DE69935484T2

DE69935484T2 - Servolenkung

Info

Publication number: DE69935484T2
Application number: DE69935484T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Osaka-shi Fujita
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1999-10-30
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2019-10-31
Also published as: JP3652141B2; DE69935484D1; EP0999114A2; BR9906049A; EP0999114A3; JP2000142434A; US6161069A; EP0999114B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkvorrichtung und insbesondere auf eine sogenannte motorgetriebene hydraulische Servolenkvorrichtung, die dazu ausgelegt ist, einen hydraulischen Druck durch Antreiben einer Ölpumpe mittels eines elektrischen Motors zu erzeugen, um eine Lenkbetätigung durch den erzeugten hydraulischen Druck zu unterstützen.
Es sind motorgetriebene hydraulische Servolenkvorrichtungen bekannt, die dazu ausgelegt sind, eine Ölpumpe mittels eines elektrischen Motors zu drehen und ein Arbeitsöl von der Ölpumpe an einen Leistungszylinder zu liefern, um eine Betätigungskraft zum Betätigen eines Lenkrades zu verringern.
Bei einer Servolenkvorrichtung dieses Typs wird der elektrische Motor im Allgemeinen angetrieben, um eine Lenkhilfe nur dann zu Tiefem, wenn die Lenkbetätigung ausgeführt wird.
Die Servolenkvorrichtung ist mit Mitteln zum Eingeben eines Temperaturerfassungssignals bereitgestellt, das die Temperatur eines Motortreiberelements angibt, um das Treiberelement zu schützen.
Da ein Ölkühlsystem typischerweise eingesetzt wird, um das Treiberelement zu kühlen, wird angenommen, dass ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Temperatur des Treiberelements und der Temperatur des Öls besteht. Sofern die Öltemperatur auf Grundlage der Temperatur des Treiberelements geschätzt werden kann, kann die Bestimmung der Öltemperatur ohne die Bereitstellung eines Öltemperatursensors erreicht werden.
Wenn eine Mehrzahl von Motortreiberelementen bereitgestellt ist, haben die jeweiligen Elemente unterschiedliche Temperaturanstiegsraten, und daher ist ein Temperatursensor an jedem der Elemente angebracht. Dementsprechend ist eine Mehrzahl von Temperatursensoren erforderlich, wodurch sich die Konstruktion der Servolenkvorrichtung kompliziert.
Die US 5 103 926 offenbart eine Servolenkvorrichtung zur Unterstützung einer Lenkbetätigung durch einen hydraulischen Druck, der durch das Antreiben einer Ölpumpe durch einen elektrischen Motor erzeugt wird, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei die Vorrichtung aufweist: elektrische Stromerfassungsmittel zum Erfassen eines elektrischen Stroms, der durch den elektrischen Motor fließt, und Speichermittel zum darin Speichern einer Beziehung zwischen der Temperaturänderung, die pro Zeiteinheit in dem elektrischen Motor verursacht wird, und dem elektrischen Strom. Eine Temperaturcharakteristik wird ausgewählt, der gegenwärtige Strom wird erfasst und die Temperaturänderung, die pro Zeiteinheit entsprechend einem derartigen elektrischen Strom hervorgerufen wird, wird aus der ausgewählten Temperaturcharakteristik berechnet. Die dadurch erhaltenen Änderungen der Temperatur pro Zeiteinheit werden über den Verlauf der Zeit integriert, um die gegenwärtige Motortemperatur vorherzusagen. Bei Anstieg der vorhergesagten Motortemperatur über einen vorbestimmten Punkt hinaus wird angenommen, dass der elektrische Motor in einem erwärmten Zustand ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkvorrichtung bereitzustellen, die geeignet ist, eine Öltemperatur direkt, ohne die Verwendung eines Öltemperatursensors abzuschätzen.
Um die zuvor genannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Servolenkvorrichtung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt, die umfasst: Temperaturerfassungsmittel zum Erfassen einer Temperatur eines Treiberelements, das zum Ansteuern eines elektrischen Motors betriebsbereit ist; elektrische Stromerfassungsmittel zum Erfassen eines elektrischen Stroms, der durch den elektrischen Motor fließt; Speichermittel zum darin Speichern einer Beziehung zwischen dem elektrischen Strom, der durch den elektrischen Motor fließt, und einer Temperaturanstiegsrate, die dem Wärmebetrag entspricht, der durch den elektrischen Strom in dem Treiberelement pro Zeiteinheit erzeugt wird; und Berechnungsmittel zum Bestimmen eines Temperaturanstiegswertes in Bezug auf eine Öltemperatur, und zwar als eine Summe von Temperaturanstiegsraten, die jeweils in Bezug auf den durch die elektrischen Stromerfassungsmittel erfassten elektrischen Strom bestimmt sind, und zwar auf der Grundlage der in den Speichermitteln gespeicherten Beziehung, und zum Abschätzen der Öltemperatur auf der Grundlage des bestimmten Temperaturanstiegswertes und der Temperatur des Treiberelements, die von den Temperaturerfassungsmitteln erfasst ist, wobei eine Wärmesenke zum Abführen der Wärme, die von dem Treiberelement erzeugt wird, und zum Zuführen von Wärme an das Arbeitsöl in der Ölpumpe bereitgestellt wird.
Gemäß der Erfindung wird, wenn der elektrische Motor betrieben bzw. eingeschaltet wird, der elektrische Strom des elektrischen Motors erfasst und der Temperaturanstiegswert wird mit Bezug zu der Öltemperatur bestimmt als die zeitbasierte Summe der Temperaturanstiegsraten, die jeweils der Wärmemenge entsprechen, die in dem Treiberelement pro Zeiteinheit durch den elektrischen Strom erzeugt wird und auf der Grundlage der Vergleichs- bzw. aufeinander bezogenen Daten bestimmt wird. Dadurch kann die Öltemperatur auf der Grundlage des Temperaturanstiegswertes und der Temperatur des Treiberelements abgeschätzt werden.
Wenn das Arbeitsöl z.B. einen hohen Viskositätswiderstand bei einer geringen Öltemperatur hat, wird die Ölpumpe auf der Grundlage der abgeschätzten Öltemperatur mit einer höheren Drehzahl betrieben, um die Temperatur des Öls in einer kürzeren Zeit zu erhöhen als in dem Fall, wenn das Arbeitsöl einen geringen Viskositätswiderstand bei einer hohen Öltemperatur hat.
Das bedeutet, dass die Öltemperatur ohne die Verwendung eines Öltemperatursensors abgeschätzt werden und der Motor sogar bei einer extrem geringen Temperatur betrieben werden kann.
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Gesamtkonstruktion einer Servolenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert;
2 ist eine Teilschnittansicht, die ein Ölkühlsystem mit einem elektrischen Motor M und einer damit integrierten Ölpumpe 26 beschreibt;
3 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem elektrischen Strom IM, der durch den elektrischen Motor M fließt, und einer Temperaturanstiegsrate T/t eines Treiberelements zeigt;
4 ist ein Diagramm, das eine elektrische Verbindung einer elektronischen Steuereinheit ECU und dergleichen erläutert; und
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine elektrische Motorantriebssteuerung, die durch die elektronische Steuereinheit ECU ausgeführt wird, erläutert.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUR IMPLEMENTIERUNG DER ERFINDUNG
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Gesamtkonstruktion einer Servolenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Servolenkvorrichtung ist in ein Kraftfahrzeug eingebaut und ist dazu ausgelegt, eine Lenkbetätigung eines Lenkmechanismus 1 zu unterstützen.
Der Lenkmechanismus 1 beinhaltet ein Lenkrad 2. Eine Lenkwelle 3 ist mit dem Lenkrad 2 verbunden, und ein Ritzel 4 ist an dem distalen Ende der Lenkwelle 3 befestigt. Das Ritzel 4 steht in kämmendem Eingriff mit einer Zahnstange 5, die sich quer zu dem Fahrzeug erstreckt. Vorderräder 7 sind an der Zahnstange 5 mittels Spurstangen 6 befestigt.
Wenn das Lenkrad 2 betätigt wird und ein Drehmoment, das daran angelegt wird, auf die Lenkwelle 3 übertragen wird, wird das Ritzel 4, das an dem distalen Ende der Lenkwelle bereitgestellt ist, gedreht, so dass die Zahnstange 5 transversal zu dem Fahrzeug bewegt wird. Als ein Ergebnis, wird die Bewegung der Zahnstange 5 auf die Spurstangen 6 übertragen, um die Ausrichtung der Vorderräder 7 zu ändern.
Die Servolenkvorrichtung beinhaltet weiterhin einen Leistungszylinder 20 zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft. Der Leistungszylinder 20 beinhaltet eine Kolben 21, der mit der Zahnstangenwelle 5 verbunden ist, und ein Paar Zylinderkammern 20a, 20b, die durch den Kolben 21 voneinander getrennt sind. Ein hydraulisches Drucksteuerventil 23 ist mit den Zylinderkammern 20a, 20b über Ölversorgungsleitungen 22a, 22b verbunden, die durch unterbrochene Linien angedeutet sind.
Das hydraulisches Drucksteuerventil 23 ist in einer Ölumlaufleitung 24 angeordnet, die durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist. Durch die Ölumlaufleitung 24 hindurch wird ein Arbeitsöl, das in einem Reservoirtank 25 enthalten ist, mittels einer Ölpumpe 26 hochgepumpt, dann von der Ölpumpe 26 ausgestoßen und in den Reservoirtank 25 zurückgeführt.
Die Ölpumpe 26 wird angetrieben und gesteuert durch einen elektrischen Motor M. Wenn die Ölpumpe durch den elektrischen Motor M angetrieben wird, zirkuliert das Arbeitsöl durch die Ölumlaufleitung 24 hindurch. Wenn die Ölpumpe ausgeschaltet ist, ist die Zirkulation des Arbeitsöls unterbrochen.
Ein Drehmomentsensor 27 ist in Zuordnung zu einem Torsionsstab bzw. einer Drehfeder 8, die mit der Lenkwelle 3 verbunden ist, bereitgestellt, und gibt ein Drehmomentsignal aus, das einen Wert proportional zu der Größe eines Drehmomentes, das an die Lenkwelle 3 angelegt wird, und ein Vorzeichen entsprechend der Richtung des Drehmomentes hat. Ein Drehmomentsensor jeden Typs wie ein Potentiometer, das einen mechanischen Kontakt hat, oder ein kontaktfreier Drehmomentsensor kann als der Drehmomentsensor 27 eingesetzt werden.
Das hydraulische Drucksteuerventil 23 ist dazu ausgelegt, seine Ventilöffnung in Übereinstimmung mit der Richtung und Größe des Drehmoments zu ändern, das an die Lenkwelle 3 angelegt wird, so dass die Zufuhr des Arbeitsöls an den Leistungszylinder 20 variiert werden kann.
Wenn das Arbeitsöl einer der Zylinderkammern des Leistungszylinders 20 zugeführt wird, wird der Kolben 21 in eine entsprechende Richtung transversal zu dem Kraftfahrzeug bewegt. Dadurch wird eine Lenkkraft erzeugt, um die Bewegung der Zahnstange 5 zu unterstützen.
2 ist eine Teilschnittansicht, die ein Ölkühlsystem erklärt, das den elektrischen Motor M und die damit integrierte Ölpumpe 26 beinhaltet. Eine Leiterplatte 32 einer elektronischen Steuereinheit ECU, die ein Treiberelement 31 beinhaltet, ist in einem Gehäuse des elektrischen Motors M bereitgestellt. Eine Wärmesenke 26a aus einem Metall ist an der Ölpumpe 26 befestigt. Das Treiberelement 31 ist direkt mit der Wärmesenke 26a verbunden, wobei die Leiterplatte 32 der elektronischen Steuereinheit ECU daran angeordnet ist.
Wärme, die durch das Treiberelement 31 erzeugt wird, wird durch die Wärmesenke 26a abgeführt und an das Arbeitsöl innerhalb der Ölpumpe 26 geleitet, wie durch Pfeile in 2 angedeutet.
Die elektronische Steuereinheit ECU beinhaltet einen Mikroprozessor mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und steuert eine Treiberschaltung 29 zum Ansteuern des elektrischen Motors M.
3 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem elektrischen Strom IM, der durch den elektrischen Motor M fließt, und einer Temperaturanstiegsrate T/t des Treiberelements 31 zeigt. Die Temperaturanstiegsrate T/t neigt dazu, im Allgemeinen proportional zu dem Quadrat des elektrischen Stroms IM, der durch den elektrischen Motor M fließt, anzusteigen, wie in 3 gezeigt ist.
Der ROM speichert darin abgelegte Daten, die die Beziehung zwischen dem elektrischen Strom IM, der durch den elektrischen Motor M fließt, und der Temperaturanstiegsrate T/t des Treiberelements 31 pro Zeiteinheit mit Bezug zu der Temperatur des Öls angeben.
Da die Temperaturanstiegsrate T/t des Treiberelements 31 durch die Wärmekapazität des gesamten Ölkühlsystems bestimmt ist, das den elektrischen Motor M, das Treiberelement 31, die Wärmesenke 26a, die Ölpumpe 26 und dergleichen beinhaltet, werden Daten in dem ROM gespeichert, die experimentell für den Fall erhalten werden, dass der elektrische Motor M und die Ölpumpe 26 integral in dem Lenkmechanismus 1 eingebaut sind.
4 ist ein Diagramm, das eine elektrische Verbindung der elektronischen Steuereinheit ECU und dergleichen erläutert. Die elektronische Steuereinheit ECU empfängt das Drehmomentsignal, das von dem Drehmomentsensor 27 daran angelegt wird. Weiterhin wird ein Temperaturerfassungssignal des Treiberelements 31 in der Treiberschaltung 29 in die elektronische Steuereinheit ECU eingegeben. Die Temperatur des Treiberelements 31 wird von einem Thermistor oder dergleichen erfasst, der in der Treiberschaltung 29 eingebaut ist.
Leistung wird an den elektrischen Motor aus einer Batterie 30 des Kraftfahrzeugs durch die Treiberschaltung 29 geliefert. Die Treiberschaltung 29 ist eine Schaltung, die ein pulsbreitenmoduliertes Treibersignal erzeugt, mit einem Tastverhältnis, das von der elektronischen Steuereinheit ECU vorgeschrieben wird. Das Niveau des elektrischen Stroms, der durch den elektrischen Motor fließt, wird von der Treiberschaltung 29 erfasst und in die elektronische Steuereinheit ECU eingegeben.
Die elektronische Steuereinheit ECU steuert die Treiberschaltung 29 auf der Grundlage des Drehmomentsignals, das von dem Drehmomentsensor 27 angelegt wird, und des Temperatursignals des Treiberelements 31.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung des Antriebs erklärt, die von der elektronischen Steuereinheit ECU beim In-Gang-Setzen bzw. Einschalten des elektrischen Motors durchgeführt wird.
Ein Zündschalter (IG) wird eingeschaltet, um einen Antriebsmotor in Gang zu setzen, und, als Antwort darauf, beginnt die elektronische Steuereinheit ECU den elektrischen Motor M mit einem vorbestimmten Tastverhältnis gemäß der Größe des Lenkdrehmoments anzutreiben (Schritt S1). Als eine Folge wird die Ölpumpe 26 in Gang gesetzt, so dass das Arbeitsöl durch die Ölumlaufleitung 24 zirkuliert.
Sofern die Umgebungstemperatur zu dieser Zeit nicht gering ist, steigt die Temperatur des Arbeitsöls schnell an und erlaubt der Ölpumpe, ohne Problem zu funktionieren. Wenn im Gegensatz dazu die Umgebungstemperatur gering ist, steigt die Temperatur des Arbeitsöls nicht schnell an, so dass das Arbeitsöl immer noch einen hohen Viskositätswiderstand hat.
In diesem Antriebssteuerungsprozess liest die elektronische Steuereinheit ECU die Temperatur des Treiberelements 31, die von der Treiberschaltung 29 angelegt wird (Schritt S2), und durchsucht die zuvor genannte Datentabelle (siehe 3) in dem ROM, um eine Öltemperatur T0 abzuschätzen (Schritt S3).
Diese Abschätzungsmethode wird nun erläutert. In der Annahme, dass ein Eingangsniveau der Öltemperatur T0 identisch ist mit der Temperatur des Treiberelements 31, wird eine Temperaturanstiegsrate T/t, die dem elektrischen Strom IM entspricht, der durch den elektrischen Motor M fließt, aus dem ROM über die Zeit ausgelesen. Dann wird ein Temperaturanstiegswert DT zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt bestimmt als eine kumulative Temperaturanstiegsrate T/t (erhalten durch Integration über die Zeit). Mit dem so bestimmten gegenwärtigen Temperaturanstiegswert DT, kann die Öltemperatur mit folgender Gleichung abgeschätzt werden: (Öltemperaturabschätzung) = (gegenwärtige Temperatur des Treiberelements) – (gegenwärtiger Temperaturanstiegswert DT)
Wenn festgestellt wird, dass die Öltemperatur gleich oder niedriger als ein Schwellenwert TTH ist (JA in Schritt S4), wird bestimmt, dass das Arbeitsöl einen hohen Viskositätswiderstand hat, und der elektrische Motor M wird mit einem Tastverhältnis von 100% betrieben (Schritt S5). Genauer gesagt wird der elektrische Motor M, der mit einem vorbestimmten Tastverhältnis kleiner als 100% zur Leerlaufrotation oder Hilfsrotation angetrieben worden ist, bei der vollen Drehzahl angetrieben, um das Arbeitsöl durch die Ölzirkulationsleitung 24 zum schnellen Anstieg der Öltemperatur zirkulieren zu lassen. Der 100%-Antrieb wird für eine vorbestimmte Zeitdauer (z.B. 2 Sekunden) aufrechterhalten (Schritt S6). Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne wird der 100%-Antrieb abgebrochen (Schritt S7). Dies verhindert ein Festfressen bzw. Verklemmen des elektrischen Motors und Schäden an dem Treiberelement 31, was anderenfalls durch Langzeitbetrieb auftreten könnte.
Auch wenn der elektrische Motor M in Schritt 5 dieses Prozesses bei einem Tastverhältnis von 100% betrieben wird, ist das Tastverhältnis nicht notwendigerweise auf 100% beschränkt, vorausgesetzt, dass der elektrische Motor bei einer relativ hohen Drehzahl rotiert werden kann.
Auf der anderen Seite, wenn in Schritt S4 festgestellt wird, dass die Öltemperatur T0 größer ist als der Schwellenwert TTH, wird bestimmt, dass der Viskositätswiderstand des Arbeitsöls ausreichend niedrig geworden ist, wodurch das Ziel erreicht wurde. Dann endet der Prozess.
In der Servolenkvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn das Arbeitsöl einen relativ hohen Viskositätswiderstand hat, der elektrische Motor M fortgesetzt angetrieben, bis der Viskositätswiderstand ein niedriges Niveau erreicht hat. Dadurch kann der elektrische Motor sogar bei einer extrem geringen Temperatur ruckfrei angetrieben werden. Dadurch kann, sogar wenn für eine lange Zeit während der Fahrt des Kraftfahrzeugs keine Lenkbetätigung durchgeführt wird, ein Gefühl der Gefangenheit („entrapped feeling") verhindert werden, wenn die Lenkbetätigung als nächstes durchgeführt wird. Dadurch gewährleistet die Servolenkvorrichtung ein gutes Lenkverhalten.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
In dieser Ausführungsform wird als das Treiberelement in der Treiberschaltung 29 zusätzlich zu einem Dreiphasenwechselstrom-Treiber-FET ein Umpolschutz-FET in Betracht gezogen, der kein Treiberelement ist sondern ein Element, das dazu ausgelegt ist, den Stromfluss zu unterbrechen, wenn der Batterieanschluss falsch gepolt ist. Konventionell erfordern diese jeweiligen Elemente Temperatursensoren zum Überwachen ihrer Temperatur, da sie unterschiedliche Temperaturanstiegskurven abhängig von den Betriebsbedingungen haben, wie unten gezeigt:

(a) Bei 100% PWM (pulsweitenmoduliertem) Antrieb Temperaturanstieg des Umpolschutz-FET > Temperaturanstieg des Treiber-FET
(b) Bei weniger als 100% PWM (pulsbreitenmoduliertem) Antrieb Temperaturanstieg des Umpolschutz-FET < Temperaturanstieg des Treiber-FET

In dieser Ausführungsform wird die Temperatur von nur einem der Elemente überwacht, und die Temperaturanstiegsraten von den jeweiligen Elementen werden mit Bezug auf eine Umgebung als eine Funktion des elektrischen Motorstroms IM erfasst und als Datenabbild gespeichert. Die Temperaturen der jeweiligen Elemente werden durch Berechnung der Temperaturanstiegswerte der jeweiligen Elemente unter Verwendung eines einzelnen Temperatursensors abgeschätzt. Die Umgebung kann dabei jedes Objekt sein, das in gemeinsamem thermischen Kontakt mit den jeweiligen Elementen steht, z.B. ein Paket aus den Elementen, die Wärmesenke 26a oder das Arbeitsöl. Es wird vorliegend angenommen, dass die Wärmesenke als die Umgebung ausgewählt ist.
Eine genauere Erläuterung zu diesem Fall wird im Folgenden gegeben.

(1) Wenn ein Temperatursensor an dem Umpolschutz-FET befestigt ist, wird die Temperatur der Wärmesenke abgeschätzt als (Gemessene Temperatur des Umpolschutz-FET) – (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Umpolschutz-FET), und die Temperatur des Treiber-FET wird abgeschätzt als (Geschätzte Temperatur der Wärmesenke) + (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Treiber-FET).

Dadurch kann die Temperatur des Treiber-FET abgeschätzt werden als (Gemessene Temperatur des Umpolschutz-FET) – (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Umpolschutz-FET) + (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Treiber-FET), und zwar auf der Grundlage des gespeicherten Datenabbildes und der gemessenen Temperatur des Umpolschutz-FET.

(2) Wenn ein Temperatursensor an dem Treiber-FET befestigt ist, wird die Temperatur der Wärmesenke abgeschätzt als (Gemessene Temperatur des Treiber-FET) – (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Treiber-FET), und die Temperatur des Umpolschutz-FET wird abgeschätzt als (Geschätzte Temperatur der Wärmesenke) + (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Umpolschutz-FET).

Dadurch kann die Temperatur des Umpolschutz-FET abgeschätzt werden als (Gemessene Temperatur des Treiber-FET) – (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Treiber-FET) + (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Umpolschutz-FET), und zwar auf Grundlage des gespeicherten Datenabbildes und der gemessenen Temperatur des Treiber-FET.

(3) Wenn ein Temperatursensor an der Wärmesenke befestigt ist, wird die Temperatur des Treiber-FET abgeschätzt als (Gemessene Temperatur der Wärmesenke) + (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Treiber-FET), und die Temperatur des Umpolschutz-FET wird abgeschätzt als (Gemessene Temperatur der Wärmesenke) + (Berechneter Wert des Temperaturanstiegs des Umpolschutz-FET).

Vorliegend können die Temperaturen des Treiber-FET und des Umpolschutz-FET unter Verwendung eines einzelnen Temperatursensors abgeschätzt werden.
Dadurch können Mittel zum Schutz eines Elements, das wahrscheinlich seine obere Temperaturgrenze als erstes erreicht, ausgewählt werden auf Grundlage der abgeschätzten Temperaturen der jeweiligen Elemente. Wenn z.B. ein Element seine obere Temperaturgrenze als Erstes erreicht, wird der elektrische Motor außer Gang gesetzt, um die Servolenkfunktion zu verringern, sogar wenn das andere Element seine obere Grenztemperatur nicht erreicht hat.
Während Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung somit beschrieben wurden, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Obgleich die zuvor genannten Ausführungsformen auf die Abschätzung der Temperaturen des Treiber-FET und des Umpolschutz-FET abstellen, ist die Erfindung auch anwendbar auf den folgenden Fall. Wenn eine Mehrzahl von Treiber-FETs als Treiberelemente bereitgestellt werden, kann die Temperatur nur eines der Treiber-FETs überwacht werden, so dass die Temperaturanstiegsraten der anderen Treiber-FETs unter Berücksichtigung der Umgebung als Funktionen des elektrischen Motorstroms IM erfasst und als Datenabbild gespeichert werden. Daneben können verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden.

Claims

Servolenkvorrichtung zum Unterstützen einer Lenkbetätigung mittels eines Hydraulikdruckes, der durch Antreiben einer Ölpumpe (26) mittels eines elektrischen Motors (M) erzeugt ist, wobei die Ölpumpe (26) Arbeitsöl pumpt, wobei die Vorrichtung aufweist: Temperaturerfassungsmittel zum Erfassen einer Temperatur eines Treiberelementes (31), das zum Ansteuern des elektrischen Motors (M) betriebsbereit ist; elektrische Stromerfassungsmittel zum Erfassen eines elektrischen Stromes (IM; CUR), der durch den elektrischen Motor (M) fließt; Speichermittel zum darin Speichern einer Beziehung zwischen dem elektrischen Strom (IM; CUR), der durch den elektrischen Motor (M) fließt, und einer Temperaturanstiegsrate (T/t), die dem Wärmebetrag entspricht, der aufgrund des elektrischen Stromes (IM; CUR) in dem Treiberelement (31) pro Zeiteinheit erzeugt wird; Berechnungsmittel zum Bestimmen eines Temperaturanstiegswertes (DT) in Bezug auf eine Öltemperatur, und zwar als eine Summe von Temperaturanstiegsraten (T/t), die jeweils in Bezug auf den durch die elektrischen Stromerfassungsmittel erfassten elektrischen Strom (IM; CUR) bestimmt sind, und zwar auf der Grundlage der in den Speichermitteln gespeicherten Beziehung, und zum Abschätzen der Öltemperatur auf der Grundlage des bestimmten Temperaturanstiegswertes (DT) und der Temperatur des Treiberelementes (31), die von den Temperaturerfassungsmitteln erfasst ist; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Wärmesenke (26a) zum Abführen von von dem Treiberelement (31) erzeugter Wärme und zum Leiten von Wärme zu dem Arbeitsöl in der Ölpumpe (26) aufweist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit Steuermitteln zum Ansteuern des elektrischen Motors (M) mit einer hohen Drehzahl, wenn die von den Berechnungsmitteln abgeschätzte Öltemperatur kleiner gleich einem Schwellenwert (TTH) ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuermittel den Motor (M) durch Pulsbreitenmodulation steuern und wobei die Steuermittel den elektrischen Motor (M) mit einem Tastverhältnis von 100% ansteuern, wenn die von den Berechnungsmitteln abgeschätzte Öltemperatur kleiner gleich einem Schwellenwert (TTH) ist.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuermittel das Ansteuern des elektrischen Motors (M) mit hoher Drehzahl nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne beenden.