DE102007002542A1

DE102007002542A1 - Servolenkungssystem

Info

Publication number: DE102007002542A1
Application number: DE102007002542A
Authority: DE
Inventors: Ayumu Miyajima; Isamu Tsubono; Takaomi Nishigaito; Toru Takahashi; Mitsuo Sasaki; Toshimitsu Sakaki; Tatsuo Matsumura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2007-09-13
Also published as: US20070209859A1; CN101032978A; CN100572168C; US7648003B2; JP2007237967A; JP4669800B2

Abstract

Bei einem Servolenkungssystem mit einem Servozylinder zum Unterstützen einer Lenkkraft eines Lenkmechanismus, einer hydraulischen Pumpe zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zu dem Servozylinder, einem ersten Öldurchgang und einem zweiten Öldurchgang, die jeweils den Servozylinder und die hydraulische Pumpe verbinden, einem Motor zum Antreiben der hydraulischen Pumpe und einer Servolenkungssteuerungseinrichtung zum Berechnen eines Befehlswerts für den Motor, basierend auf dem Lenkdrehmoment, wird eine Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsöls, das von einem hochdruckseitigen Öldurchgang zu einem niederdruckseitigen Öldurchgang zugeführt wird, beim Übergang von dem Ende des Lenkzustands (Verriegelungsende) des Lenkmechanismus zu dem Zurückführen eingedämmt. Die Strömungsgeschwindigkeitseindämmung korriegiert zunehmend einen Antriebsstrom des Motors in der Lenkrichtung oder begrenzt die Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsöls.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Servolenkungssystem zum Unterstützen einer Lenkkraft eines Rades und eine Steuervorrichtung für einen Elektromotor, die eine Verbesserung eines Lenkgefühls bei einem Verriegelungsende eines Lenkrades versucht.

Verwandter Hintergrund der Erfindung

Als Servounterstützungsvorrichtung zum Unterstützen der Kraft einer Radlenkung gemäß einer Lenkdrehmomenteingabe von einem Fahrer wird üblicherweise ein hydraulischer Mechanismus verwendet. Als ein Beispiel für diesen Stand der Technik wird eine derartige Technologie vorgeschlagen, dass durch Antreiben einer Ölpumpe unter Verwendung eines Elektromotors ein hydraulischer Druck erzeugt wird und das von einem Lenkrad zu diesem erzeugten hydraulischen Druck eingegebene Lenkdrehmoment rückkopplungsgeregelt wird, um eine Lenkunterstützungskraft zu erzeugen (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Bei dem Stand der Technik, wie in Patentdokument 1 gezeigt, wird ein Lenkdrehmoment aus einem Wert eines Drehmomentsensors erfasst und die Lenkunterstützungskraft gemäß dem Drehmoment erzeugt, um einen einem hydraulischen Zylinder zuzuführenden Druck zu steuern.

[Patentdokument 1] Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2003-212141

Jedoch wird bei dem in dem obigen Patentdokument 1 gezeigten Stand der Technik der Elektromotor die ganze Zeit im Verhältnis zu dem erfassten Lenkdrehmoment gesteuert, gleichgültig ob sich der Lenkzustand in einem normalen Lenkzustand oder einem Verriegelungsendezustand befindet. Deshalb ist einem Korrigierverfahren für eine Unterstützungskraft in einem Bereich, wo eine Charakteristik auf einer Belastungsseite verändert wird, wie zum Beispiel bei dem Verriegelungsende des Lenkrads, oder einem Steuerungsverfahren für einen Elektromotor, das ein Lenkgefühl am Verriegelungsende des Lenkrads verbessern kann, bisher nicht ausreichende Berücksichtigung geschenkt worden.

Im Allgemeinen erzeugt, wenn das Lenkrad zu dem Verriegelungsende gebracht wird, falls ein Fahrzeug sich vorwärts bewegt, ein Lenkreifen ein Drehmoment zum Zurückführen des Lenkrads in Richtung einer neutralen Position (Ein Rückführungsdrehmoment wird durch eine Reaktionskraft von dem Reifen erzeugt, was in 2 beschrieben wird). Andererseits erzeugt, falls das Fahrzeug rückwärts fährt, der Lenkreifen ein Drehmoment zum weiteren Drehen des Lenkrads in der Drehrichtung. Deshalb muss, falls das Lenkrad von dem Verriegelungsende bei der Rückwärtsbewegung des Fahrzeugs zurückgeführt wird, ein Servolenkungssystem die größte Lenkunterstützungskraft gegen das Drehmoment von dem Lenkreifen erzeugen.

Jedoch wird beim Stand der Technik ein durch Verdrehung zwischen dem Lenkrad und der Belastungsseite erzeugtes Drehmoment durch einen Drehmomentsensor erfasst und wird eine Lenkunterstützungskraft im Verhältnis zu dem erfassten Drehmoment unter Verwendung von nur der erfassten Drehmomentinformation erzeugt. In diesem Fall wird, falls eine Drehgeschwindigkeit durch den Fahrer zum Zurückführen des Lenkrads einen vorbestimmten Wert übersteigt, eine Strömungsgeschwindigkeit eines Betriebsöls, das von ei nem unterstützungsseitigen (hochdruckseitigen) Zylinder zu einem nichtunterstützungsseitigen (niederdruckseitigen) Zylinder fließt, übermäßig, das Betriebsöl fließt übermäßig durch ein an einer Pumpe vorgesehenes Entlastungsventil, und somit tritt ein Fluidströmungsphänomen, wie zum Beispiel rasches Ansteigen und Wasserschlag, in einer vorübergehenden Weise auf, was ein Geräuschproblem verursacht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Servolenkungssystem bereitzustellen, das mit einer Steuervorrichtung zum Eindämmen eines Geräuschs versehen ist, das aufgrund einer übermäßigen Strömung eines hydraulischen Fluids durch ein an einer Pumpe vorgesehenes Entlastungsventil beim Übergang eines Lenkrades vom Verriegelungsende (Ende des Lenkzustands) zum Zurückführen erzeugt wird.

Zur Lösung des obigen Problems verwendet die vorliegende Erfindung hauptsächlich den folgenden Aufbau.

Dies ist ein Servolenkungssystem, das mit Folgendem versehen ist: einem Servozylinder zum Unterstützen einer Lenkkraft eines Lenkmechanismus, der aus einer Zahnstange und einem Ritzel und dergleichen hergestellt ist, die mit einem Lenkreifen verbunden sind, einer hydraulischen Pumpe mit zwei Abflussöffnungen zum selektiven Zuführen eines hydraulischen Drucks zu beiden Druckkammern des Servozylinders, einem ersten Fluiddurchgang und einem zweiten Fluiddurchgang zum Verbinden von jeder der zwei Abflussöffnungen der hydraulischen Pumpe mit jeweils den beiden Druckkammern des Servozylinders, einem Motor zum Antreiben der hydraulischen Pumpe und einer Servolenkungssteuereinrichtung zum Berechnen eines Befehlswertes für den Motor basierend auf einem Lenkdrehmoment durch Betätigung eines Lenkrades,
bei dem eine Strömungsgeschwindigkeit eines hydraulischen Fluids, das von einem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu einem niederdruckseitigen Fluiddurchgang in dem ersten Fluiddurchgang und dem zweiten Fluiddurchgang zugeführt wird, an dem Ende eines Lenkzustands des Lenkmechanismus oder beim Übergang vom Verriegelungsende zum Zurückführen eingedämmt wird.

Außerdem wird bei dem obigen Servolenkungssystem die Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids durch zunehmende Korrektur eines Antriebsstroms des Motors in der Lenkrichtung durchgeführt. Überdies wird bei dem obigen Servolenkungssystem die Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids durch Begrenzen der Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids durchgeführt, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird. Diese Strömungsgeschwindigkeitsbegrenzung des hydraulischen Fluids wird durch Begrenzen der Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, durch Bereitstellen eines Ventils zwischen jedem des ersten Fluiddurchgangs und des zweiten Fluiddurchgangs und einem Fluidtank und durch offene Steuerung des Ventils durchgeführt.

Überdies ist bei dem obigen Servolenkungssystem ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels des Lenkmechanismus zur Bestimmung vorgesehen, ob basierend auf dem Lenkwinkel durch den Lenkwinkelsensor der Zustand ein Verriegelungsende ist oder nicht, und falls das Bestimmungsergebnis ein Verriegelungsendezustand ist, wird eine Strömungsgeschwindigkeit des hydrauli schen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, eingedämmt, falls die Lenkwinkelgeschwindigkeit, die basierend auf dem durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel berechnet wird, nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn der Lenkzustand des Lenkmechanismus beendet ist und zum Zurückführen übergegangen ist, die Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Öldurchgang zu dem niederdruckseitigen Öldurchgang fließt, eingedämmt, so dass eine Zuflussgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids durch das an der Pumpe vorgesehene Entlastungsventil berichtigt werden kann. Dadurch kann das Auftreten eines vorübergehenden Fluidströmungsphänomens, wie zum Beispiel rasches Ansteigen oder Wasserschlag eingedämmt werden, die Erzeugung eines Geräusches oder die Übertragung einer Vibration auf ein Lenkrad kann verhindert werden und das Lenkgefühl kann verbessert werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Servolenkungssystems gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das ein Moment zeigt, das an einem Lenkreifen beim Vorwärts- oder Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs dieser Ausführungsform erzeugt wird.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur einer Antriebsdrehmomentsteuerung eines Motors beim Verriegelungsende/normalen Lenken bei einem Servolenkungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Diagramm, das ein Einstellen eines Bestimmungsmerkers eines Verriegelungsendes bei dieser Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Einstellen eines Bestimmungsmerkers einer Lenkgeschwindigkeit bei dieser Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Motorbefehlswerterzeugungschaltung einer Servolenkungssteuereinheit bei dem Servolenkungssystem gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Drehmomentbefehlswerterzeugungsabbildung bei dem normalen Lenken bei der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Korrekturdrehmomentbefehlswerterzeugungsabbildung bei dem Verriegelungsende bei der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Motorantriebseinrichtung und einen Elektromotor bei der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Prozedur einer Betriebsölströmungsgeschwindigkeitssteuerung und Motorsteuerung bei dem Verriegelungsende/normalen Lenken bei einem Servolenkungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist ein Diagramm zum Erläutern eines übermäßigen Zuflusses von Betriebsöl von einem hochdruckseitigen Öldurchgang zu einem niederdruckseitigen Öldurchgang, wenn ein Lenkzustand des Lenkmechanismus bei dem Servolenkungssystem gemäß dieser Ausführungsform beendet ist und zum Zurückführen übergegangen ist.
12 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines zu lösenden Problems und eines Mittels zum Lösen des Problems bei dem Servolenkungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Servolenkungssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf 1 bis 12 beschrieben. 1 bis 9 sind Diagramme zum Erläutern eines Servolenkungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 10 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Servolenkungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform. 11 ist ein Diagramm zum Erläutern eines übermäßigen Zuflusses von Betriebsöl von einem hochdruckseitigen Öldurchgang zu einem niederdruckseitigen Öldurchgang, wenn ein Lenkzustand des Lenkmechanismus bei dem Servolenkungssystem gemäß dieser Ausführungsform beendet ist und zum Zurückführen übergegangen ist. 12 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines zu lösenden Problems und eines Mittels zum Lösen des Problems bei dem Servolenkungssystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 ist ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines Servolenkungssystems gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist ein Diagramm, das ein Moment zeigt, das an einem Lenkreifen beim Vorwärts- oder Rückwärtsbewegen eines Fahrzeugs dieser Ausführungsform erzeugt wird. 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang einer Antriebsdrehmomentsteuerung eines Motors beim Verriegelungsende/normalen Lenken bei dem Servolenkungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 4 ist ein Diagramm, das ein Einstellen eines Bestimmungsmerkers eines Verriegelungsendes bei dieser Ausführungsform zeigt. 5 ist ein Diagramm, das ein Einstellen des Bestimmungsmerkers einer Lenkgeschwindigkeit in dieser Ausführungsform zeigt. 6 ist ein Diagramm, das eine Motorbefehlswerterzeugungschaltung einer Servolenkungssteuereinheit bei dem Servolenkungssystem gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. 7 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Drehmomentbefehlswerterzeugungsabbildung bei dem normalen Lenken in der ersten Ausführungsform zeigt. 8 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel einer Korrekturdrehmomentbefehlswerterzeugungsabbildung bei dem Verriegelungsende in der ersten Ausführungsform zeigt. 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Motorantriebseinrichtung und einen Elektromotor in der ersten Ausführungsform zeigt. 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Vorgang einer Betriebsölströmungsgeschwindigkeitssteuerung und Motorsteuerung bei dem Verriegelungsende/normalen Lenken bei dem Servolenkungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Als Erstes wird ein Umriß des Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wenn das Lenken des Lenkmechanismus beendet ist, das heißt, beim Übergang vom Verriegelungsende zum Zurückführen (einschließlich keiner Hand auf dem Lenkrad) (siehe 12), wird durch Steuern eines Antriebsdrehmoments eines Motors zum Antreiben einer hydraulischen Pumpe in einem hydraulischen Servozylinder oder durch Steuern einer Strömungsgeschwindigkeit eines Betriebsöls von einem hochdruckseitigen Öldurchgang zu einem niederdruckseitigen Öl durchgang eine Zuflussgeschwindigkeit des Betriebsöls, das von einem hochdruckseitigen (unterstützungsseitigen) Zylinder zu einem niederdruckseitigen (nichtunterstützungsseitigen) Zylinder fließt, berichtigt, und diese Berichtigung verhindert ein übermäßiges Strömen des Betriebsöls von einem Entlastungsventil (in 1 durch Bezugsziffer 25 bezeichnet) zu einem Tank 26, beseitigt die Geräuscherzeugung aufgrund eines raschen Ansteigens oder eines Wasserschlags, die an dem Entlastungsventil 25 erzeugt werden, und verhindert die Übertragung einer Vibration auf das Lenkrad, um das Lenkgefühl zu verbessern.
Überdies wird ein Umriß des Servolenkungssystems gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 11 und 12 beschrieben. 12 ist ein Diagramm, das einen Lenkzustand mit der lateralen Achse als der Zeit und der vertikalen Achse als einem Lenkwinkel und einem Motordrehmoment zeigt. 12a zeigt den Fall, wo die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht mehr als ein vorbestimmter Wert ist, und 12b zeigt den Fall, wo sie nicht weniger als der vorbestimmte Wert ist (wenn abrupt zurückgelenkt wird) (was später detailliert beschrieben wird). Bei dieser Ausführungsform ist eine Lösung der Nichtkonformität einer Aktion in einem Bereich von dem Ende eines Verriegelungsendes (Endpunkts des Lenkzustands) zu einem gegebenen Zeitpunkt anvisiert.
In dieser Beschreibung beschriebene Begriffe sollen wie folgt definiert sein. Das heißt, bezugnehmend auf 12, das Lenken bezieht sich auf die Betätigung eines Lenkrades in einer Richtung von einem neutralen Zustand zur Vergrößerung des Lenkwinkels, das Zurückführen bezieht sich auf die Betätigung des Lenkrades zum Verringern des Lenkwinkels zu dem neutralen Zustand, und das Verriegelungsende bezieht sich auf einen Zustand, in dem insbesondere der Lenkwinkel bei der Lenkbetätigung nicht mehr vergrößert wird. Ein bei dieser Ausführungsform anvisiertes Problem ist es, eine Situation zu handhaben, dass "übermäßiges Betriebsöl von der Hochdruckseite zu der Niederdruckseite eines Zylinders von einem Moment an fließt, wenn der Lenkwinkel von dem Endpunkt des Lenkzustands (vom Verriegelungsende) zu der neutralen Richtung zu einem gegebenen Zeitpunkt abzunehmen beginnt."
Ein Grund, warum das übermäßige Betriebsöl (Öl) fließt, wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Falls das Lenken an dem Ende des Verriegelungsendes schnell zurückgeführt wird, wird das Motordrehmoment durch einen Differentialdruck bezwungen, und dieser Differentialdruck dreht den Motor in einer Richtung entgegengesetzt zu der gewünschten Richtung, in die zu drehen ist (der Motor wird in einer Richtung entgegengesetzt zu einem Befehlswert für den Motor gedreht). Das heißt, eine Richtung eines Lenkdrehmoments, das in dem Lenkmechanismus, wie zum Beispiel einer Zahnstange und einem Ritzel, erzeugt wird, stimmt nicht mit der Richtung der Drehung des Motors überein. Somit wird der Zeitpunkt zum Umkehren der Pumpendrehrichtung vorgerückt, und übermäßiges Öl fließt von der Hochdruckseite zu der Niederdruckseite.
Deshalb ist bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, um nicht durch den Differentialdruck bezwungen zu werden, eine Erhöhung des Motorantriebsdrehmoments (zum Bremsen, so dass die Pumpendrehrichtung nicht zu früh umgekehrt wird, das heißt, zum zunehmenden Korrigieren des Antriebsstroms zu der Lenkrichtung des Motors) ein wichtiger Punkt (der später beschrieben und in 6 und 8 gezeigt wird). Außerdem ist bei den in 3 und 10 gezeigten Flussdiagrammen, die später beschrieben werden, obwohl es keine explizite Beschreibung über die Erfassung der Rückführungsbetätigung gibt, eine Situation einer schnellen Änderung des Lenkwinkels nach dem "Verriegelungsende" unweigerlich "schnelles Zurückführen" oder "keine Hand auf dem Lenkrad". Somit zielt die vorliegende Erfindung auf eine Verbesserung des Lenkgefühls beim Zurückführen oder keiner Hand auf dem Lenkrad ab, das durch das "Verriegelungsende" ausgelöst wird. Ein spezieller Aufbau der vorliegenden Erfindung wird unten beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 bis 9 wird unten ein Servolenkungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Servolenkungssystem 1 lenkt Räder 8a, 8b durch Erfassen einer Lenkdrehmomenteingabe von einem Fahrer, Berechnen eines Unterstützungskraftbefehlswerts durch eine Steuereinheit 17 und Antreiben eines Elektromotors 20. Eine Lenkeingabeeinrichtung umfasst ein Lenkrad 16, eine Lenkwelle 12 und eine Ausgangswelle 11, die mit dem Lenkrad zum Übertragen eines Lenkdrehmoments in Eingriff stehen, einen an der Lenkwelle 12 vorgesehenen Lenkwinkelsensor 13, ein an der Ausgangswelle 11 vorgesehenes Ritzel 9 und einen Lenkwinkeldrehmomentsensor 10 zum Erfassen des Lenkdrehmoments, und eine mit dem Ritzel 9 in Kontakt zu bringende Zahnstange 7.
In einem hydraulischen Servozylinder 2 zum Erzeugen der Unterstützungskraft durchdringt eine mit der Zahnstange 7 verbundene Kolbenstange 28 einen in Richtung der Autokarosseriebreite ausgedehnten Zylinder 4, und ein in dem Zylinder 4 gleitender Kolben 5 ist an der Kolbenstange 28 befestigt. In dem Zylinder 4 sind rechte und linke Kammern, eine hydraulische Kammer 3 und eine hydraulische Kammer 6 durch den Kolben 5 ausgebildet. Das Rad 8a ist mit dem Ende der Kolbenstange 28 über die Zahnstange 7 verbunden, während das Rad 8b entsprechend mit dem Ende des Kolbens 28 über ein Verbindungsglied verbunden ist.
Mit einer umkehrbaren Pumpe 24, die sich zum Erzeugen eines hydraulischen Drucks vorwärts/rückwärts drehen kann, sind hydraulische Rohre 27a, 27b verbunden, von denen jedes mit den hydraulischen Kammern 6, 3 verbunden ist, und ein Betriebsöl speichernder Öltank 26 ist über ein Entlastungsventil 25 ebenfalls verbunden. Dieser Öltank 26 gewinnt das von der umkehrbaren Pumpe auslaufende Betriebsöl zurück. Außerdem sind Rückschlagventile 29a, 29b, die zu einer elektrischen Öffnungs-/Schließsteuerung fähig sind, an den linken und rechten Rohren 27a, 27b vorgesehen, so dass Öl durch Öffnen des Ventils bei einem Ausfall der Pumpe (Pumpenversagen) oder dergleichen zu dem Öltank 26 ausgesondert wird. Eine Drehwelle der umkehrbaren Pumpe 24 steht mit dem Elektromotor 20 in Eingriff und wird, fähig zu einer Vorwärts-/Rückwärtsdrehung, durch eine Drehung des Elektromotors 20 angetrieben, der einen Befehlsstrom von einer Motorantriebseinrichtung 21 empfängt.
Die Servolenkungssteuereinheit 17 ist jeweils mit dem Drehmomentsensor 10 über eine Lenkdrehmomentsignalleitung 14, mit einem Lenkwinkelsensor 13 über eine Lenkwinkelsignalleitung 15 und mit der Motorantriebseinrichtung 21 über eine Befehlswertsignalleitung 18 verbunden. Obwohl später unter Verwendung von 2 bis 6 eine Beschreibung gegeben wird, berechnet die Servolenkungssteuereinheit 17 einen Befehlswert für den Elektromotor 20 basierend auf dem durch den Fahrer über eine Betätigung des Lenkrads 16 eingegebenen Lenkdrehmoment. Der berechnete Befehlswert wird über die Befehlswertsignalleitung 18 zu der Motorantriebseinrichtung 21 übertragen und über ein Antriebseinrichtungsausgangskabel 23 in den Elektromotor 20 eingegeben.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 ein Moment beschrieben, das beim Verriegelungsende-Vorwärtsbewegen oder -Rückwärtsbewegen an einem Lenkreifen erzeugt wird. 2a ist ein schematisches Diagramm von Vorderrädern, wenn ein Fahrzeug sich vorwärts bewegt, während 2b die Vorderräder zeigt, wenn das Fahrzeug sich rückwärts bewegt.
Allgemein gesprochen, wird eine sogenannte laterale Kraft an einem sich drehenden Rad eines wendenden Fahrzeugs in der Richtung senkrecht zu der sich drehenden Ebene erzeugt. Da die laterale Kraft vorne und hinten sowie rechts und links asymmetrisch verteilt ist, stimmt ein Kraftaufbringungspunkt einer resultierenden Kraft nicht mit einem Bodenberührungsmittelpunkt des Reifens überein. Somit erzeugt die laterale Kraft ein Moment an dem Bodenberührungsmittelpunkt des Reifens. Dieses Moment wird ein selbstausrichtendes Drehmoment (SAT) genannt. Ein Phänomen betreffend dieses SAT wird beispielsweise in "Motion and Control of Automobile, second edition" von Masato Abe, Sankaido Publishing Co., Ltd., S. 6 bis 9 beschrieben.
Auf diese Weise ist, sogar wenn das Lenken in der gleichen Richtung erfolgt, eine Wirkungsrichtung des SAT zwischen dem Vorwärtsbewegen und Rückwärtsbewegen eines Fahrzeugs genau entgegengesetzt, wie in 2 gezeigt. Beim Vorwärtsbewegen wirkt das SAT in der Richtung zum Zurückführen des Lenkens (neutrale Richtung), während beim Rückwärtsbewegen das SAT in der Lenkrichtung wirkt. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel wirkt das SAT beim Vorwärtsbewegen in der neutralen Richtung, aber das SAT kann in Abhängigkeit von dem Fahrzeugmodell beim Rückwärtsbewegen in der neutralen Richtung wirken.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 3 ein Umriß eines Elektromotorsteuerflusses entsprechend dem Verriegelungsende und dem normalen Lenken bei dem Servolenkungssystem gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Wenn ein Fahrer das Lenkrad 16 bei Schritt S101 betätigt, wird durch den Lenkwinkelsensor 13 ein Lenkwinkel erfasst (Schritt S102). Bei Schritt S103 wird bei einem Verfahren, das später in 4 beschrieben wird, bestimmt, ob es ein Verriegelungsende oder normales Lenken ist (Verriegelungsende oder nicht). Unter Bezugnahme auf 12 besteht die Bestimmung darüber, ob es ein Verriegelungsende oder normales Lenken ist, bei Schritt S103 darin, zu bestimmen ob es ein Lenken vor einem Verriegelungsende (normales Lenken) oder ein durch ein Verriegelungsende ausgelöstes Zurückführen (Zurückführen ohne Bezug auf ein Verriegelungsende ist normales Lenken) ist.
Als Erstes geht, falls es als ein Verriegelungsende bestimmt wird, die Routine weiter zu Schritt S104, und ein Lenkdrehmoment wird durch den Lenkdrehmomentsensor 10 erfasst. Die Lenkwinkelgeschwindigkeit wird bei Schritt S105 basierend auf dem bei Schritt S102 erfassten Lenkwinkel berechnet (die Geschwindigkeit des Lenkwinkels nach dem Lenkzustandsendpunkt in 12 wird berechnet). Dann wird bei Schritt S106 bestimmt, ob diese Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht (wie detailliert in 5 beschrieben wird). Falls die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird ein Korrekturunterstützungsdrehmoment bei Schritt S107 berechnet. Wie dieses Korrekturunterstützungsdrehmoment zu berechnen ist, wird detailliert bei Bezugsziffer 47 in 6 und in 8 beschrieben.
Falls es andererseits bei Schritt S103 als normales Lenken bestimmt wird, geht die Routine weiter zu Schritt S114, und das Lenkdrehmoment wird durch den Lenkdrehmomentsensor 10 erfasst. Basierend auf dem erfassten Lenkdrehmoment wird bei Schritt S115 das Unterstützungsdrehmoment berechnet.
Bei den obigen Schritten wird ein Wert des Unterstützungsdrehmoments, das beim Übergang von dem Verriegelungsende zu dem Zurückführen und bei dem normalen Lenken erforderlich ist, berechnet. Als Nächstes wird bei Schritt S121 der Elektromotor 20 gesteuert (Drehmomentsteuerung), um das berechnete Unterstützungsdrehmoment zu erzeugen. Gemäß dem Antreiben des Motors wird die Pumpe bei Schritt S122 angetrieben, und als ein Ergebnis wird bei Schritt S123 die Lenkunterstützungskraft erzeugt.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, wie das Verriegelungsende zu bestimmen ist. Die laterale Achse in der Figur gibt den Lenkwinkel an, während die vertikale Achse den Verriegelungsendebestimmungsmerker FL angibt, der auf Eins für das Verriegelungsende und Null für das normale Lenken eingestellt ist. Ein Bereich von der neutralen Position (gerader Fahrzustand des Automobils) zu einem voreingestellten Lenkwinkel (± A) wird als das normale Lenken bestimmt, während, falls der eingestellte Lenkwinkel (± A) überschritten wird, er als das Verriegelungsende bestimmt wird.
Außerdem kann für die Bestimmung des Verriegelungsendes außer dem oben genannten Lenkwinkelsensor das folgende Mittel verwendet werden. Der Verriegelungsendezustand des Lenkmechanismus wird basierend auf dem bei dem Lenkmechanismus erzeugten Lenkdrehmoment (durch den Lenkdrehmomentsensor erfassten Wert) und der Drehgeschwindigkeit eines Motors bestimmt. Außerdem wird der Verriegelungsendezustand des Lenkmechanismus basierend auf dem bei dem Lenkmechanismus erzeugten Lenkdrehmoment (durch den Lenkdrehmomentsensor erfassten Wert) und der Lenkgeschwindigkeit des Lenkmechanismus (berechnet basierend auf dem Lenkwinkel durch den Lenkwinkelsensor) bestimmt. Außerdem kann, wenn das bei dem Lenkmechanismus erzeugte Lenkdrehmo ment nicht geringer als ein spezifizierter Wert ist, bestimmt werden, dass der Lenkmechanismus in dem Verriegelungsendezustand ist.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben, wie die Lenkgeschwindigkeit zu bestimmen ist. Die laterale Achse in der Figur gibt die Lenkgeschwindigkeit an, während die vertikale Achse für den Lenkgeschwindigkeitsbestimmungsmerker Fs, der Eins ist, wenn die Lenkgeschwindigkeit nicht geringer als ein Schwellwert B oder nicht mehr als –B ist, und er ist Null für die anderen Fälle. Die Lenkgeschwindigkeit wird basierend auf dem bei Schritt S102 in 3 durch den Lenkwinkelsensor 13 erfassten Lenkwinkel berechnet.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 ein konkretes Beispiel für ein Verfahren zum Erzeugen des Befehlswerts für den Elektromotor 20 bei der Servolenkungssteuereinrichtung 17 beschrieben. Bei der Servolenkungssteuereinrichtung 17 wird ein Lenkwinkelsignal 61 in einen Verriegelungsendebestimmungsblock 41 eingegeben, und der Verriegelungsendebestimmungsmerker FL wird berechnet. Falls beispielsweise der Lenkzustand als das normale Lenken bestimmt wird, bedeutet dies FL = 0, und der Normallenkungsbestimmungsmerker 43a wird 1 – FL – 1, und die Steuerung für das normale Lenken wird ausgewählt. Ein Drehmomentbefehlswertberechnungsblock 45 berechnet einen Drehmomentbefehlswert basierend auf einer im Voraus erstellten Abbildungsinformation, wie in 7 unter Verwendung eines Lenkdrehmomentsignals 60 schematisch gezeigt. Der berechnete Befehlswert wird über die Befehlswertsignalleitung 18 in die Motorantriebseinrichtung 21 eingegeben. An der Motorantriebseinrichtung 21 wird die Drehmomentsteuerung durch ein Steuersystem, das später in 9 beschrieben wird, unter Verwendung eines Ankerstroms durchgeführt, der durch eine Ankerstromsignalleitung 22 erfasst wird. Mit einer Ausgangswelle 50 des Elektromotors 20 ist eine Lenksystemlast 51, wie zum Beispiel eine umkehrbare Pumpe, verbunden und wird durch den Elektromotor 20 angetrieben.
Falls andererseits der Lenkzustand als das Verriegelungsende bestimmt wird (bestimmt als Übergang von dem Verriegelungsende zu dem Zurückführen (oder keine Hand auf dem Lenkrad)), bedeutet dies FL = 1, ein Verriegelungsendebestimmungsmerker 43b wird FL = 1, und die Steuerung für ein Verriegelungsende wird ausgewählt. Falls die Lenkgeschwindigkeit geringer als ein durch einen Lenkgeschwindigkeitsbestimmungsblock 42 vorbestimmter Wert ist, wird ein Bestimmungsgeschwindigkeitsbestimmungsmerker 44a 1 – Fs = 1, und die Drehmomentsteuerung wird über einen Drehmomentbefehlswertberechnungsblock 46 ausgeführt. Der Drehmomentbefehlswertberechnungsblock 46 berechnet einen Drehmomentbefehlswert basierend auf in 7 gezeigten Charakteristika (Abbildungsinformation).
Falls die Lenkgeschwindigkeit nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist, berechnet der Lenkgeschwindigkeitsbestimmungsmerker 44b einen Korrekturdrehmomentbefehlswert durch einen Korrekturdrehmomentbefehlswertberechnungsblock 47. Dieser berechnete Korrekturdrehmomentbefehlswert basiert auf der im Voraus erstellten Abbildungsinformation, wie in 8 schematisch gezeigt (Graph mit ausgezogener Linie in 8). In 8 zeigt eine gepunktete Linie einen Drehmomentbefehlswert bei dem normalen Lenken, während der Graph mit ausgezogener Linie bei einer Korrektur zur zunehmenden Korrektur im Vergleich zu dem Graph mit gepunkteter Linie verwendet wird.
Der Zweck, dass der Motordrehmomentbefehlswert zunehmend korrigiert wird, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht ge ringer als ein vorbestimmter Wert ist (im Vergleich zu dem Fall, in dem die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht mehr als der vorbestimmte Wert ist), ist, wie oben erwähnt, zu verhindern, dass das Motordrehmoment durch den Differentialdruck bezwungen wird, und ein starkes Bremsen wirken zu lassen, so dass die Pumpendrehrichtung nicht früh umgekehrt wird. Wie von dem Graph der Motordrehmomente der vorliegenden Erfindung und dem in 12b gezeigten Stand der Technik deutlich wird, wird beim Übergang von dem Endpunkt in dem Rückführungszustand zu dem Zurückführen bei der ersten Ausführungsform das Motorantriebsdrehmoment erhöht, so das es nicht durch den Differentialdruck zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Zylinders bezwungen wird. Dadurch hat, wie in 12b gezeigt, die Motordrehmomentkurve unmittelbar nach dem Endpunkt in dem Rückführungszustand eine sanftere Neigung als diejenige des Stands der Technik.
Außerdem ist es eine der Charakteristika dieser Ausführungsform, die Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsöls einzudämmen (zu begrenzen), das zu dem niederdruckseitigen Öldurchgang von dem hochdruckseitigen Öldurchgang in dem ersten Öldurchgang und dem zweiten Öldurchgang unter einer spezifischen Bedingung zugeführt wird, wenn der Lenkzustand des Lenkmechanismus beendet ist und zum Zurückführen übergegangen ist. Nach dieser Eindämmungssteuerung soll die Eindämmungssteuerung (Begrenzung) der Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsöls beendet sein, wenn der Servozylinder sich zu bewegen beginnt. Außerdem wird dieser Antriebsstrom schrittweise gesenkt, nachdem die oben erwähnte zunehmende Steuerung des Antriebssignals für den Motor beendet ist, und außerdem wird diese zunehmende Korrektur beendet, nachdem eine vorbestimmte Zeit vom Beginn der zunehmenden Korrektur dieses Antriebssignals vergangen ist.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 ein Prinzip der Drehmomentsteuerung beschrieben, die an der Motorantriebseinrichtung 21 durchgeführt wird. 9 ist ein allgemeines Steuerungsblockdiagramm des Elektromotors 20 und der Motorantriebseinrichtung 21. Dieses Steuerungsblockdiagramm ist gut bekannt, wie in "How to Use Brushless DC Motor" von Koji Ogino, Ohmsha Co., Ltd., S. 16 bis 17 gezeigt.
In 9 bezeichnet jedes der Bezugssymbole wie folgt: Ac: Stromverstärker, La: Ankerinduktanz, Ra: Ankerwiderstand, KT: Drehmomentkonstante, J: Motorwellenträgheit, 1/Kc: Stromdetektor, KE: Induktionsspannungskonstante, 1/s: Integration.
Eine Differenz zwischen einem Strombefehlswert 70a und einem Ankerstrom 70b von einer Stromrückkopplungsschleife wird in einen Stromverstärker 72 eingegeben, und eine Induktionsspannung im Verhältnis zu einer Drehgeschwindigkeit 70e der Motorwelle wird durch den Induktionspannungskonstantenblock 76 bestimmt. Die Differenz zwischen dem Strombefehlswert und der Induktionsspannung wird in einen Ankerwiderstands-/Induktanzcharakteristikblock 73 eingegeben, um den Ankerstrom 70b zu erzeugen, und ein durch den Elektromotor 20 zu erzeugendes Drehmoment 70c wird an einem Drehmomentkonstantenblock 74 bestimmt. Durch eine Differenz zwischen dem Drehmoment 70c und einem Stördrehmoment 70d wird die Motorwellendrehgeschwindigkeit 70e an einem Motorwellenträgheitsblock 75 bestimmt. Bei diesem Aufbau kann, falls ein Wert des Stromverstärkers 72 extrem erhöht ist, der Ankerstrom 70b im Verhältnis zu dem Strombefehl 70a zum Fließen gebracht werden, und somit wird das Drehmoment 70c ebenfalls im Verhältnis zu dem Strombefehl 76a, und die Drehmomentsteuerung wird durchgeführt. Jeder in 9 gezeigte Bestandteil wird bei der Erläuterung der Bezugsziffern beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform sind die Servolenkungssteuereinrichtung 17 und die Motorantriebseinrichtung 21 getrennt vorgesehen, aber sie können integriert sein. In diesem Fall ist, da die Größe eines Systems reduziert werden kann, die Montierbarkeit auf einem Fahrzeug verbessert. Anstelle des Lenkwinkelsensors 13 zum Unterscheiden des Lenkzustands kann beispielsweise ein Sensor zum Erfassen eines Hubs der Kolbenstange 20 verwendet werden, der effektiv ist, falls es kein zulässiges Abmaß in einem Raum um das Lenkrad 16 herum gibt.
Um zu überprüfen, dass diese Ausführungsform tatsächlich durchgeführt wird, wird die Verbindung zwischen der Servolenkungssteuereinheit 17 und dem Lenkdrehmomentsensor 10 sowie dem Lenkwinkelsensor 13 unterbrochen, und ein Pseudolenkdrehmomentsignal und ein Pseudolenkwinkelsignal werden auf die Servolenkungssteuereinheit 17 angewandt. In diesem Fall wird ein Befehlswert der Befehlssignalleitung 18 überwacht, und es wird überprüft, ob die Richtungen des Befehlswerts und die Lenkwinkelgeschwindigkeit miteinander übereinstimmen, wenn das Pseudolenkdrehmomentsignal und das Pseudolenkwinkelsignal, die das Verriegelungsende imitieren, angewandt werden. Außerdem kann ein Mittel zum Erfassen einer Bewegungsrichtung des Zylinders vorgesehen sein, um zu bestätigen, dass die Zylinderbewegungsrichtung mit der Wirkungsrichtung des Unterstützungsdrehmoments übereinstimmt.
Als Nächstes wird unter Verwendung von 10 ein Servolenkungssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wenn ein Fahrer das Lenkrad 16 bei Schritt S201 betätigt, wird durch den Lenkwinkelsensor 13 ein Lenkwinkel erfasst (Schritt S202). Bei Schritt S203 wird bestimmt, ob es das Verriegelungsende oder normales Lenken ist.
Falls es als das Verriegelungsende bestimmt wird (bestimmt als Übergang von dem Verriegelungsende zu dem Zurückführen (oder keine Hand auf dem Lenkrad)), geht die Routine zu Schritt S204 weiter, und eine Lenkwinkelgeschwindigkeit wird basierend auf dem bei Schritt S202 erfassten Lenkwinkel berechnet. Als Nächstes wird bei Schritt S205 bestimmt, ob die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht. Falls die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist, wird ein hochdruckseitiges Rückschlagventil (in 1 gezeigtes Rückschlagventil 29a oder 29b) bei Schritt S206 geöffnet.
Falls es andererseits bei Schritt S203 als normales Lenken bestimmt wird und falls bei Schritt S205 bestimmt wird, dass die Lenkgeschwindigkeit nicht mehr als der vorbestimmte Wert ist, geht die Routine ohne Betätigen des Rückschlagventils (in 1 gezeigtes Rückschlagventil 29a oder 29b) weiter zu Schritt S207. Bei Schritt S207 wird das Lenkdrehmoment erfasst, und bei Schritt S208 wird das Unterstützungsdrehmoment berechnet. Bei Schritt S209 wird der Elektromotor 20 gesteuert (Drehmomentsteuerung), um das berechnete Unterstützungsdrehmoment zu erzeugen. Gemäß dem Antreiben des Motors wird die Pumpe bei Schritt S210 angetrieben, und als ein Ergebnis wird die Lenkunterstützungskraft bei Schritt S211 erzeugt.
Bei der obigen Beschreibung werden die Rückschlagventile 29a, 29b zwischen den hydraulischen Rohren 27a, 27b und dem Tank 26 gesteuert, sind aber nicht darauf beschränkt, ein die hydraulischen Rohre 27a und 27b direkt verbindender Verbindungsdurchgang (Umgehungsdurchgang der Pumpe 24) und ein ausfallsicheres Ventil zum Schalten zwischen Verbindung und Absperrung dieses Verbindungsdurchgangs können vorgesehen sein, und dieses ausfallsichere Ventil kann gesteuert werden.
Ein Punkt, in dem sich eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der in 3 gezeigten Ausführungsform unterscheidet, besteht darin, dass, da das Rückschlagventil gesteuert wird, die ausfallsichere Leistung hoch ist, und da die Komplexität einer Elektromotorsteuerung vermieden werden kann, die Kosten reduziert werden können. Da die anderen Aufbauten die gleichen wie diejenige der wie in 3 gezeigt arbeitenden Ausführungsform sind, wird die Beschreibung weggelassen.
Außerdem kann als noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das folgende Aufbaubeispiel betrachtet werden. Das heißt, als ein Erfassungsverfahren beim Übergang von dem Verriegelungsende zu dem Zurückführen des Lenkmechanismus kann die Erzeugung eines selbstausrichtenden Drehmoments (siehe 2), das den Servozylinder in der Lenkrichtung drängt, erfasst werden, und eine Strömungsgeschwindigkeit des von dem hochdruckseitigen Öldurchgang zu dem niederdruckseitigen Öldurchgang zugeführten Betriebsöls wird nach dieser Erfassung eingedämmt. Überdies ist bei dem obigen Erfassungsverfahren ein Signalempfangsabschnitt zum Empfangen eines Signals vorgesehen, das angibt, ob das Getriebe des Fahrzeugs in dem Vorwärtsfahrzustand (Fahrposition) oder dem Rückwärtsfahrzustand (Rückwärtsposition) ist, und es kann basierend auf dem durch diesen Signalempfangsabschnitt empfangenen Signal bestimmt werden, ob das selbstausrichtende Drehmoment zum Drängen des Servozylinders in der Lenkrichtung erzeugt wird oder nicht. Überdies kann das Antriebssignal des Motors in der Lenkrichtung zunehmend korrigiert werden, wenn der Lenkmechanismus in dem Stillstandszustand ist, und zu diesem Zeitpunkt wird bestimmt, dass der Lenkmechanismus in dem Stillstandszustand ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit ungefähr 0 km/h ist.
Wie oben erwähnt, sind die hauptsächlichen Charakteristika des Servolenkungssystems gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dass eine Lärmerzeugung durch Eindämmen der Strömungsgeschwindigkeit des von dem hochdruckseitigen Zylinder zu dem niederdruckseitigen Zylinder fließenden Betriebsöls durch Verwenden eines Aufbaus zum Bereitstellen eines Korrekturmittels zum zunehmenden Korrigieren des Antriebssignals des Motors zum Antreiben der hydraulischen Pumpe für den Servozylinder oder eines Begrenzungsmittels zum Begrenzen der Strömungsgeschwindigkeit des von dem hochdruckseitigen Öldurchgang zu dem niederdruckseitigen Öldurchgang zugeführten Betriebsöls beim Übergang von dem Verriegelungsende (Endpunkt des Lenkzustands) zu dem Zurückführen des Lenkmechanismus verhindert werden kann. Und als ein spezifischer Aufbau dieser Ausführungsform kann das folgende Beispiel betrachtet werden. Ein Servozylinder zum Unterstützen einer Lenkkraft des mit dem Lenkreifen verbundenen Lenkmechanismus, eine hydraulische Pumpe zum Zuführen eines hydraulischen Drucks zu dem Servozylinder, ein Motor zum Antreiben der hydraulischen Pumpe und ein Motorsteuerungsmittel zum Ausgeben eines Antriebssignals für den Motor gemäß einer auf den Lenkreifen aufgebrachten Lenkunterstützungskraft sind vorgesehen, und ein Strömungsgeschwindigkeitseindämmungsmittel zum Eindämmen der Strömungsgeschwindigkeit des von einem hochdruckseitigen Öldurchgang zu einem niederdruckseitigen Öldurchgang zugeführten Betriebsöls, wenn ein Lenkzustand des Lenkmechanismus beendet ist und zum Zurückführen oder keiner Hand auf dem Lenkrad übergegangen ist, ist ebenfalls vorgesehen. Dieses Strömungsgeschwindigkeitseindämmungsmittel beendet die Eindämmung der Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsöls, wenn der Servozylinder sich zu bewegen beginnt. Außerdem ist ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen einer Lenkwinkel geschwindigkeit des Lenkmechanismus vorgesehen, um eine Bewegung des Servozylinders zu erfassen.
Außerdem wird als das Strömungsgeschwindigkeitsmittel das Antriebssignal des Motors in der Lenkrichtung zunehmend korrigiert. Überdies wird nach der zunehmenden Korrektur dieses Antriebssignals das Antriebssignal schrittweise vermindert. Alternativ kann die zunehmende Korrektur beendet werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit seit dem Beginn der zunehmenden Korrektur dieses Antriebssignals verstrichen ist.
Überdies ist ein Öldurchgang zum Verbinden des hochdruckseitigen Öldurchgangs mit dem niederdruckseitigen Öldurchgang miteinander vorgesehen, und ist ein ausfallsicheres Ventil zum Schalten zwischen Verbindung und Absperrung dieses Verbindungsdurchgangs vorgesehen, so dass das ausfallsichere Ventil in den Verbindungszustand gebracht wird, wenn der Lenkzustand des Lenkmechanismus beendet ist. Außerdem kann die Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsöls begrenzt werden, wenn die Erzeugungsrichtung des an dem Lenkmechanismus erzeugten Lenkdrehmoments nicht mit der Richtung der Drehung des Motors übereinstimmt.
Überdies wird der Verriegelungsendezustand basierend auf dem an dem Lenkmechanismus erzeugten Lenkdrehmoment und der Drehgeschwindigkeit des Motors bestimmt. Alternativ kann der Verriegelungsendezustand basierend auf dem an dem Lenkmechanismus erzeugten Lenkdrehmoment und der Lenkgeschwindigkeit des Lenkmechanismus bestimmt werden. Überdies kann bestimmt werden, dass der Lenkmechanismus in dem Verriegelungsendezustand ist, wenn das an dem Lenkmechanismus erzeugte Lenkdrehmoment nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Betriebsöls begrenzt wird, wenn das selbstausrichtende Drehmoment, das den Servozylinder in der Lenkrichtung drängt, erzeugt wird. Überdies ist ein Signalempfangsabschnitt zum Empfangen eines Signals vorgesehen, das anzeigt, ob das Getriebe des Fahrzeugs in dem Vorwärtsfahrzustand (Fahrposition) oder in dem Rückwärtsfahrzustand (Rückwärtsposition) ist, und es wird basierend auf dem durch diesen Signalempfangsabschnitt empfangenen Signal bestimmt, ob das selbstausrichtende Drehmoment, das den Servozylinder in der Lenkrichtung drängt, erzeugt wird oder nicht.
Merkmale, Komponenten und spezifische Einzelheiten der Strukturen der oben beschriebenen Ausführungsformen können ausgetauscht oder kombiniert werden, um weitere Ausbildungsformen zu bilden, die für die jeweilige Anwendung optimiert sind. Soweit jene Modifikationen für einen Fachmann auf dem Gebiet leicht offensichtlich sind, sollen sie implizit durch die obige Beschreibung offenbart sein, ohne um der Prägnanz der vorliegenden Erfindung willen explizit jede mögliche Kombination zu spezifizieren.

Claims

Servolenkungssystem mit: einem Servozylinder zum Unterstützen einer Lenkkraft eines Lenkmechanismus, der aus einer Zahnstange und einem Ritzel und dergleichen hergestellt ist, die mit einem Lenkreifen verbunden sind; einer hydraulischen Pumpe mit zwei Abflussöffnungen zum selektiven Zuführen eines hydraulischen Drucks zu beiden Druckkammern des Servozylinders; einem ersten Fluiddurchgang und einem zweiten Fluiddurchgang zum Verbinden von jeder der zwei Abflussöffnungen der hydraulischen Pumpe mit jeweils den beiden Druckkammern des Servozylinders; einem Motor zum Antreiben der hydraulischen Pumpe; einem Motor zum Antreiben der hydraulischen Pumpe; und einer Servolenkungssteuerungseinrichtung zum Berechnen eines Befehlswerts für den Motor basierend auf einem Lenkdrehmoment durch Betätigung eines Lenkrades, wobei eine Strömungsgeschwindigkeit eines hydraulischen Fluids, das von einem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu einem niederdruckseitigen Fluiddurchgang in dem ersten Fluiddurchgang und dem zweiten Fluiddurchgang zugeführt wird, beim Übergang vom Ende eines Lenkzustands des Lenkmechanismus oder Verriegelungsende zum Zurückführen eingedämmt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei eine Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids durch zunehmendes Korrigieren eines Antriebsstroms des Motors in der Lenkrichtung durchgeführt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei eine Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids durch Begrenzen der Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids durchgeführt wird, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 3, wobei Ventile jeweils zwischen jedem des ersten Fluiddurchgangs und des zweiten Fluiddurchgangs und einem Fluidtank bereitgestellt sind, und die Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, durch offene Steuerung der Ventile begrenzt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 3, wobei ein den ersten Fluiddurchgang und den zweiten Fluiddurchgang verbindender Verbindungsdurchgang und ein ausfallsicheres Ventil zum Schalten zwischen Verbindung und Absperrung dieses Verbindungsdurchgangs vorgesehen sind, und die Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, durch Bringen des ausfallsicheren Ventils in einen Verbindungszustand begrenzt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Lenkdrehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments an dem Lenkmechanismus vorgesehen ist, und der Übergang von dem Ende eines Lenkzustands des Lenkmechanismus zu dem Zurückkehren durch Erfassen einer Nicht-Übereinstimmung zwischen der Richtung eines durch den Lenkdrehmomentsensor erfassten Lenkdrehmoments und der Richtung der Drehung des Motors bestimmt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels des Lenkmechanismus vorgesehen ist, basierend auf dem Lenkwinkel durch den Lenkwinkelsensor bestimmt wird, ob er in dem Verriegelungsendezustand ist oder nicht, und eine Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, eingedämmt wird, wenn das Bestimmungsergebnis der Verriegelungsendezustand ist und eine Lenkwinkelgeschwindigkeit, die basierend auf dem durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel berechnet wird, nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Servolenkungssystem nach Anspruch 7, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Hydraulik durch zunehmendes Korrigieren eines Antriebsstroms des Motors in der Lenkrichtung eingedämmt wird, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Servolenkungssystem nach Anspruch 7, wobei eine Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, durch Begrenzen der Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, eingedämmt wird, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels des Lenkmechanismus vorgesehen ist, ein Lenkdrehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments des Lenkmechanismus vorgesehen ist, basierend auf dem durch den Lenkdrehmomentsensor erfassten Lenkdrehmoment und einer erfassten Drehgeschwindigkeit des Motors bestimmt wird, ob er in dem Verriegelungsendezustand ist oder nicht, und eine Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, eingedämmt wird, wenn das Bestimmungsergebnis der Verriegelungsendezustand ist und eine durch den Lenkwinkelsensor erfasste Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels des Lenkmechanismus vorgesehen ist, ein Lenkdrehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments des Lenkmechanismus vorgesehen ist, basierend auf dem durch den Lenkdrehmomentsensor erfassten Lenkdrehmoment und einer Lenkwinkelgeschwindigkeit, die basierend auf dem durch den Lenkwinkelsensor erfassten Lenkwinkel berechnet wird, bestimmt wird, ob er in dem Verriegelungsendezustand ist oder nicht, und eine Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, eingedämmt wird, wenn das Bestimmungsergebnis der Verriegelungsendezustand ist und die durch den Lenkwinkelsensor erfasste Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels des Lenkmechanismus vorgesehen ist, ein Lenkdrehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments des Lenkmechanismus vorgesehen ist, es als der Verriegelungsendezustand bestimmt wird, wenn ein durch den Lenkdrehmomentsensor erfasstes Lenkdrehmoment nicht geringer als ein spezifizierter Wert ist, und eine Strömungsgeschwindigkeit des hydraulischen Fluids, das von dem hochdruckseitigen Fluiddurchgang zu dem niederdruckseitigen Fluiddurchgang zugeführt wird, in dem bestimmten Verriegelungsendezustand eingedämmt wird, wenn eine durch den Lenkwinkelsensor erfasste Lenkwinkelgeschwindigkeit nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei die Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids durchgeführt wird, wenn ein Selbstausrichtungsdrehmoment, das den Servozylinder in der Lenkrichtung drängt, erzeugt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 13, wobei ein Signalempfangsabschnitt zum Empfangen eines Signals vorgesehen ist, das angibt, ob ein Fahrzeuggetriebe in einem Vorwärtsfahrzustand oder einem. Rückwärtsfahrzustand ist, und die Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids durchgeführt wird, wenn das Selbstausrichtungsdrehmoment, das den Servozylinder in der Lenkrichtung drängt, basierend auf dem durch den Signalempfangsabschnitt empfangenen Signal erzeugt wird.
Servolenkungssystem nach Anspruch 1, wobei bei der Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids bestimmt wird, dass der Lenkmechanismus in einen Stillstandszustand ist, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit ungefähr 0 km/h ist, und die Strömungsgeschwindigkeitseindämmung des hydraulischen Fluids durch zunehmendes Korrigieren des Antriebsstroms des Motors in der Lenkrichtung in dem Stillstandszustand durchgeführt wird.