DE19919797B4 - Elektrisches Servolenkungssystem - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
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Abstract

Elektrisches Servolenkungssystem zum Ausführen einer Stromrückkopplungssteuerung in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem Stromsollwert, der auf Grundlage eines Lenkzustands eines Lenkrads und eines Fahrzustands eines Fahrzeugs berechnet wird, und einem Motoransteuerstrom-Erfassungswert, der von einer Batterie an einen Motor geliefert wird, um eine Unterstützungskraft an einem System zum Übertragen von Leistung von dem Lenkrad an die Räder bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen ersten Betriebsausdruck und einen zweiten Betriebsausdruck als Betriebsausdrücke für eine Stromrückkopplungssteuerung aufweist, der erste Betriebsausdruck gewählt wird, wenn ein Index zum Wählen eines Betriebsausdrucks größer als ein erster vorgegebener Wert ist, der zweite Betriebsausdruck gewählt wird, wenn der Index kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert ist, und die Stromrückkopplungssteuerung ausgeführt wird, indem die Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert unter Verwendung des gewählten Betriebsausdrucks korrigiert wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Servolenkungssystem für die Stromrückkopplungssteuerung eines Motors.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Das elektrische Servolenkungssystem des Standes der Technik führt eine Stromrückkopplungssteuerung aus, und zwar auf Grundlage einer Differenz zwischen einem Stromsollwert, der auf Grundlage des Lenkzustands eines Lenkrads und dem Fahrzustand eines Fahrzeugs berechnet wird, und einem Motoransteuerstromwert, der von einer Batterie an einen Motor geführt wird, um eine Lenkkraft an einem System zum Übertragen von Leistung von dem Lenkrad an die Räder bereitzustellen, wobei der hervorragenden Steuerungsfähigkeit eines Ausgangsdrehmoments für den Ansteuerstrom des Motors Aufmerksamkeit gewidmet wird. Das heißt, das elektrische Servolenkungssystem ist dafür ausgelegt worden, um ein schnelles Ansprechverhalten für die Steuerungsfähigkeit des Ansteuerstroms des Motors als die Stromsteuercharakteristiken einer Stromrückkopplungssteuerung sicherzustellen, um so ein gutes Lenkempfinden bereitzustellen.
  • In der Stromrückkopplungssteuerung des Standes der Technik wird zur Sicherstellung des Ansprechverhaltens einer Stromrückkopplungssteuerung, um einem Fahrer ein gutes Lenkempfinden zu geben, die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung erhöht, der Regelbereich eines PID Reglers für die Stromrückkopplungssteuerung wird verbreitert, oder die Antwortfrequenz eines Stromerfassungssensors wird ferner erhöht. Jedoch weisen diese Vorgehensweisen die folgenden Defekte auf.
  • Wenn die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung erhöht wird, gibt es eine obere Grenze für die Verstärkung aufgrund des Regelbereichs des PID Reglers, einer internen Antwortverzögerung einer Stromerfassungsschaltung, oder dergleichen. Wenn die Verstärkung die obere Grenze überschreitet, in den Schleifenübertragungscharakteristiken der Stromrückkopplungssteuerung, nehmen sowohl eine Verstärkungsreserve als auch eine Phasenreserve ab und das Ansprechverhalten der Stromrückkopplungssteuerung wird instabil, wodurch der Motoransteuerstrom stark oszilliert. Um eine derartige Unzulänglichkeit zu verhindern und eine Steuerantwort zu optimieren, wird gewünscht, daß die Phasenreserve der Schleifenübertragungsfunktion der Stromrückkopplungssteuerung auf 40 bis 60° eingestellt ist und die Verstärkungsreserve auf 10 bis 20 dB eingestellt ist. Wenn jedoch die so bestimmten Steuercharakteristiken eines Reglers, das heißt, die Kreuzfrequenz (d. h. die kritische Frequenz) der Schleifenübertragungsfunktion der Stromrückkopplungssteuerung fast gleich zu der Antwortfrequenz eines mechanischen Systems ist, tritt selbst dann, wenn die Schleifenübertragungsfunktion der Stromrückkopplungssteuerung selbst stabil ist, eine von einer mechanischen Resonanz ausgelöste Stromoszillation auf, oder durch eine Art von Induktionsphänomen, daß die Stromoszillation eine Drehmomentoszillation oder Rauschen verursacht, wird eine Stromoszillation verursacht. Dieses Problem wird auffällig, wenn eine relativ große Unterstützungskraft für den Motor benötigt wird, das heißt, wenn der Motor anhält, während er ein Drehmoment ausgibt, durch Stoppen und Halten des Lenkrads an einer gedrehten Position, wie in dem Fall eines Drehens des Lenkrads, während das Fahrzeug anhält, oder wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors extrem gering ist, durch langsames Drehen des Lenkrads. Um deshalb eine durch die mechanische Resonanzfrequenz und die Kreuzfrequenz der Stromrückkopplungssteuerung induzierte Oszillation zu verhindern, muss deshalb die Kreuzfrequenz viel niedriger als die Resonanzfrequenz des mechanischen Systems gemacht werden (das heißt, die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung wird klein gemacht), um die Stabilität der Stromsteuerung auf Kosten der Nachfolgeeigenschaften der Stromsteuerung sicherzustellen, wodurch die Oszillation des Ausgangsdrehmoments des Motors verhindert wird.
  • Aus DE 197 51 397 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Überlagerungs- bzw. Lenksystems, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bekannt. Es wird ein Stellantrieb und ein Überlagerungsgetriebe beschrieben, wobei der Stillstand des Stellantriebs erkannt wird und die Energiezufuhr zu dem Stellantrieb zumindest reduziert wird. Zu diesem Zweck werden verschiedene Parameter ermittelt, wie die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die Gierrate oder die Querbeschleunigung. Es wird ein Lenkanteil und ein dynamischer Lenkanteil ermittelt, die überlagert werden, und auf deren Grundlage mittels eines Vergleiches von einem Soll-Motorstrom und einem Ist-Motorstrom ein Stromregler ein entsprechendes Steuersignal einstellt. Differenziereinheiten bilden von einem Ist-Motorwinkel und einem Soll-Motorwinkel zeitliche Ableitungen und gewichten diese mit unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren, wobei die Differenz zwischen den gewichteten Ableitungen ermittelt wird und die gewichtete Regelabweichung zum Soll-Motorstrom überlagert wird.
  • Als eine alternative Einrichtung zum Stabilisieren der Ansteuerstromsteuerung des Motors ist es vorstellbar, eine Stromrückkopplungssteuerung mit einem schnellen Ansprechverhalten zu entwerfen, welches eine Stromoszillation bei der Resonanzfrequenz des mechanischen Systems unterdrücken kann, ohne die Nachfolgeeigenschaften der Stromsteuerung zu verlieren, indem die Kreuzfrequenz der Stromrückkopplungssteuerung viel höher gemacht wird als die Resonanzfrequenz des mechanischen Systems. Um diese Einrichtung jedoch zu realisieren, muss der Antwortbereich des PID Rückkopplungsreglers verbreitert werden. Diesbezüglich wird ein Regler mit einem außergewöhnlich hohen Betriebsverhalten gemäß der Steuerspezifikationen wie dem Ansprechverhalten der Drehmomentsteuerung benötigt, zum Beispiel wird eine Hochgeschwindigkeits-CPU benötigt, wenn die Verbesserung des Ansprechverhaltens der Hardware, beispielsweise einer Stromerfassungsschaltung und einer PID Steuerung, durch Software ausgeführt wird. Dies ist für die Konstruktion eines Systems nicht vorteilhaft.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung des obigen Problems durchgeführt und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges elektrisches Servolenkungssystem bereitzustellen, welches ein gutes Lenkempfinden bereitstellen kann, während die Kreuzfrequenz der Stromrückkopplungssteuerung niedrig gehalten wird, und das eine Ausgangsdrehmomentoszillation und die Erzeugung von Rauschen verhindern kann, indem die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf einen großen Wert gesetzt wird, wenn der Motoransteuerstrom bei einem schnellen Ansprechverhalten gesteuert werden muß, wie beispielsweise für den Fall einer plötzlichen Änderung im Stromsollwert, und auf einen niedrigen Wert, wenn die Nachfolgeeigenschaften des Stromsollwerts nicht so sehr benötigt werden.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, zum Ausführen einer Stromrückkopplungssteuerung gemäß einer Differenz zwischen einem Stromsollwert (Strombefehlswert), der auf Grundlage eines Lenkzustands eines Lenkrads und eines Fahrzustands eines Fahrzeugs berechnet wird, und einem Motoransteuerstromwert, der von einer Batterie an einen Motor zum Bereitstellen einer Unterstützungskraft an einem System zum Übertragen von Leistung von dem Lenkrad an die Räder zugeführt wird, wobei das System einen ersten Operationsausdruck und einen zweiten Operationsausdruck als Operationsausdrücke für eine Stromrückkopplungssteuerung aufweist, wobei der erste Operationsausdruck gewählt wird, wenn ein Index zum Wählen eines Operationsausdrucks größer als ein erster vorgegebener Wert ist, wobei der zweite Operationsausdruck gewählt wird, wenn der Index kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert ist, und wobei die Stromrückkopplungssteuerung durch Korrigieren der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Stromistwert (dem Stromerfassungswert) unter Verwendung des gewählten Operationsausdrucks ausgeführt wird.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei der erste vorgegebene Wert und der zweite vorgegebene Wert einander gleichen.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei das Produkt der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Istwert und einer ersten Korrekturverstärkung in dem ersten Operationsausdruck erhalten wird und das Produkt der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Istwert und einer zweiten Korrekturverstärkung in dem zweiten Operationsausdruck erhalten wird.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei ein Zeitgeber vorgesehen ist, um den Index zu beurteilen, der zur Berechnung verwendete Operationsausdruck auf Grundlage des Beurteilungsergebnisses des Indexes auf einen ersten oder zweiten Operationsausdruck umgeschaltet wird, und dann der erste oder zweite Operationsausdruck für eine von dem Zeitgeber gesetzten Zeit beibehalten wird.
  • Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei ein Zeitgeber vorgesehen ist, um den Index zu beurteilen, der erste Operationsausdruck gewählt wird, wenn beurteilt wird, daß der Index größer als der erste vorgegebene Wert für eine durch den Zeitgeber gesetzten Zeit ist, und der zweite Operationsausdruck gewählt wird, wenn beurteilt wird, daß der Index kleiner als der zweite vorgegebene Wert für eine von dem Zeitgeber gesetzte vorgegebene Zeit ist.
  • Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei die Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Istwert durch ε dargestellt wird, die erste Korrekturverstärkung mit K dargestellt wird, die zweite Korrekturverstärkung mit K2 dargestellt wird, der vorgegebene Wert zum Beurteilen des Index mit C dargestellt wird und (ε × K1) als der erste Operationsausdruck verwendet wird, wenn der Absolutwert von ε kleiner als der vorgegebene Wert C ist, und (ξ × K2) – signξ × C × (K2 – K1) als der zweite Operationsausdruck verwendet wird, wenn der Absolutwert von ε gleich oder größer als der vorgegebene Wert C ist.
  • Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, zum Ausführen einer Stromrückkopplungssteuerung gemäß einer Differenz zwischen einem Stromsollwert, der auf Grundlage eines Lenkzustands eines Lenkrads und eines Fahrzustands eines Fahrzeugs berechnet wird, und einem Motoransteuerstromwert, der von einer Batterie an einen Motor geführt wird, um eine Unterstützungskraft an einem System zum Übertragen von Leistung von dem Lenkrad an die Räder bereitzustellen, wobei ein Index zum Einstellen eines Operationsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung mit I dargestellt wird, ein Korrekturoperationsausdruck, der von diesem Index I bestimmt wird, mit A(I) dargestellt wird, ein Regler zum Korrigieren der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung mit A(I) vorgesehen ist, und der Korrekturbetriebsausdruck A(I) einen Korrekturbetriebsausdruck umfasst, der dA(I)/dI ≥ 0 erfüllt.
  • Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei der Absolutwert der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Istwert (dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert) als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei der Absolutwert des differentiellen Werts des Stromsollwerts als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei die Drehgeschwindigkeit des Motors als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei eine Lenkgeschwindigkeit als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei die rückwirkende elektromotorische Kraft des Motors als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Servolenkungssystem bereitgestellt, wobei der Absolutwert des differentiellen Werts der Drehgeschwindigkeit des Motors als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Servolenkungssystem bereitgestellt, wobei der Absolutwert des differentiellen Werts der Lenkgeschwindigkeit als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Servolenkungssystem bereitgestellt, wobei der Absolutwert des differentiellen Werts der rückwirkenden elektromotorischen Leistung des Motors als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei ein Lenkdrehmoment-Erfassungswert als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei der Stromsollwert als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei der Motoransteuerstrom-Istwert als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert als der Index verwendet wird.
  • Gemäß einem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Servolenkungssystem bereitgestellt, wobei eine Hauptschaltung den Motor auf Grundlage des Ausgangs eines Rückkopplungsreglers ansteuert und die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf eine Korrekturverstärkung korrigiert wird, die auf Grundlage einer Leistungsspannung spezifiziert wird, die an die Hauptschaltung geliefert wird.
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
  • Kurzbeschreibung der beiliegenden Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit zeigt, die mit der Steuereinheit eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verbunden sind;
  • 2 ein Blockschaltbild, das die Steuereinheit und ihre Peripherieschaltungen des elektrischen Servolenkungssystems gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung des elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Diagramm zum Erläutern einer Schleifenübertragungsfunktion einer Stromrückkopplungsschleife, wenn eine erste Korrekturverstärkung K1 in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 5 ein Diagramm zum Erläutern einer Schleifenübertragungsfunktion einer Stromrückkopplungsschleife, wenn eine zweite Korrekturverstärkung K2 in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 6 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ein Flußdiagramm einer Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ein Blockschaltbild, das die Schaltungskonfiguration des elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 9 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit zeigt, die mit der Steuereinheit eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung verbunden sind;
  • 11 ein Blockschaltbild, das die Steuereinheit und ihre Peripherieschaltungen des Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 12 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung des elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 13 ein Flußdiagramm zum Abschätzen der rückwirkenden elektromotorischen Kraft des elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;
  • 14 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;
  • 15 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;
  • 17 ein Diagramm zum Erläutern der Verstärkungshysterese-Korrekturcharakteristiken der Stromrückkopplungssteuerung des elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;
  • 18 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung;
  • 19 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung;
  • 20 ein Zeitdiagramm zum Beurteilen und Umschalten der Korrekturverstärkung der Stromrückkopplungssteuerung des elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung;
  • 21 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung;
  • 22 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung;
  • 23 ein Zeitdiagramm zum Beurteilen und Umschalten der Korrekturverstärkung der Stromrückkopplungssteuerung des elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung;
  • 24 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung des elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 15 der vorliegenden Erfindung; und
  • 25 ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß der Ausführungsform 16 der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit zeigt, die mit der Steuereinheit eines elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung verbunden sind. In 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 1 eine Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung, 2 eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung, 3 eine Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung, 4 eine Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung, 5 einen Motor, 6 eine Stromerfassungseinrichtung, 7 eine Rückkopplungsverstärkungs-Einstelleinrichtung, 8 einen PI Regler, 9 eine Impulsbreiten-Modulationseinrichtung und 10 eine Batterie. Die Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1 erfaßt eine Kraft, die von einem Fahrer zum Betätigen des Lenkrads eines Fahrzeugs, das mit dem elektrischen Servolenkungssystem ausgerüstet ist, als ein Lenkdrehmoment ausgeübt wird, wandelt diese in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal an die Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 aus. Die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2 erfaßt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wandelt diese in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal an die Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 aus. Die Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 erfaßt die Drehgeschwindigkeit des Motors 5, wandelt diese in ein elektrisches Signal um und gibt das elektrische Signal an die Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 aus. Die Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 bestimmt einen Stromsollwert (einen Strombefehlswert) als ein Steuerungsziel zum Ansteuern des Motors 5 in geeigneter Weise auf Grundlage eines Lenkdrehmoment-Erfassungswerts von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung, einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2 und einem Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert von der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3.
  • In der Ausführungsform 1 umfaßt die Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 eine Basisstrom-Bestimmungseinrichtung 4a, eine differentielle Steuereinrichtung 4b, eine Konvergenzsteuereinrichtung 4c und eine Reibungskompensationsstrom-Bestimmungseinrichtung 4d. Die Basisstrom-Bestimmungseinrichtung 4a bestimmt einen Motorstromwert als einen Basisstrom, der für den Motor 5 benötigt wird, um eine geeignete Unterstützungskraft auf Grundlage eines Lenkdrehmoment-Erfassungswerts von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1 und eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswerts von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2 zu erzeugen. Die differentielle Steuereinrichtung 4b bestimmt eine differentielle Verstärkung auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswerts von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2, um zu verhindern, daß das Trägheitsmoment des Motors 5 ein Lenkempfinden beeinträchtigt, und ermittelt das Produkt des Ausgangs eines Hochpaßfilters 4e und der bestimmten differentiellen Verstärkung, indem ein Lenkdrehmoment-Erfassungswert von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1 veranlaßt wird, durch das Hochpaßfilter 4e zu gehen.
  • Die Konvergenzsteuereinrichtung 4c bestimmt eine Konvergenzverstärkung auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswerts von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2, um das Konvergenzverhalten des Lenkrads zu verbessern, so daß es in eine nach vorwärts ausgerichtete Richtung aufgrund der Ausrichtung der Räder zurückkehrt, und ermittelt das Produkt dieser Konvergenzverstärkung und eines negativen Werts eines Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswerts von der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 als einen Konvergenzkompensations-Stromwert in einer Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung des Motors 5.
  • Um eine Verschlechterung der Rückkehrfähigkeit des Lenkrads verursacht durch eine Reibung, die in dem mechanischen System verursacht wird, beispielsweise in einem Getriebe zum Übertragen von Leistung an die Achse von dem Steuerrad, wenn das Steuerrad von dem Fahrer betätigt wird, zu kompensieren, ermittelt die Reibungskompensationsstrom-Bestimmungseinrichtung 4d eine Kompensationsverstärkung "–1" oder "1" von einem Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert von der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3, einem Reibungskompensationsstromwert auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswerts von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2 und dem Produkt des Reibungskompensations-Stromwerts und der Kompensationsverstärkung. Diese Kompensationsverstärkung wird als "–1" bestimmt, wenn die Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung eine Motordrehung in die linke Richtung erfaßt, und als "1" wenn die Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung eine Drehung des Motors in die rechte Richtung erfaßt.
  • Die Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 addiert den Motorstromwert, der von der Basisstrom-Bestimmungseinrichtung 4a erhalten wird, und den Wert, der von der differentiellen Steuereinrichtung 4b erhalten wird, subtrahiert den Konvergenzkompensations-Stromwert, der von der Konvergenzsteuereinrichtung 4c erhalten wird, von dem Additionsergebnis und addiert das Subtraktionsergebnis und den Wert, der von der Reibungskompensationsstrom-Bestimmungseinrichtung 4d erhalten wird, um einen Stromsollwert (Strombefehlswert) zu bestimmen, und gibt diesen Wert an einen Knoten N4 aus.
  • Der Motor 5 ist ein Stellglied zum Bereitstellen einer Leistung zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers an dem Lenkrad. Die Stromerfassungseinrichtung 6 erfaßt einen Ansteuerstrom, der an den Motor 5 geliefert werden soll, wandelt diesen in ein elektrisches Signal um und koppelt das elektrische Signal an den Knoten N4 zurück. Der Knoten N4 berechnet eine Differenz ξ zwischen einem Strombefehlswert von der Strombefehlswert-Bestimmungseinrichtung 4 und einem Motoransteuerstrom-Erfassungswert von der Stromerfassungseinrichtung 6 und gibt diesen an die Stromrückkopplungsverstärkungs-Einstelleinrichtung 7 aus. Die Stromrückkopplungsverstärkungs-Einstelleinrichtung 7 gibt an den PI Regler 8 eine korrigierte Differenz ξ' aus, die durch Verstärken der Differenz ξ mit einer ersten Korrekturverstärkung K1 erhalten wird, wenn der Absolutwert |ξ| der Differenz ξ kleiner als ein vorgegebener Wert ist, und eine korrigierte Differenz ξ', die durch Verstärken der Differenz ξ mit einer zweiten Korrekturverstärkung K2 erhalten wird, wenn der Absolutwert |ξ| der Differenz ξ gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th1 ist.
  • Der PI Regler 8 ermittelt einen Stromsollwert durch Addieren eines Werts, der sich proportional zu dem integralen Teil der korrigierten Differenz ξ' ändert, zu einer proportionalen Steuerung (P Steuerung) zum Ändern des Stromsollwerts proportional zu der korrigierten Differenz ξ' von der Rückkopplungsverstärkungs-Einstelleinrichtung 7 und führt eine PI Regelung zum Ausgeben dieses Stromsollwerts an die Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 aus. Die Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 wandelt den Stromsollwert von dem PI Regler 9 in ein Signal mit einer Impulsbreite gemäß einer vorgegebenen Trägerfrequenz um und gibt dieses an einen Knoten N5 aus. Der Knoten N5 erzeugt einen Steuerstrom durch Verstärken des Signals von der Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 mit einer D-Klassen-Leistung, die von der Batterie 10 zugeführt wird, und liefert diesen erzeugten Steuerstrom an den Motor 5.
  • 2 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit und ihre Peripherieschaltungen des elektrischen Servolenkungssystems gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Ein Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Mikrocontroller, der eine CPU 15, ein ROM 16, ein RAM 17 und einen Zeitgeber 18 umfaßt. Die CPU 15 startet die Ausführung einer arithmetischen Verarbeitung gemäß einem Programm, beispielsweise einer Steuerprozedur oder Steuercharakteristiken, die in dem ROM 16 gespeichert sind, jedesmal, wenn sie ein Startsignal für den Zyklus einer Ausführung des Programms bei vorgegebenen Intervallen, die von dem Zeitgeber 18 gesetzt werden, empfängt, und führt die arithmetische Verarbeitung eines in 3 gezeigten Flußdiagramms unter Verwendung des RAMs 17 als ein vorübergehendes Speicherelement für verschiedene Daten, die für eine arithmetische Verarbeitung benötigt werden, aus. Das heißt, die CPU 15, das ROM 16 und das RAM 17 sind äquivalent zu der Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4, dem Knoten N4, der Stromrückkopplungsverstärkungs-Einstelleinrichtung 7 und dem PI Regler 8 in 1.
  • Der Mikrocontroller 11 umfaßt eine Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9, A/D Wandler 19a und 19b, und I/O Ports 21a und 21b. Der A/D Wandler 19a wandelt ein analoges Signal, das einem Lenkdrehmoment-Erfassungswert von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1 entspricht, in ein digitales Signal um und gibt dieses an die CPU 15 aus. Der A/D Wandler 19b wandelt ein analoges Signal, das einem Motoransteuerstrom-Erfassungswert von der Stromerfassungseinrichtung 6 entspricht, in einen digitalen Wert um und gibt diesen an die CPU 15 aus. Die Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 gibt ein Impulsbreitenmodulations-(PWM)-Signal auf Grundlage des Operationsergebnisses der CPU 15 an eine Hauptschaltung 14 zum Ansteuern des Motors von einer Ansteuerschaltung 12 aus. Der I/O Port 21a wandelt das Betriebssignal eines Schlüsselschalters 20, eines Signals, das einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2 entspricht, und ein Signal, das einem Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert von der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 entspricht, in Signale um, die von der CPU 15 verwendet werden können, und gibt diese an die CPU 15 aus. Der I/O Port (eine Schnittstelle) 21b gibt das Ausgangssignal der CPU 15 an die Ansteuerschaltung (Treiberschaltung) 12 aus.
  • Wenn der Fahrer den Schlüsselschalter 20 einschaltet, dann werden der Mikrocontroller 11 und eine Leistungsschaltung 22 aktiviert, der Mikrocontroller 11 führt eine vorgegebene Anfangsfehlerdiagnose und eine Initialisierung aus, ein Relais 13 wird durch ein Signal von dem Mikrocontroller 11 durch die Ansteuerschaltung 12 geschlossen, und der Motor 5 kann durch die Hauptschaltung 14 angetrieben werden. In diesem Zustand berechnet der Mikrocontroller 11 einen Stromsollwert auf Grundlage eines Lenkdrehmoment-Erfassungswerts von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1, einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2 und einem Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert von der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 und empfängt die Rückkopplung eines Motoransteuerstrom-Erfassungswerts von der Stromerfassungseinrichtung 6, um ein Ausgangsdrehmoment, das in dem Motor erzeugt wird, zu steuern bzw. zu regeln.
  • Nachstehend wird eine ausführliche Beschreibung der arithmetischen Verarbeitung der CPU 15 vorgenommen. Die CPU 15 führt eine Software aus, die vorher in dem ROM 16 gespeichert wird, um eine Stromrückkopplungssteuerung auszuführen, um so den Motoransteuerstrom gleich zu einem Stromsollwert zu machen. Die CPU 15 berechnet zunächst einen Stromsollwert für den gegenwärtigen Steuerzyklus unter Bezugnahme auf Eingaben von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1, der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 2 und der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 bei jedem Steuerzyklus, der von dem Zeitgeber 18 auf einen vorgegebenen Zyklus gesteuert wird. Die CPU 15 nimmt auch Bezug auf einen Motoransteuerstrom-Erfassungswert von der Stromerfassungseinrichtung 6 bei jedem Steuerzyklus. Die CPU 15 ermittelt das Produkt der Differenz ξ und der ersten Korrekturverstärkung K1, wenn der Absolutwert |ξ| der Differenz ξ zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert kleiner als der vorgegebene Wert Th1 ist, und das Produkt der Differenz ξ und der zweiten Korrekturverstärkung K2, wenn der Absolutwert |ξ| der Differenz ξ zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th1 ist, um die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung gemäß der Differenz ξ zu ändern. Danach führt die CPU 15 eine PI Regelung aus, um eine PI Regelungsoperationsausgabe als ein Ansteuertastverhältnis für die PWM Steuerung, die von der Hauptschaltung 14 verwendet wird, zu erhalten. Diese PI Regelungsoperationsausgabe wird in ein PWM Signal umgewandelt, welches für den Betrieb der Hauptschaltung 14 von der Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 benötigt wird, und das PWM Signal wird an die Ansteuerschaltung 12 ausgegeben.
  • Die CPU 15 gibt ein Motorstrom-Ansteuerrichtungssignal auf Grundlage der Ansteuerrichtung des Strombefehlwerts an die Ansteuerschaltung 12 von dem I/O Port 21b aus. Dadurch schaltet die Ansteuerschaltung 12 die Schalttransistoren 14a und 14b der Hauptschaltung 14 im Ansprechen auf das PWM Signal von der Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 ein oder aus, und schaltet die Schalttransistoren 14c und 14d der Hauptschaltung 14 im Ansprechen auf das Motorstrom-Ansteuerungsrichtungssignal von dem I/O Port 21b ein oder aus. Das heißt, wenn der Schalttransistor 14c der Hauptschaltung 14 ausgeschaltet ist und die Schalttransistoren 14a und 14d beide eingeschaltet sind, wird ein Strompfad von dem Relais 13, dem Schalttransistor 14a, dem Motor 5 und dem Schalttransistor 14d gebildet, ein Motoransteuerstrom fließt von der Batterie 10 an den Motor 5 in einer mit einem Pfeil X1 gezeigten Richtung, und der Motor 5 dreht sich in einer Richtung. Wenn im Gegensatz dazu der Schalttransistor 14d der Hauptschaltung 14 ausgeschaltet ist und die Schalttransistoren 14b und 14c beide eingeschaltet sind, wird ein Strompfad durch das Relais 13, den Schalttransistor 14b, den Motor 5 und den Schalttransistor 14c gebildet, ein Motoransteuerstrom fließt von der Batterie 10 an den Motor 5 in einer mit X2 gezeigten Richtung, und der Motor 5 dreht sich in einer entgegengesetzten Richtung zu der vorangehenden Richtung.
  • Die Stromrückkopplungssteuerung bzw. -regelung der Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der 3 beschrieben. Diese Stromrückkopplungsregelung wird von der Funktion des in 2 gezeigten Zeitgebers 18 bei jedem Steuerzyklus angefordert und ausgeführt. Der Stromsollwert wird im Schritt S1 eingegeben, der Motoransteuerstrom-Erfassungswert wird im Schritt S2 eingegeben, und die Differenz ξ zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert wird im Schritt S3 ermittelt. Der Absolutwert |ξ| der Differenz ξ wird mit dem vorgegebenen Wert Th1 im Schritt S4 verglichen. Wenn der Absolutwert |ξ| kleiner als der vorgegebene Wert Th1 ist, dann geht die Routine zum Schritt S5, und wenn der Absolutwert |ξ| gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th1 ist, dann geht die Routine zum Schritt S6. Im Schritt S5 oder S6 wird die im Schritt S3 ermittelte Differenz ξ mit der ersten Korrekturverstärkung K1 oder der zweiten Korrekturverstärkung K2 multipliziert, um eine korrigierte Differenz ξ' zu erhalten. Wenn K1 größer als K2 ist und der Absolutwert |ξ| größer als der vorgegebene Wert Th1 ist, nimmt diesbezüglich die korrigierte Differenz ξ' einen großen Wert ein. Im Schritt S7 oder S8 werden die Berechnungen eines proportionalen Terms (P Term) und eines integralen Terms (I Term) für jede berechnete Differenz ξ' ausgeführt. Im Schritt S9 wird der Gesamtwert des P Terms und des I Terms ermittelt, um eine Impulsbreite zum Ansteuern der Hauptschaltung 14 zu finden. Im Schritt S10 wird das Motoransteuerungsrichtungssignal auf Grundlage der Richtung des Stromsollwerts an die Hauptschaltung 14 durch den I/O Port 21b und die Ansteuerschaltung 12 angelegt. Im Schritt S11 wird ein berechneter Wert der Impulsbreite, der im Schritt S9 erhalten wird, in der Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 eingestellt. Dadurch gibt die Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 einen vorgegebenen Motoransteuerungs-Tastverhältnisimpuls gemäß dem Ergebnis der PI Berechnungen an die Hauptschaltung 14 durch die Ansteuerschaltung 12 aus.
  • Wenn in dieser Ausführungsform 1 die Differenz ξ zwischen dem Strombefehlswert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert kleiner als der vorgegebene Wert Th1 ist, dann wird eine Verstärkung, die für eine PI Regelung verwendet wird, auf die erste Korrekturverstärkung K1 eingestellt, und wenn die Differenz ξ gleich oder größer wie der vorgegebene Wert Th1 ist, dann wird die Verstärkung, die für die PI Regelung verwendet wird, auf die zweite Korrekturverstärkung K2 eingestellt. Wenn die erste Korrekturverstärkung K1 kleiner als die zweite Korrekturverstärkung K2 eingestellt ist und eine PI Regelung für einen Motoransteuerstrom ausgeführt wird und wenn eine Zeitänderung in dem Stromsollwert mäßig ist, dann wird der Motor 5 deshalb angetrieben, während die Differenz ξ auf fast "0" gemäß der Charakteristiken des sogenannten I Typ Steuersystems einer automatischen Regelungstheorie gehalten wird, wenn die PI Regelung einen integralen Term enthält. Wenn die Zeitänderung in dem Strombefehlswert radikal ist, dann kann der Motorstrom-Erfassungswert der Änderung in dem Strombefehlswert nicht schnell folgen und die Differenz ξ wird größer als der vorgegebene Wert Th1, mit dem Ergebnis, daß die Verstärkung der Stromrückkopplungsregelung mit der zweiten Korrekturverstärkung K2 korrigiert wird und die Stromregelung des Motors 5 fortgesetzt wird.
  • Die Schleifenübertragungsfunktion dieser Stromrückkopplungsregelung ist in den 4 und 5 dargestellt. K1 ist größer als K2 in den 4 und 5, 4 zeigt K1 und 5 zeigt K2. Wenn in 4 die Kreuzfrequenz f1 ist, ist die Phasenreserve an diesem Punkt θ1. Wenn in 5 die Kreuzfrequenz f2 ist, dann ist die Phasenreserve an diesem Punkt θ2. Durch Ändern der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung durch Wählen der ersten Korrekturverstärkung K1 oder der zweiten Korrekturverstärkung K2 kann somit die Kreuzfrequenz von f1 auf f2 geändert werden. Somit können zwei Steuerbandbreiten gewählt werden.
  • Hinsichtlich der Auswahl der ersten Korrekturverstärkung K1 oder der zweiten Korrekturverstärkung K2 in der Ausführungsform 1 wird zum Beispiel die erste Korrekturverstärkung K1 gewählt, um die Kreuzfrequenz f1 so weit wie möglich innerhalb der Grenzen zu verringern, die eine stationäre Antwort erfüllen, und die zweite Korrekturverstärkung K2 wird gewählt, um die Phasenreserve und die Verstärkung einzustellen, die allgemein als Daumenregeln einer automatischen Steuerung auf 40 bis 60° bzw. 10 bis 20 dB bekannt sind, um so die Nachfolgeeigenschaften einer transienten Antwort zu verbessern. Wenn gemäß dem elektrischen Servolenkungssystem, bei dem die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung korrigiert worden ist, der Ansteuerstrom des Motors 5 in einem stationären Ansprechzustand ist, wie für den Fall, wenn das Lenkrad gedreht wird und dieses an einer gedrehten Position gehalten wird, während das Fahrzeug gestoppt ist, wird die erste Korrekturverstärkung K1 für die Verstärkung der Stromrückkopplungsregelung gewählt, wodurch das Ansprechverhalten der Stromrückkopplungssteuerung an den Motor 5 so bestimmt werden kann, daß sichergestellt wird, daß ein Ansprechverhalten einschließlich der Resonanz eines mechanischen Systems zum Übertragen von Leistung von dem Lenkrad an die Achse stabil werden sollte. Da der Ansteuerstrom des Motors 5 mit der zweiten Korrekturverstärkung K2, die größer als die erste Korrekturverstärkung K1 ist selbst dann korrigiert wird, wenn das transiente Ansprechverhalten benötigt wird, wie für den Fall eines schnellen Drehens des Lenkrads, kann in der Zwischenzeit ein schnelles Ansprechverhalten sichergestellt werden.
  • Ausführungsform 2
  • In der obigen Ausführungsform 1 wird die Differenz ξ zwischen dem Stromsollwert und dem Stromerfassungswert als ein Index zum Einstellen der Verstärkung einer Stromrückkopplungssteuerung verwendet. Ein differentieller Wert des Stromsollwerts kann anstelle der Differenz ξ verwendet werden. 6 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 2. Das Flußdiagramm der 6 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 durch die Verarbeitungen im Schritt S1 und im Schritt S4. Deshalb werden nachstehend nur die Verarbeitungen und deren Funktionen beschrieben. Im Schritt S1 wird ein Strombefehlswert I_TGT, der in dem vorangehenden Steuerzyklus verwendet wird, als ein um einen Abtastwert verzögerter Stromsollwert Z_1I_TGT gespeichert und dann wird ein Strombefehlswert I_TGT in dem Stromsteuerzyklus eingegeben. Im Schritt S4 wird der Absolutwert |Z_1I-TGT – I_TGT| der Differenz zwischen dem Stromsollwert Z_1I_TGT des vorangehenden Steuerzyklusses und dem Stromsollwert I_TGT des gegenwärtigen Steuerzyklusses mit einem vorgegebenen Wert Th2 verglichen. Wenn der Absolutwert |Z_1I_TGT – I_TGT| kleiner als der vorgegebene Wert Th2 ist, dann geht die Routine zum Schritt S5, und wenn der Absolutwert |Z_1I_TGT – I_TGT| gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th2 ist, dann geht die Routine zum Schritt S6.
  • Wenn gemäß diesem Aufbau eine Änderung in der Lenkkraft des Fahrers gering ist, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf den ersten Korrekturwert K1 korrigiert, und wenn die Änderung in der Lenkkraft des Fahrers groß ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf die zweite Korrekturverstärkung K2 korrigiert. Durch Wählen von geeigneten Werten für die erste Korrekturverstärkung K1 und die zweite Korrekturverstärkung K2 kann deshalb ein elektrisches Servolenkungssystem, das sowohl eine Stabilität als auch Nachfolgeeigenschaften einer Stromrückkopplungssteuerung für das Ausgangsdrehmoment des Motors 5 erzielen kann, leicht mit einem einfachen Aufbau wie in der Ausführungsform 1 konstruiert werden. In der Ausführungsform 2 ist der differentielle Wert des Ausgangsdrehmoments des Motors 5 ein Wert, der durch Differenzieren eines Drehmomentabtastwerts bei jedem Steuerzyklus durch eine rückwärtige Differenz mit einer Software erhalten wird. Alternativ kann eine bekannte differentielle Verarbeitung mit einer Software unter Verwendung einer bilinearen Umwandlung, die als eine differentielle Verarbeitung bekannt ist, mit einer Hardware, beispielsweise einem Operationsverstärker oder dergleichen, angewendet werden.
  • Ausführungsform 3
  • Um sowohl das Ansprechverhalten, wenn das Lenkrad gedreht wird, als auch die Stabilität, wenn das Lenkrad gehalten wird, zu erzielen, wie in 8 gezeigt, die ein Schaltungsblockdiagramm der Ausführungsform 3 ist, kann ein Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert, der durch Erfassen der Lenkgeschwindigkeit eines mit dem Lenkrad verbundenen Lenkwellensystems von einer Lenkgeschwindigkeits- Erfassungseinrichtung 23 erhalten, in ein elektrisches Signal umgewandelt und über den I/O Port 21a des Mikrocontrollers 11 an die CPU 15 angelegt wird, als ein Index zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung angewendet werden. Das heißt, wie in den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben, die Stabilisierung der Stromrückkopplungssteuerung wird benötigt, wenn das Lenkrad gedreht wird und einer bestimmten gedrehten Position angehalten wird, und die Nachfolgeeigenschaften der Stromrückkopplungssteuerung werden benötigt, während das Lenkrad von dem Fahrer schnell gedreht wird. Deshalb kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung in Abhängigkeit von dem Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 23 geändert werden.
  • 7 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 3. Das Flußdiagramm der 7 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 darin, daß ein Schritt S12 hinzugefügt ist und der Index zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung im Schritt S4 geändert wird. Diese Änderungen und deren Funktionen werden nachstehend beschrieben. Im Schritt S12 wird der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert ωstr der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 23 eingegeben. Im Schritt S4 wird der Absolutwert |ωstr| des Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswerts ωstr mit einem vorgegebenen Wert Th3 verglichen. Wenn der Absolutwert |ωstr| kleiner als der vorgegebene Wert Th3 ist, dann geht die Routine zum Schritt S5, und wenn der Absolutwert |ω| gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th3 ist, dann geht die Routine zum Schritt S6. Infolgedessen wird die erste Korrekturverstärkung K1 oder die zweite Korrekturverstärkung K2 in geeigneter Weise gemäß der Lenkgeschwindigkeit gewählt und somit kann mit einem einfachen Aufbau leicht ein elektrisches Servolenkungssystem konstruiert werden, welches sowohl eine Stabilität als auch Nachfolgeeigenschaften einer Stromrückkopplungssteuerung erzielt. Die Lenkgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 23 kann ein optischer Codierer, ein magnetischer Codierer oder ein Drehungssensor sein, beispielsweise ein Auflöser (Resolver), der mit Leichtigkeit mit dem Mikrocomputer gekoppelt werden kann, der die CPU 15, das ROM 16, das RAM 17 und den Zeitgeber 18 umfaßt.
  • Ausführungsform 4
  • In der Ausführungsform 3 wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf Grundlage des Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswerts der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 23 bestimmt. Die Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 kann anstelle der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 23 verwendet werden, um die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung in Abhängigkeit von einem Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert ωmtr zu ändern. 9 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 4. Das Flußdiagramm der 9 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 7 darin, daß das Eingangssignal vom Schritt S12 ein Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert ωmtr ist und der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert ωmtr als der Index zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung im Schritt S4 angewendet wird. Andere Operationen sind die gleichen wie diejenigen der Ausführungsform 3. Die Motordrehgeschwindigkeit-Erfassungseinrichtung 3 wird immer bereitgestellt, wenn der Motor 5 ein bürstenloser Motor ist. Deshalb benötigt ein elektrisches Servolenkungssystem mit einem bürstenlosen Motor für den Motor 5 gemäß der Ausführungsform 4 die Lenkgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 23 nicht, die neu installiert werden muß, und kann einfacher bei geringeren Kosten als das elektrische Servolenkungssystems der Ausführungsform 3 konstruiert werden.
  • Ausführungsform 5
  • Da die rückwirkende elektromotorische Kraft des Motors 1 proportional zu der Drehgeschwindigkeit des Motors ist, wenn das Feld konstant ist, kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung geändert werden, indem die rückwirkende elektromotorische Kraft des Motors 5 abgeschätzt wird. Wenn die rückwirkende elektromotorische Kraft des Motors 5 abgeschätzt wird, kann die abgeschätzte rückwirkende elektromotorische Kraft anstelle des Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswerts, der von der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 erhalten wird, angewendet und an die Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 angelegt werden. Deshalb wird die Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung, beispielsweise ein Drehgeschwindigkeitssensor, nicht benötigt.
  • 10 ist ein Blockschaltbild, das eine Steuereinheit und eine I/O Einheit zeigt, die mit der Steuereinheit gemäß der Ausführungsform 5 verbunden sind, und 11 ist ein Blockschaltbild, das die Steuereinheit und ihre Peripherieschaltungen zeigt. In diesen Figuren sind eine Motoranschlußspannungs-Erfassungseinrichtung 24 und eine Abschätzungseinrichtung 25 für die rückwirkende elektromotorische Kraft anstelle der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 vorgesehen. Die Abschätzungseinrichtung 25 für die rückwirkende elektromotorische Kraft empfängt einen Motorzwischenanschluß-Spannungserfassungswert von der Motorzwischenanschlußspannungs-Erfassungseinrichtung 24, der in eine elektrisches Signal umgewandelt ist, und einen Motoransteuerstrom-Erfassungswert von der Motorstrom-Erfassungseinrichtung 6, der in ein elektrisches Signal umgewandelt ist, und schätzt die rückwirkende elektromotorische Kraft des Motors 5 aus dem Motorzwischenanschlußspannungs-Erfassungswert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert ab. Die Abschätzungseinrichtung 25 für die rückwirkende elektromotorische Kraft wird durch die CPU 15, das ROM 16 und das RAM 17 des Mikrocomputers 11 konstruiert.
  • 12 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 5. Das Flußdiagramm der 12 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 darin, daß der Schritt S14 neu hinzugefügt ist und der Index zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung im Schritt S4 geändert ist. Die Änderungen und deren Funktionen werden nachstehend beschrieben. Der Mikrocomputer 11 führt eine arithmetische Verarbeitung aus, um die rückwirkende elektromotorische Kraft Vω des Motors 5 auf Grundlage eines Motorzwischenanschlußspannungs-Erfassungswerts und eines Motoransteuerstrom-Erfassungswerts abzuschätzen.
  • 13 ist ein Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Abschätzen der rückwirkenden elektromotorischen Kraft Vω in dem obigen Schritt S14. Der Motorzwischenanschlußspannungs-Erfassungswert Vmtr wird im Schritt S15 eingegeben und der Motoransteuerstrom-Erfassungswert Imtr wird im Schritt S16 eingegeben. Im Schritt S17 wird ein interner Motorspannungsabfall aus einem Impedanzmodell zwischen den Anschlüssen des Motors, das durch die Induktivität, den Widerstand und dergleichen die Ankerwicklung des Motors 5 bestimmt wird, und aus einem Motoransteuerstrom-Erfassungswert Imtr von der Stromerfassungseinrichtung 6 auf Grundlage des Ausdrucks Vdrp = Zmtr × Imtr. bestimmt. Im Schritt S18 wird die rückwirkende elektromotorische kraft Vω als die Differenz zwischen dem Motorzwischenanschlußspannungs-Erfassungswert Vmtr und dem internen Motorspannungsabfallwert Vdrp ermittelt.
  • Deshalb wird in der Ausführungsform 5 die Abschätzung der rückwirkenden elektromotorischen Kraft Vω im Schritt S14 bei jedem Steuerzyklus der Motorstrom-Rückkopplungssteuerung der 12 ausgeführt. Im Schritt S14 wird der Absolutwert |Vω| der rückwirkenden elektromotorischen Kraft Vω mit einem vorgegebenen Wert Th5 verglichen. Wenn der Absolutwert |Vω| kleiner als der vorgegebene Wert Th5 ist, dann geht die Routine zum Schritt S5, und wenn der Absolutwert |Vω| gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th5 ist, geht die Routine zum Schritt S6. Dadurch wird die erste Korrekturverstärkung K1 oder die zweite Korrekturverstärkung K2 in geeigneter Weise als die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung gemäß der Lenkgeschwindigkeit gewählt, wodurch es ermöglicht wird, sowohl Nachfolgeeigenschaften, wenn das Lenkrad schnell gedreht wird, als auch eine Stabilität, wenn das Lenkrad gehalten wird, zu erreichen.
  • Ausführungsform 6
  • Um die Nachfolgeeigenschaften der Steuerung sicherzustellen, wenn eine Änderung in der Lenkgeschwindigkeit groß ist, kann der Erfassungswert der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 23, der Erfassungswert der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 oder der Ausgabewert der Abschätzungseinrichtung 25 für die rückwirkende elektromotorische Kraft differenziert werden und der Absolutwert des Ergebnisses kann als der Index zum Bestimmen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung verwendet werden. 14 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 6. Das Flußdiagramm der 14 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 7 nur durch die Verarbeitungen in den Schritten S12 und S4. Diese Verarbeitungen und deren Funktionen werden nachstehend beschrieben. Im Schritt S12 wird der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert ωstr, der in dem vorangehenden Steuerzyklus eingegeben wurde, als ein um einen Abtastwert verzögerter Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert Z-1 ωstr gespeichert und dann wird der Lenkgeschwindigkeits- Erfassungswert ωstr des gegenwärtigen Steuerzyklus eingegeben. Im Schritt S4 wird der Absolutwert |Z-1ωstr-ωStr| der Differenz zwischen dem vorangehenden Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert Z-1ωstr und dem gegenwärtigen Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert ωstr mit einem vorgegebenen Wert Th6 verglichen. Wenn der Absolutwert |Z-1ωstr-ωstr| kleiner als der vorgegebene Wert Th6 ist, dann geht die Routine zum Schritt S5, und wenn der Absolutwert |Z-1ωstr-ωstr| gleich oder größer wie der vorgegebene Wert Th6 ist, dann geht die Routine zum Schritt S6. Da die erste Korrekturverstärkung K1 gewählt wird, wenn eine Änderung in der Lenkgeschwindigkeit gering ist, und die zweite Korrekturverstärkung K2 gewählt wird, wenn die Änderung in der Lenkgeschwindigkeit groß ist, können sowohl Nachfolgeeigenschaften als auch eine Stabilität gemäß einem Lenkzustand durch Ändern der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung erzielt werden.
  • In der Ausführungsform 6, wie im Schritt S12 der 14 gezeigt, wird der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert differenziert und die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung wird auf Grundlage des Ergebnisses der Differenzierung eingestellt. Der Erfassungswert der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung 3 in der Ausführungsform 4 oder der Ausgabewert der Abschätzungseinrichtung 25 für die rückwirkende elektromotorische Kraft in der Ausführungsform 5 können differenziert werden und anstelle des differenzierten Werts des Ausgangs str im Schritt S4 verwendet werden. Die Differenzierungseinrichtung differenziert den Abtastwert bei jedem Steuerzyklus durch eine Rückdifferenz mit einer Software. Alternativ kann eine bekannte differentielle Verarbeitung mit einer Software unter Verwendung einer bilinearen Umwandlung, einer differentiellen Verarbeitung mit einer Hardware, beispielsweise einem Operationsverstärker, oder dergleichen verwendet werden.
  • Ausführungsform 7
  • Die Stabilität der Stromrückkopplungssteuerung wird insbesondere benötigt, wenn eine große Unterstützungskraft des Motors 5 benötigt wird, wie für den Fall eines Drehens des Lenkrads, während das Fahrzeug gestoppt ist, oder beim Halten oder beim langsamen Drehen des Lenkrads, während das Fahrzeug bei einer geringen Geschwindigkeit fährt. Deshalb kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung gemäß einem Lenkdrehmoment-Erfassungswert von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1 geändert werden. 15 ist ein Flußdiagramm einer Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 7. Das Flußdiagramm der 15 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm in 7 nur durch die Verarbeitungen der Schritte S12 und S4. Die Verarbeitungen und deren Funktionen werden nachstehend beschrieben. Im Schritt S12 wird ein Lenkdrehmoment-Erfassungswert Trq von der Lenkdrehmoment-Erfassungseinrichtung 1 eingegeben. Im Schritt S4 wird der Absolutwert |Trq| des Lenkdrehmoment-Erfassungswerts Trq mit einem vorgegebenen Wert Th7 verglichen. Wenn der Absolutwert |Trqd| kleiner als der vorgegebene Wert Th7 ist, dann geht die Routine zum Schritt S5, und wenn der Absolutwert |Trqd| gleich oder größer wie der vorgegebene Wert Th7 ist, dann geht die Routine zum Schritt S6. Da die erste Korrekturverstärkung K1 gewählt wird, wenn die Lenkkraft klein ist, wie für den Fall einer Betätigung des Lenkrads während einer Fahrt oder bei einem Beginn eines Drehens des Lenkrads, können Nachfolgeeigenschaften sichergestellt werden, indem die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung geändert wird. Da die zweite Korrekturverstärkung K2 größer als die erste Korrekturverstärkung K1 gewählt wird, wenn eine Lenkkraft groß ist, wie für den Fall einer Drehung des Lenkrads, während das Fahrzeug angehalten hat, kann ein schnelles Ansprechverhalten sichergestellt werden. Deshalb können sowohl Nachfolgeeigenschaften als auch eine Stabilität gemäß einem Lenkzustand erreicht werden.
  • Ausführungsform 8
  • In der Ausführungsform 7 wird die Stabilität der Stromrückkopplungssteuerung sichergestellt, indem die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung gemäß dem Lenkdrehmoment-Erfassungswert geändert wird, wenn eine große Unterstützungskraft des Motors benötigt wird. Der gleiche Effekt kann erhalten werden, indem anstelle des Lenkdrehmoment-Erfassungswerts der Stromsollwert oder der Motoransteuerstrom-Erfassungswert verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Lenkrad gedreht oder gehalten wird. Um diese Ausführungsform 8 zu implementieren wird in der 15 der Ausführungsform 7 der Stromsollwert oder der Motoransteuerstrom-Erfassungswert als der Eingabeindex des Schrittes S12 anstelle des Lenkdrehmoment-Erfassungswerts Trq verwendet und der vorgegebene Wert Th7 zum Bestimmen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung im Schritt S4 wird auf einen geeigneten Wert für den Stromsollwert oder den Motoransteuerstrom-Erfassungswert gesetzt.
  • Ausführungsform 9
  • Da angenommen wird, daß eine große Unterstützungskraft nur dann benötigt wird, wenn das Lenkrad gedreht wird, während das Fahrzeug stoppt oder bei einer geringen Geschwindigkeit fährt, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit als der Index zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung verwendet werden, so daß die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung verringert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, und erhöht wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Um die Ausführungsform 9 zu implementieren wird in der 15 der Ausführungsform 7 der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert als der Eingabeindex im Schritt S12 anstelle des Lenkdrehmoment-Erfassungswerts Trq verwendet und der vorgegebene Wert Th7 zum Bestimmen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung wird auf einen geeigneten Wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt S4 gesetzt.
  • Ausführungsform 10
  • In den Ausführungsformen 1 bis 9 wird eine Korrekturverstärkung bestimmt und gewählt, indem der Index zum Umschalten der Verstärken der Stromrückkopplungssteuerung mit einem vorgegebenen Wert bei jedem Steuerzyklus der Stromrückkopplungssteuerung verglichen wird. Um ein Nacheilen zum Zeitpunkt einer Umschaltung zu verhindern, kann ein Hystereseelement zu dem vorgegebenen Wert als eine Bedingung zum Wählen der Korrekturverstärkung hinzugefügt werden. Deshalb wird in der Ausführungsform 10 eine Hysterese hinzugefügt, so daß dann, wenn der Index zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung von einem kleinen Wert auf einen großen Wert, das heißt größer als ein vorgegebener Wert "1", geändert wird, die erste Korrekturverstärkung K1 auf die zweite Korrekturverstärkung K2 umgeschaltet, und wenn der Index von einem großen Wert auf einen kleinen Wert, das heißt kleiner als ein vorgegebener Wert "2", geändert wird, dann wird die zweite Korrekturverstärkung K2 auf die erste Korrekturverstärkung K1 umgeschaltet.
  • 16 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 10 und 17 zeigt die Korrekturcharakteristiken der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 10. Das Flußdiagramm der 16 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 darin, daß der Schritt 4 zum Setzen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf Grundlage der Differenz durch die Schritte S20 bis S22 ersetzt ist. Wenn im Schritt S20 die frühere Korrekturverstärkung groß ist (frühere Korrekturverstärkung = K2), dann geht die Routine zum Schritt S21, und wenn die frühere Korrekturverstärkung klein ist (frühere Korrekturverstärkung = K1), dann geht die Routine zum Schritt S22. In den Schritten S21 und S22 wird die Größe der Differenz mit einer Vielzahl von verschiedenen vorgegebenen Werten Th8 und Th9 verglichen, und dadurch geht die Routine zum Schritt S5 oder S6 weiter, wodurch eine Hysteresecharakteristik wie in 17 gezeigt als die korrigierte Differenz ξ' erhalten werden kann. Da eine Hysterese zu der Einstellung der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung hinzugefügt wird, kann ein Nacheilen zum Zeitpunkt einer Umschaltung der Verstärkung verhindert werden und sowohl eine Stabilität als auch Nachfolgeeigenschaften können mit größerer Sicherheit erhalten werden. Da die Aufgabe der Ausführungsform 10 darin besteht, zu verhindern, daß die Korrekturverstärkung um die vorgegebenen Werte zum Bestimmen der Umschaltung der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung nacheilt (Hunting-Effekt), kann der gleiche Effekt erhalten werden, wenn der Index zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 10 ein Betriebsdrehmoment-Erfassungswert, ein Stromsollwert, ein Motoransteuerstrom-Erfassungswert oder dergleichen, wie in den anderen Ausführungsformen, ist.
  • Ausführungsform 11
  • In der Ausführungsform 1 wird zum Umschalten der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf die erste Korrekturverstärkung K1 oder die zweite Korrekturverstärkung K2 durch Vergleichen der Differenz ξ zwischen dem Strombefehlswert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert mit dem vorgegebenen Wert Th1 geändert. Anstelle davon wird die Differenz ξ zwischen dem Stromsollwert von der Stromsollwert-Bestimmungseinrichtung 4 und der Motoransteuerstrom-Erfassungswert von der Stromerfassungseinrichtung 6 als der Index zum Einstellen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung verwendet, und wenn die erste Korrekturverstärkung mit K1 dargestellt wird, die zweite Korrekturverstärkung mit K2 dargestellt wird, wird der vorgegebene Wert, der mit dem Index zum Einstellen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung verglichen werden soll, mit C dargestellt, und wenn der Absolutwert |ξ| der Differenz ξ kleiner als der vorgegebene Wert C ist, wird ein erster Korrekturbetriebsausdruck ξ' = ξ × K1 verwendet, und wenn der Absolutwert |ξ| gleich oder größer als der vorgegebene Wert C ist, wird ein zweiter Korrekturbetriebsausdruck ξ' = ξ × K2 – signξ × C × (K2 – K1) verwendet. Das Wort "sign" bedeutet das Vorzeichen (Signum) von ξ.
  • 18 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 11. Das Flußdiagramm der 18 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 in der Verarbeitung des Schritts S6. Die Änderung und deren Funktion werden nachstehend beschrieben. Im Schritt S4 wird der Absolutwert |ξ| oder die Differenz ξ zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert mit dem vorgegebenen Wert C verglichen. Wenn der Absolutwert |ξ| kleiner als der vorgegebene Wert C ist, dann geht die Routine zum Schritt S5, und wenn der Absolutwert |ξ| gleich oder größer wie der vorgegebene Wert C ist, dann geht die Routine zum Schritt S6. Wenn gemäß dieser Ausbildung eine Änderung in der Lenkkraft des Fahrers klein ist, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung im Schritt S5 auf die erste Korrekturverstärkung K1 korrigiert. Wenn die Änderung groß ist, wird die Berechnung des zweiten Korrekturbetriebsausdrucks im Schritt S6 ausgeführt und die Korrekturdifferenz ξ', die sich gemäß dem Absolutwert |ξ| fortwährend ändert, wird dadurch erhalten, wie innerhalb des Rahmens D' gezeigt, wodurch ermöglicht wird, die Stabilität einer Drehmomentsteuerung zu erzielen, indem das Ansprechverhalten der Stromsteuerung stabilisiert wird, wenn das elektrische Servolenkungssystems in einer Getriebebox installiert ist, Steuerungsgeräusche zu verringern, und Nachfolgeeigenschaften auf den Stromsollwert zu erzielen.
  • Ausführungsform 12
  • Ein Zeitgeber kann bereitgestellt werden, um den Index zum Einstellen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, um so den Korrekturbetriebsausdruck gemäß dem Beurteilungsergebnis des Index zu ändern, und der Korrekturbetriebsausdruck wird für eine vorgegebene Zeit gehalten, so daß eine Korrekturverstärkung bei Intervallen einer Zeit, die von dem Zeitgeber gesetzt wird, beurteilt wird, um ein Nacheilen zum Zeitpunkt einer Umschaltung der Verstärkung zu verhindern. 19 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 12 und 20 ist ein Zeitdiagramm der Ausführungsform 12. Das Flußdiagramm der 19 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 nur dadurch, daß die Schritte S4 bis S6 durch die Schritte S30 bis S34 ersetzt sind. Diese Änderungen und deren Funktionen werden nachstehend beschrieben. Im Schritt S30 wird beurteilt, ob eine Zeit, die von dem Zeitgeber T1 gesetzt ist, abgelaufen ist. Wenn die Zeit abgelaufen ist, dann geht die Routine zum Schritt S31, und wenn die Zeit nicht abgelaufen ist, dann geht die Routine zum Schritt S33. Der Zeitgeber T1 wird im Schritt S31 auf "0" zurückgesetzt und der Index zum Einstellen der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung (der Absolutwert |ξ| der Differenz ξ zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert in der Ausführungsform 12) wird mit dem vorgegebenen Wert Th1 im Schritt 32 verglichen und die Routine geht zum Schritt S5 oder S6 gemäß dem Vergleichsergebnis, um die Korrektur der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auszuführen. Im Schritt S33 wird der Zeitgeber T1 inkrementiert und dann geht die Routine zum Schritt S5 oder S6, um die Korrekturverstärkung des früheren Steuerzyklusses aufrecht zu erhalten. Deshalb wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung während der Zeit, die von dem Zeitgeber T1 gesetzt ist, auf der ersten Korrekturverstärkung K1 oder der zweiten Korrekturverstärkung K2 gehalten, wodurch ermöglicht wird, zu verhindern, daß die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung nacheilt.
  • Ausführungsform 13
  • Die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung kann auf Grundlage einer Batteriespannung korrigiert werden. Wenn das Tastverhältnis eins PWM Signals auf Grundlage des Ausgangs des PI Reglers 8 mit Dty dargestellt wird, die Batteriespannung (Leistungsspannung) durch Vb dargestellt wird und die Hauptschaltung 14 im Ansprechen auf das PWM Signal von der Impulsbreiten-Modulationseinrichtung 9 eine Motorzwischenanschlußspannung Vmtr ausgibt, dann wird Vmtr aus dem Ausdruck Vmtr = Dty × Vb erhalten. Dty wird durch den PI Regler auf Grundlage des Ausdrucks Dty = ξ' × (1 + 1/(T1. s)) × KP gegeben. ξ' ist eine korrigierte Differenz und (1 + 1/(T1. s)) × KP wird durch den PI Regler 8 berechnet. Da deshalb die effektive Zwischenanschlußspannung Vmtr, die zwischen die Anschlüsse des Motors als Steuerung auf Grundlage der Differenz ξ angelegt werden soll, durch Entfernen des Einflusses von Änderungen in der Batteriespannung Vb erhalten wird, kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung des PI Reglers 8 unter Verwendung des folgenden Ausdrucks korrigiert werden, der einen Korrekturterm für die Batteriespannung umfaßt. Dty = ξ' × (1 + 1/(T1.s)) × KP × Vb_ctr/vbwobei Vb_ctr ein normalisierter Batteriespannungswert ist.
  • 21 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 13. Das Flußdiagramm der 21 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 darin, daß die Batteriespannung Vb des vorangehenden Steuerzyklusses im Schritt S50 beibehalten wird und die Batteriespannung Vb des gegenwärtigen Steuerzyklusses im Schritt S51 zwischen den Schritten S3 und S4 eingegeben wird. Ferner wird eine Änderung in der Batteriespannung Vb bei der Berechnung eines P Terms im Schritt S7 korrigiert und die Berechnung eines I Terms im Schritt S8 korrigiert. Das heißt, im Schritt S7 wird die proportionale Verstärkung KP mit einer Batteriespannung Vb korrigiert und mit einem Koeffizienten Vb_ctr/Vb multipliziert. Die integrale Stromverstärkung KI wird in dem I Term wie dem P Term mit dem Koeffizienten Vb_ctr/Vb korrigiert und der vorangehende integrale Wert wird mit einem Verhältnis Z-1 × Vb/Vb der Batteriespannung des vorangehenden Steuerzyklusses Z-1 × Vb zu der Batteriespannung Vb des Stromsteuerzyklusses korrigiert. Somit kann durch Korrigieren der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung mit einer Batteriespannung die erste Korrekturverstärkung K1 oder die zweite Korrekturverstärkung K2 gewählt werden, ohne von der Batteriespannung beeinflußt zu werden, wodurch ermöglicht wird, daß die Steuerbandbreite und die Kreuzfrequenz f an den effektivsten Punkten in Hinblick auf das transiente Ansprechverhalten und die stationäre Stabilität der Stromrückkopplungssteuerung eingestellt wird. Somit kann das Ansprechverhalten und die Stabilität der Stromsteuerung optimiert werden und wird kaum von der Leistungsspannung beeinflußt.
  • Ausführungsform 14
  • In der Ausführungsform 12 wird eine Zeitgeberverarbeitung verwendet, um ein Nacheilen zur Zeit der Umschaltung der Verstärkung zu verhindern. Ein Zeitgeber kann bereitgestellt werden, um den Index zum Wählen eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und die Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert wird unter Verwendung eines ersten Betriebsausdrucks korrigiert, wenn das Ergebnis der Beurteilung größer als ein vorgegebener Wert "1" für eine vorgegebene Zeit ist, und unter Verwendung eines zweiten Betriebsausdrucks, wenn das Ergebnis der Beurteilung kleiner als ein vorgegebener Wert "2" für eine vorgegebene Zeit ist, um eine Stromrückkopplungssteuerung auszuführen. 22 ist ein Flußdiagramm für eine Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 14 und 23 ist ein Zeitdiagramm der Ausführungsform 14. Das Flußdiagramm der 22 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 19 darin, daß keine Schritte S50 und S51 vorhanden sind und der Schritt S4 durch die Schritt S40 bis S46 ersetzt ist, um die Verarbeitung des Zeitgebers zu ändern. Diese Änderung und deren Funktion wird nachstehend beschrieben. Im Schritt S40 wird beurteilt, ob der Absolutwert |ξ| der Differenz gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th1 ist. Wenn der Absolutwert |ξ| kleiner als der vorgegebene Wert Th1 ist, dann geht die Routine zum Schritt S41, und wenn der Absolutwert |ξ| gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th1 ist, dann geht die Routine zum Schritt S44. Ein Zeitgeber T2 zum Beurteilen einer Fortsetzungszeit, in der der Absolutwert ξ gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th1 ist, wird im Schritt S41 initialisiert, und es wird überprüft, ob eine von einem Zeitgeber T1 gesetzte Zeit zum Beurteilen einer Fortsetzungszeit, in der der Absolutwert |ξ| kleiner als der vorgegebene Wert Th1 ist, im Schritt S42 abgelaufen ist. Wenn die Zeit abgelaufen ist, wird der erste Korrekturbetriebsausdruck im Schritt S5 gewählt, und wenn die Zeit nicht abgelaufen ist, wird der Zeitgeber T1 im Schritt S43 inkrementiert und der zweite Korrekturbetriebsausdruck wird im Schritt S6 beibehalten. Der Zeitgeber T1 wird im Schritt S44 initialisiert und es wird überprüft, ob die von dem Zeitgeber T2 gesetzte Zeit zum Beurteilen der Fortsetzungszeit, in der der Absolutwert ξ kleiner als der vorgegebene Wert Th1 ist, im Schritt S45 abgelaufen ist. Wenn die Zeit abgelaufen ist wird der zweite Korrekturbetriebsausdruck im Schritt S6 gewählt, und wenn die Zeit nicht abgelaufen ist, dann wird der Zeitgeber T2 im Schritt S46 inkrementiert und der erste Korrekturbetriebsausdruck im Schritt S5 wird beibehalten. Wenn somit der Korrekturbetriebsausdruck auf den ersten Korrekturbetriebsausdruck oder den zweiten Korrekturbetriebsausdruck nur dann umgeschaltet wird, wenn der Absolutwert |ξ| kleiner als der vorgegebene Wert Th1 für die Dauer einer von dem Zeitgeber T1 gesetzten Zeit oder länger ist, oder wenn der Absolutwert |ξ| gleich oder größer als der vorgegebene Wert Th1 für die Dauer einer von dem Zeitgeber T2 gesetzten Zeit oder länger ist, kann die Verarbeitung zum Wählen eines Korrekturbetriebsausdruck davon abgehalten werden, nachzueilen.
  • Ausführungsform 15
  • In den obigen Ausführungsformen werden sowohl ein Ansprechverhalten als auch eine Stabilität erzielt, indem der erste Betriebsausdruck oder der zweite Betriebsausdruck für die Stromrückkopplungssteuerung gewählt wird. Der Betriebsausdruck wird in dieser Ausführungsform nicht gemäß einem vorgegebenen Wert umgeschaltet, sondern der Korrekturbetriebsausdruck, der gemäß einem Index I zum einstellen des Betriebsausdrucks bestimmt wird, wird mit A(I) dargestellt, ein Mikrocomputer umfaßt eine Einrichtung zum Korrigieren der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung mit A(I), der Korrekturbetriebsausdruck A(I) umfaßt einen Korrekturbetriebsausdruck, der dA(I)/dI ≥ 0 erfüllt, und die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung kann durch den Index I zum Einstellen eines Betriebsausdrucks allmählich geändert werden. 24 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 15. Das Flußdiagramm der 24 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 3 darin, daß die Schritte S4 bis S6 durch die arithmetische Verarbeitung des Korrekturbetriebsausdrucks A im Schritt S60 ersetzt sind und die Schritte S7 und S8 für die Berechnungen der P und I Terme durch die Schritte S61 und S62 jeweils unter Verwendung des Berechnungsergebnisses des Schritts S60 ersetzt sind. Im Schritt S60 wird ein Korrekturrückkopplungsbetrag A ausgegeben, der auf dem Wert der Differenz ξ basiert. In den Schritten S61 und S62 werden die Berechnungen der P und I Terme unter Verwendung des Korrekturrückkopplungsbetrags A ausgeführt. Deshalb nimmt die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung gemäß der Differenz ξ allmählich zu. Wenn die Differenz ξ groß ist, können schnelle Nachfolgeeigenschaften sichergestellt werden, und wenn die Differenz ξ klein ist, dann wird die optimale Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung gewählt, um eine hohe Stabilität zu erzielen.
  • Ausführungsform 16
  • In der Ausführungsform 15 wird die Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motorstrom-Erfassungswert als der Index zum Einstellen eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung verwendet, so daß die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung nicht linear und allmählich gemäß der Differenz geändert wird. Ein anderer Faktor als die obige Differenz kann für den Index zum Einstellen eines Betriebsausdrucks verwendet werden. 25 ist ein Flußdiagramm der Stromrückkopplungssteuerung in der Ausführungsform 16. Das Flußdiagramm der 25 unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 24 darin, daß der Schritt S12 zur Eingabe eines Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswerts ωmtr als der Index zum Einstellen eines Betriebsausdrucks hinzugefügt ist, der Schritt S60 für die arithmetische Verarbeitung des Korrekturbetriebsausdrucks A des Schritts S60 durch den Schritt S70 ersetzt ist und die Schritte S61 und S62 für die Berechnungen von P und I Termen durch die Schritte S71 bzw. S72 ersetzt sind. Im Schritt S70 wird die Korrekturverstärkung A unter Bezugnahme auf Rückkopplungskorrekturcharakteristiken auf Grundlage des Absolutwerts |ωmtr| des Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswerts ωmtr erhalten. In den Schritten S71 und S72 werden die Werte des P Terms und des I Terms auf Grundlage der Differenz ξ bzw. der Korrekturverstärkung A berechnet. Somit wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf Grundlage des Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswerts ωmtr automatisch optimiert, wodurch ermöglicht wird, die Nachfolgeeigenschaften einfach sicherzustellen, wenn die Lenkgeschwindigkeit hoch ist, und eine Stabilität, wenn die Lenkgeschwindigkeit gering ist.
  • In der Ausführungsform 16 wird der Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswert ωmtr als der Index zum Einstellen eines Betriebsausdrucks verwendet. Es läßt sich aus der Beschreibung der obigen Ausführungsformen 2 bis 9 leicht ersehen, daß der gleiche Effekt erhalten werden kann, wenn der Lenkgeschwindigkeits-Erfassungswert, die rückwirkende elektromotorische Kraft, der Lenkdrehmoment-Erfassungswert, der Stromsollwert, der Motoransteuerstrom-Erfassungswert, ein differentieller Wert davon oder der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert anstelle des Motordrehgeschwindigkeits-Erfassungswerts für den Index verwendet wird.
  • Wie voranstehend beschrieben wird in dem elektrischen Servolenkungssystems gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung der erste Betriebsausdruck gewählt, wenn der Index zum Wählen eines Betriebsausdrucks für die Stromrückkopplungssteuerung größer als der erste vorgegebene Wert ist, der zweite Betriebsausdruck wird gewählt, wenn der Index kleiner als der zweite vorgegebene Wert ist, und die Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Stromerfassungswert wird unter Verwendung des gewählten Betriebsausdrucks korrigiert. Deshalb wird der Index gemäß dem Lenkzustand des Lenkrads in geeigneter Weise gewählt und ein Ansprechverhalten kann verbessert werden, indem die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht wird, wenn die Nachfolgeeigenschaften der Stromsteuerung benötigt werden, wie für den Fall einer schnellen Drehung des Lenkrads. Wenn eine Stabilität der Stromsteuerung benötigt wird, wie für den Fall eines Haltens des Lenkrads, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht und die Verhinderung der Oszillation des Ausgangsdrehmoments des Motors und die Erzeugung von Steuergeräuschen ohne die Oszillation einer Stromsteuerung mit der Resonanzfrequenz eines mechanischen Systems wird unter Verwendung eines teuren Reglers mit einem Hochgeschwindigkeitsansprechverhalten realisiert.
  • In dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind der erste vorgegebene Wert und der zweite vorgegebene Wert, die mit dem Index zum Wählen eines Betriebsausdrucks verglichen werden sollen, gleich zueinander. Deshalb kann der Vergleich des Index leicht und einfach ausgeführt werden.
  • In dem elektrischen Servolenkungssystems gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Produkt der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert und der ersten Korrekturverstärkung aus dem ersten Betriebsausdruck erhalten und das Produkt der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert und der zweiten Korrekturverstärkung wird aus dem zweiten Betriebsausdruck erhalten. Deshalb kann die erste Korrekturverstärkung und die zweite Korrekturverstärkung unabhängig gewählt werden, so daß die erste Korrekturverstärkung sich auf die Stabilität konzentriert und die zweite Korrekturverstärkung sich auf die Nachfolgeeigenschaften konzentriert, und die optimale Stromrückkopplungssteuerung wird auf Grundlage des Index zum Umschalten eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung durchgeführt, die sich gemäß dem Lenkzustand ändert.
  • In dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zeitgeber vorgesehen, um den Index zu beurteilen, der für eine Berechnung verwendete Betriebsausdruck wird auf den ersten oder zweiten Betriebsausdruck auf Grundlage des Beurteilungsergebnisses des Index umgeschaltet, und dann wird der erste oder zweite Betriebsausdruck für eine Zeit, die durch den Zeitgeber gesetzt wird, beibehalten. Deshalb wird ein Nacheilen zur Zeit einer Umschaltung der Rückkopplungsverstärkung verhindert, indem eine geeignete Zeit, die von dem Zeitgeber gesetzt wird, gewählt wird, und die Nachfolgeeigenschaften der Stromsteuerung und die Stabilität mit einem stationären Ansprechverhalten kann sichergestellt werden.
  • In dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Zeitgeber zum Beurteilen des Index vorgesehen, der erste Betriebsausdruck wird gewählt, wenn beurteilt wird, daß der Index größer als der erste vorgegebene Wert für eine von dem Zeitgeber gesetzte vorgegebene Zeit ist, und der zweite Betriebsausdruck wird gewählt, wenn beurteilt wird, daß der Index kleiner als der zweite vorgegebene Wert für eine von dem Zeitgeber gesetzte vorgegebene Zeit ist. Deshalb wird ein Nacheilen zur Zeit einer Umschaltung der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung verhindert, indem eine von dem Zeitgeber gesetzte geeignete Zeit gewählt wird, und die Nachfolgeeigenschaften der Stromsteuerung und die Stabilität mit einem stationären Ansprechverhalten kann sichergestellt werden.
  • In dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Differenz zwischen dem Strombefehlswert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert mit ξ dargestellt, die erste Korrekturverstärkung wird mit K1 dargestellt, die zweite Korrekturverstärkung wird mit K2 dargestellt und der vorgegebene Wert zum Beurteilen des Index wird mit C dargestellt, und (ξ × K1) wird als der erste Betriebsausdruck verwendet, wenn der Absolutwert von ξ kleiner als der vorgegebene Wert C ist, und (ξ × K2) – signξ × C × (K2 – K1) wird als der zweite Betriebsausdruck verwendet, wenn der Absolutwert von ξ gleich oder größer als der vorgegebene Wert C ist. Deshalb kann ein Nacheilen in einem derartigen Steuerzustand verhindert werden, dass Operationen vor und nach der Umschaltung des ersten Betriebsausdrucks und des zweiten Betriebsausdrucks kontinuierlich sind und die Nachfolgeeigenschaften der Stromsteuerung und die Stabilität mit einem stationären Ansprechverhalten kann sichergestellt werden, indem in geeigneter Weise der erste Betriebsausdruck oder der zweite Betriebsausdruck gewählt wird.
  • In dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Index zum Einstellen eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung mit I dargestellt, ein von dem Index I bestimmter Korrekturbetriebsausdruck wird mit A(I) dargestellt, ein Regler zum Korrigieren der Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung mit A(I) ist vorgesehen und der Korrekturbetriebsausdruck A(I) umfasst einen Korrekturbetriebsausdruck, der dA(I)/dI ≥ 0 erfüllt. Wenn deshalb eine Änderung in der Lenkkraft klein ist, wie für den Fall, wenn das Lenkrad gehalten wird, dann kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht werden, um die Stabilität des stationären Ansprechverhaltens der Stromsteuerung zu verbessern. Da die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung allmählich zunimmt, wenn der Index I größer wird, wenn die Änderung der Lenkkraft groß ist, kann eine Stromrückkopplungssteuerung realisiert werden, die die Nachfolgeeigenschaften der Stromsteuerung erfüllt.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Absolutwert der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn der Absolutwert der Differenz klein ist, wie für den Fall einer Drehung und einer Haltung des Lenkrads, dann kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht werden, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Absolutwert oder die Differenz groß ist, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Absolutwert des differentiellen Werts des Strombefehlswerts als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn der Absolutwert des differentiellen Werts klein ist, wie für den Fall eines Drehens und Haltens des Lenkrads, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Absolutwert des differentiellen Werts groß ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Motordrehgeschwindigkeit als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn die Motordrehgeschwindigkeit klein ist, wie für den Fall einer Drehung und Haltung des Lenkrads, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn die Motordrehgeschwindigkeit groß ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung die Lenkgeschwindigkeit als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn die Lenkgeschwindigkeit klein ist, wie für den Fall einer Drehung und einer Haltung des Lenkrads, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn die Lenkgeschwindigkeit groß ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung die rückwirkende elektromotorische Kraft des Motors als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn die rückwirkende elektromotorische Kraft klein ist, wie für den Fall einer Drehung und Haltung des Lenkrads, darin kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht werden, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn die rückwirkende elektromotorische Kraft groß ist, dann kann die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht werden, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Absolutwert des differentiellen Werts der Motordrehgeschwindigkeit als der Index verwendet wird, ist es einfach, das Umschalten eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn der Absolutwert des differentiellen Werts der Motordrehgeschwindigkeit klein ist, wie für den Fall, wenn das Lenkrad gehalten wird, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Absolutwert des differentiellen Werts der Motordrehgeschwindigkeit groß ist, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Absolutwert des differentiellen Werts der Lenkgeschwindigkeit als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn der Absolutwert des differentiellen Werts der Lenkgeschwindigkeit klein ist, wie für den Fall einer Haltung des Lenkrads, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Absolutwert des differentiellen Werts der Lenkgeschwindigkeit groß ist, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem fünfzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Absolutwert des differentiellen Werts der rückwirkenden elektromotorischen Kraft des Motors als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn der Absolutwert des differentiellen Werts der rückwirkenden elektromotorischen Kraft des Motors klein ist, wie für den Fall, wenn das Lenkrad gehalten wird, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Absolutwert des differentiellen Werts der rückwirkenden elektromotorischen Kraft des Motors groß ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem sechzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Lenkdrehmoment-Erfassungswert als der Index verwendet wird, ist es einfach, das Umschalten eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu bestimmen, und wenn der Lenkdrehmoment-Erfassungswert groß ist, wie für den Fall einer Haltung des Lenkrads, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Lenkdrehmoment-Erfassungswert klein ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem siebzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Strombefehlswert als der Index verwendet wird, ist es leicht, das Umschalten eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn der Strombefehlswert groß ist, wie für den Fall, wenn das Lenkrad gehalten wird, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Strombefehlswert klein ist, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem achtzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Motoransteuerstrom-Erfassungswert als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn der Motoransteuerstrom-Erfassungswert groß ist, wie für den Fall, wenn das Lenkrad gehalten wird, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn der Motoransteuerstrom-Erfassungswert klein ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften für einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß dem neunzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert als der Index verwendet wird, ist es einfach, die Umschaltung eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung zu beurteilen, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, dann wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung klein gemacht, um in Hinblick auf ein großes Ausgangsdrehmoment des Motors, wie für den Fall einer Drehung des Lenkrads, während das Fahrzeug gestoppt ist, eine stationäre Stabilität sicherzustellen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit groß ist, wird die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung groß gemacht, um Nachfolgeeigenschaften auf einen Ansteuerstrom sicherzustellen.
  • Da in dem elektrischen Servolenkungssystems gemäß dem zwanzigsten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Hauptschaltung den Motor auf Grundlage des Rückkopplungsreglers ansteuert und die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf eine Korrekturverstärkung korrigiert wird, die auf Grundlage einer Versorgungsspannung spezifiziert wird, die an die Hauptschaltung geliefert wird, können Schwankungen in der Verstärkung der effektiven Stromrückkopplungssteuerung verursacht durch Änderungen in der Batteriespannung verhindert werden und die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung kann in geeigneter Weise auf Grundlage der Beurteilung eines Lenkzustands eingestellt werden, um sowohl Nachfolgeeigenschaften auf einen Stromsollwert als auch eine stationäre Stabilität mit den größten Vorteilen sicherzustellen.

Claims (20)

  1. Elektrisches Servolenkungssystem zum Ausführen einer Stromrückkopplungssteuerung in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem Stromsollwert, der auf Grundlage eines Lenkzustands eines Lenkrads und eines Fahrzustands eines Fahrzeugs berechnet wird, und einem Motoransteuerstrom-Erfassungswert, der von einer Batterie an einen Motor geliefert wird, um eine Unterstützungskraft an einem System zum Übertragen von Leistung von dem Lenkrad an die Räder bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das System einen ersten Betriebsausdruck und einen zweiten Betriebsausdruck als Betriebsausdrücke für eine Stromrückkopplungssteuerung aufweist, der erste Betriebsausdruck gewählt wird, wenn ein Index zum Wählen eines Betriebsausdrucks größer als ein erster vorgegebener Wert ist, der zweite Betriebsausdruck gewählt wird, wenn der Index kleiner als ein zweiter vorgegebener Wert ist, und die Stromrückkopplungssteuerung ausgeführt wird, indem die Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert unter Verwendung des gewählten Betriebsausdrucks korrigiert wird.
  2. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste vorgegebene Wert und der zweite vorgegebene Wert gleich zueinander sind.
  3. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom- Erfassungswert und einer ersten Korrekturverstärkung in dem ersten Betriebsausdruck erhalten wird, und das Produkt der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert und einer zweiten Korrekturverstärkung in dem zweiten Betriebsausdruck erhalten wird.
  4. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitgeber zum Beurteilen des Index vorgesehen ist, der Betriebsausdruck, der für eine Berechnung verwendet wird, auf Grundlage des Beurteilungsergebnisses des Index auf einen ersten oder zweiten Betriebsausdruck umgeschaltet wird, und dann der erste oder zweite Betriebsausdruck für eine von dem Zeitgeber gesetzten Zeit gehalten wird.
  5. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitgeber vorgesehen ist, um den Index zu beurteilen, der erste Betriebsausdruck gewählt wird, wenn beurteilt wird, dass der Index größer als der erste vorgegebene Wert für eine von dem Zeitgeber gesetzte vorgegebene Zeit ist, und der zweite Betriebsausdruck gewählt wird, wenn beurteilt wird, dass der Index kleiner als der zweite vorgegebene Wert für eine von dem Zeitgeber gesetzte vorgegebene Zeit ist.
  6. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert mit e dargestellt wird, die erste Korrekturverstärkung mit K1 dargestellt wird, die zweite Korrekturverstärkung mit K2 dargestellt wird, der vorgegebene Wert zum Beurteilen des Index mit C dargestellt wird und (ε × K1) als der erste Betriebsausdruck verwendet wird, wenn der Absolutwert von ε kleiner als der vorgegebene Wert C ist, und (ξ × K2) – signξ × C × (K2 – K1) als der zweite Betriebsausdruck verwendet wird, wenn der Absolutwert von ε gleich oder größer als der vorgegebene Wert C ist.
  7. Elektrisches Servolenkungssystem zum Ausführen einer Stromrückkopplungssteuerung in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einem Stromsollwert, der auf Grundlage eines Lenkzustands eines Lenkrads und eines Fahrzustands eines Fahrzeugs berechnet wird, und einem Motoransteuerstrom-Erfassungswert, der von einer Batterie an einen Motor zum Bereitstellen einer Unterstützungskraft an einem System zum Senden von Leistung von dem Lenkrad an die Räder zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Index zum Einstellen eines Betriebsausdrucks für eine Stromrückkopplungssteuerung mit I dargestellt wird, ein Korrekturbetriebsausdruck, der von diesem Index I bestimmt wird, mit A(I) dargestellt wird, ein Regler zum Korrigieren der Verstärkung einer Stromrückkopplungssteuerung mit A(I) vorgesehen ist, und der Korrekturbetriebsausdruck A(I) einen Korrekturbetriebsausdruck umfasst, der dA(I)/dI ≥ 0 erfüllt.
  8. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwert der Differenz zwischen dem Stromsollwert und dem Motoransteuerstrom-Erfassungswert als der Index verwendet wird.
  9. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwert des differentiellen Werts des Stromsollwerts als der Index verwendet wird.
  10. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehgeschwindigkeit des Motors als der Index verwendet wird.
  11. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lenkgeschwindigkeit als der Index verwendet wird.
  12. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rückwirkende elektromotorische Kraft des Motors als der Index verwendet wird.
  13. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwert des differentiellen Werts der Drehgeschwindigkeit des Motors als der Index verwendet wird.
  14. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwert des differentiellen Werts einer Lenkgeschwindigkeit als der Index verwendet wird.
  15. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutwert des differentiellen Werts der rückwirkenden elektromotorischen Leistung des Motors als der Index verwendet wird.
  16. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenkdrehmoment-Erfassungswert als der Index verwendet wird.
  17. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromsollwert als der Index verwendet wird.
  18. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motoransteuerstrom-Erfassungswert als der Index verwendet wird.
  19. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungswert als der Index verwendet wird.
  20. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptschaltung den Motor auf Grundlage des Ausgangs eines Rückkopplungsreglers ansteuert, und die Verstärkung der Stromrückkopplungssteuerung auf eine Korrekturverstärkung korrigiert wird, die auf Grundlage einer Versorgungsspannung spezifiziert wird, die an die Hauptschaltung geführt wird.
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