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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung,
die ein Hilfsmoment zum Unterstützen des von einem Fahrer
aufgewendeten Lenkmoment mit Hilfe eines Elektromotors erzeugt.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Im
Allgemeinen schließt eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung
einen Lenkmomentdetektor zum Erfassen eines durch einen Fahrer erzeugten Lenkmoments,
einen Phasenkompensator zum Verbessern der Frequenzeigenschaft des
Lenkmoments, eine Drehmomentsteuerung zum Berechnen eines Hilfsmomentstroms
zur Unterstützung des darauf basierenden Lenkmoments und
einen Motor zum Erzeugen eines Hilfsmoments zum Unterstützen
des von dem Fahrer aufgewendeten Lenkmoment in Übereinstimmung
mit dem Hilfsmomentstrom ein.
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In
diesem Fall entspricht der durch die Drehmomentsteuerung berechnete
Hilfsmomentstrom einem Wert, der im Wesentlichen proportional zu
dem Lenkmoment des Lenkmomentdetektors ist, von dem die Frequenzeigenschaft
durch den Phasenkompensator verbessert wird. Zudem gilt, dass je
größer eine in der Lenkmomentsteuerung festgelegte Drehmomentsproportionalitätsverstärkung
ist, um so größer der Hilfsmomentstrom und das
Hilfsmoment werden, so dass das von dem Fahrer aufzuwendende Drehmoment
entsprechend reduziert wird.
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Wenn
die Drehmomentproportionalitätsverstärkung groß festgelegt
wird, tritt jedoch eine Schwingung eines Lenksystems auf und eine
Vibration eines Lenkrads wird leicht auftreten, hierdurch ein Problem
des Bereitstellens eines unangenehmen Gefühls für
den Fahrer zeigend.
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Demgemäss
schließt zum Lösen des obigen Problems eine konventionelle
Elektroservolenk-Steuervorrichtung einen Drehgeschwindigkeitssensor (Drehzahlsensor)
ein zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit eines Motors, ein Drehgeschwindigkeitshochpassfilter
(nachstehend als Drehgeschwindigkeits-"HPF" abgekürzt)
zum Entfernen einer durch das Lenken bedingten Hochgeschwindigkeitskomponente
von der erfassten Drehgeschwindigkeit des Motors, und eine Dämpfungssteuerung
zum Berechnen eines Dämpfungsstroms basierend auf einer Ausgangsgröße
des Drehgeschwindigkeits-HPF (siehe beispielsweise ein erstes Patentdokument:
Japanisches Patent Nr. 3,712,876 ).
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Hier
wird durch Berechnen des Dämpfungsstroms basierend auf
der Ausgangsgröße des Drehgeschwindigkeits-HPF
die Vibration des Lenkrads unterdrückt zum Reduzieren des
Lenkmoments ohne das Bereitstellen irgendeines unangenehmen Gefühls
für den Fahrer.
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In
einer solchen konventionellen Elektroservolenk-Steuervorrichtung
wird der Dämpfungsstrom basierend auf der Ausgangsgröße
des Drehgeschwindigkeits-HPF unabhängig von dem Lenkzustand
berechnet und die Dämpfungssteuerung zum Unterdrücken
von in dem Lenksystem erzeugten Vibrationen wird ausgeführt.
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Als
ein Ergebnis hat es ein Problem dahingehend gegeben, dass in einem
Zustand des Haltens des Lenkrads (d. h., einem Zustand, in dem die
Drehgeschwindigkeit des Motors Null ist und nachstehend als ein
"Lenkradhaltezustand" bezeichnet) oder in einem Zustand des Lenkens
des Lenkrads in geringem Umfang (d. h., einem Zustand, in dem die
Drehgeschwindigkeit des Motors gering ist, und nachstehend als ein
"Geringfügig-Lenkzustand" bezeichnet), die Dämpfungssteuerung
zu einer Überkompensation führt, was eine Vibration
des Lenkrads verursacht und ein unangenehmes Gefühl für
den Fahrer bereitstellt.
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RESÜMEE DER ERFINDUNG
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Demgemäss
ist die vorliegende Erfindung dazu gedacht, die Probleme, wie sie
oben bezeichnet worden sind, zu umgehen und hat als ihr Ziel, eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung
bereitzustellen, die imstande ist, das von einem Fahrer benötigte Lenkmoment
zu reduzieren ohne das Bereitstellen eines unangenehmen Gefühls
für den Fahrer durch Unterdrücken von Vibration
eines Lenkrads selbst in einem Lenkradhaltezustand oder in einem
Geringfügig-Lenkzustand.
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Das
obige Ziel beachtend schließt eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung einen Lenkmomenterfassungsabschnitt
ein, der ein durch einen Fahrer eines Fahrzeugs erzeugtes Lenkmoment
erfasst; einen Motor (Elektromotor), der ein Hilfsmoment erzeugt
zum Unterstützen des Lenkmoments; einen Drehgeschwindigkeitserfassungsabschnitt,
der die Drehgeschwindigkeit des Motors erfasst; einen Drehmomentsteuerabschnitt,
der einen dem Hilfsmoment entsprechenden Hilfsmomentstrom basierend
auf dem Lenkmoment berechnet; und einen Dämpfungssteuerabschnitt,
der einen dem Hilfsmomentstrom hinzuzufügenden Dämpfungsstrom
zum Unterdrücken von in einem Lenksystem des Fahrzeugs
erzeugten Vibrationen. Der Dämpfungssteuerabschnitt reduziert
eine Dämpfungssteuerverstärkung zum Berechnen
des Dämpfungsstroms, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors
gleich oder geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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Gemäß der
Elektroservolenk-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung berechnet
der Dämpfungssteuerabschnitt den Dämpfungsstrom
mit der Dämpfungssteuerverstärkung, die geeignet
reduziert wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors gleich oder
geringer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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Demgemäss
kann eine Überkompensation der Dämpfungssteuerung
vermieden werden und eine Vibration des Lenkrads wird unterdrückt,
wodurch es möglich ist, das von einem Fahrer erforderliche
Lenkmoment zu reduzieren ohne das Bereitstellen eines unangenehmen
Gefühls für den Fahrer selbst in einem Lenkradhaltezustand
oder in einem Geringfügig-Lenkzustand.
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Das
Obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden Fachleuten aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung leichter ersichtlich
wenn betrachtet im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm einer Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
erläuternde Ansicht eines Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Zusammenhangs
anhand einer Kennlinie, das in dem Dämpfungssteuerteil
in 1 bereitgestellt wird;
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3 ein
Ablaufdiagramm des Betriebs eines Zielstromberechnungsteils gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
Blockdiagramm einer Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ein
Ablaufdiagramm des Betriebs eines Zielstromberechnungsteils gemäß der
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
Blockdiagramm einer Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ein
Ablaufdiagramm des Betriebs eines Zielstromberechnungsteils gemäß der
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 ein
Blockdiagramm einer Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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9 ein
Ablaufdiagramm des Betriebs eines Zielstromberechnungsteils gemäß der
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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10 ein
Blockdiagramm einer Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
erläuternde Ansicht einer anderen Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie,
die in dem Dämpfungssteuerteil bereitgestellt wird;
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12 eine
erläuternde Ansicht einer weiteren Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie,
die in dem Dämpfungssteuerteil bereitgestellt wird; und
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13 eine
erläuternde Ansicht noch einer weiteren Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie,
die in dem Dämpfungssteuerteil bereitgestellt wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
detailliert unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Quer durch die jeweiligen Figuren werden dieselben Bestandteile
oder Teile durch dieselben Bezugszeichen und Ziffern gekennzeichnet.
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Ausführungsform 1.
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Nun
wird Bezug nehmend auf die Zeichnungen und zuerst auf 1 in
einem Blockdiagramm eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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In 1 schließt
die Elektroservolenk-Steuervorrichtung einen Drehmomentsensor 1 (einen Lenkmomenterfassungsabschnitt)
ein, einen Motor 2 (einen Elektromotor), einen Zielstromberechnungsteil 3,
einen Stromdetektor 4 (einen Stromerfassungsabschnitt),
eine Stromsteuerung 5 (einen Spannungsberechnungsabschnitt),
und einen Drehgeschwindigkeitsdetektor 6 (einen Drehgeschwindigkeits-
bzw. Drehzahlerfassungsabschnitt).
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Der
Drehmomentsensor 1 erfasst ein durch das Lenken eines Fahrers
erzeugte Lenkmoment für ein Fahrzeug und gibt ein entsprechendes
Lenkmomentsignal aus. Der Motor 2 erzeugt ein Hilfsmoment,
um das Lenkmoment zu unterstützen.
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Der
Zielstromberechnungsteil 3 nimmt das Lenkmomentsignal etc.
auf, wandelt es von analoger in digitale Form um, berechnet daraus
einen Zielmotorstrom, der dem Motor 2 zuzuführen
ist und gibt ein Zielmotorstromsignal aus. Der Stromdetektor 4 erfasst
einen den Motor 2 zugeführten Motorantriebsstrom
und gibt ein entsprechendes Motorantriebsstromsignal aus.
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Die
Stromsteuerung 5 vergleicht das Zielmotorstromsignal und
das Motorantriebsstromsignal miteinander, berechnet eine Zielmotorspannung,
die an einen Anschluss des Motors 2 anzulegen ist, um den
Motorantriebsstrom mit dem Zielmotorstrom koinzidieren zu lassen
und gibt ein Zielmotorspannungssignal beispielsweise als ein PWM-Signal (Pulsbreitenmodulationssignal)
aus.
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Der
Drehgeschwindigkeits- bzw. Drehzahldetektor 6 erfasst die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 und gibt ein entsprechendes
Drehgeschwindigkeitssignal (einen erfassten Wert) aus.
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Der
Zielstromberechnungsteil 3 schließt einen Phasenkompensationsteil 7,
einen Drehmomentsteuerteil 8 (einen Drehmomentsteuerabschnitt),
einen Dämpfungssteuerteil 9 (einen Dämpfungssteuerabschnitt)
und einen Additionsteil 10 (einen Additionsabschnitt) ein.
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Hier
besteht der Zielstromberechnungsteil 3 aus einem (nicht
dargestellten) Mikroprozessor, der eine CPU hat zum Ausführen
von Rechenverarbeitung, ein ROM zum Speichern von Programmdaten und
Festwertdaten, und ein RAM zum Speichern überschreibbarer
Daten. Individuelle Blöcke, die den Zielstromberechnungsteil 3 bilden,
werden in dem ROM als Software gespeichert.
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Der
Phasenkompensationsteil 7 führt eine Phasenkompensation
des Lenkmomentsignals durch zum Verbessern von dessen Frequenzverhalten
und gibt ein kompensiertes Lenkmomentsignal aus.
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Der
Drehmomentsteuerteil 8 berechnet basierend auf dem kompensierten
Lenkmomentsignal einen dem durch den Motor 2 erzeugten
Hilfsmoment entsprechenden Hilfsmomentstrom und gibt ein entsprechendes
Hilfsmomentstromsignal aus.
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Das
heißt, der Drehmomentsteuerteil 8 hat in dem ROM
eine Lenkmoment-Hilfsmomentstrom-Kennlinie (oder ggf. ein Kennfeld)
gespeichert mit dem Zusammenhang zwischen dem Lenkmoment und dem
Hilfsmomentstrom in der Kennlinie beschrieben. Der Drehmomentsteuerteil 8 berechnet den
Hilfsmomentstrom aus dieser Kennlinie basierend auf dem kompensierten
Lenkmomentsignal.
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Der
Dämpfungssteuerteil 9 berechnet basierend auf
dem Hilfsmomentstromsignal und dem Drehgeschwindigkeitssignal einen
Dämpfungsstrom für das Unterdrücken von
in einem Lenksystem des Fahrzeugs erzeugten Vibrationen und gibt
ein entsprechendes Dämpfungsstromsignal aus.
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Das
heißt, der Dämpfungssteuerteil 9 hat
in dem ROM eine Hilfsmomentstrom-Vibrationsunterdrückungsstrom-Kennlinie
und eine Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie (oder
ggf entsprechende Kennfelder) gespeichert, wobei die Hilfsmomentstrom-Vibrationsunterdrückungsstrom-Kennlinie den
Zusammenhang zwischen dem Hilfsmomentstrom und einem Vibrationsunterdrückungsstrom
zum Unterdrücken der obigen Vibrationen beschreibt, und
die Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie
den Zusammenhang zwischen der Drehgeschwindigkeit des Motors 2 und
einer Dämpfungssteuerverstärkung zum Berechnen
des Dämpfungsstroms beschreibt.
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Der
Dämpfungssteuerteil 9 berechnet den Vibrationsunterdrückungsstrom
von der Hilfsmomentstrom-Vibrationsunterdrückungsstrom-Kennlinie
basierend auf dem Hilfsmomentstromsignal, legt die Dämpfungssteuerverstärkung
von der Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie
basierend auf dem Drehgeschwindigkeitssignal fest, und berechnet
den Dämpfungsstrom durch Multiplizieren des Vibrationsunterdrückungsstroms
mit der Dämpfungssteuerverstärkung (dem Dämpfungssteuergewinn).
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Beachte
hier, dass der Dämpfungssteuerabschnitt 9 die
Dämpfungssteuerverstärkung in geeigneter Weise
reduziert, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors gleich oder geringer
als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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2 ist
eine erläuternde Ansicht, die die Drehgeschwindigkeit-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie
zeigt, die in dem Dämpfungssteuerteil 9 bereitgestellt
wird.
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In 2 wird
die Dämpfungssteuerverstärkung, wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors 2 größer als eine vorbestimmte
Geschwindigkeit R ist, auf "1" festgelegt, wohingegen, wenn die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 gleich oder geringer als die
vorbestimmte Geschwindigkeit R ist, die Dämpfungssteuerverstärkung
eine vorbestimmte Verstärkung K (< 1) festgelegt wird.
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Als
ein Ergebnis kann erreicht werden, dass die Dämpfungssteuerung
nur ausgeführt wird, wenn sie erforderlich ist, und eine Überkompensation
der Dämpfungssteuerung kann vermieden werden.
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Der
Additionsteil 10 berechnet den Zielmotorstrom, der dem
Motor 2 zuzuführen ist, durch Addieren des Hilfsmomentstromsignals
und Subtrahieren des Dämpfungsstromsignals, und gibt ein
entsprechendes Zielmotorstromsignal aus.
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Nachstehen
wird Bezug genommen auf den Betriebsablauf des Zielstromberechnungsteils 3 in der
Elektroservolenk-Steuervorrichtung, wie sie oben aufgebaut ist,
während Bezug genommen wird auf das Ablaufdiagramm der 3.
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Zuallererst
liest der Zielstromberechnungsteil 3 ein Lenkmomentsignal
von dem Drehmomentsensor 1 während jeder vorbestimmten
Abtastperiode und speichert es in dem RAM (Schritt S31).
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Auch
liest der Zielstromberechnungsteil 3 ein Drehgeschwindigkeitssignal
von dem Drehgeschwindigkeitssensor 6 und speichert es in
dem RAM (Schritt S32).
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Darauf
folgend kompensiert der Phasenkompensationsteil 7 die Phase
des Lenkmomentsignals zum Verbessern von dessen Frequenzverhalten,
und speichert ein entsprechendes kompensiertes Lenkmomentsignal
in dem RAM (Schritt S33).
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Dann
berechnet der Drehmomentsteuerteil 8 einen Hilfsmomentstrom
von der oben erwähnten Lenkmoment-Hilfsmomentstrom-Kennlinie
basierend auf dem kompensierten Lenkmomentsignal und speichert ein
entsprechendes Hilfsmomentstromsignal in dem RAM (Schritt S34).
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Darauf
folgend berechnet der Dämpfungssteuerteil 9 einen
Vibrationsunterdrückungsstrom von der oben erwähnten
Hilfsmomentstrom-Vibrationsunterdrückungsstrom-Kennlinie
basierend auf dem Hilfsmomentstromsignal (Schritt S35).
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Daraufhin
bestimmt der Dämpfungssteuerteil 9 basierend auf
dem Drehgeschwindigkeitssignal, ob die Drehgeschwindigkeit des Motors
geringer oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit R ist (d. h.,
das Lenkrad in dem Lenkradhaltezustand oder in dem Geringfügig-Lenkzustand
ist) (Schritt S36).
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Wenn
in Schritt S36 bestimmt wird, dass die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 geringer
oder gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit R ist (das heißt,
Ja), reduziert der Dämpfungssteuerteil 9 die Dämpfungssteuerverstärkung
in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie,
die in 2 gezeigt wird, wie oben dargelegt (Schritt S37).
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Darauf
folgend berechnet der Dämpfungssteuerteil 9 einen
Dämpfungsstrom durch Multiplizieren des Vibrationsunterdrückungsstroms
mit der Dämpfungssteuerverstärkung (hier der vorbestimmten
Verstärkung K), und speichert ein entsprechendes Dämpfungsstromsignal
in dem RAM (Schritt S38).
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Andererseits,
wenn in Schritt S36 bestimmt wird, dass die Drehgeschwindigkeit
des Motors größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit
R ist (das heißt, Nein), berechnet der Dämpfungssteuerteil 9 einen
Dämpfungsstrom durch Multiplizieren des Vibrationsunterdrückungsstroms
mit der Dämpfungssteuerverstärkung (hier "1")
und speichert ein entsprechendes Dämpfungsstromsignal in
dem RAM (Schritt S38).
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Dann
berechnet der Additionsteil 10 einen dem Motor 2 zuzuführenden
Zielmotorstrom durch Addieren des Hilfsmomentstromsignals und Subtrahieren
des Dämpfungsstromsignals, und speichert ein entsprechendes
Zielmotorstromsignal in dem RAM, woraufhin die Verarbeitung der 3 abgeschlossen
ist.
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Gemäß der
Elektroservolenk-Steuervorrichtung dieser ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung berechnet der Dämpfungssteuerabschnitt 9 den
Dämpfungsstrom durch Reduzieren der Dämpfungssteuerverstärkung
auf die vorbestimmte Verstärkung K (< 1), wenn die Drehgeschwindigkeit des
Motors 2 gleich oder geringer als die vorbestimmte Geschwindigkeit
R ist.
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Demgemäss
kann das Überkompensieren der Dämpfungssteuerung
vermieden werden und eine Vibration des Lenkrads wird unterdrückt,
wodurch das vom Fahrer erforderliche Lenkmoment reduziert werden
kann ohne das Bereitstellen eines unangenehmen Gefühls
für den Fahrer selbst im Lenkradhaltezustand oder im Geringfügig-Lenkzustand.
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Ausführungsform 2.
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 4 schließt
diese Elektroservolenk-Steuervorrichtung anstelle des in 1 gezeigten
Drehgeschwindigkeitsdetektors 6 ein Lenkmomenthochpassfilter 11 (einen
Lenkmomentlenkkomponentenentfernungsabschnitt) (nachstehend als
ein "Lenkmoment-HPF 11" abgekürzt) ein, ein Antriebsstromhochpassfilter 12 (einen
Lenkstromlenkkomponentenentfernungsabschnitt) (nachstehend als ein "Antriebsstrom-HPF 12"
abgekürzt), und einen Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13.
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Das
Lenkmoment-HPF 11 entfernt eine durch den Lenkbetrieb des
Fahrers bedingte Frequenzkomponente von einem Lenkmomentsignal und
gibt ein Frequenzkomponentenreduziertes Lenkmomentsignal (Komponenten-reduziertes
Lenkmoment) aus. Das Antriebsstrom-HPF 12 entfernt eine durch
die Lenkoperation des Fahrers bedingte Frequenz-Komponente von dem
Motorantriebsstromsignal und gibt ein Frequenzkomponenten-reduziertes Motorantriebsstromsignal
(Komponenten-reduzierten Motorstrom) aus.
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Der
Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13 enthält eine
Vibrationsgleichung, die das Trägheitsmoment des Motors 2 als
einen Trägheitsterm enthält, und die Steifigkeit
bzw. Härte des Drehmomentsensors 1 als einen Federterm.
Der Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13 schätzt
die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem
Komponenten-reduzierten Lenkmomentsignal und dem Komponenten-reduzierten
Motorantriebsstromsignal und gibt ein Drehgeschwindigkeitssignal
(Schätzwert) aus.
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Der
Aufbau dieser zweiten Ausführungsform ist abgesehen von
dem Obigen ähnlich dem der ersten Ausführungsform
und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
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Hier
wird Bezug genommen auf die Betriebsabläufe des Lenkmoment-HPF 11 und
des Antriebsstrom-HPF 12.
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Im
Allgemeinen wird angenommen, dass die durch das Lenken eines Fahrers
bedingte Frequenz etwa 3 Hz oder darunter ist. Wenn beispielsweise
ein Fahrspurwechsel durch den Fahrer vorgenommen wird, ist die Frequenz
der durch das Lenken eines Fahrers bedingten Vibration 0,2 Hz oder
in diesem Bereich und gewöhnlich werden viele Lenkoperationen
solch niedrigen Frequenzen vorgenommen. Im Gegensatz hierzu ist
das Frequenzband, in dem wohl die Vibration des Lenksystems erzeugt
wird, als bei 30 Hz oder darüber liegend angenommen.
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Demgemäss
können eine durch das Lenken des Fahrers bedingte Frequenz
und eine Frequenz, in der das Lenksystem zum Erzeugen von Vibration neigt,
auf leichte Weise voneinander getrennt werden.
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Daher
kann durch Verwenden des Lenkmoment-HPF 11 und des Antriebsstrom-HPF 12 die durch
das Lenken des Fahrers bedingte Frequenzkomponente jeweils von dem
Lenkmomentsignal und dem Motorantriebsstromsignal entfernt werden,
wodurch es möglich wird, zu vermeiden, dass die durch das
Lenken des Fahrers bedingte Frequenzkomponente der Drehgeschwindigkeit
des Motors 2, die durch den Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13 geschätzt
wird, überlagert wird.
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Nachstehend
wird Bezug genommen auf den Betriebsablauf des Zielstromberechnungsteils 3A in
der Elektroservolenk-Steuervorrichtung, die wie oben aufgebaut ist,
unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm in 5.
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Zuerst
liest der Zielstromberechnungsteil 3A ein Lenkmomentsignal
von dem Drehmomentsensor 1 in jeder vorbestimmten Abtastperiode
und speichert es in dem RAM (Schritt S31).
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Auch
liest der Zielstromberechnungsteil 3A das Motorantriebsstromsteuersignal
von dem Stromdetektor 4 und speichert es in dem RAM (Schritt S41).
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Darauffolgend
entfernt das Lenkmoment-HPF 11 eine durch die Lenkoperation
des Fahrers bedingte Komponente von dem Lenkmomentsignal und speichert
ein entsprechendes Komponenten-reduziertes Lenkmomentsignal in dem
RAM (Schritt S42).
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Auch
entfernt das Antriebsstrom-HPF 12 die durch die Lenkoperation
des Fahrers bedingte Frequenzkomponente von dem Motorantriebsstromsignal
und speichert ein entsprechendes Komponenten-reduziertes Motorantriebsstromsignal
in dem RAM (Schritt S43).
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Dann
schätzt der Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13 die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem Komponenten-reduzierten
Lenkmomentsignal und dem Komponenten-reduzierten Antriebsstromsignal
und speichert ein entsprechendes Drehgeschwindigkeitssignal in dem
RAM (Schritt S44).
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Darauf
folgend führt der Phasenkompensationsteil 7 eine
Phasenkompensation an dem Lenkmomentsignal durch zum Verbessern
von dessen Frequenzverhalten und speichert ein kompensiertes Lenkmomentsignal
in dem RAM (Schritt S33).
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Beachte
hier, dass der Betriebsablauf dieser zweiten Ausführungsform
außer dem Vorangehenden ähnlich dem der oben erwähnten
ersten Ausführungsform ist und eine Beschreibung davon
weggelassen wird.
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Gemäß der
Elektroservolenk-Steuervorrichtung dieser zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schätzt der Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13 die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem Komponenten-reduzierten
Lenkmomentsignal von dem Lenkmoment-HPF 11, und dem Komponenten-reduzierten
Motorantriebsstromsignal von dem Antriebsstrom-HPF 12,
und der Dämpfungssteuerabschnitt 9 berechnet einen
Dämpfungsstrom durch Reduzieren einer Dämpfungssteuerverstärkung
auf eine vorbestimmte Verstärkung K (< 1), wenn die Drehgeschwindigkeit des
Motors 2 gleich oder geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit R
ist.
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Demgemäss
können vorteilhafte Wirkungen ähnlich jenen in
der oben erwähnten ersten Ausführungsform erzielt
werden und der Drehgeschwindigkeitsdetektor 6 zum Erfassen
der Drehgeschwindigkeit des Motors 2 wird nicht benötigt,
so dass eine Kostenreduzierung erzielt werden kann.
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Beachte
hier, dass der Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13 der oben
erwähnten zweiten Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit
des Motors 2 basierend auf dem Komponenten-reduzierten
Motorantriebsstromsignal schätzt, das durch Entfernen der durch
eine Lenkoperation des Fahrers bedingten Frequenzkomponente von
dem Motorantriebsstromsignal (der Ausgangsgröße
des Stromdetektors 4) erhalten wird, aber die vorliegende
Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
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Der
Drehgeschwindigkeitsbeobachter 13 kann die Drehgeschwindigkeit
des Motors 2 basierend auf einem Komponenten-reduzierten
Zielmotorstromsignal (einem Komponenten-reduzierten Motorstrom)
schätzen, das durch Entfernen der durch die Lenkoperation
des Fahrers bedingten Frequenzkomponente von einem Zielmotorstromsignal
(einer Ausgangsgröße des Zielstromberechnungsteils 3A)
erhalten wird.
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In
diesem Fall können auch die vorteilhaften Wirkungen ähnlich
jenen der oben erwähnen zweiten Ausführungsform
erzielt werden.
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Ausführungsform 3.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 6 schließt
diese Elektroservolenk-Steuervorrichtung anstelle des in 1 gezeigten
Drehgeschwindigkeitsdetektors 6 einen Zwischenanschluss- Spannungsdetektor 14 (einen Spannungserfassungsabschnitt)
und einen Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15 (einen
Drehgeschwindigkeitsschätzabschnitt) ein.
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Beachte
hier, dass ein Zielstromberechnungsteil 3B den Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15 einschließt.
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Der
Zwischenanschluss-Spannungsdetektor 14 erfasst eine Motorantriebsspannung,
die dem Anschluss des Motors 2 eingeprägt wird
und gibt ein entsprechendes Antriebs-Spannungssignal aus. der Drehgeschwindigkeits-Schätzungsteil 15 schätzt
die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf einem
Motorantriebsstromsignal von dem Stromdetektor 4 und dem
Motorantriebsspannungssignal, und gibt ein entsprechendes Drehgeschwindigkeitssignal (geschätzter
Wert) aus.
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Der
Aufbau dieser dritten Ausführungsform ist abgesehen von
dem Obigen ähnlich dem der ersten Ausführungsform
und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
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Nachstehend
wird Bezug genommen auf den Betriebsablauf des Zielstromberechnungsteils 3B in
der Elektroservolenk-Steuervorrichtung, die wie vorstehend aufgebaut
ist, unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm in 7.
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Zuallererst
liest der Zielstromberechnungsteil 3B ein Lenkmomentsignal
von dem Drehmomentsensor 1 in jeder vorbestimmten Abtastperiode
und speichert es in dem RAM (Schritt S31).
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Auch
liest der Zielstromberechnungsteil 3B ein Motorantriebsstromsignal
von dem Stromdetektor 4 und speichert es in dem RAM (Schritt
S41). Darauf folgend liest der Zielstromberechnungsteil 3B ein Motorantriebs-Spannungssignal
vom Zwischenanschluss-Spannungsdetektor 14 und speichert
es in dem RAM (Schritt S51).
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Dann
schätzt der Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15 die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem Motorantriebsstromsignal und
dem Motorantriebs-Spannungssignal und speichert ein entsprechendes
Drehgeschwindigkeitssignal in dem RAM (Schritt S52).
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Darauf
folgend führt der Phasenkompensationsteil 7 eine
Phasenkompensation des Lenkmomentsignals zum Verbessern von dessen
Frequenzverhalten durch, und speichert ein entsprechendes kompensiertes
Lenkmomentsignal in dem RAM (Schritt S33).
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Beachte
hier, dass der Betriebsablauf dieser dritten Ausführungsform
abgesehen von dem Obigen ähnlich dem der oben erwähnten
ersten Ausführungsform ist und eine Beschreibung davon
weggelassen wird.
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Gemäß der
Elektroservolenk-Steuervorrichtung dieser dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schätzt der Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15 die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem Motorantriebsstromsignal von
dem Stromdetektor 4 und dem Motorantriebsspannungssignal
von dem Zwischenanschluss-Spannungsdetektor 14, und der
Dämpfungssteuerabschnitt 9 berechnet einen Dämpfungsstrom durch
Reduzieren einer Dämpfungssteuerverstärkung auf
eine vorbestimmte Verstärkung K (< 1), wenn die Drehgeschwindigkeit des
Motors 2 gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Geschwindigkeit R
ist.
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Demgemäss
können vorteilhafte Wirkungen ähnlich jener in
der oben erwähnten ersten Ausführungsform erhalten
werden und der Drehgeschwindigkeitsdetektor 6 zum Erfassen
der Drehgeschwindigkeit des Motors 2 wird nicht benötigt,
so dass eine Kostenreduzierung erzielt werden kann.
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Beachte
hier, dass der Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15 der
oben erwähnten dritten Ausführungsform die Drehgeschwindigkeit
des Motors 2 basierend auf dem Motorantriebsstromsignal von
dem Stromdetektor 4 und dem Motorantriebsspannungssignal
von dem Zwischenanschluss-Spannungsdetektor 14 schätzt,
aber die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt
ist.
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Der
Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15 kann die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 auch basierend auf einem
Zielmotorstromsignal von dem Zielstromberechnungsteil 3B und
dem Motorantriebsstromsignal von dem Stromdetektor 4 abschätzen.
Auch kann der Drehgeschwindigkeits-Schätzungsteil 15 die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf einem Zielmotorspannungssignal
von der Stromsteuerung 5 und dem Motorantriebsstromsignal
von dem Stromdetektor 4 abschätzen.
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In
diesen Fällen können vorteilhafte Wirkungen ähnlich
jener der oben erwähnten dritten Ausführungsform
erzielt werden.
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Ausführungsform 4.
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8 ist
ein Blockdiagramm, das eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 8 schließt
diese Elektroservolenk-Steuervorrichtung anstelle des in 1 gezeigten
Drehgeschwindigkeitsdetektors 6 einen Drehwinkeldetektor 16 (einen
Drehwinkelerfassungsabschnitt) ein und einen Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15C (einen
Drehgeschwindigkeitsschätzungsabschnitt).
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Beachte
hier, dass ein Zielstromberechnungsteil 3C den Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15C einschließt.
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Der
Drehwinkeldetektor 16 erfasst den Drehwinkel des Motors 2 und
gibt ein entsprechendes Drehwinkelsignal aus. Der Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15C schätzt
die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem
Drehwinkelsignal ab und gibt ein entsprechendes Drehgeschwindigkeitssignal
(geschätzter Wert) aus.
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Der
Aufbau dieser dritten Ausführungsform ist abgesehen von
dem Obigen ähnlich dem der ersten Ausführungsform
und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
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Nachstehend
wird Bezug genommen auf den Betriebsablauf des Zielstromberechnungsteils 3C in
der Elektroservolenk-Steuervorrichtung, die wie oben aufgebaut ist,
während Bezug genommen wird auf ein Ablaufdiagramm in 9.
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Zuallererst
liest der Zielstromberechnungsteil 3C ein Lenkmomentsignal
von dem Drehmomentsensor 1 in jeder vorbestimmten Abtastperiode
und speichert es in dem RAM (Schritt S31).
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Auch
liest der Zielstromberechnungsteil 3C ein Drehwinkelsignal
von dem Drehwinkeldetektor 16 und speichert es in dem RAM
(Schritt S61).
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Dann
schätzt der Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15C die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem Drehwinkelsignal
und speichert ein entsprechendes Drehgeschwindigkeitssignal in dem
RAM (Schritt S62).
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Darauf
folgend führt der Phasenkompensationsteil 7 eine
Phasenkompensation des Lenkmomentsignals zum Verbessern von dessen
Frequenzverhalten durch und speichert ein entsprechendes kompensiertes
Lenkmomentsignal in dem RAM (Schritt S33).
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Beachte
hier, dass der Betriebsablauf dieser vierten Ausführungsform
abgesehen von dem Obigen ähnlich dem der oben erwähnten
ersten Ausführungsform ist und die Beschreibung davon weggelassen
wird.
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Gemäß der
Elektroservolenk-Steuervorrichtung der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schätzt der Drehgeschwindigkeitsschätzungsteil 15C die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 basierend auf dem Drehwinkelsignal
von dem Drehwinkeldetektor 16 und der Dämpfungssteuerabschnitt 9 berechnet
einen Dämpfungsstrom durch Reduzieren einer Dämpfungssteuerverstärkung
auf eine vorbestimmte Verstärkung K (< 1), wenn die Drehgeschwindigkeit des
Motors 2 gleich oder geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit
R ist.
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Demgemäss
können vorteilhafte Wirkungen ähnlich jener in
der oben erwähnten ersten Ausführungsform erzielt
werden und der Drehgeschwindigkeitsdetektor 6 zum Erfassen
der Drehgeschwindigkeit des Motors 2 ist nicht erforderlich,
so dass eine Kostenreduzierung erzielt werden kann.
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Ausführungsform 5.
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10 ist
ein Blockdiagramm, das eine Elektroservolenk-Steuervorrichtung gemäß einer fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In 10 ist
diese Elektroservolenk-Steuervorrichtung mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 17 (einem
Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsabschnitt) versehen, der die Fahrgeschwindigkeit
eines Fahrzeugs erfasst und ein entsprechendes Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
ausgibt.
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Zudem
schließt diese Elektroservolenk-Steuervorrichtung einen
Dämpfungssteuerteil 9D anstelle der in 1 gezeigten
Dämpfungssteuerteils 9 ein.
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Beachte
hier, dass ein Zielstromberechnungsabschnitt 3D den Dämpfungssteuerteil 9D einschließt.
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Der
Dämpfungssteuerteil 9D berechnet basierend auf
einem Hilfsmomentstromsignal, einem Drehgeschwindigkeitssignal und
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal einen Dämpfungsstrom
zum Unterdrücken von in einem Lenksystem des Fahrzeugs
erzeugten Vibrationen, und gibt ein entsprechendes Dämpfungsstromsignal
aus.
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Das
heißt, der Dämpfungssteuerteil 9 berechnet
einen Vibrationsunterdrückungsstrom aus der oben erwähnten
Hilfsmomentstrom-Vibrationsunterdrückungsstrom-Kennlinie
basierend auf dem Hilfsmomentstromsignal, legt eine Dämpfungssteuerverstärkung
aus der oben erwähnten Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie
basierend auf dem Drehgeschwindigkeitssignal fest, und berechnet
den Dämpfungsstrom durch Multiplizieren des Vibrationsunterdrückungsstroms
mit der Dämpfungssteuerverstärkung.
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Hier
reduziert der Dämpfungssteuerteil 9D den Dämpfungsstrom
beispielsweise auf "0" basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal,
wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder geringer
als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V ist, und gibt ein
entsprechendes Dämpfungsstromsignal aus.
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Beachte,
dass der Dämpfungsstrom nicht auf "0" beschränkt
ist, wenn er kleiner als ein Wert ist, der aus dem Vibrationsunterdrückungsstrom
und der Dämpfungssteuerverstärkung berechnet wird.
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Der
Aufbau dieser fünften Ausführungsform ist abgesehen
von dem Vorangehenden ähnlich dem der ersten Ausführungsform
und eine Beschreibung davon wird weggelassen.
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Gemäß der
Elektroservolenk-Steuervorrichtung der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung reduziert der Dämpfungssteuerteil 9D, wenn
die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder kleiner als eine
vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V ist, den Dämpfungsstrom
und gibt das entsprechende Dämpfungsstromsignal aus.
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Demnach
können vorteilhafte Wirkungen ähnlich jener in
der oben erwähnten ersten Ausführungsform erzielt
werden. Zudem ist es, beispielsweise, wenn das Fahrzeug angehalten
wird (d. h., wenn die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder kleiner
als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V ist) durch Reduzieren
des Stroms auf "0", um die Dämpfungssteuerung zu stoppen,
möglich, das Lenkmoment ohne das zusätzliche Bereitstellen
eines unangenehmen Gefühls für den Fahrer zu verringern.
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Mit
den Dämpfungssteuerteilen 9 bis 9D der oben
erwähnten ersten bis fünften Ausführungsformen
wird die Dämpfungssteuerverstärkung, wenn die
Drehgeschwindigkeit des Motors 2 größer
als die vorbestimmte Geschwindigkeit R ist, auf "1" in Übereinstimmung
mit der Drehgeschwindigkeit-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie,
die in 2 gezeigt ist, festgelegt, und wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors 2 gleich oder geringer als die vorbestimmte
Geschwindigkeit R ist, wird die Dämpfungssteuerverstärkung
auf die vorbestimmte Verstärkung K (< 1) festgelegt, aber die vorliegende
Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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Speziell
können die Dämpfungssteuerteile aufgebaut sein,
um die Dämpfungssteuerverstärkung in Übereinstimmung
mit einer in 11 gezeigten Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie
auf solche Weise festzulegen, dass wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors 2 größer als die vorbestimmte
Geschwindigkeit R ist, die Dämpfungssteuerverstärkung
auf "1" festgelegt wird, wohingegen, wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors gleich oder kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit R
ist, die Dämpfungssteuerverstärkung auf "0" festgelegt
wird.
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Zudem
können die Dämpfungssteuerteile aufgebaut sein,
um die Dämpfungssteuerverstärkung in Übereinstimmung
mit einer in 12 gezeigten Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie
auf solche Weise festzulegen, dass wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors 2 größer als die vorbestimmte
Geschwindigkeit R ist, die Dämpfungssteuerverstärkung
festgelegt wird auf "1", wohingegen, wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors gleich oder kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit
R ist, die Dämpfungssteuerverstärkung linear reduziert
wird zu der vorbestimmten Verstärkung K (< 1).
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Ferner
können die Dämpfungssteuerteile konstruiert sein,
um die Dämpfungssteuerverstärkung in Übereinstimmung
mit einer Drehgeschwindigkeits-Dämpfungssteuerverstärkungs-Kennlinie, die
in 13 gezeigt wird, auf solche Weise festzulegen,
dass wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors 2 größer
als die vorbestimmte Geschwindigkeit R ist, die Dämpfungssteuerverstärkung
auf "1" festgelegt wird, wohingegen, wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors gleich oder geringer als die vorbestimmte Geschwindigkeit
R ist, die Dämpfungssteuerverstärkung nicht-linear
reduziert wird zu der vorbestimmten Verstärkung K (< 1).
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In
diesen Fällen können vorteilhafte Wirkungen ähnlich
jener der oben erwähnten ersten bis fünften Ausführungsformen
erzielt werden.
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Während
die Erfindung im Hinblick auf bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben worden ist, werden Fachleute erkennen, dass die Erfindung mit
Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden Ansprüche
in die Praxis umgesetzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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