DE10031215A1 - Steuergerät für elektrische Servolenkung - Google Patents

Abstract

Ein Steuergerät für eine elektrische Servolenkung weist eine Steuereinheit (3) auf, die den Strom durch einen Motor (4) auf der Grundlage eines Lenkdrehmoments (1) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (2) steuert, und weist einen Stromdetektorabschnitt (10) auf, der den Strom durch den Motor (4) detektiert, einen Spannungsdetektorabschnitt (11), einen Lenkratenoperationsabschnitt (12), der eine Lenkrate auf der Grundlage des Stroms und der Spannung zur Verfügung stellt, und die Lenkrate durch eine Offsetentfernungsvorrichtung korrigiert, und einen Maximalstromkorrekturabschnitt (13), der den maximalen Strom durch den Motor begrenzt, wenn die Lenkrate kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und der Motorstrom größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wodurch die Lenkrate bestimmt wird, und der maximale Strom durch den Motor zur Unterstützung der Lenkung begrenzt werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für eine elektrische Servolenkung, die in Reaktion auf das von einem Fahrer aufgebrachte Lenkdrehmoment ein von einem Motor abgegebenes Hilfsdrehmoment erzeugt, um die Lenkkraft zu verringern, und betrifft insbesondere ein Steuergerät für eine elektrische Servolenkung, welches eine derartige Steuerung durchführt, daß der an einen Motor angelegte Strom verringert wird, wenn durch den Motor ein zu hoher Strom fließt.

Häufig wird in Fahrzeugen ein Servolenkungssteuergerät eingesetzt, welches ein Hilfsdrehmoment in Reaktion auf die von einem Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachte Lenkkraft erzeugt, um die Lenkkraft zu verringern. Bei einem herkömmlichen Gerät ist ein Drehmomentsensor, der die von dem Fahrer aufgebrachte Lenkkraft detektiert, eingangsseitig am Lenksystem vorgesehen, und befindet sich der das Hilfsdrehmoment erzeugende Motor auf der Ausgangsseite. Der Motor wird durch einen Treiberstrom, der von einer nachstehend als ECU bezeichneten Steuereinheit abgegeben wird, in Reaktion auf einen Zustand des Fahrzeugs gesteuert, beispielsweise die von dem Drehmomentsensor detektierte Lenkkraft und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Motor einer elektrischen Servolenkung ist üblicherweise ein Gleichstrommotor. Gleichstrommotoren weisen die Eigenschaft auf, daß das erzeugte Drehmoment im wesentlichen proportional zum Treiberstrom ist. Der Betrieb des Servolenkungssteuergeräts wird daher so durchgeführt, daß eine Rückkopplungsregelgung des Treiberstroms für den Motor durch die ECU in Bezug auf einen Sollstromwert durchgeführt wird, um den tatsächlichen Treiberstrom für den Motor zu steuern bzw. zu regeln, und ein entsprechendes Hilfsdrehmoment zu erzeugen.

Wenn der Fahrer das Lenkrad weiterdreht, erreicht jedoch schließlich das Lenkrad einen Lenkwinkel, über den es nicht weiter hinaus gedreht werden kann, infolge der Konstruktion. Bei diesem maximalen Lenkwinkel ist ein maximales Lenkdrehmoment vorhanden, und daher nimmt das Lenkhilfsdrehmoment ebenfalls einen Maximalwert an. Das maximale Hilfsdrehmoment wird dann erhalten, wenn der Strom durch den Motor einen Maximalwert erreicht. Dauert dieser Zustand an, so wird Wärme von Bürsten des Motors, der Motorwicklung, einem elektronischen Bauteil zum Liefern des Stroms und dergleichen erzeugt, was Einrichtungen und Kosten zur Wärmeableitung erforderlich macht, und wodurch Störungen auftreten können. Daher ist es erforderlich, diesen Strom zu verringern.

Um den zugeführten Strom zu verringern, wird der Lenkwinkel von einem Lenkwinkelsensor detektiert, um den maximalen Lenkwinkel festzulegen, oder wird ein Mikroschalter in der Nähe des maximalen Lenkwinkels angeordnet, wie dies in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Gebrauchsmusters Nr. JP-A-60-193868 beschrieben wird. Bei dem herkömmlichen Gerät ist jedoch eine Detektorvorrichtung zum Detektieren des maximalen Lenkwinkels erforderlich, was im Hinblick auf die Kosten und den konstruktiven Aufwand nachteilig ist. Eine weitere herkömmliche Vorgehensweise, die in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents JP-A-11-43059 beschrieben wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 geschildert. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Drehmomentsensor zum Detektieren des auf ein Lenkrad aufgebrachten Lenkdrehmoments; das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Geschwindigkeitssensor, der die Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert; das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Motor, der ein Hilfsdrehmoment erzeugt, wenn Räder durch Drehung des Lenkrades gesteuert werden; und das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Batterie, welche Energie an den Motor liefert. Das Bezugszeichen 3a bezeichnet eine ECU, welche eine Steuervorrichtung darstellt, die das Lenkdrehmoment 1 und die Fahrzeuggeschwindigkeit 2 empfängt, und den Strom durch den Motor 4 steuert bzw. regelt. Die ECU 3a wird durch einen Sollstromoperationsabschnitt 6, einen Überlastungsschutzabschnitt 51, einen Auslenkungsoperationsabschnitt 7, einen Signalerzeugungsabschnitt 8a, eine Treiberschaltung 9a, einen Stromdetektorabschnitt 10, einen Spannungsdetektorabschnitt 11 und einen Lenkratenoperationsabschnitt 52 gebildet. Der Sollstromoperationsabschnitt 6 stellt einen Sollstrom IT zur Verfügung, der dem Motor zugeführt werden soll, auf der Grundlage des Lenkdrehmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Eine Abweichung zwischen dem Sollstrom IT und dem tatsächlichen Strom IM, die von dem Stromdetektorabschnitt 10 detektiert wird, wird durch den Abweichungsoperationsabschnitt 7 erhalten. Daraufhin gibt der Signalerzeugungsabschnitt 8a ein Treibersignal an die Treiberschaltung 9a ab, so daß die Abweichung gleich 0 wird. Daher kann die Hilfskraft entsprechend dem durch den Motor fließenden Strom variiert werden.

Andererseits wird eine Umdrehungsgeschwindigkeit VM des Motors aus einer Motorspannung EM bestimmt, die von dem Spannungsdetektorabschnitt 11 detektiert wird, und aus dem tatsächlichen Strom IM entsprechend folgender Gleichung:

VM = (EM - IM.RM)/Kp,

wobei das Bezugszeichen RM einen Ankerwiderstandswert bezeichnet, und das Bezugszeichen Kp einen Koeffizienten für die induzierte Spannung.

Da man grundsätzlich bei dem Motor annehmen kann, daß dessen Umdrehungsgeschwindigkeit VM proportional zur Lenkrate ist, wird die Motorumdrehungsgeschwindigkeit VM dem Überlastungsschutzabschnitt 51 zugeführt.

Ein Überlastungsdetektorabschnitt 53 bestimmt einen Zustand der Überlastung, wenn die Beziehungen so sind, daß der tatsächliche Strom IM größer als A ist, und die Lenkgeschwindigkeit VM kleiner als B ist, wobei die Bezugszeichen A und B vorbestimmte Werte sind. Ein Überlastungsverhinderungsbewegungsverzögerungsabschnitt 54 ändert einen Multiplikationskoeffizienten in einem Multiplizierer 55 so, daß er einen Wert annimmt, der kleiner ist als der normalerweise verwendete Wert von 1, wenn der Überlastungszustand über einen vorbestimmten Zeitraum andauert. Daher wird der Motorstrom dann verringert, wenn das Lenkrad auf dem maximalen Lenkwinkel bleibt.

Allerdings tritt bei dem herkömmlichen Gerät die Schwierigkeit auf, daß ein Fehler entsteht, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors aus der Spannung und den Strom ohne Einsatz eines speziellen Sensors bestimmt wird. Das Problem besteht darin, daß die Ermittlung nicht exakt durchgeführt werden kann, da eine Offsetkomponente auftritt. Insbesondere nimmt, wenn der Strom ansteigt, die Temperatur zu, und ist der ermittelte Wert nicht exakt, da eine starke Temperaturabhängigkeit der Spannung der Motorbürsten und des Widerstandswertes RM des Motors vorhanden sind.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Lösung der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten, die bei der herkömmlichen Vorgehensweise vorhanden sind, und in der Bereitstellung eines Steuergeräts für eine elektrische Servolenkung, welches Fehler bei der Bestimmung einer Motorgeschwindigkeit unter Verwendung der Spannung und des Stroms soweit wie möglich ausschalten kann, exakt die Umdrehungsgeschwindigkeit bestimmen kann, und den an den Motor angelegten Strom verringern kann.

Gemäß einer ersten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät für eine elektrische Servolenkung zur Verfügung gestellt, welches aufweist: einen Drehmomentsensor, der das Lenkdrehmoment des Lenkrades detektiert; einen Motor, der die auf das Lenkrad aufgebrachte Lenkkraft unterstützt; und eine Steuereinheit, die den Motor in Reaktion auf Information in Bezug auf das Lenkdrehmoment steuert bzw. regelt,
wobei die Steuereinheit einen Sollstromoperationsabschnitt aufweist, der einen an den Motor angelegten Stromwert in Reaktion auf die Lenkdrehmomentinformation bestimmt, einen Stromdetektorabschnitt, der den durch den Motor fließenden Strom detektiert, einen Abweichungsoperationsabschnitt, der eine Differenz zwischen einem detektierten Stromwert infolge der Rückkopplung und dem Sollstromwert zur Verfügung stellt, einen Signalerzeugungsabschnitt, der eine Regelgröße zur Verfügung stellt, damit der an den Motor angelegte Strom in Reaktion auf die Abweichung fließt, und ein Steuersignal abgibt, einen Motortreiberabschnitt, der den Motor in Reaktion auf das Steuersignal betreibt, einen Spannungsdetektorabschnitt, der eine Klemmenspannung des Motors detektiert, einen Lenkratenbestimmungsabschnitt, der eine erste Lenkrate aus dem Motorstrom und der Motorklemmenspannung zur Verfügung stellt, und eine zweite Lenkrate durch Verarbeitung der ersten Lenkrate in einer Offsetentfernungsvorrichtung bestimmt, die eine vorbestimmten Abschneidefrequenz aufweist, und einen Maximalstromkorrekturabschnitt, der einen maximalen Strom zur Begrenzung des Motorstroms festlegt, und den Sollstrom unter Verwendung des maximalen Stroms korrigiert, wenn der Motorstrom einen vorbestimmten Wert oder größer aufweist.

Gemäß einer zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird das Steuergerät für die elektrische Servolenkung zur Verfügung gestellt, bei welchem die Offsetentfernungsvorrichtung ein Hochpaßfilter ist, und dessen Abschneidefrequenz 0,2 Hz oder weniger beträgt.

Gemäß einer dritten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird das Steuergerät für die elektrische Servolenkung zur Verfügung gestellt, bei welchem der Maximalstromkorrekturabschnitt so betrieben wird, daß der Motorstrom dadurch verringert wird, daß eine erste Betriebsart, bei welcher die Sollspannung zum Zeitpunkt einer hohen Verstärkung verringert wird, und eine zweite Betriebsart kombiniert werden, welche im wesentlichen den momentanen Strom hält.

Gemäß einer vierten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird das Steuergerät für die elektrische Servolenkung zur Verfügung gestellt, bei welchem der Maximalstromkorrekturabschnitt die Begrenzung des maximalen Stromwertes stoppt, wenn ein Lenkdrehmoment mit einem vorbestimmten Wert oder weniger detektiert wird, oder der Sollstrom einen vorbestimmten Wert oder weniger annimmt, und zwar in der ersten oder der zweiten Betriebsart.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 den Aufbau des Systems eines Steuergeräts für eine elektrische Servolenkung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 die Beziehung zwischen dem Drehmoment und dem Strom des Steuergeräts für die elektrische Servolenkung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 einen Fehler einer ermittelten Lenkgeschwindigkeit in einem Fall, bei welchem eine Offsetentfernungsvorrichtung nicht bei der Anordnung vorhanden ist, die bei der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde;

Fig. 4a eine ermittelte Lenkrate bei der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4b die ermittelte Lenkrate gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4c die ermittelte Lenkrate gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4d die ermittelte Lenkrate gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 einen begrenzten Maximalstrom gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 den Aufbau eines Systems eines herkömmlichen Steuergeräts für eine elektrische Servolenkung.

Nunmehr erfolgt eine detaillierte Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5, in welchen dieselben Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Abschnitte verwendet werden, und insoweit nicht unbedingt eine erneute Beschreibung erfolgt.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf die Figuren der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung geschildert. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus eines Systems mit einer ECU für ein Steuergerät einer elektrischen Servolenkung sowie eines hieran angeschlossenen Eingabe- und Ausgabegerätes. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Lenkdrehmomentsensor, der ein von einem Fahrer aufgebrachtes Lenkdrehmoment detektiert; das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, das Bezugszeichen 3 bezeichnet die ECU; und das Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Motor, der durch eine Energiequelle in Form einer Batterie 5 betrieben wird, zur Erzeugung einer Hilfslenkkraft. Die ECU 3 wird durch einen Sollstromoperationsabschnitt 6 gebildet, der einen Motorstromsollwert zur Verfügung stellt, der für das Lenkdrehmoment 1 und die Fahrzeuggeschwindigkeit 2 geeignet ist, einen Stromdetektorabschnitt 10, der einen Motorstrom IM detektiert, einen Abweichungsoperationsabschnitt 7, der eine Abweichung zwischen dem Sollstrom und einem detektierten Strom zur Verfügung stellt, also dem tatsächlichen Strom, einen Signalerzeugungsabschnitt 8, der ein Motorstromsteuersignal so zur Verfügung stellt, daß die Abweichung gleich 0 wird, einen Motortreiberabschnitt 9, der das Motorstromsteuersignal empfängt, und einen Motorstrom liefert, einen Spannungsdetektorabschnitt 11, der eine Spannung EM zwischen Motorklemmen detektiert, einen Lenkratenoperationsabschnitt 12, der eine Lenkrate aus dem tatsächlichen Strom IM und der Spannung EM zwischen den Motorklemmen bestimmt, und einen Maximalstromkorrekturabschnitt 13, der den Sollstrom in Reaktion auf die Lenkrate begrenzt.

Nunmehr wird der Betriebsablauf verschiedener Abschnitte beschrieben. Der Sollstromoperationsabschnitt 6 nutzt die Eigenschaften des Motorstroms, die vorher durch das Lenkdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wurden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Das Bezugszeichen 15a bezeichnet ein Basisstromkennfeld, welches die Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment und dem Motorstrom bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h angibt. Die Bezugszeichen 15b und 15c sind Basisstromkennfelder, entsprechend 15a, jedoch bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 bzw. 50 km/h. Der Signalerzeugungsabschnitt 8 stellt eine Regelgröße für eine PID-Regelung zur Verfügung, in Reaktion auf die Größe der Abweichung zwischen dem Sollstrom IT und dem tatsächlichen Strom IM. Das so erhaltene Ergebnis wird als ein PWM-Regelsignal erzeugt, und dem Treiberabschnitt 9 zugeführt. Der Treiberabschnitt 9 weist vier FET-Elemente auf, die in einer H-Brückenschaltung zusammengeschaltet sind. Durch Steuern des Ein- oder Ausschaltens dieser FETs wird der Motorstrom gesteuert bzw. geregelt. Zum Beispiel mißt der Stromdetektorabschnitt 10 den Strom, der durch den Motor fließt, auf der Grundlage der Potentialdifferenz zwischen beiden Klemmen eines Widerstands. Darüber hinaus mißt der Spannungsdetektorabschnitt 11 eine Spannungsdifferenz zwischen Klemmen des Motors.

Nunmehr wird der Lenkratenoperationsabschnitt 12 beschrieben. Wird die Motorspannung mit EM bezeichnet, der tatsächliche Strom mit IM, ein Ankerwiderstand mit RM, und eine Spannungsabfall der Bürsten des Motors mit EB, so wird die in dem Motor induzierte Spannung durch folgende Gleichung gegeben:
Gleichung 2

EE = EM - IM.RM - Eb

Die Umdrehungsgeschwindigkeit VM des Motors wird aus der Induktionsspannung EE gemäß folgender Gleichung erhalten:
Gleichung 3

VM = EE/Kp

wobei das Bezugszeichen Kp einen Induktionsspannungskoeffizienten bezeichnet.

Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors und die Lenkrate stehen in einer vorbestimmten Beziehung, die beispielsweise durch die mechanische Anordnung vorgegeben wird, bei welcher ein Untersetzungsgetriebe, eine Zahnstangenlenkung, und Radwellen vorgesehen sind. Anders ausgedrückt sind die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors und die Lenkrate einander proportional. Durch Änderung des Induktionsspannungskoeffizienten Kp kann daher die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors als Lenkrate VM angesehen werden.

Die Umdrehungsgeschwindigkeit ω des Motors erhält man aus den Gleichungen 2 und 3, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Es wurde ermittelt, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit ω des Motors in Bezug auf den Motorstrom dadurch erhalten wird, daß zwangsweise das Lenkrad und die Reifen festgesetzt werden. Wenn der Motorstrom zunimmt, vergrößert sich ein Fehler. Insbesondere um 45 A herum tritt ein Fehler von etwa 80 Grad pro Sekunde auf. Um diesen Fehler soweit wie möglich auszuschalten wird ein Hochpaßfilter eingefügt, nachstehend als HPF bezeichnet. Die Abschneidefrequenz des HPF beträgt weniger als 1 Hz, unter Berücksichtigung einer Lenkwinkelgeschwindigkeit, die von einem Fahrer erzielt werden kann, und einer Gierresonanzfrequenz. Durch Einfügen des HPF ist es möglich, den Fehler der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors zu verringern. Dieses Ergebnis ist in den Fig. 4a bis 4d dargestellt.

Fig. 4a ist ein Diagramm, in welchem dargestellt ist, wie der Strom an den Motor angelegt wird, wobei die Zeit auf der Abszisse und der Motorstrom auf der Ordinate aufgetragen ist. Hierbei sind Änderungen einer ermittelten Lenkrate in den Fig. 4b bis 4d dargestellt, in welchen die Ordinate jeweils die ermittelte Lenkrate in der Einheit rad/s angibt. Fig. 4 zeigt ein herkömmliches Verfahren, bei welchem kein HPF vorhanden ist. Fig. 4c zeigt einen Fall, in welchem die Abschneidefrequenz fc des HPF 0,16 Hz beträgt. Fig. 4d zeigt einen Fall, in welchem die Abschneidefrequenz fc gleich 1 Hz ist. Da der Maximalstrom für das Servolenkungssteuergerät 65 A beträgt, sind t1 bis t3 und diesen benachbarte Positionen signifikant, bei welchen der Strom von 65 A in Fig. 4a fließt. In Fig. 4b ist die Umdrehungsgeschwindigkeit etwa 40 Grad pro Sekunde von t1 bis t3. In Fig. 4c ist die Umdrehungsgeschwindigkeit sehr niedrig, nämlich 10 Grad pro Sekunde oder weniger. In Fig. 4d wird, da die Abschneidefrequenz erhöht ist, ein Offset entfernt. Als Ergebnis der Untersuchungen ist daher eine Abschneidefrequenz von 0,1 ≦ fc ≦ 0,2 Hz geeignet.

Wie voranstehend geschildert ist es durch Hinzufügung des HPF mit geeigneter Abschneidefrequenz möglich, exakt die Motorgeschwindigkeit des Motors zu bestimmen, ohne einen Sensor hinzufügen zu müssen. Daher wird eine exakte Bestimmung der Lenkrate möglich.

Nunmehr wird der Maximalstromkorrekturabschnitt 13 beschrieben. Wenn ein Zustand, in welchem die Lenkrate VM so langsam ist, daß sie kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, und in welchem der Stromwert IM größer oder gleich einem vorbestimmten Wert, über eine vorbestimmte Zeit andauert, wird der Sollstrom korrigiert, um den momentanen Stromwert zu verringern. Die Korrektur wird dadurch ermöglicht, daß ein Koeffizient mit dem Stromwert multipliziert wird, oder ein Koeffizient von dem Stromwert subtrahiert wird, der in dem Sollwertoperationsabschnitt 6 erhalten wird, wobei es ausreichend ist, daß der Sollstromwert so geändert wird, daß der Strom verringert wird. Der voranstehend geschilderte Signalerzeugungsabschnitt 8 und der Treiberabschnitt 9 werden so betrieben, daß der Strom IM verringert wird. Daher ist es möglich, die durch den Motorstrom erzeugte Wärme zu beschränken, und Einflüsse infolge der Wärme zu verhindern, die in dem Motor, den Treiberschaltungselementen und den Verbindungsabschnitten dazwischen erzeugt wird.

AUSFÜHRUNGSFORM 2

Die Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Wenn sich das Lenkdrehmoment so ändert, wie dies mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist, um den Motorstrom 21 zu steuern, wird zu einem Zeitpunkt ta ein Zustand, daß die Lenkrate sehr niedrig wird, aus einer Beziehung zwischen dem Strom und der Spannung detektiert, wobei der vorhandene Strom den Wert von Ia überschreitet. Zu einem Zeitpunkt tb wird eine Maximalstromkorrektur bestimmt, und wird eine Stromverringerungssteuerung begonnen. Von einem Zeitpunkt tb an wird der Strom um einen vorbestimmten Wert oder mit vorbestimmter Rate verringert, unter Einsatz einer vorbestimmten hohen Verstärkung. Zum Zeitpunkt tc wird die Verringerung des Stroms temporär angehalten, und wird der Strom gehalten. Der Stromwert zum Zeitpunkt tc wird bis zum Zeitpunkt td gehalten. Diese Zeitdauer zwischen den Zeiten tc und td stellt einen Beobachtungszeitraum dar. Weiterhin wird dann, wenn Eingangsinformation empfangen wird, daß ein zweiter Maximalstrom angelegt wird, beispielsweise wenn ein Drehmoment detektiert wird, der Strom weiter bis zu einem Zeitpunkt te verringert.

Nachdem der Strom unter Verwendung einer ersten, hohen Verstärkung verringert wurde, wird der Strom über eine vorbestimmte Zeitdauer festgehalten, und wird danach der Strom erneut unter Verwendung einer hohen Verstärkung verringert, wodurch mehrere Betriebsarten zur Verringerung des Stroms bereitgestellt werden. Da einige Sekunden zwischen ta und td ablaufen, kann sich eine bestimmte Änderung des Zustands eines Fahrzeugs ergeben. Daher ist ein Aufbau, bei welchem einfach der Strom verringert wird, nicht dazu geeignet, mit zukünftigen Fahrzeugzuständen fertig zu werden. Daher wird die Wärmeerzeugung durch den Motor zeitweilig unterdrückt, und wird eine nächste Steuerung unter Berücksichtigung der Fahrzeugzustände durchgeführt. Wenn es keine Änderungen der Fahrzeugzustände gegeben hat, wird eine zweite Verringerung des Stroms durchgeführt, um den Strom weiter zu verringern. In dem Zeitraum zwischen tc und td kann der Strom unter Verwendung einer sehr niedrigen Verstärkung verringert werden, obwohl der Strom nicht konstant gehalten wird.

Da das Lenkdrehmoment einmal kleiner als ein vorbestimmter Wert tq1 zu einem Zeitpunkt tf wird, wird eine übliche Stromsteuerung oder Stromregelung in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment erneut durchgeführt. Falls der maximale Lenkwinkel des Lenkrades beibehalten wird, wenn das Fahrzeug fährt, oder wenn kurz ein übermäßig hoher Motorstrom fließt, infolge von Hindernissen wie Steinen und Rillen am Straßenrand, bevor der maximale Lenkwinkel erreicht wird, ist es möglich, einen nutzlosen Energieverbrauch und nutzlose Wärme dadurch einzuschränken, daß die Stromverringerung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wobei die Auswirkung auftritt, daß spätere Fahrzeugzustände berücksichtigt werden können. Obwohl der Strom schrittweise verringert werden kann, ist es vorzuziehen, daß die Verringerung des Stroms so glatt wie möglich erfolgt, damit der Fahrer hiervon nichts merkt.

Ein entsprechender Effekt wie jener, der voranstehend geschildert wurde, kann darüber hinaus dadurch erhalten werden, daß mit der Begrenzung des maximalen Stroms aufgehört wird, anstatt die Lenkdrehmomentinformation zu verwenden, wenn der Sollstrom gleich einem vorbestimmten Wert oder kleiner ist. Der vorbestimmte Wert ist niedriger als der vorbestimmte Wert Ia in Fig. 5. Diese vorbestimmten Werte können in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Zeitpunkt der Zuführung des Stroms, dem mittleren Stromwert und dergleichen geändert werden.

Der erste Vorteil des Steuergeräts für eine elektrische Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Lenkrate einfach und exakt durch Entfernen der Offsetkomponenten bestimmt werden kann.

Der zweite Vorteil des Steuergeräts für die elektrische Servolenkung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß auf Änderungen des Zustands des Fahrzeugs reagiert werden kann.

Claims (4)

1. Steuergerät für eine elektrische Servolenkung, welches aufweist:
einen Drehmomentsensor (1), der das einem Lenkrad zugeführte Lenkdrehmoment detektiert;
einen Motor (4), der eine Hilfslenkkraft für das Lenkrad hinzufügt; und
eine Steuereinheit (3), welche den Motor in Reaktion auf Information in Bezug auf das Lenkdrehmoment steuert bzw. regelt,
wobei die Steuereinheit aufweist:
einen Sollstromoperationsabschnitt (6), der einen an den Motor angelegten Stromwert in Reaktion auf die Lenkdrehmomentinformation bestimmt;
einen Stromdetektorabschnitt 10, der den durch den Motor fließenden Strom detektiert;
einen Abweichungsoperationsabschnitt (7), der eine Differenz zwischen einem detektierten Stromwert und der Rückkopplung und dem Sollstromwert (IT) zur Verfügung stellt;
einen Signalerzeugungsabschnitt (8), der eine Regelgröße zur Verfügung stellt, damit der an den Motor angelegte Strom fließt, in Reaktion auf die Abweichung, und der ein Steuersignal ausgibt;
einen Motortreiberabschnitt (9), der den Motor in Reaktion auf das Steuersignal betreibt;
einen Spannungsdetektorabschnitt (11), der eine Klemmenspannung des Motors detektiert;
einen Lenkratenbestimmungsabschnitt (12), der eine erste Lenkrate aus dem Motorstrom (IM) und der Motorklemmenspannung (EM) zur Verfügung stellt, und eine zweite Lenkrate dadurch bestimmt, daß die erste Lenkrate in einer Offsetentfernungsvorrichtung bearbeitet wird, welche eine vorbestimmte Abschneidefrequenz aufweist, und
einen Maximalstromkorrekturabschnitt (13), der einen Maximalstrom zur Begrenzung des Motorstroms festlegt, und den Sollstrom (IT) unter Verwendung des Maximalstroms korrigiert, wenn der Motorstrom größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.

2. Steuergerät für eine elektrische Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Offsetentfernungsvorrichtung ein Hochpaßfilter ist, dessen vorbestimmte Abschneidefrequenz 0,2 Hz oder weniger beträgt.

3. Steuergerät für eine elektrische Servolenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalstromkorrekturabschnitt so arbeitet, daß er den Motorstrom dadurch verringert, daß zumindest eine erste Betriebsart, welche den Sollstrom zum Zeitpunkt einer hohen Verstärkung verringert, und eine zweite Betriebsart kombiniert werden, welche im wesentlichen den momentanen Strom beibehält.

4. Steuergerät eine elektrische Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalstromkorrekturabschnitt mit der Begrenzung des Maximalstromwertes aufhört, wenn das Lenkdrehmoment kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert detektiert wird, oder der Sollstrom kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, in der ersten oder zweiten Betriebsart.