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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Servolenkvorrichtung, die für Radkraftfahrzeuge eingesetzt wird, und auf eine Steuervorrichtung zum Steuern der elektrischen Servolenkvorrichtung.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Eine von bekannten elektrischen Servolenkvorrichtungen wird in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Tokkai) 2008-290.525 dargestellt. Die elektrische Servolenkvorrichtung der Veröffentlichung weist eine sogenannte „Zahnstangenanschlags-Steuereinheit” auf, durch die unerwünschte Kollisionsgeräusche, die erzeugt würden, wenn eine Zahnstange (d. h. ein Teil eines Zahnstangenmechanismus) an ihr abschließendes Ende gebracht wird, unterdrückt oder zumindest minimiert werden können. Für die Unterdrückung senkt die Zahnstangenanschlag-Steuereinheit die Leistung eines Elektromotors oder wendet ein Gegenmoment auf die Zahnstange in einer Richtung entgegengesetzt zu einem Lenkmoment an, wenn die Zahnstange dem abschließenden Ende nahekommt.
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Übersicht über die Erfindung
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Bei der oben erwähnten bekannten elektrischen Servolenkvorrichtung werden sich jedoch nicht wenige Gedanken über einen sogenannten mechanischen Anschlag zum Regulieren einer relativen Drehung zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle bei der Geräuschentwicklung gemacht. Wenn der Fahrer, wenn die Bewegung der Zahnstange aufgrund der Abtriebssteuerung des Elektromotors oder dergleichen eingeschränkt ist, beabsichtigt, das Lenkrad weiter in dieselbe Richtung zu drehen, wird der Torsionsstab folglich aufgrund der Einschränkung der Bewegung der Zahnstange leichter verdreht, und so werden tendenziell unerwünschte Kollisionsgeräusche durch den mechanischen Anschlag erzeugt.
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Dementsprechend wird die vorliegende Erfindung durch Berücksichtigung des oben erwähnten Nachteils der bekannten elektrischen Servolenkvorrichtung bereitgestellt.
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Das heißt, gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Servolenkvorrichtung bereitgestellt, bei der ein Erzeugen nicht nur von Kollisionsgeräuschen des Zahnstangenanschlags, sondern auch von Kollisionsgeräuschen des mechanischen Anschlags unterdrückt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Servolenkvorrichtung bereitgestellt, die einen Lenkmechanismus, der eine erste Welle, die mit einem Lenkrad verbunden ist, eine zweite Welle, die mit der ersten Welle durch einen Torsionsstab verbunden ist, und eine Zahnstange beinhaltet, die mit der zweiten Welle durch einen Zahnstangenmechanismus verbunden ist; einen mechanischen Anschlag, der erste und zweite Anschlagteile beinhaltet, die durch die erste bzw. die zweite Welle bereitgestellt werden, wobei die ersten und die zweiten Anschlagteile miteinander in Kontakt gebracht werden, um eine weitere relative Drehung zwischen der ersten und der zweiten Welle zu unterdrücken, wenn die erste und die zweite Welle eine relative Drehung mit einem bestimmten Betrag dazwischen vornehmen, während der Torsionsstab verdreht wird; einen Elektromotor, der den Lenkmechanismus mit einer Lenkkraft zum Unterstützen eines Lenkvorgangs versorgt, der an dem Lenkrad durchgeführt wird; und eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors umfasst, wobei die Steuereinheit ein Lenkmomentsignal-Empfangsteil, in dem ein Lenkmomentsignal empfangen wird, das in dem Lenkmechanismus erzeugt wird; ein Lenkwinkelsignal-Empfangsteil, in dem ein Lenkwinkelsignal empfangen wird, das einen Lenkwinkel eines gelenkten Straßenrads darstellt; ein Torsionsstab-Verdrehungsbetragssignal-Empfangsteil, in dem ein Torsionsstab-Verdrehungsbetragssignal empfangen wird, das einen Verdrehungsbetrag des Torsionsstabs darstellt; ein Basishilfsbefehlssignal-Berechnungsteil, durch das ein Basishilfsbefehlssignal für den Elektromotor auf Grundlage des Lenkmomentsignals berechnet wird; ein Berechnungsteil für ein erstes Dämpfungssignal, das ein erstes Dämpfungssignal berechnet, wenn das Lenkwinkelsignal darstellt, dass der Lenkwinkel gleich wie oder größer als ein erster vorgegebener Winkel ist, und das Lenkrad weiter in dieselbe Richtung gedreht wird, wobei das erste Dämpfungssignal eine Dämpfungskraft gegen eine Lenkkraft darstellt, die durch den Elektromotor erzeugt wird, wenn das Lenkrad weiter in dieselbe Richtung gedreht wird; ein Berechnungsteil für ein zweites Dämpfungssignal, das ein zweites Dämpfungssignal berechnet, wenn das Torsionsstab-Verdrehungsbetragssignal darstellt, dass der Torsionsstab-Verdrehungsbetrag gleich wie oder größer als ein zweiter vorgegebener Winkel ist, und das Lenkrad weiter in dieselbe Richtung gedreht wird, wobei das zweite Dämpfungssignal eine Dämpfungskraft gegen eine Lenkkraft darstellt, die durch den Elektromotor erzeugt wird, wenn das Lenkrad weiter in dieselbe Richtung gedreht wird; ein Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil, das auf Grundlage entweder des Lenkwinkelsignals, eines ersten Steuerungsbetrags, der auf Grundlage des Lenkwinkelsignals berechnet worden ist, des Torsionsstab-Verdrehungsbetragssignals oder eines zweiten Steuerbetrags, der auf Grundlage des Torsionsstab-Verdrehungsbetragssignals berechnet worden ist, einen Dämpfungskorrekturbetrag berechnet, bei dem es sich um einen Korrekturbetrag des Basishilfsbefehlssignals handelt, der durch das erste und das zweite Dämpfungssignal bewirkt wird; und ein Motorbefehlssignal-Ausgabeteil beinhaltet, das an den Elektromotor ein Befehlssignal auf Grundlage des Basishilfsbefehlssignals und des Dämpfungskorrekturbetrags ausgibt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Sonstige Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, für die gilt:
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1 ist eine schematische Zeichnung einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils, an dem eine Antriebs- und eine Abtriebswelle einer Lenkwellenstruktur in Wirkeingriff stehen;
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3 ist ein Blockschaltbild einer in der elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzten Steuereinheit;
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4 ist ein Ablaufplan, der programmierte Vorgangsschritte darstellt, die in einer Steuereinheit in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Ausführen einer Dämpfungskorrektursteuerung an einem Hilfslenkmoment ausgeführt werden;
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5 ist ein Ablaufplan, der programmierte Vorgangsschritte darstellt, die in einer Steuereinheit in einer ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden;
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6 ist ein Ablaufplan, der programmierte Vorgangsschritte darstellt, die in einer Steuereinheit in einer zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden;
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7 ist ein Blockschaltbild einer in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzten Steuereinheit;
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8 ist ein Ablaufplan, der programmierte Vorgangsschritte darstellt, die in einer Steuereinheit in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Ausführen einer Dämpfungskorrektursteuerung an einem Hilfslenkmoment ausgeführt werden; und
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9 ist ein Ablaufplan, der programmierte Vorgangsschritte darstellt, die in einer Steuereinheit in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Ausführen einer Dämpfungskorrektursteuerung an einem Hilfslenkmoment ausgeführt werden.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Im Folgenden wird eine elektrische Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Die folgende Beschreibung erfolgt auf Grundlage einer Anordnung, in der die elektrische Servolenkvorrichtung der Erfindung auf bekannte Radkraftfahrzeuge praktisch angewendet wird. Des Weiteren wird ein Betrieb der elektrischen Servolenkvorrichtung unter der Maßgabe als Beispiel erläutert, dass eine Störung durch Fahren eines zugehörigen Kraftfahrzeugs auf einer Fahrstraße mit einer Querneigung verursacht wird.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt.
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Wie in der Zeichnung dargestellt, umfasst die elektrische Servolenkvorrichtung der Erfindung allgemein eine Antriebswelle 1 (d. h. eine erste Welle), die ein oberes Ende aufweist, das durch Kardangelenke so mit einem Lenkrad SW verbunden ist, dass eine integrale Drehung dazwischen erzielt wird, eine Abtriebswelle 2 (d. h. eine zweite Welle), die sowohl ein oberes Ende, das durch einen Torsionsstab TB (siehe 2) mit einem unteren Ende der Antriebswelle 1 so verbunden ist, dass eine relative Drehung dazwischen erzielt wird, als auch ein unteres Ende aufweist, das durch einen Zahnstangenmechanismus RP mit linken und rechten gelenkten Straßenrädern WL und WR verbunden ist, einen Drehmomentsensor TS, der ein Lenkmoment auf Grundlage eines Betrags einer relativen Drehung zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle 1 und 2 erfasst, einen (nicht dargestellten) Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Geschwindigkeit des zugehörigen Kraftfahrzeugs erfasst, eine Motoreinheit MU, die ein Hilfslenkmoment in Übereinstimmung mit dem Lenkmoment eines Fahrers auf Grundlage von Erfassungsergebnissen des Drehmomentsensors TS, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und sonstiger Sensoren an eine im Folgenden erwähnte Zahnstange 3 des Zahnstangenmechanismus anlegt, und einen Getriebemechanismus RG, der eine Ausgabe (eine Drehkraft oder ein Drehmoment) der Motoreinheit MU in eine Axialverschiebung der Zahnstange 3 umwandelt und dabei die Drehzahl des Abtriebs verringert. Wie im Verlaufe der Beschreibung ersichtlich wird, umfasst ein in der Erfindung eingesetzter Lenkmechanismus die Antriebswelle 1, die Abtriebswelle 2 und den Zahnstangenmechanismus RP.
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Wie aus 1 zu ersehen ist, umfasst der Zahnstangenmechanismus RP ein Ritzel 2a, das an dem unteren Ende der Abtriebswelle 2 ausgebildet ist, und gerade Zahnstangenzähne 3a, die an der Zahnstange 3 ausgebildet sind und mit dem Ritzel 2a in Eingriff stehen. Üblicherweise werden die Zahnstangenzähne 3a an einem begrenzten axialen Bereich der Zahnstange 3 bereitgestellt. Daher wird die Zahnstange 3 in Reaktion auf eine Drehung der Abtriebswelle 2 gezwungen, sich axial in eine rechte oder linke Richtung zu bewegen. Wie dargestellt, ist die Zahnstange 3 axial verschiebbar in einem Zahnstangengehäuse HG untergebracht.
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Beide Enden der Zahnstange 3 sind durch entsprechende Spurstangen 4 und 4 und (nicht dargestellte) Spurstangenhebel so mit rechten und linken gelenkten Straßenrädern WR und WL verbunden, dass in Reaktion auf die axiale Bewegung der Zahnstange 3 Lenkwinkel der beiden gelenkten Straßenräder WR und WL durch die Spurstangen 4 und 4 geändert werden, während an den Spurstangenhebeln gezogen wird.
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Wenngleich dies in 1 nicht gut dargestellt wird, sind beide Enden der Zahnstange 3 mit vergrößerten Zahnstangenenden ausgebildet, die von jeweiligen Enden des Zahnstangengehäuses HG freigelegt sind. Auf diese Weise bildet jedes vergrößerte Zahnstangenende der Zahnstange 3 und entsprechende Ende des Zahnstangengehäuses HG einen sogenannten Zahnstangenanschlag. Zwei Zahnstangenanschläge werden so an beiden Enden des Zahnstangengehäuses HG bereitgestellt. Dementsprechend wird, nachdem aufgrund einer Bewegung der Zahnstange 3 eines der vergrößerten Zahnstangenenden der Zahnstange 3 mit dem entsprechenden Ende des Zahnstangengehäuses HG in Kontakt gebracht worden ist, eine weitere Bewegung der Zahnstange 3 in dieselbe Richtung unterdrückt. Üblicherweise ist jedes vergrößerte Zahnstangenende mit einer Stoßdämpfungshülse zum Dämpfen eines Stoßes ausgestattet, der erzeugt wird, wenn das vergrößerte Zahnstangenende gegen das entsprechende Ende des Zahnstangengehäuses HG anstößt.
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Die Motoreinheit MU umfasst einen Elektromotor 7, der das Hilfslenkmoment durch Drehen einer im Folgenden erwähnten Antriebsriemenscheibe 5 durch den Getriebemechanismus RG an die Zahnstange 3 anlegt, und eine elektronische Steuereinheit 8, die integral an dem Elektromotor 7 montiert ist, um den Betrieb des Elektromotors 7 in Übereinstimmung mit den vorgegebenen Parametern wie zum Beispiel dem Lenkmoment, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen zu steuern.
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Der Getriebemechanismus RG umfasst im Allgemeinen die oben erwähnte Antriebsriemenscheibe 5, die integral so an einer Abtriebswelle 7a des Elektromotors 7 montiert ist, dass sie sich um eine axiale Linie L1 der Abtriebswelle 7a dreht, eine Abtriebsriemenscheibe 6, die drehbar um die Zahnstange 3 herum angeordnet ist und in Übereinstimmung mit der Drehung der Antriebsriemenscheibe 5 um eine axiale Linie L2 der Zahnstange 3 gedreht wird, einen (nicht dargestellten) Kugelspindelmechanismus, der wirksam so zwischen der Abtriebsriemenscheibe 6 und der Zahnstange 3 angeordnet ist, dass er die Drehung der Abtriebsriemenscheibe 6 in eine langsame axiale Bewegung der Zahnstange 3 umwandelt, und einen Endlosriemen 9, der so sowohl an die Antriebs- als auch an die Abtriebsriemenscheibe 5 und 6 angelegt ist, dass er eine Drehung der Antriebsriemenscheibe 5 an die Abtriebsriemenscheibe 6 überträgt.
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Unter Bezugnahme auf 2 wird eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils dargestellt, an dem die Antriebs- und die Abtriebswelle 1 und 2 der Lenkwellenstruktur in Wirkeingriff stehen.
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Wie aus dieser Zeichnung zu ersehen ist, ist ein Teil der Antriebswelle 1 mit einer Mehrzahl von erhöhen Abschnitten 1b ausgebildet, die voneinander gleichmäßig beabstandet sind. Ein entsprechender Teil der Abtriebswelle 2 ist mit einer Mehrzahl von vertieften Abschnitten 2b ausgebildet, die ebenso voneinander beabstandet sind und so angeordnet und bemessen sind, dass sie darin jeweils die erhöhten Abschnitte 1b der Antriebswelle 1 aufnehmen. Wie im Folgenden ersichtlich wird, dienen die erhöhten Abschnitte 1b der Antriebswelle 1 als erster wellenseitiger Begrenzungsteil, und die vertieften Abschnitte 2b der Abtriebswelle 2 dienen als zweiter wellenseitiger Begrenzungsteil.
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Das heißt, die erhöhten Abschnitte 1b und die vertieften Abschnitte 2b bilden einen sogenannten mechanischen Anschlag, durch den der Betrag der relativen Drehung zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle 1 und 2 unterdrückt wird.
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Aufgrund der Bereitstellung eines solchen mechanischen Anschlags wird ein Bruch des Torsionsstabes TB unterdrückt, durch den die beiden Wellen 1 und 2 verbunden sind. Genauer gesagt, die Umfangslänge jedes vertieften Abschnitts 2b der Abtriebswelle 2 ist etwas größer festgelegt als diejenige jedes erhöhten Abschnitts 1b der Antriebswelle 1, so dass der Antriebs- und der Abtriebswelle 1 und 2 gestattet wird, eine gewisse relative Drehung dazwischen vorzunehmen. Beim Anstoßen einer Seitenfläche jedes erhöhten Abschnitts 1b der Antriebswelle 1 gegen eine entsprechende Seitenfläche jedes vertieften Abschnitts 2b der Abtriebswelle 2 wird eine weitere relative Drehung zwischen den beiden Wellen 1 und 2 unterdrückt.
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Erste Ausführungsform:
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Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Blockschaltbild einer Steuereinheit dargestellt, die in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Ausführen einer Dämpfungskorrektursteuerung an einem Hilfslenkmoment eingesetzt wird.
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Wie in 3 dargestellt, ist die oben erwähnte elektronische Steuereinheit 8 (siehe 1) sowohl mit einem Lenkmomentsignal-Empfangsteil 10a, das ein Lenkmomentsignal Ts empfängt, das von dem Drehmomentsensor TS ausgegeben wird, als auch mit einem Lenkwinkelsignal-Empfangsteil 10b ausgestattet, das ein Lenkwinkelsignal θs empfängt, das von einem (nicht dargestellten) Lenkwinkelsensor ausgegeben wird.
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Auf Grundlage des Lenkmomentsignals Ts berechnet ein Basishilfssignal-Berechnungsteil 11 ein Basishilfssignal Ib, das eine Basis des Hilfslenkmoments bildet, und ein Phasenausgleichs-Berechnungsteil 12 berechnet ein Phasenausgleichssignal It, das einen Phasenausgleich an dem Lenkmomentsignal Ts bewirkt.
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Indessen differenziert ein Lenkwinkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 18 auf Grundlage des Lenkwinkelsignals θs das Lenkwinkelsignal θs zum Berechnen eines Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals ωs, und auf Grundlage dieses Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals ωs gibt ein Dämpfungsprozessteil 13 ein Dämpfungsprozesssignal Id aus, das zum Ändern einer Lenkhilfssteuerungskennlinie in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs verwendet wird.
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Auf Grundlage sowohl des Lenkmomentsignals Ts als auch des Lenkwinkelsignals θs beurteilt ein Weiterdrehungs-Beurteilungsteil 15, ob das Lenkrad weiter in dieselbe Richtung gedreht worden ist oder in eine Rückrichtung gedreht worden ist.
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Auf Grundlage des Ergebnisses der Beurteilung, des Lenkwinkelsignals θs und des Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals ωs berechnet ein Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil 21 ein Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr, das einem ersten Dämpfungssignal der vorliegenden Erfindung entspricht, und ein Zahnstangenende-Ankunftszeit-Berechnungsteil 22 berechnet ein Zahnstangenende-Ankunftszeitsignal Tr, das einem ersten Steuerungsbetrag der vorliegenden Erfindung entspricht.
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Auf Grundlage des oben erwähnten Lenkmomentsignals Ts berechnet ein TB(Torsionsstab)-Verdrehungswinkel-Berechnungsteil 16 ein TB-Verdrehungswinkelsignal θt, das einem Torsionsstab-Verdrehungsbetragssignal (d. h. einem Signal, das einen Torsionsstab-Verdrehungswinkel darstellt) der vorliegenden Erfindung entspricht, und ein TB-Verdrehungswinkelgeschwindigkeits-Berechnungsteil 17 berechnet ein TB-Verdrehungswinkelgeschwindigkeitssignal ωt, das eine Verdrehungswinkelgeschwindigkeit des Torsionsstabs darstellt.
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Und auf Grundlage des Ergebnisses der Beurteilung des Weiterdrehungs-Beurteilungsteils 15 und des TB-Verdrehungswinkelsignals θt und des TB-Verdrehungswinkelgeschwindigkeitssignals ωt berechnet ein Mechanikseiten-Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil 23 ein Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm, das einem zweiten Dämpfungssignal der vorliegenden Erfindung entspricht, und ein Mechanikende-Ankunftszeit-Berechnungsteil 24 berechnet ein Mechanikende-Ankunftszeitsignal Tm, das einem zweiten Steuerungsbetrag der vorliegenden Erfindung entspricht.
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Das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr und das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm werden einem Gewichtungsprozess durch ein Gewichtungsprozessteil 25 auf Grundlage einer im Folgenden erwähnten vorgegebenen Bedingung unterzogen. Das heißt, an diesem Teil 25 werden vorgegebene Verstärkungen auf das Zahnstangenende-Ankunftszeitsignal Tr und das Mechanikende-Ankunftszeitsignal Tm auf Grundlage dieser Signale Tr und Tm angewendet, um dadurch ein gewichtetes Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dr' und ein gewichtetes Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dm' zu berechnen. Wie aus dem Schaubild von 3 zu ersehen ist, bildet eine Addiereinrichtung 26, die direkt vor einem Motorbefehlssignal-Ausgabeteil 14 platziert ist, ein Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil.
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Das Verhältnis der Größe des oben erwähnten gewichteten Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' zu der Größe des gewichteten Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dm' wird so festgelegt, dass es von 0/100 bis 100/0 variiert.
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Und auf Grundlage des oben erwähnten Basishilfssignals Ib, des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr und des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm (des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' und des Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dm') gibt das Motorbefehlssignal-Ausgabeteil 14 ein Befehlssignal I als Motorbefehlssignal Io an den Elektromotor 7 (siehe 1) aus. Es ist zu beachten, dass es sich bei dem Befehlssignal I (oder Io) um ein dämpfungskorrigiertes Signal handelt, das durch Korrigieren des Basishilfssignals Ib durch das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr und das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm bereitgestellt wird.
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Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Ablaufplan dargestellt, der programmierte Vorgangsschritte darstellt, die in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Ausführen der Dämpfungskorrektursteuerung des Hilfslenkmoments ausgeführt werden.
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Wie dargestellt, wird in Schritt S101 ein Lenkmomentsignal Ts ausgelesen, das durch den Drehmomentsensor (siehe 1) erfasst worden ist, und in Schritt S102 wird ein Lenkwinkelsignal θs ausgelesen, das durch einen Lenkwinkelsensor erfasst worden ist. Dann wird auf Grundlage des so ausgelesenen Lenkmomentsignals Ts in Schritt S103 ein TB-Verdrehungswinkelsignal θt berechnet, und in Schritt S104 wird ein TB-Verdrehungswinkelgeschwindigkeitssignal ωt berechnet, und danach wird auf Grundlage des so ausgelesenen Lenkwinkelsignals θs in Schritt S105 ein Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs berechnet.
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Dann wird in Schritt S106 beurteilt, ob das Lenkwinkelsignal θs gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xs ist. Wenn in Schritt S106 Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S107 über, um ein Basishilfssignal Ib als Motorbefehlssignal Io auszugeben, und der Vorgangsablauf geht zu Zurückkehren über. Wenn in Schritt S106 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S108 über, in dem beurteilt wird, ob ein Code des Lenkmomentsignals Ts mit demjenigen des Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals ωs übereinstimmt. Wenn in Schritt S108 Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S107 über, um das Basishilfssignal Ib als Motorbefehlssignal Io auszugeben, und der Vorgangsablauf geht zu Zurückkehren über.
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Wenn in Schritt S108 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S109 über, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr berechnet wird, und dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S110 über, in dem beurteilt wird, ob das TB-Verdrehungssignal θt gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xt ist.
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Wenn in Schritt S110 Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S111 über, in dem ein Befehlssignal Ir (= ein Befehlssignal, das einer Dämpfungskorrektur unterzogen worden ist), das durch Addieren des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr zu dem Basishilfssignal Ib bereitgestellt wird, als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird.
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Wenn in Schritt S110 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S112 über, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm berechnet wird, und dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S113, in dem eine Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr berechnet wird, und zu Schritt S114 über, in dem eine Mechanikende-Ankunftszeit Tm berechnet wird. Danach geht der Vorgangsablauf zu Schritt S115 über, in dem beurteilt wird, ob die Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr gleich wie oder länger als die Mechanikende-Ankunftszeit TM ist.
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Wenn in Schritt S115 Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S116 über, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dr' berechnet wird. Wie hierin oben erwähnt worden ist, wird das Signal Dr' durch Erhöhen der Gewichtung des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr durch Anwenden einer Verstärkung auf das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr bereitgestellt. Wenn in Schritt S115 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S117 über, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dm' berechnet wird. Wie hierin oben erwähnt worden ist, wird das Signal Dm durch Erhöhen der Gewichtung des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm durch Anwenden einer Verstärkung auf das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm bereitgestellt. Danach geht der Vorgangsablauf zu Schritt S120 über, in dem ein korrigiertes Befehlssignal Im als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird. Es ist zu beachten, dass das korrigierte Befehlssignal Im durch Addieren sowohl des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr (des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr') als auch des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm (des Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dm') zu dem Basishilfssignal Ib bereitgestellt wird.
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Wie aus der obigen Beschreibung zu ersehen ist, wird bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr im Hinblick auf die Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr berechnet wird, praktisch eine Korrektur an dem Vorgang auf der Zahnstangenanschlagseite erzielt. Des Weiteren wird, da das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm im Hinblick auf die Mechanikende-Ankunftszeit Tm berechnet wird, außerdem praktisch eine Korrektur an dem Vorgang an dem mechanischen Anschlag erzielt. Dementsprechend können bei dieser ersten Ausführungsform ein Kollisionsgeräusch des Zahnstangenendes wie auch ein Kollisionsgeräusch, das zwischen dem Antriebsseiten-Begrenzungsabschnitt 1b (oder den erhöhten Abschnitten 1b, siehe 2) und dem Abtriebsseiten-Begrenzungsabschnitt 2b (oder den vertieften Abschnitten 2b, siehe 2) erzeugt wird, die den mechanischen Anschlag bilden, unterdrückt oder zumindest minimiert werden.
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Genauer gesagt, es werden Vorteile beschrieben, die durch die Zahnstangenanschlagseite erwartet werden, die tendenziell zuerst den Kontakt herstellt. Im Fall dieser Zahnstangenanschlagseite wird, nachdem das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr auf Grundlage einer Berechnungsbedingung des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr berechnet worden ist, das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm auf Grundlage einer Berechnungsbedingung des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm berechnet. Dementsprechend sind schrittweise Korrekturen der Signale Dr und Dm nach Bedarf möglich, und so werden, wenn die Berechnungsbedingungen der Signale Dr und Dm erfüllt sind, die Dämpfungskorrekturen an ihnen ausgeführt, und so wird eine sehr wirksame Dämpfungskorrektur erzielt.
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Es ist zu beachten, dass dieser erste Kontakt entweder durch den Zahnstangenanschlag oder durch den mechanischen Anschlag bereitgestellt werden kann. Das heißt, durch Herstellen des Kontakts durch den mechanischen Anschlag vor dem Zahnstangenanschlag kann die Lebensdauer eines Stoßdämpfers (Hülse) erhöht werden, der an dem Zahnstangenanschlag bereitgestellt wird. Durch Herstellen des Kontakts durch den Zahnstangenanschlag vor dem mechanischen Anschlag können indessen Stöße unterdrückt werden, die auf den Drehmomentsensor TS ausgeübt werden, der zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle 1 und 2 bereitgestellt wird.
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Zum Ausführen der Dämpfungskorrektur an dem Motorbefehlssignal Io wird sowohl das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr als auch das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm gewichtet, was bewirkt, dass das Verhältnis der Größe des Signals Dr zu der Größe des Signals Dm variabel ist. Dementsprechend kann ein geeigneter Dämpfungskorrekturbetrag in Übereinstimmung mit der Lenkbedingung berechnet werden.
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Bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform wird von den Dämpfungskorrektursignalen Dr und Dm nur eines der Gewichtungserhöhung unterzogen.
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Falls gewünscht, kann jedoch, wie aus den Vorgangsschritten S118 und S119 eines Ablaufplans von 5 zu ersehen ist, eines der Dämpfungskorrektursignale Dr und Dm der Gewichtungserhöhung unterzogen werden, und das andere der Dämpfungskorrektursignale Dr und Dm kann der Gewichtungsverringerung unterzogen werden. Mit dieser Modifizierung wird eine sehr wirksame Dämpfungskorrektursteuerung erzielt.
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Bei der oben erwähnten ersten Ausführungsform wird das Verhältnis der Größe des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr zu der Größe des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm so festgelegt, dass es von 0/100 bis 100/0 variiert, und so kann nur eines der Signale Dr und Sm variabel festgelegt werden. In diesem Fall kann die Gewichtungserhöhung auf eines der Signale Dr und Dm angewendet werden, das der Gewichtung stark bedarf, und so wird eine erheblich wirksamere Dämpfungskorrektursteuerung erwartet.
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Beim Gewichten beider Dämpfungskorrektursignale Dr und Dm wird eine Maßnahme eingesetzt, durch die das Verhältnis der Größe des Signals Dr zu der Größe des anderen Signals Dm in Übereinstimmung sowohl mit dem Lenkmomentsignal Ts als auch mit dem TB-Verdrehungswinkelsignal θt variiert werden kann. So kann, selbst wenn sich während der Zeit, während der die Dämpfungssteuerung für die Lenkhilfe ausgeführt wird, die Lenkbedingung ändert, das Verhältnis der Größe des Dämpfungskorrektursignals in Übereinstimmung mit der Lenkbedingung variiert werden, und so kann ein sehr wirksamer Dämpfungskorrekturbetrag berechnet werden.
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Bei dieser Ausführungsform wird beim Gewichten der beiden Dämpfungskorrektursignale Dr und Dm ein Vergleich zwischen der Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr und der Mechanikende-Ankunftszeit Tm so ausgeführt, dass eines der Dämpfungskorrektursignale Dr und Dm erhöht wird, das eine kürzere Ankunftszeit als das andere aufweist. Dementsprechend kann entweder die Zahnstangenanschlagseite oder die Seite des mechanischen Anschlags die Häufigkeit beim Herstellen eines Kontakts mit dem Ende verringern.
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Bei dieser Ausführungsform wird zum Gewichten der beiden Dämpfungskorrektursignale Dr und Dm ein Vergleich zwischen der Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr und der Mechanikende-Ankunftszeit Tm durchgeführt.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Maßnahme beschränkt. Das heißt, anstelle einer solchen Maßnahme kann die folgende Maßnahme verwendet werden. Wie in den Schritten S113', S114' und S115' von 6 dargestellt, werden Winkel (oder verbliebene Winkel) θr und θm berechnet, die verbleiben, bis das Zahnstangen- und das Mechanikende an den Kontaktpositionen ankommen, ein Vergleich zwischen den verbliebenen Winkeln θr und θm wird durchgeführt, und eine Gewichtung der beiden Korrektursignale Dr und Dm wird in Übereinstimmung mit dem Vergleich durchgeführt. Parameter für den Vergleich können in Übereinstimmung mit Spezifikationen von verwendeten Vorrichtungen geändert werden.
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Des Weiteren wird die Dämpfungskorrektursteuerung einschließlich der oben erwähnten Gewichtung in einem vorgegebenen Zyklus wiederholt. Wenn eine der Seiten, die an dem Hubende ankommt, schnell gewechselt wird, wird folglich das Verhältnis der Größe zwischen den Dämpfungskorrektursignalen Dr und Dm in Übereinstimmung mit dem Wechsel umgekehrt, und so kann eine Verringerung von Kollisionsgeräuschen in Übereinstimmung mit den Wechseln durchgeführt werden.
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Zweite Ausführungsform:
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Unter Bezugnahme auf 7 und 8 werden ein Blockschaltbild einer Steuereinheit bzw. ein Ablaufplan dargestellt, der durch die Steuereinheit ausgeführt wird, die in einer elektrischen Servolenkvorrichtung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Wie im Verlaufe der Beschreibung ersichtlich wird, wird bei dieser zweiten Ausführungsform ferner eine Fahrzeuggeschwindigkeit V als Parameter zum Steuern des Betriebs der elektrischen Servolenkvorrichtung eingesetzt.
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In der folgenden Beschreibung für die zweite Ausführungsform werden zur Vereinfachung der Beschreibung nur Teile und Vorgangsschritte ausführlich beschrieben, die sich von denjenigen der oben erwähnten ersten Ausführungsform unterscheiden.
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Zuerst wird die zweite Ausführungsform mithilfe von 7 ausführlich beschrieben, die ein Blockschaltbild einer Steuereinheit darstellt, die in der zweiten Ausführungsform eingesetzt wird. Das heißt, die Steuereinheit führt eine Dämpfungskorrektursteuerung eines Hilfslenkmoments in der zweiten Ausführungsform aus.
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Wie aus 7 zu ersehen ist, umfasst eine Steuereinheit 8 (siehe 1), die in der zweiten Ausführungsform eingesetzt wird, ferner über die oben erwähnten verschiedenen Teile der ersten Ausführungsform hinaus ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Empfangsteil 10c, das ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V empfängt, das durch einen (nicht dargestellten) Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst worden ist. Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, das durch das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Empfangsteil 10c empfangen worden ist, wird zu dem Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil 21, dem Mechanikseiten-Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil 23 und dem Gewichtungsprozessteil 25 geleitet.
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In 8 wird der Ablaufplan dargestellt, der durch die Steuereinheit in der zweiten Ausführungsform zum Ausführen der Dämpfungskorrektursteuerung des Hilfslenkmoments ausgeführt wird.
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Wie dargestellt, wird in Schritt S201 ein Lenkmomentsignal Ts ausgelesen, das durch einen Drehmomentsensor TS (siehe 1) erfasst worden ist, und dann wird in Schritt S202 ein Lenkwinkelsignal θs ausgelesen, das durch einen (nicht dargestellten) Lenkwinkelsensor erfasst worden ist, und dann wird in Schritt S203 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V ausgelesen, das durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst worden ist. Des Weiteren wird in Schritt S204 ein TB-Verdrehungswinkelsignal θt auf Grundlage des Lenkmomentsignals Ts berechnet, und in Schritt S205 wird ein TB-Verdrehungswinkelgeschwindigkeitssignal ωt berechnet, und dann wird in Schritt S206 ein Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs auf Grundlage des Lenkwinkelsignals θs berechnet.
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Dann wird in Schritt S207 beurteilt, ob das Lenkwinkelsignal θs gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xs ist und ob das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V gleich wie oder kleiner als ein vorgegebener Wert Xv ist. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S208 über, in dem das Basishilfssignal Ib als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird, wodurch der Vorgangsablauf beendet wird.
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Wenn in Schritt S207 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S209 über, in dem beurteilt wird, ob ein Code des Lenkmomentsignals Ts mit demjenigen des Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals ωs übereinstimmt. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S208 über, in dem das Basishilfssignal Ib als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird.
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Wenn in Schritt S209 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S210 über, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr berechnet wird, und dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S211 über, in dem beurteilt wird, ob das TB-Verdrehungssignal θt gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xt ist. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S212 über, in dem ein dämpfungskorrigiertes Befehlssignal I, das durch Addieren des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr zu dem Basishilfssignal Ib bereitgestellt wird, als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird.
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Wenn in Schritt S211 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S213, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm berechnet wird, zu Schritt S214, in dem eine Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr berechnet wird, und zu Schritt S215 über, in dem eine Mechanikende-Ankunftszeit Tm berechnet wird. Danach geht der Vorgangsablauf zu Schritt S216 über, in dem beurteilt wird, ob die Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr gleich wie oder länger als die Mechanikende-Ankunftszeit Tm ist.
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Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S217, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungsgewichtungserhöhungs-Korrektursignal Dr' berechnet wird, das durch Erhöhen der Gewichtung des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr durch Anwenden einer erhöhten Verstärkung auf das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr bereitgestellt wird, und zu Schritt S218 über, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungsverringerungs-Korrektursignal Dm'' berechnet wird, das durch Verringern der Gewichtung des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm durch Anwenden einer verringerten Verstärkung auf das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm bereitgestellt wird.
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Wenn in Schritt S216 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S219, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dm' berechnet wird, das durch Erhöhen der Gewichtung des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm durch Anwenden einer erhöhten Verstärkung auf das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm bereitgestellt wird, und dann zu Schritt S220 über, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungsverringerungs-Korrektursignal Dr'' berechnet wird, das durch Verringern der Gewichtung des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr durch Anwenden einer verringerten Verstärkung auf das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr bereitgestellt wird.
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Von Schritt S218 oder Schritt S220 geht der Vorgangsablauf zu Schritt S221 über, in dem für das Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dr' und das Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dm' ein Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr* berechnet wird, das durch Erhöhen der Gewichtung des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' oder des Zahnstangenseiten-Dämpfungsverringerungs-Korrektursignals Dr'' zum Erhöhen des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' oder des Zahnstangenseiten-Dämpfungsverringerungs-Korrektursignals Dr'' in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V bereitgestellt wird.
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Dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S222 über, in dem ein dämpfungskorrigiertes Befehlssignal I, das durch Addieren sowohl des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr (d. h. des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' oder des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr'') als auch des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm (d. h. des Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dm') zu dem Basishilfssignal Ib bereitgestellt wird, als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird.
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Wie aus dem Obigen ersichtlich wird, führt, da ein Oberflächenwiderstand, der Straßenrädern eines zugehörigen Kraftfahrzeugs von einer Straßenoberfläche verliehen wird, mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, sowohl der Zahnstangenanschlag als auch der mechanische Anschlag tendenziell einen leichten oder frühen Kontakt herbei. Dementsprechend wird dieser Umstand (oder diese Tendenz) für die zweite Ausführungsform berücksichtigt. Das heißt, bei dieser zweiten Ausführungsform werden das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr und das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm so behandelt, dass sie erhöht werden, wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V erhöht wird, und so können die Dämpfungskorrektursignale in geeigneter Weise auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden.
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Der Oberflächenwiderstand, der den Straßenrädern des Kraftfahrzeugs von einer Straßenoberfläche verliehen wird, sinkt mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit, und so kommt die Zahnstange 3 (siehe 1) mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit tendenziell schneller an ihrem Hubende an. Dementsprechend wird bei dieser Ausführungsform die Gewichtung der Zahnstangenanschlagseite so gestaltet, dass das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr erhöht wird, wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V erhöht wird. Dementsprechend wird der Kontakt des Zahnstangenendes mit dem Zahnstangengehäuse HG in geeigneter Weise eingeschränkt.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine höhere Stufe als eine vorgegebene Stufe erreicht, wird das Hilfslenkmoment nahezu null. Dementsprechend wird das Dämpfungskorrektursignal bei dieser Ausführungsform für die Ausgabe des Motorbefehlssignals Io auf null gebracht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die vorgegebenen Geschwindigkeit Xv ist, und so kann eine übermäßige Lenkhilfe unterdrückt werden.
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Dritte Ausführungsform:
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Unter Bezugnahme auf 9 wird ein Ablaufplan dargestellt, der eine Dämpfungskorrektursteuerung eines Hilfslenkmoments darstellt, die in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.
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Wie dargestellt, wird in Schritt S301 ein Lenkmomentsignal Ts ausgelesen, das durch einen Drehmomentsensor TS (siehe 1) erfasst worden ist, und dann wird in Schritt S302 ein Lenkwinkelsignal θs ausgelesen, das durch einen (nicht dargestellten) Lenkwinkelsensor erfasst worden ist, und dann wird in Schritt S303 ein TB-Verdrehungswinkelsignal θt auf Grundlage des Lenkmomentsignals Ts berechnet, und in Schritt S304 wird ein TB-Verdrehungswinkelgeschwindigkeitssignal ωt berechnet, und dann wird in Schritt S305 ein Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs auf Grundlage des Lenkwinkelsignals θs berechnet.
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Dann wird in Schritt S306 beurteilt, ob das Lenkwinkelsignal θs gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xs ist. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S307 über, in dem das Basishilfssignal Ib als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird, wodurch der Vorgangsablauf beendet wird.
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Wenn in Schritt S306 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S308 über, in dem beurteilt wird, ob ein Code des Lenkmomentsignals Ts mit einem Code des Lenkwinkelgeschwindigkeitssignals ωs übereinstimmt. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S307 über, in dem das Basishilfssignal Ib als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird, wodurch der Vorgangsablauf beendet wird.
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Wenn in Schritt S308 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S309 über, in dem beurteilt wird, ob das Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xω ist. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S310 über, in dem beurteilt wird, ob das Lenkmomentsignal Ts gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xr ist. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S307 über, in dem das Basishilfssignal Ib als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird, wodurch der Vorgangsablauf beendet wird. Wenn in Schritt S310 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S311 über, in dem eine Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursteuerung beibehalten wird, die in dem vorherigen Vorgangszyklus vorgenommen worden ist.
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Wenn in Schritt S309 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S312, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr berechnet wird, und dann zu Schritt S313 über, in dem beurteilt wird, ob ein TB-Verdrehungswinkel θt gleich wie oder größer als ein vorgegebener Wert Xt ist. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S314 über, in dem ein dämpfungskorrigiertes Befehlssignal Ir, das durch Addieren des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr zu dem Basishilfssignal Ib bereitgestellt wird, als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird.
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Wenn in Schritt S313 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S315, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm berechnet wird, und zu Schritt S316, in dem eine Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr berechnet wird, und dann zu Schritt S317 über, in dem eine Mechanikende-Ankunftszeit Tm berechnet wird.
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Dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S318 über, in dem beurteilt wird, ob die Zahnstangenende-Ankunftszeit Tr gleich wie oder länger als die Mechanikende-Ankunftszeit Tm ist. Wenn Nein gilt, geht der Vorgangsablauf zu Schritt S319, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dr' berechnet wird, das durch Erhöhen der Gewichtung des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr durch Anwenden einer zunehmenden Verstärkung auf das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr bereitgestellt wird, und geht zu Schritt S320 über, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm'' berechnet wird, das durch Verringern der Gewichtung des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm durch Anwenden einer abnehmenden Verstärkung auf das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm bereitgestellt wird. Dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S323 über, der im Folgenden beschrieben wird.
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Wenn in Schritt S318 Ja gilt, geht der Vorgangsablauf indessen zu Schritt S321 über, in dem ein Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dm' berechnet wird, das durch Erhöhen der Gewichtung des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm durch Anwenden einer zunehmenden Verstärkung auf das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm bereitgestellt wird, und geht dann zu Schritt S322 über, in dem ein Zahnstangenseiten-Dämpfungsverringerungs-Korrektursignal Dr'' berechnet wird, das durch Verringern der Gewichtung des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr durch Anwenden einer abnehmenden Verstärkung auf das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr bereitgestellt wird. Dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S323 über, zu dem auch der Vorgangsablauf von Schritt S320 übergeht.
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In diesem Schritt S323 wird für das Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dr' und das Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignal Dm' ein Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr* berechnet, das durch Erhöhen der Gewichtung des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' oder des Zahnstangenseiten-Dämpfungsverringerungs-Korrektursignals Dr'' zum Erhöhen des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' oder des Zahnstangenseiten-Dämpfungsverringerungs-Korrektursignals Dr'' in Übereinstimmung mit einer Erhöhung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V bereitgestellt wird.
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Dann geht der Vorgangsablauf zu Schritt S324 über, in dem ein dämpfungskorrigiertes Befehlssignal Im, das durch Addieren sowohl des Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignals Dr (d. h. des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr' oder des Zahnstangenseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dr'') als auch des Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignals Dm (d. h. des Mechanikseiten-Dämpfungserhöhungs-Korrektursignals Dm') zu dem Basishilfssignal Ib bereitgestellt wird, als Motorbefehlssignal Io ausgegeben wird.
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Wie aus dem Obigen ersichtlich wird, führt mit zunehmender Lenkgeschwindigkeit der Zahnstangenanschlag oder der mechanische Anschlag tendenziell einen leichten oder frühen Kontakt herbei. Dementsprechend werden bei dieser dritten Ausführungsform das Zahnstangenseiten-Dämpfungskorrektursignal Dr und das Mechanikseiten-Dämpfungskorrektursignal Dm so behandelt, dass sie erhöht werden, wenn das Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs erhöht wird, und so wird ein geeignetes Dämpfungskorrektursignal in Übereinstimmung mit einer Lenkbedingung berechnet.
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Wenn das Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs niedrig ist, wird indessen die Tendenz zu dem Kontakt für den Zahnstangenanschlag und den mechanischen Anschlag gering. Wenn das Lenkmoment Ts jedoch hoch ist, wird das höhere Lenkmoment aufgrund der Beschränkung des Hilfslenkmoments durch das Dämpfungskorrektursignal hoch gelassen, und so kommt es in einem solchen Fall tendenziell dazu, dass das Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal ωs niedrig gehalten wird. Wenn in einem solchen Zustand die Dämpfungskorrektursteuerung beendet wird, kann das Zahnstangenende an beiden Enden des Zahnstangengehäuses HG ankommen. Folglich kann durch Fortsetzen der Dämpfungskorrektursteuerung, wenn vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, der Kontakt des Zahnstangenendes mit dem Zahnstangengehäuse HG unterdrückt werden.
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Wie aus dem Obigen ersichtlich wird, wird bei der vorliegenden Erfindung der Dämpfungskorrekturbetrag durch Berücksichtigen sowohl der Zahnstangenende-Ankunftszeit als auch der Mechanikende-Ankunftszeit berechnet. Dementsprechend können unerwünschte Phänomene wie zum Beispiel eine Erzeugung von Geräuschen und eine Verschlechterung des Lenkgefühls unterdrückt werden, die verursacht würden, wenn der Dämpfungskorrekturbetrag nur auf Grundlage der Zahnstangenende-Ankunftszeit berechnet wird.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, werden, wenn der Lenkwinkel und der Torsionsstab-Verdrehungsbetrag den ersten bzw. den zweiten vorgegebenen Winkel übersteigen, sowohl das erste als auch das zweite Dämpfungssignal zum Berechnen des Dämpfungskorrekturbetrags verwendet, und so können die beiden Dämpfungssteuerungen gleichzeitig durchgeführt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, kann durch Steuern des Verhältnisses der Größe zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfungssignal, die auf das Basishilfsbefehlssignal angewendet werden, ein geeigneter Dämpfungskorrekturbetrag in Übereinstimmung mit der Lenkbedingung erzielt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, kann durch Erhöhen des Dämpfungskorrekturbetrags entweder der Zahnstange oder der ersten und der zweiten Anschlagteile, die das schnellste Hubende bewirken, die Häufigkeit des Anschlagens verringert werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, werden eine Hubende-Ankunftszeit und eine Kontaktherstellungszeit zwischen den ersten und den zweiten Anschlagteilen berechnet, und der Dämpfungskorrekturbetrag einer der Zeiten, die kürzer ist, wird erhöht. Dadurch kann die Häufigkeit verringert werden, mit der entweder die Zahnstange oder die ersten und die zweiten Anschlagteile einen Kontakt herstellen.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, wird bei einer Änderung des Dringlichkeitsgrades das Verhältnis der Größe zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfungssignal umgekehrt. So kann die Dämpfungssteuerung in Übereinstimmung mit verschiedenen Bedingungen durchgeführt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, kann die Steuerung auf Grundlage nur des ersten Dämpfungssignals oder nur des zweiten Dämpfungssignals ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die Gewichtung der Seite erhöht werden, die eine höhere Dringlichkeit benötigt.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, kann in einem Fall, in dem sich eine Lenkbedingung während der Dämpfungssteuerung ändert, das Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpfungssignal in Übereinstimmung mit der Lenkbedingung gesteuert werden, und so kann ein geeigneter Dämpfungsbetrag in Übereinstimmung mit der Lenkbedingung bereitgestellt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, findet, wenn das Lenkrad zurückgedreht wird, das Endanschlagen nicht statt, und im Gegenteil besteht eine Befürchtung, dass die Rückdrehung des Lenkrads beeinflusst würde. Folglich wird bei dieser Modifizierung das Befehlssignal, das den Dämpfungsbetrag beinhaltet, nur ausgegeben, wenn das Lenkrad weiter in dieselbe Richtung gedreht wird. Dadurch wird die oben erwähnte Befürchtung beseitigt. Wenn zumindest das Befehlssignal den Dämpfungsbetrag nicht beinhaltet, kann das Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil den Dämpfungskorrekturbetrag berechnen oder nicht.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, kann dadurch, dass das Anschlagen des Mechanikendes vor dem Anschlagen des Zahnstangenendes bewirkt wird, die Lebensdauer von Hülsen erhöht werden, die durch den Zahnstangenanschlag bereitgestellt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, können Stöße unterdrückt werden, die auf Sensorteile wie zum Beispiel den Drehmomentsensor und dergleichen ausgeübt werden, die an der Lenkwelle montiert sind.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, führt, da ein Oberflächenwiderstand, der Straßenrädern des Kraftfahrzeugs von einer Straßenoberfläche verliehen wird, mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, sowohl der Zahnstangenanschlag als auch der mechanische Anschlag tendenziell einen leichten oder frühen Kontakt herbei. Folglich wird bei dieser Modifizierung der Dämpfungskorrekturbetrag erhöht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit steigt.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, beträgt der Unterstützungsbetrag nahezu null, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich wie oder höher als die vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Folglich kann durch Festlegen des Dämpfungskorrekturbetrags auf null eine übermäßige Unterstützung unterdrückt werden. Wenn zumindest das Befehlssignal den Dämpfungsbetrag nicht enthält, kann das Dämpfungskorrekturbetrags-Berechnungsteil den Dämpfungskorrekturbetrag ausführen oder nicht.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, tritt, da der Straßenoberflächenwiderstand, der auf Straßenräder des Kraftfahrzeugs ausgeübt wird, mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit sinkt, das Phänomen des Zahnstangeanschlagens tendenziell mit Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit leicht auf. Auf diese Weise kann durch Erhöhen der Gewichtung der Zahnstangenseite das Zahnstangenanschlagen unterdrückt werden.
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Bei der vorliegenden Erfindung, wie sie modifiziert worden ist, kann, da das Phänomen des Endanschlagens mit zunehmender Lenkgeschwindigkeit leichter auftritt, das Dämpfungssignal durch Erhöhen des Dämpfungssignals in Übereinstimmung mit der Lenkbedingung erzeugt werden. Wenn die Lenkgeschwindigkeit niedrig ist, ist indessen die Möglichkeit des Phänomens des Endanschlagens gering. Wenn das Lenkmoment hoch ist, wird indessen der Unterstützungsbetrag durch den Dämpfungskorrekturbetrag begrenzt, wodurch das Lenkmoment erhöht wird, so dass es bisweilen zu einem Senken der Lenkgeschwindigkeit kommt. Wenn die Dämpfungskorrektur in einem solchen Fall beendet wird, tritt tendenziell das Zahnstangenanschlagen auf. Dementsprechend wird, wenn die oben erwähnten Bedingungen erfüllt sind, die Dämpfungssteuerung fortgesetzt, um das Phänomen des Zahnstangenanschlagens zu unterdrücken.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen und Modifizierungen beschränkt.
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Einige von ihnen werden im Folgenden kurz beschrieben.
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In der obigen Beschreibung handelt es sich bei dem Lenkmomentsignal Ts, das durch die elektronische Steuereinheit 8 verarbeitet wird, um ein Signal, das direkt durch den Drehmomentsensor TS in dem Lenkmomentsignal-Empfangsteil 10a erfasst wird. Falls gewünscht, kann das Lenkmomentsignal Ts jedoch auf Grundlage von Drehwinkeln der Antriebs- und der Abtriebswelle 1 und 2 berechnet werden.
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In der obigen Beschreibung wird das Lenkwinkelsignal (θs) durch den Lenkwinkelsensor erfasst. Falls gewünscht, kann das Lenkwinkelsignal jedoch durch Verarbeiten eines Drehwinkels der Abtriebswelle 2 des Drehmomentsensors TS oder eines Drehwinkels eines Drehwinkelsensors des Elektromotors 7 bereitgestellt werden.
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Wenngleich die Erfindung oben unter Bezugnahme auf Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt, wie sie oben beschrieben worden sind. Verschiedene Modifizierungen und Varianten solcher Ausführungsformen können von Kennern der Technik angesichts der obigen Beschreibung ausgeführt werden.
