DE4326992C2 - Elektrisch betätigtes Servolenksystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch betätigbares Servolenksystem für ein Motorfahrzeug mit lenkbaren Rädern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der DE-OS 38 12 317 bekannt ist.

Es sind elektrisch betätigbare Servolenksysteme zur Steuerung eines von einem Elektromotor gelieferten Hilfsdrehmomentes auf der Basis eines durch einen Lenkerdrehmomentdetektor detektier­ ten Handlenkdrehmomentes bekannt. Beispiele für derartige elek­ trisch betätigbare Servolenksysteme sind in den US-PS 4,657,103 und 4,681,183 beschrieben.

Aus der DE 39 29 176 A1 ist eine elektromotorische Servolenkung bekannt, deren Servoantrieb in Abhängigkeit von einem Lenkrad­ moment als Istwert und einem zwischen Servoantrieb und Rad­ tragkonstruktion auftretendem Lenkmoment als Sollwert geregelt wird. Die Regelung unterliegt einer Dämpfung in Abhängigkeit von dem Lenkmoment und/oder der Lenkgeschwindigkeit und/oder der Fahrgeschwindigkeit.

Da jedoch die bekannten elektrisch betätigbaren Servolenksy­ steme das Hilfsdrehmoment auf der Basis des detektierten Hand­ lenkdrehmomentes steuern, werden verschiedene Faktoren nicht in Rechnung gestellt, welche das Fahrgefühl über die Lenkcharak­ teristik, d. h. die Trägheit des Elektromotors und die Reibung des Servolenksystems beeinträchtigen.

Ein weiteres Problem bei den bekannten elektrisch betätigten Servolenksystemen besteht darin, daß auf das Lenkrad wirkende Rückstellkräfte im Bereich der neutralen Stellung des Lenkrads schwach sind, weil das Selbstausrichtungsmoment der Reifen klein ist. Befindet sich das Lenkrad im Bereich der neutralen Stellung, können Unregelmäßigkeiten oder Welligkeiten der Straßendecke ungewollte Lenkradbewegungen erzwingen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektrisch betätigtes Servolenksystem anzugeben, mit dem durch Unregelmäßigkeiten oder Welligkeiten der Straßendecke erzwungene Lenkradbewegungen verhindert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrisch betätigten Servolenksy­ stem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merk­ male des Patentanspruchs 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Servolenksystem wird ein Ziellenkdreh­ moment auf der Basis eines durch den Lenkwinkel-Detektor detek­ tierten Lenkwinkels festgelegt und dem Elektromotor auf der Basis der Differenz zwischen dem Ziellenkdrehmoment und einem durch den Lenkdrehmoment-Detektor detektierten Handlenkdrehmo­ mentes ein Motortreibersignal zugeführt. Das Ziellenkdrehmoment und das Handlenkdrehmoment sind daher im wesentlichen ausge­ glichen. Da das detektierte Handlenkdrehmoment eine der Motor­ trägheit entsprechende Drehmomentkomponente und eine der Rei­ bung des Servolenksystems entsprechende Drehmomentkomponente enthält, kann das Servolenksystem dem Fahrer des Fahrzeugs ein natürliches Lenkgefühl vermitteln, ohne daß ein komplexer Steuerprozeß erforderlich ist.

Erhöht sich beispielsweise die Reibung aufgrund einer Zunahme der Viskosität des Schmiermittels bei tiefer Temperatur, so ist der Wert einer derartigen Reibungszunahme bereits im detektier­ ten Handlenkdrehmoment enthalten, und das Motortreibersignal wird zur Reduzierung der zur Lenkung des Automobils erforderli­ chen Lenkkraft erhöht.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprü­ chen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Servolenksystems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Steueranord­ nung des elektrisch betätigten Servolenksystems;

Fig. 3 ein Diagramm des von einem Elektromotor des elek­ trisch betätigten Servolenksystems erzeugten Hilfs­ drehmomentes; und

Fig. 4 ein Diagramm der Steuercharakteristik eines bekannten Servolenksystems.

Gemäß Fig. 1 enthält ein generell mit 1 bezeichnetes und bei­ spielsweise für ein Automobil verwendetes elektrisch betätigba­ res Servolenksystem gemäß der Erfindung eine Lenkwelle 3, die mit einem Ende mit einem Lenkrad 2 und mit dem anderen Ende mit einem Kreuzgelenk 4a auf einem Ende einer Kupplung 4 verbunden ist. Die Kupplung 4 ist über ein weiteres Kreuzgelenk 4b an ihrem anderen Ende mit einem Zahnstangenmechanismus 6 in einem Lenkgetriebe 5 verbunden. Der Zahnstangengetriebemechanismus 6 besitzt ein mit dem Kreuzgelenk 4b gekoppeltes Ritzel 6a und eine horizontale Zahnstange 8, deren Zähne mit einem Ritzel 6a kämmen. Das Lenkrad 2, die Lenkwelle 3, die Kupplung 4 sowie der Zahnstangengetriebe­ mechanismus 6 dienen zusammen als Handlenkkraft-Generator­ einrichtung 7.

Die Zahnstange 8, welche mit dem Ritzel 6a kämmend in Hori­ zontalrichtung hin- und herbewegbar ist, ist mit ihren sich gegenüberliegenden Enden über Spurstangen 9 mit lenkbaren Vorderrädern 10 verbunden. Die Vorderräder 10 können daher über den Zahnstangengetriebemechanismus 6 in üblicher Weise durch das Lenkrad 2 manuell gelenkt werden.

Das elektrisch betätigte Servolenksystem 1 enthält einen Elektromotor 11 zur Erzeugung eines Hilfsdrehmomentes für eine Unterstützung der durch die Handlenkkraft-Generator­ einrichtung 7 erzeugten Handlenkkraft. Dieser Elektromotor 11 ist koaxial auf der Zahnstange 8 montiert, um dieser über einen Kugelumlaufspindelmechanismus 12 mit umlaufenden Ku­ geln das Hilfsdrehmoment aufzuprägen.

Der Rotor des Elektromotors 11 ist mit einem spiralverzahn­ ten Antriebszahnrad 11a gekoppelt, das mit einem spiralver­ zahnten angetriebenen Zahnrad 12b auf einem Ende einer Wel­ le 12a des Kugelumlaufgetriebemechanismus 12 kämmend gehal­ ten wird, wobei die Welle 12a parallel zur Zahnstange 8 ver­ läuft. Der Kugelumlaufspindelmechanismus 12 besitzt eine auf die Welle 12a aufgeschraubte und an der Zahnstange 8 befe­ stigte Mutter 12c.

Das Lenkgetriebe 5 enthält einen Lenkdrehmomentdetektor 13 zur Detektierung eines dem Ritzel 6a durch das Lenkrad 2 aufgeprägten Handlenkdrehmomentes T. Der Lenkdrehmomentde­ tektor 13 liefert ein Handlenkdrehmoment-Detektorsignal 13a für einen Regler 15.

Auf der Lenkwelle 3 ist ein Lenkwinkeldetektor 14 zur Detektierung eines Lenkwinkels q montiert, der durch das Lenkrad 2 gedreht wird. Dieser Lenkwinkeldetektor 14 liefert ein Lenkwinkel-Detektorsignal 14a für den Regler 15.

In Abhängigkeit von den Signalen 13a, 14a erzeugt der Regler 15 ein Motortreibersignal 16 zur Steuerung der Rotation des Elektromotors 11.

Gemäß Fig. 2 umfaßt der Regler 15 einen Ziellenkdrehmoment-Signalgenerator 17 und einen Motortreibersignalgenerator 19.

Der Ziellenkdrehmoment-Signalgenerator 17 erzeugt ein ein Maß für ein Ziellenkdrehmoment Tθ darstellendes Signal auf der Basis des Lenkwinkel-Detektorsignals 14a vom Lenkwin­ keldetektor 14. Der Ziellenkdrehmoment-Signalgenerator 17 umfaßt eine beispielsweise in einem ROM (Festwertspeicher) gespeicherte Umsetzungstabelle, welche unterschiedliche in Bezug auf verschiedenen Lenkwinkel θ gespeicherte Ziellenk­ drehmomente enthält. Andererseits kann der Ziellenkdrehmo­ ment-Signalgenerator 17 auch eine Rechnereinheit zur Be­ rechnung eines Ziellenkdrehmomentes aus dem Lenkwinkel-Detektorsignal 14a gemäß einer vorgegebenen Gleichung um­ fassen.

Gemäß dem Block des Ziellenkdrehmoment-Signalgenerators 17 nach Fig. 2 erzeugt dieser bei detektiertem Lenkwinkel θ des Lenkwinkels 2 in einem relativ kleinen Bereich um die neutrale Stellung ein Ziellenkdrehmoment durch Multiplika­ tion des Lenkwinkels θ mit einem relativ großen Koeffizien­ ten. Ist der detektierte Lenkwinkel θ des Lenkrades 2 größer als ein bestimmter Schwellwert, so erzeugt der Ziellenkdreh­ moment-Signalgenerator 17 ein Ziellenkdrehmoment durch Multiplikation des Lenkwinkels θ mit einem relativ kleinen Koeffizienten.

Der Lenkwinkel θ des Lenkrades 2 ist proportional zum Winkel, unter dem die Räder 10 gelenkt werden. Wird das Automobil in eine Garage gefahren, so wird das Lenkrad 2 gewöhnlich um einen großen Winkel, möglicherweise von Anschlag zu Anschlag in drei oder vier Umdrehungen unter einem Winkel im Bereich von 1080 bis 1440° gedreht. Fährt das Automobil beispielsweise mit 80 km/h, so wird das Lenk­ rad 2 um bis zu 60° gedreht. Die Daten in der Umsetzungs­ tabelle des Ziellenkdrehmoment-Signalgenerators 17 werden so gewählt, daß ein um einen höheren Betrag zum Lenkwinkel q proportionales Ziellenkdrehmoment erzeugt wird, wenn der Lenkwinkel q relativ klein ist, was beispielsweise der Fall ist, wenn das Automobil schnell fährt, während ein um einen kleineren Betrag zum Lenkwinkel q proportionales Ziellenk­ drehmoment erzeugt wird, wenn der Lenkwinkel q relativ groß ist, was beispielsweise der Fall ist, wenn das Automobil in eine Garage gesteuert wird.

Der Differenzrechner 18 berechnet eine Differenz bzw. einen Fehler DT (ΔT = T - T) zwischen dem ein Maß für das Ziel­ lenkdrehmoment T vom Ziellenkdrehmoment-Signalgenerator 17 darstellenden Signal und dem ein Maß für das Handlenkdrehmo­ ment T vom Lenkdrehmomentdetektor 13 darstellenden Lenkdreh­ moment-Detektorsignal 13a und liefert ein ein Maß für die Differenz bzw. den Fehler ΔT darstellendes Fehlersignal 18a.

Der Motortreibersignalgenerator 19 umfaßt eine Motorstrom-Einstelleinheit 20, einen Subtrahierer 21, eine Motorstrom­ speiseschaltung 22, die durch eine Brücke mit vier Lei­ stungshalbleitern 22a, 22b, 22c, 22d gebildet wird, sowie einen Motorstromdetektor 23 zur Detektierung der Größe und der Polarität eines dem Motor 11 tatsächlich zugeführten Stroms.

Die Motorstrom-Einstelleinheit 20 erzeugt ein Zielmotor­ stromsignal 20a, das ein Maß für die Polarität und den Ziel­ wert eines dem Motor 11 auf der Basis des Fehlersignals 18a vom Differenzrechner 18 zugeführten Stromes ist. Die Motor­ strom-Einstelleinheit 20 umfaßt eine beispielsweise in einem ROM gespeicherte Umsetzertabelle und enthält unterschied­ liche in Bezug auf verschiedene Differenzen bzw. Fehler ΔT gespeicherte Zielmotorströme IT. Besitzt der Fehler AT einen positiven Wert, so liefert die Motorstrom-Einstelleinheit 20 ein Ziel-Motorstromsignal 20a zur Einspeisung eines Stroms mit negativer Polarität in den Motor 11. Besitzt der Fehler ΔT einen negativen Wert, so liefert die Motorstrom-Einstell­ einheit 20 ein Ziel-Motorstromsignal 20a zur Einspeisung eines Stroms mit positiver Polarität in den Motor 11. Der Zielmotorstrom IT ist insofern proportional zum Fehler ΔT, als dieser Fehler ΔT kleiner als ein voreingestellter Schwellwert ist. Jenseits dieses voreingestellten Schwell­ wertes bleibt der Zielmotorstrom IT jedoch kleiner als ein vorgegebener Wert.

Die Motorstrom-Einstelleinheit 20 kann eine Rechnereinheit zur Berechnung eines Zielmotorstroms IT aus dem Fehler ΔT gemäß einer vorgegebenen Gleichung umfassen.

Der Subtrahierer 21 erzeugt eine Differenz bzw. einen Fehler ΔI zwischen dem Ziel-Motorstromsignal 20a von der Motor- Strom-Einstelleinheit 20 und einem Motorstrom-Detektorsignal 23a vom Motorstromdetektor 23 und liefert ein ein Maß für den erzeugten Fehler ΔI darstellendes Fehlersignal 21a.

Auf der Basis des Fehlersignals 21a vom Subtrahierer 21 steuert die Motorstromspeiseschaltung 22 die Ansteuerung der Leistungshalbleiter 22a bis 22d gemäß einem vorgegebenen Prozeß zwecks Steuerung der Polarität und der Größe des in den Motor 11 eingespeisten Stroms.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des elektrisch betätigten Servolenksystems beschrieben.

Dreht der Fahrer des Automobils das Lenkrad 2, so detektiert der Lenkwinkeldetektor 14 einen Lenkwinkel θ, um den das Lenkrad 2 gedreht wird und liefert ein Lenkwinkel-Detektor­ signal 14a für den Ziellenkdrehmoment-Signalgenerator 17. Dieser erzeugt ein Ziellenkdrehmoment Tθ entsprechend dem Lenkwinkel θ.

Der Differenzrechner 18 berechnet dann eine Differenz bzw. einen Fehler ΔT zwischen dem Ziellenkdrehmoment Tθ und einem durch den Handlenkdrehmomentdetektor 13 detektierten und durch ein Handlenkdrehmomentsignal 13a repräsentierten Handlenkdrehmoment T. Der Differenzrechner 18 speist ein ein Maß für die berechnete Differenz bzw. den Fehler ΔT reprä­ sentierendes Fehlersignal 18a in die Motorstrom-Einstell­ einheit 20 ein. Diese Motorstrom-Einstelleinheit 20 liefert ein Zielmotorstromsignal 20a entsprechend dem Fehlersignal 18a für den Subtrahierer 21, welche eine Differenz bzw. einen Fehler ΔI zwischen dem Zielmotorstromsignal 20a und dem Motorstrom-Detektorsignal 23a vom Motorstromdetektor 23 festlegt. Der Subtrahierer 21 speist ein ein Maß für den erzeugten Fehler ΔI darstellendes Fehlersignal 21a in die Motorstromspeiseschaltung 22 ein, welche sodann die Lei­ stungshalbleiter 22a bis 22d zur Steuerung der Polarität und der Größe eines in den Motor 11 einzuspeisenden Stromes an­ steuert.

Da das Ziellenkdrehmoment Tθ auf der Basis des detektierten Lenkwinkels θ festgelegt wird, wenn das Lenkrad 2 aufgrund von Straßendeckenungenauigkeiten oder -welligkeiten durch die Vorderräder 10 zwangsweise gedreht wird, wird der durch den Lenkwinkeldetektor 14 detektierte Lenkwinkel θ verrin­ gert, was zu einer Verringerung des Ziellenkdrehmomentes führt. Das elektrisch betätigte Servolenksystem kann daher den servounterstützten Lenkvorgang des Automobils mit größerer Festigkeit bzw. größerem Widerstand gegen Stö­ rungen steuern, welche beispielsweise durch Straßendecken­ ungenauigkeiten bzw. Welligkeiten hervorgerufen werden.

Der vorstehend erläuterte Steuerprozeß wird anhand der folgenden Gleichungen genauer beschrieben.

Zunächst wird sichergestellt, daß das Ziellenkdrehmoment Tθ und das Handlenkdrehmoment T durch das System nach Fig. 2 im Wesentlichen in Übereinstimmung miteinander gebracht sind.

Gemäß Fig. 2 arbeitet der Regler 12 im Sinne der Erfüllung der folgenden Gleichungen (1) und (2):

ΔT = Tθ - T (1)

IT = f(θT) (2)

Ist f(ΔT) = k × ΔT, so wird Gleichung (2) in die folgende Gleichung (3) umformuliert:

IT = k · ΔT (3)

Aus den Gleichungen (1) und (3) ergibt sich die folgende Gleichung (4):

IT/k = Tθ - T (4)

Besitzt k einen ausreichend großen Wert, so geht IT/k → 0, so daß damit Tθ und T gemäß Gleichung (5) im wesentlichen gleich sind:

Tθ = T (5)

Befindet sich das Automobil beispielsweise in einem ausge­ glichenen Lenkzustand mit Tθ = 30 kg · cm, k = 100, IT = 20 A, so beträgt das Handlenkdrehmoment T gemäß Gleichung (4) etwa 29,8 kg · cm. Ist k = 1000, so beträgt das Handlenkdrehmoment T etwa 30 kg · cm.

Je größer der Gradient der Umsetzungskurve in der Umsetzer­ tabelle der Motorstrom-Einstelleinheit 20 ist, d. h. je größer der Verstärkungsfaktor ist, umso mehr werden das Ziellenkdrehmoment Tθ und das Handlenkdrehmoment T mit­ einander in Übereinstimmung gebracht.

Generell wird das System unstabil, wenn die Verstärkung erhöht wird. Um eine derartige Instabilität des Systems zu vermeiden, liegt die Motorstrom-Einstelleinheit 20 in Form einer gespeicherten Umsetzertabelle vor, wobei die Umset­ zungskurve für einen erhöhten Gestaltungsspielraum bzw. eine erhöhte Flexibilität nichtlinear ist bzw. einen Unempfind­ lichkeitsbereich enthält.

Das mit TS bezeichnete und durch das Lenkrad 2 ausgeübte Lenkdrehmoment ist im wesentlichen gleich dem durch den Lenkdrehmomentdetektor 13 detektierten Lenkdrehmoment T. Daher ist die folgende Gleichung (6) erfüllt:

TS = T = TL ± Tf + TI - TM (6)

worin
TS = T: das Lenkdrehmoment,
TL: das durch eine Last erzeugte Drehmoment, welche von der Straße auf die Räder ausgeübt wird,
Tf: das durch die Reibung des Motors, der Getriebe und anderer den Rädern zugeordneten Komponenten er­ zeugte Drehmoment,
TI: das durch die Trägheit des Motors und die Trägheit der Räder erzeugte Drehmoment, beispielsweise

mit Iµ: gleich der Motorträgheit
θµ: gleich der Winkelverschiebung des Motors
t: gleich der Zeit und
η: gleich dem Umsetzungskoeffizienten, und
TM: das durch das Motordrehmoment erzeugte Drehmoment
bedeuten.

Ein bekanntes Servolenksystem steuert die Lenkwirkung eines Automobils gemäß der folgenden Gleichung (7) und der Kenn­ linie gemäß Fig. 4:

TM = f(TS) (7)

Die Steuercharakteristik eines bekannten Servolenksystems wird nachfolgend anhand von Fig. 4 beschrieben. Fig. 4 zeigt eine Steuerkennlinie des bekannten Servolenksystems, welche durch ein Polygon mit einem Gradienten k1 und einem Gradien­ ten k2 angenähert ist. Der Gradient k1 ist relativ klein, um das Lenkdrehmoment proportional zu der von der Straßendecke ausgeübten Last zu machen. Der Gradient k2 ist relativ groß um das Lenkdrehmoment frei von der durch die Straßendecke ausgeübten Last zu machen. Normalerweise ist lediglich der Kurventeil mit dem Gradienten k2 wirksam, wenn das Automobil gelenkt wird, während sonst der Kurventeil mit dem Gradien­ ten k1 bei nicht gelenktem Automobil wirksam ist.

Wird Gleichung (7) durch die folgende Gleichung (8) modifi­ ziert:

TM = k1 · TS (8)

womit sich aus Gleichung (6) die folgende Gleichung (9) er­ gibt:

Die Gleichung (9) hat die folgende Bedeutung:
Die Last TL von der Straßendecke mit einer der daraus abge­ leiteten Verstärkung k1 entsprechenden Komponente wird auf das Lenkrad übertragen. Dabei werden auch das durch Reibung hervorgerufene Drehmoment tf und das durch Trägheit hervor­ gerufene Drehmoment TI auf das Lenkrad übertragen. Um das Lenkdrehmoment TS zu vergrößern, damit der Fahrer ein di­ rektes Lenkgefühl erhält, wird die Verstärkung k1 beispiels­ weise auf 1,0 verringert. Dabei wird ein den halben Drehmo­ menten ± Tf + TI gleiches Drehmoment auf das Lenkrad über­ tragen. Werden der viskose Widerstand des Motors und des Kugelumlaufspindelmechanismus aufgrund einer Erhöhung der Viskosität des Schmiermittels bei geringer Temperatur er­ höht, so wird das Reibungsdrehmoment Tf vergrößert, wobei das Lenkdrehmoment Ts gemäß Gleichung (9) vergrößert wird. Die Motorträgheit und die Radträgheit werden ebenfalls auf das Lenkrad übertragen. Daher unterscheidet sich die tat­ sächliche Lenkcharakteristik des Automobils von der beab­ sichtigten Lenkcharakteristik. Da das Trägheitsdrehmoment TI proportional zur Drehbeschleunigung des Motors und der Räder ist, wird das Trägheitsdrehmoment TI erhöht, wenn das Auto­ mobil auf rauhen Straßen oder Straßen mit Spurrinnen fährt.

Da erfindungsgemäß der Zielmotorstrom IT proportional zum Motordrehmoment TM ist, ergibt sich folgende Beziehung:

kM · IT = TM (10)

worin kM eine Proportionalitätskonstante bedeutet.

Aus den Gleichungen (4) und (10) folgt

k · KM(Tθ - T) = TM (11)

Gleichung (11) wird wie folgt in Gleichung (6) eingesetzt:

Da die Verstärkung k ausreichend groß gegen 1 ist, kann Gleichung (12) durch die folgende Gleichung (13) angenähert werden:

Gemäß Gleichung (13) hat das Lenkdrehmoment T nichts mit den Drehmomenten TL, Tf, Ti zu tun und ist gleich dem Ziellenk­ drehmoment Tθ, das auf der Basis des detektierten Lenkwin­ kels festgelegt wird. Das Lenkdrehmoment T wird daher durch die Drehmomente TL, TF, TI nicht beeinflußt, selbst wenn diese Drehmomente TL, Tf, TI geändert werden.

Fig. 3 zeigt das vom Elektromotor 11 ausgeübte Hilfsdreh­ moment.

Wird angenommen, daß der Motor 11 nicht erregt wird, so ändert sich das Lenkdrehmoment mit dem Lenkwinkel θ gemäß einer Kurve T nach Fig. 3. Damit das Lenkdrehmoment längs einer Kurve Tθ nach Fig. 3 verläuft, welche der Ziellenk­ drehmoment-Kurve gemäß dem Block des Ziellenkdrehmoment­ generators 17 nach Fig. 2 entspricht, muß das Hilfsdrehmo­ ment gemäß dem schraffierten Bereich nach Fig. 3 durch den Motor 11 erzeugt werden.

Ist T < Tθ, da ΔT = Tθ - T < 0 ist (ΔT ist negativ), liefert der Motortreibersignalgenerator 19 einen positiven Strom für den Motor 11 zur Verringerung der erforderlichen Lenkkraft, bis das Lenkdrehmoment T gleich dem Ziellenkdrehmoment Tθ wird.

Ist T < Tθ, da ΔT = Tθ - T < 0 ist (ΔT ist positiv), liefert der Motortreibersignalgenerator 19 einen negativen Strom für den Motor 11 zur Erhöhung der erforderlichen Lenkkraft, bis das Lenkdrehmoment T gleich dem Ziellenkdrehmoment Tθ wird.

Erfindungsgemäß wird im oben beschriebenen Sinne ein Ziel­ lenkdrehmoment auf der Basis eines durch den Lenkdrehmoment­ detektor 14 detektierten Lenkwinkels festgelegt und ein Mo­ tortreibersignal auf der Basis der Differenz zwischen dem festgelegten Ziellenkdrehmoment und einem detektierten Hand­ lenkdrehmoment in den Motor 11 eingespeist. Das Ziellenk­ drehmoment und das Handlenkdrehmoment werden daher im we­ sentlichen in Übereinstimmung miteinander gebracht. Da das detektierte Handlenkdrehmoment eine der Motorträgheit ent­ sprechende Drehmomentkomponente und eine der Reibung des Servolenksystems entsprechende Drehmomentkomponente ent­ hält, kann das Servolenksystem dem Fahrer des Automobils ein natürliches Lenkgefühl ohne Einbeziehung eines komplexen Steuerprozesses vermitteln.

Wird beispielsweise die Reibung aufgrund einer Zunahme der Viskosität des Schmiermittels bei kleiner Temperatur erhöht, so wird der Wert einer derartigen Reibungszunahme als im de­ tektierten Handlenkdrehmoment enthalten detektiert und das Motortreibersignal zur Verringerung der zur Lenkung des Au­ tomobils erforderlichen Lenkkraft erhöht.

Claims (5)

1. Elektrisch betätigtes Servolenksystem (1) für ein Motor­ fahrzeug mit lenkbaren Rädern (10) mit
einer Handlenkkraft-Übertragungseinrichtung (7) zur Erzeu­ gung eines Handlenkdrehmomentes,
einem Elektromotor (11) zur Erzeugung eines Hilfsdrehmo­ mentes für eine Unterstützung des durch die Handlenkkraft-Übertragungseinrichtung (7) erzeugten Handlenkdrehmomen­ tes,
einem Lenkdrehmomentdetektor (13) zur Detektierung des durch die Handlenkkraft-Übertragungseinrichtung (7) er­ zeugten Handlenkdrehmomentes und zur Erzeugung eines ein Maß für das detektierte Handlenkdrehmoment darstellenden Handlenkdrehmomentsignals,
einem Lenkwinkeldetektor (14) zur Detektierung eines Lenk­ winkels des Motorfahrzeuges und Erzeugung eines ein Maß für den detektierten Lenkwinkel darstellenden Lenkwinkel­ signals,
einem Ziellenkdrehmomentsignalgenerator (17) und
einem Motortreibersignalgenerator (19) zur Erzeugung eines dem Elektromotor (11) zuzuführenden Motortreibersignals,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ziellenkdrehmomentsignalgenerator (17) ein ein Maß für ein Ziellenkdrehmoment darstellendes Ziellenkdrehmo­ mentsignal auf der Basis des durch den Lenkwinkeldetektor (14) erzeugten Lenkwinkelsignals erzeugt und daß der Mo­ tortreibersignalgenerator (19) das Motortreibersignal auf der Basis der Differenz zwischen dem Ziellenkdrehmomentsi­ gnal und dem Handlenkdrehmomentsignal erzeugt.

2. Elektrisch betätigtes Servolenksystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Handlenkkraft-Übertragungs­ einrichtung (7) ein mit den lenkbaren Rädern (10) in Wirkverbindung stehendes Lenkrad (2) aufweist.

3. Elektrisch betätigtes Servolenksystem (1) nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziellenk­ drehmomentsignalgenerator (17) Mittel zur Multiplika­ tion des Lenkwinkels mit einem relativ großen Koeffi­ zienten zur Erzeugung des Ziellenkdrehmomentsignals bei einem im Vergleich zu einem vorgegebenen Wert kleineren Lenkwinkel sowie zur Multiplikation des Lenkwinkels mit einem relativ kleinen Koeffizienten zur Erzeugung des Ziellenkdrehmomentsignals bei im Vergleich zu einem vorgegebenen Wert größeren Lenkwinkel umfaßt.

4. Elektrisch betätigtes Servolenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziellenkdrehmomentsignalgenerator (17) eine Umsetzer­ tabelle, welche eine erste Gruppe von jeweiligen Lenkwinkeln proportionalen Ziellenkdrehmomenten bei einem ersten Gradienten sowie eine zweite Gruppe von jeweiligen Lenkwinkeln bei einem zweiten gegenüber dem ersten Gradienten kleineren Gradienten proportionalen Ziellenkwinkeln enthält, sowie Mittel zur Auswahl eines der Ziellenkdrehmomente aus der ersten Gruppe in Abhän­ gigkeit vom Lenkwinkel, wenn dieser kleiner als ein vorgegebener Wert ist, sowie zur Auswahl eines der Ziellenkdrehmomente aus der zweiten Gruppe in Abhängig­ keit vom Lenkwinkel, wenn dieser größer als ein vorge­ gebener Wert ist, umfaßt.

5. Elektrisch betätigtes Servolenksystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motortreibersignalgenerator (19) eine Motorstrom-Ein­ stelleinheit (20) zur Einspeisung eines negativen Stroms als Motortreibersignal in den Elektromotor (11) bei positivem Differenzwert sowie Einspeisung eines po­ sitiven Stroms als Motortreibersignal in den Elektro­ motor (11) bei negativem Differenzwert enthält.