DE102005055629A1 - Servolenkungsvorrichtung - Google Patents

Servolenkungsvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102005055629A1
DE102005055629A1 DE102005055629A DE102005055629A DE102005055629A1 DE 102005055629 A1 DE102005055629 A1 DE 102005055629A1 DE 102005055629 A DE102005055629 A DE 102005055629A DE 102005055629 A DE102005055629 A DE 102005055629A DE 102005055629 A1 DE102005055629 A1 DE 102005055629A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electric motor
power steering
steering apparatus
pump
detection circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005055629A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaki Atsugi Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE102005055629A1 publication Critical patent/DE102005055629A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

In einer Servolenkungsvorrichtung ist ein hydraulischer Kraftstellzylinder ausgelegt, um eine Lenkkraft einer Lenkvorrichtung, die mit lenkbaren Rädern verbunden ist, zu unterstützen. Eine Pumpe dient zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern des hydraulischen Kraftstellzylinders, ein Elektromotor zum Antreiben der Pumpe, ein Drehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung, ein Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis zum Erfassen eines Betriebslastzustands der Pumpe auf der Grundlage einer Viskositätswiderstandscharakteristik eines Arbeitsöls und ein Elektromotor-Steuerschaltkreis zum Ausgeben eines Antriebssignals an den Motor auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor und des Betriebslastzustands der Pumpe.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkungsvorrichtung, welche eine Lenkbetätigung eines Fahrzeugfahrers mittels einer Hydraulik unterstützt.
  • Die japanische Patentanmeldungs-Erstveröffentlichung Nr. 2000-142434, veröffentlicht am 23. Mai 2000, dient als Beispiel für eine früher vorgeschlagene Servolenkungsvorrichtung. In der offenbarten Servolenkungsvorrichtung wird ein Antriebsstrom, der durch einen Elektromotor fließt, erfasst, ein Temperaturanstieg entsprechend einer Wärmeerzeugungsmenge eines Antriebselements, der sich aufgrund dieses Antriebsstroms pro Zeiteinheit entwickelt, wird aus diesen Daten bestimmt, summiert den Temperaturanstieg in Form von Zeit, um einen Temperaturanstiegswert in Bezug auf eine Öltemperatur abzuleiten, und die Öltemperatur wird aus diesem Temperaturanstiegswert und einer Temperatur des Antriebselements geschätzt.
  • Jedoch wird bei der früher vorgeschlagenen Servolenkungsvorrichtung eine tatsächliche Öltemperatur leicht durch eine Umgebungstemperatur usw. beeinträchtigt, und somit kann die Öltemperatur nicht ausreichend genau geschätzt werden.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkungsvorrichtung bereitzustellen, bei der eine Schätzgenauigkeit der Öltemperatur verbessert wird und die eine angemessene Bereitstellung einer Lenkkraftunterstützung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1, 21 und 25 gelöst, die jeweiligen Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, die folgendes umfasst: einen hydraulischen Kraftstellzylinder für eine Lenkkraftunterstützung einer Lenkvorrichtung, die mit lenkbaren Rädern verbunden ist; eine Pumpe zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern des hydraulischen Kraftstellzylinders; einen Elektromotor zum Antreiben der Pumpe; einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung; einen Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis zum Erfassen eines Betriebslastzustands der Pumpe auf der Grundlage einer Viskositätswiderstandscharakteristik eines Arbeitsöls; und einen Elektromotor-Steuerschaltkreis zum Ausgeben eines Antriebssignals an den Motor auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor und des Betriebslastzustands der Pumpe.
  • Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, die folgendes umfasst: einen hydraulischen Kraftstellzylinder für eine Lenkkraftunterstützung einer Lenkvorrichtung, die mit lenkbaren Rädern verbunden ist; eine Pumpe zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern des hydraulischen Kraftstellzylinders; einen Elektromotor zum Antreiben der Pumpe; einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung; einen Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis zum Erfassen eines Betriebslastzustands der Pumpe; einen Viskositätswiderstandscharakteristik-Schätzschaltkreis zum Schätzen einer Viskositätswiderstandscharakteristik eines Arbeitsöls auf der Grundlage des Betriebslastzustands der Pumpe; und einen Elektromotor-Steuerschaltkreis zum Ausgeben eines Antriebssignals an den Elektromotor auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor und eines die Viskositätswiderstandscharakteristik angebenden Signals vom Viskositätswiderstandscharakteristik-Schätzschaltkreis.
  • Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, die folgendes umfasst: einen hydraulischen Kraftstellzylinder für eine Lenkkraftunterstützung einer Lenkvorrichtung, die mit lenkbaren Rädern verbunden ist; eine Pumpe zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern des hydraulischen Kraftstellzylinders; einen Elektromotor zum Antreiben der Pumpe; einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung; einen Umdrehungszustand-Erfassungsschaltkreis zum Erfassen eines Umdrehungszustandes des Elektromotors; einen Basissteuervariablen-Berechnungsschaltkreis, der eine Basissteuervariable des Elektromotors auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor berechnet; einen Korrekturschaltkreis zum Korrigieren der Basissteuervariablen auf der Grundlage eines die Viskositätswiderstandscharakteristik angebenden Signals vom Viskositätswiderstandscharakteristik-Schätzschaltkreis; und einen Elektromotor-Steuerschaltkreis zum Ausgeben der durch den Korrekturschaltkreis korrigierten Basissteuervariablen als ein Elektromotor-Steuersignal an den Elektromotor.
  • Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht unbedingt alle notwendigen Merkmale, so dass die vorliegende Erfindung auch eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen
  • 1 eine grobe Systemkonfigurationsansicht eines Servolenkungssystems eines Fahrzeugs zeigt, bei dem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist,
  • 2 ein Steuerblockdiagramm einer in 1 gezeigten Steuereinheit (ECU) ist,
  • 3 eine Zuordnung zeigt, die ein Verhältnis zwischen einer Drehzahlcharakteristik eines Elektromotors und einer Öltemperatur darstellt,
  • 4 eine Systemkonfigurationsansicht zeigt, die die Berechnung der Basissteuervariablen und der Öltemperatur darstellt,
  • 5 eine Zuordnung zeigt, die ein Verhältnis zwischen einer Öltemperatur und einem Korrekturkoeffizienten darstellt,
  • 6 eine Charakteristikkurve zeigt, die eine Charakteristik einer Transferfunktion in Bezug auf die Öltemperatur darstellt,
  • 7 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Hauptablauf einer Lenkkraftunterstützungs-Steuerprozedur darstellt,
  • 8 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Ablauf einer Öltemperatur-Schätzprozedur im Flussdiagramm der 7 darstellt,
  • 9 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Ablauf einer Lenkkraftunterstützungs-Steuerprozedur im Flussdiagramm der 7 darstellt, und
  • 10 eine Zeitablauf kurve zeigt, die eine Steuervariablen-Einstellsteuerung gemäß der Öltemperatur darstellt.
  • Nachfolgend wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
  • Systemkonfiguration eines Servolenkungssystems
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben. 1 zeigt eine Systemkonfigurationsansicht eines Servolenkungssystems eines Fahrzeugs, bei dem eine Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. Ein Lenkrad 1 ist über eine Welle 2 und ein Ritzel 3 mit einer Zahnstangenachse 4 verbunden. Ein Drehmomentsensor 5 (eine Lenkkraft-Erfassungseinrichtung bzw. ein Lenkkraft-Erfassungsschaltkreis) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments, das von einem Fahrer des Fahrzeugs ausgeübt wird, ist auf der Welle 2 installiert. Ein Drehmomentsignal wird vom Drehmomentsensor 5 an eine Steuereinheit 100 ausgegeben. Eine Servolenkungsvorrichtung zur Unterstützung der Bewegung der Zahnstangenachse 4 gemäß dem vom Fahrer ausgeübten Lenkdrehmoment ist auf der Zahnstangenachse 4 angeordnet. In der Servolenkungsvorrichtung ist eine Umkehrpumpe 10, die mit einem Elektromotor M angetrieben wird, und ein hydraulischer Kraftstellzylinder 6 zum Bewegen der Zahnstangenachse 4 nach links und nach rechts installiert. Ein Kolben 7, der axial beweglich ist, ist im Inneren dieses Kraftstellzylinders 6 angeordnet. Dieser Kolben 7 definiert eine erste Zylinderkammer 6a und eine zweite Zylinderkammer 6b im hydraulischen Kraftstellzylinder 6. Jedes Ende der Zahnstangenachse 4 ist z. B. mittels einer Spurstange mit einem lenkbaren Rad verbunden.
  • Die erste Zylinderkammer 6a ist mit einem ersten Öldurchgang 21 verbunden. Der erste Öldurchgang 21 ist über einen dritten Öldurchgang 25 mit einer Pumpe 10 verbunden. Zusätzlich ist die zweite Zylinderkammer 6b mit einem zweiten Öldurchgang 22 verbunden. Der zweite Öldurchgang 22 und die Pumpe 10 sind über einen vierten Öldurchgang 26 miteinander verbunden. Erste und zweite Ölzufuhrdurchgänge 23 und 24 sind am dritten bzw. vierten Öldurchgang 25 bzw. 26 installiert und mit entsprechenden Vorratstanks 8 verbunden.
  • Ansaug-Rückschlagventile 31, 32 sind am ersten und zweiten Ölzufuhrdurchgang 23 und 24 installiert, um einen Rückfluss des Arbeitsöls zu den jeweiligen Vorratstanks 8 zu verhindern. Wenn eine Menge des Arbeitsöls im ersten und zweiten Öldurchgang 21, 22 unzureichend wird, kann Arbeitsöl von den Vorratstanks 8 zusätzlich zu diesen Öldurchgängen 21, 22 zugeführt werden.
  • Außerdem sind der erste und der zweite Öldurchgang 21, 22 jeweils mit einem ersten bzw. einem zweiten Verbindungsdurchgang 27, 28 verbunden. Der erste und der zweite Verbindungsdurchgang 27, 28 sind mit Rückschlagventilen 33, 34 versehen, um nur das Fließen in Richtung zu einem Verbindungsteil (oder einer Verbindungsstelle) 29a zu erlauben. Weiterhin ist das Verbindungsteil 29a mit dem entsprechenden Vorratstank 8 verbunden oder von diesem getrennt, über einen Öldurchgang 29, der mit einem normalerweise offenen elektromagnetischen Ventil 30 gemäß einem offenen Ventilzustand oder einem geschlossenen Ventilzustand des elektromagnetischen Ventils 30 verbunden ist. Das normalerweise offene elektromagnetische Ventil 30 ist zu normalen Zeiten unterbrochen und wird geöffnet, wenn ein Ausfall im Lenksystem auftritt, um eine manuelle Lenkung zu ermöglichen.
  • Verschiedene Arten von Signalen vom Drehmomentsensor 5, von einem Zündschalter 12 usw. werden in eine Steuereinheit (ECU) 100 eingegeben. Die Lenkkraft wird von der Steuereinheit 100 auf der Grundlage dieser verschiedenen Arten von Signalen bestimmt. Ein Befehlssignal (Steuersignal) wird von der Steuereinheit 100 an den Motor M und das elektromagnetische Ventil 30 ausgegeben. Ein Motordrehzahlsignal von einem Motordrehzahlsensor und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor werden in die Steuereinheit 100 eingegeben.
  • Aufbau der Steuerung der Steuereinheit
  • 2 zeigt ein Steuerblockdiagramm einer Steuereinheit (ECU) 100. Die Steuereinheit (ECU) 100 umfasst einen Motordrehzahl-Erfassungsabschnitt 110 (einen Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis bzw. eine Umdrehungszustands-Erfassungseinrichtung), einen Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 (einen Öltemperatur-Schätzschaltkreis bzw. eine Öltemperatur-Schätzeinrichtung), einen Basissteuervariablen-Berechnungsabschnitt 130, einen Pseudobefehls-Steuervariablen-Erzeugungsabschnitt 140, einen Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150, einen Unterstützungsstart-Bestimmungsabschnitt 160, einen Steuerausgabe-Umschaltabschnitt 170, einen Motorantriebsabschnitt 180 (einen Elektromotor-Steuerschaltkreis bzw. eine Elektromotor-Steuereinrichtung) und einen Elektromagnetventil-Antriebsabschnitt 190.
  • Der Motordrehzahl-Erfassungsabschnitt 110 gibt einen Stromwert, der in den Motor M fließt, und einen Spannungswert, der über dem Motor M angelegt ist, ein, schätzt eine Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit (eine Drehzahl) ωm des Motors M auf der Grundlage des Stromwerts und des Spannungswerts, und gibt eine geschätzte Drehzahl ωm an den Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 und den Unterstützungsstart-Bestimmungsabschnitt 160 aus. Ein Drehzahlsensor kann weggelassen werden, indem die Drehzahl (oder die Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit) des Motors M auf der Grundlage des oben beschriebenen Stromwerts und Spannungswerts geschätzt wird. Es sei angemerkt, dass eine Last am Motor M steigt und die Drehzahl abnimmt, wenn die Öltemperatur sinkt und der Viskositätswiderstand des Arbeitsöls dementsprechend höher wird. Wenn andererseits die Öltemperatur steigt und der Viskositätswiderstand geringer wird, wird die Last am Motor M kleiner und die Drehzahl des Motors M steigt.
  • Es sei ebenfalls angemerkt, dass, in einem Fall, wenn der Motor M ein bürstenloser Gleichstrommotor ist, eine Umdrehungsanzahl des Motors durch einen Positionssensor erfasst werden kann, der schon an sich in dieser Art von bürstenlosem Motor eingebaut ist, wie z. B. ein Hall-Sensor. Somit kann die Drehzahl des Motors genau erfasst werden. Der Hall-Sensor (Positionssensor) erfasst eine Umdrehungsposition einer Ausgangswelle des bürstenlosen Gleichstrommotors. Im Falle eines Gleichstrom-Bürstenmotors kann die Umdrehungsanzahl auf der Grundlage des Motorstroms und der Motorspannung geschätzt werden, wie im Falle des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels. Zusätzlich kann der Drehzahlsensor, wie ein Geber (Encoder) oder ein Drehmelder, verwendet werden, um die Drehzahl (oder Umdrehungsanzahl) des Motors M direkt zu erfassen. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere nicht darauf beschränkt.
  • Der Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 gibt die Motordrehzahl ωm vom Motordrehzahl-Erfassungsabschnitt 110 ein und gibt einen Wert der Öltemperatur T des Arbeitsöls auf der Grundlage des Werts der Drehzahl (der Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit) ωm von einer in der Steuereinheit 100 voreingestellten Öltemperatur-/Viskositätszuordnung an den Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150 aus.
  • Der Basissteuervariablen-Berechnungsabschnitt 130 berechnet eine Basissteuervariable S0 auf der Grundlage des eingegebenen Lenkdrehmoments und gibt eine berechnete Basissteuervariable an den Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150 aus.
  • Der Pseudobefehl-Steuervariablen-Erzeugungsabschnitt 140 erzeugt eine Pseudobefehl-Steuervariable Sx des Motors M, die verwendet wird, wenn die Temperatur des Arbeitsöls (Öltemperatur) geschätzt wird, wie später beschrieben wird, und gibt eine Pseudobefehl-Steuervariable Sx an den Steuerausgabe-Umschaltabschnitt 170 aus. Es sei angemerkt, dass die Pseudobefehl-Steuervariable Sx eine Bereitstellung einer konstanten Steuervariablen für den Motor M ist, um die Anzahl der Umdrehungen ωm (pro Zeiteinheit) des Motors M zu erfassen (oder zu schätzen).
  • Der Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150 führt eine Korrektur der Basissteuervariablen S0 auf der Grundlage der vom Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 eingegebenen geschätzten Öltemperatur T und gibt eine korrigierte Steuervariable S1 zum Steuerausgabe-Umschaltabschnitt 170 aus. Zusätzlich wird nach einer Ausführung der Korrektur der Basissteuervariablen ein Korrekturendflag F0 an den Unterstützungsstart-Bestimmungsabschnitt 160 ausgegeben.
  • Der Unterstützungsstart-Bestimmungsabschnitt 160 führt eine Lenkunterstützungs-Startbestimmung mittels der Servolenkungsvorrichtung auf der Grundlage eines Zündsignals (Zündschalter-EIN-Signal) vom Zündschalter 12 durch und gibt ein Unterstützungsdrehmoment-Ausgabeermöglichungs-Bestimmungsflag Fen an den Steuerausgabe-Umschaltabschnitt 170 auf der Grundlage der Drehzahl (Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit) ωm und eines vom Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150 eingegebenen Korrekturendflags F0 aus.
  • Der Steuerausgabe-Umschaltabschnitt 170 schaltet entweder die Pseudebefehl-Steuervariable Sx oder die korrigierte Basissteuervariable S1 und gibt diese auf der Grundlage eines Status des Unterstützungsdrehmoment-Ausgabeermöglichungs-Bestimmungsflags Fen aus und er gibt eine Motorsteuervariable Sm und eine Elektromagnetventil-Steuervariable Sd an den Motor M bzw. das elektromagnetische Ventil 30 aus.
  • Der Motorantriebsabschnitt 180 treibt den Motor M auf der Grundlage der Motorsteuervariablen Sm. Der Elektromagnetventil-Antriebsabschnitt 190 treibt das elektromagnetische Ventil 30 auf der Grundlage einer Elektromagnetventil-Steuervariablen Sd und versetzt das elektromagnetische Ventil 30 in einen offenen Ventilzustand, wenn ein Umdrehungszustand des Motors M erfasst wird. Wenn sich das elektromagnetische Ventil 30 im offenen Zustand befindet, befindet sich das Arbeitsöl innerhalb des in 1 gezeigten Hydraulikkreislaufs in einem Zirkulationszustand. Somit wird eine Last eines Viskositätswiderstands des Arbeitsöls, das am Zylinder 6 eingesetzt wird, nicht auf die Last des Motors M reflektiert. Somit kann eine reine (oder wahre) Viskositätswiderstandscharakteristik des Arbeitsöls erfasst werden.
  • Schätzung der Öltemperatur mittels einer Motordrehzahl
  • 3 ist eine Zuordnung, welche ein Verhältnis zwischen einer Drehzahlcharakteristik des Motors M und der Öltemperatur darstellt. Der im Steuerblockdiagramm der 2 gezeigte Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 schätzt die Öltemperatur T gemäß dieser in 3 gezeigten Zuordnung. Wenn die Drehzahl des Motors M steigt, wird angezeigt, dass die Umdrehungslast des Motors M niedrig ist. Das heißt, wenn die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit (Drehzahl) des Motors M steigt von ω2 → ω1 → ω0, kann bestimmt werden, dass die Viskosität (der Widerstand) des Arbeitsöls sinkt und somit die Öltemperatur T steigt, bei der gleichen Steuervariablen Sa.
  • Berechnung der Steuervariablen
  • 4 zeigt eine Systemkonfigurationsansicht, welche die Berechnungen der Basissteuervariablen S0 und der korrigierten Steuervariablen S1 darstellt. Im Basissteuervariablen-Berechnungsabschnitt 130 und im Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150, die im Blockdiagramm der 2 gezeigt sind, werden die Basissteuervariable S0 und die korrigierte Steuervariable S1 des Motors M und des elektromagnetischen Ventils 30 aus dem Lenkdrehmoment, das durch den Drehmomentsensor 5 erfasst wird, berechnet.
  • Der Basissteuervariablen-Berechnungsabschnitt 130 ist mit einem Tiefpassfilter LPF und einem Hochpassfilter HPF ausgestattet. Die Zugewinne KL, KH werden mit dem eingegebenen Lenkdrehmoment multipliziert und bei einem Addierer summiert, um die Basissteuervariable S0 abzuleiten.
  • Der Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150 setzt einen Öltemperatur-Korrekturgewinn G1 auf der Grundlage der geschätzten Öltemperatur T und multipliziert den Öltemperatur- Korrekturgewinn G1 mit der Basissteuervariablen S0, um die korrigierte Steuervariable S1 abzuleiten. Eine voreingestellte Öltemperatur-Korrekturkoeffizient-Zuordnung (siehe 5) kann zum Festlegen des Öltemperatur-Korrekturgewinns G1 verwendet werden, oder alternativ kann G1 eine Transferfunktion (siehe 6) sein. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
  • Einstellung des Korrekturkoeffizienten
  • 5 zeigt eine Zuordnung, welche ein Verhältnis zwischen der Öltemperatur und dem Öltemperatur-Korrekturkoeffizienten G1 darstellt. Wenn die Öltemperatur steigt, wird der Korrekturkoeffizient G1 angehoben und so festgelegt, dass er eine Last des Motors M aufgrund eines Reibungsverlustes zusammen mit einem Viskositätsanstieg des Arbeitsöls während der niedrigen Temperatur ausgleicht.
  • 6 zeigt eine Charakteristikkurve, welche eine Charakteristik der oben beschriebenen Transferfunktion G1 in Bezug auf die Öltemperatur darstellt. In dieser in 6 dargestellten Charakteristikkurve wird zusätzlich zum Korrekturgewinn G1 eine Grenzfrequenz desselben gemäß der Öltemperatur verändert. Zusammen mit der niedrigeren Temperatur der Öltemperatur wird die Grenzfrequenz gemäß der Öltemperatur verändert. Ein Transfer der Grenzfrequenz in Richtung zu einer höheren Frequenz, wenn die Öltemperatur sinkt, ermöglicht, dass ein angenehmes Lenkgefühl bei einer niedrigen Öltemperatur erzielt wird.
  • Es sei angemerkt, dass gemäß einer individuellen (Körpercharakteristik) Differenz zwischen Motor M und Pumpe 10 die Last des Motors M während einer normalen (positiven) Umdrehung des Motors M und während einer umgekehrten (negativen) Umdrehung desselben verschieden ist. Somit neigt in einem Fall, wenn die gleiche Steuervariable in der normalen und der umgekehrten Umdrehungsrichtung an den Motor M ausgegeben wird, eine Lenkunterstützungsmenge in einer Umdrehungsrichtung, in welcher die Last des Motors M groß ist, dazu, unzureichend zu sein. Somit besteht eine Möglichkeit, dass ein Lenkgefühl während einer Lenkkraftunterstützung nach rechts und während einer Lenkkraftunterstützung nach links unterschiedlich ist.
  • Folglich erfasst der Motordrehzahl-Erfassungsabschnitt 110 die Umdrehungszustände beider Richtungen des Motors M, d. h. normal und umgekehrt. Der Steuervariablen-Korrekturabschnitt 150 berechnet die korrigierte Steuervariable S1 auf der Grundlage dieser normalen und umgekehrten Umdrehungseigenschaften. Auf diese Weise wird die Last des Motors M auf der Grundlage der individuellen (Körpercharakteristik) Differenz zwischen Motor M und Pumpe 10 erfasst und die Basissteuervariable S0 wird korrigiert, um eine korrigierte Steuervariable S1 bereitzustellen. Somit wird das Lenkgefühl während der Lenkung nach links und rechts einander angeglichen.
  • Lenkunterstützungs-Steuerprozedur
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Lenkunterstützungs-Steuerprozedur darstellt. Nachfolgend werden die Steuerinhalte jedes Schritts erläutert.
  • Hauptablauf
  • Wenn der Zündschalter 12 eingeschaltet wird, wird die in 7 gezeigte Prozedur gestartet. Bei einem Schritt S100 wird eine später beschriebene Öltemperatur-Schätzverarbeitung durchgeführt und die Routine geht weiter zu einem Schritt S200.
  • Bei Schritt S200 bestimmt die Steuereinheit 100, ob ein Korrekturflag F0 auf „1" gesetzt wird. Bei Antwort „JA" in Schritt S200, geht die Routine weiter zu einem Schritt S300. Bei Antwort „NEIN" in Schritt S200 kehrt die Routine zu Schritt S100 zurück, da das Korrekturflag F0 nicht gesetzt ist.
  • Bei Schritt S300 wird eine (Servo-)Unterstützungssteuerung ausgeführt und die Routine geht weiter zu einem Schritt S400.
  • Bei Schritt S400 bestimmt die Steuereinheit 100, ob ein Systemende der (Servo-)Unterstützungssteuerung angefordert wird. Bei Antwort „JA" in Schritt S400 wird die Steuerung beendet. bei Antwort „NEIN" in Schritt S400 kehrt die Routine zu Schritt S300 zurück.
  • Steuerverarbeitung der Öltemperaturschätzung
  • 8 zeigt ein genaues Flussdiagramm, das den Ablauf der Steuerverarbeitung der Öltemperaturschätzung bei dem in 7 gezeigten Schritt S100 darstellt. Als erstes gibt die Steuereinheit 101 in einem Schritt S101 eine Pseudobefehls-Steuervariable Sx aus und setzt die Motorkorrektur-Steuervariable S1 auf die Pseudobefehls-Steuervariable Sx und die Routine geht weiter zu einem Schritt S102.
  • In Schritt S102 setzt die Steuereinheit 100 die Motorsteuervariable Sm auf die korrigierte Steuervariable S1. Das heißt, die Motorsteuervariable Sm = Pseudobefehls-Steuervariable Sx (Sm ← Sx) und die Routine geht weiter zu einem Schritt S103.
  • In Schritt S103 bestimmt die Steuereinheit 100, ob eine vorbestimmte Zeit t ab einem Zeitpunkt, zu dem die Motorsteuervariable Sm an den Motor M ausgegeben wurde, verstrichen ist. Die vorbestimmte Zeit t ist eine Zeitdauer von einem Zeitpunkt t1 in einem Zeitdiagramm der 10 bis zu einem Zeitpunkt t2, der ebenfalls in 10 gezeigt ist, d. h. t = t2 – t1. Wenn die vorbestimmte Zeit t verstrichen ist, geht die Routine weiter zur einem Schritt S104. Wenn die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist (NEIN), wird die Steuerverarbeitung (Prozedur) der Öltemperaturschätzung beendet und die Routine springt zu Schritt S200 in 7.
  • In Schritt S104 ruft die Steuereinheit 100 die Motordrehzahl ωm ab und die Routine geht weiter zu einem Schritt S105.
  • In Schritt S105 setzt die Steuereinheit 100 die Steuervariable Sm des Motors M auf 0, um die Umdrehung des Motors zu stoppen, und die Routine geht weiter zur einem Schritt S106.
  • In Schritt S106 schätzt die Steuereinheit 100 die Öltemperatur aus einer Öltemperatur-Drehzahl-Zuordnung in 3 und die Routine geht weiter zu einem Schritt S107. Die Motorsteuervariable Sm wird entlang einer Querachse der 3 angezeigt und die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit (Motordrehzahl) ωm wird entlang der Längsachse der 3 angezeigt, mit der Öltemperatur als einem Parameter für jede Charakteristiklinie.
  • In Schritt S107 bestimmt die Steuereinheit 100 den Öltemperatur-Korrekturkoeffizienten (oder -zugewinn) G1 entweder aus der Öltemperatur-Korrekturkoeffizient-Zuordnung in 5 oder der Transferfunktions-Zuordnung (Tranfercharakteristik-Zuordnung) des Gewinns G1 in 6 und die Routine geht weiter zu einem Schritt S108.
  • In Schritt S108 bestimmt die Steuereinheit 100, ob die Drehzahl ωm des Motors M Null ist oder nicht. Bei Antwort „JA" in Schritt S108 geht die Routine weiter zu einem Schritt S109. Bei Antwort „NEIN" in Schritt S108 wird diese Öltemperatur-Schätzverarbeitung beendet und die Routine geht zu dem in 7 gezeigten Schritt S200.
  • In Schritt S109 setzt die Steuereinheit 100 das Korrekturendflag F0 auf „1", die Öltemperatur-Schätzverarbeitung wird beendet und die Routine geht weiter zu dem in 7 gezeigten Schritt S200.
  • Lenkunterstützungs-Steuerverarbeitung
  • 9 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Ablauf der Lenkunterstützungs-Steuerprozedur in Schritt S300 in 7 darstellt. In Schritt S301 ist die Elektromagnetventilgesteuerte Variable Sd ein Ventilschließbefehl und die Routine geht zu einem Schritt S302.
  • In einem Schritt S302 wird das Lenkdrehmomentsignal Td gelesen und die Routine geht zu einem Schritt S303.
  • In Schritt S303 berechnet die Steuereinheit 100 die Basissteuervariable S0 auf der Grundlage des Lenkdrehmoments Td und die Routine geht weiter zu Schritt S304.
  • In Schritt S304 liest die Steuereinheit 100 den Korrekturkoeffizienten (Zugewinn) G1 auf der Grundlage der Öltemperatur und berechnet die korrigierte Steuervariable S1, die eine Multiplikation der Basissteuervariablen S0 mit dem Korrekturkoeffizienten (Zugewinn) G1 ist, und die Routine geht weiter zu einem Schritt S305.
  • In Schritt S305 gibt die Steuereinheit 100 die Elektromagnetventil-Steuervariable Sd aus, um das normal offene, elektromagnetische Ventil 30 zu schließen und die Routine geht weiter zu einem Schritt S306.
  • In Schritt S306 gibt die Steuereinheit 100 die Motorsteuervariable Sm auf der Grundlage der korrigierten Steuervariablen S1 aus und die Routine geht zu einem Schritt S307.
  • In Schritt S307 führt die Steuereinheit 100 die Antriebssteuerung des Motors M durch und die Routine geht weiter zu einem Schritt S308.
  • In Schritt S308 führt die Steuereinheit 100 die Antriebssteuerung des elektromagnetischen Ventils 30 durch und die Routine geht weiter zu Schritt S400 in 7.
  • Zeitablauf bei der gesteuerten Variableneinstellungssteuerung gemäß der Öltemperatur
  • 10 zeigt ein Zeitdiagramm der gesteuerten Variableneinstellungssteuerung gemäß der Öltemperatur.
  • Zeitpunkt t0
  • Zu einem Zeitpunkt t0 wird der Zündschalter 12 eingeschaltet (das Zündsignal wird in einen EIN-Zustand versetzt) und ein System wird aktiviert.
  • Zeitpunkt t1
  • Zu einem Zeitpunkt t1 wird die Steuervariable des Motors M auf die Pseudobefehls-Steuervariable Sx für die Öltemperatur-Schätzverarbeitung gesetzt und die Drehzahl (die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit) ωm des Motors M beginnt anzusteigen.
  • Zeitpunkt t2
  • Zu einem Zeitpunkt t2 erfasst die Steuereinheit 100 die Anzahl der Umdrehungen des Motors M seit dem Zeitpunkt t1 und berechnet die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit (Motordrehzahl) ωm des Motors M. Auf der Grundlage der Drehzahl ωm wird die Öltemperatur aus der in 3 gezeigten Zuordnung festgelegt und die Basissteuervariable S0 wird gesetzt. Zusätzlich wird der Korrekturkoeffizient G1 aus der in 5 gezeigten Zuordnung identifiziert und die korrigierte Steuervariable S1 wird gesetzt. Danach wird die Steuerung des Motors M bei der Pseudobefehls-Steuervariablen Sx gestoppt.
  • Zeitpunkt t3
  • Zu einem Zeitpunkt t3 wird der Pseudoantrieb des Motors M für den Öltemperaturantrieb beendet und die Korrektursteuerung wird beendet. Somit wird ein Korrektursteuerungs-Endflag F0 ausgegeben.
  • Zeitpunkt t4
  • Zu einem Zeitpunkt t4 bestätigt die Steuereinheit 100 das Stoppen (der Umdrehung) des Motors M und das Korrektursteuerungs-Endflag F0 und gibt ein Unterstützungsstart-Ermöglichungsflag F1 aus. Gleichzeitig wird eine normale Lenkkraftunterstützungssteuerung gestartet, die Steuervariable Sd wird an das normalerweise offene elektromagnetische Ventil 30 ausgegeben und das elektromagnetische Ventil 30 befindet sich im geschlossenen Ventilzustand. Zusätzlich wird die Basissteuervariable S0 gemäß dem Lenkdrehmoment berechnet. Die korrigierte Steuervariable S1, für welche die Korrektur gemäß der Öltemperatur ausgeführt wird, wird an den Motor M als Motorsteuervariable Sm ausgegeben.
  • Vergleich der Funktionsweise und der Vorteile zwischen der früher vorgeschlagenen Servolenkungsvorrichtung und dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
  • Bei der früher vorgeschlagenen Servolenkungsvorrichtung, die in der Einleitung beschrieben wurde, wurde die Öltemperatur aus dem Temperaturanstiegswert des Antriebselements entsprechend der Menge an Wärmeerzeugung pro Zeiteinheit des Antriebselements und der Temperatur des Antriebselements geschätzt. Jedoch kann bei der früher vorgeschlagenen Servolenkungsvorrichtung die tatsächliche Öltemperatur leicht von der Umgebungstemperatur beeinflusst werden. Die Öltemperatur konnte deshalb nicht angemessen geschätzt werden.
  • Andererseits sind in der Servolenkungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ein Motordrehzahl-Erfassungsabschnitt 110 zum Schätzen der Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit (Drehzahl) des Motors M, ein Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 zum Schätzen des Werts der Öltemperatur T des Arbeitsöls auf der Grundlage des Werts ωm von der Öltemperatur-Viskositätswiderstandscharakteristik-(Drehzahl)-Zuordnung und ein Motorantriebsabschnitt 180 zum Durchführen der Steuerung des Motors M und des elektromagnetischen Ventils 30 auf der Grundlage der Öltemperatur T installiert.
  • Wenn somit die Öltemperatur sinkt, steigt die Viskosität, eine Betriebslast der Pumpe 10 wird größer, die Umdrehungslast des Motors M wird entsprechend größer und die Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit ωm des Motors M in Bezug auf die gleiche Steuervariable Sa nimmt ab. Wenn die Öltemperatur steigt, nimmt die Viskosität (der Widerstand) ab und die Umdrehungslast des Motors, d. h. die Betriebslast der Pumpe 10, wird geringer, aber die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit ωm in Bezug auf die gleiche Steuervariable Sa wird größer (steigt an). Durch Erfassen einer Veränderung der Anzahl pro Umdrehungen pro Zeiteinheit ωm kann die Genauigkeit beim Schätzen der Öltemperatur im Vergleich zu der früher vorgeschlagenen Servolenkungsvorrichtung, die den Temperaturanstieg des Antriebselements erfasst, verbessert werden. Folglich kann durch passende Veränderung der Steuervariablen S1 in Bezug auf den Motor M gemäß der Viskosität des Arbeitsöls eine angemessene Lenkkraftunterstützung erhalten werden.
  • Weitere Ausführungsbeispiele
  • Die Servolenkungsvorrichtung in dem Ausführungsbeispiel wurde unter Bezugnahme auf 1 bis 10 beschrieben. Ein spezieller Aufbau der Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können durchgeführt werden, ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gibt der Motordrehzahl-Erfassungsabschnitt 110 den Stromwert und den Spannungswert am Motor M ein, schätzt die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit (Drehzahl) ωm aus dem Stromwert und dem Spannungswert und der Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 schätzt die Öltemperatur, die ein Parameter der Viskosität des Arbeitsöls ist, welches die Umdrehungslast am Motor M bereitstellt, gemäß der Veränderung der Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit ωm. In einem Fall, wenn der Motor M durch eine PWM-Steuerung (PWM = Pulsweitenmodulation) angetrieben wird, wird der Spannungswert in einem konstanten PWM-Antrieb erfasst, so dass die Umdrehungslast des Motors M direkt erfasst werden kann. In einem Fall, wenn die Umdrehungslast des Motors M im PWM-Antrieb verändert wird, wird eine über dem Motor M angelegte gegenelektromotorische Kraft in ähnlicher Weise verändert und auf den Spannungswert reflektiert. Somit kann die Umdrehungslast einfach erfasst werden und die Öltemperatur kann genau geschätzt werden.
  • Es sei angemerkt, dass gemäß der vorliegenden Erfindung ein Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis zum Erfassen einer Betriebslast der Pumpe 10 auf der Grundlage der Viskositätswiderstandscharakteristik des Arbeitsöls einen Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis umfasst, der dem Motordrehzahl-Erfassungsabschnitt entspricht. Der Umdrehungszustand-Erfassungsschaltkreis erfasst den Umdrehungszustand des Elektromotors durch Erfassen der Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit, wenn konstanter Strom (die konstante Steuervariable) im Motor M fließt. Denn wenn die Öltemperatur niedrig und der Viskositätswiderstand des Arbeitsöls dementsprechend groß ist, ist die am Elektromotor M angelegte Last (d. h. die Betriebslast der Pumpe 10) groß. Deshalb wird die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit klein. Im Gegensatz dazu wird die Anzahl der Umdrehungen groß (steigt), wenn die Öltemperatur hoch ist (der Viskositätswiderstand ist gering). Durch Erfassen des Unterschieds in der Drehzahl kann die Öltemperatur einfach erfasst werden. Zusätzlich erfasst der Umdrehungszustand-Erfassungsschaltkreis den Stromwert, der in den Elektromotor fließt, und den am Elektromotor angelegten Spannungswert und schätzt die Drehzahl des Elektromotors aus diesen beiden Werten, Stromwert und Spannungswert. Folglich muss insbesondere der Drehzahlsensor des Motors M nicht unbedingt installiert sein.
  • Es sei außerdem angemerkt, dass der Umdrehungszustand-Erfassungsschaltkreis die Umdrehungslast des Elektromotors erfasst. Wenn die Öltemperatur niedrig und der Viskositätswiderstand des Arbeitsöls groß ist, wird die am Elektromotor angelegte Last groß. Im Gegensatz dazu wird die Last klein, wenn die Öltemperatur hoch ist. Durch Erfassen dieser Last kann die Öltemperatur einfach geschätzt werden.
  • Es sei auch angemerkt, dass der Umdrehungszustand-Erfassungsschaltkreis die am Elektromotor angelegte Spannung erfasst, wenn ein konstanter Strom durch den Elektromotor fließt. Die Umdrehungslast des Elektromotors wird auf der Grundlage dieser erfassten Spannung erfasst. In einem Fall, wenn sich die am Elektromotor anliegende Last verändert, wird auch die gegenelektromotorische Kraft, die am Elektromotor anliegt, in ähnlicher Weise verändert. Da diese Veränderung auf den Spannungswert reflektiert wird, wird dieser Spannungswert erfasst, so dass die Last des Elektromotors erfasst werden kann.
  • Es sei außerdem angemerkt, dass die Servolenkungsvorrichtung folgendes umfasst: erste und zweite Öldurchgänge 21, 22, über welche der Hydraulikdruck den entsprechenden Druckkammern 6a, 6b des hydraulischen Kraftstellzylinders 6 zugeführt wird; den Verbindungsdurchgang 27, 28, um den ersten und den zweiten Öldurchgang zu verbinden; das Umschaltventil 30, das zwischen einer Verbindung dieses Verbindungsdurchgangs und einer Unterbrechung desselben umschaltet; und einen Umschaltventil-Steuerschaltkreis zum Ausgeben des Steuersignals an das Umschaltventil. Der Umschaltventil-Steuerschaltkreis verursacht, dass das Umschaltventil in einem offenen Ventilzustand ist, wenn der Umdrehungszustand des Elektromotors erfasst wird. Dadurch, dass das Umschaltventil in den offenen Ventilzustand versetzt wird, befindet sich das Arbeitsöl im Hydraulikkreislauf im Zirkulationszustand. Somit kann die reine (wahre) Viskositätswiderstandscharakteristik des Arbeitsöls erfasst werden. (Die am Kraftstellzylinder angelegte Last wird nicht auf die Last des Motors reflektiert).
  • Der Umdrehungszustand-Erfassungsschaltkreis erfasst Umdrehungszustände des Elektromotors sowohl in der normalen Richtung als auch in der umgekehrten Richtung und korrigiert das Steuersignal (Antriebssignal) an den Elektromotor auf der Grundlage dieser Umdrehungscharakteristiken in normaler und umgekehrter Richtung. Die Lasten des Elektromotors während der Drehung in normaler Richtung und während der Drehung in umgekehrter Richtung sind voneinander verschieden, gemäß den individuellen Körperdifferenzen des Elektromotors und der Umkehrpumpe. Das heißt, in einem Fall, wenn das Antriebssignal in Bezug auf die normale Richtung und die umgekehrte Richtung ähnlich ausgegeben wird, neigt die Lenkkraftunterstützungsmenge, bei welcher die eine der Lasten des Elektromotors größer als die andere ist, dazu, unzureichend zu sein. Es besteht eine Möglichkeit, dass das Lenkgefühl unterschiedlich ist bei einer Lenkkraftunterstützung nach rechts und während einer Lenkkraftunterstützung nach links. Somit kann durch Erfassen und Korrigieren der Last des Elektromotors auf der Grundlage der individuellen Körperdifferenz, wie z. B. dem Motor, das Lenkgefühl während der Lenkvorgänge nach links und nach rechts in Übereinstimmung gebracht werden.
  • Es sei auch angemerkt, dass bei der Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein Spannungswert-Erfassungsschaltkreis 200A so ausgelegt sein kann, dass er den über dem Motor M angelegten Spannungswert erfasst und die Betriebslast der Pumpe 10 wird aus dem erfassten Spannungswert des Spannungswert-Erfassungsschaltkreises 200A geschätzt. Es sei weiterhin angemerkt, dass ein Elektromotorsignal- Erfassungsschaltkreis 200B so ausgelegt sein kann, dass er ein Eingangssignal zum Elektromotor M oder ein Ausgangssignal vom Motor M erfasst, so dass die Betriebslast der Pumpe 10 aus dem Eingangssignal zum Motor M oder dem Ausgangssignal vom Motor M geschätzt wird. Es sei weiterhin angemerkt, dass ein Viskositätswiderstands-Schätzschaltkreis zum Schätzen einer Viskositätswiderstandscharakteristik des Arbeitsöls auf der Grundlage des Betriebslastzustands der Pumpe 10, d.h. des Umdrehungszustandes des Motors M, dem Öltemperatur-Schätzabschnitt 120 entspricht. Es sei schließlich angemerkt, dass ein Korrekturschaltkreis dem Basissteuervariablen-Korrekturabschnitt 150 entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel ist jeder Abschnitt in der ECU 100 ein Softwareprogramm, aber jeder Abschnitt könnte auch ein elektrischer Schaltkreis sein. Zusätzlich könnte das Eingangssignal zum Elektromotor M ein PWM-Signal, ein Stromsignal oder ein Spannungssignal sein, und das Ausgangssignal könnte ein Stromsignal oder ein Spannungssignal sein.
  • Zusammenfassend offenbart die vorliegende Erfindung eine Servolenkungsvorrichtung mit einem hydraulischen Kraftstellzylinder, um eine Lenkkraft einer Lenkvorrichtung, die mit lenkbaren Rädern verbunden ist, zu unterstützen. Eine Pumpe dient zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern des hydraulischen Kraftstellzylinders, ein Elektromotor zum Antreiben der Pumpe, ein Drehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung, ein Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis zum Erfassen eines Betriebslastzustands der Pumpe auf der Grundlage einer Viskositätswiderstandscharakteristik eines Arbeitsöls, und ein Elektromotor-Steuerschaltkreis zum Ausgeben eines Antriebssignals an den Motor auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor und des Betriebslastzustands der Pumpe.
  • Diese Anmeldung basiert auf einer früheren japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2004-336805, eingereicht in Japan am 22.11.2004, deren Offenbarungen hiermit durch diesen Verweis aufgenommen werden.
  • 1
    Lenkvorrichtung (Lenkrad)
    2
    Lenkvorrichtung (Welle)
    3
    Lenkvorrichtung (Ritzel)
    4
    Lenkvorrichtung (Zahnstangenachse)
    5
    Drehmomentsensor
    6
    hydraulischer Kraftstellzylinder
    6a
    Druckkammer
    6b
    Druckkammer
    7
    Drehmomentsensor
    8
    Vorratstank
    10
    Pumpe
    12
    Zündschalter
    21
    erster Durchgang
    22
    zweiter Durchgang
    23
    erster Ölzufuhrdurchgang
    24
    zweiter Ölzufuhrdurchgang
    25
    dritter Durchgang
    26
    vierter Durchgang
    27
    Verbindungsdurchgang
    28
    Verbindungsdurchgang
    29
    Öldurchgang
    29a
    Verbindungsteil/Verbindungsstelle
    30
    Umschaltventil
    31
    Ansaug-Rückschlagventil
    32
    Ansaug-Rückschlagventil
    33
    Rückschlagventil
    34
    Rückschlagventil
    100
    Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis/
    Umschaltventil-Steuerschaltkreis
    110
    Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis/
    Drehzahlzustands-Erfassungsschaltkreis
    120
    Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis
    130
    Elektromotor-Steuerschaltkreis
    150
    Elektromotor-Steuerschaltkreis
    170
    Elektromotor-Steuerschaltkreis
    180
    Elektromotor-Steuerschaltkreis
    190
    Umschaltventil-Steuerschaltkreis
    200A
    Spannungswert-Erfassungsschaltkreis
    200B
    Elektromotorsignal-Erfassungsschaltkreis
    M
    Elektromotor

Claims (25)

  1. Servolenkungsvorrichtung, umfassend: einen hydraulischen Kraftstellzylinder (6) für eine Lenkkraftunterstützung einer Lenkvorrichtung (1, 2, 3, 4), die mit lenkbaren Rädern verbunden ist; eine Pumpe (10) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern des hydraulischen Kraftstellzylinders; einen Elektromotor (M) zum Antreiben der Pumpe; einen Drehmomentsensor (5) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung; einen Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis (110, 120) zum Erfassen eines Betriebslastzustands der Pumpe auf der Grundlage einer Viskositätswiderstandscharakteristik eines Arbeitsöls; und einen Elektromotor-Steuerschaltkreis (150, 170, 180) zum Ausgeben eines Antriebssignals an den Motor auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor und des Betriebslastzustands der Pumpe.
  2. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis einen Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) umfasst, um einen Umdrehungszustand des Elektromotors zu erfassen, und die Betriebslast der Pumpe wird auf der Grundlage des Umdrehungszustands des Elektromotors geschätzt.
  3. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) den Umdrehungszustand des Elektromotors durch Erfassen einer Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit des Elektromotors erfasst, wenn eine konstante Spannung in den Elektromotor geleitet wird.
  4. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) einen in den Elektromotor (M) fließenden Stromwert und einen Spannungswert über dem Elektromotor erfasst und die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit (ωm) des Elektromotors auf der Grundlage des Stromwerts und des Spannungswerts schätzt.
  5. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Elektromotor ein bürstenloser Motor ist, in dem ein Positionssensor zum Erfassen einer Umdrehungsposition einer Ausgangsachse des bürstenlosen Motors vorhanden ist und der Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) den Umdrehungszustand des Elektromotors auf der Grundlage eines Positionssensor-Ausgabesignals bestimmt.
  6. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) den Umdrehungszustand des Elektromotors auf der Grundlage einer Umdrehungslast des Elektromotors bestimmt.
  7. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Elektromotor-Steuerschaltkreis eine PWM-Antriebssteuerung (PWM = Pulsweitenmodulation) für den Elektromotor durchführt und der Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) den Umdrehungszustand des Elektromotors auf der Grundlage des Spannungswerts in der PWM-Antriebssteuerung bestimmt.
  8. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Servolenkungsvorrichtung ferner umfasst: erste und zweite Durchgänge (21, 22), durch welche der Hydraulikdruck zu den jeweiligen Druckkammern (6a, 6b) des hydraulischen Kraftstellzylinders zugeführt wird; einen Verbindungsdurchgang (27, 28) zum Verbinden des ersten Durchgangs und des zweiten Durchgangs; und ein Umschaltventil (30) zum Umschalten zwischen einer Verbindung des Verbindungsdurchgangs und einer Unterbrechung desselben; und einen Umschaltventil-Steuerschaltkreis (100, 190) zum Ausgeben eines Steuersignals an das Umschaltventil, wobei das Umschaltventil in einen offenen Ventilzustand gebracht wird, wenn der Umdrehungszustand des Elektromotors vom Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis erfasst wird.
  9. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) Umdrehungszustände des Elektromotors in einer Normalrichtung und einer Umkehrrichtung erfasst und das Antriebssignal des Elektromotors auf der Grundlage einer Umdrehungscharakteristik in der Normalrichtung des Elektromotors und der Umdrehungscharakteristik in der Umkehrrichtung des Elektromotors korrigiert.
  10. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Elektromotor ein bürstenloser Motor ist, in dem ein Positionssensor zum Erfassen einer Umdrehungsposition einer Ausgangsachse des Elektromotors vorhanden ist und der Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis den Umdrehungszustand des Elektromotors auf der Grundlage eines Positionssensor-Ausgabesignals bestimmt.
  11. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis (120) eine Temperatur des Arbeitsöls auf der Grundlage des Umdrehungszustands des Elektromotors schätzt und der Elektromotor-Steuerschaltkreis (180) das Antriebssignal an den Elektromotor auf der Grundlage der Temperatur des Arbeitsöls und des Lenkdrehmoments ausgibt.
  12. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Elektromotor-Steuerschaltkreis (150) einen Korrekturgewinn des Antriebssignals auf der Grundlage der Temperatur des Arbeitsöls anpasst.
  13. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Elektromotor-Steuerschaltkreis (150) eine Transfercharakteristik des Antriebssignals auf der Grundlage der Temperatur des Arbeitsöls anpasst.
  14. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Servolenkungsvorrichtung ferner einen Spannungswert-Erfassungsschaltkreis (200A) zum Erfassen eines Spannungswerts, der über dem Elektromotor angelegt ist, umfasst, und wobei die Betriebslast der Pumpe auf der Grundlage des Spannungswerts geschätzt wird.
  15. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Elektromotor-Steuerschaltkreis (180) das Antriebssignal an den Elektromotor auf der Grundlage des Spannungswerts, der über dem Elektromotor angelegt ist, wenn ein konstanter Strom in den Elektromotor fließt, und des Lenkdrehmoments ausgibt.
  16. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis (120) eine Temperatur des Arbeitsöls auf der Grundlage des Spannungswerts schätzt und der Elektromotor-Steuerschaltkreis (180) das Antriebssignal an den Elektromotor auf der Grundlage der Temperatur des Arbeitsöls und des Lenkdrehmoments ausgibt.
  17. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Servolenkungsvorrichtung ferner umfasst: erste und zweite Durchgänge (21, 22), durch welche der Hydraulikdruck zu den jeweiligen Druckkammern (6a, 6b) des hydraulischen Kraftstellzylinders (6) zugeführt wird; einen Verbindungsdurchgang (27, 28) zum Verbinden des ersten Durchgangs und des zweiten Durchgangs; ein Umschaltventil (30) zum Umschalten zwischen einer Verbindung des Verbindungsdurchgangs und einer Unterbrechung desselben; und einen Umschaltventil-Steuerschaltkreis (100, 190) zum Ausgeben eines Steuersignals an das Umschaltventil, und wobei der Umschaltventil-Steuerschaltkreis das Steuersignal an das Umschaltventil ausgibt, damit es in einen offenen, Ventilzustand gebracht wird, wenn der Umdrehungszustand des Elektromotors erfasst wird.
  18. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Servolenkungsvorrichtung ferner einen Elektromotorsignal-Erfassungsschaltkreis (200B) zum Erfassen eines Eingangssignals zum Elektromotor oder eines Ausgabesignals vom Elektromotor umfasst und die Betriebslast der Pumpe auf der Grundlage entweder des Eingangssignals oder des Ausgabesignals geschätzt wird.
  19. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Elektromotor-Steuerschaltkreis (180) das Antriebssignal an den Elektromotor auf der Grundlage eines Spannungswerts, der über dem Elektromotor angelegt wird, wenn ein konstanter Strom im Elektromotor fließt, und des Lenkdrehmoments ausgibt.
  20. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Elektromotor-Steuerschaltkreis (180) eine PWM-Antriebssteuerung für den Elektromotor durchführt und der Umdrehungszustand des Elektromotors auf der Grundlage eines Spannungswerts in der PWM-Antriebssteuerung bestimmt wird.
  21. Servolenkungsvorrichtung, umfassend: einen hydraulischen Kraftstellzylinder (6) für eine Lenkkraftunterstützung einer Lenkvorrichtung (1, 2, 3, 4), die mit lenkbaren Rädern verbunden ist; eine Pumpe (10) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern (6a, 6b) des hydraulischen Kraftstellzylinders; einen Elektromotor (M) zum Antreiben der Pumpe; einen Drehmomentsensor (5) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung; einen Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis (100, 110) zum Erfassen eines Betriebslastzustands der Pumpe; einen Viskositätswiderstandscharakteristik-Schätzschaltkreis (120) zum Schätzen einer Viskositätswiderstandscharakteristik eines Arbeitsöls auf der Grundlage des Betriebslastzustands der Pumpe; und einen Elektromotor-Steuerschaltkreis (130, 150, 170, 180) zum Ausgeben eines Antriebssignals an den Elektromotor auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor und eines die Viskositätswiderstandscharakteristik angebenden Signals von dem Viskositätswiderstandscharakteristik-Schätzschaltkreis.
  22. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei der Betriebslastzustands-Erfassungsschaltkreis einen Umdrehungszustands-Erfassungsschaltkreis (110) zum Erfassen eines Umdrehungszustands des Elektromotors umfasst und der Betriebslastzustand der Pumpe auf der Grundlage des Umdrehungszustands des Elektromotors geschätzt wird.
  23. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Servolenkungsvorrichtung ferner einen Spannungswert-Erfassungsschaltkreis (200A) zum Erfassen eines Spannungswerts, der über dem Elektromotor angelegt ist, umfasst und die Betriebslast der Pumpe auf der Basis des Spannungswerts geschätzt wird.
  24. Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Servolenkungsvorrichtung ferner einen Motorsignal-Erfassungsschaltkreis (200B) zum Erfassen eines Eingangssignals zum Elektromotor oder eines Ausgabesignals vom Elektromotor umfasst und die Betriebslast der Pumpe auf der Grundlage des Eingangssignals zum Elektromotor oder des Ausgabesignals vom Elektromotor geschätzt wird.
  25. Servolenkungsvorrichtung, umfassend: einen hydraulischen Kraftstellzylinder (6) für eine Lenkkraftunterstützung einer Lenkvorrichtung (1, 2, 3, 4), die mit lenkbaren Rädern verbunden ist; eine Pumpe (10) zum Zuführen eines Hydraulikdrucks zu jeweiligen Druckkammern (6a, 6b) des hydraulischen Kraftstellzylinders; einen Elektromotor (M) zum Antreiben der Pumpe; einen Drehmomentsensor (7) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments der Lenkvorrichtung; einen Umdrehungszustand-Erfassungsschaltkreis (110) zum Erfassen eines Umdrehungszustandes des Elektromotors; einen Basissteuervariablen-Berechnungsschaltkreis (130) zum Berechnen einer Basissteuervariablen des Elektromotors auf der Grundlage eines Drehmomentsignals vom Drehmomentsensor; einen Korrekturschaltkreis (150) zum Korrigieren der Basissteuervariablen auf der Grundlage eines die Viskositätswiderstandscharakteristik angebenden Signals vom Viskositätswiderstandscharakteristik-Schätzschaltkreis; und einen Elektromotor-Steuerschaltkreis (170, 180) zum Ausgeben der durch den Korrekturschaltkreis korrigierten Basissteuervariablen als ein Elektromotor-Steuersignal an den Elektromotor.
DE102005055629A 2004-11-22 2005-11-22 Servolenkungsvorrichtung Withdrawn DE102005055629A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004336805A JP4422593B2 (ja) 2004-11-22 2004-11-22 パワーステアリング装置
JP2004-336805 2004-11-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005055629A1 true DE102005055629A1 (de) 2006-06-01

Family

ID=36371585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005055629A Withdrawn DE102005055629A1 (de) 2004-11-22 2005-11-22 Servolenkungsvorrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7730993B2 (de)
JP (1) JP4422593B2 (de)
DE (1) DE102005055629A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047545A1 (de) * 2008-09-16 2010-04-15 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Elektrohydraulische Lenkung und Verfahren zum Betrieb dafür

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2864000B1 (fr) * 2003-12-18 2006-04-14 Hydroperfect Internat Systeme d'assistance de direction electro-hydraulique pour vehicule automobile
JP4669800B2 (ja) * 2006-03-09 2011-04-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワーステアリング装置
US8251172B2 (en) * 2008-02-07 2012-08-28 Jtekt Corporation Electric power steering device
DE102010002803A1 (de) * 2009-11-04 2011-05-19 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Hilfskraftlenkung
JP5357123B2 (ja) * 2010-09-21 2013-12-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 ポンプ装置とパワーステアリング装置およびハウジングの組立方法
JP5276088B2 (ja) * 2010-12-24 2013-08-28 日立オートモティブシステムズステアリング株式会社 パワーステアリング装置
CN102303642A (zh) * 2011-06-20 2012-01-04 上海华普汽车有限公司 一种可调助力的液压助力转向系统及其助力转向控制方法
JP5822092B2 (ja) * 2011-12-26 2015-11-24 株式会社ジェイテクト 油圧式パワーステアリング装置
EP2952750B1 (de) * 2014-06-04 2018-09-05 MOOG GmbH Hydrauliksystem
JP6477354B2 (ja) * 2015-08-19 2019-03-06 株式会社豊田自動織機 荷役車両の油圧駆動装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6018455A (ja) * 1983-07-09 1985-01-30 Jidosha Kiki Co Ltd 動力舵取装置の制御方法
EP0278366B1 (de) * 1987-02-03 1991-03-06 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Steuervorrichtung für das Lenken der Räder eines Fahrzeugs
JP3525269B2 (ja) * 1995-03-09 2004-05-10 光洋精工株式会社 パワーステアリング装置
CZ296715B6 (cs) * 1997-08-13 2006-05-17 Jtekt Corporation Posilovac rízení
JPH11334630A (ja) * 1998-05-22 1999-12-07 Koyo Seiko Co Ltd パワーステアリング装置
JP3652141B2 (ja) 1998-11-04 2005-05-25 光洋精工株式会社 パワーステアリング装置
US6575264B2 (en) * 1999-01-29 2003-06-10 Dana Corporation Precision electro-hydraulic actuator positioning system
JP4474894B2 (ja) * 2003-10-22 2010-06-09 株式会社ジェイテクト パワーステアリング装置および電流検出手段のゲイン差補償方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008047545A1 (de) * 2008-09-16 2010-04-15 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen Elektrohydraulische Lenkung und Verfahren zum Betrieb dafür

Also Published As

Publication number Publication date
US7730993B2 (en) 2010-06-08
JP2006143026A (ja) 2006-06-08
JP4422593B2 (ja) 2010-02-24
US20060108172A1 (en) 2006-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005055629A1 (de) Servolenkungsvorrichtung
DE102006039281B4 (de) Servolenkungsvorrichtung
DE102005005315B4 (de) Elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug
DE102018112322B4 (de) Servolenkvorrichtung
DE4402423B4 (de) Servolenkungs-Vorrichtung für Motorfahrzeuge
DE102007037639B4 (de) Elektrische Servo-Lenkvorrichtung
DE602005002519T2 (de) Lenkregeleinrichtung
DE102007004369B4 (de) Fahrzeuglenksystem
DE602005001975T2 (de) Elektrische Lenkvorrichtung
DE602004005804T2 (de) Lenksteuervorrichtung mit rückstelldrehmomentsteuerung
DE102004016428A1 (de) Hilfskraft-Lenkungs-System
DE60035825T2 (de) Gleichstrommotorantriebseinheit und Servolenksteuerungseinrichtung
DE19919797A1 (de) Elektrisches Servolenkungssystem
DE19962186B4 (de) Elektrische Servolenkvorrichtung
DE102005008505A1 (de) Ansteuervorrichtung für einen bürstenlosen Motor
DE102005023456A1 (de) Elektronische Steuereinheit, elektrisch unterstützte Lenkvorrichtung und Lenkeinheit mit variablem Übersetzungsverhältnis
DE10035356B4 (de) Vorrichtung zur elektrischen Servolenkung
WO2000072100A1 (de) Regelungssystem mit modellgestützter sicherheitsüberwachung eines elektronisch geregelten stellers im kraftfahrzeug
WO2006087336A1 (de) Verfahren zum lenken eines fahrzuegs und fahrzeuglenkung
DE10327532A1 (de) Steuersystem für bürstenlosen Motor
DE10241696A1 (de) Lenkvorrichtung
EP1521700A1 (de) Hydraulische servolenkung
DE102007038628B4 (de) Fahrzeuglenkungsvorrichtung
DE10019152A1 (de) Regelungssystem mit modellgestützter Sicherheitsüberwachung eines elektronisch geregelten Stellers im Kraftfahrzeug
DE10303861B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kompensation des Betriebsstroms für ein elektrisches Lenksystem eines Kraftfahzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee