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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkungsvorrichtung,
die einen Motor treibt, um ein Lenkdrehmoment auf ein Lenkrad zu reduzieren,
das durch den Fahrer ausgeübt wird.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Heutzutage
ist als eine Einheit zur Gewährleistung der Sicherheit
in dem Fall, dass ein Mikrocomputer einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
versagt, eine Verriegelungseinheit vorgeschlagen worden, die bestimmt,
ob oder nicht die Richtung des Lenkdrehmoments und die Richtung
des Motorantriebs miteinander übereinstimmen, und unterbindet,
dass der Motor angetrieben wird, in dem Fall, dass die Richtung
des Lenkdrehmoments und die Richtung des Motorantriebs nicht miteinander übereinstimmen
(siehe beispielsweise
japanisches
Patent 2891069 ).
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In
solch einer wie oben beschriebenen konventionellen Vorrichtung wird
ein durch die Lenkung eines Fahrers produziertes Lenkdrehmoment
erfasst; ein Ziel-Motorstrom wird auf Grundlage eines Lenkdrehmoment-Signals
berechnet, das dem erfassten Lenkdrehmoment entspricht; und ein
Motor wird auf Grundlage des Ziel-Motorstroms getrieben, so dass das
durch den Fahrer ausgeübte Lenkdrehmoment reduziert wird.
Unterdessen wird in der Verriegelungseinheit eine Ansteuersperrregion
für das Lenkdrehmoment-Signal berechnet; in dem Fall, dass
das Lenkdrehmoment-Signal die Rechtsrichtung oder die Neutralrichtung
angibt, wird ein Linksrichtungsantrieb gesperrt, und in dem Fall,
dass das Lenkdrehmoment-Signal die Linksrichtung oder die Neutralrichtung
angibt, wird ein Rechtsrichtungsantrieb gesperrt; somit wird der
Motor derart getrieben, um das durch den Fahrer ausgeübte
Lenkdrehmoment zu reduzieren, aber es wird unterbunden, dass der
Motor auf solch eine Weise getrieben wird, um das durch den Fahrer
ausgeübte Lenkdrehmoment zu erhöhen.
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In
der vorhergehenden konventionellen Vorrichtung unterscheiden sich
jedoch in manchen Fällen das zur Berechnung des Ziel-Motorstroms
genutzte Lenkdrehmoment-Signal und das in der Verriegelungseinheit
genutzte Lenkdrehmoment-Signal voneinander; in dem Fall, dass das
Lenkdrehmoment-Signal in einer kurzen Zyklusperiode schwankt, bestimmt
deshalb die Verriegelungseinheit, dass der Ziel-Motorstrom innerhalb
der Ansteuersperrregion ist, selbst wenn der Ziel-Motorstrom korrekt
berechnet wird, und dadurch wird der Antrieb des Motors unterbrochen.
Als ein Ergebnis gab es ein Problem, dass die Stabilität
des Lenkungssystems nicht gewährleistet werden kann, und
das Einstellen eines erwünschten Lenkungsgefühls
nicht implementiert werden kann.
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Außerdem
gab es ein Problem, dass in dem Fall, dass der Einstellungsbereich
für den Ziel-Motorstrom auf solch eine Weise begrenzt wird,
dass die Differenz zwischen dem zur Berechnung des Ziel-Motorstroms
genutzten Lenkdrehmoment-Signals und dem in der Verriegelungseinheit
genutzten Lenkdrehmoment-Signals kleiner als ein vorbestimmter Wert
ist, eine Einstellung eines erwünschten Lenkungssystems
nicht durchgeführt werden kann.
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INHALTSANGABE DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist implementiert worden, um die vorhergehenden
Probleme in den konventionellen Vorrichtungen zu lösen;
die Aufgabe davon ist die Bereitstellung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung,
die zum Gewährleisten der Stabilität eines Lenkungssystems
fähig ist und die zum Einstellen eines erwünschten
Lenkungsgefühls fähig ist.
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Eine
elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung ist derart ausgestaltet, um durch Verwendung
einer Antriebskraft eines Motors ein Lenkdrehmoment auf einem Lenkungssystem
zu reduzieren, das durch einen Fahrer eines Fahrzeugs über
ein Lenkrad ausgeübt wird; die elektrische Servolenkungsvorrichtung
enthält einen Lenkdrehmoment-Detektor, der das Lenkdrehmoment
erfasst und ein Lenkdrehmoment-Signal ausgibt, das dem Lenkdrehmoment
entspricht; eine erste Filterungseinheit, die eine Filterungsverarbeitung
auf das von dem Lenkdrehmoment-Detektor ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal
anwendet und das durch die Filterungsverarbeitung erhaltene Lenkdrehmoment-Signal
ausgibt; eine Steuereinheit, die das von der ersten Filterungseinheit
ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal empfängt und ein Motortreibersignal auf
Grundlage des eingegebenen Lenkdrehmoment-Signals ausgibt; eine
zweite Filterungseinheit, die eine Filterungsverarbeitung auf das
von dem Lenkdrehmoment-Detektor ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal
anwendet und das durch die Filterungsverarbeitung erhaltene Lenkdrehmoment-Signal
ausgibt; eine Verriegelungseinheit, die das von der zweiten Filterungseinheit
ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal empfängt und ein Motortreiber-Sperrsignal
zum Beschränken der Ansteuerung des Motors auf Grundlage
des eingegebenen Lenkdrehmoment-Signals ausgibt; und eine Motortreibereinheit,
die den Motor treibt, auf Grundlage des von der Steuereinheit ausgegebenen
Motortreibersignals und des von der Verriegelungseinheit ausgegebenen Motortreiber-Sperrsignals.
Die zweite Filterungseinheit führt die Filterungsverarbeitung
auf solch eine Weise durch, um die Differenz zwischen dem Drehmomentsignal,
das von der ersten Filterungseinheit an die Steuereinheit eingegeben
wird, und dem Lenkdrehmoment-Signal, das von der zweiten Filterungseinheit
an die Verriegelungseinheit eingegeben wird, zu reduzieren.
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Die
elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise eine erste
Filtercharakteristik-Einstellungseinheit, die dynamisch die Filtercharakteristik
der ersten Filterungseinheit auf Grundlage einer Beschaffenheit des
Fahrzeugs oder des Fahrers ändert.
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Darüber
hinaus ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise auf solch eine Weise ausgestaltet, dass
die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit sowohl die Filtercharakteristik
der zweiten Filterungseinheit als auch die Filtercharakteristik
der ersten Filterungseinheit ändert.
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Ferner
enthält die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine zweite Filtercharakteristik-Einstellungseinheit,
die dynamisch die Filtercharakteristik der zweiten Filterungseinheit
auf Grundlage einer Beschaffenheit des Fahrzeugs oder des Fahrers ändert.
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Darüber
hinaus ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise auf solch eine Weise ausgestaltet, dass
die erste Filterungseinheit in einem an dem Fahrzeug angebrachten,
ersten Mikrocomputer enthalten ist, und die zweite Filterungseinheit
aus einem Analogschaltkreis gebildet ist.
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Ferner
ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise auf solch eine Weise ausgestaltet,
dass die erste Filterungseinheit in einem an dem Fahrzeug angebrachten
ersten Mikrocomputer enthalten ist und die zweite Filterungseinheit
in einem an dem Fahrzeug angebrachten zweiten Mikrocomputer enthalten ist.
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In
der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung führt die zweite Filterungseinheit
die Filterungsverarbeitung auf solch eine Weise durch, um die Differenz
zwischen dem Lenkdrehmoment-Signal, das von der ersten Filterungseinheit
an die Steuereinheit eingegeben wird, und dem Lenkdrehmoment-Signal,
das von der zweiten Filterungseinheit an die Verriegelungseinheit
eingegeben wird, zu reduzieren; deshalb kann die Stabilität
des Lenkungssystems gewährleistet werden, und die Einstellung
eines erwünschten Lenkungsgefühls kann implementiert werden.
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Die
vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den
begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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2 ist
eine Menge von Diagrammen, die die Transferfunktion einer ersten
Filterungseinheit in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung darstellen;
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3 enthält
ein erläuterndes Diagramm und erläuternde Graphen,
die die Ausgestaltung einer zweiten Filterungseinheit in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung darstellen;
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4 ist
ein Diagramm, das Ansteuersperrregionen darstellt, die durch eine
Verriegelungseinheit in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung festgelegt sind;
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5 ist
eine Tabelle, die die Beziehung zwischen einem Motortreibersignal,
einem Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal, einem Linksrichtungsfahr-Sperrsignal
und einem Motortreiber-Steuersignal in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist
ein erläuterndes Diagramm, das einen Zielstrom und eine
Ansteuersperrregion in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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7 ist
ein Wellenformgraph, der ein Lenkdrehmoment-Signal in dem Fall darstellt,
dass eine Filterungsverarbeitung durch eine zweite Filterungseinheit
nicht durchgeführt wird.
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8 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Lenkdrehmoment-Signal,
auf das eine Filterungsverarbeitung durch eine zweite Filterungseinheit
nicht angewendet worden ist, und einem Lenkdrehmoment-Signal darstellt,
das durch eine Filterungsverarbeitung durch eine erste Filterungseinheit
erhalten ist.
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9 ist
ein erläuternder Graph, der eine Ansteuersperrregion darstellt,
die durch eine Verriegelungseinheit auf Grundlage eines Zielstroms
und eines Lenkdrehmoment-Signals festgelegt ist, auf das eine Filterungsverarbeitung
durch eine zweite Filterungseinheit nicht angewendet worden ist.
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10 ist
ein Wellenformgraph, der ein Lenkdrehmoment-Signal in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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11 ist
ein Graph, der ein Lenkdrehmoment-Signal in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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12 ist
ein erläuterndes Diagramm, das einen Zielstrom und eine
Ansteuersperrregion in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung darstellt.
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13 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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14 enthält
eine erläuternde Tabelle, ein erläuterndes Diagramm
und erläuternde Graphen, die die Ausgestaltung einer ersten
Filterungseinheit in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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15 ist
ein erläuternder Graph, der die Beziehung zwischen einem
Lenkdrehmoment-Signal und einem Zielstrom in einer elektrischen
Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung in dem Fall darstellt, dass die Filtercharakteristik
einer ersten Filterungseinheit eingestellt bzw. justiert wird, auf
Grundlage eines Filtercharakteristik-Auswahlsignals von einer ersten
Filtercharakteristik-Einstellungseinheit;
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16 enthält
ein erläuterndes Diagramm und erläuternde Graphen,
die die Ausgestaltung einer zweiten Filterungseinheit in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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17 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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18 enthält
eine erläuternde Tabelle und ein erläuterndes
Diagramm, das die Ausgestaltung einer zweiten Filterungseinheit
in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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19 enthält
eine erläuternde Tabelle und erläuternde Graphen,
die die Filtercharakteristik einer zweiten Filterungseinheit in
einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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20 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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21 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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22 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß einer Technologie veranschaulicht, die eine
Grundlage der vorliegenden Erfindung ist.
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23 ist
ein erläuterndes Diagramm, das eine Ansteuersperrregion
in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer
Technologie veranschaulicht, die eine Basis für die vorliegende
Erfindung ist.
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24 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß einer anderen Technologie veranschaulicht,
die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist.
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25 ist
ein erläuterndes Diagramm, das Ansteuersperrregionen in
einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer
anderen Technologie veranschaulicht, die eine Basis der vorliegenden Erfindung
ist.
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26 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß noch einer anderen Technologie veranschaulicht,
die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist; und
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27 ist
ein erläuterndes Diagramm, das Ansteuersperrregionen in
einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß noch
einer anderen Technologie veranschaulicht, die eine Basis der vorliegenden
Erfindung ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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An
erster Stelle wird eine Erläuterung für eine elektrische
Servolenkungsvorrichtung gemäß einer Technologie
gegeben werden, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist. 22 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
auf Grundlage einer Technologie veranschaulicht, die eine Basis
der vorliegenden Erfindung ist. In 22 erfasst
ein Lenkdrehmoment-Detektor 1 ein Lenkdrehmoment auf ein
Lenkungssystem, das durch einen Fahrzeugfahrer über ein
Lenkrad ausgeübt wird, und gibt ein Lenkdrehmoment-Signal
Strq aus, das dem erfassten Lenkdrehmoment entspricht.
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Ein
Motor 2 übt auf das Lenkungssystem eine Antriebskraft
aus, die das durch den Fahrer ausgeübte Lenkdrehmoment
reduziert. Ein erster Mikrocomputer 3 erzeugt ein Motortreibersignal
Stmtr gemäß dem Lenkdrehmoment-Signal Strq von
dem Lenkdrehmoment-Detektor 1 und gibt das Motortreibersignal
Stmtr an eine Motortreibereinheit 5 ein. Die Motortreibereinheit 5 gibt
ein Motortreiber-Steuersignal Sdmtr aus, auf Grundlage eines Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignals
Sinhr und eines Linksrichtungsantriebs-Sperrsignals Sinhl, die von
einer später beschriebenen Verriegelungseinheit 4 ausgegeben
werden, und die als Motortreiber-Sperrsignale dienen, und des Motortreibersignals
Stmtr, um den Motor 2 zu steuern.
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Eine
erste Filterungseinheit 31 wendet eine Filterungsverarbeitung
auf das von dem Lenkdrehmoment Detektor 1 ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal
Strq an und gibt ein Ausgabesignal Strqf1 aus. Eine Zielstrom-Berechnungseinheit 32 berechnet
einen Ziel-Motorstrom Sti auf Grundlage des Ausgabesignals Strqf1
der ersten Filterungseinheit 31. Eine Motortreibersignal-Erzeugungseinheit 33 erzeugt
ein Motortreibersignal Stmtr zum Treiben es Motors 2 und
gibt dieses aus, auf Grundlage des von der Zielstrom-Berechnungseinheit 32 ausgegebenen
Ziel-Motorstroms Sti. Die erste Filterungseinheit 31, die
Zielstrom-Berechnungseinheit 32 und die Motortreibersignal-Erzeugungseinheit 33 sind
in dem ersten Mikrocomputer 3 enthalten.
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Eine
Verriegelungseinheit 4 bestimmt gemäß der
Ausgabe des Lenkdrehmoment-Detektors 1, ob der Antrieb
des Motors 2 erlaubt oder gesperrt wird, und gibt ein später
beschriebenes Motortreiber-Sperrsignal aus. Die Zielstrom-Berechnungseinheit 32 und
die Motortreibersignal-Erzeugungseinheit 33 konfigurieren
eine Steuereinheit der elektrischen Servolenkungsvorrichtung.
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In
der elektrischen Servolenkungsvorrichtung auf Grundlage einer Technologie,
die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist, die wie oben beschrieben
ausgestaltet ist, erfasst der Lenkdrehmoment-Detektor 1,
wenn der Fahrer das Lenkrad (nicht veranschaulicht) betreibt, ein
durch den Fahrer ausgeübtes Lenkdrehmoment und gibt das
Lenkdrehmoment-Signal Strq aus, das dem erfassten Lenkdrehmoment
entspricht. Das von dem Lenkdrehmoment-Detektor 1 ausgegebene
Lenkdrehmoment-Signal Strq wird an den ersten Mikrocomputer 3 und
die Verriegelungseinheit 4 eingegeben.
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Die
erste Filterungseinheit 31 wendet eine Filterungsverarbeitung
auf das Lenkdrehmoment-Signal Strq an und gibt das verarbeitete
Lenkdrehmoment-Signal als das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1 aus.
Außerdem wird die erste Filterungseinheit 31 zum
Gewährleisten der Stabilität des Steuersystems (zum
Unterdrücken einer Vibration) und zum Gewährleisten
eines Lenkungsgefühls genutzt. Außerdem hat die
Transferfunktion, als die Filtercharakteristik, der ersten Filterungseinheit 31 eine
Frequenzcharakteristik wie sie beispielsweise in der später
beschriebenen 2 dargestellt ist.
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Die
Zielstrom-Berechnungseinheit 32 berechnet den Ziel-Motorstrom
Sti durch Verwendung des Lenkdrehmoment-Signals Strqf1. Außerdem kann
als eine Eingabe der Zielstrom-Berechnungseinheit 32 eine
Fahrzeugreisegeschwindigkeit, eine Lenkgeschwindigkeit oder dergleichen
genutzt werden. Die Motortreibersignal-Erzeugungseinheit 33 wandelt
den Ziel-Motorstrom Sti in das Motortreibersignal Stmtr um und gibt
das Motortreibersignal Stmtr aus. Um das Motortreibersignal Stmtr
zu realisieren, wird beispielsweise ein PWM-(Pulsweitenmodulation)
Verfahren oder ein serielles Kommunikationsverfahren genutzt.
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Die
Verriegelungseinheit 4 legt eine Ansteuersperrregion gemäß dem
Lenkdrehmoment-Signal Strq fest. 23 ist
ein. erläuterndes Diagramm, das Beispiele der durch die
Verriegelungseinheit 4 festgelegten Ansteuersperrregionen
darstellt. In 23 bezeichnet die Abszisse das
Lenkdrehmoment-Signal Strq, und die Ordinate bezeichnet die Antriebsrichtung.
In dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strq die Rechtsrichtung
oder ungefähr die Neutralrichtung (das Lenkdrehmoment-Signal
Strq ist nahe bei ”0”, und dasselbe findet hier
im Nachfolgenden Anwendung) angibt, wie in 23 dargestellt, wird
bestimmt, dass der Linksrichtungsantrieb in einem vorbestimmten
Gebiet gesperrt wird, wie durch die mit den schrägen Linien
schraffierte Region P10 dargestellt; in dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal
Strq die Linksrichtung oder die ungefähre Neutralrichtung
angibt, wird bestimmt, dass der Rechtsrichtungsantrieb in einem
vorbestimmten Gebiet gesperrt wird, wie durch die mit den schrägen
Linien schraffierte Region P20 dargestellt. Beim Bestimmen, dass
das Lenkdrehmoment-Signal Strq der Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion
P20 entspricht, gibt die Verriegelungseinheit 4 ein Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal
Sinhr als das Motortreiber-Sperrsignal aus; beim Bestimmen, dass
das Lenkdrehmoment-Signal Strq der Linksrichtungsantriebs-Sperrregion
P10 entspricht, gibt die Verriegelungseinheit 4 ein Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhl
als das Motortreiber-Sperrsignal aus.
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Die
Motortreibereinheit 5 berechnet das Motortreibersignal
Sdmtr auf Grundlage des Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignals Sinhr
und des Linksrichtungsantriebs-Sperrsignals Sinhl, die von der Verriegelungseinheit 4 ausgegeben
sind, und des Motortreibersignal Stmtr, das durch den ersten Mikrocomputer 3 ausgegeben
ist, und gibt das Motortreibersignal Sdmtr aus, um eine Steuerung
hinsichtlich des Antriebs des Motors 2 oder hinsichtlich
der Unterbrechung des Treibens des Motors 2 durchzuführen. 5 ist
eine Tabelle, die die Beziehung zwischen dem Motortreibersignal
Stmtr, dem Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhr, dem Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal
Sinhl und dem Motortreiber-Steuersignal Sdmtr darstellt; gemäß der
durch das Motorantriebssignal Stmtr angegebenen Antriebsrichtung,
einer durch das Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhl angegebenen ”Erlaubnis” oder ”Sperrung” und
einer durch das Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhr angegebenen ”Erlaubnis” oder ”Sperrung” werden
die Inhalte der Steuerung hinsichtlich der Antriebsrichtung oder
hinsichtlich der Antriebsunterbrechung bestimmt, die auf den Motor 2 mittels
des Motortreiber-Steuersignal Sdmtr angewendet wird.
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In
dem beispielhaften Fall, dass das Motortreibersignal Stmtr ”Rechtsrichtungsantrieb” angibt, das
Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal Sihnl ”Erlaubnis” angibt
und das Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhr ”Sperrung” angibt,
gibt das Motortreiber-Steuersignal Sdmtr ”Antriebsunterbrechung” aus.
In diesem Fall entspricht mit anderen Worten die Antriebsregion
der in 23 dargestellten Region P20.
Außerdem kann die Motortreibereinheit 5 auf solch
eine Weise ausgestaltet sein, um die Unterbrechung des Motorantriebs
aufrecht zu erhalten, nachdem das Motortreiber-Steuersignal Sdmtr einmal ”Antriebsunterbrechung” angibt.
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Wie
oben beschrieben, ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
realisiert, in der der Motor 2 auf solch eine Weise getrieben
wird, um das durch den Fahrer ausgeübte Lenkdrehmoment
zu reduzieren, aber es wird verhindert, dass der Motor 2 auf solch
eine Weise getrieben werden kann, um das durch den Fahrer ausgeübte
Lenkdrehmoment zu erhöhen.
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In
manchen Fällen, wie in der
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2891069 offengelegt, ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung
auf solch eine Weise konfiguriert, dass die durch die Verriegelungseinheit
4 festzulegende
Ansteuersperrregion sich auf Grundlage eines Motorstrom-Erfassungswertes ändert.
24 ist
ein Blockdiagramm, das eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
auf Grundlage einer Technologie veranschaulicht, die eine Basis
der Erfindung ist, in dem Fall, dass die durch die Verriegelungseinheit
4 festzulegende
Ansteuersperrregion sich auf Grundlage eines Motorstrom-Erfassungswertes ändert.
In
24 erfasst eine Motorstromerfassungseinheit
7 einen
Motorstrom, der in den Motor
2 fließt, und gibt
einen Motorstrom-Erfassungswert Smmtr aus. Die Verriegelungseinheit
4 empfängt
das Lenkdrehmoment-Signal Strq und den Motorstrom-Erfassungswert
Smmtr und gibt das Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhr und
das Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhl aus, die beide als
das Motortreiber-Sperrsignal dienen.
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25 ist
ein erläuterndes Diagramm, das Beispiele von Ansteuersperrregionen
darstellt, die durch die in 24 veranschaulichte
Verriegelungseinheit 4 festgelegt sind. In 25 bezeichnet
die Abszisse das Lenkdrehmoment-Steuersignal Strq, und die Ordinate
bezeichnet den Motorstrom-Erfassungswert Smmtr. In dem Fall, dass
der Motorstrom-Erfassungswert Smmtr innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs nahe bei ”0” ist, werden wie in 25 dargestellt
jeweilige Teile der Linksrichtungsantriebs-Sperrregion P10 und der
Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion P20, in 23 dargestellt,
in Ansteuererlaubnisregionen geändert; als ein Ergebnis
sind eine Linksrichtungsantriebs-Sperrregion P11 und eine Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion
P21 festgelegt, die mit den schrägen Linien schraffiert sind.
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In
manchen Fällen ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung
auf solch eine Weise ausgestaltet, dass die durch die Verriegelungseinheit 4 festzulegende
Ansteuersperrregion durch einen Ziel-Motorstromwert geändert
wird. 26 ist ein Blockdiagramm, das
eine elektrische Servolenkungsvorrichtung auf Grundlage einer Technologie
zeigt, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist, in dem Fall, dass
die durch die Verriegelungseinheit 4 festzulegende Ansteuersperrregion
durch den Ziel-Motorstromwert geändert wird. In 26 empfängt
die Verriegelungseinheit 4 das Lenkdrehmoment-Signal Strq
und das den von dem ersten Mikrocomputer angegebenen Ziel-Motorstromwert
Stmtr und gibt das Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhr und
das Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhl aus, die jeweils als
das Motortreiber-Sperrsignal dienen.
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27 ist
ein erläuterndes Diagramm, das Beispiele von Ansteuersperrregionen
darstellt, die durch die in 26 veranschaulichte
Verriegelungseinheit 4 festgelegt sind. In 27 bezeichnet
die Abszisse das Lenkdrehmoment-Signal Strq, und die Ordinate bezeichnet
den Ziel-Motorstromwert Stmtr. In dem Fall, dass der Ziel-Motorstromwert
Stmtr innerhalb eines vorbestimmten Bereichs nahe bei ”0” ist,
werden wie in 27 dargestellt jeweilige Teile der
Linksrichtungsantriebs-Sperrregion P10 und der Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion
P20, in 23 dargestellt, in Ansteuererlaubnisregionen
geändert; als ein Ergebnis sind eine Linksrichtungsantriebs-Sperrregion
und eine Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion P22 festgelegt, die
mit den schrägen Linien schraffiert sind.
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In
dem Fall einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung auf Grundlage
einer Technologie, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist,
können sich das zum Berechnen eines Ziel-Motorstroms genutzte
Lenkdrehmoment-Signal und das in der Verriegelungseinheit genutzte
Lenkdrehmoment-Signal voneinander unterscheiden; deshalb gab es
ein Problem, dass in dem Fall, wo das Lenkdrehmoment-Signal in einer
kurzen Zyklusperiode schwankt, der Ziel-Motorstrom in die durch
die Verriegelungseinheit 4 festgelegte Ansteuersperrregion
fallen kann, selbst wenn der Ziel-Motorstrom korrekt berechnet wird, und
dadurch der Antrieb des Motors unterbrochen wird.
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Die
vorliegende Erfindung soll die vorhergehenden Probleme in der Technologie,
die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist, und der konventionellen
Vorrichtung lösen; eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung wird unten im Detail erläutert werden.
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Ausführungsform 1
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1 ist
ein Blockdiagramm einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung. In 1 erfasst
ein Lenkdrehmoment-Detektor 1 ein Lenkdrehmoment auf ein
Steuersystem, das durch einen Fahrer ausgeübt wird, über
ein Lenkrad, und gibt ein Lenkdrehmoment-Signal Strq aus, das dem
erfassten Lenkdrehmoment entspricht. Ein Motor 2 erzeugt eine
Antriebsleistung, die das durch den Fahrer ausgeübte Lenkdrehmoment
reduziert. Ein erster Mikrocomputer 3 erzeugt ein Motortreibersignal
Stmtr gemäß dem von dem Lenkdrehmoment-Detektor 1 ausgegebenen
Lenkdrehmoment-Signal Strq und gibt das Motortreibersignal Stmtr
an eine Motortreibereinheit 5 ein. Die Motortreibereinheit 5 gibt
ein Motortreiber-Steuersignal Sdmtr aus, auf Grundlage eines Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignals
Sinhr und eines Linksrichtungsantriebs-Sperrsignals Sihnl, die von
einer später beschriebenen Verriegelungseinheit 4 ausgegeben
sind und die als Motortreiber-Sperrsignale dienen, und des Motortreibersignals
Stmtr, um den Motor 2 zu steuern.
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Eine
erste Filterungseinheit 31 wendet eine Filterungsverarbeitung
auf das von dem Lenkdrehmoment-Detektor 1 ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal
Strq an und gibt ein durch die Filterungsverarbeitung erhaltenes
Lenkdrehmoment-Signal Strqf1 aus. Eine Zielstrom-Berechnungseinheit 32 berechnet
einen Ziel-Motorstrom Sti und gibt diesen aus, auf Grundlage des
von der ersten Filterungseinheit 31 ausgegebenen Lenkdrehmoment-Signals Strqf1.
Eine Motortreibersignal-Erzeugungseinheit 33 wandelt den
von der Zielstrom-Berechnungseinheit 32 ausgegebenen Ziel-Motorstrom
Sti in das Motortreibersignal Stmtr zum Treiben des Motors 2 um
und gibt das Motortreibersignal Stmtr aus. Die erste Filterungseinheit 31,
die Zielstrom-Berechnungseinheit 32 und die Motortreibersignal-Erzeugungseinheit 33 sind
in dem ersten Mikrocomputer 33 enthalten.
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Eine
zweite Filterungseinheit 41 ist aus einem Analogschaltkreis
außerhalb des ersten Mikrocomputers 3 gebildet
und hat eine Filtercharakteristik ähnlich zu der der ersten
Filterungseinheit 31. Die zweite Filterungseinheit 41 wendet
eine Filterungsverarbeitung auf das von dem Lenkdrehmoment-Detektor 1 ausgegebene
Lenkdrehmoment-Signal Strq an und gibt ein durch die Filterungsverarbeitung
erhaltenes Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 aus. Die Verriegelungseinheit 4 bestimmt
gemäß dem von der zweiten Filterungseinheit 41 ausgegebenen
Lenkdrehmoment-Signal Strqf2, ob der Antrieb des Motors 2 zugelassen
oder gesperrt wird, und gibt das Motortreiber-Sperrsignal aus. Die
Zielstrom-Berechnungseinheit 32 und die Motortreibersignal-Erzeugungseinheit 33 konfigurieren
eine Steuereinheit der elektrischen Servolenkungsvorrichtung.
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Als
Nächstes wird der Betrieb der elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, erläutert
werden. Wenn der Fahrer in 1 das Lenkrad
(nicht veranschaulicht) betreibt, erfasst der Lenkdrehmoment-Detektor 1 das
durch den Fahrer ausgeübte Lenkdrehmoment und gibt das
Lenkdrehmoment-Signal Strq aus, das dem erfassten Lenkdrehmoment entspricht.
Das Lenkdrehmoment-Signal Strq wird an die in dem ersten Mikrocomputer 3 enthaltene
erste Filterungseinheit 31 und die außerhalb des
ersten Mikrocomputers 3 gebildete zweite Filterungseinheit 41 eingegeben.
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Die
erste Filterungseinheit 31 wendet eine Filterungsverarbeitung
auf das Lenkdrehmoment-Signal Strq an und gibt das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1
aus. 2 ist eine Menge von Diagrammen, die die Transferfunktion
als die Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit 31 darstellen; 2(a) stellt die Ausgestaltung der ersten
Filterungseinheit 31 dar, 2(b) stellt
die Verstärkung-Frequenz-Charakteristik der ersten Filterungseinheit 31 dar,
und 2(c) stellt die Phase-Frequenz-Charakteristik
der ersten Filterungseinheit 31 dar. Die erste Filterungseinheit 31 wendet
eine Filterungsverarbeitung und einen Phasenvergleich auf das Lenkdrehmoment-Signal
Strq auf Grundlage der Filtercharakteristik davon an, so dass die
Stabilität des Lenkungssystems gewährleistet werden
kann und die Einstellung eines erwünschten Lenkgefühls
implementiert werden kann. Außerdem ist die Filtercharakteristik
der ersten Filterungseinheit 31 fest.
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Im
Gegensatz dazu wendet die zweite Filterungseinheit 41 eine
Filterungsverarbeitung auf das von dem Lenkdrehmoment-Detektor 1 ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal
Strq an und gibt ein durch die Filterungsverarbeitung erhaltenes
Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 aus. In dem Fall, dass die erste Filterungseinheit 31 die
Frequenzcharakteristik, als eine Filtercharakteristik, in 2 dargestellt,
hat, ist die zweite Filterungseinheit 41 beispielsweise
aus einem in 3 veranschaulichten Analogschaltkreis gebildet.
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3 enthält
mit anderen Worten ein erläuterndes Blockdiagramm und erläuternde
Graphen, die die Ausgestaltung der zweiten Filterungseinheit 41 darstellen;
Filter 3(a), 3(b) und 3(c) stellen die Ausgestaltung
der zweiten Filterungseinheit, die Verstärkung-Frequenz-Charakteristik
davon bzw. die Phase-Frequenz-Charakteristik davon dar. Wie in 3 veranschaulicht,
ist die zweite Filterungseinheit 41 mit einem ersten Operationsverstärker
Amp1, einem zweiten Operationsverstärker Amp2 und einem
dritten Operationsverstärker Amp3 versehen, die in Reihe
geschaltet sind. Der nicht-invertierte Eingangsanschluss des ersten
Operationsverstärkers Amp1 ist geerdet; in Reihe geschaltete
Komponenten, die aus einem Widerstand R11 und einem Kondensator
C11 bestehen, die in Reihe miteinander geschaltet sind, und ein
Widerstand R12, der parallel zu den in Reihe geschalteten Komponenten
geschaltet ist, sind mit dem invertierten Eingangsanschluss des ersten
Operationsverstärkers Amp1 verbunden, der mit dem Ausgangsanschluss
des Lenkdrehmoment-Detektors 1 verbunden ist. In Reihe
geschaltete Komponenten, die aus einem Widerstand R21 und einem
Kondensator C21 bestehen, die in Reihe miteinander geschaltet sind,
und ein Widerstand R22, der parallel zu den in Reihe geschalteten
Komponenten geschaltet ist, sind zwischen dem Ausgangsanschluss
und dem invertierten Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers
Amp1 geschaltet. Ein Widerstand R22a ist zwischen dem invertierten
Eingangsanschluss des dritten Operationsverstärkers Amp3
und dem Ausgangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers
Amp2 geschaltet; ein Widerstand R12a ist zwischen dem Ausgangsanschluss und
dem invertierten Eingangsanschluss des dritten Operationsverstärkers
Amp3 geschaltet.
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Beispielsweise
sind die Widerstände R11, R12, R12a, R21, R22, und R22a
150 [kΩ], 24 [kΩ], 24 [kΩ], 18 [kΩ],
22 [kΩ] bzw. 22 [kΩ]; die Kondensatoren C11 und
C21 sind beispielsweise 0,022 [μF] bzw. 0,75 [μF].
Wie in 3(a) und 3(b) dargestellt,
hat die Transferfunktion der zweiten Filterungseinheit 41,
die auf solche Weise ausgestaltet ist, die Frequenzcharakteristik,
als eine Filtercharakteristik, die ungefähr dieselbe wie
die der in 2 dargestellten ersten Filterungseinheit 31 ist.
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In 1 legt
die Verriegelungseinheit 4 Ansteuersperrsignale gemäß dem
von der zweiten Filterungseinheit 41 ausgegebenen Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2 fest. In diesem Fall wird die Differenz zwischen dem Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2, das von der zweiten Filterungseinheit 41 an die
Verriegelungseinheit 4 eingegeben ist, und dem Lenkdrehmoment-Signal
Strqf1, das von der ersten Filterungseinheit 31 an die
Zielstrom-Berechnungseinheit 32 eingegeben ist, reduziert,
wie später beschrieben. 4 ist ein
erläuterndes Diagramm, das Beispiele von durch die Verriegelungseinheit 4 festgelegten
Ansteuersperrregionen darstellt. In 4 bezeichnet die
Abszisse das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2, und die Ordinate bezeichnet
den Motortreiberstrom Sti. In dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2
die Rechtsrichtung oder ungefähr die Neutralrichtung (das
Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 ist nahe bei ”0”,
und dasselbe findet hier im Nachfolgenden Anwendung) angibt, wie
in 4 dargestellt, wird bestimmt, wie durch die Region
P13 dargestellt, dass ein vorbestimmter Antrieb in die Linksrichtung gesperrt
wird; in dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 die Linksrichtung
oder die ungefähre Neutralrichtung (das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2
ist nahe bei ”0”, und dasselbe findet hier im Nachfolgenden
Anwendung) angibt, wird bestimmt, wie durch die Region P23 dargestellt,
dass ein vorbestimmter Antrieb in die Rechtsrichtung gesperrt wird. Beim
Bestimmen, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 der Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion-P23 entspricht,
gibt die Verriegelungseinheit 4 ein Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal
Sinhr als das Motortreiber-Sperrsignal aus; beim Bestimmen, dass
das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 der Linksrichtungsantriebs-Sperrregion
P13 entspricht, gibt die Verriegelungseinheit 4 ein Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal
Sinhl als das Motortreiber-Sperrsignal aus.
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Wie
in 5 dargestellt, berechnet die Motortreibereinheit 5 das
Motortreiber-Steuersignal Sdmtr auf Grundlage des Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignals
Sinhr und des Linksrichtungsantriebs-Sperrsignals Sinhl, die von
der Verriegelungseinheit 4 ausgegeben sind, und dem Motortreibersignal
Stmtr, das von dem ersten Mikrocomputer 3 ausgegeben wird,
und gibt das Motortreiber-Steuersignal Sdmtr aus, um eine Steuerung
hinsichtlich des Antriebs des Motors 2 oder hinsichtlich
der Unterbrechung des Antriebs des Motors 2 durchzuführen.
Die Beziehung zwischen dem Motortreibersignal Stmtr, dem Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal
Sinhr, dem Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhl und dem Motortreiber-Steuersignal
Sdmtr ist wie in einer Tabelle in 5 dargestellt;
gemäß der durch das Motortreibersignal Stmtr angegebenen
Antriebsrichtung, einer durch das Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal
Sinhl angegebenen ”Erlaubnis” oder ”Sperrung”, und
einer durch das Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhr angegebenen ”Erlaubnis” oder ”Sperrung” werden
die Inhalte der Steuerung hinsichtlich der Antriebsrichtung oder
hinsichtlich der Antriebsunterbrechung bestimmt, die auf den Motor 2 mittels des
Motortreiber-Steuersignals Sdmtr angewendet wird.
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In
dem beispielhaften Fall, dass das Motortreibersignal Stmtr ”Rechtsrichtungsantrieb” angibt, das
Linksrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhl ”Erlaubt” angibt,
und das Rechtsrichtungsantriebs-Sperrsignal Sinhr ”Sperrung” angibt,
gibt das Motortreiber-Steuersignal Sdmtr ”Antriebsunterbrechung” aus.
Außerdem kann die Motortreibereinheit 5 auf solch
eine Weise ausgestaltet sein, die Unterbrechung des Motorantriebs
aufrecht zu erhalten, nachdem das Motortreiber-Steuersignal Sdmtr
einmal ”Antriebsunterbrechung” angegeben hat.
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6 ist
ein erläuterndes Diagramm, das einen Zielstrom, der durch
die Zielstrom-Berechnungseinheit 32 auf Grundlage des Lenkdrehmoment-Signals
Strqf1 festgelegt ist, das durch die Filterungsverarbeitung durch
die erste Filterungseinheit 31 erhalten ist, und eine Ansteuersperrregion
darstellt, die durch die Verriegelungseinheit 4 auf Grundlage
des Lenkdrehmoment-Signals Strqf2 festgelegt ist, das durch die
Filterungsverarbeitung durch die zweite Filterungseinheit 41 erhalten
ist. In 6 bezeichnet die Abszisse das
Lenkdrehmoment-Signal Strqf2, und die Ordinate bezeichnet den Ziel-Motorstrom
Sti. In diesem Fall fallen wie in 6 dargestellt
die Einstellungswerte C1 und C2 des Zielstroms Sti weder in die
Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion P23 noch in die Linksrichtungsantriebs-Sperrregion
P13. Demgemäß kann die Steuerung zum Treiben des
Motors 2 oder zum Unterbrechen des Antriebs des Motors 2 ohne
irgendeine Störung durchgeführt werden, die durch
die konventionelle Technologie und die Technologie, die eine Basis
der vorliegenden Erfindung ist, verursacht wird.
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Als
Nächstes wird der Grund unten im Detail näher
erläutert werden, warum die elektrische Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung eine Steuerung zum Treiben des Motors 2 oder
zum Unterbrechen des Antriebs des Motors 2 ohne irgendeine
Störung durchführen kann, die durch die konventionelle
Technologie und die Technologie verursacht wird, die eine Basis
der vorliegenden Erfindung ist.
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Zuerst
wird ein Fall erläutert werden, bei dem die erste Filterungseinheit 41 das
Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 ohne Anwenden einer Filterungsverarbeitung
auf das Lenkdrehmoment-Signal Strq ausgibt. Dieser Fall ist äquivalent
zu der Technologie ohne die zweite Filterungseinheit 41,
die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist. 7 ist
ein Wellenformgraph, der das Lenkdrehmoment-Signal in dem Fall darstellt,
dass eine Filterungsverarbeitung durch eine zweite Filterungseinheit 41 nicht
durchgeführt wird; ein Fall ist dargestellt, bei dem ein
sinusförmiges Lenkdrehmoment-Signal Strq mit einer Frequenz von
10 Hz in die erste Filterungseinheit 31 und die zweite
Filterungseinheit 41 eingegeben wird.
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Wie
in 7 dargestellt, wird in dem Fall, dass das sinusförmige
Lenkdrehmoment-Signal Strq mit einer Frequenz von 10 Hz von dem
Lenkdrehmoment-Detektor 1 in die erste Filterungseinheit 31 eingegeben
wird, das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1, das durch eine Filterungsverarbeitung
durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten ist, in der
Amplitude reduziert und in der Phase verzögert mit Bezug
zu dem Lenkdrehmoment-Signal Strq. Im Gegensatz dazu sind die Amplitude
und die Phase des Lenkdrehmoment-Signals Strqf2, das von der zweiten
Filterungseinheit 41 ausgegeben ist, dieselben wie die des
Lenkdrehmoment-Signals Strq, weil keine Filterungsverarbeitung durch
die zweite Filterungseinheit 41 auf das Lenkdrehmoment-Signal
Strq angewendet wird.
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8 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2, das erhalten ist, ohne dass eine Filterungsverarbeitung durch
die zweite Filterungseinheit 41 durchgeführt wird,
und dem Lenkdrehmoment-Signal Strqf1 angibt, das durch eine Filterungsverarbeitung
durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten ist, in dem
Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strq eine Sinuswelle von 10
Hz ist. Die Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment-Signal Strqf1
und dem Lenkdrehmoment- Signal Strqf2 ist durch die durchgezogene Linie
D in 8 gezeigt.
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9 ist
ein erläuterndes Diagramm, das den Zielstrom Sti darstellt,
der durch die Zielstrom-Berechnungseinheit 32 festgelegt
ist, auf Grundlage des Lenkdrehmoment-Signals Strqf1, das durch
eine Filterungsverarbeitung erhalten ist, und der Ansteuersperrregion
P23, die durch die Verriegelungseinheit 4 festgelegt ist,
auf Grundlage des Lenkdrehmoment-Signals Strqf2, das erhalten ist
ohne dass eine Filterungsverarbeitung durchgeführt wird, in
dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strq eine Sinuswelle von
10 Hz ist; die Abszisse bezeichnet das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2,
und die Ordinate bezeichnet den Zielstrom Sti. Außerdem
ist das Gebiet, in der Ordinatenrichtung, der in 9 dargestellten
Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion P23 nur Teil des Gesamtbereichs,
in der Ordinatenrichtung, der in 6 dargestellten
Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion P23.
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Wie
oben beschrieben, wird der Zielstrom Sti durch die Zielstrom-Berechnungseinheit 32 auf Grundlage
des Lenkdrehmoment-Signals Strqf1 festgelegt, das durch eine Filterungsverarbeitung
durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten ist; in dem
Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1 und das Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2 gleich zueinander sind, wird deshalb der Zielstrom Sti für
das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 der durch die unterbrochene Linie
in 9 dargestellte C1.
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Jedoch
sind das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2, das erhalten ist, ohne dass
eine Filterungsverarbeitung durchgeführt wird, und das
durch eine Filterungsverarbeitung erhaltene Lenkdrehmoment-Signal
Strqf1 nicht gleich zueinander sondern in der in 8 dargestellten
Beziehung; deshalb ist der Zielstrom Sti für das Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2 durch die durchgezogene Linie E dargestellt.
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Wenn
das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 auf ungefähr 1,5 Nm abnimmt,
fällt als ein Ergebnis, wie durch X in 9 angegeben,
der Zielstrom Sti in die durch die Verriegelungseinheit 4 festgelegte Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion
P23, selbst wenn er derselbe oder größer als 0
A ist. Demgemäß wird der Motor 2 gesperrt,
angetrieben zu werden, obwohl er gemäß dem Zielstrom
Sti zu treiben ist; somit kann die Stabilität des Steuersystems
nicht gewährleistet werden, und die Einstellung eines erwünschten
Lenkgefühls kann nicht implementiert werden.
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Als
Nächstes wird eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung erläutert werden. 10 ist
ein Wellenformdiagramm, das ein Lenkdrehmoment-Signal in der elektrischen
Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigt; ein Fall ist dargestellt, in
dem ein sinusförmiges Lenkdrehmoment-Signal Strq mit einer
Frequenz von 10 Hz in die erste Filterungseinheit 31 und
die zweite Filterungseinheit 41 eingegeben wird. Wie oben
beschrieben, hat die zweite Filterungseinheit 41 eine Filtercharakteristik,
die ungefähr dieselbe wie die der ersten Filterungseinheit 31 ist;
in dem Fall, dass ein sinusförmiges Lenkdrehmoment-Signal
Strq von 10 Hz eingegeben wird, werden deshalb, wie in 10 dargestellt,
die Wellenform des Lenkdrehmoment-Signals Strqf1, das durch eine
Filterungsverarbeitung durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten
ist, und die Wellenform des Lenkdrehmoment-Signals Strqf2, das durch
eine Filterungsverarbeitung durch die zweite Filterungseinheit 41 erhalten
ist, ungefähr gleich zueinander, wodurch das Lenkdrehmoment-Signal
Strqf1 und das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 ähnlich in
der Amplitude reduziert und in der Phase verzögert werden
mit Bezug zu dem Lenkdrehmoment Strq.
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11 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2 und dem Lenkdrehmoment-Signal Strqf1 in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung zeigt. Das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2, das durch eine
Filterungsverarbeitung durch die zweite Filterungseinheit 41 erhalten
ist, ist ungefähr dasselbe wie das Lenkdrehmoment-Signal
Strqf1, das durch die Filterungsverarbeitung durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten
ist; die Beziehung zwischen diesen ist proportional, wie durch die
durchgezogene Linie F in 11 dargestellt.
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12 ist
ein erläuterndes Diagramm, das einen Zielstrom Sti darstellt,
der durch die Zielstrom-Berechnungseinheit 32 festgelegt
ist, auf Grundlage des Lenkdrehmoment-Signals Strqf1, das durch
eine Filterungsverarbeitung durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten
ist, und der Ansteuersperrregion P23, die durch die Verriegelungseinheit 4 festgelegt
wird, auf Grundlage des Lenkdrehmoment-Signals Strqf2, das durch
eine Filterungsverarbeitung durch die zweite Filterungseinheit 41 erhalten
ist, in dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strq eine Sinuswelle
von 10 Hz ist; die Abszisse bezeichnet das Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2, und die Ordinate bezeichnet den Zielstrom Sti. Außerdem ist
das Gebiet, in der Ordinatenrichtung, der in 12 dargestellten
Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion P23 nur Teil des Gesamtbereichs,
in der Ordinatenrichtung, der in 6 dargestellten
Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion P23.
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Weil
das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 und das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1
in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
1 ungefähr gleich zueinander sind und in einer wie in 11 dargestellten
Proportionalbeziehung sind, ist der Zielstrom Sti für das
Lenkdrehmoment-Signal Strqf2 wie durch die durchgezogene Linie G
in 12 dargestellt, die den festgelegten Zielstrom
C1 überlappt. Selbst wenn das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2
auf ungefähr 2,0 Nm abnimmt, wie durch Y in 12 angegeben,
fällt der Zielstrom Sti deshalb nicht in die Rechtsrichtungsantriebs-Sperrregion
P23, und deshalb existiert kein Fall, dass der Motor gesperrt wird,
angetrieben zu werden, obwohl er gemäß dem Zielstrom
Sti zu treiben ist; als ein Ergebnis kann die Stabilität
des Steuersystems gewährleistet werden, und die Einstellung eines
erwünschten Lenkgefühls kann implementiert werden.
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Wie
oben beschrieben ist in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung das Lenkdrehmoment-Signal Strqf2, das durch eine Filterungsverarbeitung
durch die zweite Filterungseinheit 41 erhalten ist, ungefähr
dasselbe wie das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1, das durch die Filterungsverarbeitung
durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten ist; anders
als bei der konventionellen Vorrichtung oder der Technologie, die
eine Basis der vorliegenden Erfindung ist, verhindert die Verriegelungseinheit 4 nicht,
dass der Motor 2 getrieben wird, in dem Fall, dass der
Mikrocomputer normal den Zielwert berechnet, wodurch eine elektrische
Servolenkungsvorrichtung realisiert wird, die fähig ist
zum Sicherstellen der Stabilität eines Lenkungssystems
und fähig ist zum Einstellen eines erwünschten
Lenkgefühls. Als ein Ergebnis wird eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
realisiert, in der der Motor 2 auf solch eine Weise getrieben
wird, um das durch den Fahrer ausgeübte Lenkdrehmoment
zu reduzieren, aber es wird verhindert, dass der Motor 2 auf
solch eine Weise getrieben wird, um das durch den Fahrer ausgeübte
Lenkdrehmoment zu erhöhen.
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Ausführungsform 2
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In
Ausführungsform 1 ist die Filtercharakteristik der ersten
Filterungseinheit fest; jedoch wird in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung die Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit 31 gemäß einer
Fahrzeugantriebsbedingung umgeschaltet, die durch ein Lenkdrehmoment-Signal,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein Lenkgeschwindigkeitssignal
oder dergleichen erkannt wird.
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13 ist
ein Blockdiagramm einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung. In 13 stellt
eine erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 die
Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit 31 gemäß einer
Fahrzeugantriebsbedingung ein, die durch ein Lenkdrehmoment-Signal,
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein Lenkgeschwindigkeitssignal
oder dergleichen erkannt wird.
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Die
erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 gibt
drei Arten von Filtercharakteristik-Auswahlsignalen gemäß dem
Lenkdrehmoment-Signal Strq von dem Lenkdrehmoment-Detektor 1 aus.
In dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal Strq von 0 Nm bis zu
einem Wert geringer als 2 Nm ist, gibt die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 31 einen Bereich ”A” angebendes
Signal an die erste Filterungseinheit 31 aus. In dem Fall,
dass das Lenkdrehmoment-Signal Strq von 2 Nm bis zu einem Wert geringer
als 5 Nm ist, gibt die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ein
einen Bereich ”B” angebendes Signal an die erste
Filterungseinheit 31. In dem Fall, dass das Lenkdrehmoment-Signal
Strq dasselbe wie oder größer als 5 Nm ist, gibt
die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ein
einen Bereich ”C” angebendes Signal an die erste
Filterungseinheit 31 aus.
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Eine
erste Filterungseinheit 31 ist wie später beschrieben
mit einer ersten Filterstruktur F1, einer zweiten Filterstruktur
F2 und einer dritten Filterstruktur F3 zum Durchführen
von Filterverarbeitungen durch Verwendung unterschiedlicher Filtercharakteristika
versehen, und wählt die Filterstruktur zum Durchführen
der Filterverarbeitung gemäß dem Filtercharakteristik-Auswahlsignal
Schr von der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 aus. 14 enthält
eine erläuternde Tabelle und drei erläuternde
Diagramme, die die Ausgestaltung der ersten Filterungseinheit 31 darstellen; 14(a) ist eine Tabelle, die die Zuordnung
zwischen dem Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr und der Filtercharakteristik
darstellt; 14(b) ist die Ausgestaltung
der ersten Filterungseinheit 31; 14(c) stellt
die Verstärkung-ausgewählte Frequenz-Charakteristik
davon dar; 14(d) stellt die Phase-Frequenz-Charakteristik
davon dar. In 14(b) wählen
Schalter S1 und S2 jeweils eine von der ersten Filterstruktur F1,
der zweiten Filterstruktur F2 und der dritten Filterstruktur F3
gemäß dem Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr
von der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 aus.
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Der
erste Mikrocomputer 3 enthält die erste Filterstruktur
F1 mit einer ersten Filtercharakteristik A1, die zweite Filterstruktur
F2 mit einer zweiten Filtercharakteristik B1 und die dritte Filterstruktur
F3 mit einer dritten Filtercharakteristik C1. Die Unterschiede unter
den jeweiligen Verstärkung-Frequenz-Charakteristika und
den jeweiligen Phase-Frequenz-Charakteristika der ersten Filterstruktur
F1, der zweiten Filterstruktur F2 und der dritten Filterstruktur
F3 sind wie in 14(c) und 14(d) dargestellt.
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In
dem Fall, dass das von der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ausgegebene
Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr in den Bereich ”A” fällt,
wählen die Schalter S1 und S2 jeweils die erste Filterstruktur
F1 aus; in dem Fall, dass das Filtercharakteristik-Auswahlsignal
Schr in den Bereich ”B” fällt, wählen
die Schalter S1 und S2 jeweils die zweite Filterstruktur F2 aus;
in dem Fall, dass das Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr in
den Bereich ”C” fällt, wählen
die Schalter S1 und S2 jeweils die dritte Filterstruktur F3 aus.
Die Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit 31 ändert
sich mit anderen Worten wie in 14(a) dargestellt
gemäß dem von der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ausgegebenen
Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr. Als ein Ergebnis hat das
Lenkdrehmoment-Signal Strqf1, das durch eine Filterungsverarbeitung durch
die erste Filterungseinheit 31 erhalten ist, einen Wert,
der durch eine Filterungsverarbeitung durch Verwendung der ausgewählten
Filtercharakteristik erhalten ist.
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15 ist
ein erläuternder Graph, der die Beziehung zwischen dem
Lenkdrehmoment-Signal Strqf1 und dem Zielstrom Sti in dem Fall darstellt, dass
die Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit 31 auf
Grundlage des Filtercharakteristik-Auswahlsignals Schr eingestellt
wird, das von der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ausgegeben
ist; die Abszisse bezeichnet das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1, und
die Ordinate bezeichnet den Zielstrom Sti. Wie in 15 gezeigt,
ist in diesem Fall die Charakteristik des Ziel-Motorstrom-Festlegungswertes
durch die Kurve C11 dargestellt.
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Im
Gegensatz dazu ist die zweite Filterungseinheit 41 auf
solch eine Weise ausgestaltet, die Filtercharakteristik nahe zu
der der Filtercharakteristik B1 der zweiten Filterstruktur F2 zu
haben, so dass der Effekt der Umschaltung der Filtercharakteristik der
ersten Filterungseinheit 31 reduziert wird. 16 enthält
ein erläuterndes Schaltkreisdiagramm und erläuternde
Graphen, die die Ausgestaltung der zweiten Filterungseinheit 41 darstellen; 16(a) veranschaulicht die Ausgestaltung
der zweite Filterungseinheit 41; 16(b) stellt
die Verstärkung-Frequenz-Charakteristik davon dar; 16(c) stellt die Phase-Frequenz-Charakteristik
davon dar.
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Wie
in 16(a) veranschaulicht, ist die zweite
Filterungseinheit 41 mit einem ersten Operationsverstärker
Amp1, einem zweiten Operationsverstärker Amp2 und einem
dritten Operationsverstärker Amp3 versehen, die in Reihe
geschaltet sind. Der nicht-invertierte Eingangsanschluss des ersten
Operationsverstärkers Amp1 ist geerdet; in Reihe geschaltete
Komponenten, die aus einem Widerstand R11 und einem Kondensator
C11 bestehen, die in Reihe miteinander geschaltet sind, und ein
Widerstand R12, der parallel zu den in Reihe geschalteten Komponenten
geschaltet ist, sind mit dem invertierten Eingangsanschluss des
ersten Operationsverstärkers Amp1 verbunden, der mit dem
Ausgangsanschluss des Lenkdrehmoment-Detektors 1 verbunden
ist. In Reihe geschaltete Komponenten, die aus einem Widerstand
R21 und einem Kondensator C21 bestehen, die in Reihe miteinander
geschaltet sind, und ein Widerstand R22, der parallel zu den in
Reihe geschalteten Komponenten geschaltet ist, sind zwischen dem
Ausgangsanschluss und dem invertierten Eingangsanschluss des ersten
Operationsverstärkers Amp1 geschaltet. Ein Widerstand R22a
ist zwischen dem invertierten Eingangsanschluss des dritten Operationsverstärkers
Amp3 und dem Ausgangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers Amp2
angeschlossen; ein Widerstand R12a ist zwischen dem Ausgangsanschluss
und dem invertierten Eingangsanschluss des dritten Operationsverstärkers
Amp3 angeschlossen.
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Beispielsweise
sind die Widerstände R11, R12, R12a, R21, R22 und R22a
150 [kΩ], 24 [kΩ], 24 [kΩ], 18 [kΩ],
22 [kΩ] bzw. 22 [kΩ]; die Kondensatoren C11 und
C21 sind 0,022 [μF] bzw. 0,75 [μF]. Wie in 16(a) und 3(b) dargestellt,
hat die Transferfunktion der zweiten Filterungseinheit 41,
die auf solch eine Weise ausgestaltet ist, eine Frequenzcharakteristik ähnlich
zu der von der Filtercharakteristik B1, dargestellt in 14,
der zweiten Filterstruktur F2 für die erste Filterungseinheit 31.
Die Filtercharakteristik der zweiten Filterungseinheit 41 ist
fest.
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In
der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
2 der Erfindung, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, werden
die Schalter S1 und S2 gemäß einer Fahrzeugantriebsbedingung
geschaltet, die durch das Lenkdrehmoment-Signal auf Grundlage eines
durch den Lenkdrehmoment-Detektor 1 erfassten Lenkdrehmoments,
des Geschwindigkeitssignals auf Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
des Lenkgeschwindigkeitssignals entsprechend einer Lenkgeschwindigkeit
oder dergleichen erkannt; eine von der ersten bis zu der dritten
Filterstruktur F1 bis F3 für die erste Filterungseinheit 31 wird
ausgewählt; und eine von den Filtercharakteristika A1,
B1 und C1 zum Anwenden einer Filterungsverarbeitung auf das Lenkdrehmoment-Signal
Strq wird ausgewählt. In dem Fall, dass die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit
hoch ist, oder in dem Fall, dass die Lenkgeschwindigkeit hoch ist,
wird die Filtercharakteristik A1 ausgewählt; in dem Fall,
dass die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, oder in dem
Fall, dass die Lenkgeschwindigkeit niedrig ist, wird die Filtercharakteristik
C1 ausgewählt. In dem Fall, dass das Fahrzeug in einer üblichen
Bedingung ist, wird die Filtercharakteristik B1 ausgewählt,
die eine Zwischencharakteristik ist.
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Wie
oben beschrieben, ist die Filtercharakteristik der zweiten Filterungseinheit 41 ungefähr
dieselbe wie die der Zwischencharakteristik innerhalb eines Bereichs,
in dem die Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit 31 variieren
kann, d. h. die Filtercharakteristik B1; in dem Fall, dass die erste
Filterungseinheit 31 eine Filterungsverarbeitung auf das
Lenkdrehmoment-Signal Strq durch Verwendung der Filtercharakteristik
B1 der zweiten Filterstruktur F2 anwendet, ist deshalb das Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2, das durch eine Filterungsverarbeitung durch die zweite Filterungseinheit 41 erhalten
ist, ungefähr dasselbe wie das Lenkdrehmoment-Signal Strqf1,
das durch die Filterungsverarbeitung durch die erste Filterungseinheit 31 erhalten
ist. Wie es der Fall für Ausführungsform 1 ist,
verhindert demgemäß anders als die konventionelle
Vorrichtung oder die Technologie, die eine Basis der vorliegenden
Erfindung ist, die Verriegelungseinheit 4 nicht, dass der Motor 2 angetrieben
wird, in dem Fall, dass der Mikrocomputer 3 normal den
Zielstrom berechnet, wodurch eine elektrische Servolenkungsvorrichtung realisiert
wird, die zur Gewährleistung der Stabilität eines
Lenkungssystems fähig ist und zum Einstellen eines erwünschten
Lenkgefühls fähig ist.
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Selbst
in dem Fall, dass die erste Filterungseinheit 31 eine Filterungsverarbeitung
auf das Lenkdrehmoment-Signal Strq durch Verwendung der ersten Filtercharakteristik
A1 der ersten Filterstruktur F1 anwendet, oder selbst in dem Fall,
dass die erste Filterungseinheit 31 eine Filterungsverarbeitung
auf das Lenkdrehmoment-Signal Strq durch Verwendung der dritten
Filtercharakteristik C1 der dritten Filterstruktur F3 wie oben beschrieben
anwendet, wird die Filtercharakteristik der zweiten Filterungseinheit 41 zu
ungefähr demselben wie die von der ersten Filtercharakteristik
A1 oder der dritten Filtercharakteristik C1 gemacht; wie bei dem
Fall für Ausführungsform 1 und anders als bei
der konventionellen Vorrichtung oder der Technologie, die eine Basis
der vorliegenden Erfindung ist, verhindert deshalb die Verriegelungseinheit 4 nicht,
dass der Motor 2 angetrieben wird, in dem Fall, dass der
Mikrocomputer 3 normal den Zielstrom berechnet, wodurch
eine elektrische Servolenkungsvorrichtung realisiert werden kann,
die fähig ist zur Gewährleistung der Stabilität
eines Lenkungssystems und fähig ist zum Einstellen eines
erwünschten Lenkgefühls.
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Wie
oben beschrieben, kann in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung die optimale Filtercharakteristik gemäß einer
Fahrzeugantriebsbedingung ausgewählt werden, die durch
das Lenkdrehmoment-Signal, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das
Lenkgeschwindigkeitssignal oder dergleichen erkannt wird; deshalb
kann eine elektrische Servolenkungsvorrichtung realisiert werden,
die zu einer sichereren Gewährleistung der Stabilität
eines Lenkungssystems fähig ist und zum Einstellen eines erwünschten
Lenkgefühls fähig ist.
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Ausführungsform 3
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In
Ausführungsform 2 ist die Filtercharakteristik der zweiten
Filterungseinheit 41 fest; jedoch werden in einer elektrischen
Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung die Filtercharakteristik der ersten
Filterungseinheit 31 und die Filtercharakteristik der zweiten
Filterungseinheit 41 gemäß einer Fahrzeugantriebsbedingung
geschaltet, die durch ein Lenkdrehmoment-Signal, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, ein
Lenkgeschwindigkeitssignal oder dergleichen erkannt wird.
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17 ist
ein Blockdiagramm für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden
Erfindung. In 17 stellt die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 die
Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit 31 und
die Filtercharakteristik der zweiten Filterungseinheit 41 ein.
Die Ausgestaltungen der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 und
der ersten Filterungseinheit 31 sind dieselben wie die
in Ausführungsform 2; jedoch liefert die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 das
Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr, das eine Ausgabe davon
ist, auch an die zweite Filterungseinheit 41.
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18 enthält
eine erläuternde Tabelle und ein Schaltkreisdiagramm, das
die Ausgestaltung der zweiten Filterungseinheit 41 darstellt; 18(a) ist eine Tabelle, die die Zuordnung
zwischen dem Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr und der Filtercharakteristik
darstellt; 18(b) ist die Ausgestaltung der
zweiten Filterungseinheit 41. Wie in 18(b) veranschaulicht,
ist die zweite Filterungseinheit 41 mit einem ersten Operationsverstärker
Amp1, einem zweiten Operationsverstärker Amp2 und einem
dritten Operationsverstärker Amp3 versehen, die in Reihe
geschaltet sind. Der nicht-invertierte Eingangsanschluss des ersten
Operationsverstärkers Amp1 ist geerdet; in Reihe geschaltete
Komponenten, die aus einem Widerstand R11 und einem Kondensator
C11 bestehen, die in Reihe geschaltet sind, und ein Widerstand R12,
der parallel zu den in Reihe geschalteten Komponenten geschaltet
ist, sin mit dem invertierten Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers
Amp1 verbunden, der mit dem Ausgangsanschluss des Lenkdrehmoment-Detektors 1 verbunden ist.
In Reihe geschaltete Komponenten, die aus einem Widerstand R21 und
einem Kondensator C21 bestehen, die in Reihe miteinander geschaltet
sind, und ein Widerstand R22, der parallel zu den seriell geschalteten
Komponenten geschaltet ist, sind zwischen dem Ausgangsanschluss
und dem invertierten Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers
Amp1 geschaltet; darüber hinaus sind in Reihe geschaltete
Komponenten, die aus einem Widerstand R31 und einem ersten Analogschalter
S31 bestehen, und in Reihe geschaltete Komponenten, die aus einem
Widerstand R32 und einem zweiten Analogschalter S32 bestehen, parallel
mit dem Widerstand R22 geschaltet.
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Ein
Widerstand R22a, in Reihe geschaltete Komponenten, die aus einem
widerstand R31a und einem dritten Analogschalter S31a bestehen,
parallel zu dem Widerstand R22a geschaltet, und in Reihe geschaltete
Komponenten, die aus einem Widerstand R32a und einem vierten Analogschalter
S32a bestehen, parallel zu dem Widerstand R22a geschaltet, sind
zwischen dem Ausgangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers
Amp2 und dem invertierten Eingangsanschluss des dritten Operationsverstärkers
Amp3 geschaltet. Ein Widerstand R12 ist zwischen dem Ausgangsanschluss
und dem invertierten Eingangsanschluss des dritten Operationsverstärkers
Amp3 geschaltet.
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Beispielsweise
sind die Widerstände R11, R12, R21, R21a, R22 und R22a,
R31, R31a, R32 und R32a 150 [kΩ], 24 [kΩ], 180
[kΩ], 180 [kΩ], 22 [kΩ], 22 [kΩ],
22 [kΩ], 22 [kΩ], 47 [kΩ] bzw. 47 [kΩ];
die Kondensatoren C11 und c21 sind 0,022 [μF] bzw. 0,075
[μF].
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Der
erste Analogschalter S31 und der dritte Analogschalter S31a sind
auf solch eine Weise gebildet, dass die Widerstandswerte davon durch
ein erstes Logiksignal Schr1 geschaltet werden, das aus dem Filtercharakteristik-Auswahlsignal
Schr erzeugt ist, das ein Ausgangssignal der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ist;
ihre Widerstandswerte werden 0 [Ω], wenn das erste Logiksignal Schr1 den
hohen Pegel hat, und m [Ω] wenn das erste Logiksignal Schr1
den niedrigen Pegel hat. Außerdem sind der zweite Analogschalter
S32 und der vierte Analogschalter S32a auf solch eine Weise gebildet, dass
die Widerstandswerte davon durch ein zweites Logiksteuersignal Schr2
geschaltet werden, das aus dem Filtercharakteristik-Auswahlsignal
Schr erzeugt ist, das ein Ausgangssignal der ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ist,
ihre Widerstandswerte werden 0 [Ω], wenn das zweite Logiksteuersignal Schr2
den hohen Pegel hat, und ∞ [Ω], wenn das zweite
Logiksignal Schr2 den niedrigen Pegel hat.
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In
dem Fall, dass das Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr innerhalb
des in 15 dargestellten Bereichs ”A” ist,
nimmt das erste Logiksignal Schr1 wie in 18(a) dargestellt
den hohen Pegel an; und das zweite Logiksignal Schr2 nimmt den niedrigen
Pegel an. In dem Fall, dass das Filtercharakteristik-Auswahlsignal
Schr innerhalb des in 15 dargestellten Bereichs ”B” ist,
nimmt das erste Logiksignal Schr1 den niedrigen Pegel an und nimmt
das zweite Logiksignal Schr2 den hohen Pegel an. In dem Fall, dass
das Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr innerhalb des in 15 dargestellten
Bereichs ”C” ist, nehmen das erste Logiksignal Schr1
und das zweite Logiksignal Schr2 beide den niedrigen Pegel an.
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Als
ein Ergebnis sind in der zweiten Filterungseinheit 41 auf
Grundlage des ersten Logiksignals Scgr1 und des zweiten Logiksignals
Schr2, die aus dem Filtercharakteristik-Auswahlsignal Schr erzeugt
sind, die Widerstände R31 und R32 parallel oder getrennt
von dem Widerstand R22 geschaltet; gleichzeitig sind die widerstände
R31a und R32a parallel mit oder von dem Widerstand R22a getrennt
geschaltet.
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Beispielsweise
nimmt in 18 in dem Fall, dass der Wert
des Filtercharakteristik-Auswahlsignals Schr innerhalb von ”A” ist,
das erste Logiksignal Schr1 den hohen Pegel an und nimmt das zweite
Logiksignal Schr2 den niedrigen Pegel an; der erste Analogschalter
S31 und der dritte Analogschalter S31 schalten an; und der zweite
Analogschalter S32 und der vierte Analogschalter S32a schalten ab. Demgemäß konfigurieren
die Widerstände R22 und R31 einen Parallelschaltkreis und
konfigurieren die Widerstände R22a und R31a einen Parallelschaltkreis,
wodurch die Widerstände R32 und R32a getrennt sind.
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In
dem Fall, dass der Wert des Filtercharakteristik-Auswahlsignals
Schr innerhalb von ”B” ist, nimmt das erste Logiksignal
Schr1 den niedrigen Pegel an und nimmt das zweite Logiksignal Schr2
den hohen Pegel an; der zweite Analogschalter S32 und der vierte
Analogschalter S32a schalten an; und der erste Analogschalter S31
und der dritte Analogschalter S31a schalten ab. Demgemäß konfigurieren
die Widerstände R22 und R32 einen Parallelschaltkreis und
konfigurieren die Widerstände R22a und R32a einen Parallelschaltkreis,
wodurch die Widerstände R31 und R31a getrennt sind. In
dem Fall, dass der Wert des Filtercharakteristik-Auswahlsignals
Schr innerhalb von ”C” ist, nehmen das erste Logiksignal Schr1
und das zweite Logiksignal Schr2 beide den niedrigen Pegel an; die
ersten, zweiten, dritten und vierten Analogschalter S31, S32, S31a
und S32a schalten alle ab; deshalb sind weder die Widerstände R31
und R32 parallel mit dem Widerstand R22 geschaltet noch sind die
Widerstände R31a und R32a parallel mit dem Widerstand R22a
geschaltet.
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Wie
oben beschrieben, können die Werte der mit den Operationsverstärkern
der zweiten Filterungseinheit 41 verbundenen Widerstände
geändert werden; deshalb kann wie in 18(a) dargestellt eine
der Filtercharakteristika A2, B2 und C2 als die Filtercharakteristik
der zweiten Filterungseinheit 41 ausgewählt werden. 19 enthält
eine erläuternde Tabelle und erläuternde Graphen,
die die Filtercharakteristika A2, B2 und C2 der zweiten Filterungseinheit 41 darstellen; 19(a) ist eine Tabelle, die die Filtercharakteristik
der zweiten Filterungseinheit 41 darstellt, ausgewählt
gemäß dem Wert des Filtercharakteristik-Auswahlsignals
Schr; 19(b) stellt die jeweiligen
Verstärkung-Frequenz-Charakteristika der Filtercharakteristika
A2, B2 und C2 dar; 19(c) stellt die
jeweiligen Phase-Frequenz-Charakteristika der Filtercharakteristika
A2, B2 und C2 dar.
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Im
Gegensatz dazu ist die erste Filterungseinheit 31 in derselben
Weise wie in Ausführungsform 2 konfiguriert; wie in 14 dargestellt,
kann eine der Filtercharakteristika A1, B1 und C1 gemäß dem
Wert ”A”, ”B”, oder ”C” des
Filtercharakteristik-Auswahlsignals Schr ausgewählt werden.
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In
dieser Situation entsprechen die Filtercharakteristika A2, B2 und
C2 der zweiten Filterungseinheit 41 den Filtercharakteristika
A1, B1 bzw. C1 der ersten Filterungseinheit 31, und die
entsprechenden Filtercharakteristika sind auf solch eine Weise festgelegt,
um alle dieselben zu sein oder ähnlich zueinander zu sein.
In dem Fall, dass die erste Filterungseinheit 31 die Filtercharakteristik
A1 gemäß dem Wert des Filtercharakteristik-Auswahlsignals
Schr auswählt, wählt die zweite Filterungseinheit 41 die
Filtercharakteristik A2 aus; in dem Fall, dass die erste Filterungseinheit 31 die
Filtercharakteristik B1 auswählt, wählt die zweite
Filterungseinheit 41 die Filtercharakteristik B2 aus; in
dem Fall, dass die erste Filterungseinheit 31 die Filtercharakteristik
C1 auswählt, wählt die zweite Filterungseinheit 41 die
Filtercharakteristik C2 aus.
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Als
ein Ergebnis haben das Lenkdrehmoment-Signal, das durch eine Filterungsverarbeitung durch
die erste Filterungseinheit 31 erhalten ist, und das Lenkdrehmoment-Signal
Strqf2, das durch eine Filterungsverarbeitung durch die zweite Filterungseinheit 41 erhalten
ist, immer ungefähr dieselben oder ähnliche Werte;
anders als bei der konventionellen Vorrichtung oder der Technologie,
die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist, verhindert die Verriegelungseinheit 4 nicht,
dass der Motor 2 getrieben wird, in dem Fall, dass der
Mikrocomputer 3 normal den Zielstrom berechnet, wodurch
eine elektrische Servolenkungsvorrichtung realisiert werden kann,
die fähig ist zur Gewährleistung der Stabilität
eines Lenkungssystems und die fähig ist zum Einstellen
eines erwünschten Lenkgefühls.
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Wie
oben beschrieben, kann in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden
Erfindung eine optimale Filtercharakteristik gemäß einer
Fahrzeugbedingung ausgewählt werden, die durch das Lenkdrehmoment-Signal,
das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, das Lenkgeschwindigkeitssignal
oder dergleichen erkannt wird; deshalb kann eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
realisiert werden, die fähig ist zur sichereren Gewährleistung
der Stabilität eines Lenkungssystems und die fähig
zum Einstellen eines erwünschten Lenkgefühls ist.
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Ausführungsform 4
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In
den Ausführungsformen 1 bis 3 ist die zweite Filterungseinheit 41 aus
einem Analogschaltkreis gebildet; jedoch sind in einer elektrischen
Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung die zweite Filterungseinheit 41 und
die Verriegelungseinheit 4 aus einem Digitalschaltkreis,
einem Mikrocomputer oder dergleichen gebildet.
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20 ist
ein Blockdiagramm für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden
Erfindung. In 20 sind die zweite Filterungseinheit 41 und
die Verriegelungseinheit 4 in einem zweiten Mikrocomputer 6 enthalten.
Die zweite Filterungseinheit 41 ist in derselben Weise
wie die erste Filterungseinheit 31 ausgestaltet. Das Filtercharakteristik-Auswahlsignal
Schr, das durch die Berechnung durch die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 erhalten
ist, wird an die zweite Filterungseinheit 41 mittels serieller
Kommunikation oder dergleichen eingegeben. Andere Ausgestaltungen
sind dieselben wie die in Ausführungsform 3.
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In
der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung kann eine optimale Filtercharakteristik
gemäß einer Fahrzeugantriebsbedingung ausgewählt werden,
die durch das Lenkdrehmoment-Signal, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal,
das Lenkgeschwindigkeitssignal oder dergleichen erkannt wird; und
die jeweiligen Filtercharakteristika der zweiten Filterungseinheit 41 und
der ersten Filterungseinheit 31 können dazu gebracht
werden, dieselben zueinander zu sein. Deshalb kann eine elektrische
Servolenkungsvorrichtung realisiert werden, die zur sichereren Gewährleistung
der Stabilität eines Lenkungssystems fähig ist
und zur sichereren Einstellung eines erwünschten Lenkgefühls
im Vergleich mit Ausführungsform 1 und 2 fähig
ist.
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Ausführungsform 5
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In
Ausführungsform 4 wird das Filtercharakteristik-Auswahlsignal
Schr, nachdem es durch den ersten Mikrocomputer 3 berechnet
worden ist, an die zweite Filterungseinheit 41 mittels
serieller Kommunikation oder dergleichen eingegeben; jedoch ist
in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung eine zweite Filtercharakteristik-Einstellungseinheit,
die auf dieselbe Weise wie die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit
ausgestaltet ist, in dem zweiten Mikrocomputer 6 enthalten.
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21 ist
ein Blockdiagramm für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden
Erfindung. In 21 enthält der zweite
Mikrocomputer 6 eine zweite Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 44,
die auf dieselbe Weise wie die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 ausgestaltet
ist, die in dem ersten Mikrocomputer 3 enthalten ist. Andere
Ausgestaltungen sind dieselben wie die in Ausführungsform
4.
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In
der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung kann eine optimale Filtercharakteristik
gemäß einer Fahrzeugantriebsbedingung ausgewählt werden,
die durch das Lenkdrehmoment-Signal, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal,
das Lenkgeschwindigkeitssignal oder dergleichen erkannt wird; und
die jeweiligen Filtercharakteristika der zweiten Filterungseinheit 41 und
der ersten Filterungseinheit 31 können dazu gebracht
werden, dieselben zueinander zu sein. Deshalb kann eine elektrische
Servolenkungsvorrichtung realisiert werden, die fähig ist zur
sichereren Gewährleistung der Stabilität eines Lenkungssystems
und die fähig ist zur sichereren Einstellung eines erwünschten
Lenkgefühls im Vergleich mit Ausführungsformen
1 und 2. Darüber hinaus werden die Berechnungen in der
ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 34 und
der zweiten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit 44 getrennt durch
den ersten Mikrocomputer 3 bzw. den zweiten Mikrocomputer 6 durchgeführt;
somit kann eine elektrische Servolenkungsvorrichtung realisiert
werden, deren Berechnungsunabhängigkeit und Zuverlässigkeit
verbessert sind.
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Vielfältige
Modifizierungen und Änderungen dieser Erfindung werden
dem Fachmann ersichtlich werden, ohne von dem Schutzbereich dieser
Erfindung abzuweichen, und es sollte verstanden werden, dass diese
nicht auf die hierin bekannt gemachten veranschaulichenden Ausführungsformen
beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2891069 [0002, 0053]