DE102008063615A1

DE102008063615A1 - Elektrische Servolenkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008063615A1
Application number: DE102008063615A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nishimura; Chiaki Fujimoto; Mamoru Kobe-shi Shiraki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: FR2931780A1; CN101590875A; FR2931780B1; DE102008063615B4; CN101590875B; US8478485B2; JP2009286277A; US20090294208A1; JP4637933B2; KR20090124893A; KR100967486B1

Abstract

Eine elektrische Servolenkungsvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass sie eine erste Filterungseinheit enthält, die eine Filterungsverarbeitung auf das erfasste Lenkdrehmoment-Signal anwendet und das verarbeitete Drehmomentsignal ausgibt; eine Steuereinheit, die ein Motortreibersignal erzeugt und ausgibt, auf Grundlage eines von einer ersten Filterungseinheit ausgegebenen Lenkdrehmoment-Signals; eine zweite Filterungseinheit, die eine Filterungsverarbeitung auf das erfasste Lenkdrehmoment-Signal anwendet und das verarbeitete Drehmomentsignal ausgibt; und eine Verriegelungseinheit, die ein Motortreiber-Sperrsignal erzeugt und ausgibt, auf Grundlage des von der zweiten Filterungseinheit ausgegebenen Lenkdrehmoment-Signals. Die zweite Filterungseinheit führt eine Filterungsverarbeitung auf solch eine Weise durch, um ein Lenkdrehmoment-Signal wie das Lenkdrehmoment-Signal, das von der ersten Filterungseinheit ausgegeben wird, oder diesem ähnlich auszugeben, wenigstens wenn ein Fahrzeug in einer vorbestimmten Antriebsbedingung ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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.
Beschreibung des Standes der Technik
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 ).
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.
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.
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.
INHALTSANGABE DER ERFINDUNG
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 ist eine Menge von Diagrammen, die die Transferfunktion einer ersten Filterungseinheit in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellen;
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;
4 ist ein Diagramm, das Ansteuersperrregionen darstellt, die durch eine Verriegelungseinheit in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung festgelegt sind;
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.
6 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Zielstrom und eine Ansteuersperrregion in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist ein Wellenformgraph, der ein Lenkdrehmoment-Signal in dem Fall darstellt, dass eine Filterungsverarbeitung durch eine zweite Filterungseinheit nicht durchgeführt wird.
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.
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.
10 ist ein Wellenformgraph, der ein Lenkdrehmoment-Signal in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist ein Graph, der ein Lenkdrehmoment-Signal in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Zielstrom und eine Ansteuersperrregion in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung darstellt.
13 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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.
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;
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.
17 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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.
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.
20 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
21 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
22 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer Technologie veranschaulicht, die eine Grundlage der vorliegenden Erfindung ist.
23 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ansteuersperrregion in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer Technologie veranschaulicht, die eine Basis für die vorliegende Erfindung ist.
24 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer anderen Technologie veranschaulicht, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist.
25 ist ein erläuterndes Diagramm, das Ansteuersperrregionen in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einer anderen Technologie veranschaulicht, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist.
26 ist ein Blockdiagramm, das die Ausgestaltung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß noch einer anderen Technologie veranschaulicht, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist; und
27 ist ein erläuterndes Diagramm, das Ansteuersperrregionen in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß noch einer anderen Technologie veranschaulicht, die eine Basis der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ausführungsform 1
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ausführungsform 2
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ausführungsform 3
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.
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.
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.
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.
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].
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ausführungsform 4
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.
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.
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.
Ausführungsform 5
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.
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.
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.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2891069 [0002, 0053]

Claims

Elektrische Servolenkungsvorrichtung, die durch Verwendung einer Antriebskraft eines Motors (2) ein Lenkdrehmoment auf ein Lenkungssystem reduziert, das durch einen Fahrer eines Fahrzeugs über ein Lenkrad ausgeübt wird, wobei die elektrische Servolenkungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ferner umfasst: einen Lenkdrehmoment-Detektor (1), der das Lenkdrehmoment erfasst und ein dem Lenkdrehmoment entsprechendes Lenkdrehmoment-Signal ausgibt; eine erste Filterungseinheit (31), die eine Filterungsverarbeitung auf das von dem Lenkdrehmoment-Detektor (1) ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal anwendet und das durch die Filterungsverarbeitung erhaltene Lenkdrehmoment-Signal ausgibt; eine Steuereinheit (32, 33), die das von der ersten Filterungseinheit (31) ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal empfängt und ein Motortreibersignal auf Grundlage des eingegebenen Lenkdrehmoment-Signals ausgibt; eine zweite Filterungseinheit (41), die eine Filterungsverarbeitung auf das von dem Lenkdrehmoment-Detektor (1) ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal anwendet und das durch die Filterungsverarbeitung erhaltene Lenkdrehmoment-Signal ausgibt; eine Verriegelungseinheit (4), die das von der zweiten Filterungseinheit (41) ausgegebene Lenkdrehmoment-Signal empfängt und ein Motortreiber-Sperrsignal zum Begrenzen der Ansteuerung des Motors (2) auf Grundlage des eingegebenen Lenkdrehmoment-Signals ausgibt; und eine Motortreibereinheit (5), die den Motor (2) auf Grundlage des von der Steuereinheit (32, 33) ausgegebenen Motortreibersignals und des von der Verriegelungseinheit (4) ausgegebenen Motortreiber-Sperrsignals treibt, wobei die zweite Filterungseinheit (41) die Filterungsverarbeitung auf solch eine Weise ausführt, um die Differenz zwischen dem Lenkdrehmoment-Signal, das von der ersten Filterungseinheit (31) an die Steuereinheit (32, 33) eingegeben wird, und dem Lenkdrehmoment-Signal, das von der zweiten Filterungseinheit (41) an die Verriegelungseinheit (4) eingegeben wird, zu reduzieren.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 mit ferner einer ersten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit (34), die dynamisch die Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit auf Grundlage einer Beschaffenheit des Fahrzeugs oder des Fahrers ändert.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die erste Filtercharakteristik-Einstellungseinheit (34) sowohl die Filtercharakteristik der zweiten Filterungseinheit (41) als auch die Filtercharakteristik der ersten Filterungseinheit (31) ändert.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 mit ferner einer zweiten Filtercharakteristik-Einstellungseinheit (44), die dynamisch die Filtercharakteristik der zweiten Filterungseinheit (41) auf Grundlage einer Beschaffenheit des Fahrzeugs oder des Fahrers ändert.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Filterungseinheit (31) in einem an dem Fahrzeug angebrachten ersten Mikrocomputer (3) enthalten ist und die zweite Filterungseinheit (41) aus einem Analogschaltkreis gebildet ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Filterungseinheit (31) in einem an dem Fahrzeug angebrachten ersten Mikrocomputer (3) enthalten ist, und die zweite Filterungseinheit (41) in einem an dem Fahrzeug angebrachten zweiten Mikrocomputer (6) enthalten ist.