DE3504561A1

DE3504561A1 - Steuereinrichtung fuer eine servolenkungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3504561A1
Application number: DE19853504561
Authority: DE
Inventors: Katsumi Higashi; Kunio Okada; Sadao Takeshima
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1985-02-11
Publication date: 1985-11-07
Also published as: DE3504561C2; JPS60166560A; JPH0351619B2; US4602695A

Description

JIDOSHA KIKI CO.,LTD.
Tokyo / Japan 8243-A

Steuereinrichtung für eine Servolenkungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Servolenkungsvorrichtung, mit welcher, eine leichte Servolenkung ohne Rücksicht auf die Fahrbedingungen durchgeführt werden kann.

Eine herkömmliche Servolenkungsvorrichtung wird so gesteuert, daß Betriebsöl von einer ölpumpe zu einer Servolenkungseinheit über ein Magnetventil in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der Darstellung in Fig.1 so zugeführt wird, daß eine konstante Lenkungskraft in einem weiten Geschwindigkeitsbereich erzeugt wird. Wenn ein Fahrzeug entlang einer Autostraße fährt, wird das Lenkrad im wesentlichen gerade gehalten, und die Lenkungswinkel sind klein. Wenn jedoch das Fahrzeug auf einer Bergstraße mit vielen scharfen Kurven fährt, wird das Lenkrad oft gedreht, und die Lenkungswinkel sind groß. Wenn in Fig. 2 die für normales Fahren auf einer durchschnittlichen Stadtstraße erforderliche Flußmenge mit der Kurve a dargestellt wird, so wird die für das Fahren auf einer Autobahn, wo eine geringe Flußmenge erforderlich ist, benötigte Flußmenge mit der Kurve b und die für das Fahren auf einer Bergstraße, wo eine große Flußmenge erforderlich ist, benötigte Flußmenge mit der Kurve c dargestellt. Es werden deshalb drei Charakteristiken in einem Speicher gespeichert. Eine geeignete Charakteristik wird von dem Speicher ausgelesen, um die Servolenkung zu steuern.

Die Lenkungskraft ändert sich aber auch in Abhängigkeit von der Belastung,^aumⁿSie Lenkungskraft konstant zu halten, wenn sich die Last ändert, müssen verschiedene Charakteristiken für verschiedene Belastungen vorhanden sein. Wenn eine Festlegung für schwere, mittlere und leichte Last vorgenommen

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wird, müssen neun Charakteristiken vorbereitet werden, und es ist ein Speicher mit großer Kapazität erforderlich, was sich in erhöhten Kosten auswirkt.

Es ist deshalb eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Steuereinrichtung für eine Servo lenkungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Servolenkungssteuerung in geeigneter Weise unter Berücksichtigung von Belastungsänderungen vorgenommen wird.

Außerdem soll mit der Erfindung auch eine Steuereinrichtung für eine Servolenkungsvorrichtung geschaffen werden, bei der ein einziger Speicher, welcher nur eine Steuercharakteristik speichert, verwendet wird, um eine geeignete Servolenkung unter Berücksichtigung der Veränderungen in den Fahrbedingungen des Fahrzeugs und in der Belastung durchzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird also nur eine Bezugs'-Servolenkungs-Steuercharakteristik in dem Speicher gespeichert, es wird ein Fahrbedingungssignal, welches angibt, ob das Fahrzeug auf einer Bergstraße, einer durchschnittlichen Stadtstraße oder einer Autobahn fährt, in Abhängigkeit von einem mittleren Lenkungswinkel und einer mittleren Geschwindigkeit erzeugt, es wird ein Korrektursignal in Abhängigkeit von dem Fahrbedingungssignal und einem den Lastzustand angebenden Lastsignal erzeugt, und die Bezugs-Servolenkungs^Steuercharakteristik wird entsprechend korrigiert, um eine geeignete Servoienkungssteuerung entsprechend dem Korrektursignal durchzuführen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 4 Diagramme zur Darstellung der ölflußmenge als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer"Steuereinrichtung für eine Servolenkungsvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung des mittleren Lenkungswinkels als Funktion der mittleren Geschwindigkeit,

Fig. 6 ein Schaltbild der Einrichtung gemäß Fig. 3, wenn die Einrichtung eine zentrale Prozessoreinheit enthält,

Fig. 7 die Darstellung einer Anordnung einer Scheibe und von Magneten zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignals,

Fig. 8A eine Schnittdarstellung eines Lenkungswellenabschnitts •mit einem Photounterbrecher 2a eines Lenkungssignalgenerators ,

Fig. 8B eine Draufsicht einer Schutzscheibe 2i,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Belastungssensors in einer Anordnung mit Photounterbrechern 3a.und 4a von Detektoren für schwere und leichte Belastung,

Fig, 1OA und '1OB jeweils Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung von Fig, 6 und

Fig. 11 ein Detail-Blockschaltbild eines Ölflußmengen-Detektors 85,

■ . · τ ν

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung für eine Servolenkungsvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei erzeugt ein Geschwindigkeitssignalgeber 1 ein Geschwindigkeitssignal, in welchem die Anzahl von Impulsen sich entsprechend einer Veränderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert. Ein Lenkungssignalgenerator erzeugt ein Lenkungssignal, in welchem sich die Anzahl von Impulsen entsprechend einer Änderung im" Lenkungswinkel verändert. Ein Schwerlastdetektor 3 erzeugt ein Schwerlastsignal des Logikpegels "O", wenn eine momentane Last größer ist als eine vorgegebene schwere Belastung. Ein Leichtlastdetektor 4 erzeugt ein Leichtlastsignal vom Logikpegel ¹¹O", wenn eine momentane Last geringer ist als eine vorgegebene leichte Belastung. Mit dem Bezugszeichen 5 ist ein D/A-Umsetzer, mit 6 ein (Elektro-) Spulentreiber und mit 7 eine Magnetspule bezeichnet. Der Magnetspulentreiber 6 steuert das Impulsverhältnis eines Ausgangssignals, welches entsprechend einem durch die Magnetspule 7 fließenden Strom erzeugt wird. Die Magnetspule 7 steuert ein in einer Ölleitung angeordnetes Ventil (nicht dargestellt) in Abhängigkeit von dem Impulsverhältnis des von dem Magnetspulentreiber 6 zugeführten Signals und steuert damit die Flußmenge des Öls, welches der Servolenkungsvorrichtung zugeführt wird. Mit 8 ist eine Steuerschaltung und mit 9 ein Zusatzsignalgenerator bezeichnet. Die Steuerschaltung 8 korrigiert die durch das Geschwindigkeitssignal vorgegebene ölflußmenge in Abhängigkeit von der Fahrbedingung, welche durch den mittleren Lenkungswinkel und die mittlere Geschwindigkeit gegeben ist. Der Zusatzsignalgenerator 9 erzeugt ein Anfangs-Rücksetzsignal IR, ein Taktsignal CL und ein Handsteuersignal zur Änderung einer Lenkungskraft nach Bedarf,

Die Steuerschaltung 8 umfaßt folgende Teile: einen Rechner 80 für die momentane Geschwindigkeit zur Berechnung eines Momentangeschwindigkeitssignals in Abhängigkeit von der Periode eines Impuls signals, welches von dem Geschwindigkeitssignal'-

--S—

g. 3504581

generator 1 erzeugt wird; einen Rechner 81 für die mittlere Geschwindigkeit zur Berechnung eines Mittelgeschwindigkeitssignals während einer 30-Sekunden-Abtastperiode entsprechend dem Geschwindigkeitssignal; einen Rechner 82 für mittleren Lenkungswinkel :zur Berechnung eines Mittel-Lenkungswinkelsignals während einer 30-Sekunden-Abtastperiode; einen Lastdetektor. 83 zur Erzeugung eines Lastsignals in Abhängigkeit von den Signalen, die von dem Schwerlastdetektor 3 und dem Leichtlastdetektor 4 zugeführt werden; einen Fahrbedingungsdekoder 84 zur Erzeugung eines Fahrbedingungssignals, welches angibt, ob das Fahrzeug auf einer Bergstraße, auf einer mittleren Stadtstraße oder einer Autobahn fährt, in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen dem Mittel-Geschwindigkeitssignal und dem Mittel-Lenkungssignal; einen ölflußmengendekoder zur Dekodierung eines ölflußmengensignals (für die Zufuhr zur Servolenkungsvorrichtung) entsprechend der aktuellen Geschwindigkeit, welche durch das Momentangeschwindigkeitssignal angegeben wird; einen Steuermusterdekoder 86 zur Erzeugung eines Korrektursignals zur Korrektur des Ölflußmengensignals entsprechend dem fahrbedingungssignal und dem Lastsignal; einen ölflußmengengenerator 87, welcher als Korrektureinrichtung zur Korrektur der ölflußmenge durch Addieren des Ölflußmengensignals zum Korrektursignal dient, und einen Bezugssignalgenerator 88 zur Erzeugung eines 1-msec»-, lOrmsec-, 10-sec- und 30-sec-Signals als Bezugssignalen der obengenannten Bausteine.

Der Rechner 80 für Momentangeschwindigkeit zählt jedesmal weiter, wenn ein Anschlußpunkt T einen Impuls erhält. Wenn ein Signal vom Logikpegel "1^H an den Anschlußpunkt R gelegt wird, wird der gegenwärtige Zählstand gespeichert und ausgegeben. Der Zählerstand, der jedesmal ausgegeben wird, wenn der Anschluß R das Signal empfängt, wird jeweils auf einen Zähler stand aktualisiert, welcher während der Pulsbreite des angelegten Signale gezählt wird.

SAD

-γ-

Der Rechner 81 für mittlere Geschwindigkeit enthält einen Geschwindigkeitszähler 81a, eine Verzögerungsschaltung 81b zur Verzögerung eines angelegten Eingangseignais um 1 msec und ein Register 81c. Der Rechner 82 für mittleren Lenkungswinkel enthält einen Lenkungszähler 82a, eine Verzögerungsschaltung 82b und ein Register 82c. Der Geschwindigkeitszähler 81a und der Lenkungszähler 82a zählen jedesmal weiter, wenn Signale an die Anschlüsse T angelegt werden. Jedesmal, wenn Signale vom Logikpegel "1" an die Anschlußpunkte R gelegt werden, werden die Zählerstände jeweils zurückgesetzt. Die Verzögerungsschaltung 82b hat die gleiche Funktion wie die Verzögerungsschaltung 81b.

Der Lastdetektor 83 enthält ein UND-Glied 83a und 83b, einen Schwerlastzähler 83c, einen Leichtlastzähler 83d, einen Lastdiskriminator 83e, ein Register 83f, eine Verzögerungsschaltung 83g, welche die gleiche Funktion wie die Verzögerungsschaltung 81b hat, und Inverter (Negationsglieder) 83h und 83i. Die Zähler 83c und 83d zählen jedesmal weiter, wenn Signale des Logikpegels "1" an die¹ Anschlußpunkte T angelegt werden. Die Zählerstände der Zähler 83c und 83d werden rückgesetzt, wenn jeweils Signale an die Anschlußpunkte R angelegt werden. Der Lastdiskriminator 83e unterscheidet zwischen einer leichten, einer mittleren und einer schweren Belastung entsprechend den Signalwerten, welche an seine Anschlüsse a und b angelegt werden, entsprechend der folgenden Tabelle 1.

\ Tabelle 1

Vorgang

Entscheidung

Daten des Schwerlast-Zählers 83c

Daten des Leicht lastzählers 83d

Daten des Schwerlast-Zählers 83c

Daten des Leichtlastzählers 83d

. _T . schwere Last

Daten des Schwerlast- _ Daten des Leicht-Zählers 83c ~ lastzählers 83d

mittlere i,ast

Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung mit der oben beschriebenen Anordnung wird nachfolgend beschrieben. Wenn das Fahrzeug startet, wird das Geschwindigkeitssignal von dem Geschwindigkeitssignalgenerator 1 dem Rechner 80 für die momentane Geschwindigkeit zugeführt. Der Rechner 80 für die momentane Geschwindigkeit zählt über den Anschlußpunkt T zugeführte 1>-msec-Signale. Jedesmal, wenn das Geschwindigkeitssignal dem Anschlußpunkt R zugeführt wird, ermittelt der Rechner 80 für die momentane Geschwindigkeit einen Zählerstand, d.h., das Momentangeschwindigkeit ssignal.

Das in der oben beschriebenen Weise ermittelte Momentangeschwindigkeitssignal wird dem ölflußmengendekoder 85 zugeführt. Der ölflußmengendekoder 85 speichert bei herkömmlicher Arbeitsweise alle Ölflußmengen-Charakteristiken, wie sie für alle Fahrbedingungen erforderlich sind. Wie in Fig. 4 dargestellt, sind beispielsweise die Ölflußmengen-Charakteristiken in einem Bereich zwischen S = T und S = 5 vorgegeben, wobei fünf Flußcharakteristiken vorbereitet sind, welche gewöhnlich in dem ölflußmengendekoder 85 gespeichert werden. Erfindungsgemäß wird jedoch nur eine einzige Charakteristik, die durch S = 3 dargestellt wird, in dem ölflußmengendekoder 85 gespeichert. Im Ergebnis erzeugt der ölflußmengendekoder 85 ein Signal für die ölflußmenge (S = 3 in Fig. 4) entsprechend der Momentangeschwindigkeit, und das Ausgabesignai wird dem ölflußmengengenerator 87 zugeführt.

Das Geschwindigkeitssignal wird auch dem Rechner 81 für die mittlere Geschwindigkeit zugeführt. Jedesmal, wenn von dem Geschwindigkeitszähler 81ä in dem Rechner 81 für die mittlere Geschwindigkeit das Geschwindigkeitssignal empfangen wird, zählt der Zähler 81a weiter. Der Rechner 81 für mittlere Geschwindigkeit empfängt alle 30 Sekunden ein Bez'ugssignal von dem Bezugssignalgenerator 88. Jedesmal, wenn das Bezugssignal dem Rechner 81 für die mittlere Geschwindigkeit zugeführt wird, nimmt das Register 81c den Zählerstand von dem Zähler 81a ab. Das Bezugssignal wird außerdem durch die Verzögerungsschaltung 81b um

eine geeignete Zeitspanne, beispielsweise 1 msec, verzögert. Das um 1 msec verzögerte Signal wird dem Anschlußpunkt R des Geschwindigkeitszählers 81a zugeführt, so daß der Geschwindigkeitszähler 81a zurückgesetzt wird. Wenn der Geschwindigkeitszähler 81a von dem Rücksetzzustand wieder freigegeben ist, beginnt er von neuem, die Geschwindigkeitssignale zu zählen. Das Register 81c gibt die Anzahl der Geschwindigkeitsimpulse während 30 Sekunden als mittleresGeschwindigkeitssignal aus. Das mittlere Geschwindigkeitssignal wird dem Fahrbedingungsdekoder 84 zugeführt. In ähnlicher Weise wird ein Lenkungssignal, welches von dem Lenkungssignalgenerator 2 erzeugt wird, durch den Rechner 82 für mittleren Lenkungswinkel berechnet. Der Rechner 82 für mittleren Lenkungswinkei gibt die Anzahl von Lenkungsimpulsen während 30 Sekunden als mittleres Lenkungssignal aus. Das mittlere Lenkungssignal wird dem Fahrbedingungsdekoder 84 zugeführt.

Der Fahrbedingungsdekoder 84 enthält einen Festwertspeicher zur Speicherung von Kenngrößen, welche als Variable durch die mittlere Geschwindigkeit und den mittleren Lenkungswinkei gegeben sind, wie in Fig. 5 dargestellt. Wenn derFahrbedingungsdekoder 84 die mittlere Geschwindigkeit und den mittleren Lenkungswinkel erhält, wird ein Signal, welches die entsprechende Fahrbedingung angibt, ausgelesen und dem Steuermusterdekoder zugeführt. In Fig. 5 zeigt das Feld mit dem Symbol M=2 einen Bereich mit niedriger Mittelgeschwindigkeit an. In dem Bereichsabschnitt mit kleiner Mittelgeschwindigkeit ist dabei der Regelbereich für mittleren Lenkungswinkel weit. In dem Bereichsabschnitt mit großer Mittelgeschwindigkeit wird (in diesem Feld) der mittlere Lenkungswinkelbereich schmal. Der Bereich (das Feld) M = 2 entspricht dem Fahren auf einer mittleren Stadtstraße. Das Feld mit dem Bezugszeichen M = 3 zeigt einen Bereich mit mittelgroßer Geschwindigkeit. In diesem Bereich M = 3 liegt in dem Abschnitt mit kleiner Mittelgeschwindigkeit der mittlere Lenkungswinkel in einem verhältnismäßig großen (Regel-)Bereich.

Der mittlere Lenkungswinkelbereich erweitert sich, wenn die Mittelgeschwindigkeit anwächst. Der Bereich M = 3 entspricht somit dem Fahren auf einer Bergstraße. Der Bereich, der mit dem Bezugszeichen M = 1 gekennzeichnet ist, zeigt den Bereich mit hoher Mittelgeschwindigkeit. Dieser Bereich M = 1 entspricht dem Fahren auf einer Autobahn.

Der Lastdetektor 83 empfängt Signale von dem Schwerlastdetektor 3, dem Leichtlastdetektor 4 und dem Geschwindigkeitssignalgenerator 1, und er erzeugt ein Lastsignal entsprechend diesen Signalzuständen. Das Lastsignal wird dem Steuermusterdekoder zugeführt. Der Lastdetektor 83 arbeitet folgendermaßen. Der Schwerlastdetektor 3 erzeugt ein Signal vom Logikpegel "O", welches die Schwerlastbedingung anzeigt. Ein Ausgangssignal von dem Leichtlastdetektor 4 besitzt den Logikpegel "1". Deshalb erzeugt das UND-Glied 83a jedesmal ein Signal vom Logikpegel "1", wenn ein 10-msec-Bezugssignal von dem Bezugssignalgenerator 88 an es angelegt wird. Das Ausgangssignai von dem UND-Glied 83b wird dabei auf dem Logikpegel "O" gehalten. Während der Zeit, in der die Schwerlastbedingung festgestellt wird, zählt der Schwerlastzähler 83c alle 10 msec weiter. Der Zählerstand von dem Zähler 83c wird dem Lastdiskriminator 83e zugeführt. Der Lastdiskriminator 83e stellt fest, ob die Zahl von dem Schwerlastzähler 83c größer ist als die von dem Leichtlastzähler 83d, entsprechend Tabelle 1. Auf diese Weise entscheidet der Lastdiskriminator 83e, daß die gegenwärtige Lastbedingung der Schwerlastbedingung entspricht. Ein Schwerlastbedingungssignal wird (dann) von dem Lastdiskriminator 83e an das Register 83f gegeben. Da der Anschlußpunkt T des Registers 83f das 10-sec-Bezugssignal von dem Bezugssignalgenerator 88 erhält, wird der Speicherinhalt des Registers 83f alle 10 Sekunden aktualisiert und ausgegeben. Das 10-sec-Bezugssignal wird auch dem Schwerlastzähler 83c und dem Leichtlastzähler 83d über die Verzögerungsschaltung 83g zugeführt. Die Zählerstände der Zähler 83c und 83d werden zurückgesetzt, so daß die Zähler 83c und 83d alle 10 Sekunden aktualisiert werden. Die obige Beschreibung trifft zu, wenn die Lastbedingung der Schweriastbedingung entspricht. Eine

ähnliche Arbeitsweise wie oben beschrieben kann aber auch durchgeführt werden, wenn die Bedingung für mittlere oder leichte Last vorliegt. Der Lastdetektor 83 erzeugt ein Lastsignal, welches entsprechend Tabelle 2 der gegenwärtigen Lastbedingung entspricht:

Tabelle 2

Lastbedingung	AusgangsSignalpegel
Leichtlastbedingung	L = O
Mittellastbedingung	L = 1
Schwerlastbedingung	L = 2

Das Fahrbedingungssignai und das Lastsignal, welche gemäß obiger Beschreibung berechnet werden, werden dem Steuermusterdekoder 86 zugeführt und einer Rechenoperation entsprechend der unten stehenden Gleichung (1) unterworfen, so daß der Steuermusterdekoder 86 ein Korrektursignal an den ölflußmengengenerator 87 gibt:

C das Korrektursignal,

M das Fahrbedingungssignai

L das Lastsignal

ist. \

Das Korrektursignal C ist eine Summe aus Fahrbedingung und Lastbedingung.

Zusätzlich zu dem Korrektursignal C empfängt der ölflußmengengenerator 87 auch ein ölflußmengensignal q, welches entsprechend der von dem ölflußmengendekoder 85 ausgelesenen Charakteristik S = 3 und der Geschwindigkeit bestimmt wird. Der ölflußmen-

-yf-

gengenerator 87 erzeugt ein Steuersignal zur Steuerung der Servolenkungsvorrichtung (nicht dargestellt):

dabei bedeuten:

Q das Steuersignal

q das Signal zur Steuerung der ölflußmenge aufgrund

der ausgelesenen Bezugscharakteristik und A einen Abstand zwischen den jeweiligen Charakteristiken, wenn die Abstände zwischen ihnen als gleich angenommen werden.

Die Bezugscharakteristik ist mit der Kurve S = 3 in Fig. 4 gegeben. Wenn beispielsweise die Fahrbedingung durch M=I und das Lastsignal durch L = 1 gegeben ist, wird das Korrektursignal als C = entsprechend Gleichung (1) berechnet. Das Steuersignal ist durch Q = q - A entsprechend Gleichung (2) gegeben. Deshalb wird die Charakteristik S = 2 von Fig. 4 für diesen Fall ausgewählt. Wenn in ähnlicher Weise M = 1 und L=O sind, ist das Steuersignal durch Q = q - 2 gegeben. In diesem Fall wird die durch S= 1 gegebene Charakteristik in Fig. 4 ausgewählt. Ein Funktionsblockschaltbild des öiflußmengengenerators 87 ist in Fig. 11 gezeigt. Entsprechend dieser Darstellung wird das Korrektursignal C von dem Lastdetektor 83 einem Multiplizierer 871 zugeführt. Der Multiplizierer 871 multipliziert das Korrektursignal C mit der Konstante A, welche in der oben beschriebenen Weise bestimmt wird. Das Multiplikationsergebnis A·C wird einem Addierer 873 zugeführt. Der Addierer 873 addiert das Signal q, welches entsprechend der Bezugscharakteristik zur Steuerung der ölflußmenge ausgelesen wurde, zu dem Ausgangssignal A«C, welches von dem Multiplizierer 871 erzeugt wurde, so daß ein Ausgangssignal (q + A«c) erhalten wird. Dieses Ausgangssignal wird einem Subtrahierer 874 zugeführt. Der Subtrahierer 874 erhält außerdem von einem Multiplizierer 875 einen Wert 3·A, welcher

einen Differenzwert zwischen der Bezugscharakteristik und der aktuell ausgewählten Charakteristik darstellt. Der Subtrahierer 874 subtrahiert den Wert 3·Α von dem Eingangswert (q + Α·Ο, um ein Ausgangssignal (q + A*C - 3·A) = q + A(C - 3) abzuleiten. Dieses Ausgangssignal wird als Steuersignal Q von dem Subtrahierer 874 erzeugt. Der Multiplizierer 875 multipliziert ein Ausgangssignal von einem Bezugscharakteristik-Wähler 876, welcher das Signal von dem Lastdetektor 83 mit der Konstante A erhält. Das Ausgangssignal von dem Wähler 876 wird von einer Kombination eines manuellen Signals zur Auswahl von einem aus mehreren Charakteristiken und dem Signal C von dem Lastdetektor 83 abgeleitet. Auf diese Weise braucht, wenn die Bezugscharakteristik entsprechend der Fahr- oder Wegbedingung verschoben wird, lediglich eine Charakteristik in dem ölflußmengendekoder 85 gespeichert zu werden, um eine Servolenkungssteuerung entsprechend allen Fahrbedingungen durchzuführen. Es sei noch erwähnt, daß die obige Beschreibung mit Bezug auf Fig. 11 lediglich beispielhalber die Arbeitsweise des ölflußmengengenerators 87 zeigt und daß der Parameter q der ölfiußmengencharakteristik von Fig. 4 beliebig variieren kann.

Ein Signal von dem Qlflußmengengenerator 87 wird durch den D/AUmsetzer 5 in ein analoges Spannungssignal umgesetzt. Dieses analoge Spannungssignal wird durch den Magnetspulentreiber 6 in ein Magnetspuienantrxebssignal umgesetzt, welches ein Impulsverhältnis entsprechend der Größe des analogen Spannungssignals aufweist. Im Ergebnis fördert die Magnetspule 7 eine ölmenge zu einer Servolenkungsvorrichtung (nicht gezeigt) entsprechend diesem Impulsverhältnis, wodurch eine Servolenkungssteuerung in..Abhängigkeit von den Fahrbedingungen durchgeführt wird.

Fig. 6 ist ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung für den Fall, daß die Vorrichtung gemäß Fig. 3 eine zentrale Prozessoreinheit umfaßt. In Fig. 6 umfaßt der Geschwindigkeitssignalgenerator 1

einen Reedschalter 1a (bzw. Führungsschalter = lead switch), eine Diode 1b_f Widerstände 1c bis 1e sowie NAND-Glieder 1f und 1g. Der Reedschalter 1a ist in der Nähe einer Scheibe 1h angeordnet, welche sich zusammen mit der Fahrzeugachse dreht? eine solche Scheibe ist in Fig. 7 dargestellt. Jedesmal wenn einer der Magneten 1i, die am Umfang der Scheibe 1h angeordnet sind, in Kontakt mit dem Reedschalter 1a gebracht wird, schaltet der Reedschalter 1a ein und erzeugt das Geschwindigkeit ssignal. Der Lenkungssignalgenerator 2 umfaßt einen Photounterbrecher 2a, Widerstände 2b bis 2e und NAND-Glieder 2f und 2g. Der Photounterbrecher 2a ist in der Nähe einer Schlitzscheibe 2i angeordnet, welche sich zusammen mit einer Lenkungswelle 2h dreht, wie in Fig. 8A dargestellt. Wie in Fig. 8B gezeigt, schaltet der Photounterbrecher 2a jedesmal ein, wenn ein Schlitz 2j in der Schlitzscheibe 2i die Ausnehmung des Photounterbrechers 2a passiert. Der Schwerlastdetektor 3 umfaßt einen Photounterbrecher 3a, Widerstände 3b bis 3e sowie NAND-Glieder 3f und 3g. Der Leichtlastdetektor 4 umfaßt einen Photounterbrecher 4a, Widerstände 4b bis 4e sowie NAND-Glieder 4f und 4g.

Die Photounterbrecher (Photoschalter) 3a und 4a sind in die Lastsensoren eingebaut, wie in Fig. 9 gezeigt. In Fig. 9 ist mit dem Bezugszeichen 100 ein Fahrzeug, mit 101 eine Achse, mit 102 eine Blattfeder, mit 103 ein Tragarm mit 104 ein Hebelarm, mit 105 eine Welle und mit 106 ein Zylinder bezeichnet. Die Welle 105 ist von einem Fahrzeugkörper (nicht dargestellt) drehbar gehalten. Der Zylinder 106 dreht sich zusammen mit der.Welle 105. Ein Ende des Hebelarms 104 ist auf die Welle 105 (mit Passung) aufgesetzt, und der Hebelarm 104 dreht sich zusammen mit der Welle 105. Das andere Ende des Hebelarms 104 ist gelenkig von dem oberen Ende des Tragarms 103 getragen. Das untere Ende des Tragarms 103 ist am Mittelabschnitt der Blattfeder 102 befestigt. Wenn die Last größer wird und so die Fahrzeughöhe sich verringert, ändert

sich die Stellung des Tragarms 103 nicht, aber die Welle 105 wird nach unten bewegt während sie sich dreht. Die Photounterbrecher 3a _rund 4a sind an dem Fahrzeugkörper befestigt. Die Photounterbrecher 3a und 4a werden ein- bzw. ausgeschaltet, wenn Licht von den lichtemittierenden Abschnitten durch einen ümfangsabschnitt best getrennt von den lichtemittierenden Abschnitten angeordneten Zylinders 106 abgeschirmt wird bzw. wenn es durch einen Schlitz 106b hindurchgeht.

Der D/A-ümsetzer 5 umfaßt Widerstände 5a bis 5o und einen Operationsverstärker 5p. Der Magnetspulentreiber 6 umfaßt Widerstände 6a bis 6p, einen Kondensator 6q, einen Operationsverstärker 6r, Dioden 6s und 6t, Transistoren 6u und 6v sowie Komparatoren 6w, 6x und 6y. Der ZusatzSignalgenerator 9 umfaßt Widerstände 9a bis 9d, Schalter 9e bis 9g, Kondensatoren 9h und 9i, einen Keramikoszillator 9j sowie eine Rücksetzschaltung 9k. Die Steuerschaltung 8 als zentrale Prozessoreinheit (CPU) umfaßt einen Baustein mit der Bezeichnung LM64O2, der von Sanyo Electric Co., Ltd. bezogen werden kann. Die Vorrichtung mit der obigen Anordnung wird entsprechend einem Programm gesteuert, welches in der Steuerschaltung 8 eingeschrieben ist und den Flußdiagrammen der Fig. 10A und 10B entspricht. Die Fig. 1OA und 1OB zeigen ein Programm zur Durchführung der gleichen Operation wie mit der Vorrichtung von Fig. 3.

Wie aus Fig. 1OA ersichtlich, wird, wenn mit dem Schritt 200 eine Inbetriebnahme erfolgt ist, eine Unterbrechungsoperation, wie sie in Fig. 1OB gezeigt ist, nach jeder Millisekunde durchgeführt. Zeitgeber (nicht dargestellt), welche in dem Bezugssignalgenera'tor 88 von Fig. 3 angeordnet sind, werden in folgender Weise betrieben. Im Schritt 300 wird ein 10-msec-Zeitgeber aufwärts gezählt; im Schritt 301 wird ein 10-sec-Zeitgeber aufwärts gezählt, und im Schritt 302 wird ein 30-sec-Zeitgeber aufwärts gezählt. Im Schritt 303 zählt ein Zähler (nicht dargestellt), der in dem Rechner 80 für Momentangeschwindigkeit angeordnet ist, Tr-msec-Signale von dem Bezugssignal-

generator 88 und aktualisiert damit einen Zählerstand V des Zählers. Nachdem die Steuerschaltung 8 im Schritt 304 festgestellt hat,, daß 10 msec vergangen sind, prüft die Schaltung im Schritt 305, ob die Lastbedingung leicht, mittelschwer oder schwer ist. Wenn die Steuerschaltung 8 im Schritt 305 feststellt, daß die Lastbedingung leicht ist, wird der Zählerstand des Leichtlastzählers 83e in Fig. 3 im Schritt 306 um eins angehoben. Wenn jedoch die Steuerschaltung 8 feststellt, daß die Lastbedingung schwer ist, wird der Schwerlastzähler 83c im Schritt 307 um eins angehoben. Wenn die Aufwärts-Zähloperation des entsprechenden Zählers durchgeführt ist, oder wenn die Steuerschaltung 8 im Schritt 304 feststellt, daß die 10 msec noch nicht abgelaufen sind oder wenn sie im Schritt 305 feststellt, daß die Lastbedingung mittelschwer ist, kehrt der Flußablauf zum Schritt der Hauptroutine zurück.

In der Hauptroutine stellt die Steuerschaltung 8 die hintere Flanke des Geschwindigkeitssignals im Schritt 202 fest, wenn das Geschwindigkeitssignal im Schritt 201 zugeführt wurde. Wenn jedoch die Steuerschaltung 8 das hintere Ende des Geschwindigkeitssignals nicht feststellt, wird das Lenkungssignal im Schritt 203 eingegeben. Wenn die Steuerschaltung dann das hintere Ende des Lenkungssignals im Schritt 204 feststellt, wird der Zählerstand NS (Fig. 10A) des Lenkungszählers 82a im Schritt 205 um eins angehoben. Die Steuerschaltung 8 prüft dann im Schritt 206, ob 10 see abgelaufen sind. Wenn jedoch im Schritt 204 ein "Nein" festgestellt wird, stellt die Steuerschaltung 8 im Schritt 206 fest, daß 10 see abgelaufen sind. .

Wenn im Schritt 206 ein "Ja" festgestellt wird, erzeugt der Lastdiskriminator 83e von Fig. 3 ein Lastsignal L unter Verwendung der Daten eines Zählerstandes NH des Schwerlastzählers 83c und der Daten eines Zählerstandes NL des Leichtlastzählers 83d entsprechend Tabelle 2 im Schritt 207. In diesem

. β.

Fall wird der Wert des Lastsignais L auf "O" für die Leichtlastbedingung, auf "1" für die Mittellastbedingung und auf "2" für die Schwerlastbedingung gesetzt. Die Werte der Zählerstände NH des Schwerlastzählers 83c und des Zählerstandes NL des Leichtlastzählers 83d werden im Schritt 208 auf "O" zurückgesetzt. Die Steuerschaltung 8 bestimmt dann im Schritt 209, ob 30 see abgelaufen sind oder nicht. Wenn im Schritt 206 jedoch ein "Nein" festgestellt wurde, werden die Operationen in den Schritten 207 und 208 ausgelassen, und die Entscheidung im Schritt 209 wird direkt durchgeführt.

Wenn die Steuerschaltung 8 im Schritt 209 feststellt, daß 30 see abgelaufen sind, erzeugt der Fahrbedingungsdekoder 84 von Fig.3 ein Fahrbedingungssignal M entsprechend dem Zählerstand NS des Lenkungszählers 82a und einem Zählerstand NV (wie später beschrieben wird) des Geschwindigkeitszählers 81a, In diesem Fall wird der Wert des Fahrbedingungssignals M für das Fahren auf einer Autobahn auf "1", für das Fahren auf einer mittleren Stadtstraße auf "2" und für das Fahren auf einer Berg- τ straße auf "3" gesetzt. Der Zählerstand NS des Lenkungszählers 82a und der Zählerstand NV des Geschwindigkeitszählers 81a wer- * den im Schritt 211 auf "0"' zurückgesetzt. Im Schritt 212 wird der Wert des Lastsignals L zu dem Wert des Fahrbedingungssignals M addiert, um einen Korrekturwert C abzuleiten. Der Fluß kehrt dann zum Schritt 201 zurück. Wenn jedoch im Schritt 209 ein "Nein" festgestellt wurde, werden die Schritte 210 und 211 übersprungen.

Wenn die Operationen in den Schritten 201 bis 212 wiederholt sind und das hintere Ende des Geschwindigkeitssignals im Schritt 202 festgestellt wurde, wird der Zählerstand NV des Geschwindigkeitszählers 81a von Fig. 3 um eins angehoben. Danach wird die Momentangeschwindigkeit ν im Schritt 214 entsprechend dem Zählerstand V des im Schritt 303 gezählten 1-msec-Signals berechnet. Im Schritt 215 wird der Zählerstand V des 1-msec-Signals auf "0" zurückgesetzt. Danach

wird, wie im Schritt 216 gezeigt, ein ölflußmengensignal q aus dem öifiußmengendekoder 85 entsprechend dem momentanen Geschwindigkeitssignal ν ausgelesen. Im Schritt 217 wird das ölflußmengensignal q unter Verwendung des Korrekturwerts C entsprechend Gleichung (2) korrigiert, wodurch die optimale ölflußmenge Q erhalten wird. Im Schritt 218 setzt die Steuerschaltung 8 die gegenwärtige Flußmenge auf die optimale ölflußmenge.

Das Korrektursignal C wird entsprechend dem Lastsignal L und dem Fahrbedingungssignal m erzeugt. Die Flußmenge wird entsprechend dem Korrektursignal C korrigiert. Selbst wenn nur eine Kennlinie in dem öifiußmengendekoder 85 gespeichert ist, kann die Bezugskennlinie auf drei unterschiedliche Kennlinien entsprechend den Lastbedingungen aktualisiert werden. Diese drei unterschiedlichen Kennlinien werden weiter in Abhängigkeit von drei Fahrtbedingungen aktualisiert, wodurch neun Kennlinien erhalten werden, aus denen eine optimale Kennlinie (Charakteristik) ausgewählt werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung für eine Servolenkungsvorrichtung wird lediglich eine Bezugsflußmengen-Kennlinie in einem Speicher gespeichert. Die von dem Speicher ausgelesenen Daten werden entsprechend der durch den mittleren Lenkungswinkel, die mittlere Geschwindigkeit und die Lastbedingung bestimmte Fahrbedingung korrigiert. Deshalb kann die Steuereinrichtung einen Speicher mit geringer Kapazität enthalten, was im Ergebnis Kosten spart.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt. Verschiedene Änderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne daß dabei der Erfindungsgedanke und der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine ölpumpe mit einer Magnetspule verwendet. Die Erfindung kann jedoch auch auf eine motorgesteuerte Lenkungsvor-

richtung angewendet werden, wie sie auch ohne Beschreibung im einzelnen einem Fachmann bekannt ist. In diesem Fall werden der Magnetspulentreiber 6 und das Magnetventil einschließlich der Magnetspule 7, wie in Fig. 3 gezeigt, durch eine Erregungsschaltung oder eine Erregungssteuerschaltung für den Elektromotor ersetzt. Außerdem werden der ölflußmengendekoder 85 und der ölflußmengengenerator 87 durch einen Motordrehmomentdekoder und einen Motordrehmomentgenerator in entsprechender Weise ersetzt.

- Le-eYsVite

Claims

1. Steuereinrichtung für eine Servolerikungsvorrichtung zur Steuerung eines auf die Servolenkungsvorrichtung ausgeübten Drehmoments entsprechend einer Fahrbedingung, gekenn ze lehnet durch eine Fahrbedingungs-Meßeinrichtung (8.4) zur Erzeugung eines Fahrbedijigungssignals entsprechend einem mittleren Lenkungswinkel und einer mittleren Geschwindigkeit,

eine Last-Meßeinrichtung (83) zur Erzeugung eines Lastsignals entsprechend einer Lastbedingung,

eine Einrichtung (86) zur Erzeugung eines Korrektursignals entsprechend dem Fahrbedingungssignal. und dem Lastsignal,

Hypo-Bank München N° 3750139700 (BLZ 70020001) American Bank GmbH N° 471003095401 (BLZ 754010636) Dresdner Bank München N° 391599200 (BLZ 70080000) Postgirokonto München N⁰ 61560-803

Telefax contact via World Facsimile Service G. Π+ΙΠΑ+ 49-89-2716063 G. 6000/+49-89-2720481

3504551

einen Speicher (85) zur Speicherung einer einzigen Bezugssteuer-Kennlinie für die Servolenkungsvorrichtung und

eine Korrektureinrichtung (87) zur Korrektur der Bezugssteuer-Kennlinie entsprechend dem Korrektursignal, um damit eine optimale Steuerung der Servolenkung durchzuführen.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Servolenkungsvorrichtung von einer Art ist, bei der die Lenkung mittels einer ölpumpe in Verbindung mit einem (Elektro-)Magnetventil gesteuert wird.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Servolenkungsvorrichtung von einer Art ist, bei der die Lenkung mittels eines Elektromotors gesteuert wird.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbedingungs-Meßeinrichtung folgende Merkmale umfaßt:

eine Geschwindigkeitssignal-Gebereinrichtung (1),

eine Lenkungswinkelsignal-Gebereinrichtung (2),

eine Einrichtung (81) zur Berechnung einer mittleren Geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Geschwindigkeits signal von der Geschwindigkeitssignal-Gebereinrichtung,

eine Einrichtung (82) zur Berechnung des mittleren Lenkungswinkels in Abhängigkeit von dem Lenkungssignal von der Lenkungswinkelsignal-Gebereinrichtung und

eine Einrichtung (84) zur Bestimmung der Fahrbedingung eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Einrichtungen zur Berechnung der mittleren Geschwindigkeit und des mittleren Lenkungswinkels.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Lastmeßeinrichtung (83) einen ersten und einen zweiten Lastdetektor (3,4) zur Bestimmung von mindestens zwei unterschiedlichen Lasten und eine Lastunterscheidungseinrichtung (83e) zur Unterscheidung, weiche der mindestens zwei unterschiedlichen Belastungen gemessen wird, aufweist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Lastunterscheidungseinrichtung (83e) eine Einrichtung aufweist, welche eine mittlere Last feststellt, wenn die Ausgangssignale des ersten und des zweiten Lastdetektors (3,4) gleich sind.