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1. Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine elektrische Servolenkvorrichtung, und genauer auf
eine elektrische Servolenkvorrichtung, die mit einer Lenkwelle in
einem Zustand gekoppelt ist, fähig zum Übertragen
von Leistung und Anwenden einer Unterstützungskraft auf die Lenkwelle
gemäß der Rotation.
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In einer konventionellen Vorrichtung
wird die Steuerung durchgeführt,
während
die Straßenoberfläche grob
in zwei Bedingungen unterteilt wird, inkludierend eine unebene Straffe
und eine normale nicht-unebene Straße. In der konventionellen
Vorrichtung dieses Typs führt
ein Motorstromsteuermittel eine derartige Steuerung durch, dass
der Strom für den
Motor gemäß dem Lenkdrehmoment
und der Radgeschwindigkeit gesteuert wird, wenn das Fahrzeug auf
einer normalen nicht-unebenen Straße fährt, und der Strom für den Motor
verringert oder auf null gesetzt wird, wenn das Fahrzeug auf einer
unebenen Straße
fährt,
basierend auf einer Ausgabe von einem Motorstrombestimmungsmittel
(siehe z.B.
JP 06-092256
A ).
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Im allgemeinen ist eine charakteristische
Vibrationsfrequenz einer Feder, die das Rad des Fahrzeugs stützt, ungefähr 10 Hz,
und somit bestimmt ein Bestimmungsmittel für eine unebene Straße, dass die
Straße
uneben ist, wenn eine Vibration der Radgeschwindigkeit, die durch
ein Radgeschwindigkeitserfassungsmittel erfasst wird, nämlich eine
Periode (Frequenz), die praktisch die Vibration der Radgeschwindigkeit
darstellt, die durch ein Periodenmessmittel gemessen wird, innerhalb
eines vorbestimmten Frequenzbereichs ist, wie etwa einem Bereich
von 7 bis 10 Hz, und bestimmt anderenfalls, dass die Straffe nicht
uneben ist (siehe z.B.
JP
06-092256 A ).
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Als ein Verfahren zum Bestimmen,
ob die Straßenoberfläche uneben
ist oder nicht, wird z.B. eine Periode eines wellenformgeformten
Impulses einer Radbeschleunigung gemessen, ein Druck-Inkrementierungs-/Dekrementierungsbetrag
wird gemäß der Periode
des Impulses korrigiert, und ob die Straße uneben ist oder nicht wird
durch den Druck-Inkrementierungs-/Dekrementierungsbetrag bestimmt (siehe
z.B. das japanische Patent Nr. 2616302).
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In der konventionellen Vorrichtung
wird angenommen, dass nur zwei Typen einer Straßenoberfläche, inkludierend eine unebene
Oberfläche
und eine nicht-unebene Oberfläche,
existieren, und somit wird der Motorstrom auf zwei Wegen geschaltet.
Obwohl angenommen wird, dass eine Bestimmungsebene ein Resonanzpunkt
des ungefederten Teils ist, hängt
eine Größe des Rückschlags
auf die Lenkung und Lenkung gegen eine Absicht eines Fahrers von der
Unebenheit einer unebenen Straße
ab, wie etwa Sand, Schotter, Schmutz und belgischem Stein (Belgian
block). Wenn eine Steuerung nur zwischen den beiden für die unebene
Straße
und die normale Straße
für alle
von ihnen umgeschaltet wird, gibt es ein derartiges Problem, dass
die Straßenoberflächenbedingung
aller einzelnen unebenen Straßen
nicht angesprochen werden kann.
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Obwohl die Lenkung gegen die Absicht
eines Fahrers wegen einem Vorsprung oder einer Stufe auftritt, gibt
es in dem Verfahren zum Messen der Periode, da die Periode nur erfasst
wird, wenn sich eine Welligkeit der Straßenoberfläche fortsetzt, ein Problem
dadurch, dass die Vibration, die pulsierend generiert wird, nicht
erfasst wird und nicht angesprochen werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde unternommen,
um diese Probleme zu lösen,
und hat als ein Ziel eine Erhaltung einer elektrischen Servolenkvorrichtung,
die die Unebenheit und die Welligkeit der Straßenoberfläche aus der Fahrzeuggeschwindigkeit oder
der Radbeschleunigung erfassen kann, Lenkung gegen die Absicht eines
Fahrers gemäß den einzelnen
Straßenoberflächenbedingungen
einschränken
kann und ein Lenkgefühl
gemäß der Straßenoberflächenbedingung
selbst für
eine diskret generierte Vibration vorsehen kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine elektrische Servolenkvorrichtung vorgesehen, die in einem
Körper
installiert wird, unter Verwendung eines Lenkdrehmomenterfassungsmittels,
um ein Lenkdrehmoment zu erfassen, das an ein Lenkrad angelegt wird,
und Ansteuerung eines elektrischen Motors gemäß dem Lenkdrehmoment derart,
um die Lenkung zu unterstützen,
wobei die Vorrichtung umfasst:
Radgeschwindigkeitserfassungsmittel
zum Erfassen einer Radgeschwindigkeit des Körpers;
Fahrzeuggeschwindigkeitskalkulationsmittel
zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Körpers basierend auf der Radgeschwindigkeit;
Radbeschleunigungskalkulationsmittel
zum Kalkulieren einer Radbeschleunigung basierend auf der Radgeschwindigkeit;
Unterstützungssteuermittel,
das eine vorbestimmte Unterstützungscharakteristik
gemäß der Geschwindigkeit
des Körpers
und dem Lenkdrehmoment erhält,
und einen Motorstromwert, der durch den elektrischen Motor fließen muss,
basierend auf der Unterstützungscharakteristik
bestimmt;
Korrekturmittel zum Erfassen einer Straßenoberflächenbedingung
aus der Geschwindigkeit des Körpers
und/oder der Radbeschleunigung und Korrigieren des Motorstromwerts,
der durch den elektrischen Motor fließen muss, gemäß der Straßenoberflächenbedingung;
und
Motorstromsteuermittel zum Steuern, um den elektrischen
Motor basierend auf dem korrigierten Motorstromwert anzusteuern.
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In den begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
ein Aufbaudiagramm, das einen Gesamtaufbau einer elektrischen Servolenkvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen internen Aufbau einer Steuereinheit
der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
eine erläuternde
Ansicht, die eine Kalkulation eines Unterstützungssteuerstroms gemäß einem
Lenkdrehmoment und einer Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
eine erläuternde
Ansicht, die zeigt, wie ein Spitzenhaltesignal gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu kalkulieren ist;
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die eine Korrektur an einem Unterstützungssteuerstrom gemäß dem Spitzenhaltesignal
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das einen internen Aufbau einer Steuereinheit
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Aufbaudiagramm, das Steuerblöcke
für eine
Viskositätskompensationssteuerung gemäß einem
Spitzenhaltesignal gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitung gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das einen internen Aufbau einer Steuereinheit
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
ein Aufbaudiagramm, das Steuerblöcke
für eine
Zählerträgheitskompensationssteuerung
gemäß einem
Spitzenhaltesignal gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist
ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitung gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 ist
ein Blockdiagramm, das einen internen Aufbau einer Steuereinheit
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 ist
ein Aufbaudiagramm, das Steuerblöcke
für eine
Zählerdrehmomentkompensationssteuerung
gemäß einem
Spitzenhaltesignal gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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15 ist
ein Flussdiagramm, das eine Bearbeitung gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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16 ist
ein Blockdiagramm, das einen internen Aufbau einer Steuereinheit
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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17 ist
eine erläuternde
Ansicht, die zeigt, wie eine Periode einer Radvibration gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu messen ist;
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18 ist
ein Blockdiagramm, das einen internen Aufbau einer Steuereinheit
einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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19 ist
ein Aufbaudiagramm, das Viskositätskompensationssteuerblöcke gemäß der sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Es wird eine Ausführungsform einer elektrischen
Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben. 1 ist ein
Aufbaudiagramm, das eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt, ist ein Lenkrad 1 mit
einem Drehmomentsensor 2 versehen, der ein elektrisches
Signal gemäß einer
Lenkkraft (Rotationskraft) zuführt,
die an das Lenkrad 1 angelegt wird. Eine erste Lenkwelle 4a verbindet
das Lenkrad 1 und den Drehmomentsensor 2 miteinander.
Eine erste Gelenkkupplung 3a ist mit dem anderen Ende des Drehmomentsensors 2 durch
eine zweite Lenkwelle 4b verbunden, und eine zweite Gelenkkupplung 3b ist
mit der ersten Gelenkkupplung 3a durch eine dritte Lenkwelle 4c verbunden.
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Eine erste Ritzelwelle 5a ist
mit der zweiten Gelenkkupplung 3b verbunden, und eine Zahnstangenwelle 6 ist
an der ersten Ritzelwelle 5a befestigt. Die Zahnstangenwelle 6 inkludiert
erste Zahnstangenzähne 6a,
die mit der ersten Ritzelwelle 5a eingreifen, und zweite
Zahnstangenzähne 6b,
die mit einer zweiten Ritzelwelle 5b eingreifen, wie später beschrieben
wird, die parallel zu der ersten Ritzelwelle 5a angeordnet
ist. Erste und zweite Zugstangen 8a und 8b sind
an den beiden Enden der Zahnstangenwelle 6 vorgesehen.
Die erste Zugstange 8a und das eine Ende der Zahnstangenwelle 6 sind
durch ein erstes Kugelgelenk 7a verbunden, und die zweite Zugstange 8b und
das andere Ende der Zahnstangenwelle 6 sind durch ein zweites
Kugelgelenk 7b verbunden. Eine Schneckenradwelle 16, die
mit einer Schneckenwelle 15 eingreift und durch sie angesteuert
wird, wie später
beschrieben wird, ist mit der zweiten Ritzelwelle 5b verbunden.
Die Schneckenwelle 15 ist mit einer Ausgangswelle des Motors 13,
der später
beschrieben wird, verbunden, wobei dadurch ein Untersetzungsgetriebe
gebildet wird. Mit diesem Aufbau wird die Servolenkvorrichtung in
einem Körper
eines Fahrzeugs oder dergleichen installiert, erfasst ein Lenkdrehmoment,
das an das Lenkrad 1 angelegt wird, und steuert dann einen
elektrischen Motor 13 gemäß dem Lenkdrehmoment an und
unterstützt
die Lenkung des Fahrers.
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Ein Drehmomentsensor 2 und
ein Radgeschwindigkeitssensor 10 sind mit einer Steuereinheit 9 zum
Steuern der Gesamtoperation verbunden, wie in 1 gezeigt, und ein elektrisches Signal
von dem Drehmomentsensor 2 und Geschwindigkeiten von einzelnen
Rädern
eines Fahrzeugs, die durch die Radgeschwindigkeitssensoren 10 erfasst
werden, werden der Steuereinheit 9 zugeführt. Der
Motor 13 ist mit einer an Bord befindlichen Batterie 11 durch die
Steuereinheit 9 verbunden und wird durch elektrische Energie,
die von der an Bord befindlichen Batterie 11 zugeführt wird,
durch die Steuereinheit 9 angesteuert. Ein Schlüsselschalter 12 ist
zwischen der Steuereinheit 9 und der an Bord befindlichen
Batterie 11 vorgesehen.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen speziellen Aufbau der Steuereinheit 9 zeigt.
In 2 verweisen Bezugszeichen 2, 10 und 13 auf
die gleichen Teile wie jene in 1.
Wie in 2 gezeigt, ist
ein Lenkdrehmomenterfassungsmittel 31 zum Messen des Lenkdrehmoments
basierend auf der Ausgabe von dem Drehmomentsensor 2 innerhalb
der Steuereinheit 9 vorgesehen. Es ist auch ein Radgeschwindigkeitserfassungsmittel 32 zum
Messen der Geschwindigkeit von einem oder mehr Rädern basierend auf der Ausgabe
von den Radgeschwindigkeitssensoren 10 vorgesehen, und
ein Fahrzeuggeschwindigkeitskalkulationsmittel 33 zum Kalkulieren
der Körpergeschwindigkeit
ist mit dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel 32 verbunden. Das
Fahrzeuggeschwindigkeitskalkulationsmittel 33 erkennt die
Radgeschwindigkeit als die Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend
auf nur einem Rad erfasst wird, und mittelt die zwei oder mehr Radgeschwindigkeiten
und erkennt dann die Durchschnittsgeschwindigkeit als die Fahrzeuggeschwindigkeit,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf zwei oder mehr Rädern erfasst
wird. Ein Radbeschleunigungskalkulationsmittel 35 ist mit
dem Radgeschwindigkeitserfassungsmittel 32 parallel zu
dem Fahrzeuggeschwindigkeitskalkulationsmittel 33 verbunden.
Das Radbeschleunigungskalkulationsmittel 35 erhält eine
Radbeschleunigung durch Erhalten des Änderungsbetrags in einer einzelnen
Radgeschwindigkeit. Es ist ein Radvibrationsamplitudenkalkulationsmittel 36 zum
Erhalten der Amplitude der Radvibration mit dem Radbeschleunigungskalkulationsmittel 35 verbunden,
und es wird eine Spitzenhalteoperation, die später beschrieben wird, z.B.
als sein Kalkulationsverfahren verwendet. Außerdem kann der Maximalwert
des Leistungsspektrums, der durch eine öffentlich bekannte FFT-Analyse
erhalten wird, verwendet werden. Wenn der Radgeschwindigkeitssensor
nur für
ein Rad verwendet wird, kann die Vibration des nur einen Rades als
ein Ausgabewert zugeführt
werden, und wenn die Radgeschwindigkeitssensoren für zwei oder
mehr Räder
verwendet werden, kann ein Verfahren zum Verwenden des Maximalwerts
der Amplituden der einzelnen Räder
oder ein Verfahren zum Verwenden der Amplitude, die durch Halten
einer Spitze des Maximalwerts der einzelnen Radbeschleunigungen
der einzelnen Räder
erhalten wird, anwendbar sein.
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Ein Unterstützungssteuermittel 34,
das eine Abbildung etc., die z.B. in 3 gezeigt
wird, verwendet, um eine Unterstützungscharakteristik
gemäß der Körpergeschwindigkeit
und dem Lenkdrehmoment zu erhalten (um nämlich einen Unterstützungssteuerstrom 60,
der ein Stromwert ist, der durch den Motor 13 zum Unterstützen der
Lenkung fließen
muss, zu erhalten) ist mit dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel 31 und
dem Fahrzeuggeschwindigkeitskalkulationsmittel 33 verbunden.
Ein Unterstützungskorrektursteuermittel 37 ist
mit dem Unterstützungssteuermittel 34 verbunden,
und ferner ist ein Motorstromsteuermittel 38 mit dem Unterstützungskorrektursteuermittel 37 verbunden.
Das Unterstützungskorrektursteuermittel 37 kalkuliert
einen Motorstrom 63 durch Erhalten eines Produkts eines
Verstärkungswerts,
der aus einer Verstärkungstabelle
in Form des Amplitudenwerts (Spitzenhaltesignal), gezeigt in 6, erhalten wird, und eines
Unterstützungssteuerstroms 60,
der von dem Unterstützungssteuermittel 34 erhalten
wird, durch einen Multiplizierer 62. Das Motorstromsteuermittel 38 lässt den
Motorstrom 63, der von dem Unterstützungskorrektursteuermittel 37 erhalten
wird, durch den Motor 13 für eine Ansteuerkontrolle fließen.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm, das einen Fluss eines Steuerprozesses in dem
Aufbau in 2 zeigt. Zuerst
wird in Schritt S1 das Signal von dem Drehmomentsensor 2 in
die Steuereinheit 9 durch Digitalisierung durch A/D-Wandlung
aufgenommen.
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In Schritt S2 wird die Radgeschwindigkeit durch
Empfangen von Radgeschwindigkeitsimpulsfolgen von dem Radgeschwindigkeitssensor 10 in Bezug
auf den vorbestimmten Rotationswinkel des Rades, Messen der Periode
zwischen den Impulsfolgen und Dividieren des vorbestimmten Rotationswinkels,
nämlich
eines Abstands der Fahrzeugfahrt, durch die Periode kalkuliert.
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Es ist zu vermerken, dass die Steuereinheit 9 der
elektrischen Servolenkvorrichtung diese Operation nicht direkt ausführen muss.
Nachdem z.B. eine Antiblockierbremsvorrichtung oder dergleichen
die Radgeschwindigkeit kalkuliert, kann die Steuereinheit 9 das
Kalkulationsergebnis empfangen. Alterna tiv können an Stelle der Radgeschwindigkeit,
die durch die Antiblockierbremsvorrichtung kalkuliert wird, die
Periode zwischen den Radgeschwindigkeitsimpulsen oder die Anzahl
der Radgeschwindigkeitsimpulse, die in einer vorbestimmten Periode
eingegeben werden, verwendet werden. Da beide von ihnen in die Radgeschwindigkeit
konvertiert werden können,
ist es nicht notwendig, die Schnittstelle zum Versorgen der elektrischen
Servolenkvorrichtung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bilden,
und somit ist es möglich,
eine preiswerte Vorrichtung zu bilden. Dies trifft ähnlich auf
die zweiten bis sechsten Ausführungsformen
zu, die später
beschrieben werden.
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In Schritt S3 wird die Körpergeschwindigkeit aus
der Radgeschwindigkeit, die in Schritt S2 erhalten wird, erhalten.
Wenn eine Eingabe von dem Radgeschwindigkeitssensor nur für ein Rad
eingegeben wird, wird die Radgeschwindigkeit als die Körpergeschwindigkeit
zugeführt.
Wenn die Eingabe von den Radgeschwindigkeitssensoren für zwei oder
mehr Räder
eingegeben wird, werden die einzelnen Radgeschwindigkeiten Bemittelt
und der Durchschnittswert wird als die Körpergeschwindigkeit verwendet.
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In Schritt S4 wird die Radbeschleunigung durch
Erhalten des Änderungsbetrags
zwischen der Radgeschwindigkeit, die in Schritt S2 erhalten wird, und
der zuvor erhaltenen Radgeschwindigkeit kalkuliert.
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In Schritt S5 wird, wie in 4 gezeigt, wenn das Spitzenhaltesignal 41 die
Radbeschleunigung 40 überschreitet,
ein Tiefpassfilter 42 mit einer Filterkonstanten K auf
die Radbeschleunigung 40 derart angewendet, um das Spitzenhaltesignal 41 allmählich zu verringern.
Es ist zu beachten, dass ein Bezugszeichen 44 einen Komparator
anzeigt, und ein Bezugszeichen 43 einen Tiefpassfilter
mit der Filterkonstanten K-1 in 4 anzeigt.
Wenn im Gegensatz dazu die Radbeschleunigung
40 das Spitzenhaltesignal 41 überschreitet,
wird die Radbeschleunigung 40 auf einer Spitze gehalten.
Entsprechend wird die Amplitude der Radvibration erhalten. Wenn
die Radgeschwindigkeit von zwei oder mehr Rädern erfasst wird, wird ferner
der Maximalwert der einzelnen Spitzenhaltesignale kalkuliert.
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In Schritt S6 wird, wie in 3 gezeigt, in der Stromwertabbildung,
die sich aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkdrehmoment,
im voraus vorbereitet, zusammensetzt, der Unterstützungssteuerstromwert
aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkdrehmoment, erhalten
in Schritt S1 und Schritt S3, erhalten.
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In Schritt S7 wird in der Stromverstärkungstabelle,
die sich aus der in 6 gezeigten
Amplitude zusammensetzt, die Verstärkung aus der Amplitude (Spitzenhaltesignal 41),
erhalten in Schritt S5, erhalten. Der Motorstromwert 63 wird
durch Multiplizieren der Verstärkung
mit dem Unterstützungssteuerstromwert,
erhalten in Schritt S6, in dem Multiplizierer 62 erhalten.
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Wenn der Motor ein Bürstenmotor
ist, wird in Schritt S8 eine Spannung zwischen Motoranschlüssen derart
angelegt, dass der Motorstromwert 63, der in Schritt S7
bestimmt wird, durch den Motor 13 fließt. Wenn der Motor ein bürstenloser
Motor ist, wird eine anzulegende Spannung aus dem Stromwert, der
fließen
muss, kalkuliert und dann wird der Spannungswert koordinatentransformiert.
Somit werden Anschlussspannungen für die einzelnen Phasen angelegt.
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Deshalb wird eine normale Unterstützungscharakteristik
während
einer Fahrt auf einer normalen flachen Straßenoberfläche aufrechterhalten, und die
Unterstützungscharakteristik
wird geändert,
sodass die Lenkung gegen eine Absicht des Fahrers dazu tendiert
nicht aufzutreten, wenn das Lenkrad durch die Straßenoberfläche bewegt
und gegen eine Absicht des Fahrers wegen einer unebenen Straße oder
beim Passieren über
einen Vorsprung gelenkt wird.
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Da das Radvibrationsamplitudenkalkulationsmittel 36 die
Amplitude der Radbeschleunigung kalkuliert und das Unterstützungskorrektursteuermittel 37 vorgesehen
ist, um den Motorstrom zu der Richtung einer Verringerung der Unterstützungskraft oder
einer Aufhebung der Unterstützungskraft
gemäß einer
Größe der Amplitude
der Radbeschleunigung zu korrigieren, wird, wie oben beschrieben,
mit der elektrischen Servolenkvorrichtung dieser Ausführungsform
eine Ausgabe des elektrischen Motors erhöht, wenn ein Rückstoß von der
Straßenoberfläche groß ist, während auf
einer unebenen Straße
gefahren wird, und somit wird eine Verschlechterung des gesamten
Lenkgefühls
wegen unnötig
verringerter Lenkkraft verhindert. Da die Vibration entsprechend der
Welligkeitsbedingung einer unebenen Straße erfasst wird, ist es auch
möglich,
eine Korrekturgröße gemäß dem Grad
des Rückstoßes während einer Fahrt
auf der unebenen Straße
hinzuzufügen,
und es können
Gegenmaßnahmen
entsprechend der Straßenoberflächenbedingung
unternommen werden.
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Es ist zu beachten, dass während die
Korrektur gemäß der Vibrationsamplitude
des Rades vorgenommen wird, die Korrektur gemäß der Vibrationsfrequenz vorgenommen
werden kann. In diesem Fall kann das Radvibrationsamplitudenkalkulationsmittel 36 die
Vibrationsfrequenz an Stelle der Vibrationsamplitude kalkulieren.
Die andere Bearbeitung ist der oben beschriebenen ähnlich.
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Zweite Ausführungsform
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Während
in der ersten Ausführungsform
die Lenkung gegen die Absicht des Fahrers durch Änderung der Unterstützungscharakteristik
abgemildert wird, kann eine abrupte Änderung in der Lenkradrotationsgeschwindigkeit,
nämlich
der Rotationsgeschwindigkeit des Motors, der mechanisch mit dem Lenkrad
verbunden ist, eingeschränkt
werden, da sich das Lenkrad plötzlich
bewegt, wenn das Lenkrad gegen die Absicht des Fahrers wegen der
Straßenoberfläche gelenkt
wird. Bis jetzt wird in der elektrischen Servolenkvorrichtung eine
Viskositätskompensationssteuerung
gemäß der Lenkradrotationsgeschwindigkeit
oder der Motorrotationsgeschwindigkeit durchgeführt, derart, um die Konvergenz
des Fahrzeugs zu verbessern. Mit dieser Steuerung ist es möglich, die
plötzliche
Lenkung gegen die Absicht des Fahrers durch Justierung der Korrekturgröße gemäß der Amplitude
der Radvibration einzuschränken.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das einen speziellen Aufbau dieser Ausführungsform
zeigt. Da Teile mit den Bezugszeichen 2, 10, 31 bis 36 und 38 jenen
in 2 ähnlich sind,
werden ihnen in 7 die gleichen
Bezugszeichen zugeordnet, und eine Beschreibung von ihnen wird nicht
vorgesehen. Ein Bezugszeichen 39 zeigt ein Motorrotationsgeschwindigkeitserfassungsmittel
zum Erfassen der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 an
basierend auf dem Strom, der durch den Motor 13 fließt und der
induzierten Spannung, die aus der Motorspannung in dem Moment generiert
wird. Wenn der Motor einen Sensor hat, der die Motorposition anzeigt,
wie ein bürstenloser
Motor, kann die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 von
dem Sensor erhalten werden. Wenn ein Lenkwinkelsensor vorgesehen
ist, kann die Lenkwinkelgeschwindigkeit erfasst werden und kann in
die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 konvertiert
werden. Ein Bezugszeichen 40 zeigt ein Viskositätskompensationssteuermittel
zum Kalkulieren eines korrigierten Motorstroms an, derart, um die
Motorrotationsgeschwindigkeit gemäß der Motorrotationsgeschwindigkeit 80,
der Fahrzeugge schwindigkeit 81 und der Amplitude (Spitzenhaltesignal 41)
zu beschränken,
wie in 8 gezeigt. Es
wird nämlich das
Produkt einer Verstärkung,
erhalten aus einer Verstärkungstabelle,
in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit 81, einer Verstärkung, die
aus einer Verstärkungstabelle
in Form der Amplitude erhalten wird, und der Motorrotationsgeschwindigkeit 80 durch
einen Multiplizierer 82 erhalten, und der Kehrwert 83 des
Produkts wird als der korrigierte Motorstrom 84 eingestellt.
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9 zeigt
ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerprozesses in dem Aufbau
in 7 zeigt. Da Schritt
S1 bis Schritt S6 und Schritt S8 jenen in 5 ähnlich
sind, wird eine Beschreibung für sie
nicht vorgesehen. In Schritt S9 wird die Rotationsgeschwindigkeit
des Motors 13 aus dem Strom, der durch den Motor 13 fließt, und
der induzierten Spannung, die aus der Motorspannung in dem Moment generiert
wird, erhalten. Wenn der Motor 13 einen Sensor hat, der
die Motorposition anzeigt, wie ein bürstenloser Motor, kann die
Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 von dem Sensor erhalten
werden. Wenn ein Lenkwinkelsensor vorgesehen ist, kann die Lenkwinkelgeschwindigkeit
erfasst werden und kann in die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 konvertiert
werden. Schritt S10 zeigt eine Viskositätskompensationssteuerstromkalkulation
zum Kalkulieren des korrigierten Stroms, der in 8 gezeigt wird. In Schritt S11 wird der
Motorstrom durch Kombinieren des Unterstützungssteuerstroms und des Viskositätskompensationssteuerstroms
kalkuliert.
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Da das Motorrotationsgeschwindigkeitserfassungsmittel 39 zum
Erfassen der Motorrotationsgeschwindigkeit und das Viskositätskompensationssteuermittel 40 zum
Korrigieren des Motorstroms gemäß der Motorrotationsgeschwindigkeit
derart, um die Motorrotation zu beschränken, vorgesehen sind, um den
Motorstrom durch das Viskositätskompensationssteuermittel 40 zu
korrigieren, ist es, wie oben beschrieben, mit dieser Ausfüh rungsform
möglich, die
plötzliche
Lenkung gegen die Absicht des Fahrers gemäß den individuellen Straflenoberflächenbedingungen
zu verhindern.
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Es ist zu beachten, dass während die
Korrektur gemäß der Vibrationsamplitude
des Rades vorgenommen wird, die Korrektur gemäß der Vibrationsfrequenz vorgenommen
werden kann.
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Dritte Ausführungsform
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Da sich das Lenkrad plötzlich bewegt,
wenn das Lenkrad durch die Straßenoberfläche gegen
die Absicht des Fahrers gelenkt wird, kann es möglich sein, die Lenkradrotationsgeschwindigkeit,
nämlich die
plötzliche Änderung
der Motorrotationsgeschwindigkeit, zu beschränken. Es ist möglich, die
plötzliche Änderung
der Lenkung, wenn das Lenkrad gegen die Absicht des Fahrers gelenkt
wird, durch Hinzufügen eines
korrigierten Stroms basierend auf der Motorrotationsbeschleunigung
entsprechend der Amplitude der Radvibration aktiv zu beschränken, sodass
der Motor 13 dazu tendiert, in dieser Steuerung nicht zu rotieren.
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10 ist
ein Blockdiagramm, das einen speziellen Aufbau dieser Ausführungsform
zeigt. Da Teile mit den Bezugszeichen 2, 10, 31 bis 36, 38 und 39 die
gleichen wie jene in 7 sind,
werden ihnen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, und ihre Beschreibung
ist nicht vorgesehen. In 10 zeigt ein
Bezugszeichen 41 ein Motorrotationsbeschleunigungskalkulationsmittel
zum Erhalten der Motorrotationsbeschleunigung durch Kalkulation
des Änderungsbetrags
in der Rotationsgeschwindigkeit des Motors 13 basierend
auf der Rotationsgeschwindigkeit an. Ein Bezugszeichen 42 ist
ein Zählerträgheitskompensationssteuermittel
zum Kalkulieren eines korrigierten Motorstroms derart, um die Motorrotationsgeschwindigkeit
gemäß der Motorrotationsbeschleunigung 110,
der Fahrzeuggeschwindigkeit
81 und der Amplitude (Spitzenhaltesignal 41)
zu beschränken,
wie in 11 gezeigt. Es
wird nämlich das
Produkt einer Verstärkung,
erhalten aus einer Verstärkungstabelle
in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Verstärkung, erhalten aus einer Verstärkungstabelle
in Form der Amplitude, und der Motorrotationsbeschleunigung 110 durch
einen Multiplizierer 111 erhalten, und der Kehrwert 112 des
Produkts wird als der korrigierte Stromwert 113 verwendet.
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12 ist
ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerprozesses in dem Aufbau
in 10 zeigt. Schritte
S1 bis S6, Schritt S8, Schritt S9 und Schritt S11 sind jenen in
den ersten und zweiten Ausführungsformen ähnlich.
Schritt 512 kalkuliert die Motorrotationsbeschleunigung durch Kalkulation
des Änderungsbetrags
in der Motorrotationsgeschwindigkeit. Schritt S13 zeigt eine Zählerträgheitskompensationssteuerstromkalkulation
zum Kalkulieren des korrigierten Stroms, der in 11 gezeigt wird. In Schritt S11 wird
der Motorstrom durch Kombinieren des Unterstützungssteuerstroms und des
Zählerträgheitskompensationssteuerstroms
kalkuliert. Es ist zu beachten, dass die Kompensationssteuerung
in den obigen Ausführungsformen
der Motorstromkalkulation hinzugefügt werden kann.
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Da das Motorrotationsgeschwindigkeitserfassungsmittel 39 zum
Erfassen der Motorrotationsgeschwindigkeit, das Motorrotationsbeschleunigungskalkulationsmittel 41 zum
Kalkulieren der Motorrotationsbeschleunigung und das Zählerträgheitskompensationssteuermittel 42 zum
Korrigieren des Motorstroms gemäß der Motorrotationsbeschleunigung
vorgesehen sind, und der korrigierte Motorstrom, der durch das Zählerträgheitskompensationssteuermittel 42 erhalten
wird, in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Motorbeschleunigung
erhöht
wird, wird, wie oben beschrieben, mit dieser Ausführungsform
die entgegenwirkende Unterstützung
gegen die Lenkung gegen die Absicht des Fahrers aktiver vorgenommen,
und das Ziel wird effizienter erreicht.
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Es ist zu beachten, dass während die
Korrektur gemäß der Vibrationsamplitude
des Rades vorgenommen wird, die Korrektur gemäß der Vibrationsfrequenz vorgenommen
werden kann.
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Vierte Ausführungsform
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Während
in den obigen Ausführungsformen die
Motorrotationsbeschleunigung verwendet wird, kann der Änderungsbetrag
in dem Lenkdrehmoment verwendet werden. Da sich das Lenkrad plötzlich bewegt,
wenn das Lenkrad durch die Straßenoberfläche gegen
die Absicht des Fahrers gelenkt wird, kann es möglich sein, die plötzliche Änderung
des Lenkdrehmoments zu beschränken.
Mit dieser Steuerung ist es möglich,
die plötzliche
Lenkung gegen die Absicht des Fahrers durch Änderung des korrigierten Stroms
basierend auf dem Änderungsbetrag
in dem Lenkdrehmoment entsprechend der Amplitude der Radvibration
zu beschränken.
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13 ist
ein Blockdiagramm, das einen speziellen Aufbau dieser Ausführungsform
zeigt. Da Teile mit den Bezugszeichen 2, 10, 31 bis 36 und 38 ähnlich jenen
in 2 sind, sind ihnen
die gleichen Bezugszeichen zugeordnet und ihre Beschreibung wird
nicht vorgesehen. Ein Bezugszeichen 43 zeigt ein Drehmomentänderungsbetragkalkulationsmittel zum
Kalkulieren des Änderungsbetrags
in dem Lenkdrehmoment basierend auf dem Lenkdrehmoment an. Ein Bezugszeichen 44 zeigt
ein Zählerdrehmomentkompensationssteuermittel
zum Kalkulieren eines korrigierten Motorstroms an, derart, um das Lenkdrehmoment
gemäß einem
Lenkdrehmomentänderungsbetrag,
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Amplitude, wie in 14 gezeigt, umgekehrt zu unterstützen. Es
wird nämlich
das Produkt des Ausgabestroms, erhalten aus einer Ausgabestromtabelle in
Form des Lenkdrehmomentänderungsbetrags 140 (Spitzenhaltesignal),
einer Verstärkung,
erhalten aus einer Verstärkungstabelle
in Form der Fahrzeuggeschwindigkeit 81, und einer Verstärkung, erhalten aus
einer Verstärkungstabelle
in Form der Amplitude durch einen Multiplizierer 141 erhalten,
und der Kehrwert 142 des Produkts wird als ein korrigierte
Motorstrom 143 eingestellt.
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15 ist
ein Flussdiagramm, das den Fluss eines Steuerprozesses in dem Aufbau
in 13 zeigt. Schritt
S1 bis Schritt S6, Schritt S8 und Schritt S11 sind jenen in den
vorangehenden Ausführungsformen ähnlich.
Schritt S15 kalkuliert den Änderungsbetrag
in dem Lenkdrehmoment. Schritt S16 ist eine Zählerdrehmomentkompensationssteuerstromkalkulation
zum Kalkulieren des korrigierten Stroms, der in 14 gezeigt wird. In Schritt S11 wird
der Motorstrom durch Kombinieren eines Unterstützungssteuerstroms und eines
Zählerdrehmomentkompensationssteuerstroms
kalkuliert. Es ist zu beachten, dass eine Kompensationssteuerung
in den obigen Ausführungsformen
einer Motorstromkalkulation hinzugefügt werden kann.
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Da das Drehmomentänderungsbetragkalkulationsmittel 43 zum
Kalkulieren des Änderungsbetrags
in dem Lenkdrehmoment und das Zählerdrehmomentkompensationssteuermittel 44 zum
Hinzufügen
des korrigierten Motorstroms zu der Richtung entgegengesetzt zu
der Richtung der Lenkunterstützung
zu einem Referenzmotorstrom gemäß der Vibration,
erhalten aus dem Drehmomentänderungsbetrag
und der Radbeschleunigung, zur Beschränkung der Unterstützungskraft
vorgesehen sind, und sie dann derart betrieben werden, um die Änderung
in dem Lenkdrehmoment gemäß der Vibration
des Rades aufzuheben, wird, wie oben beschrieben, mit dieser Ausführungsform
eine Wirkung ähnlich
zu den obigen Ausführungsformen
erhalten.
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Es ist zu beachten, dass während die
Korrektur gemäß der Vibrationsamplitude
des Rades vorgenommenen wird, die Korrektur gemäß der Vibrationsfrequenz vorgenommen
werden kann.
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Fünfte Ausführungsform
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Wenn das Lenkrad gegen die Absicht
des Fahrers durch die Straßenoberfläche gelenkt
wird, wird die Welligkeit der Straßenoberfläche von einem gelenkten Rad
zu dem Drehmomentsensor durch eine Zahnstange und eine Säule übertragen
und erscheint dann als ein Lenkdrehmomentsignal in einer Unterstützungscharakteristik.
Wenn eine Frequenzkomponente in dem Frequenzbereich entsprechend der
Welligkeit aus dem Lenkdrehmomentsignal entfernt wird, erscheint
sie somit nicht in der Unterstützungscharakteristik,
und die Lenkung gegen die Absicht des Fahrers tendiert dazu nicht
aufzutreten.
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16 ist
ein Blockdiagramm, das einen speziellen Aufbau dieser Ausführungsform
zeigt. Da Teile mit den Bezugszeichen 2, 10, 31 bis 35 und 38 ähnlich jenen
in 2 sind, werden ihnen
in 16 die gleichen Bezugszeichen
zugeordnet, und ihre Beschreibung wird nicht vorgesehen. Ein Bezugszeichen 51 zeigt
ein Radvibrationsperiodenkalkulationsmittel zum Kalkulieren der
Periode einer Radbeschleunigung an. Z.B. zeigt 17, wie die Periode einer Vibration zu
messen ist. Wenn ein Fahrzeug auf einer welligen Straßenoberfläche, wie
etwa einer unebenen Straffe, fährt,
schwankt die Radbeschleunigung 40 um mehr als eine vorbestimmte
Größe. Somit
wird eine vorbestimmte Amplitude durch Verwendung eines Hystereseschwellwerts 171 erfasst,
und die Periode wird für
die Vibration größer als
der Hystereseschwellwert 171 mit Bezug auf Punkte, die
den Hystereseschwellwert überschreiten,
gemessen. Ein Bezugszeichen 170 zeigt ein Ergebnis an,
das durch einen Vibrationsperiodenmesstimer gemessen wird. Es ist
zu beachten, dass die Frequenz, wenn das Leistungsspektrum, das
durch Aus führung
einer öffentlich
bekannten FFT-Analyseoperation erhalten wird, auf einem Maximalwert
ist, verwendet werden kann. Ein Bezugszeichen 52 zeigt
ein Lenkdrehmomentfilterkalkulationsmittel an, das eine variable
Filterkonstante hat und die Filterkonstante derart ändert, um
die Vibration basierend auf der Vibrationsperiode zu beschränken, wobei
dadurch eine Frequenzkomponente in dem Frequenzbereich der Welligkeit aus
dem Lenkdrehmomentsignal entfernt wird.
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Durch Vorsehen des Lenkdrehmomentfilterkalkulationsmittels 52 zum
Kalkulieren der variablen Filterkonstante des Filters, der auf das
Lenkdrehmomentsignal angewendet wird, und Ändern der Filterkonstanten
des Filters derart, um die Vibration zu beschränken, wird, wie oben beschrieben,
mit dieser Ausführungsform
ein Rückstoß von der
Straßenoberfläche durch
das Lenkdrehmomenterfassungsmittel erfasst und erscheint als ein
Signal des Lenkdrehmoments. Damit sich dies kaum in der Unterstützungscharakteristik
widerspiegelt, wird eine Filtercharakteristik gemäß der Straßenoberflächenbedingung
geändert,
und Interferenz entsprechend dem Rückstoß wird dem Lenkdrehmoment nicht
hinzugefügt.
Als ein Ergebnis ist es möglich,
die Lenkung gegen die Absicht des Fahrers zu beschränken.
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Es ist zu beachten, dass eine Resonanzfrequenz
des ungefederten Teils für
einen Körper
eindeutig ist, und das Fahrzeug gewöhnlich meist in diesem Frequenzbereich
vibriert, während
es auf einer unebenen Straße
fährt.
Somit kann der Betrag oder die Bandbreite des Filters zum Entfernen
des Resonanzfrequenzbandes des ungefederten Teils gemäß der Amplitude,
die in den obigen Ausführungsformen beschrieben
wird, geändert
werden.
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Sechste Ausführungsform
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Während
in der fünften
Ausführungsform
ein Schwerpunkt auf dem Lenkdrehmoment liegt, wird eine ähnliche
Wirkung erhalten, wenn die Vibrationsfrequenz von der Straßenoberfläche an die
Viskositätskompensationssteuerung
angepasst wird, was die Erhöhung
der Motorrotationsgeschwindigkeit reduziert. Es wirkt nämlich nur
die Frequenzkomponente, die die Lenkung gegen die Absicht des Fahrers bewirkt,
in eine Richtung zum Verhindern dessen, dass der Motor rotiert,
durch Hervorheben des Vibrationsfrequenzbereichs in der Frequenzcharakteristik der
Motorrotationsgeschwindigkeit, wobei dadurch veranlasst wird, dass
eine Lenkung gegen die Absicht des Fahrers dazu tendiert nicht aufzutreten.
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18 ist
ein Blockdiagramm, das einen speziellen Aufbau dieser Ausführungsform
zeigt. Da Teile mit den Bezugszeichen 2, 10, 31 bis 35, 38, 39 und 51 jenen
in 7 und 16 ähnlich sind, werden ihnen in 18 die gleichen Bezugszeichen
zugeordnet, und ihre Beschreibung wird nicht vorgesehen. Ein Bezugszeichen 53 zeigt
ein Filtermittel zum Anwenden einer Filterung an, was der normalen
Motorrotationsgeschwindigkeit einen band-passierten Wert hinzufügt, oder
eine Phasennacheilungs-/Voreilungskompensation um die Frequenz der
Vibration herum anlegt, z.B. derart, um den Vibrationsfrequenzbereich
basierend auf der Vibrationsperiode der Radbeschleunigung hervorzuheben.
Ein Bezugszeichen 54 ist ein Viskositätskompensationssteuermittel,
das konventionell verwendet wird, wie in 19 gezeigt. Es wird nämlich das Produkt einer Verstärkung, erhalten
aus einer Verstärkungstabelle in
Form der Fahrzeuggeschwindigkeit 81, und der Motorrotationsgeschwindigkeit 80 durch
einen Multiplizierer 190 erhalten, und der Kehrwert 191 des
Produkts wird als der korrigierte Motorstrom 192 eingestellt.
Somit erhöht
sich die Motorrotationsgeschwindigkeit um die Frequenz der Vibration
herum. Deshalb tendiert der Motor nicht dazu, um die Frequenz herum zu
vibrieren, und die Lenkung gegen die Absicht des Fahrers kann verringert
werden.
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Da das Motorrotationsgeschwindigkeitserfassungsmittel 39 zum
Erfassen der Motorgeschwindigkeit, das Filtermittel 53 mit
einer variablen Filterkonstante und auf das Motorrotationssignal
angewendet, und das Viskositätskompensationssteuermittel 54 zum
Korrigieren des Motorstroms gemäß dem Ausgabesignal
nach einer Filteroperation derart, um die Motorrotation zu beschränken, vorgesehen sind,
und die Filterkonstante dann den Betrag der Filterung, die auf die
Motorrotationsgeschwindigkeit angewendet wird, derart ändert, um
die Vibration hervorzuheben, wird, wie oben beschrieben, mit dieser Ausführungsform
eine ähnliche
Wirkung erhalten.
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Es ist zu beachten, dass die Resonanzfrequenz
des ungefederten Teils eine Frequenz ist, die für den Körper eindeutig ist, und das
Fahrzeug gewöhnlich
in diesem Frequenzbereich am meisten vibriert, während es auf einer unebenen
Straße
fährt. Somit
kann der Betrag oder die Bandbreite des Filters zum Entfernen des
Resonanzfrequenzbandes des ungefederten Teils gemäß der Amplitude,
die in den obigen Ausführungsformen
beschrieben wird, geändert
werden.