möglich, einen
korrekten Spannungswert zu erzielen.
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Die
Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor neigt dazu, dass der in der U-Phase fließende Phasenstrom (d.h., A/D-Spannung
= Spannung nach A/D-Wandlung) ansteigt und die Phasenspannung (d.h.,
A/D-Spannung) abnimmt, wie in 5 gezeigt,
wenn der Ansteuertakt eines Schaltelements 301 zur Ansteuerung
der U-Phase in der Motoransteuerschaltung 50 der 3 ansteigt.
Gleiches gilt für
die V-Phase und die W-Phase. Wenn der U-Phasenstrom, der V-Phasenstrom,
der W-Phasenstrom, die U-Phasenspannung, die V-Phasenspannung und
die W-Phasenspannung, wie in 5 gezeigt,
an den benachbarten Eingangsanschlüssen (Ch1-Ch6) eingegeben werden,
kann folglich nicht erfasst werden, dass Ch1 und Ch2 oder Ch5 und
Ch6 gegenseitig kurzgeschlossen sind.
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Wird
eine A/D-Wandlung bezüglich
des Eingangsanschlusses Ch2 durchgeführt, wenn dieser einen potentialfreien
Zustand (Zustand mit nicht geerdetem Pin) aufweist, bei dem der
Eingangsanschluss Ch2 aufgrund eines Lötfehlers zwischen dem Eingangsanschluss
Ch2 und einer Platine bezüglich
der Platine nicht geerdet ist, und an dem Eingangsanschluss Ch2
folglich keine korrekte Spannung anliegt, bleiben die der Spannung
des Eingangsan schlusses Ch1 entsprechenden Ladungen gespeichert,
so dass das Ergebnis der A/D-Wandlung der Spannung des Eingangsanschlusses
Ch1 in dem Speicherbereich des Eingangsanschlusses Ch2 des Wandlungsdatenspeicherregisters 64 gespeichert wird.
Gemäß diesem
Zustand kann ein Massefehler des Eingangsanschlusses Ch2 (Fehler,
bei dem Pin von Ch2 nicht geerdet ist) nicht erfasst werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts des vorstehend beschriebenen
Sachverhalts geschaffen worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Ansteuervorrichtung für einen bürstenlosen Motor vorzusehen,
die einen Kurzschlussfehler zwischen Eingangsanschlüssen oder
einen Massefehler eines Eingangsanschlusses sicher erfassen kann.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
ist gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Ansteuervorrichtung
für einen
bürstenlosen
Motor vorgesehen, die eine Stromerfassungseinheit zur Erfassung
von Phasenströmen
eines bürstenlosen
Motors, eine Spannungserfassungseinheit zur Erfassung von Phasenspannungen
des bürstenlosen
Motors, und einen Signaleingangsabschnitt mit einer Mehrzahl von
Eingangsanschlüssen,
an denen Erfassungswerte der Phasenströme und Erfassungswerte der
Phasenspannungen eingegeben werden, und welche derart vorgesehen
sind, dass sie aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei die Erfassungswerte
der Phasenströme
oder die Erfassungswerte der Phasenspannungen, die eine unterschiedliche
Kennlinie aufweisen, an benachbarten Eingangsanschlüssen eingegeben
werden. Sind benachbarte Eingangsanschlüsse gegenseitig kurzgeschlossen
(Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler) oder weist ein Eingangsanschluss
einen Zustand mit nicht geerdetem Pin auf, ist die A/D-Spannung
eines Eingangsanschlusses mit einem derartigen Fehler gleich dem
Wert eines beliebigen der benachbarten Eingangsanschlüsse. Wenn die
Erfassungswerte der Phasenströme
oder die Erfassungswerte der Phasenspannungen, die eine unterschiedliche
Kennlinie aufweisen, an den benachbarten Eingangsanschlüsse eingegeben
werden, kann folglich, wenn die A/D-Spannungen der benachbarten Eingangsanschlüsse miteinander übereinstimmen,
beurteilt werden, ob der Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler oder der Zustand
mit nicht geerdetem Pin aufgetreten ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Ansteuervorrichtung
für einen
bürstenlosen
Motor eine Motoransteuereinheit mit einem Schaltelement zur Takt-Ansteuerung
des Motors auf, wobei die unterschiedlichen Kennlinien eine erste
Kennlinie, bei welcher der Erfassungswert mit ansteigendem Takt
ansteigt, und eine zweite Kennlinie aufweisen, bei welcher der Erfassungswert mit
ansteigendem Takt abnimmt.
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Bei
dem Aufbau gemäß der 6 sind
die Kennlinien der A/D-Spannungen der benachbarten Eingangsanschlüsse im Bezug
auf den Ansteuertakt des Schaltelements gegenläufig. Sind beispielsweise Ch1
und Ch2 gegenseitig kurzgeschlossen, entspricht die Kennlinie der
U-Phasenspannung des Eingangsanschlusses Ch2 folglich dem U-Phasenstrom
des Eingangsanschlusses Ch1 (Kennlinie 72). Wird erfasst,
dass sich die Kennlinien der benachbarten Eingangsanschlüsse Ch1
und Ch2, die sich normalerweise voneinander unterscheiden, entsprechen,
oder dass diese nahe beieinander liegen, ist es folglich möglich, einen
Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler
zu erfassen.
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Weist
der Eingangsanschluss Ch4 einen Zustand mit nicht geerdetem Pin
auf bzw. nimmt er diesem Zustand an, entspricht ferner die Kennlinie
während
der A/D-wandlungszeit von Ch4 der Kennlinie (Kennlinie 74)
während
der A/D-Wandlungszeit von Ch3. Wird hierbei erfasst, dass sich die
Kennlinien der benachbarten Eingangsanschlüsse Ch3 und Ch4, die sich normalerweise
voneinander unterscheiden, entsprechen, oder dass diese nahe beieinander liegen,
ist es folglich möglich,
einen Pin-Massefehler zu erfassen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Ansteuervorrichtung
für einen
bürstenlosen
Motor ferner eine Motoransteuereinheit mit einem Schaltelement zur
Takt-Ansteuerung des Motors auf, wobei die unterschiedlichen Kennlinien
eine erste Kennlinie, bei welcher der Erfassungswert mit ansteigendem
Takt ansteigt oder abnimmt, und eine zweite Kennlinie aufweisen,
die erzielt wird, indem die erste Kennlinie mit einem vorbestimmten
Koeffizienten multipliziert wird.
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9A zeigt
einen schematischen Schaltplan eines an die Eingangsanschlüsse des A/D-Wandlers 31a grenzenden
Schaltungsaufbaus. Auf der Grundlage eines auf den Wiederständen R1 und
R2 basierenden Spannungsteilerverhältnisses wird ein Eingangsollsignal
(Spannung) eingegeben, nachdem es in eine A/D-wandelbare Spannung
gewandelt worden ist, die in dem A/D-Wandler 31a gewandelt
werden kann. Wenn die Werte der entsprechenden Widerstände R1,
R2, R3, R4, wie in 9A gezeigt, derart festgelegt
werden, dass sich das auf den Widerständen R1 und R2 basierende Spannungsteilerverhältnis und
das auf den Widerständen R3
und R4 basierende Spannungsteilerverhältnis voneinander unterscheidet,
würden
sich die Kennlinien der an dem A/D-Wandler 31a anliegenden
Spannungen folglich voneinander unterscheiden, obwohl Ist-Strom-
oder Ist-Spannungswerte
(Kennlinien) identisch zueinander sind (siehe 10).
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Wird
beispielsweise die Kennlinie des Eingangsanschlusses Ch1 durch eine
Linie 101 und die Kennlinie des Eingangsanschlusses Ch2
durch eine Linie 102 dargestellt, so ist die Kennlinie
(Linie 102) des Eingangsanschlusses Ch2 folglich identisch
oder nahezu identisch der Kennlinie (Linie 101) des Eingangsanschlusses
Ch1, wenn die Eingangsanschlüsse
Ch1 und Ch2 den Zwischen-Pin-Kurzschlusszustand aufweisen. Folglich
ist es über
die Erfassung dieses Zustands möglich,
den Zwischen-Pin-Fehler zu erfassen.
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Weist
beispielsweise der Eingangsanschluss Ch2 den Zustand mit nicht geerdetem
Pin auf, so entspricht ferner die Kennlinie während der A/D-Wandlungszeit
von Ch2 der Kennlinie (Linie 101) während der A/D-Wandlungszeit
von Ch1. Wird erfasst, dass sich die Kennlinien der benachbarten
Eingangsanschlüsse
Ch1 und Ch2, die sich normalerweise voneinander unterscheiden, entsprechen,
oder dass diese nahe beieinander liegen, ist es in diesem Fall folglich
möglich,
ebenso den Pin-Massefehler zu erfassen.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Erfassungswert
des Phasenstroms in der Ansteuervorrichtung für einen bürstenlosen Motor eine erste
Kennlinie auf, der Erfassungswert der Phasenspannung eine zweite
Kennlinie auf, und werden der Erfassungswert des Phasenstroms und
der Erfassungswert der Phasenspannung wechselweise an den Eingangsanschlüssen eingegeben. Die
herkömmliche
Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor gemäß obiger
Beschreibung nutzt den Aufbau, bei dem der U-Phasenstrom, der V-Phasenstrom,
der W-Phasenstrom, die U-Phasenspannung, die V-Phasenspannung und
die W-Phasenspannung an den benachbarten Eingangsanschlüsse (Ch1-Ch6) eingegeben werden.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird jedoch der Erscheinung Aufmerksamkeit geschenkt,
dass die Kennlinien des Phasenstroms und der Phasenspannung im Bezug auf
den Takt gegenläufig
sind bzw. entgegengesetzt zueinander verlaufen, und die vorliegende
Er findung nutzt den Aufbau, bei dem der U-Phasenstrom, die U-Phasenspannung,
der V-Phasenstrom, die V-Phasenspannung, der W-Phasenstrom und die
W-Phasenspannung, wie in 6 gezeigt, an den benachbarten
Eingangsanschlüssen
(Ch1-Ch6) eingegeben werden. Hinsichtlich der Kennlinien des Stroms
und der Spannung jeder Phase steigt der Erfassungswert der einen
Kennlinie mit ansteigendem Takt, sinkt jedoch der Erfassungswert
der anderen Kennlinie mit ansteigendem Takt. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, den
Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler oder den Zustand mit nicht geerdetem
Pin zu erfassen.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Erfassungswert des Phasenstroms
in der Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor eine zweite Kennlinie auf, der Erfassungswert der Phasenspannung
eine erste Kennlinie auf, und werden der Erfassungswert des Phasenstroms
und der Erfassungswert der Phasenspannung wechselweise an den Eingangsanschlüssen eingegeben.
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Selbst
wenn die Kennlinie des Erfassungswerts des Phasenstroms und die
Kennlinie des Erfassungswerts der Phasenspannung entgegengesetzt zueinander
geändert
werden, werden die Kennlinien gleich dem vierten Aspekt der vorliegenden
Erfindung derart gehalten, dass sie eine entgegengesetzte Neigung
zueinander aufweisen bzw. gegenläufig sind,
und folglich ist es durch den obigen Aufbau möglich, den Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler
der Zustand mit nicht geerdetem Pin zu erfassen.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Kennlinie eines
beliebigen der Erfassungswerte der Phasenströme oder der Erfassungswerte
der Phasenspannungen, welche die gleiche Kennlinie aufweisen und
an den benachbarten Eingangsanschlüssen eingegeben werden, von einer
Kennlinienänderungseinheit
geändert.
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Selbst
wenn sich die Kennlinien der Erfassungswerte der Phasenströme oder
der Erfassungswerte der Phasenspannungen, die an den benachbarten
Eingangsanschlüsse
eingegeben werden, entsprechen, wird gemäß diesem Aufbau eine Kennlinie
derart geändert,
dass sie sich von der anderen Kennlinie unterscheidet. Stimmen die
A/D-Spannungen der benachbarten Eingangsanschlüsse miteinander überein,
kann folglich beurteilt werden, ob der Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler
oder der Zustand mit nicht geerdetem Pin aufgetreten ist.
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Gemäß einem
siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung multipliziert die Kennlinienänderungseinheit
der Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor den Erfassungswert des Phasenstroms oder den Erfassungswert
der Phasenspannung mit einem vorbestimmten Koeffizienten. Wird einer
der Erfassungswerte der Phasenströme oder der Erfassungswerte
der Phasenspannungen, der normalerweise eine Kennlinie gleich der
Linie 101 aufweist, mit einem vorbestimmten Koeffizienten
multipliziert, ändert
sich dieser, dass entsprechend eine Kennlinie gleich der Kennlinie 102 entsteht,
wie in der 10 gezeigt. Gemäß diesem
Aufbau unterscheidet sich eine der Kennlinien der zwei Erfassungswerte
mit der gleichen Kennlinie, die an den benachbarten Eingangsanschlüssen eingegeben
werden, deutlich von der anderen Kennlinie. Stimmen die A/D-Spannungen
der benachbarten Eingangsanschlüsse
miteinander übereinstimmen,
kann folglich beurteilt werden, ob der Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler
oder der Zustand mit nicht geerdetem Pin aufgetreten ist.
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1 zeigt
eine grafische Darstellung des Gesamtaufbaus einer Vorrichtung zur
veränderlichen Steuerung
einer Übersetzung
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform;
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2 zeigt
eine grafische Darstellung mit den Details eines Übersetzungscontrollers;
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3 zeigt
eine grafische Darstellung mit den Details einer Motoransteuerschaltung;
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4 zeigt
eine grafische Darstellung mit den Details eines Mikrocomputers;
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5 zeigt
eine grafische Darstellung mit den Zuständen der Eingangsanschlüsse (Ch)
eines herkömmlichen
A/D-Wandlers;
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6 zeigt
eine grafische Darstellung mit den Zuständen der Eingangsanschlüsse (Ch)
eines A/D-Wandlers gemäß dieser
Ausführungsform;
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7 zeigt
eine grafische Darstellung mit den Kennlinien des/der Strom/Spannung
von benachbarten Eingangsanschlüssen
(erste Ausführungsform);
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8 zeigt
ein Ablaufdiagram einer A/D-Wandlungsfehlerbeurteilungsverarbeitung
(erste Ausführungsform);
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9 zeigt eine grafische Darstellung eines Schaltungsaufbaus
für eine
Eingabe in den A/D-Wandler (zweite Ausführungsform);
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10 zeigt
eine grafische Darstellung der Kennlinien des/der Strom/Spannung
von benachbarten Eingangsanschlüssen
(zweite Ausführungsform);
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11 zeigt
ein Ablaufdiagramm einer A/D-wandlungsfehlerbeurteilungsverarbeitung
(zweite Ausführungsform);
und
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12 zeigt
eine grafische Darstellung mit dem Aufbau des A/D-Wandlers.
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Nachstehend
werden die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende
Zeichnung beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Aufgabe zur sicheren Erfassung eines Kurzschlussfehlers
zwischen Eingangsanschlüssen
oder eines Massefehlers eines Eingangsanschlusses durch eine Ansteuervorrichtung
für einen
bürstenlosen
Motor gelöst,
bei der ein Stromerfassungswert und ein Spannungserfassungswert
wechselweise an einem Eingangsanschluss eingegeben werden.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt
ein Beispiel, in dem eine Ansteuervorrichtung für einen bürstenlosen Motor der vorliegenden
Erfindung auf eine Vorrichtung für
eine übersetzungsvariable
Lenkung eines Fahrzeugs angewandt wird. 2 zeigt
ein Blockdiagramm des gesamten Schaltungsaufbaus der Vorrichtung 1 für eine übersetzungsvariable
Lenkung. Die Ansteuervorrichtung für den bürstenlosen Motor kann auf verschiedene
Vorrichtungen angewandt werden, die sich von der Vorrichtung für eine übersetzungsvariable
Lenkung eines Fahrzeugs unterscheiden. Der Verwendungszweck ist
also nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt.
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Wie
in 1 gezeigt, ist ein Lenkrad 10 eines Rades
mit dem oberen Ende einer Eingangswelle 11 verbunden. Das
untere Ende der Eingangswelle 11 und das obere Ende einer
Ausgangswelle 13 sind über
eine übersetzungsvariable
Einheit 12 miteinander verbunden. Das untere Ende der Ausgangswelle 13 weist
ein Ritzel (nicht gezeigt) auf, das in einem Getriebe 15 in
Eingriff mit einer Zahnstange 16 ist. Ferner ist eine elektrische
Servolenkungsvorrichtung (nicht gezeigt) in dem Getriebe 15 beinhaltet.
Ein gelenktes Rad ist jeweils über
eine Spurstange und einen Lenkhebel (nicht gezeigt) mit der Zahnstange 16 verbunden.
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Die
Eingangswelle 11 ist mit einem Lenkwinkelsensor 6 zu
Erfassung eines Lenkwinkels des Lenkrades 10 ausgerüstet. Die
Ausgangswelle 13 ist mit einem Ausgangswinkelsensor 14 ausgerüstet, der
einen Drehmelder zur Erfassung eines Lenkwinkels des gelenkten Rads 17 aufweist.
Der Ausgangswinkelsensor 14 kann in der übersetzungsvariablen Einheit 12 beinhaltet
sein. Der Lenkwinkel der Eingangswelle 11 und der Drehwinkel
der Ausgangswelle 13, die von dem Lenkwinkelsensor 6 bzw.
dem Ausgangswinkelsensor 14 erfasst werden, werden in den Übersetzungscontroller
(ECU) 3 eingegeben. Ferner werden ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein
Motordrehzahlsignal, usw. von einem fahrzeuginternen LAN (local
area network) 7 an den Übersetzungscontroller 3 gegeben.
Der Übersetzungscontroller 3 gibt
ein Steuersignal zur Steuerung der übersetzungsvariablen Einheit 12 aus.
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Wie
in der 2 gezeigt, ist die übersetzungsvariable Einheit 12 mit
einem Elektromotor 4, der ein allgemein bekannter bürstenloser
Motor ist, und einer Verzögerungsvorrichtung 5 ausgerüstet, und
dreht den Elektromotor 4 (bürstenloser Motor) auf der Grundlage
von Signalen des Lenkwinkelsensors 6 und des fahrzeuginternen
LANs 7, um den Drehwinkel der Ausgangswelle 13 zu ändern.
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Wenn
das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von dem fahrzeuginternen LAN 7 und
der von dem Lenkwinkelsensor 6 erfasste Lenkwinkel an den Übersetzungscontroller 3 gegeben
werden, berechnet der Übersetzungscontroller 3 bei
dem vorstehend beschriebenen Lenkmechanismus einen Solldreh winkel
der Ausgangswelle 13 auf der Grundlage dieser Informationen.
Ein auf dem so berechneten Solldrehwinkel basierender Motorsteuerungsbefehl
wird als PWM-Signal (pulsbreitenmoduliertes Signal) an die übersetzungsvariable
Einheit 12 ausgegeben. Der Elektromotor 4 der übersetzungsvariablen
Einheit 12 wird auf der Grundlage des Motorsteuerungsbefehls
angetrieben, und den gelenkten Rädern 17 wird
der gelenkten Winkel entsprechend des Drehwinkel zugeführt, der
durch Addieren des Solldrehwinkels der Ausgangswelle 13 zu
dem Drehwinkel des Lenkrades 10 erzielt wird. Der Übersetzungscontroller 3 schätzt den
gegenwärtigen
gelenkten Winkel der gelenkten Räder 17 über die
Ausgabe des Winkelsensors 14 und führt eine derartige Regelung durch,
dass der gelenkte Winkel entsprechend dem Solldrehwinkel sicher
den gelenkten Rädern 17 zugeführt werden
kann.
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Erfasst
der Übersetzungscontroller 3 einen Fehler
der übersetzungsvariablen
Einheit 12, gibt der Übersetzungscontroller 3 einen
derartigen Befehl an eine Magnetspulenansteuerschaltung 32 aus,
dass eine Stromversorgung der Magnetspule 2 gestoppt wird.
Demgemäss
werden die Eingangswelle 11 und die Ausgangswelle 13 derart
eingestellt, dass sie miteinander verbunden sind, so dass ein Lenken
durchgeführt
werden kann, ohne die übersetzungsvariable Einheit 12 zu
verwenden.
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Nachstehend
wird der Aufbau der Vorrichtung 1 für eine übersetzungsvariable Lenkung
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Die
Magnetspule 2 ist mit der Magnetspulenansteuerschaltung 32 des Übersetzungscontrollers 3,
der nachstehend noch beschrieben wird, verbunden. Die Magnetspule 3 verbindet
die Eingangswelle 11 und die Ausgangswelle 13 miteinander
oder löst die
Verbindung mit einer elektro magnetischen Kraft, die als Reaktion
auf ein Signal von der Magnetspulenansteuerschaltung 32 erzeugt
wird.
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Der Übersetzungscontroller 3 (Kennlinienänderungseinheit
der vorliegenden Erfindung) steuert den durch die Magnetspule 2 fließenden Strom
und die Ansteuerung des Elektromotors 4 auf der Grundlage
der Informationen von dem Lenkwinkelsensor 6 und dem fahrzeuginternen
LAN 7. Der Übersetzungscontroller 3 weist
einen Mikrocomputer 31, die Magnetspulenansteuerschaltung 32,
ein Relais 33, eine Relais-Ansteuerschaltung 34,
eine Energieversorgungsschaltung 35, eine Spannungserfassungsschaltung 36,
eine Stromerfassungsschaltung 37, eine Kommunikationseinheit
I/F (Schnittstelle) 38, eine Lenkwinkelerfassungsschaltung 39,
eine Motoransteuerschaltung 50, eine Stromerfassungsschaltung
(Stromerfassungseinheit) 51, eine Motoranschlussspannungserfassungsschaltung (Spannungserfassungseinheit) 52 und
eine Schaltung 53 zur Erfassung eines elektrischen Winkels auf.
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Der
Mikrocomputer 31 (Kennlinienänderungseinheit der vorliegenden
Erfindung) berechnet den durch die Magnetspule 2 und den
Elektromotor 4 fließenden
Strom auf der Grundlage der Informationen des Lenkwinkelsensors 6 und
des fahrzeuginternen LANs 7 und gibt ein Steuersignal auf
der Grundlage eines erzielten Berechnungswertes aus. Der Mikrocomputer
weist, wie in 4 gezeigt, eine allgemein bekannte
CPU 81, ein ROM 83, ein RAM 82, eine
E/A-Schnittstelle 84 (Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle),
eine Busleitung 85 zur Verbindung dieser Elemente, usw.
auf. Es werden verschiedene Ablaufverarbeitungen auf der Grundlage
der in den Mikrocomputer 31 eingegebenen Signale und die
Steuersignalausgabeverarbeitung bezüglich entsprechender peripherer
Schaltungen von dem Mikrocomputer 31 gemäß einem
in dem ROM 83 gespeicherten Steuerprogramm 83p ausgeführt.
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Das
Relais 33 ist zwischen der Batterie 8 und der
Magnetspulenansteuerschaltung 32 vorgesehen. Wird das Relais 33 eingeschaltet,
werden die Batterie 8 und die Magnetspulenansteuerschaltung 32 miteinander
verbunden. Wird das Relais 33 ausgeschaltet, werden die
Batterie 8 und die Magnetspulenansteuerschaltung 32 voneinander
getrennt. Das Relais 33 wird von der Relais-Ansteuerschaltung 34,
die auf der Grundlage des Steuersignals des Mikrocomputers 31 betrieben
wird, ein- bzw. ausgeschaltet.
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Die
Energieversorgungsschaltung 35 ist über einen Zündungsschalter 9 mit
der Batterie 8 verbunden und versorgt den Mikrocomputer 31 mit Strom
von der Batterie 8. Die Spannungserfassungsschaltung 36 erfasst
den Spannungswert der Batterie 8 und gibt den so erfassten
Erfassungswert an den Mikrocomputer 31 aus. Die Stromerfassungsschaltung 37 versorgt
die Motoransteuerschaltung 50 mit Strom von der Batterie 8.
Sie erfasst ebenso den Stromwert und gibt den erfassten Stromwert
an den Mikrocomputer 31 aus.
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Die
Kommunikationseinheit I/F 38 wandelt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal,
das Motordrehzahlsignal, usw. von dem fahrzeuginternen LAN 7 in
entsprechende Signale, die von dem Mikrocomputer 31 verarbeitet
werden können.
Das so gewandelte Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und Motordrehzahlsignal
werden an den Mikrocomputer 31 ausgegeben. Ferner wird
ein Signal zum gezielten Ändern
des obigen Solldrehwinkels von dem fahrzeuginternen LAN 7 an
die Kommunikationseinheit I/F 38 gegeben, um ein unstabiles
Verhalten des Fahrzeugs zu unterdrücken, wobei die Kommunikationseinheit
I/F 38 dieses Signal an den Mikrocomputer 31 ausgibt.
Das Signal zur gezielten Änderung des
Solldrehwinkels wird an die Kommunikationseinheit I/F 38 gegeben,
wenn die gelenkten Räder 17 beispielsweise
Schlupf aufweisen.
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Die
Lenkwinkelerfassungsschaltung 39 wandelt das Signal des
Lenkwinkelsensors 6 in ein Signal, das von dem Mikrocomputer 31 erkannt
werden kann, und gibt das so gewandelte Lenksignal anschließend an
den Mikrocomputer 31 aus.
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Wie
in 3 gezeigt, weist die Motoransteuerschaltung 50 (Motoransteuereinheit)
sechs Schalttransistoren auf, die eine allgemein bekannte Dreiphasenbrückenschaltung
bilden. Die Motoransteuerschaltung 50 führt eine PWM-Taktsteuerung
bezüglich
der sechs Schalttransistoren auf der Grundlage eines Steuerungssignals
des Mikrocomputers 31 aus, um den Elektromotor 4 anzusteuern.
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Die
Stromerfassungsschaltung 51 erfasst einen Strom, der in
der U-Phase bzw. der V-Phase bzw. der W-Phase fließt, und
gibt den so erfassten Stromwert an den A/D-Wandler 31a des Mikrocomputers 31 aus.
Die Motoranschlussspannungserfassungsschaltung 52 erfasst
die Anschlussspannung der U-Phase bzw. der V-Phase bzw. der W-Phase des Motors 4 und
gibt den so erfassten Spannungswert an den A/D-Wandler 31a des
Mikrocomputers 31 aus.
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Wie
in 2 gezeigt, weist der Mikrocomputer 31 den
A/D-Wandler 31a auf, dessen Eingangsanschlüsse (der
Signaleingangsabschnitt) aufeinanderfolgend angeordnet sind.
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Die
Schaltung 53 zur Erfassung eines elektrischen Winkels wandelt
den Drehwinkel (elektrischer Winkel), der von dem Ausgangswinkelsensor 14 erfasst
wird, der mit der Verzögerungsvorrichtung 5 über die
Ausgangswelle 13 verbunden ist, derart, dass der so gewandelte
Drehwinkel von dem Mikrocomputer 31 verarbeitet werden
kann. Anschlie ßend gibt
sie den so gewandelten Drehwinkel an den Mikrocomputer 31 aus.
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Bezugnehmend
auf den Betrieb der Vorrichtung 1 für eine übersetzungsvariable Lenkung
gibt der Mikrocomputer 31 das Steuersignal an die Magnetspulenansteuerschaltung 32 aus.
Ferner sieht die Magnetspulenansteuerschaltung 32 einen
Stromfluss durch die Magnetspule 2 vor, um die Eingangswelle 11 und
die Ausgangswelle 13 in dem entriegelten Zustand zu halten.
Anschließend
wird der Elektromotor 4 auf der Grundlage der Signale von
dem Lenkwinkelsensor 6 und dem fahrzeuginternen LAN 7 derart
gedreht, dass die Drehkraft des Elektromotors 4 durch die
Verzögerungsvorrichtung 5 auf
die Ausgangswelle 13 übertragen
wird. Das Drehmoment der Ausgangswelle 13, auf welche die
Drehkraft des Elektromotors 4 übertragen wird, wird zu der
von dem Fahrer aufgebrachten Lenkkraft addiert, und das so erzielte
Gesamtdrehmoment wird von einem Drehmomentsensor einer elektrischen
Servolenkungsvorrichtung erfasst, und der gelenkte Winkel der gelenkten
Räder 17 wird
durch den Elektromotor der elektrischen Servolenkungsvorrichtung
(nicht gezeigt) geändert.
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(A/D-Wandlungsfehlerbeurteilungsmethode
1)
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Nachstehend
wird eine erste Methode zur A/D-Wandlungsfehlerbeurteilung beschrieben.
Diese Verarbeitung wird gemäß dem Steuerprogramm 83p zusammen
mit einer weiteren Verarbeitung wiederholt während des Betriebs der Vorrichtung 1 für eine übersetzungsvariable
Lenkung durchgeführt.
Die Eingangsanschlüsse
(Ch1-Ch6) des A/D-Wandlers 31a werden
aufeinanderfolgend mit einem U-Phasenstrom, einer U-Phasenspannung,
einem V-Phasenstrom, einer V-Phasenspannung, einem W-Phasenstrom
und einer W-Phasenspannung
versorgt, und zwar gemäß dieser
Reihenfolge von Ch1 an, wie in 6 gezeigt.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm mit dem Ablauf der A/D-Wandlungsfehlerbeurteilungsverarbeitung,
d.h., mit dem Ablauf der Verarbeitung zur Erfassung des Zwischen-Anschluss-Kurzschlusses
zwischen einem U-Phasenstrom und einer U-Phasenspannung (d.h., den
Eingangsanschlüssen
Ch1 und Ch2 der 6). Die gleiche Erfassungsmethode
wird ebenso auf einen Kurzschluss zwischen den anderen benachbarten
Eingangsanschlüssen
(Ch) angewandt. Sind beispielsweise die Eingangsanschlüsse Ch1
und Ch2 der 6 gegenseitig kurzgeschlossen,
weist der Eingangsanschluss Ch2 den gleichen Kennlinienwert wie
der Eingangsanschluss Ch1 auf.
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Durch
die vorstehend beschriebene Verarbeitung kann ferner bei jedem Eingangsanschluss
erfasst werden, ob er bezüglich
der Platine nicht geerdet ist (sog. Zustand mit nicht geerdetem
Pin; "pin-floated
state"). Nimmt der
Eingangsanschluss Ch4 in der 6 beispielsweise
den Zustand mit nicht geerdetem Pin an, so entspricht die Kennlinien des
Takts und der A/D-Spannung von Ch4 der Kennlinie des Eingangsanschlusses
Ch3, und das A/D-Wandlungsergebnis von Ch4 stimmt mit dem A/D-Wandlungsergebnis
von Ch3 überein.
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Liegt
der Takt eines Schaltelements 301 (siehe 3)
zur Steuerung der Ansteuerung der U-Phase nicht innerhalb eines
vorbestimmten Bereichs (S1=Nein), wird der Wert eines Fehlerzählers gelöscht (S6)
und die Verarbeitung beendet. Hierbei ist der vorbestimmte Bereich
als ein Bereich definiert, indem die A/D-Spannungsdifferenz zwischen
dem U-Phasenstrom und der U-Phasenspannung größer als ein vorbestimmter Wert
ist. In diesem Bereich weist der Takt des Schaltelements 301 einen
kleineren Wert als ein Takt A oder einen größeren Wert als ein Takt B auf.
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Liegt
der Takt des Schaltelements 301 innerhalb des vorbestimmten
Bereichs (S1=Ja), wird der Absolutwert der Differenz zwischen der
Multiplikation der A/D-Spannung des U-Phasenstroms mit einem vorbestimmten
Koeffizienten (Verstärkung 1)
und der Multiplikation der A/D-Spannung der U-Phasenspannung mit
einem vorbestimmten Koeffizienten (Verstärkung 2) berechnet.
Der so berechnete Absolutwert wird mit einem vorbestimmten Schwellenwert Const1
verglichen.
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Ist
der berechnete Absolutwert größer oder gleich
dem Schwellenwert Const1 (S2=Nein), wird beurteilt, dass die A/D-Spannungsdifferenz
zwischen dem U-Phasenstrom und der U-Phasenspannung ausreichend
groß ist,
und es wird folglich beurteilt, dass kein Zwischen-Anschluss-Kurzschluss
aufgetreten ist. Folglich wird der Wert des Fehlerzählers gelöscht (S6)
und die Verarbeitung beendet. Ist der berechnete Absolutwert demgegenüber kleiner
als der Schwellenwert Const1 (S2=Ja), wird beurteilt, dass die A/D-Spannungsdifferenz
zwischen dem U-Phasenstrom und der U-Phasenspannung ausreichend klein ist.
Folglich wird beurteilt, dass der Zwischen-Anschluss-Kurzschluss
oder der Zustand mit nicht geerdetem Pin aufgetreten ist und der
Fehlerzähler
wird erneuert (S3).
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Ist
der Wert des Fehlerzählers
größer als
ein vorbestimmter Schwellenwert Const1 (der Zustand, bei dem der
Zwischen-Anschluss-Kurzschluss auftritt, hält für eine vorbestimmte Zeit oder
länger
an) (S4=Ja), ist der Zwischen-Anschluss-Kurzschlussfehler aufgetreten,
und es wird eine vorbestimmte Verarbeitung zum Stoppen des Motors,
usw. ausgeführt
(S5). Ist der Wert des Fehlerzählers
demgegenüber
kleiner oder gleich dem Schwellenwert Const1 (S4=Nein), wird die
Verarbeitung beendet, ohne irgendeinen Arbeitsvorgang auszuführen.
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Der
Koeffizient Verstärkung 1 und
der Koeffizient Verstärkung 2 werden
festgelegt, um den Vergleich der A/D-Spannungsdifferenz zwischen
dem U-Phasenstrom und der U-Phasenspannung einfach zu gestalten.
Der Takt A, der Takt B, der Schwellenwert Const1, der Schwellenwert
Const1, der Koeffizient Verstärkung 1 und
der Koeffizient Verstärkung 2 werden
im Voraus in einem Datenspeicherbereich 83b des ROM 83,
EEPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer
Festspeicher) 30 oder dergleichen gespeichert.
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(Zweite Ausführungsform)
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(A/D-Wandlungsfehlerbeurteilungsmethode
2)
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Nachstehend
wird eine zweite Methode der A/D-Wandlungsfehlerbeurteilungsverarbeitung
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf das in der 11 gezeigte
Ablaufdiagramm beschrieben. Diese Verarbeitung wird gemäß dem Steuerprogramm 83p zusammen
mit einer weiteren Verarbeitung wiederholt während des Betriebs der Vorrichtung 1 für eine übersetzungsvariable
Lenkung durchgeführt.
Die zweite Ausführungsform
entspricht einer Modifikation der ersten Ausführungsform. Folglich werden
in beiden Ausführungsformen
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung
(Funktionen, Arbeitsabläufe)
dieser Teile, die bereits Teil der ersten Ausführungsform war, wird in der
nachstehenden Beschreibung ausgelassen.
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Es
wird auf die 9A und 9B Bezug genommen.
Die Phasenströme
oder Phasenspannungen, die im wesentlichen die gleiche Kennlinie aufweisen,
werden an den A/D-Wandler 31a gegeben, wobei deren Spannungen
durch die Widerstände
R1 und R2 bzw. die Widerstände
R3 und R4 geteilt werden, um an einen eingangszulässigen Spannungsbereich des
A/D-Wandlers 31a angepasst zu werden. Das Spannungsteilerverhältnis, das
auf den Widerständen
R3 und R4 eines Phasenstroms (V-Phase) der Phasenströme (z.B.
U-Phase, V-Phase)
mit der im wesentlichen gleichen Kennlinie der benachbarten Eingangsanschlüsse basiert,
wird, wie in 9B gezeigt, geändert, wobei
sich die Beziehung zwischen der an dem A/D-Wandler 31a anliegenden
Spannung (Erfassungsspannung Vin) und der A/D-Spannung nach der
A/D-Wandlung zwischen der U-Phase und der V-Phase, wie in 10 gezeigt, deutlich
unterscheidet. In dem in der 9B gezeigten
Fall ist die an dem A/D-Wandler 31a anliegende U-Phasenspannung,
selbst wenn sich die Spannungen der U-Phase und der V-Phase entsprechen, gleich
dem 1,4-fachen Wert der V-Phasenspannung. Folglich kann beurteilt
werden, ob der Zwischen-Pin-Kurzschlussfehler oder der Zustand mit nicht
geerdetem Pin aufgetreten ist.
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Es
wird auf 11 Bezug genommen. Liegen die
A/D-Spannungen der
U-Phasenspannung und der V-Phasenspannung nicht innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs (S11=Nein), wird der Wert des Fehlerzählers gelöscht (S16) und die Verarbeitung
beendet. Der vorbestimmte Bereich ist hierbei als ein Bereich definiert,
in dem die Differenz zwischen der U-Phasenspannung und der V-Phasenspannung
größer als
ein vorbestimmter Wert ist, wobei die Differenz in diesem Bereich
größer als
eine vorbestimmte Spannung A und ebenso kleiner als 5 Volt ist,
was der obere Grenzwert des A/D-Wandlers 31a ist.
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Liegen
die A/D-Spannungen der U-Phasenspannung und der V-Phasenspannung
nicht innerhalb des vorbestimmten Bereichs (S11=Ja), wird der Absolutwert
der Differenz zwischen der U-Phasenspannung und der V-Phasenspannung
berechnet. Der so berechnete Absolutwert wird mit dem vorbestimmten
Schwellenwert Const1 verglichen.
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Ist
der so berechnete Absolutwert größer oder
gleich dem Schwellenwert Const1 (S12=Nein), wird beurteilt, dass
die A/D-Spannungsdifferenz zwischen der U-Phasenspannung und der
V-Phasenspannung ausreichend groß ist. Folglich wird beurteilt,
dass kein Zwischen-Anschluss-Kurzschluss aufgetreten ist, und der
Wert des Fehlerzählers
wird gelöscht
(S16) und die Verarbeitung beendet. Ist der so berechnete Absolutwert
demgegenüber
kleiner als der Schwellenwert Const1 (S12=Ja), wird beurteilt, dass
die A/D-Spannungsdifferenz
zwischen der U-Phasenspannung und der V-Phasenspannung ausreichend
klein ist. Folglich wird beurteilt, dass ein Zwischen-Anschluss-Kurzschluss
oder ein Zustand mit nicht geerdetem Pin aufgetreten ist und der
Fehlerzähler
wird erneuert (S13).
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Ist
der Wert des Fehlerzählers
größer als
der Schwellenwert Const2 (Zustand, bei dem der Zwischen-Anschluss-Kurzschluss auftritt,
hält für eine vorbestimmte
Zeit oder länger
an) (S14=Ja), wird entschieden, dass der Zwischen-Anschluss-Kurzschlussfehler
aufgetreten ist, und es wird eine vorbestimmte Verarbeitung zum
Stoppen des Motors 4, usw. ausgeführt (S15). Ist der Wert des
Fehlerzählers demgegenüber kleiner
oder gleich dem Schwellenwert Const2 (S14=Nein), wird die Verarbeitung
ohne einen weiteren Vorgang beendet.
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In
dieser Ausführungsform
können
die benachbarten Eingänge
im wesentlichen die gleichen Kennlinien aufweisen, und die vorliegende
Erfindung ist auf Eingänge
anwendbar, die sich von einem Phasenstrom oder einer Phasenspannung
unterscheiden. Eine Spannung IG, die für den Mikrocomputer 31 und
dessen periphere Schaltungen bereitgestellt wird, und eine Spannung
PIG, die hauptsächlich
der Magnetspulenansteuerschaltung 32 oder der Motoransteuerschaltung 50 bereitgestellt
wird, werden von der Batterie 8 geliefert, und folglich
weisen sie im wesentlichen die gleiche Kennlinie auf. Wird jedoch eine
Schaltung verwendet, in der das Spannungsteilerverhältnis der
Widerstände
zum Eingeben von IG und PIG in den A/D-Wandler 31a gemäß dem Beispiel
der 9A genutzt wird, so ist die Beziehung zwischen
der Erfassungsspannung und der A/D-Spannung nach der A/D-Wandlung
deutlich verschieden. Gemäß dem vorliegenden
Aufbau kann der Kurzschluss zwischen benachbarten Eingangsanschlüssen von
IG und PIG oder der Zustand mit nicht geerdetem Pin erfasst werden.
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Ferner
werden die Spannung A, der Schwellenwert Const1 und der Schwellenwert
Const2 in dem Datenspeicherbereich 83b des ROM 83,
des EEPROM 30 oder dergleichen gespeichert.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung bezüglich
der bevorzugten Ausführungsformen
offenbart ist, um ein besseres Verständnis von diesen zu ermöglichen,
sollte wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf verschiedene
Weise verwirklicht werden kann, ohne den Umfang der Erfindung zu
verlassen. Deshalb sollte die Erfindung derart verstanden werden,
dass sie alle möglichen
Ausführungsformen und
Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsformen beinhaltet, die
realisiert werden können,
ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt
ist.
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Vorstehend
wurde eine Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor offenbart.
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Eine
Ansteuervorrichtung für
einen bürstenlosen
Motor weist eine Stromerfassungseinheit 51 zur Erfassung
eines Phasenstroms eines bürstenlosen
Motors 4, eine Spannungserfassungseinheit 52 zur
Erfassung einer Phasenspannung des bürstenlosen Motors 4 und
einen Signaleingangsab schnitt 31a auf, an dem der Erfassungswert
des Phasenstroms und der Erfassungswert der Phasenspannung eingegeben
werden und der eine Mehrzahl von Eingangsanschlüssen (Ch1-Ch6) aufweist, die
aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Erfassungswerte der Phasenströme oder
die Erfassungswerte der Phasenspannungen, die eine unterschiedliche
Kennlinie aufweisen, werden an benachbarten Eingangsanschlüssen eingegeben.