DE10050377A1

DE10050377A1 - Servolenkkontroller

Info

Publication number: DE10050377A1
Application number: DE2000150377
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Kato
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2001-04-19
Also published as: JP2001106107A

Abstract

Es wird ein Servolenkkontroller bereitgestellt, welcher eine plötzliche Änderung einer unterstützenden Lenkkraft unterdrückt, wenn ein Motor während der Lenkung automatisch gestoppt oder gestartet wird. Eine Betriebsart der gewöhnlichen Steuerung, eine Betriebsart des automatischen Motorstopps und eine Betriebsart des erneuten Starts des Motors wird von einem festgelegten "fmode" bestimmt. Wenn die Betriebsart des automatischen Motorstopps bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem nächsten Schritt, bei welchem ein Prozess des allmählichen Verringerns des Motorstroms in Verbindung mit einem automatischen Motorstopp ausgeführt wird. Wenn die Betriebsart des erneuten Starts des Motors bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem nächsten Schritt, bei welchem ein Prozess des allmählichen Erhöhens des Motorstroms in Verbindung mit einem erneuten Start des Motors durchgeführt wird. Wenn die Betriebsart der gewöhnlichen Steuerung bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem Schritt, um eine gewöhnliche Servolenksteuerung durchzuführen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Servo lenkkontroller zur Anbringung auf einem Fahrzeug und insbe sondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Servolenkkontroller, welcher mit einem automatischen Motor kontroller zum automatischen Stoppen oder Starten eines Mo tors versehen ist.

Es sind automatische Motorkontroller zum Stoppen eines Motors unter vorbestimmten Stoppbedingungen bekannt, wobei ein Fahrzeug an einer Kreuzung während einer Stadtfahrt an hält und nach vorbestimmten Startbedingungen erneut star tet, wodurch Kraftstoff gespart und Abgas verringert wird. Eine derartige Vorrichtung ist in der japanischen nicht ge prüften Patentveröffentlichungsschrift Nr. 10-173415 offen bart. Darüber hinaus ist eine Servolenkvorrichtung zum Auf bringen einer unterstützenden Lenkkraft auf ein Steuerrad durch eine hydraulische oder elektrische Kraft ebenfalls bekannt.

Wenn bei der Servolenkvorrichtung der Motor automatisch gestoppt wird, wird die unterstützende Lenkkraft aufgeho ben. Folglich treten dann die folgenden Schwierigkeiten auf, wenn der Servolenkkontroller auf dem mit dem automati schen Motorkontroller versehenen Fahrzeug angebracht ist.

Insbesondere kann der Motor automatisch stoppen, wenn das Lenkrad an einer Kreuzung oder dergleichen während ei ner Stadtfahrt geführt wird. Dementsprechend geht die un terstützende Lenkkraft plötzlich verloren, und es kehrt das Lenkrad in die neutrale Position zurück, wodurch dem Fahrer ein fremdartiger Gefühlseindruck vermittelt wird. Wenn der Motor automatisch startet, wird die unterstützende Lenk kraft plötzlich erzeugt, wodurch dem Fahrer wiederum ein fremdartiger Gefühlseindruck vermittelt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen auf einem Fahrzeug angebrachten Servolenkkontroller zu er zeugen, welcher mit einem automatischen Motorkontroller (1) zum automatischen Stoppen oder Starten eines Motors verse hen ist. Der Servolenkontroller gibt dem Fahrer selbst dann nicht ein fremdartiges Empfinden, wenn der Motor automa tisch gestoppt und gestartet wird, wenn das Lenkrad betä tigt wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der nebengeordneten unabhängigen Ansprüche.

Der Servolenkkontroller für ein Fahrzeug enthält eine automatische Motorsteuerung (1), einen Elektromotor (5), welcher mechanisch mit dem Lenkgetriebe in Eingriff ge bracht wird, um das Lenkgetriebe beim Betrieb des Lenksy stems zu unterstützen, und eine ECU (2), welche eine Mehr zahl von Signaleingängen empfängt. Die ECU (2) empfängt ein Signal der automatischen Motorsteuerung (1) von der automa tischen Motorsteuerung (1), welches anzeigt, ob sich der Motor in einem automatischen Stoppzustand befindet. Die ECU (2) berechnet einen Motorantriebsstrom (drive motor cur rent) auf der Grundlage des Signals der automatischen Mo torsteuerung (1) und der Signaleingänge. Die ECU (2) weist den Elektromotor (5) dazu an, das Lenkgetriebe zu betreiben und es zu unterstützen auf der Grundlage des Motorantriebs stroms.

Weitere Bereiche der Anwendung der vorliegenden Erfin dung ergeben sich auf der folgenden detaillierten Beschrei bung. Es versteht sich, dass die detaillierte Beschreibung und bestimmte Beispiele, welche bevorzugte Ausführungsfor men der vorliegenden Erfindung anzeigen, lediglich dem Zwecke der Erläuterung dienen, da sich verschiedene Ände rungen und Modifizierungen innerhalb des Rahmens der Erfin dung für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung ergeben.

Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Be schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches ein Steuerungs system für einen Servolenkkontroller der vorliegenden Er findung darstellt;

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Steueral gorithmus eines Servolenkkontrollers der vorliegenden Er findung darstellt;

Fig. 3 zeigt eine graphische Ansicht, welche eine Zu ordnungsfunktion zur Berechnung eines elementaren unter stützenden Drehmoments Ta in einem Schritt 103 von Fig. 2 für einen Servolenkkontroller der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, welches eine Zuordnungsfunk tion zum Berechnen eines Rückkehrkompensationsdrehmoments Tr in einem Schritt 106 von Fig. 2 für einen Servolenkkon troller der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches eine Zuordnungsfunk tion zur Berechnung eines Kippdrehmoments (dumper torque) Td in einem Schritt 107 von Fig. 2 für einen Servolenkkon troller der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Steueral gorithmus eines Prozesses des allmählichen Verringerns des Motorstroms für einen Servolenkkontroller der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 7 zeigt eine graphische Ansicht, welche eine Zeit funktion zur Berechnung eines Koeffizienten des Prozesses des allmählichen Verringerns des Motorstroms in einem Schritt 206 von Fig. 6 für einen Servolenkkontroller der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 8 zeigt ein Flussdiagramm, welches einen Steueral gorithmus für einen Prozess des allmählichen Erhöhens des Motorstroms für einen Servolenkkontroller der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 9 zeigt eine graphische Ansicht, welche eine Zeit funktion zur Berechnung eines Koeffizienten des Prozesses des allmählichen Erhöhens des Motorstroms in einem Schritt 104 von Fig. 8 für einen Servolenkkontroller der vorliegen den Erfindung darstellt;

Fig. 10A und 10B zeigen Diagramme zur Erklärung der Konstruktion und des Betriebs einer herkömmlichen hydrauli schen Servolenkvorrichtung und stellen einen neutralen Zu stand und einen Lenkzustand für einen Servolenkkontroller nach dem Stand der Technik dar;

Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht eines Servolenk kontrollers der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht eines Servolenk kontrollers der vorliegenden Erfindung.

Bezüglich einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Servolenkkontroller zum Einstellen einer unterstützenden Lenkkraft, welche durch einen Elektromotor einem Lenkrad aufgebracht wird, unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt sind Hauptkomponenten des Steuerungssystems eine automatische Motorsteuerungs-ECU 1 zum automatischen Stoppen oder Starten des Motors, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, ein Elektromotor 5 zum Aufbringen einer unterstützenden Lenkkraft auf ein (nicht dargestelltes) Lenkrad über ein Lenkgetriebe 6; und eine elektrische Servolenk-ECU, welcher ein Steuersignal, das einen Motorbetriebszustand (automatischer Stopp oder erneuerter Start) anzeigt, von der automatischen Motor steuerungs-ECU 1 zugeführt wird und einen Sollmotorstrom Im zum Antrieb des Elektromotors 5 berechnet.

Ein Drehmomentsensor zum Abtasten des Lenkdrehmoments ist für das Servolenkgetriebe 6 vorgesehen, und es wird ein von dem Drehmomentsensor 7 abgetastetes Lenkdrehmomentsi gnal der elektrischen Servolenk-ECU 2 zugeführt.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeug geschwindigkeitssensor 3, ein Temperatursignal von einem Motortemperatursensor 4 zum Abtasten der Temperatur des elektrischen Motors 5 und ein Motordrehwinkelsignal von dem Elektromotor 5 werden der elektrischen Servolenk-ECU 2 zu geführt.

Auf der Grundlage des Steuersignals, welches den Be triebszustand des Motors anzeigt, des Lenkdrehmomentsi gnals, des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, des Temperatur signals und des Motordrehwinkelsignals berechnet die elek trische Servolenk-ECU 2 den Sollmotorstrom Im zum Antrieb des Elektromotors 5. Von dem Sollmotorstrom Im und einem aktuellen Motorstrom Ir, welcher von dem Elektromotor 5 rückgekoppelt wird, wird ein Antiebsstrom I für den Antrieb des Elektromotors 5 erzielt.

Die von dem elektrischen Servolenkkontroller, welcher wie oben beschrieben konstruiert ist, ausgeführten Prozesse werden im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrie ben. Fig. 2 stellt einen Steueralgorithmus dar, welcher von der elektrischen Servolenk-ECU 2 ausgeführt wird. Zuerst wird in einem Schritt 101 ein von dem Drehmomentsensor 7 zugeführtes Lenkdrehmomentsignal gelesen. In einem darauf folgenden Schritt 102 wird das gelesene Lenkdrehmomentsi gnal einem vorherbestimmten Signalprozess unterworfen. Die ser Prozess kompensiert ein Phasennacheilen des Lenkgetrie bes 6 bezüglich des Lenkrads auf der Grundlage eines in der elektrischen Servolenk-ECU 2 gespeicherten arithmetischen Ausdrucks.

In dem Schritt 103 wird im Ansprechen auf das in dem Schritt 102 verarbeitete Lenkdrehmomentsignal das elemen tare unterstützende Drehmoment Ta als Grundlage der an das Lenkrad anzulegenden unterstützenden Lenkkraft berechnet. Das elementare unterstützende Drehmoment Ta wird unter Speicherung des elementaren unterstützenden Drehmoments Ta entsprechend dem Lenkdrehmomentsignal wie in Fig. 3 darge stellt als Zuordnungsfunktion berechnet.

In dem Schritt 104 wird ein Fahrzeuggeschwindigkeitsab tastprozess zur Korrektur des elementaren unterstützenden Drehmoments Ta durchgeführt, welcher in dem Schritt 103 be rechnet wird, um dadurch ein korrigiertes unterstützendes Drehmoment Tc entsprechend dem an dem Fahrzeuggeschwindig keitssensor gelesenen Fahrzeugsgeschwindigkeitssignal zu erlangen. Die Korrektur verringert das elementare unter stützende Drehmoment Ta während der Fahrt mit hoher Ge schwindigkeit, so dass ein Ansprechen auf die Lenkradbewe gung durch den Fahrer hinreichend erzielt werden kann. Dem gegenüber erhöht während einer Fahrt mit geringer Geschwin digkeit eine Korrektur das elementare unterstützende Dreh moment Ta, um die Lenkkraft im Ansprechen auf die Lenkrad bewegung durch den Fahrer zu verringern.

In einem Schritt 105 wird zur Verringerung eines Lenk raddrehwiderstands ein Differenzierungswert des in dem Schritt 102 bearbeiteten Lenkdrehmomentsignals berechnet, und es wird ein Trägheitskompensationsdrehmoment Ti auf der Grundlage des Differenzierungswerts berechnet.

In dem Schritt 106 wird ein Rückkehrkompensations drehmoment Tr, welches dem Servolenkgetriebe 6 aufgebracht wird, für die Rückkehr des Lenkrads in die neutrale Positi on auf der Grundlage des Motordrehwinkelsignals berechnet. Das Rückkehrkompensationsdrehmoment Tr wird unter Speiche rung des Rückkehrkompensationsdrehmoments Tr entsprechend dem Motordrehwinkelsignal als Zuordnungsfunktion wie in Fig. 4 dargestellt berechnet.

In dem Schritt 107 wird auf der Grundlage eines Motor drehwinkelgeschwindigkeitssignals, welches aus dem Diffe renzierungswert des Motordrehwinkelsignals erlangt wird, ein Kippdrehmoment (dumper torque) Td berechnet, um die Konvergenz des Lenkrads zu verbessern, wenn das Rad in die neutrale Position zurückkehrt. Das Kippdrehmoment Td wird unter Speicherung des Kippdrehmoments Td entsprechend dem Motordrehwinkelgeschwindigkeitssignal als Zuordnungsfunkti on beispielsweise wie in Fig. 5 dargestellt berechnet.

In einem Schritt 108 wird durch Berechnung der Summe des korrigierten unterstützenden Drehmoments Tc, des kom pensierten Trägheitsdrehmoments Ti, des Rückkehrkompensati onsdrehmoments Tr und des Kippdrehmoments Tb berechnet, welche in den Schritten 104, 105, 106 und 107 erlangt wer den, das Sollmotordrehmoment Tm erlangt. In einem Schritt 109 wird der Sollmotorstrom Im des Elektromotors 5 aus dem in dem Schritt 108 erlangten Sollmotordrehmoment Tm berech net.

In einem Schritt 110 wird bestimmt, ob "fmode" gleich 0 ist oder nicht. "fmode" bezeichnet eine Betriebsart, welche entsprechend einer Operationsbetriebsart des elektrischen Servolenkkontrollers festgelegt ist. "fmode = 0" bezeichnet eine Operationsbetriebsart einer gewöhnlichen elektrischen Servolenkregelung. Der Anfangswert von "fmode" wird auf 0 festgelegt. Wenn bestimmt worden ist, dass "fmode" = 0 ist, wird in einem Schritt 111 auf der Grundlage eines Steuersi gnals, welches einen Betriebszustand des Motors anzeigt, bestimmt, ob sich der Motor in einem automatisch gestoppten Zustand befindet oder nicht. Dieses Signal wird von der au tomatischen Motorsteuerung ECU 1 zugeführt. Wenn bestimmt worden ist, dass sich der Motor in einem automatisch ge stoppten Zustand befindet, wird "fmode" auf 1 in einem Schritt 112 gesetzt, und die Routine begibt sich zu einem Schritt 113. "fmode = 1" bezeichnet eine Standby-Betriebs art eines allmählichen Prozesses des Verringerns des Motor stroms, welcher später beschrieben wird.

Wenn demgegenüber in dem Schritt 110 bestimmt wird, dass "fmode" nicht gleich 0 ist, oder wenn in dem Schritt 111 bestimmt worden ist, dass der Motor sich nicht in dem automatisch gestoppten Zustand befindet, überspringt das Programm den Schritt 112 und begibt sich zu dem Schritt 113.

In dem Schritt 113 wird eine Operationsbetriebsart ent sprechend der Festlegung von "fmode" wie folgt bestimmt. Wenn "fmode" gleich 0 ist, wird eine Betriebsart der ge wöhnlichen Steuerung bestimmt. Wenn "fmode" gleich 1 oder 2 ist, wird die Betriebsart des automatischen Motorstopps be stimmt. Wenn "fmode" gleich 3 oder 4 ist, wird eine Be triebsart des erneuten Starts des Motors bestimmt. Die De tails der Operationsbetriebsarten in dem Fall, bei welchem "fmode" entweder gleich 2, 3 oder 4 ist, wird später be schrieben.

Wenn in dem Schritt 113 die Betriebsart der gewöhnli chen Steuerung bestimmt wird (fmode = 0), begibt sich das Programm zu einem Schritt 116, bei welchem der Antriebs strom I für den Antrieb des Elektromotors 5 auf der Grund lage einer Abweichung zwischen dem in dem Schritt 109 be rechneten Sollmotorstrom Im und des von dem Elektromotor 5 rückgekoppelten aktuellen Motorstroms Ir berechnet wird.

Wenn die Betriebsart des automatischen Motorstopps (fmode = 1, 2) in dem Schritt 113 bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem Schritt 114, bei welchem der Prozess des allmählichen Verringerns des Motorstroms in Verbindung mit dem automatischen Motorstopp ausgeführt wird. In dem folgenden Schritt 116 wird der Antriebsstrom I aus einer Abweichung zwischen einem in dem Schritt 114 er langten korrigierten Sollmotorstrom Imm (was später genau beschrieben wird) und dem aktuellen Motorstrom Ir berech net.

Wenn des weiteren die Betriebsart des erneuten Starts des Motors (fmode = 3, 4) in dem Schritt 113 bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem Schritt 115, bei welchem der Prozess des allmählichen Erhöhens des Motorstroms in Verbindung mit dem erneuten Start des Motors ausgeführt wird. Danach wird in dem Schritt 116 der Antriebsstrom I auf der Grundlage einer Abweichung zwischen dem in dem Schritt 115 erlangten korrigierten Sollmotorstrom Imm (was später genau beschrieben wird) und dem aktuellen Motorstrom Ir berechnet.

Der Prozess des allmählichen Verringerns des Motor stroms in dem Schritt 114 und der Prozess des allmählichen Erhöhens des Motorstroms in dem Schritt 115 entsprechen ei ner Unterstützung der Lenkkrafteinstellungseinrichtung der Erfindung.

Der Steueralgorithmus des Prozesses des allmählichen Verringerns des Motorstroms in dem Schritt 114 wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Zuerst wird in einem Schritt 201 die verstrichene Zeit Ts berechnet, seitdem der Motor automatisch gestoppt worden ist.

In einem Schritt 202 wird eine Standby-Zeit Tw1 (entsprechend einer vorbestimmten Zeit bei der Erfindung), bis der Prozess des allmählichen Verringerns des Motor stroms durchgeführt wird, entsprechend der verbleibenden Restzeit der Batterie und des Antiebs- bzw. Ansteuerungszu stands des elektrischen Zubehörs (wie eines elektrischen Kompressors) berechnet. D. h. wenn eine geringe Batterie restzeit verbleibt oder elektrisches Zubehör angesteuert wird, kann Elektrizität unter Durchführung des Prozesses des allmählichen Verringerns des Motorstroms gespart wer den, unmittelbar nachdem der Motor automatisch gestoppt worden ist. Die Standby-Zeit Tw1 kann auf einen Wert oder auf 0 festgelegt werden.

In einem Schritt 203 wird bestimmt, ob "fmode" gleich 1 ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass "fmode" gleich 1 ist, begibt sich die Routine zu dem Schritt 206, bei wel chem bestimmt wird, ob die verstrichene Zeit Ts, seitdem der Motor automatisch gestoppt worden ist, größer als die Standby-Zeit Tw1 ist. Wenn Ts größer als die Standby-Zeit Tw1 ist, wird in einem Schritt 205 "fmode" auf 2 festge legt. "fmode = 2" bezeichnet eine Betriebsart des Ausfüh rens des Prozesses des allmählichen Verringerns des Motor stroms.

In dem Schritt 206 wird bei der Ausführung des Prozes ses des allmählichen Verringerns des Motorstroms ein Koef fizient des allmählichen Verringerns des Motorsstroms λ(t) berechnet. Der Koeffizient das allmählichen Verringerns des Motorstroms λ(t) kann unter Speicherung seines Werts als positive monotone Verringerungsfunktion von 1,0 oder weni ger bezüglich der Zeit t wie in Fig. 7 dargestellt erlangt werden. Der Koeffizient des allmählichen Verringerns des Motorstroms λ(t) ist an den Gefühlseindruck des Fahrers an gepasst.

In einem Schritt 207 wird bestimmt, ob eine Anforderung eines erneuten Starts des Motors auf der Grundlage eines Steuersignals vorliegt, welches einen Betriebszustand des Motors anzeigt. Das Signal wird von der automatischen Mo torsteuerungs-ECU 1 zugeführt. Wenn keine Anforderung eines erneuten Starts des Motors vorliegt, wird der endgültige Sollmotorstrom Imm durch die folgende Gleichung 1 in einem Schritt 209 berechnet, und der Prozess des allmählichen Verringerns des Motorstroms wird beendet.

Imm = λ(t) × Im (1)

Wenn demgegenüber in dem Schritt 203 bestimmt wird, dass "fmode" nicht gleich 1 ist, begibt sich die Routine zu dem Schritt 206.

Wenn die verstrichene Zeit Ts, seitdem der Motor auto matisch gestoppt worden ist, kürzer als die Standby-Zeit Tw1 in einem Schritt 204 ist, wird der Koeffizient des all mählichen Verringerns des Motorstroms in einem Schritt 210 auf 1,0 festgelegt, und das Programm begibt sich zu dem Schritt 209.

Wenn in dem Schritt 207 ein erneuter Start des Motors verlangt bzw. angefordert wird, d. h. wenn ein Steuersignal, welches einen erneuten Start des Motors anzeigt, von der automatischen Motorsteuerungs-ECU 1 durch Freilassen einer Bremse, durch Drauftreten auf ein Beschleunigungspedal oder dergleichen gesendet wird, wird der Koeffizient des allmäh lichen Verringerns des Motorstroms λ(t) auf 0,0 festgelegt, und "fmode" wird in einem Schritt 208 auf 3 festgelegt, und das Programm begibt sich zu dem Schritt 209. "fmode = 3" bezeichnet die Standby-Betriebsart des Prozesses des all mählichen Erhöhens des Motorstroms.

Die Bestimmung, ob die verstrichene Zeit Ts, seitdem der Motor automatisch gestoppt worden ist, größer als die Standby-Zeit Tw1 ist, entspricht einer möglichen Bestim mungseinrichtung zur Bestimmung, ob die vorbestimmte Zeit verstrichen ist.

Der Motorstrom kann unter Verwendung eines Verzöge rungsfilters wie durch die folgende Gleichung 2 dargestellt anstelle der Verwendung des in dem Schritt 206 beschriebe nen Koeffizienten des allmählichen Verringerns des Motor stroms λ(t) verringert werden. In der Gleichung bezeichnet (a) eine Filterkonstant, welche einen Realwert in dem Be reich von 0 < a < 1 darstellt.

Imm(tn) = a × Imm(t_n-1) + (1 - a) × Im (2)

Der Steuerungsalgorithmus des Prozesses des allmähli chen Erhöhens des Motorstroms in einem Schritt 115 wird un ter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Zuerst wird in einem Schritt 301 bestimmt, ob "fmode" gleich 3 ist. Wenn "fmode = 3" bestimmt wird, wird in einem Schritt 302 geprüft, ob der Motor erneut gestartet worden ist. Insbesondere wird ein erneuter Motorstart bestimmt, wenn die Motorgeschwin digkeit höher als Drehgeschwindigkeit des Starters ist, wo durch angezeigt wird, dass der Motor selbst läuft. Im all gemeinen wird der erneute Start bestimmt, wenn das Motor startsignal dem Starter gesendet wird und die Motorge schwindigkeit größer als eine vorbestimmte Drehgeschwindig keit (Kurbeldrehgeschwindigkeit) wird.

Wenn der erneute Start des Motors bestätigt wird, wird "fmode" in einem Schritt 303 auf 4 festgelegt. "fmode = 4" bezeichnet eine Betriebsart des Ausführens des Prozesses des allmählichen Erhöhens des Motorstroms.

In einem Schritt 304 wird beim Ausführen des Prozesses des allmählichen Erhöhens des Motorstroms der Koeffizient des allmählichen Erhöhens des Motorstroms λ(t) berechnet. Der Koeffizient des allmählichen Erhöhens des Motorstroms λ (t) kann unter Speicherung seines Werts als positive mono tone Erhöhungsfunktion bezüglich der Zeit t wie in Fig. 9 dargestellt erlangt werden. Der Koeffizient des allmähli chen Erhöhens des Motorstroms λ(t) ist an den Gefühlsein druck des Fahrers angepasst.

In einem Schritt 305 wird bestimmt, ob der Koeffizient des allmählichen Erhöhens des Motorstroms λ gleich 1,0 ist. Wenn λ(t) nicht gleich 1,0 ist, wird der endgültige Sollmo torstrom Imm durch den folgenden Ausdruck 3 in einem Schritt 307 berechnet, und der Prozess des allmählichen Er höhens des Motorstroms wird beendet.

Imm = λ(t) × Im (3)

Wenn demgegenüber in dem Schritt 301 bestimmt wird, dass "fmode" nicht gleich 3 ist, begibt sich die Routine zu dem Schritt 304. Wenn der erneute Start des Motors in dem Schritt 302 nicht bestätigt wird, wird der Koeffizient des allmählichen Erhöhens des Motorstroms λ(t) in einem Schritt 308 auf 0,0 festgelegt, und das Programm begibt sich zu ei nem Schritt 307. Wenn in dem Schritt 305 bestimmt worden ist, dass der Koeffizient des allmählichen Verringerns des Motorstroms λ(t) gleich 1,0 ist, wird in einem Schritt 306 "fmode" auf 0 festgelegt, und das Programm begibt sich zu dem Schritt 307. Der Motorstrom kann allmählich erhöht wer den unter Verwendung eines Verzögerungsfilters wie durch die folgende Gleichung 4 dargestellt anstelle der Verwen dung des in dem Schritt 304 beschriebenen Koeffizienten des allmählichen Erhöhens des Motorstroms λ(t). In der Glei chung bezeichnet (a) eine Filterkonstante, welche einen Re alwert in einem Bereich von 0 < a < 1 darstellt.

Imm(tn) = a × Imm(t_n-1) + (1 - a) × Im (4)

Wie oben beschrieben wird bei dieser Ausführungsform während der Betriebsart des automatischen Motorstopps unter Ausführung des Prozesses des allmählichen Verringerns des Motorstroms (Schritt 114) die dem Lenkrad aufgebrachte un terstützende Lenkkraft allmählich verringert. Folglich ver spürt der Fahrer kein fremdartiges Empfinden, wenn der Mo tor automatisch gestoppt wird. Während der Betriebsart des erneuten Starts des Motors wird unter Ausführung des Pro zesses des allmählichen Erhöhens des Motorstroms (Schritt 115) die dem Lenkrad aufgebrachte unterstützende Lenkkraft allmählich erhöht. Folglich spürt der Fahrer nicht ein fremdartiges Empfinden, wenn der Motor erneut gestartet wird.

Bei dem Prozess des allmählichen Verringerns des Motor stroms (Schritt 114) wird unter Bereitstellung der Standby- Zeit Tw1 der Prozess des allmählichen Verringerns des Mo torstroms nicht durchgeführt, unmittelbar nachdem der Motor automatisch gestoppt worden ist. Stattdessen wird die un terstützende Lenkkraft aufrechterhalten und der Prozess des allmählichen Verringerns des Motorstroms durchgeführt, nachdem die vorbestimmte Standby-Zeit Tw1 verstrichen ist. Somit können die Operationen an den Gefühlseindruck bzw. das Empfinden des Fahrers angepasst durchgeführt werden.

Des weiteren wird die unterstützende Lenkkraft dem Lenkrad durch den Elektromotor aufgebracht. Um folglich ei ne plötzliche Änderung der unterstützenden Lenkkraft zu un terdrücken, kann die Steuerungscharakteristik während des Verringerns oder Erhöhens der Antriebskraft leicht festge legt werden.

Durch ein variables Gestalten der Standby-Zeit Tw1, wenn die verbleibende Restzeit der Batterie klein ist oder wenn elektrisches Zubehör angesteuert wird, wird der Pro zess des allmählichen Verringerns des Motorstroms unmittel bar ausgeführt. Da die Zeit verkürzt ist, während welcher die Ansteuerungskraft des Elektromotors aufrechterhalten wird, wenn der Motor automatisch gestoppt wird, kann Elek trizität gespart werden. Obwohl die Ausführung sowohl des Prozesses des allmählichen Verringerns des Motorstroms (Schritt 114) als auch des Prozesses des allmählichen Erhö hens des Motorstroms (Schritt 115) bezüglich der Ausfüh rungsform beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und es kann auch lediglich einer der Prozesse ausgeführt werden.

Bezüglich einer zweiten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung wird eine hydraulische Servolenkvorrichtung zur Einstellung einer unterstützenden Lenkkraft beschrie ben, welche dem Lenkrad durch eine hydraulische Kraft auf gebracht wird. Zuerst wird eine herkömmliche hydraulische Servolenkvorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 10A und 10B beschrieben. Fig. 10A stellt keine Lenkeingabe dar, und es wird keine unterstützende Lenkkraft aufgebracht. Fig. 10B stellt eine Lenkeingabe dar, und es wird eine unter stützende Lenkkraft aufgebracht.

Wie in Fig. 10A dargestellt enthält die hydraulische Servolenkvorrichtung: eine Servolenkpumpe (hiernach als PS- Pumpe (power steering pump) bezeichnet) 8 zum Ausströmen eines hydraulischen Fluids zur Erzeugung einer unterstüt zenden Lenkkraft; einen doppelt wirkenden Zylinder (double acting cylinder) 11, welchem das hydraulische Fluid von der PS-Pumpe 8 zugeführt wird und welcher eine unterstützende Lenkkraft im Ansprechen auf den Betrieb des Lenkrads aus gibt; und ein Steuerungsventil 15 zum Umschalten eines Zu stands des dem doppelt wirkenden Zylinder 11 zuzuführenden hydraulischen Fluids durch Verschieben eines Spulenventils (spool valve) 10 entsprechend der Lenkeingabe.

In einem Ventilgehäuse 14 des Steuerungsventils 15 sind ein Einlassport P, aus welchem das von der PS-Pumpe aus strömende hydraulische Fluid fließt, Zuführungsports C₁ und C₂ zum Zuführen des hydraulischen Fluids dem doppelt wir kenden Zylinder 11 und Abflussports T₁ und T₂ zum Zurück führen des hydraulischen Fluids in einen Öltank 9 gebildet.

Der doppelt wirkende Zylinder 11 ist mit einer Zahn stange 12 versehen, welche im Ansprechen auf das über die Zuführungsports C₁ und C₂ des Steuerungsventils 15 zuge führte hydraulische Fluid verschoben wird.

Wenn bei der wie oben beschrieben konstruierten hydrau lischen Servolenkvorrichtung keine Lenkeingabe vorliegt und das Spulenventil 10 sich in der neutralen Position befin det, wird das von der PS-Pumpe 8 zugeführte hydraulische Fluid über den Einlassport P zugeführt. Da der Einlassport P und die Abflussports T₁ und T₂ miteinander kommunizieren, wird das hydraulische Fluid dem Öltank 9 über die Abfluss ports T₁ und T₂ zurückgeführt. Als Ergebnis wird eine un terstützende Lenkkraft nicht der Zahnstange 12 des doppelt wirkenden Zylinders 11 aufgebracht.

Demgegenüber stellt Fig. 10B einen Zustand dar, bei welchem das Spulenventil 10 des Steuerventils 15 lediglich um X infolge der Lenkeingabe verschoben wird. Wegen dieser Verschiebung des Spulenventils 10 wird der kommunizierende Zustand des Einlassports P, der Abflussports T₁ und T₂ und des Zuführungsports C₁ unterbrochen. Da eine Kammer A des doppelt wirkenden Zylinders 11 daher mit dem hydraulischen Fluid gefüllt wird, welches von der PS-Pumpe 8 über den Einlassport P und den Zuführungsport C₂ zugeführt wird, wird der Druck in der Kammer A hoch. Zu diesem Zeitpunkt kommuniziert durch die Verschiebung des Spulenventils 10 eine Kammer B in dem doppelt wirkenden Zylinder 11 mit dem Abflussport T₁ über den Zuführungsport C₁. Folglich kehrt das hydraulische Fluid in der Kammer B zu dem Öltank 9 über den Zuführungsport C₁ und den Abflussport T₁ zurück. Als Ergebnis wird der Druck in der Kammer B niedrig. Da der Druck in der Kammer A hoch ist und der Druck in der Kammer B niedrig ist, wird die unterstützende Lenkkraft auf die Zahnstange 12 aufgebracht.

Wenn jedoch bei einer derartigen hydraulischen Servo lenkvorrichtung der Motor während des Lenkens automatisch gestoppt wird, stoppt die PS-Pumpe 8, das in den doppelt wirkenden Zylinder 11 gefüllte hydraulische Fluid fließt umgekehrt in die PS-Pumpe 8 über den Einlassport P, die un terstützende Lenkkraft geht plötzlich verloren, und der Fahrer spürt eine fremdartige Empfindung. Wenn während des Lenkens der Motor erneut automatisch gestartet wird, wird der doppelt wirkende Zylinder 11 plötzlich mit dem hydrau lischen Fluid durch die PS-Pumpe 8 gefüllt, es wird die un terstützende Lenkkraft aufgebracht, und in einigen Fällen verspürt der Fahrer wiederum eine fremdartige Empfindung.

Jedoch ist bei der zweiten Ausführungsform ein Rück schlagventil 16 zum Verhindern eines Rückflusses des hy draulischen Fluids von dem Steuerventil 15 zu der PS-Pumpe 8 zwischen dem Steuerventil 15 und der PS-Pumpe 8 wie in Fig. 11 dargestellt vorgesehen. Des weiteren ist ein Zwi schenspeicher 17 zum Speichern des aus der PS-Pumpe 8 aus strömenden hydraulischen Fluids zwischen dem Rückschlagven til 16 und dem Steuerventil 15 vorgesehen.

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Das Rückschlagventil 16 und der Zwischenspeicher 17 un terstützen die Lenkkrafteinstellungseinrichtung der Erfin dung. Durch Vorsehen des Rückschlagventils 16 wie oben be schrieben wird sogar dann, wenn die PS-Pumpe 8 durch einen automatischen Stopp des Motors gestoppt wird, der Rückfluss des hydraulischen Fluids zu der PS-Pumpe 8 durch das Rück schlagventil 16 verhindert, so dass verhindert werden kann, dass die unterstützende Lenkkraft plötzlich verloren wird.

Da danach das hydraulische Fluid allmählich durch eine Lücke zwischen dem Ventilgehäuse 14 und dem Spulenventil 10 zu den Abflussports T₁ und T₂ fließt, verringert sich die unterstützende Lenkkraft allmählich. Wenn durch Bereitstel len des Zwischenspeichers 17 der Motor automatisch erneut gestartet wird, wird der Druck des hydraulischen Fluids, welches plötzlich aus der PS-Pumpe 8 ausströmt, durch den Zwischenspeicher 17 absorbiert, und es wird das hydrauli sche Fluid dem doppelt wirkenden Zylinder 11 mit einer Än derung in der Zeit zugeführt, wodurch ermöglicht wird, dass die unterstützende Lenkkraft sich allmählich erhöht.

Wenn wie oben beschrieben bei dieser Ausführungsform der Motor automatisch gestoppt wird, wird durch Hemmen des Rückflusses zu der PS-Pumpe 8 mit dem Rückschlagventil 16 verhindert, dass eine unterstützende Lenkkraft plötzlich verloren wird. Folglich spürt der Fahrer nicht ein fremdar tiges Empfinden.

Durch Treffen von Vorkehrungen, dass der Zwischenspei cher 17 den Druck des hydraulischen Fluids absorbiert, wel ches plötzlich aus der PS-Pumpe 8 ausströmt, nach dem auto matischen erneuten Start des Motors, um den Druck mit der Zeit veränderlich zu machen, kann die unterstützende Lenk kraft allmählich erhöht werden, so dass der Fahrer nicht ein fremdartiges Empfinden spürt.

Wie in Fig. 12 dargestellt kann anstelle des Rück schlagventils 16 oder des Zwischenspeichers 17 ein Druck einstellungsventil 19 (entsprechend einer möglichen unter stützenden Lenkkrafteinstellungseinrichtung der Erfindung) zwischen der PS-Pumpe 8 und dem Steuerventil 15 angeordnet werden. Durch Einstellen des Druckeinstellungsventils 19, wenn der Motor automatisch gestoppt oder erneut gestartet wird, kann das hydraulische Fluid allmählich verringert oder erhöht werden. Während sich die oben beschriebenen Ausführungsformen auf Beispiele der Verwendung der vorlie genden Erfindung beziehen, versteht es sich, dass die vor liegende Erfindung auf andere Verwendungen, Modifizierungen und Veränderungen desselben Gegenstands angewandt werden kann und nicht auf die hierin befindliche Offenbarung be schränkt ist.

Vorstehend wurde ein Servolenkkontroller offenbart, welcher eine plötzliche Änderung einer unterstützenden Lenkkraft unterdrückt, wenn ein Motor während der Lenkung automatisch gestoppt oder gestartet wird. Eine Betriebsart der gewöhnlichen Steuerung, eine Betriebsart des automati schen Motorstopps und eine Betriebsart des erneuten Starts des Motors wird von einem festgelegten "fmode" bestimmt. Wenn die Betriebsart des automatischen Motorstopps bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem nächsten Schritt, bei welchem ein Prozess des allmählichen Verringerns des Motorstroms in Verbindung mit einem automatischen Motor stopp ausgeführt wird. Wenn die Betriebsart des erneuten Starts des Motors bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem nächsten Schritt, bei welchem ein Prozess des all mählichen Erhöhens des Motorstroms in Verbindung mit einem erneuten Start des Motors durchgeführt wird. Wenn die Be triebsart der gewöhnlichen Steuerung bestimmt wird, begibt sich das Programm zu einem Schritt, um eine gewöhnliche Servolenksteuerung durchzuführen.

Claims

1. Servolenkkontroller für ein Fahrzeug, wobei das Fahr zeug mit einem automatischen Motorkontroller (1) zum auto matischen Stoppen und erneuten Starten eines Motors des Fahrzeugs, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt werden, versehen ist, wobei der Servolenkkontroller eine dem Lenk rad des Fahrzeugs aufgebrachte unterstützende Lenkkraft einstellt, und wobei der Servolenkkontroller eine unterstützende Lenkkrafteinstellungseinrichtung (114, 115, 16, 17, 19) aufweist, welche eine plötzliche Än derung der dem Lenkrad aufzubringenden unterstützenden Lenkkraft unterdrückt, wenn der Motor des Fahrzeugs automa tisch stoppt oder startet.

2. Servolenkkontroller, welchem ein auf einen automati schen Stopp oder erneuten Start eines Motors bezogenes Steuersignal zugeführt wird und welcher eine dem Lenkrad des Fahrzeugs aufzubringende unterstützende Lenkkraft auf der Grundlage des Steuersignals einstellt, wobei der Servo lenkkontroller eine unterstützende Lenkkrafteinstellungseinrichtung (114, 115, 16, 17, 19) aufweist, welche eine plötzliche Än derung in der dem Lenkrad aufgebrachten unterstützenden Lenkkraft entsprechend dem Steuersignal unterdrückt.

3. Servolenkkontroller nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die unterstützende Lenkkraft durch eine An triebskraft eines Elektromotors (5) aufgebracht wird und die unterstützende Lenkeinstellungseinrichtung eine plötzliche Änderung der unterstützenden Lenkkraft durch Steuern der Antriebskraft unterdrückt.

4. Servolenkkontroller nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Antriebskraft des Elektromotors (5) sich allmählich verringert, wenn der Motor des Fahrzeugs automa tisch stoppt.

5. Servolenkkontroller nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass sich die Antriebskraft des Elektromotors (5) allmählich erhöht, wenn der Motor des Fahrzeugs automatisch erneut startet.

6. Servolenkkontroller nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die dem Lenkrad aufgebrachte unterstützende Lenkkraft durch einen Druck von dem hydraulischen Fluid ge bildet wird, welches aus einer hydraulischen Pumpe zuge führt wird, und ein Rückschlagventil zum Hemmen eines Rückflusses des hydraulischen Fluids zu der hydraulischen Pumpe als die un terstützende Lenkkrafteinstellungseinrichtung verwendet wird.

7. Servolenkkontroller nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die dem Lenkrad aufgebrachte unterstützende Lenkkraft durch einen Druck von dem hydraulischen Fluid ge bildet wird, welches von einer hydraulischen Pumpe zuge führt wird; und ein Zwischenspeicher (17) zum Speichern des hydrauli schen Fluids, welches von der hydraulischen Pumpe zugeführt wird, die unterstützende Lenkkrafteinstellungseinrichtung ist.

8. Servolenkkontroller nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die dem Lenkrad aufgebrachte unterstützende Lenkkraft durch einen Druck von einem hydraulischen Fluid gebildet wird, welches von einem hydraulischen Motor zuge führt wird; und ein Druckeinstellungsventil (19) zur Einstellung des Drucks des hydraulischen Fluids die unterstützende Lenk krafteinstellungseinrichtung ist.

9. Servolenkkontroller nach Anspruch 1, des weiteren ge kennzeichnet durch eine Bestimmungseinrichtung, welche be stimmt, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, seitdem der Motor automatisch gestoppt hat; und
wobei eine unterstützende Lenkkraft dann, wenn der Mo tor automatisch stoppt, aufrechterhalten wird, bis die Be stimmungseinrichtung bestimmt, dass die vorbestimmte Zeit verstrichen ist; und
ein Prozess zur Unterdrückung einer plötzlichen Ände rung in der unterstützenden Lenkkraft durchgeführt wird, wenn bestimmt worden ist, dass die vorbestimmte Zeit ver strichen ist.

10. Servolenkkontroller nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die vorbestimmte Zeit auf der Grundlage we nigstens des Ladezustands einer Fahrzeugbatterie oder eines Ansteuerungszustands eines auf dem Fahrzeug angebrachten Zubehörteils sich ändert.

11. Servolenkkontroller für ein Fahrzeug, wobei das Fahr zeug ein Lenksystem und ein Lenkgetriebe besitzt, wobei der Servolenkkontroller:
eine automatische Motorsteuerung (1);
einen Elektromotor (5), welcher sich mechanisch mit dem Lenkgetriebe im Eingriff befindet, um das Lenkgetriebe beim Betätigen des Lenksystems zu unterstützen, und
eine ECU (2) aufweist, welche eine Mehrzahl von Si gnaleingängen empfängt, wobei die ECU (2) ein Signal einer automatischen Motorsteuerung von der automatischen Motor steuerung (1) empfängt, welches anzeigt, ob sich der Motor in einem automatischen Stoppzustand befindet, wobei die ECU (2) einen Motorantriebsstrom auf der Grundlage des Signals der automatischen Motorsteuerung und des Signaleingangs be rechnet, wobei die ECU (2) den Elektromotor (5) instruiert das Lenkgetriebe auf der Grundlage des Motorantriebsstroms zu betätigen und zu unterstützen.

12. Servolenkkontroller nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass die in der Mehrzahl vorkommenden Eingänge ein Lenkdrehmomentsignal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssi gnal, ein Temperatursignal und ein Drehwinkelsignal, einen Sollmotorstrom und einen aktuellen Motorstrom beinhalten.

13. Verfahren zum Betätigen eines Lenksystems eines Fahr zeugs, wobei das Fahrzeug einen Motor aufweist, mit den Schritten:
Lesen eines Signals der automatischen Motorsteuerung, welches anzeigt, ob der Motor sich in einem automatisch eingeschalteten oder abgeschalteten Zustand befindet;
Lesen einer Mehrzahl von Eingängen;
Berechnen eines Motorantriebsstroms auf der Grundlage des Signals der automatischen Motorsteuerung und der Si gnaleingänge;
Instruieren eines Elektromotors (5) das Lenksystem des Fahrzeugs auf der Grundlage des Motorantriebsstroms zu be tätigen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Mehrzahl vorkommenden Eingänge ein Lenk drehmomentsignal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein Temperatursignal und ein Drehwinkelsignal, einen Sollmotor strom und einen tatsächlichen Motorstrom beinhalten.