DE3504561C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem in Abhängigkeit eines Lenkradausschlagsensors sowie eines Fahrgeschwindigkeitssensors gesteuerten Servokreises, von welchem aus eine Drehmomentbeaufschlagung des zu den gelenkten Rädern führenden Lenkgestänges erfolgt.

Eine derartige Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge ist beispielsweise aufgrund der DE-OS 24 10 489 bekannt. Die betreffende Servolenkeinrichtung ist dabei derart ausgebildet, daß ihre Aktivierung von der Drehung des Lenkrades und von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, wodurch erreicht werden soll, daß das Lenken des Fahrzeugs für den Fahrer bei hohen Geschwindigkeiten und/oder bei Seitenwindeinflüssen erleichtert wird.

Unter Berücksichtigung dieses Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge dahingehend weiterzubilden, daß jeweils nach den herrschenden Betriebsbedingungen des Kraftfahrzeuges eine optimale Einstellung der Servolenkeinrichtung erfolgt.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche 2 bis 5.

Die erfindungsgemäße Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge ist derart ausgebildet, daß zwischen verschiedenen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs unterschieden wird. Dabei wird vor allem zwischen den Betriebszuständen "Stadtfahrt", "Überlandfahrt" oder "Fahrt auf einer Bergstraße" unterschieden, wobei die Servolenkeinrichtung entsprechend dieser drei unterschiedlichen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs in unterschiedlicher Weise wirksam wird. Die Feststellung der unterschiedlichen Betriebszustände des Kraftfahrzeugs erfolgt dabei mit Hilfe eines Fahrgeschwindigkeitssensors und eines Lenkradausschlagsensors, deren Ausgangssignale mit Hilfe von Ausgangswertkreisen über einen längeren Zeitraum hinweg gemittelt werden, so daß auf diese Weise mit Hilfe eines entsprechenden Korrektursignals die verwendete Steuerkennlinie der Servolenkeinrichtung verstellt werden kann.

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 eines Lenkungssignalgenerators,

Fig. 8B eine Draufsicht einer Schlitzscheibe,

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

Fig. 10A und 10B jeweils Flußdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung von Fig. 6 und

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

Fig. 1 zeigt die Kennlinie einer bekannten Servolenkeinrichtung, gemäß welcher das von einer Ölpumpe geförderte Betriebsöl über ein in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuertes Magnetventil der eigentlichen Servolenkeinheit zugeleitet wird, so daß auf diese Weise eine geschwindigkeitsabhängige Aktivierung der Servolenkeinheit erfolgt.

Fig. 2 zeigt einen entsprechenden Kennlinienverlauf wie Fig. 1, bei welchem die Ölfördermenge der verwendeten Ölpumpe in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit im Fall einer normalen Verkehrssituation im Stadtverkehr entsprechend Kurve a eingestellt wird. Eine nach unten verschobene Kennlinie b ergibt sich jedoch, falls das betreffende Kraftfahrzeug auf einer Überlandstraße gelenkt wird, in welchem Fall nur geringe Lankradausschläge auftreten. Eine nach oben verschobene Kennlinie c erscheint jedoch erforderlich, falls das betreffende Kraftfahrzeug auf einer Bergstraße gelenkt wird und dabei aufgrund des Vorhandenseins von Serpentinenkurven große Lenkradausschläge in häufiger Folge hintereinander auftreten. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird demzufolge derart vorgegangen, daß mit Hilfe vorgesehener Sensoren der jeweilige Betriebszustand des Kraftfahrzeugs festgestellt wird, worauf in der Folge je nach der vorhandenen Betriebsart eine Einstellung der erforderlichen Kennlinie der Servolenkeinrichtung vorgenommen wird.

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 2 erzeugt ein Lenkungssignal, in welchem sich die Anzahl von Impulsen entsprechend einer Änderung im Lenkungswinkel verändert. Ein Schwerlastdetektor 3 erzeugt ein Schwerlastsignal des Logikpegels "0", wenn eine momentane Last größer ist als eine vorgegebene schwere Belastung. Ein Leichtlastdetektor 4 erzeugt ein Leichtlastsignal vom Logikpegel "0", 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 fließendem 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 Impulssignals, welches von dem Geschwindigkeitssignalgenerator 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-Geschwindigkeitsignal und dem Mittel-Lenkungssignal; einen Ölflußmengendekoder 85 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-, 10-msec-, 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" 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 Zählerstand aktualisiert, welcher während der Pulsbreite des angelegten Signals gezählt wird.

Der Rechner 81 für mittlere Geschwindigkeit enthält einen Geschwindigkeitszähler 81 a, eine Verzögerungsschaltung 81 b zur Verzögerung eines angelegten Eingangssignals um 1 msec und ein Register 81 c. Der Rechner 82 für mittleren Lenkungswinkel enthält einen Lenkungszähler 82 a, eine Verzögerungsschaltung 82 b und ein Register 82 c. Der Geschwindigkeitszähler 81 a und der Lenkungszähler 82 a 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 82 b hat die gleiche Funktion wie die Verzögerungsschaltung 81 b.

Der Lastdetektor 83 enthält ein UND-Glied 83 a und 83 b, einen Schwerlastzähler 83 c, einen Leichtlastzähler 83 d, einen Lastdiskriminator 83 e, ein Register 83 f, eine Verzögerungsschaltung 83 g, welche die gleiche Funktion wie die Verzögerungsschaltung 81 b hat, und Inverter (Negationsglieder) 83 h und 83 i. Die Zähler 83 c und 83 d zählen jedesmal weiter, wenn Signale des Logikpegels "1" an die Anschlußpunkte T angelegt werden. Die Zählerstände der Zähler 83 c und 83 d werden rückgesetzt, wenn jeweils Signale an die Anschlußpunkte R angelegt werden. Der Lastdiskriminator 83 e 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

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 Momentangeschwindigkeitssignal.

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 = 1 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 Ausgabesignal wird dem Ölflußmengengenerator 87 zugeführt.

Das Geschwindigkeitssignal wird auch dem Rechner 81 für die mittlere Geschwindigkeit zugeführt. Jedesmal, wenn von dem Geschwindigkeitszähler 81 a in dem Rechner 81 für die mittlere Geschwindigkeit das Geschwindigkeitssignal empfangen wird, zählt der Zähler 81 a weiter. Der Rechner 81 für mittlere Geschwindigkeit empfängt alle 30 Sekunden ein Bezugssignal von dem Bezugssignalgenerator 88. Jedesmal, wenn das Bezugssignal dem Rechner 81 für die mittlere Geschwindigkeit zugeführt wird, nimmt das Register 81 c den Zählerstand von dem Zähler 81 a ab. Das Bezugssignal wird außerdem durch die Verzögerungsschaltung 81 b um eine geeignete Zeitspanne, beispielsweise 1 msec, verzögert. Das um 1 msec verzögerte Signal wird dem Anschlußpunkt R des Geschwindigkeitszählers 81 a zugeführt, so daß der Geschwindigkeitszähler 81 a zurückgesetzt wird. Wenn der Geschwindigkeitszähler 81 a von dem Rücksetzzustand wieder freigegeben ist, beginnt er von neuem, die Geschwindigkeitssignale zu zählen. Das Register 81 c gibt die Anzahl der Geschwindigkeitsimpulse während 30 Sekunden als mittleres Geschwindigkeitssignal 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 Lenkungswinkel 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 Lenkungswinkel gegeben sind, wie in Fig. 5 dargestellt. Wenn der Fahrbedingungsdekoder 84 die mittlere Geschwindigkeit und den mittleren Lenkungswinkel erhält, wird ein Signal, welches die entsprechende Fahrbedingung angibt, ausgelesen und dem Steuermusterdekoder 86 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 86 zugeführt. Der Lastdetektor 83 arbeitet folgendermaßen. Der Schwerlastdetektor 3 erzeugt ein Signal vom Logikpegel "0", welches die Schwerlastbedingung anzeigt. Ein Ausgangssignal von dem Leichtlastdetektor 4 besitzt den Logikpegel "1". Deshalb erzeugt das UND-Glied 83 a jedesmal ein Signal vom Logikpegel "1", wenn ein 10-msec-Bezugssignal von dem Bezugssignalgenerator 88 an es angelegt wird. Das Ausgangssignal von dem UND-Glied 83 b wird dabei auf dem Logikpegel "0" gehalten. Während der Zeit, in der die Schwerlastbedingung festgestellt wird, zählt der Schwerlastzähler 83 c alle 10 msec weiter. Der Zählerstand von dem Zähler 83 c wird dem Lastdiskriminator 83 e zugeführt. Der Lastdiskriminator 83 e stellt fest, ob die Zahl von dem Schwerlastzähler 83 c größer ist als die von dem Leichtlastzähler 83 d, entsprechend Tabelle 1. Auf diese Weise entscheidet der Lastdiskriminator 83 e, daß die gegenwärtige Lastbedingung der Schwerlastbedingung entspricht. Ein Schwerlastbedingungssignal wird (dann) von dem Lastdiskriminator 83 e an das Register 83 f gegeben. Da der Anschlußpunkt T des Registers 83 f das 10-sec- Bezugssignal von dem Bezugssignalgenerator 88 erhält, wird der Speicherinhalt des Registers 83 f alle 10 Sekunden aktualisiert und ausgegeben. Das 10-sec-Bezugssignal wird auch dem Schwerlastzähler 83 c und dem Leichtlastzähler 83 d über die Verzögerungsschaltung 83 g zugeführt. Die Zählerstände der Zähler 83 c und 83 d werden zurückgesetzt, so daß die Zähler 83 c und 83 d alle 10 Sekunden aktualisiert werden. Die obige Beschreibung trifft zu, wenn die Lastbedingung der Schwerlastbedingung 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

Das Fahrbedingungssignal 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 = M + L (1)
wobei
C das Korrektursignal,
M das Fahrbedingungssignal,
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 Ölflußmengengenerator 87 erzeugt ein Steuersignal zur Steuerung der Servolenkungsvorrichtung (nicht dargestellt):

Q = q + A(C -3) (3);

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 = 1 und das Lastsignal durch L = 1 gegeben ist, wird das Korrektursignal als C = 2 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 = 0 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 Ölflußmengengenerators 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 ·A von dem Eingangswert (q + A · C), 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 Ölflußmengencharakteristik von Fig. 4 beliebig variieren kann.

Ein Signal von dem Ölflußmengengenerator 87 wird durch den D/A- Umsetzer 5 in ein analoges Spannungssignal umgesetzt. Dieses analoge Spannungssignal wird durch den Magnetspulentreiber 6 in ein Magnetspulenantriebssignal 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 1 a (bzw. Führungsschalter = lead switch), eine Diode 1 b, Widerstände 1 c bis 1 e sowie NAND-Glieder 1 f und 1 g. Der Reedschalter 1 a ist in der Nähe einer Scheibe 1 h angeordnet, welche sich zusammen mit der Fahrzeugachse dreht; eine solche Scheibe ist in Fig. 7 dargestellt. Jedesmal wenn einer der Magneten 1 i, die am Umfang der Scheibe 1 h angeordnet sind, in Kontakt mit dem Reedschalter 1 a gebracht wird, schaltet der Reedschalter 1 a ein und erzeugt das Geschwindigkeitssignal. Der Lenkungssignalgenerator 2 umfaßt einen Photounterbrecher 2 a, Widerstände 2 b bis 2 e und NAND-Glieder 2 f und 2 g. Der Photounterbrecher 2 a ist in der Nähe einer Schlitzscheibe 2 i angeordnet, welche sich zusammen mit einer Lenkungswelle 2 h dreht, wie in Fig. 8A dargestellt. Wie in Fig. 8B gezeigt, schaltet der Photounterbrecher 2 a jedesmal ein, wenn ein Schlitz 2 j in der Schlitzscheibe 2 i die Ausnehmung des Photounterbrechers 2 a passiert. Der Schwerlastdetektor 3 umfaßt einen Photounterbrecher 3 a, Widerstände 3 b bis 3 e sowie NAND- Glieder 3 f und 3 g. Der Leichtlastdetektor 4 umfaßt einen Photounterbrecher 4 a, Widerstände 4 b bis 4 e sowie NAND-Glieder 4 f und 4 g.

Die Photounterbrecher (Photoschalter) 3 a und 4 a 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 3 a und 4 a sind an dem Fahrzeugkörper befestigt. Die Photounterbrecher 3 a und 4 a werden ein- bzw. ausgeschaltet, wenn Licht von den lichtemittierenden Abschnitten durch einen Umfangsabschnitt des getrennt von den lichtemittierenden Abschnitten angeordneten Zylinders 106 abgeschirmt wird bzw. wenn es durch einen Schlitz 106 b hindurchgeht.

Der D/A-Umsetzer 5 umfaßt Widerstände 5 a bis 5 o und einen Operationsverstärker 5 p. Der Magnetspulentreiber 6 umfaßt Widerstände 6 a bis 6 p, einen Kondensator 6 q, einen Operationsverstärker 6 r, Dioden 6 s und 6 t, Transistoren 6 u und 6 v sowie Komparatoren 6 w, 6 x und 6 y. Der Zusatzgenerator 9 umfaßt Widerstände 9 a bis 9 d, Schalter 9 e bis 9 g, Kondensatoren 9 h und 9 i, einen Keramikoszillator 9 j sowie eine Rücksetzschaltung 9 k. Die Steuerschaltung 8 als zentrale Prozessoreinheit (CPU) umfaßt einen Baustein mit der Bezeichnung LM6402, 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. 10A und 10B zeigen ein Programm zur Durchführung der gleichen Operation wie mit der Vorrichtung von Fig. 3.

Wie aus Fig. 10A ersichtlich, wird, wenn mit dem Schritt 200 eine Inbetriebnahme erfolgt ist, eine Unterbrechungsoperation, wie sie in Fig. 10B gezeigt ist, nach jeder Millisekunde durchgeführt. Zeitgeber (nicht dargestellt), welche in dem Bezugssignalgenerator 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, 1-msec-Signale von dem Bezugssignalgenerator 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 8 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 83 e in Fig. 3 im Schritt 306 um eins angehoben. Wenn jedoch die Steuerschaltung 8 feststellt, daß die Lastbedingung schwer ist, wird der Schwerlastzähler 83 c 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 8 dann das hintere Ende des Lenkungssignals im Schritt 204 feststellt, wird der Zählerstand NS (Fig. 10A) des Lenkungszählers 82 a im Schritt 205 um eins angehoben. Die Steuerschaltung 8 prüft dann im Schritt 206, ob 10 sec abgelaufen sind. Wenn jedoch im Schritt 204 ein "Nein" festgestellt wird, stellt die Steuerschaltung 8 im Schritt 206 fest, daß 10 sec abgelaufen sind.

Wenn im Schritt 206 ein "Ja" festgestellt wird, erzeugt der Lastdiskriminator 83 e von Fig. 3 ein Lastsignal L unter Verwendung der Daten eines Zählerstandes NH des Schwerlastzählers 83 c und der Daten eines Zählerstandes NL des Leichtlastzählers 83 d entsprechend Tabelle 2 im Schritt 207. In diesem Fall wird der Wert des Lastsignals L auf "0" für die Leichtlastbedingung, auf "1" für die Mittellastbedingung und auf "2" für die Schwerlastbedingung gesetzt. Die Werte der Zählerstände NH des Schwerlastzählers 83 c und des Zählerstandes NL des Leichtlastzählers 83 d werden im Schritt 208 auf "0" zurückgesetzt. Die Steuerschaltung 8 bestimmt dann im Schritt 209, ob 30 sec 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 festgestellt, daß 30 sec abgelaufen sind, erzeugt der Fahrbedingungsdekoder 84 von Fig. 3 ein Fahrbedingungssignal M entsprechend dem Zählerstand NS des Lenkungszählers 82 a und einem Zählerstand NV (wie später beschrieben wird) des Geschwindigkeitszählers 81 a. 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 Bergstraße auf "3" gesetzt. Der Zählerstand NS des Lenkungszählers 82 a und der Zählerstand NV des Geschwindigkeitszählers 81 a werden 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 81 a von Fig. 3 um eins angehoben. Danach wird die Momentangeschwindigkeit v 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 Ölflußmengendekoder 85 entsprechend dem momentanen Geschwindigkeitssignal v 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 Ölflußmengendekoder 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 Fahrbedingungen 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 Lenkungsvorrichtung 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.

Claims (5)

1. Servolenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einem in Abhängigkeit eines Lenkradausschlagsensors sowie eines Fahrgeschwindigkeitsensors gesteuerten Servokreises, von welchem aus eine Drehmomentbeaufschlagung des zu den gelenkten Rädern führenden Lenkgestänges erfolgt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Lenkradausschlagsensor (2) und der Fahrgeschwindigkeitsensor (1) an entsprechenden Auswertkreisen (81, 82) angeschlossen sind, welche den über ein vorgegebenes Zeitintervall gemittelten mittleren Lenkradausschlagwinkel sowie die mittlere Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermitteln,
• - daß die Ausgangssignale dieser beiden Auswertkreise (81, 82) einem Fahrbedingungsdekoder (84) zugeführt sind, welcher entsprechend der jeweils ermittelten Fahrbedingung des Kraftfahrzeugs ein Korrektursignal abgibt und
• - daß in Abhängigkeit dieses Korrektursignals eine innerhalb eines Steuerkreises (87) eingespeicherte Steuerkennlinie beeinflußbar ist, demzufolge entsprechend der von dem Fahrgeschwindigkeitsensor (1) ermittelten momentanen Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der entsprechend dem Fahrzustand des Kraftfahrzeugs korrigierten Steuerkennlinie eine Drehmomentsbeaufschlagung des zu den gelenkten Rädern führenden Lenkgestänges erfolgt.

2. Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fahrbedingungsdekoder (84) und dem Steuerkreis (87) zusätzlich ein Steuermusterdekoder (86) zwischengeschaltet ist, welcher von einem die momentane Beladung des Kraftfahrzeugs ermittelnden Auswertkreis (83) angesteuert ist, der eingangsseitig mit zwei auf Leerlast und Vollbeladung ansprechende Lastdetektoren (3, 4) verbunden ist.

3. Servolenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswertkreis (83) mit einem Leichtlastzähler (83 d) und einem Schwerlastzähler (83 c) verbunden ist, deren Ausgangssignale einem Lastdiskriminator (83 e) zugeführt sind, welcher entsprechend dem Vorhandensein einer leichten, mittleren oder schweren Beladung des Kraftfahrzeugs ein Ausgangssignal über ein Register (83 i) an den Steuermusterdekoder (86) abgibt.

4. Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Steuerkreis (87) aus das Magnetventil (7) einer das Lenkgestänge des Kraftfahrzeugs beaufschlagenden Ölpumpe beeinflußbar ist.

5. Servolenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Steuerkreis (87) aus ein das Lenkgestänge des Kraftfahrzeugs beaufschlagender Elektromotor beeinflußbar ist.