DE19840228A1 - Elektrische Kraftlenkvorrichtung - Google Patents
Elektrische KraftlenkvorrichtungInfo
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen einer elektrischen
Kraftlenkvorrichtung zum Ausüben von Kraft von einem Elektromotor zu
dem Lenksystem eines Fahrzeugs, um die manuelle Lenkanstrengung des
Fahrers zu erleichtern, und insbesondere eine elektrische
Kraftlenkvorrichtung mit einem Lenkgetriebemechanismus variablen
Verhältnisses.
Es sind elektrische Kraftlenkvorrichtungen mit einem
Lenkgetriebemechanismus variablen Verhältnisses bekannt, bei denen das
Lenkübersetzungsverhältnis derart ausgelegt ist, daß es mit einem Winkel
der Drehung des Lenkrads in einer Richtung von der Geradeaus(Neutral)-
Stellung hin zu einer linken oder einer rechten End(Lenkeinschlag)-Stellung
des Lenkrads allmählich abnimmt. Das variable Lenkübersetzungsverhältnis
schafft einen kleinen Einschlag-zu-Einschlag-Winkel und verhindert eine
übermäßig große Sensibilität oder Antwort auf die manuelle Lenkbetätigung
des Fahrers, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt. Ein Elektromotor ist mit
dem Lenkgetriebemechanismus variablen Verhältnisses eingebaut, um den
letzteren mit einem dem Lenkmoment entsprechenden Unterstützungs
moment derart zu versorgen, daß das Lenkmoment nicht zunimmt.
Einige bekannte, elektrische Kraftlenkvorrichtungen besitzen eine
Übersetzungsverhältnischarakteristik, die empfindlich auf die
Fahrzeuggeschwindigkeit ist. In diesem Fall nimmt das
Lenkübersetzungsverhältnis mit einem Drehwinkel des Lenkrads von der
Geradeaus-Stellung hin zu der linken oder rechten Lenkeinschlagsstellung
allmählich ab.
Weil das Lenkübersetzungsverhältnis mit einer Zunahme des Drehwinkels
des Lenkrads allmählich abnimmt, führt die Ausübung des
Lenkunterstützungsmoments von dem Elektromotor entsprechend dem
Lenkmoment oder in Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu dem wie
unten beschriebenen Problem.
Die elektrischen Kraftlenkvorrichtungen mit einem Lenkgetriebe
mechanismus variablen Verhältnisses tendieren - wenn das Lenkrad mit der
gleichen Geschwindigkeit wie bei herkömmlichen elektrischen
Lenkvorrichtungen mit einem Lenkgetriebemechanismus konstanten
Verhältnisses gelenkt oder gedreht wird - dazu, ein Übersteuern der
Vorderräder zu bewirken, weil das Lenkmoment (Lenkgegenkraft) nicht so
stark ansteigt wie der Lenkwinkel ansteigt. Falls eine rasche Lenkbetätigung
durch den Fahrer unternommen wird, um die Übersteuerung zu korrigieren,
können sanfte Manöver des Fahrzeugs nicht erreicht werden.
Das obige Problem kann überwunden werden, indem die Vorrichtung in
einer derartigen Art und Weise gesteuert wird, daß eine Lenkgegenkraft in
Antwort auf die Lenkgeschwindigkeit ausgeübt wird. Allerdings behindert
eine derartige Steuerung die Handhabung des Lenkrads mit großer
Geschwindigkeit.
Es ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
elektrische Kraftlenkvorrichtung bereitzustellen, die geeignet ist, die
Differenz oder Verzögerung zwischen der Lenkbetätigung des Fahrers und
der Fahrzeugverhaltensantwort zu vermindern, sanfte Manöver des
Fahrzeugs sicherstellt und eine Lenkgegenkraft ausüben kann, die es dem
Fahrer ermöglicht, das Lenkrad mit hohen Geschwindigkeiten zu lenken oder
zu drehen, ohne eine Übersteuerung der Vorderräder zu bewirken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Kraftlenkvorrichtung
mit einem Lenkgetriebemechanismus variablen Verhältnisses bereitgestellt,
umfassend: einen Elektromotor zum Ausüben eines Lenkunterstützungs
moments auf ein Lenksystem des Fahrzeugs; einen Lenkmomentsensor zum
Erfassen eines Lenkmoments des Lenksystems und Erzeugen eines dem
erfaßten Lenkmoment entsprechenden Lenkmomentsignals; einen
Verhaltenssensor zum Erfassen eines Verhaltens des Fahrzeugs und
Erzeugen eines dem erfaßten Fahrzeugverhalten entsprechenden
Verhaltenssignals; eine Steuereinheit zum Steuern/Regeln des Betriebs des
Elektromotors auf der Basis wenigstens des Lenkmoments, wobei die
Steuereinheit einen Lenkmomentberechnungsteil zum Ausgeben einer
Lenkmomentkomponente, die dem von dem Lenkmomentsensor
ausgegebenen Lenkmomentsignal entspricht, und einen Fahrzeugverhalten
berechnungsteil zum Ausgeben einer Verhaltenskomponente, die dem von
dem Verhaltenssensor ausgegebenen Verhaltenssignal entspricht, enthält,
wobei die Steuereinheit die Lenkmomentkomponente korrigiert durch
Dämpfen derselben mit der Verhaltenskomponente; und eine
Motoransteuereinheit zum Ansteuern des Motors auf der Basis eines
Ausgangssignals von der Steuereinheit.
Selbst wenn das Lenkrad mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei der
herkömmlichen elektrischen Kraftlenkvorrichtung gedreht wird, verhindert
das für den Fahrer verfügbare Fahrzeugverhalten als eine Lenkgegenkraft,
daß die Vorderräder des Fahrzeugs übersteuert werden, und kann die
Differenz oder Verzögerung zwischen der manuellen Lenkbetätigung des
Fahrers und der Fahrzeugverhaltensantwort vermindern.
Die Steuereinheit kann ferner einen Fahrzeugverhaltens-
Änderungsratenberechnungsteil zum Ausgeben einer Änderungsraten
komponente umfassen, die der Änderungsrate eines Ausgangssignals von
dem Fahrzeugverhaltensberechnungsteil entspricht. Die Steuereinheit
korrigiert ferner die Lenkmomentkomponente durch Subtrahieren der
Änderungsratenkomponente von der Lenkmomentkomponente.
In einer bevorzugten Ausbildung umfaßt die elektrische Kraftlenkvorrichtung
ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs und Erzeugen eines der erfaßten
Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeits
signals. Die Steuereinheit umfaßt ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeits
berechnungsteil zum Ausgeben einer Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente,
die dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ausgegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal entspricht, und ein Lenkzustands
erfassungsglied zum Erfassen eines Vorlaufzustands und eines
Rücklaufzustands des Lenksystems. Die Steuereinheit korrigiert die
Lenkmomentkomponente durch Subtrahieren von der Lenkmoment
komponente eines ersten Werts, der auf der Basis der
Verhaltenskomponente und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
bestimmt ist, wenn der Vorlaufzustand durch das
Lenkzustandserfassungsglied erfaßt ist, und durch Addieren der
Lenkmomentkomponente und eines zweiten Werts, der auf der Basis der
Verhaltenskomponente und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
bestimmt ist, wenn der Rücklaufzustand durch das Lenkzustands
erfassungsglied erfaßt ist.
Die Lenkgegenkraft ist der Sensitivität des Fahrzeugverhaltens gut
angepaßt, welche variabel mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ist (die
Sensitivität ist gering bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten und hoch bei
hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten). Dementsprechend wird die
Lenkoperation im ganzen vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbereich sanft
erzielt, ohne daß eine große Verzögerung zwischen der manuellen
Lenkanstrengung des Fahrers und der Fahrzeugverhaltensantwort entsteht.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildung umfaßt die elektrische
Kraftlenkvorrichtung ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum
Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und Erzeugen eines der
erfaßten Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, und die Steuereinheit umfaßt ferner: einen
Fahrzeugverhalten-Änderungsratenberechnungsteil zum Ausgeben einer
Änderungsratenkomponente, die der Änderungsrate eines Ausgangssignals
von dem Fahrzeugverhaltensberechnungsteil entspricht, einen
Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil zum Ausgeben einer
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente, die dem von dem Fahrzeug
geschwindigkeitssensor ausgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
entspricht, und ein Lenkzustandserfassungsglied zum Erfassen eines
Vorlaufzustands und eines Rücklaufzustands des Lenksystems. Die
Steuereinheit korrigiert - wenn der Vorlaufzustand durch das
Lenkzustandserfassungsglied erfaßt ist, die Lenkmomentkomponente durch
zunächst Subtrahieren von der Lenkmomentkomponente eines ersten Werts,
der auf der Basis der Verhaltenskomponente und der Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente bestimmt ist, und ferner Subtrahieren von
dem verbleibenden Rest der ersten Subtraktion eines zweiten Werts, der auf
der Basis der Änderungsratenkomponente und der Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente bestimmt ist. Wenn der Rücklaufzustand
durch das Lenkzustandserfassungsglied erfaßt ist, korrigiert die
Steuereinheit die Lenkmomentkomponente durch Addieren der
Lenkmomentkomponente und eines dritten Werts, der auf der Basis der
Verhaltenskomponente und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
bestimmt ist, und ferner Subtrahieren von der resultierenden Summe der
Addition eines vierten Werts, der auf der Basis der
Änderungsratenkomponente und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
bestimmt ist. Da die Lenkgegenkraft auch empfindlich auf die
Fahrzeugverhaltensänderungsrate ist, ist die Verzögerung zwischen der
Lenkbetätigung des Fahrers und der Fahrzeugverhaltensantwort geglättet.
Die oben angegebene und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden für Fachleute mit Bezug auf die folgende
Beschreibung und die beigefügten Zeichnungsseiten ersichtlich, in welcher
einige bevorzugte Aufbauausführungen der vorliegenden Erfindung mittels
veranschaulichender Beispiele beschrieben sind.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die den allgemeinen Aufbau
einer elektrischen Kraftlenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches einen Hauptbereich der
elektrischen Kraftlenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Motoransteuereinheit der
elektrischen Kraftlenkvorrichtung zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches den Hauptbereich einer
elektrischen Kraftlenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das den Hauptbereich einer elektrischen
Kraftlenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das eine Sequenz von Operationen zeigt,
die in einer Steuereinheit der elektrischen Kraftlenkvorrichtung ausgeführt
werden, die in Fig. 4 gezeigt ist;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, das eine Sequenz von Operationen zeigt,
die in einer Steuereinheit der elektrischen Kraftlenkvorrichtung ausgeführt
werden, die in Fig. 5 gezeigt ist;
Fig. 8 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen der
Gierrate und der Gierratenkomponente zeigt;
Fig. 9 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen der
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
zeigt;
Fig. 10 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen der
Gierrate und der Gierratenkomponente zeigt;
Fig. 11 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen der
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
zeigt;
Fig. 12 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen der
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Offset-Größe zeigt;
Fig. 13 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen dem
Ausgangssignal von einem Subtrahierer und der Korrektur zeigt;
Fig. 14 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen der
Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Dämpfungskoeffizienten zeigt;
Fig. 15 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen dem
Lenkmoment und der Lenkmomentkomponente zeigt; und
Fig. 16 ist ein Datenblatt, das einen Zusammenhang zwischen der
Gierrate und dem Lenkmomentkorrekturkoeffizienten zeigt.
Einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben.
Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Hier ist der allgemeine Aufbau einer
elektrischen Kraftlenkvorrichtung gezeigt, welche die vorliegende Erfindung
verwirklicht. Die elektrische Kraftlenkvorrichtung 1 umfaßt ein Lenkrad 2,
welches fest mit einem Ende (oberes Ende) einer Lenksäule oder Welle 3
verbunden ist, wobei das andere Ende (unteres Ende) der Lenkwelle 3
betriebsmäßig durch eine Verbindungswelle 4 mit Universalkupplungen 4a,
4b mit einem Lenkgetriebemechanismus mit variablem Verhältnis (gebildet
von einem Zahnstangenmechanismus) 5 verbunden ist, der in einem (nicht
gezeigten) Lenkgetriebegehäuse enthalten ist. Diese Teile 2-5 zusammen
bilden ein Mittel oder einen Mechanismus 6 zur manuellen
Lenkkrafterzeugung.
Der Lenkgetriebemechanismus 5 variablen Verhältnisses ist dazu
ausgebildet, ein größeres Lenkverhältnis für die ersten paar zehn Grad der
Lenkradbewegung in irgendeiner Richtung von der Geradeaus(Neutral)-
Stellung vorzusehen als für die Lenkradbewegung nahe der ganz linken oder
rechten (Einschlag) Stellung. Der Lenkgetriebemechanismus 5 mit variablem
Verhältnis ist in der Technik wohlbekannt, wie sie beispielsweise in der
offengelegten japanischen Ratentveröffentlichung Nr. HEI 7-323852
offenbart ist.
Eine Drehung des Lenkrads 2 wird über den Zahnstangenmechanismus
(Lenkgetriebemechanismus variablen Verhältnisses) 5 in eine lineare Hin- und
Herbewegung eines Zahnstangenstrangs 7 umgewandelt. Der
Zahnstangenstrang 7 weist eine Zahnstange 7a aus Getriebezähnen auf, die
einen Teil des Zahnstangenmechanismus 5 bildet, wobei die Zahnstange 7a
im Eingriff mit einem (nicht gezeigten) Ritzel des Zahnstangenmechanismus 5
steht. Die entgegengesetzten Enden des Zahnstangenstrangs 7 sind durch
Verbindungsstangen 8, 8 mit lenkbaren linken und rechten Vorderrädern 9,
9 eines Fahrzeugs verbunden. Durch Drehen des Lenkrads 2 werden die
Vorderräder 9, 9 somit über den Zahnstangenmechanismus 6 mit manueller
Lenkkrafterzeugung geschwenkt oder gelenkt, um die Richtung des
Fahrzeugs zu ändern.
Um die zum Drehen des Lenkrads 2 benötigte Anstrengung des Fahrers zu
erleichtern, ist ein Elektromotor 10 konzentrisch zu dem Zahnstangenstrang
7 derart angebracht, daß eine Lenkunterstützungskraft oder ein
Lenkunterstützungsmoment über einen Kugelschraubenmechanismus
(oftmals als "Kugelmuttermechanismus" bezeichnet) 11 auf den
Zahnstangenstrang 7 ausgeübt wird. Der Kugelschraubenmechanismus 11
ist gebildet von einer Spiralschraube (nicht bezeichnet), die sich an einer
Außenumfangsfläche des Zahnstangenstrangs 7 windet, und einer Mutter
(nicht bezeichnet), die integral mit einem Rotor des Elektromotors 10
vorgesehen ist und in Eingriff mit der Schraube mit umlaufenden Kugeln
gehalten wird, die zwischen der Schraube und der Mutter angeordnet sind.
Der Kugelschraubenmechanismus 11 wandelt eine Drehkraft
(Unterstützungsmoment) des Elektromotors 10 in eine axiale Schubkraft um,
die direkt auf den Zahnstangenstrang 7 wirkt.
Ein Lenkmomentsensor 12 und ein Lenkgeschwindigkeitssensor 19 sind in
dem Lenkgetriebegehäuse (nicht gezeigt) angeordnet. Der
Lenkmomentsensor 12 erfaßt ein durch Drehen des Lenkrads 2
aufgebrachtes Lenkmoment und erzeugt ein dem erfaßten Lenkmoment
entsprechendes Lenkmomentsignal T. Der Lenkgeschwindigkeitssensor 19
erfaßt eine der Geschwindigkeit der Drehung der Lenkwelle 3 entsprechende
Lenkgeschwindigkeit und erzeugt ein Lenkgeschwindigkeitssignal SV,
welches der erfaßten Lenkgeschwindigkeit entspricht. Das Lenkmoment
signal T und das Lenkgeschwindigkeitssignal SV werden einer Steuereinheit
15 zugeführt.
Ein Verhaltenssensor 13 ist zum Erfassen einer Änderung des
Fahrzeugverhaltens vorgesehen und erzeugt ein Fahrzeugverhaltenssignal
Y, welches der erfaßten Fahrzeugverhaltensänderung entspricht. Bei der
dargestellten Ausführungsform ist das Fahrzeugverhalten durch eine
Gierwinkelgeschwindigkeit (Gierrate) repräsentiert und das Verhaltenssignal
Y ist ein Gierwinkelgeschwindigkeits(Gierraten)-Signal.
Der Lenkmomentsensor 12 ist durch einen Widerstandsdraht aufgebaut, der
eine Torsionsverlagerung oder Verdrillung, die einem auf einen Torsionsstab
wirkenden Moment entspricht, in einen elektrischen Widerstand umwandelt.
Der Verhaltenssensor 13 ist ein zweidimensionaler Beschleunigungssensor.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist gebildet durch eine Kombination
eines Umformerrads und einer Spule mit Permanentmagnet. Der
Lenkgeschwindigkeitssensor 19 ist ein Gleichstrommotor wie ein
Tachogenerator.
Das von dem Lenkmomentsensor 12 ausgegebene Momentsignal T
repräsentiert die Größe und Richtung des Lenkmoments. Das von dem
Verhaltenssensor 13 ausgegebene Gierratensignal Y repräsentiert die
Drehrichtung und -geschwindigkeit des Gierwinkels, der durch Gieren des
Fahrzeugs während des Fahrens hervorgerufen wird. Das von dem
Geschwindigkeitssensor 14 ausgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
V repräsentiert die Richtung (Vorwärts oder Rückwärts) und die
Geschwindigkeit der Fahrzeugbewegung. Das von dem Lenk
geschwindigkeitssensor 19 ausgegebene Lenkgeschwindigkeitssignal SV
repräsentiert die Richtung und Geschwindigkeit des Lenkens, welches durch
Drehen des Lenkrads 2 bewirkt wird.
Die Steuereinheit 15 verarbeitet in geeigneter Weise das von dem
Lenkmomentsensor 12 gelieferte Momentsignal T, das von dem
Verhaltenssensor 13 gelieferte Gierratensignal Y, das von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 gelieferte Fahrzeuggeschwindigkeits
signal V, das von dem Lenkgeschwindigkeitssensor 19 gelieferte
Lenkgeschwindigkeitssignal SV sowie eine Kombination davon, um ein
Motorsteuersignal (Pulsbreitenmodulations(PWM)-Signal) CO zur PWM-
Ansteuerung des Elektromotors 10 über eine Motoransteuereinheit 16
(umfassend eine aus vier Feldeffekttransistoren (FETs) gebildete
Brückenschaltung) in einer Art und Weise, daß der Elektromotor 10 ein
Lenkunterstützungsmoment liefert, welches einem Vorlauf- oder einem
Rücklaufzustand der Lenkradbewegung entsprechend den Fahrzeug
fahrbedingungen gut angepaßt ist.
Die Motoransteuereinheit 16 umfaßt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, eine
Schnittstellenschaltung 16a, einen Widerstand 16b zum Erfassen eines
Motorstroms und eine Brückenschaltung, die aus wenigstens vier FETs Q1-
Q4 besteht. Die Motoransteuereinheit 16 erzeugt auf der Basis des
Motorsteuersignals CO, das in die Schnittstellenschaltung 16a eingegeben
wird, ein Motorsteuersignal Mo zur Ansteuerung des Elektromotors 10.
Das in die Schnittstellenschaltung 16a eingegebene Motorsteuersignal CO
ist eine Kombination eines Richtungssignals zur Steuerung der Drehrichtung
des Elektromotors 10 und eines PWM-Signals zum Steuern des
Antriebsmoments und der Geschwindigkeit (Umdrehungen pro Minute
"UpM") des Elektromotors 10. Wenn der Elektromotor 10 in Drehung
versetzt werden soll, beispielsweise in Richtung entgegen dem
Uhrzeigersinn, wird der FET Q4 durch das Richtungssignal eingeschaltet und
das Gate des FET Q2 wird durch das Tastverhältnis des PWM-Signals
gesteuert. Andererseits, wenn der Elektromotor 10 in Richtung im
Uhrzeigersinn in Drehung versetzt werden soll, wird der FET Q1
eingeschaltet und das Gate des FET Q3 wird durch das Tastverhältnis des
PWM-Signals gesteuert. Die zwei FETs Q1 und Q4 und die zwei FETs Q2
und Q3 können gleichzeitig eingeschaltet werden, um die
Eingangsanschlüsse des Elektromotors 10 kurzzuschließen, um dadurch eine
elektromagnetische Bremskraft auf den Elektromotor 10 anzuwenden.
Die Schnittstellenschaltung 16a konvertiert das Motorstromsignal, welches
durch den Widerstand 16b erfaßt wird, durch Verstärkung und Filter
prozesse in ein analoges Motorstromsignal Im.
Fig. 2 zeigt einen Hauptbereich einer ersten Ausführungsform der in Fig. 1
gezeigten, elektrischen Kraftlenkvorrichtung. Die elektrische
Kraftlenkvorrichtung in der dargestellten Ausführungsform besitzt die
Besonderheit, daß das Motorsteuersignal gesteuert ist auf der Basis des
Lenkmoments T, der Gierrate Y und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Bei der
dargestellten Ausführungsform wird die von dem Lenkgeschwindigkeits
sensor 19 (Fig. 1) ausgegebene Lenkgeschwindigkeit SV nicht verwendet
und der Lenkgeschwindigkeitssensor 19 ist in Fig. 2 nicht gezeigt.
Die Steuereinheit 15 ist ein elektronische Mikroprozessorsteuereinrichtung
und umfaßt ein Motorsteuerglied 17, ein Rückkopplungssteuerglied 17a und
ein Lenkzustandserfassungsglied 20. Die Steuereinheit 15 konvertiert das
Lenkmomentsignal T, das von dem Lenkmomentsensor 12 ausgegeben
wird, das Gierratensignal Y, das von dem Verhaltenssensor 13 ausgegeben
wird und das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, das von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ausgegeben wird, in eine gesteuerte
Größe oder Variable des Lenkmomentsignals (nachfolgend als
"Lenkmomentkomponente" bezeichnet) Mt, eine gesteuerte Größe oder
Variable des Gierratensignals (nachfolgend als "Gierratenkomponente"
bezeichnet) Dy1 bzw. eine gesteuerte Größe oder Variable des
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals (nachfolgend als "Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente" bezeichnet) Ry1, und zwar auf Basis von
Absolutwerten der jeweiligen Signale T, Y und V.
Außerdem beurteilt die Steuereinheit 15, ob die Lenkradbewegung (oder
Lenkbetätigung) in dem Vorlaufzustand (in einer Richtung zum Einschlagen
der Vorderräder) oder in einem Rücklaufzustand (in einer Richtung hin zu der
Geradeaus- oder Neutralstellung) ist. Wenn der Vorlaufzustand erfaßt wird,
subtrahiert die Steuereinheit 15 von der Lenkmomentkomponente Mt, die
dem Lenkmomentsignal T entspricht, das Produkt CZ aus der
Gierratenkomponente Dy1 entsprechend dem Gierratensignal Y und der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 entsprechend dem Fahrzeug
geschwindigkeitssignal Y, und liefert den resultierenden Rest (Mt-CZ) als ein
Motorsteuersignal Co zu dem Rückkopplungssteuerglied 17a. Andererseits,
wenn die Beurteilungseinrichtung den Rücklaufzustand erfaßt, addiert die
Steuereinheit 15 die Lenkmomentkomponente Mt und das Produkt CZ aus
der Gierratenkomponente Dy1 und der Fahrzeuggeschwindigkeits
komponente Ry1 und liefert die resultierende Summe (Mt+CZ) als das
Motorsteuersignal Co zu dem Rückkopplungssteuerglied 17a.
Das Rückkopplungssteuerglied 17a führt eine negative Rückkopplungs
steuerung aus unter Verwendung des Motorsteuersignals Co als einem
Zielwert und dem erfaßten Motorstromsignal Im, das von der
Motorsteuereinheit 16 rückgekoppelt wird, als eine Steuerungsgröße, und
liefert ein Ausgangssignal CO zu der Motoransteuereinheit 16, derart, daß
das Ausgangssignal CO die Abweichung oder den Offset zwischen dem
Motorsteuersignal (Zielwert) Co und dem Motorstromsignal
(Steuerungsgröße) Im reduziert. Das erfaßte Motorstromsignal Im, das zu
dem Rückkoppelsteuerglied 17a geliefert wird, wird einer Analog/Digital-
Wandlung unterzogen bevor der negative Rückkopplungssteuerprozeß
ausgeführt wird.
Die Steuereinheit 15 umfaßt auch drei Analog/Digital (A/D)-Wandler, die zur
Analog/Digital-Wandlung jeweiliger Absolutwerte des Lenkmomentsignals
T, des Gierratensignals Y und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V
verwendet werden, und drei Richtungsbeurteilungsmittel oder -glieder (nicht
gezeigt), die für eine Erfassung jeweiliger Richtungen dieser Signale T, Y
und V mittels Richtungs-Flags Dt, Dy bzw. Dv verwendet werden.
Das Lenkzustandserfassungsglied 20 erfaßt, ob das Lenkrad in dem
Vorlaufzustand ist oder das Lenkrad in dem Rücklaufzustand ist, auf der
Basis der jeweiligen Richtungs-Flags Dt, Dy und Dv des Lenkmomentsignals
T, des Gierratensignals Y und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und
liefert ein Lenkzustandssignal Ss, das den erfaßten Lenkradzustand
repräsentiert, zu einem Schaltteil 23 des Motorsteuerglieds 17. Das
Lenkzustandssignals Ss kann ein Hoch (H)-Pegel oder ein logisches Eins-
Signal sein, wenn der Vorlaufzustand erfaßt wird, und ein Niedrig(L)-Pegel
oder ein logisches Null-Signal sein, wenn der Rücklaufzustand erfaßt wird.
Die obige Erfassung des Lenkzustands wird derart erreicht, daß das Lenkrad
als in dem Vorlaufzustand befindlich beurteilt wird, wenn jeweilige Symbole
des Richtungsflags Dt und Richtungsflags Dy übereinstimmen (Dt = Dy), und
als in dem Rücklaufzustand befindlich beurteilt wird, wenn jeweilige
Symbole der Richtungsflags Dt und Dy nicht übereinstimmen (Dt≠Dy). Für
die obige Beurteilung kann alternativ eine Übereinstimmung zwischen der
Richtung des Lenkmomentsignals T und der Richtung des Lenk
geschwindigkeitssignals SV verwendet werden, das von dem Lenk
geschwindigkeitssensor 19 (Fig. 1) ausgegeben wird.
Das Motorsteuerglied umfaßt ein Lenkmomentberechnungsmittel oder -teil
21a, ein Fahrzeugverhaltensberechnungsmittel oder -teil 21b, ein
Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsmittel oder -teil 21c, ein
Vorlaufsteuerberechnungsmittel oder -teil 22a, ein Rücklaufsteuer
berechnungsmittel oder -teil 22b, ein Multiplizierer 25 und das Schaltteil 23.
Der Lenkmomentberechnungsteil 21a umfaßt einen Speicher wie einen Nur-
Lese-Speicher (ROM) (nicht gezeigt), der darin eine Tabelle von Daten
speichert, wie in Fig. 15 gezeigt, die im Voraus entweder theoretisch oder
experimentell über das durch einen Absolutwert des von dem Lenkmoment
sensor 12 ausgegebenen Lenkmomentsignals T repräsentierte Lenkmoment
Ct und die dem Lenkmoment Ct entsprechende Lenkmomentkomponente Mt
zusammengestellt wurden. Wenn ein Lenkmoment Ct von dem
Lenkmomentsensor 12 in Form eines Lenkmomentsignals T eingegeben
wird, liest der Lenkmomentberechnungsteil 21a aus der in dem ROM
gespeicherten Datentabelle (Fig. 15) eine Lenkmomentkomponente Mt aus,
die dem eingegebenen Lenkmoment Ct entspricht und liefert die
ausgelesene Lenkmomentkomponente Mt zu dem Vorlaufsteuer
berechnungsteil 22a und dem Rücklaufsteuerberechnungsteil 22b.
Der Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b umfaßt einen Speicher wie
einen ROM (nicht gezeigt), der eine Tabelle von Daten speichert, wie es in
Fig. 8 gezeigt ist, die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell
zusammengestellt wurden über die Gierrate Cy, die durch einen Absolutwert
des Gierratensignals Y repräsentiert wird, das von dem Verhaltenssensor 13
ausgegeben wird, und die Gierratenkomponente Dy1 entsprechend der
Gierrate Cy. Wenn von dem Verhaltenssensor 13 eine Gierrate Cy in Form
eines Gierratensignals Y eingegeben wird, liest der Fahrzeug
verhaltensberechnungsteil 21b aus der Datentabelle (Fig. 8), die in dem
ROM gespeichert ist, eine Gierratenkomponente Dy1 entsprechend der
eingegebenen Gierrate Cy aus und liefert die ausgelesene Gierraten
komponente Dy1 zu dem Multiplizierer 25.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil 21c umfaßt eine
Arithmetik/Logik-Einheit und einen ROM (nicht gezeigt), der eine Tabelle von
Daten wie in Fig. 9 gezeigt speichert, die im Voraus entweder theoretisch
oder experimentell zusammengestellt wurden, über die Fahrzeug
geschwindigkeit Cv, die durch einen Absolutwert des Fahrzeug
geschwindigkeitssignals V repräsentiert wird, das von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ausgegeben wird, und die
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1, die der Fahrzeug
geschwindigkeit Cv entspricht. Wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit Cv von
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 in Form eines Fahrzeug
geschwindigkeitssignals V eingegeben wird, liest der Fahrzeug
geschwindigkeitsberechnungsteil 21c aus der Datentabelle (Fig. 9), die in
dem ROM gespeichert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1
aus, die der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Cv entspricht und
liefert die ausgelesene Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 zu dem
Multiplizierer 25. In diesem Beispiel wird die Richtung der
Fahrzeuggeschwindigkeit durch das Richtungsflag Dv angezeigt.
Der Multiplizierer 25 multipliziert die Gierratenkomponente Dy1, die von dem
Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b geliefert wird, mit der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1, die von dem Fahrzeug
geschwindigkeitsberechnungsteil 21c geliefert wird, und liefert das
resultierende Produkt (Signalwert) CZ zu dem Vorlaufsteuerberechnungsteil
22a und dem Rücklaufsteuerberechnungsteil 22b.
Der Vorlaufsteuerberechnungsteil 22a ist aufgebaut durch einen Speicher
wie einen ROM, einen Subtrahierer usw. und subtrahiert von der
Lenkmomentkomponente Mt einen Signalwert CZ, der gleich dem Produkt
der Gierratenkomponente Dy1 und der Fahrzeuggeschwindigkeits
komponente Ry1 ist, und gibt den resultierenden Rest (Mt-CZ) als ein
Vorlaufzustandsmotorsteuersignal zu dem Schaltteil 23.
Der Rücklaufsteuerberechnungsteil 22b ist aufgebaut durch einen Speicher
wie einen ROM, einen Addierer usw. und addiert die Lenkmoment
komponente Mt und einen Signalwert CZ, der gleich dem Produkt der
Gierratenkomponente Dy1 und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
Ry1 ist, und gibt die resultierende Summe (Mt+CZ) als ein
Rücklaufzustandsmotorsteuersignal zu dem Schaltteil 23.
Der Schaltteil 23 besitzt eine Software-gesteuerte Schaltfunktion und wählt
das Vorlaufmotorsteuersignal (Mt-CZ) aus, wenn das von dem
Lenkzustandserfassungsglied 20 gelieferte Lenkzustandssignal Ss auf dem
Hoch (H)-Pegel (logisches Eins-Signal) ist, und wählt das
Rücklaufmotorsteuersignal (Mt+CZ) aus, wenn das von dem Lenk
zustandserfassungsglied 20 gelieferte Lenkzustandssignal Ss auf dem
Niedrig (L)-Pegel (logisches Null-Signal) ist. Das ausgewählte
Motorsteuersignal (Mt+CZ) oder (Mt+CZ) wird als ein Motorsteuersignal
Co zu dem Rückkoppelsteuerglied 17a ausgegeben.
Der Signalwert CZ wirkt sowohl in dem Vorlauf- als auch in dem
Rücklaufzustand des Lenksystems in einer Richtung, die der Richtung der
Drehung des Lenkrads entgegengesetzt ist, und übt somit eine
Dämpfungswirkung auf die Drehung des Lenkrads aus.
Das Rückkoppelsteuerglied 17a umfaßt einen Subtrahierer 24a und einen
PID (Proportional-Integral-Differential)-Regler 24b. Der Subtrahierer 24a
berechnet eine Abweichung oder einen Offset zwischen dem
Motorsteuersignal Co (Zielwert) und dem Digitalwert des erfaßten
Motorstromsignals Im. Der PID-Regler 24b, bestehend aus einem
Proportionalelement P, einem Integralelement I und einem
Differentialelement D erzeugt ein Ausgangssignal (Motorsteuersignal) CO
derart, daß eine Rückkopplungssteuerung mit einer kleinen stationären
Abweichung und hoher Anpassungsfähigkeit erzielt wird.
Die Motoransteuereinheit 16, die mit dem Motorsteuersignal CO versorgt
wird, führt eine PWM-Steuerung der aus vier FETs Q1-Q4 (Fig. 3)
bestehenden Brückenschaltung durch, um ein Motorsteuersignal Mo in Form
eines PWM-Ansteuersignals zu erzeugen, und treibt dadurch den
Elektromotor 10 steuerbar an.
Wenn das Lenkrad 2 in dem Vorlaufzustand ist, subtrahiert die Steuereinheit
15 somit von der Lenkmomentkomponente Mt einen Wert CZ, der gleich
dem Produkt aus der Gierratenkomponente Dy1 und der Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente Ry1 ist, um dadurch ein Motorsteuersignal Co
(Mt-CZ) zu erzeugen, das in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung des
Lenkrads 2 wirkt. Wenn das Lenkrad 2 in dem Rücklaufzustand ist, addiert
die Steuereinheit 15 die Lenkmomentkomponente Mt und das Produkt CZ
der von der Gierrate Y gesteuerten Variablen Dy1 und der von der
Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuerten Variablen Ry1, um dadurch ein
Motorsteuersignal Co (Mt+CZ) zu erzeugen. Die Komponente CZ des
Motorsteuersignals Co, die der Gierrate Y entspricht, wirkt in einer Richtung
entgegengesetzt der Richtung der Lenkradbewegung. Dies bedeutet, daß in
dem Vorlaufzustand des Lenksystems umso weniger Lenkunterstützungs
kraft von dem Elektromotor 10 bereitgestellt wird, je größer die Gierrate Y
ist, während in dem Rücklaufzustand umso mehr Lenkgegenkraft (Kraft, die
in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Drehung des
Lenkrads 2 wirkt) von dem Elektromotor 10 bereitgestellt wird, je größer die
Gierrate Y ist.
Die Lenkmomentkomponente Mt wird somit korrigiert durch Dämpfen
derselben mit (oder Addieren zu ihr) der Komponente CZ entsprechend der
Gierrate Y (die eine Komponente ist, die in einer Richtung entgegen der
Richtung der Drehung des Lenkrads wirkt), wie es durch Mt-CZ in dem
Vorlaufzustand und durch Mt+CZ in dem Rücklaufzustand durchgeführt
wird. Diese Korrektur wird als "Dämpfungskorrektur" bezeichnet.
Mit dieser Dämpfungskorrektur wird die Fahrzeugverhaltenskomponente
(Gierrate) für den Fahrer als eine Lenkgegenkraft zugänglich, die dazu wirkt,
die Differenz oder Verzögerung zwischen einer von dem Fahrer
unternommenen Lenkbetätigung und einer Verhaltensänderung des
Fahrzeugs, die durch die Lenkoperation bewirkt wird, zu vermindern. Das
Fahrzeug kann deshalb mit verbessertem Ansprechverhalten sanft
manövriert werden.
Fig. 4 zeigt in einem Blockdiagramm einen Hauptbereich einer zweiten
Ausführungsform der elektrischen Kraftlenkvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung. Die elektrische Kraftlenkvorrichtung ist allgemein
derart aufgebaut, daß ein Ausgangssignal, welches erzeugt wird auf der
Basis des Lenkmoments, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit,
unter Verwendung der Änderungsrate der Gierrate korrigiert wird, um ein
Motorsteuersignal zu kontrollieren.
Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt die elektrische Kraftlenkvorrichtung
allgemein einen Lenkmomentsensor 12, einen Verhaltenssensor 13, einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14, eine Steuereinheit 15a, eine
Motoransteuereinheit 16 und einen Elektromotor 10. Diese Teile 10, 12-14
und 16 sind die gleichen, wie die oben mit Bezug auf die erste, in Fig. 2
gezeigte Ausführungsform beschriebenen Teile, und deshalb ist keine
weitere Beschreibung derselben erforderlich.
Die Steuereinheit 15a ist eine elektronische Mikroprozessorsteuereinrichtung
und umfaßt ein Motorsteuerglied 17, ein Rückkoppelsteuerglied 17a, ein
Gegenkraftsteuerglied 18 und ein Lenkzustandserfassungsglied 20. Die
Steuereinheit 15a erzeugt ein Vorlaufzustandsmotorsteuersignal (Mt-CZ) und
ein Rücklaufzustandmotorsteuersignal (Mt+CZ) auf der Basis des
Lenkmomentsignals T, des Gierratensignals Y und des Fahrzeug
geschwindigkeitssignals V und gibt diese Steuersignale (Mt-CZ) und
(Mt + CZ) von dem Motorsteuerglied 17 zu der Motoransteuereinheit 16 als
ein Motorsteuersignal Co aus, und zwar in der gleichen Art und Weise, wie
dies in der ersten, in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ausgeführt wird.
Außerdem differenziert die Steuereinheit 15a das Gierratensignal Y, um die
Änderungsrate ΔY des Fahrzeugverhaltens (Gierrate) zu erhalten, subtrahiert
von der Fahrzeugverhaltens (Gierraten)-Änderungsrate ΔY eine Offsetgröße
Oy1, die dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 gelieferten
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V entspricht, um dadurch einen Wert dY
zu erhalten, subtrahiert ferner einen Wert C, der gleich dem Produkt aus
dem Wert dY und einem Dämpfungskoeffizienten Cvd ist, der der
Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht, von dem Motorsteuersignal Co,
welches von dem Motorsteuerglied 17 geliefert wird, und liefert den
resultierenden Wert (Co-C) zu der Motorsteuereinheit 16.
Obwohl es nicht gezeigt ist, jedoch in der gleichen Weise wie bei der in Fig.
2 gezeigten Ausführungsform, umfaßt die Steuereinheit 15a auch drei
Analog/Digital (A/D)-Wandler, die für eine Analog/Digital-Wandlung der
jeweiligen Absolutwerte des Lenkmomentsignals T, des Gierratensignals Y
und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V verwendet werden, und drei
Richtungsbeurteilungsmittel oder -glieder, die zur Erfassung jeweiliger
Richtungen dieser Signale T, Y und V mittels Richtungsflags Dt, Dy bzw. Dv
verwendet werden.
Das Motorsteuerglied 17 umfaßt einen Lenkmomentkomponenten
berechnungsteil, einen Fahrzeugverhaltenskomponentenberechnungsteil,
einen Fahrzeuggeschwindigkeitskomponentenberechnungsteil, einen
Vorlaufsteuerberechnungsteil, einen Rücklaufsteuerberechnungsteil, einen
Multiplizierer und einen Schaltteil, welche jeweils die gleichen wie die in Fig.
2 gezeigten Teile 21a, 21b, 21c, 22a und 22b sind. Bei Erfassung des
Vorlaufzustands des Lenkrads auf der Basis des Lenkmomentsignals T, des
Gierratensignals Y, des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und eines
Lenkzustandssignals Ss subtrahiert das Motorsteuerglied 17 von einer
Lenkmomentkomponente Mt (Fig. 2) entsprechend dem Lenkmomentsignal
T einen Wert CZ (Fig. 2), der gleich dem Produkt aus einer
Gierratenkomponente Dy1 (Fig. 2) entsprechend dem Gierratensignal Y und
einer Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 (Fig. 2) entsprechend dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V ist, und gibt den resultierenden Rest (Mt-
CZ) als das Motorsteuersignal Co zu dem Gegenkraftsteuerglied 18.
Andererseits, wenn das Motorsteuerglied 17 den Rücklaufzustand des
Lenkrads erfaßt, addiert es die Lenkmomentkomponente Mt und einen Wert
CZ zusammen, der gleich dem Produkt zwischen der Gierratenkomponente
Dy1 und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 ist, und liefert die
resultierende Summe (Mt+CZ) als das Motorsteuersignal Co zu dem
Gegenkraftsteuerglied 18.
Das Gegenkraftsteuerglied 18 umfaßt ein Fahrzeugverhaltens
änderungsratenberechnungsmittel oder -teil 26, ein Offsetsteuermittel oder
-teil 27, ein Dämpfungskoeffizientsteuermittel oder -teil 28, ein
Korrekturberechnungsmittel oder -teil 32, einen Multiplizierer 30 und einen
Subtrahierer 31. Das Gegenkraftsteuerglied 18 subtrahiert eine Offsetgröße
Oy1 entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V von der
Änderungsrate ΔY des Fahrzeugverhaltens (Gierrate), die durch
Differenzieren des Gierratensignals Y erhalten wird, um dadurch den Rest
dY zu erhalten, subtrahiert ferner einen Wert C, der gleich dem Produkt aus
einer aus dem Rest dY resultierenden Korrektur Dy3 und einem Dämpfungs
koeffizienten Cvd entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V ist,
von dem Motorsteuersignal Co, das von dem Motorsteuerglied 17 geliefert
wird, und liefert den resultierenden Rest (Co-C) zu dem Rückkoppel
steuerglied 17a.
Der Fahrzeugverhaltensänderungsratenberechnungsteil 26, der eine
Arithmetik/Logik-Einheit und einen ROM aufweist, differenziert das
Gierratensignal Y von dem Verhaltenssensor 13, um die Änderungsrate des
Gierratensignals Y zu erhalten, konvertiert die Änderungsrate in einen
Absolutwert, um die Änderungsrate ΔY der Gierrate (Fahrzeugverhalten) zu
berechnen, und liefert die Änderungsrate ΔY der Gierrate
(Fahrzeugverhaltensänderungsrate) zu dem Subtrahierer 29.
Der Offsetsteuerteil 27 umfaßt einen Speicher wie einen ROM (nicht
gezeigt), der eine Tabelle von Daten speichert, wie es in Fig. 12 gezeigt ist,
die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell über die
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv und die Offsetgröße Oy1 entsprechend der
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv zusammengestellt wurden. Wenn eine
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14
eingegeben wird, liest der Offsetsteuerteil 27 aus der Datentabelle (Fig. 12),
die in dem ROM gespeichert ist, eine Offsetgröße Oy1 entsprechend der
eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Cv aus und liefert die ausgelesene
Offsetgröße Oy1 zu dem Subtrahierer 29.
Der Dämpfungskoeffizientsteuerteil 28 umfaßt einen Speicher wie einen
ROM (nicht gezeigt), der eine Tabelle von Daten speichert, wie es in Fig. 14
gezeigt ist, die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell über die
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv und den Dämpfungskoeffizienten Cvd
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit Cv zusammengestellt wurden.
Wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit Cv von dem Fahrzeug
geschwindigkeitssensor eingegeben wird, liest der Dämpfungskoeffizient
steuerteil 28 aus der Datentabelle (Fig. 14), die in dem ROM gespeichert ist,
einen Dämpfungskoeffizienten Cvd entsprechend der eingegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv aus und liefert den ausgelesenen
Dämpfungskoeffizienten Cvd zu dem Multiplizierer 30.
Der Subtrahierer 29 subtrahiert die Offsetgröße Oy1 (geliefert von dem
Offsetsteuerteil 27) von dem Absolutwert ΔY der Änderungsrate der
Gierrate (geliefert von dem
Fahrzeugverhaltensänderungsratenberechnungsteil 26) und liefert den
resultierenden Rest dY zu dem Korrekturberechnungsteil 32.
Der Korrekturberechnungsteil 32 umfaßt einen Speicher wie einen ROM
(nicht gezeigt), der eine Tabelle von Daten speichert, wie es in Fig. 13
gezeigt ist, die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell über das
Ausgangssignal dY von dem Subtrahierer 29 und die Korrektur Dy3
entsprechend dem Ausgangssignal dY zusammengestellt wurden. Wenn ein
Ausgangssignal dY von dem Subtrahierer 29 eingegeben wird, liest der
Korrekturberechnungsteil 32 aus der Datentabelle (Fig. 13), die in dem ROM
gespeichert ist, eine Korrektur Dy3 entsprechend dem eingegebenen
Ausgangssignal dY aus und liefert die ausgelesene Korrektur Dy3 zu dem
Multiplizierer 30.
Der Multiplizierer 30 multipliziert die Korrektur Dy3 (geliefert von dem
Korrekturberechnungsteil 32) mit dem Dämpfungskoeffizienten Cvd
(geliefert von dem Dämpfungskoeffizientsteuerteil 26), um dadurch das
Produkt C zu erhalten, und liefert das Produkt zu dem Subtrahierer 31.
Der Subtrahierer 31 subtrahiert einen Signalwert (Produkt) C, der von dem
Multiplizierer 30 aus dem Motorsteuersignal Co geliefert wird, welches von
dem Motorsteuerglied 17 geliefert ist, und gibt den resultierenden Rest (Co-
C) als ein neues oder korrigiertes Motorsteuersignal zu dem
Rückkoppelsteuerglied 17a aus.
Das Rückkoppelsteuerglied 17a und das Lenkzustandserfassungsglied 20
sind in ihrem Aufbau und ihrer Funktion die gleichen, wie diejenigen der
ersten, oben mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform und eine
weitere Beschreibung derselben kann deshalb entfallen.
Die Steuereinheit 15a addiert oder subtrahiert daher von einer
Lenkmomentkomponente Mt entsprechend einem Lenkmomentsignal T einen
Wert CZ, der gleich dem Produkt aus einer Gierratenkomponente Ry1
entsprechend einem Gierratensignal Y und einer Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente Ry1 entsprechend einem Fahrzeug
geschwindigkeitssignal V ist, und gibt, als ein Motorsteuersignal Co, die
resultierende Summe (Mt+CZ) aus, wenn das Lenkrad in dem
Rücklaufzustand ist, und gibt den resultierenden Rest (Mt-CZ) aus, wenn
das Lenkrad in dem Vorlaufzustand ist. Außerdem subtrahiert die
Steuereinheit 15a von dem Motorsteuersignal Co einen Wert C, der gleich
dem Produkt aus einem Dämpfungskoeffizienten Cvd entsprechend dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V und einem Wert Dy3 entsprechend einem
Wert dY ist, der durch Subtrahieren einer Offsetgröße Oy1 entsprechend
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V von dem Absolutwert ΔY der
Änderungsrate der Gierrate entsprechend dem Gierratensignal Y, um
dadurch ein neues Motorsteuersignal (Co-C) zu erhalten. Die Komponente
CZ des Motorsteuersignals Co, die der Gierrate Y entspricht, wirkt in einer
Richtung entgegengesetzt der Richtung der Lenkradbewegung. Dies
bedeutet, daß in dem Vorlaufzustand die Lenkunterstützungskraft umso
weniger von dem Elektromotor 10 bereitgestellt wird, je größer die Gierrate
Y ist, während in dem Rücklaufzustand umso mehr Lenkgegenkraft (Kraft,
die in einer Richtung entgegengesetzt der Richtung der Drehung des
Lenkrads 2 wirkt) von dem Elektromotor 10 geliefert wird, je größer die
Gierrate Y ist.
Außerdem wird in Antwort auf eine plötzliche Änderung der Gierrate
(Gierwinkelbeschleunigung) die Lenkunterstützungskraft des Elektromotors
10 verringert.
Selbst bei einer Lenkbetätigung, die mit im wesentlichen der gleichen
Lenkgeschwindigkeit wie bei der herkömmlichen Kraftlenkvorrichtung
unternommen wird, ist daher verhindert - da die Fahrzeug
verhaltenskomponente für den Fahrer als einen Lenkgegenkraft zugänglich
ist - daß die Vorderräder aufgrund der Wirkung des Fahrzeugverhaltens und
der Änderungsrate des Fahrzeugverhaltens (Gierwinkelgeschwindigkeit und
Gierwinkelbeschleunigung) übersteuert werden. Die Differenz oder
Verzögerung zwischen der Lenkbetätigung des Fahrers und der
resultierenden Verhaltensänderung des Fahrzeugs kann deshalb vermindert
werden, wodurch sanfte Manöver des Fahrzeugs gewährleistet sind.
Der Betrieb der Steuereinheit 15a der elektrischen Kraftlenkvorrichtung, die
in Fig. 4 gezeigt ist, wird mit Bezug auf ein in Fig. 6 gezeigtes
Flußdiagramm beschrieben.
Wenn ein Zündschlüsselschalter (nicht gezeigt) des Fahrzeugs eingeschaltet
wird, wird die Steuereinheit 15a durch eine Batterie-Energiequelle 35 (Fig.
3) mit Energie versorgt, um einen Betrieb gemäß einem darin gespeicherten
Programm aufzunehmen (Schritt P0).
Der die Steuereinheit 15a bildende Mikroprozessor startet eine
Steuerroutine, woraufhin ein Steuersignal wie ein Einschaltrücksetzsignal zu
verschiedenen Teilen geschickt wird, um die Teile zu initialisieren (Schritt
P1.
Dann liest ein Schritt P2 die Intensität und Richtung eines
Lenkmomentsignals T, das von dem Lenkmomentsensor 12 ausgegeben
wird.
Nachfolgend berechnet ein Schritt P3 die Intensität und Wirkrichtung des
Lenkmomentsignals T und wandelt diese über einen A/D-Wandler in einen
Absolutwert Ct und ein Richtungsflag Dt des Lenkmomentsignals T um. Der
Absolutwert Ct und das Richtungsflag Dt des Lenkmomentsignals T werden
in dem Speicher gespeichert.
Danach liest ein Schritt P4 aus der Datentabelle (Fig. 15), die in dem ROM
des Lenkmomentberechnungsteils 21a gespeichert ist (Fig. 2), eine
Lenkmomentkomponente Mt entsprechend dem Lenkmoment Ct aus.
Dann liest ein Schritt PS die Intensität und Richtung eines Gierratensignals
Y, das in der analogen Form von dem Verhaltenssensor 13 ausgegeben
wird.
Ein Schritt P6 berechnet die Intensität und Wirkrichtung des Gierratensignals
Y und wandelt diese über einen A/D-Wandler in einen Absolutwert Cy und
eine Richtung der Gierrate um. Der Absolutwert Cy und das Richtungsflag
Dy der Gierrate werden in dem Speicher gespeichert.
Nachfolgend differenziert ein Schritt P7 die Gierrate Cy, um die
Änderungsrate der Gierrate Cy zu erhalten, wandelt die differenzierte
Gierrate in einen Absolutwert um und speichert den Absolutwert ΔY der
Änderungsrate der Gierrate (Fahrzeugverhaltensänderungsrate) in dem
Speicher.
Danach liest ein Schritt P8 die Intensität und Richtung des
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V, das in der analogen Form von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ausgegeben wird.
Ein Schritt P9 berechnet die Intensität und Richtung des
Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und wandelt diese über einen A/D-
Wandler in einen Absolutwert Cv und ein Richtungsflag Dv der
Fahrzeuggeschwindigkeit um. Der Absolutwert Cv und das Richtungsflag Dv
der Fahrzeuggeschwindigkeit werden in dem Speicher gespeichert.
Dann befiehlt ein Schritt P10 dem Lenkzustandserfassungsglied 20, einen
Vergleich zwischen dem Gierratenrichtungsflag Dy und dem
Lenkmomentrichtungsflag Dt durchzuführen, und befiehlt ferner dem
Schaltteil 23, in Antwort auf ein Erfassungssignal Ss von dem
Lenkzustandserfassungsglied 2 ein Umschalten des Steuerbetriebs zwischen
dem Fall, in dem das Flag Dy und das Flag Dt übereinstimmen (Dy = Dt), und
dem Fall, in dem die Flags Dy und Dt nicht übereinstimmen (Dy≠Dt).
Wenn Dy=Dt gilt, wird das Lenksystem (mit dem Lenkrad) als in dem
Vorlaufzustand befindlich beurteilt, und die Steuerprozedur geht weiter zu
einem Schritt P11. Andererseits, wenn Dy ≠ Dt gilt, wird das Lenksystem als
in dem Rücklaufzustand befindlich beurteilt und die Steuerprozedur geht zu
einem Schritt P15.
Der Schritt P11 liest aus der Datentabelle (Fig. 8), die im Voraus in dem
Speicher des Fahrzeugverhaltensberechnungsteils 21b gespeichert wurde,
eine Verhaltens (Gierraten)-Komponente Dy1 entsprechend dem
Absolutwert Cy der Gierrate aus.
Dann liest ein Schritt P12 aus der Datentabelle (Fig. 9), die im Voraus in
dem Speicher des Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteils 21c
gespeichert wurde, eine Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1
entsprechend dem Absolutwert Cv der Fahrzeuggeschwindigkeit aus.
Ein Schritt P13 multipliziert die Gierratenkomponente Dy1 entsprechend
dem Absolutwert Cy der Gierrate mit der Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente Ry1 entsprechend dem Absolutwert der
Fahrzeuggeschwindigkeit und setzt das resultierende Produkt als einen
Signalwert CZ.
Danach subtrahiert ein Schritt P14 den Signalwert CZ, der durch den Schritt
P13 erhalten wurde, von der Lenkmomentkomponente Mt in dem Speicher
des Lenkmomentberechnungsteils 21a, und speichert den verbleibenden
Rest (Mt-CZ) als ein Co.
Der Schritt P15, der dann durchgeführt wird, wenn (Dy≠Dt) gilt, liest aus
der Datentabelle (Fig. 8), die im Voraus in dem Speicher des
Fahrzeugverhaltensberechnungsteils 21b gespeichert wurde, eine Verhaltens
(Gierraten)-Komponente Dy1 entsprechend dem Absolutwert Cy der Gierrate
aus.
Dann liest ein Schritt P16 aus der Datentabelle (Fig. 9), die im Voraus in
dem Speicher des Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteils 21c
gespeichert wurde, eine Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1
entsprechend dem Absolutwert Cv der Fahrzeuggeschwindigkeit aus.
Ein Schritt P17 multipliziert die Gierratenkomponente Dy1 entsprechend
dem Absolutwert Cy der Gierrate mit der Fahrzeuggeschwindigkeits
komponente Ry1 entsprechend dem Absolutwert der Fahrzeug
geschwindigkeit und setzt das resultierende Produkt als einen Signalwert
CZ.
Danach addiert ein Schritt P18 die Lenkmomentkomponente Mt in dem
Speicher des Lenkmomentberechnungsteils 21a und den Signalwert CZ, der
im Schritt P17 erhalten wurde, und speichert die resultierende Summe
(Mt+CZ) als ein Co.
Nachfolgend liest ein Schritt P19 aus der Datentabelle (Fig. 12), die im
Voraus in dem Speicher des Offsetsteuerteils 27 gespeichert wurde, eine
Offsetgröße Oy1 entsprechend dem Absolutwert Cv der Fahrzeug
geschwindigkeit aus.
Ein Schritt P20 liest den Absolutwert ΔY der Änderungsrate der Gierrate
(Fahrzeugverhaltensänderungsrate) aus dem Speicher von Schritt P7 aus
und subtrahiert davon die im Schritt P19 ausgelesene Offsetgröße Oy1 (ΔY-
Oy1), um dadurch dY zu erhalten. Wenn der resultierende Rest negativ ist,
gilt dy=0.
Dann liest ein Schritt P21 aus der Datentabelle (Fig. 13), die im Voraus in
dem Speicher des Fahrzeugverhaltensänderungsratenberechnungsteil 26
gespeichert wurde, eine Korrektur Dy3 entsprechend dem Ausgangssignal
dY von dem Subtrahierer 29 aus.
Ein Schritt P22 liest aus der Datentabelle (Fig. 14), die im Voraus in dem
Speicher des Dämpfungskoeffizientensteuerteils 28 gespeichert wurde,
einen Dämpfungskoeffizienten Cvd zum Korrigieren des Lenkunterstützungs
moments entsprechend dem Absolutwert Cv der Fahrzeuggeschwindigkeit
aus.
Nachfolgend multipliziert ein Schritt P23 die Unterstützungsmoment
korrektur Dy3, die im Schritt P21 entsprechend der Gierratenänderungsrate
dY ausgelesen wurde, und den Dämpfungskoeffizienten Cvd, der im Schritt
P22 für die Korrektur des Unterstützungsmoments entsprechend der
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv ausgelesen wurde, um dadurch ein neues
Unterstützungsmomentkorrektursignal C zu erhalten.
Danach subtrahiert ein Schritt P24 das Unterstützungsmoment
korrektursignal C von dem resultierenden Wert Co, der von dem Schritt P14
in dem Lenkungsvorlaufzustand (Dy=Dt) ausgegeben wird, der im Schritt
P10 erfaßt wurde, und von dem resultierenden Wert Co, der von dem
Schritt P18 in dem Lenkungsrücklaufzustand (Dy ≠ Dt) in Schritt P10 erfaßt
wird, und gibt den resultierenden Rest (Co-C) als ein neues
Motorsteuersignal zu der Motorsteuereinheit 16 aus.
Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen, die in einem Blockdiagramm einen
Hauptbereich einer dritten Ausführungsform der elektrischen
Kraftlenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Die elektrische
Kraftlenkvorrichtung ist allgemein derart aufgebaut, daß ein Ausgangssignal,
das erzeugt wird auf der Basis des Lenkmoments, der Gierrate und der
Fahrzeuggeschwindigkeit, unter Verwendung der Änderungsrate der
Gierrate und der Änderungsrate der Fahrzeuggeschwindigkeit korrigiert wird,
um ein Motorsteuersignal zu steuern.
Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, umfaßt die elektrische Kraftlenkvorrichtung
allgemein einen Lenkmomentsensor 12, einen Verhaltenssensor 13, einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14, einen Lenkgeschwindigkeitssensor 19,
eine Steuereinheit 15b, eine Motoransteuereinheit 16 und einen
Elektromotor 10. Der Lenkgeschwindigkeitssensor 19 erfaßt die Richtung
und Geschwindigkeit der Lenkradbewegung und erzeugt ein Lenkungssignal
SV.
Die Steuereinheit 15b ist eine elektronische Mikroprozessorsteuereinrichtung
und umfaßt ein Motorsteuerglied 17, ein Gegenkraftsteuerglied 18, ein
Rückkopplungssteuerglied 17a und ein Lenkzustandserfassungsglied 20. Die
Steuereinheit 15b wandelt das Lenkmomentsignal T, das von dem
Lenkmomentsensor 12 ausgegeben wird, das Gierratensignal Y, das von
dem Verhaltenssensor 13 ausgegeben wird, und das Fahrzeug
geschwindigkeitssignal V, das von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14
ausgegeben wird, in eine Lenkmomentkomponente Mt,
Gierratenkomponenten Dy1, Dy2 bzw. Fahrzeuggeschwindigkeits
komponenten Ry1, Ry2 um, und zwar auf der Basis von Absolutwerten der
jeweiligen Signale T, Y und V.
Außerdem erfaßt die Steuereinheit 15b auf der Basis jeweiliger Richtungen
des Lenkmomentsignals T und des Lenkgeschwindigkeitssignals Sv, ob das
Lenkrad in dem Vorlaufzustand oder in dem Rücklaufzustand ist. Wenn der
Vorlaufzustand erfaßt ist, subtrahiert die Steuereinheit 15b von der
Lenkmomentkomponente Mt entsprechend dem Lenkmomentsignal T einen
Wert CZ1, der gleich dem Produkt der Gierratenkomponente Dy1
entsprechend dem Gierratensignal Y und der Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente Ry1 entsprechend dem Fahrzeug
geschwindigkeitssignal Y ist, und führt den resultierenden Rest (Mt-CZ1) als
ein Motorsteuersignal Co von dem Motorsteuerglied 17 zu dem
Gegenkraftsteuerglied 18 zu. Andererseits, wenn der Rücklaufzustand erfaßt
wird, addiert die Steuereinheit 15b die Lenkmomentkomponente Mt und
einen Wert CZ2, der gleich dem Produkt aus der Gierratenkomponente Dy2
und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry2 ist, und führt die
resultierende Summe (Mt+CZ2) als das Motorsteuersignal Co von dem
Motorsteuerglied 17 zu dem Gegenkraftsteuerglied 18 zu. Außerdem
subtrahiert die Steuereinheit 15b von der Änderungsrate ΔY des
Fahrzeugverhaltens (Gierrate), die durch Differenzieren des Gierratensignals
Cy von dem Verhaltenssensor 13 erhalten ist, eine Offsetgröße Oy1
entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Cv von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14, um einen Wert dY zu erhalten,
subtrahiert ferner von dem Motorsteuersignal Co, das von dem
Motorsteuerglied 17 geliefert wird, einen Wert C, der gleich dem Produkt
aus dem Wert dY und einem Dämpfungskoeffizienten Cvd entsprechend der
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv ist, und liefert den resultierenden Wert (Co-C)
der Motoransteuereinheit 16.
Obwohl es nicht gezeigt ist, jedoch in der gleichen Weise wie bei der in Fig.
2 gezeigten Ausführungsform, umfaßt die Steuereinheit 15b auch vier
Analog/Digital (A/D)-Wandler, die für eine Analog/Digitalwandlung jeweiliger
Absolutwerte des Lenkmomentsignals T, des Gierratensignals Y, des
Lenkgeschwindigkeitssignals SV und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals
V verwendet werden, sowie vier Richtungsbeurteilungsmittel oder -glieder
zur Erfassung jeweiliger Richtungen der vier Signale T, Y, SV und V mittels
Richtungsflags Dt, Dy, Dsv bzw. Dv.
Das Lenkzustandserfassungsglied 20 erfaßt auf der Basis des Richtungsflags
Dt des Lenkmomentsignals T und des Richtungsflags Dsv des
Lenkgeschwindigkeitssignals Sv, ob das Lenkrad sich in dem Vorlaufzustand
oder in dem Rücklaufzustand befindet, und versorgt einen Schaltteil 23 des
Motorsteuerglieds 17 mit einem Lenkzustandssignal Ss entsprechend dem
erfaßten Lenkzustand derart, daß das Lenkzustandssignal Ss auf einem
Hoch (H)-Pegel oder einem logischen Eins-Signal ist, wenn der
Vorlaufzustand erfaßt ist, und auf einem Niedrig(L)-Pegel oder einem
logischen Null-Signal ist, wenn der Rücklaufzustand erfaßt ist.
Die obige Erfassung des Lenkzustands wird derart erreicht, daß das Lenkrad
als in dem Vorlaufzustand befindlich beurteilt wird, wenn jeweilige Symbole
des Richtungsflags Dt und des Richtungsflags Dsv übereinstimmen (Dt =
Dsv), und als in dem Rücklaufzustand befindlich beurteilt wird, wenn
jeweilige Symbole der Richtungsflags Dt und Dsv nicht übereinstimmen (Dt
≠ Dsv).
Das Motorsteuerglied 17 umfaßt einen Lenkmomentberechnungsteil 21a,
einen Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b, einen Fahrzeug
geschwindigkeitsberechnungsteil 21c, einen Vorlaufsteuerberechnungsteil
22a, einen Rücklaufsteuerberechnungsteil 22b, zwei Multiplizierer 25 und
33 und den Schaltteil 23.
Das Gegenkraftsteuerglied 18 umfaßt einen Verhaltensänderungsraten
berechnungsteil 26, einen Offsetsteuerteil 27, einen Dämpfungs
koeffizientsteuerteil 28, einen Korrekturberechnungsteil 32, einen
Subtrahierer 29, einen Multiplizierer 30 und einen Subtrahierer 31.
Der Lenkmomentberechnungsteil 21a umfaßt einen Speicher wie einen ROM
(nicht gezeigt), der darin eine Tabelle von Daten, wie es in Fig. 15 gezeigt
ist, speichert, die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell über
das Lenkmoment Ct, das durch einen Absolutwert des von dem
Lenkmomentsensor 12 ausgegebenen Lenkmomentsignals T repräsentiert
wird, und die Lenkmomentkomponente Mt entsprechend dem Lenkmoment
Ct zusammengestellt wurden. Wenn ein Lenkmoment Ct von dem
Lenkmomentsensor 12 in der Form eines Lenkmomentsignals T eingegeben
wird, liest der Lenkmomentberechnungsteil 21a aus der in dem ROM
gespeicherten Datentabelle (Fig. 15) eine Lenkmomentkomponente Mt
entsprechend dem eingegebenen Lenkmoment Ct aus und führt die
ausgelesene Lenkmomentkomponente dem Vorlaufsteuerberechnungsteil
22a und dem Rücklaufsteuerberechnungsteil 22b zu.
Der Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b umfaßt einen Speicher wie
einen ROM (nicht gezeigt), der eine Tabelle von Daten für den
Lenkungsvorlaufzustand, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, speichert, die im
Voraus entweder theoretisch oder experimentell über die Gierrate Cy, die
durch einen Absolutwert des von dem Verhaltenssensor 13 ausgegebenen
Gierratensignals Y repräsentiert wird, und die Gierratenkomponente Dy1
entsprechend der Gierrate Cy zusammengestellt wurden. Wenn eine Gierrate
Cy von dem Verhaltenssensor 13 in der Form eines Gierratensignals Y
eingegeben wird, liest der Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21 aus der in
dem ROM gespeicherten Datentabelle (Fig. 8) eine Gierratenkomponente
Dy1 entsprechend der eingegebenen Gierrate Cy aus und liefert die
ausgelesene Gierratenkomponente Dy1 zu dem Multiplizierer 25.
Der Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b speichert in dem ROM ferner
eine zusätzliche Tabelle von Daten für den Lenkungsrücklaufzustand, wie
es in Fig. 10 gezeigt ist, die im Voraus entweder theoretisch oder
experimentell über die Gierrate Cy, die durch den Absolutwert des von dem
Verhaltenssensor 13 ausgegebenen Gierratensignals Y repräsentiert wird,
und die Gierratenkomponente Dy1 entsprechend der Gierrate Cy
zusammengestellt wurden. Wenn eine Gierrate Cy von dem
Verhaltenssensor 13 in der Form eines Gierratensignals Y eingegeben wird,
liest der Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b aus der in dem ROM
gespeicherten Datentabelle (Fig. 10) eine Gierratenkomponente Dy2
entsprechend der eingegebenen Gierrate Cy aus und liefert die ausgelesene
Gierratenkomponente Dy2 zu dem Multiplizierer 33.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil 21c umfaßt einen Speicher
wie einen ROM (nicht gezeigt), der eine Tabelle von Daten für den
Lenkungsvorlaufzustand speichert, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, die im
Voraus entweder theoretisch oder experimentell über die
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv, die durch einen Absolutwert des von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ausgegebenen Fahrzeug
geschwindigkeitssignals V repräsentiert wird, und die
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 entsprechend der
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv zusammengestellt wurden. Wenn eine
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14
in der Form eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V eingegeben wird, liest
der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil 21c aus der in dem ROM
gespeicherten Datentabelle (Fig. 9) eine Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente Ry1 entsprechend der eingegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv aus und liefert die ausgelesene
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 zu dem Multiplizierer 25. In
diesem Beispiel wird die Richtung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch das
Richtungsflag Dv angezeigt.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil 21c speichert in dem ROM
ferner eine zusätzliche Tabelle von Daten für den Lenkungsrücklaufzustand,
wie es in Fig. 11 gezeigt ist, die im Voraus entweder theoretisch oder
experimentell über die Fahrzeuggeschwindigkeit Cv, die durch einen
Absolutwert des von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14
ausgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V repräsentiert wird, und die
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry2 entsprechend der
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv zusammengestellt wurden. Wenn eine
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14
in der Form eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V eingegeben wird, liest
der Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil 21c aus der in dem ROM
gespeicherten Datentabelle (Fig. 11) eine Fahrzeuggeschwindigkeits
komponente Ry2 entsprechend der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit
Cv aus und liefert die ausgelesene Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
Ry2 zu dem Multiplizierer 33.
Der Multiplizierer 25 multipliziert die Gierratenkomponente Dy1, die von dem
Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b geliefert wird, mit der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1, die von dem Fahrzeug
geschwindigkeitsberechnungsteil 21c geliefert wird, und liefert das
resultierende Produkt (Signalwert) CZ1 zu dem Vorlaufsteuerberechnungsteil
22a.
Der Multiplizierer 33 multipliziert die Gierratenkomponente Dy2, die von dem
Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b geliefert wird, mit der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry2, die von dem Fahrzeug
geschwindigkeitsberechnungsteil 21c geliefert wird, und liefert das
resultierende Produkt (Signalwert) CZ2 zu dem Rücklauf
steuerberechnungsteil 22b.
Der Vorlaufsteuerberechnungsteil 22a ist aufgebaut durch einen Speicher
wie einen ROM, einen Subtrahierer und so weiter und subtrahiert von der
Lenkmomentkomponente Mt das Produkt (Signalwert) CZ1 aus der
Gierratenkomponente Dy1 und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
Ry1 und gibt den resultierenden Rest (Mt-CZ1) als ein
Vorlaufzustandsmotorsteuersignal an den Schaltteil 23 aus.
Der Rücklaufsteuerberechnungsteil 22b ist aufgebaut durch einen Speicher
wie einen ROM, einen Addierer und so weiter und addiert die
Lenkmomentkomponente Mt und das Produkt (Signalwert) CZ2 aus der
Gierratenkomponente Dy2 und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente
Ry2 und gibt die resultierende Summe (Mt+CZ2) als ein
Rücklaufzustandsmotorsteuersignal zu dem Schaltteil 23 aus.
Der Schaltteil 23 besitzt eine softwaregesteuerte Schaltfunktion und wählt
das Vorlaufmotorsteuersignal (Mt-CZ1), wenn das von dem
Lenkzustandserfassungsglied 20 gelieferte Lenkzustandssignal Ss auf dem
Hoch (H)-Pegel (logisches Eins-Signal) ist, und wählt das
Rücklaufmotorsteuersignal (Mt+CZ2), wenn das von dem Lenkzustands
erfassungsglied 20 gelieferte Lenkzustandssignal Ss auf dem Niedrig(L)-
Pegel (logisches Null-Signal) ist. Das ausgewählte Motorsteuersignal (Mt-
CZ1) oder (Mt + CZ2) wird als ein Motorsteuersignal Co zu dem Subtrahierer
31 des Gegenkraftsteuerglieds 18 ausgegeben.
Der Fahrzeugverhaltensänderungsratenberechnungsteil 26, der eine
Arithmetik/Logikeinheit und einen ROM umfaßt, differenziert das
Gierratensignal Y von dem Verhaltenssensor 13, um die Änderungsrate des
Gierratensignals Y zu erhalten, wandelt die Änderungsrate in einen
Absolutwert um, um die Änderungsrate ΔY der Gierrate (Fahrzeugverhalten)
zu berechnen und liefert die Änderungsrate ΔY der Gierrate
(Fahrzeugverhaltensänderungsrate) zu dem Subtrahierer 29.
Der Offsetsteuerteil 27 umfaßt einen Speicher wie einen ROM (nicht
gezeigt), der eine Tabelle von Daten speichert, wie es in Fig. 12 gezeigt ist,
die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell über die
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv und die Offsetgröße Oy1 entsprechend der
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv zusammengestellt wurden. Wenn eine
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14
eingegeben wird, liest der Offsetsteuerteil 27 aus der in dem ROM
gespeicherten Datentabelle (Fig. 12) eine Offsetgröße Oy1 entsprechend der
eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Cv aus und liefert die ausgelesene
Offsetgröße Oy1 zu dem Subtrahierer 29.
Der Dämpfungskoeffizientsteuerteil 28 umfaßt einen Speicher wie einen
ROM (nicht gezeigt), der eine Tabelle von Daten speichert, wie es in Fig. 14
gezeigt ist, die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell über die
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv und den Dämpfungskoeffizienten Cvd
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit Cv zusammengestellt wurden.
Wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit Cv von dem Fahrzeug
geschwindigkeitssensor 14 eingegeben wird, liest der Dämpfungs
koeffizientsteuerteil 28 aus der in dem ROM gespeicherten Datentabelle
(Fig. 14) einen Dämpfungskoeffizienten Cvd entsprechend der eingegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv aus und liefert den ausgelesenen
Dämpfungskoeffizienten Cvd zu dem Multiplizierer 30.
Der Subtrahierer 29 subtrahiert die Offsetgröße Oy1 (geliefert von dem
Offsetsteuerteil 27) von dem Absolutwert ΔY der Änderungsrate der
Gierrate (geliefert von dem Fahrzeugverhaltensänderungsraten
berechnungsteil 26), um einen Wert dY zu erhalten, und liefert diesen Wert
dY zu dem Korrekturberechnungsteil 32.
Der Korrekturberechnungsteil 32 umfaßt einen Speicher wie einen ROM
(nicht gezeigt), der eine Tabelle von Daten speichert, wie es in Fig. 13
gezeigt ist, die im Voraus entweder theoretisch oder experimentell über das
Ausgangssignal dY von dem Subtrahierer 29 und der Korrektur Dy3
entsprechend dem Ausgangssignal dY zusammengestellt wurden. Wenn ein
Ausgangssignal dY von dem Subtrahierer 29 eingegeben wird, liest der
Korrekturberechnungsteil 32 aus der in dem ROM gespeicherten Tabelle
(Fig. 13) eine Korrektur Dy3 entsprechend dem eingegebenen
Ausgangssignal dY aus und liefert die ausgelesene Korrektur Dy3 zu dem
Multiplizierer 30.
Der Multiplizierer 30 multipliziert die Korrektur Dy3 (geliefert von dem
Korrekturberechnungsteil 32) mit dem Dämpfungskoeffizienten Cvd
(geliefert von dem Dämpfungskoeffizientsteuerteil 26), um dadurch das
Produkt C zu erhalten, und liefert das Produkt C zu dem Subtrahierer 31.
Der Subtrahierer 31 subtrahiert einen Signalwert (Produkt) C, der von dem
Multiplizierer 30 aus dem Motorsteuersignal Co geliefert wird, das von dem
Motorsteuerglied 17 geliefert wird, und gibt den resultierenden Rest (Co-C)
als ein neues oder korrigiertes Motorsteuersignal zu dem Rückkopplungs
steuerglied 17a aus.
Das Rückkopplungssteuerglied 17a und das Lenkzustandserfassungsglied
20 besitzen den gleichen Aufbau und die gleiche Funktion wie diejenigen
der ersten, oben mit Bezug auf Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform und
eine weitere Beschreibung derselben kann deshalb entfallen.
Wenn das Lenkrad 2 sich in dem Vorlaufzustand befindet, subtrahiert die
Steuereinheit 15b daher von der Lenkmomentkomponente Mt entsprechend
dem Lenkmomentsignal T einen Wert CZ1, der gleich dem Produkt aus der
Gierratenkomponente Dy1 entsprechend der Gierrate und der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 entsprechend der Fahrzeug
geschwindigkeit ist, und gibt den resultierenden Rest (Mt-CZ1) als ein
Motorsteuersignal Co aus. Andererseits, wenn das Lenkrad 2 sich in dem
Rücklaufzustand befindet, addiert die Steuereinheit 15b die
Lenkmomentkomponente Mt und einen Wert CZ2, der gleich dem Produkt
aus der Gierratenkomponente Dy2 und der Fahrzeuggeschwindigkeits
komponente Ry2 ist, und gibt die resultierende Summe (Mt+CZ2) als das
Motorsteuersignal Co aus. Außerdem subtrahiert die Steuereinheit 15b von
dem Motorsteuersignal Co einen Wert C, der gleich dem Produkt aus einem
Dämpfungskoeffizienten Cvd entsprechend dem Fahrzeug
geschwindigkeitssignal Cv und einem Wert Dy3 entsprechend einem Wert
dY ist, der durch Subtrahieren einer Offsetgröße Oy1 entsprechend dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Cv erhalten ist, von dem Absolutwert ΔY
der Änderungsrate der Gierrate entsprechend dem Gierratensignal Y, um
dadurch ein neues Motorsteuersignal (Co-C) zu erhalten. Sowohl im
Lenkungsvorlaufzustand als auch im Lenkungsrücklaufzustand wird die
Dämpfungskorrektur in der zu der Lenkradbewegung entgegengesetzten
Richtung erzielt. Dementsprechend ist die Lenkunterstützungskraft von dem
Elektromotor 10 verringert, wenn die Gierrate plötzlich verändert wird.
Der Betrieb der Steuereinheit 15b der in Fig. 5 gezeigten, elektrischen
Kraftlenkvorrichtung wird mit Bezug auf ein in Fig. 7 gezeigtes
Flußdiagramm beschrieben.
Wenn der Zündschlüsselschalter (nicht gezeigt) des Fahrzeugs eingeschaltet
wird, wird die Steuereinheit 15b durch die Batterie-Energiequelle 35 (Fig. 3)
mit Energie versorgt, um den Betrieb gemäß einem darin gespeicherten
Programm aufzunehmen (Schritt P100).
Der die Steuereinheit 15b bildende Mikroprozessor startet eine
Steuerroutine, woraufhin ein Steuersignal wie ein Einschaltrücksetzsignal zu
verschiedenen Teil geschickt wird, um diese Teile zu initialisieren (Schritt
P101).
Dann liest ein Schritt P102 die Intensität und Richtung eines analogen
Lenkmomentsignals T, das von dem Lenkmomentsensor 12 ausgegeben
wird.
Nachfolgend berechnet ein Schritt P103 die Intensität und Wirkrichtung des
Lenkmomentsignals T und wandelt diese über einen A/D-Wandler in einen
Absolutwert Ct und bin Richtungsflag Dt des Lenkmomentsignals T um. Der
Absolutwert Ct und das Richtungsflag Dt des Lenkmomentsignals T werden
in dem Speicher gespeichert.
Danach liest ein Schritt P104 die Intensität und Richtung eines
Gierratensignals Y, das in der analogen Form von dem Verhaltenssensor 13
ausgegeben wird.
Ein Schritt P105 berechnet die Intensität und Wirkrichtung des
Gierratensignals Y und wandelt diese über einen A/D-Wandler in einen
Absolutwert Cy und eine Richtung der Gierrate um. Der Absolutwert Cy und
das Richtungsflag Dy der Gierrate werden in dem Speicher gespeichert.
Nachfolgend differenziert ein Schritt P106 die Gierrate Cy, um die
Änderungsrate der Gierrate Cy zu erhalten, wandelt die differenzierte
Gierrate in einen Absolutwert um und speichert den Absolutwert ΔY der
Änderungsrate der Gierrate (Fahrzeugverhaltensänderungsrate) in dem
Speicher.
Ein Schritt 107 liest die Richtung und die Intensität eines analogen
Lenkgeschwindigkeitssignals SV, das von dem Lenkgeschwindigkeitssensor
19 ausgegeben wird.
Dann berechnet ein Schritt 108 die Wirkrichtung der Lenkgeschwindigkeit
und wandelt sie über einen A/D-Wandler in ein Richtungsflag Dsv um. Das
Richtungsflag Dsv wird in dem Speicher gespeichert.
Nachfolgend liest ein Schritt 109 die Intensität und die Richtung eines
analogen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V, das von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ausgegeben wird.
Ein Schritt 110 berechnet die Intensität und die Richtung der
Fahrzeuggeschwindigkeit und wandelt diese in die Fahrzeuggeschwindigkeit
Cv und das Richtungsflag Dv der Fahrzeuggeschwindigkeit um. Die
Fahrzeuggeschwindigkeit Cv und das Richtungsflag Dv werden in dem
Speicher gespeichert.
Ein Schritt 111 liest aus der in dem ROM des Lenkmomentberechnungsteils
21a (Fig. 2) gespeicherten Datentabelle (Fig. 15) eine
Lenkmomentkomponente Mt aus, die dem Lenkmoment Ct entspricht.
Dann befiehlt ein Schritt P112 dem Lenkzustandserfassungsglied 20, einen
Vergleich zwischen dem Lenkgeschwindigkeitsrichtungsflag Dsv und dem
Lenkmomentrichtungsflag Dt durchzuführen und befiehlt ferner dem
Schaltteil 23, in Antwort auf ein Erfassungssignal Ss von dem
Lenkzustandserfassungsglied 20 ein Umschalten des Steuerbetriebs
zwischen dem Fall, in dem das Flag Dsv und das Flag Dt übereinstimmen
(Dsv = Dt) und dem Fall, in dem die Flags Dsv und Dt nicht übereinstimmen
(Dsv ≠ Dt).
Wenn Dsv = Dt gilt, wird das Lenksystem (mit dem Lenkrad) als in dem
Vorlaufzustand befindlich beurteilt und die Steuerprozedur geht weiter zu
einem Schritt P113. Andererseits, wenn Dy ≠ Dt gilt, wird das Lenksystem
als in dem Rücklaufzustand befindlich beurteilt und die Steuerprozedur geht
zu einem Schritt P117.
Der Schritt P113 liest aus der im Voraus in dem Speicher des
Fahrzeugverhaltensberechnungsteils 21b gespeicherten Datentabelle (Fig.
8) eine Verhaltens (Gierraten)-Komponente Dy1 entsprechend dem
Absolutwert Cy der Gierrate aus.
Dann liest ein Schritt P114 aus der im Voraus in dem Speicher des
Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteils 21c gespeicherten Datentabelle
(Fig. 9) eine Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry1 aus, die dem
Absolutwert Cv der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
Ein Schritt P115 multipliziert die Gierratenkomponente Dy1 entsprechend
dem Absolutwert Cy der Gierrate mit der Fahrzeuggeschwindigkeits
komponente Ry1 entsprechend dem Absolutwert Cv der Fahrzeug
geschwindigkeit und setzt das resultierende Produkt als einen Signalwert
CZ1.
Danach subtrahiert ein Schritt P116 den durch den Schritt P115 erhaltenen
Signal wert CZ1 von der Lenkmomentkomponente Mt, die in einem Schritt
erhalten wurde, und speichert den resultierenden Rest (Mt-CZ1) als ein Co.
Der Schritt P117, der dann ausgeführt wird, wenn (Dsv ≠ Dt) gilt, liest aus
der im Voraus in dem Speicher des Fahrzeugverhaltensberechnungsteils 21b gespeicherten
Datentabelle (Fig. 10) eine Verhaltens (Gierraten)-
Komponente Dy2 aus, die dem Absolutwert Cy der Gierrate entspricht.
Dann liest ein Schritt P118 aus der im Voraus in dem Speicher des
Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteils 21c gespeicherten Datentabelle
(Fig. 11) eine Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente Ry2 aus, die dem
Absolutwert Cv der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.
Ein Schritt P119 multipliziert die Gierratenkomponente Dy2 entsprechend
dem Absolutwert Cy der Gierrate mit der Fahrzeuggeschwindigkeits
komponente Ry2 entsprechend dem Absolutwert Cv der Fahrzeug
geschwindigkeit und setzt das resultierende Produkt als einen Signalwert
CZ2.
Danach addiert ein Schritt P120 die Lenkmomentkomponente Mt, die im
Schritt P111 erhalten wurde, und den Signalwert CZ2, der in Schritt P119
erhalten wurde, und speichert die resultierende Summe (Mt+CZ2) als ein
Co.
Mit Bezug auf jeden der Ausgangswerte Co in dem Lenkungsvorlaufzustand
(Dsv = Dt) und dem Lenkungsrücklaufzustand (Dsv ≠ Dt), der im Schritt
112 erhalten wurde, liest nachfolgend ein Schritt P121 aus der im Voraus
in dem Speicher des Offsetsteuerteils 27 gespeicherten Datentabelle (Fig.
12) eine Offsetgröße Oy1 entsprechend dem Absolutwert Cv der
Fahrzeuggeschwindigkeit aus.
Ein Schritt P122 liest den Absolutwert ΔY der Änderungsrate der Gierrate
(Fahrzeugverhaltensänderungsrate) aus dem Speicher in Schritt P106 aus
und subtrahiert davon die Offsetgröße Oy1, die im Schritt P121 ausgelesen
wurde (ΔY-Oy1), um einen Wert dY zu erhalten. Wenn der resultierende
Rest negativ ist, gilt dY = 0.
Dann liest ein Schritt P123 aus der im Voraus in dem Speicher des
Fahrzeugverhaltensänderungsratenberechnungsteils 26 gespeicherten
Datentabelle (Fig. 13) eine Korrektur Dy3 entsprechend dem Ausgangssignal
dY von dem Subtrahierer 29 aus.
Ein Schritt P124 liest aus der im Voraus in dem Speicher des
Dämpfungskoeffizientsteuerteils 28 gespeicherten Datentabelle (Fig. 14)
einen Dämpfungskoeffizienten Cvd zum Korrigieren des
Lenkunterstützungsmoments entsprechend dem Absolutwert Cv der
Fahrzeuggeschwindigkeit aus.
Nachfolgend multipliziert ein Schritt P125 die Unterstützungsmoment
korrektur Dy3, die im Schritt P123 entsprechend der Gierratenänderungsrate
dY ausgelesen wurde, mit dem im Schritt P124 ausgelesenen
Dämpfungskoeffizienten Cvd zur Korrektur des Unterstützungsmoments
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit Cv, um dadurch ein neues
Unterstützungsmomentkorrektursignal C zu erhalten.
Danach subtrahiert ein Schritt P126 das im Schritt 125 erhaltene
Unterstützungsmomentkorrektursignal C von dem im Schritt P116
ausgegebenen Wert (Motorsteuersignal) Co und von dem Wert Co, der von
Schritt P120 ausgegeben wurde, und gibt den resultierenden Rest (Co-C)
als ein neues Motorsteuersignal an die Motorsteuereinheit 16 aus.
Da die auf Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit reagierende
Sensitivität des Fahrzeugverhaltens und die auf Änderungen des
Fahrzeugverhaltens reagierende Lenkgegenkraft dem Fahrer geliefert
werden, ist der Lenkvorgang über einen ganzen vorgeschriebenen Bereich
der Fahrzeuggeschwindigkeit sanft durchgeführt, ohne eine Verzögerung
zwischen der manuellen Lenkbetätigung und der Fahrzeugverhaltensantwort
zu bewirken.
Zusammenfassend wurde eine elektrische Kraftlenkvorrichtung mit einem
Lenkgetriebemechanismus variablen Verhältnisses beschrieben, umfassend
einen Elektromotor 10 zum Ausüben eines Lenkunterstützungsmoments auf
das Lenksystem eines Fahrzeugs, eine Steuereinheit 15 zum Steuern/Regeln
des Betriebs des Elektromotors auf der Basis wenigstens eines
Lenkmoments des Lenksystems, und eine Motoransteuereinheit 16 zum
Ansteuern des Motors 10 auf der Basis eines Ausgangssignals Co von der
Steuereinheit. Die Steuereinheit umfaßt einen Lenkmomentberechnungsteil
21a zum Ausgeben einer Lenkmomentkomponente Mt entsprechend dem
Lenkmoment, und einen Fahrzeugverhaltensberechnungsteil 21b zum
Ausgeben einer Verhaltenskomponente Dy1 entsprechend einem
Fahrzeugverhalten. Die Steuereinheit korrigiert die Lenkmomentkomponente
Mt durch Dämpfen derselben mit der Verhaltenskomponente Dy1.
Offensichtlich sind im Hinblick auf die obige Lehre verschiedene kleinere
Änderungen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es ist
verständlich, daß im Rahmen der beigefügten Ansprüche die vorliegende
Erfindung anders als im besonderen beschrieben durchgeführt werden kann.§h
Claims (4)
1. Elektrische Kraftlenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem
Lenkgetriebemechanismus variablen Verhältnisses, umfassend:
einen Elektromotor (10) zum Ausüben eines Lenkunterstützungs moments auf ein Lenksystem des Fahrzeugs;
einen Lenkmomentsensor (12) zum Erfassen eines Lenkmoments des Lenksystems und Erzeugen eines dem erfaßten Lenkmoment entsprechenden Lenkmomentsignals (T);
einen Verhaltenssensor (13) zum Erfassen eines Verhaltens des Fahrzeugs und Erzeugen eines dem erfaßten Fahrzeugverhalten entsprechenden Verhaltenssignals (Y);
eine Steuereinheit (15; 15a; 15b) zum Steuern/Regeln des Betriebs des Elektromotors (10) auf der Basis wenigstens des Lenkmoments, wobei die Steuereinheit einen Lenkmomentberechnungsteil (21a) zum Ausgeben einer Lenkmomentkomponente (Mt), die dem von dem Lenkmomentsensor (12) ausgegebenen Lenkmomentsignal (T) entspricht, und einen Fahrzeugverhaltensberechnungsteil (21b) zum Ausgeben einer Verhaltenskomponente (Dy1; Dy1, Dy2), die dem von dem Verhaltenssensor (13) ausgegebenen Verhaltenssignal (Y) entspricht, enthält, wobei die Steuereinheit (15; 15a; 15b) die Lenkmomentkomponente (Mt) korrigiert durch Dämpfen derselben mit der Verhaltenskomponente (Dy1; Dy1, Dy2); und
eine Motoransteuereinheit (16) zum Ansteuern des Motors (10) auf der Basis eines Ausgangssignals (CO) von der Steuereinheit (15; 15a; 15b).
einen Elektromotor (10) zum Ausüben eines Lenkunterstützungs moments auf ein Lenksystem des Fahrzeugs;
einen Lenkmomentsensor (12) zum Erfassen eines Lenkmoments des Lenksystems und Erzeugen eines dem erfaßten Lenkmoment entsprechenden Lenkmomentsignals (T);
einen Verhaltenssensor (13) zum Erfassen eines Verhaltens des Fahrzeugs und Erzeugen eines dem erfaßten Fahrzeugverhalten entsprechenden Verhaltenssignals (Y);
eine Steuereinheit (15; 15a; 15b) zum Steuern/Regeln des Betriebs des Elektromotors (10) auf der Basis wenigstens des Lenkmoments, wobei die Steuereinheit einen Lenkmomentberechnungsteil (21a) zum Ausgeben einer Lenkmomentkomponente (Mt), die dem von dem Lenkmomentsensor (12) ausgegebenen Lenkmomentsignal (T) entspricht, und einen Fahrzeugverhaltensberechnungsteil (21b) zum Ausgeben einer Verhaltenskomponente (Dy1; Dy1, Dy2), die dem von dem Verhaltenssensor (13) ausgegebenen Verhaltenssignal (Y) entspricht, enthält, wobei die Steuereinheit (15; 15a; 15b) die Lenkmomentkomponente (Mt) korrigiert durch Dämpfen derselben mit der Verhaltenskomponente (Dy1; Dy1, Dy2); und
eine Motoransteuereinheit (16) zum Ansteuern des Motors (10) auf der Basis eines Ausgangssignals (CO) von der Steuereinheit (15; 15a; 15b).
2. Elektrische Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Steuereinheit (15a, 15b) ferner einen Fahrzeugverhalten-
Änderungsratenberechnungsteil (26) zum Ausgeben einer
Änderungsratenkomponente (ΔY) umfaßt, die der Änderungsrate
eines Ausgangssignals von dem Fahrzeugverhaltensberechnungsteil
(21b) entspricht, und wobei die Steuereinheit (15a; 15b) weiter die
Lenkmomentkomponente (Mt) korrigiert durch Subtrahieren der
Änderungsratenkomponente (ΔY) von der Lenkmomentkomponente
(Mt).
3. Elektrische Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (14) zum Erfassen einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs und Erzeugen eines der erfaßten
Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Fahrzeug
geschwindigkeitssignals (V), wobei die Steuereinheit (15; 15a; 15b)
ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil (21a) zum
Ausgeben einer Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente (Ry1; Ry1,
Ry2), die dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (14)
ausgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (V) entspricht, und
ein Lenkzustandserfassungsglied (20) zum Erfassen eines
Vorlaufzustands und eines Rücklaufzustands des Lenksystems umfaßt,
und wobei die Steuereinheit (15; 15a; 15b) die Lenkmoment
komponente (Mt) korrigiert durch Subtrahieren von der
Lenkmomentkomponente (Mt) eines ersten Werts (CZ; CZ1), der auf
der Basis der Verhaltenskomponente (Dy1; Dy1) und der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente (Ry1; Ry1) bestimmt ist, wenn
der Vorlaufzustand durch das Lenkzustandserfassungsglied (20)
erfaßt ist, und durch Addieren der Lenkmomentkomponente (Mt) und
eines zweiten Werts (CZ; CZ2), der auf der Basis der
Verhaltenskomponente (Dy1; Dy2) und der Fahrzeug
geschwindigkeitskomponente (Ry1; Ry2) bestimmt ist, wenn der
Rücklaufzustand durch das Lenkzustandserfassungsglied (20) erfaßt
ist.
4. Elektrische Kraftlenkvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (14) zum Erfassen einer
Geschwindigkeit des Fahrzeugs und Erzeugen eines der erfaßten
Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Fahrzeug
geschwindigkeitssignals (V), wobei die Steuereinheit (15a, 15b)
ferner aufweist: einen Fahrzeugverhalten-Änderungsraten
berechnungsteil (26) zum Ausgeben einer Änderungsraten
komponente (ΔY), die der Änderungsrate eines Ausgangssignals von
dem Fahrzeugverhaltensberechnungsteil (26) entspricht, einen
Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsteil (21c) zum Ausgeben einer
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente (Ry1; Ry1, Ry2), die dem von
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (14) ausgegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (V) entspricht, und ein
Lenkzustandserfassungsglied (20) zum Erfassen eines
Vorlaufzustands und eines Rücklaufzustands des Lenksystems, und
wobei, wenn der Vorlaufzustand durch das Lenkzustands
erfassungsglied (20) erfaßt ist, die Steuereinheit (15a; 15b) die
Lenkmomentkomponente (Mt) korrigiert durch zunächst Subtrahieren
von der Lenkmomentkomponente (Mt) eines ersten Werts (CZ; CZ1),
der auf der Basis der Verhaltenskomponente (Dy1; Dy1) und der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente (Ry1; Ry1) bestimmt ist, und
weiter Subtrahieren von dem verbleibenden Rest (Mt-CZ = Co; Mt-
CZ1 = Co) der ersten Subtraktion eines zweiten Werts (C), der auf
der Basis der Änderungsratenkomponente (ΔY) und der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente bestimmt ist, und wenn der
Rücklaufzustand durch das Lenkzustandserfassungsglied (20) erfaßt
ist, die Steuereinheit (15a; 15b) die Lenkmomentkomponente (Mt)
korrigiert durch Addieren der Lenkmomentkomponente (Mt) und eines
dritten Werts (CZ; CZ2), der auf der Basis der Verhaltenskomponente
(Dy1; Dy2) und der Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente (Ry1; Ry2)
bestimmt ist, und weiter Subtrahieren von der resultierenden Summe
(Mt + CZ = CO; Mt + CZ2 = CO) der Addition eines vierten Werts
(C), der auf der Basis der Änderungsratenkomponente (ΔY) und der
Fahrzeuggeschwindigkeitskomponente bestimmt ist.
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