DE4334261B4

DE4334261B4 - Steuervorrichtung für ein Lenkservo

Info

Publication number: DE4334261B4
Application number: DE4334261A
Authority: DE
Inventors: Shunichi Himeji Wada; Yasuo Himeji Naitou; Kazumichi Himeji Tsutsumi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: KR960015704B1; US6009364A; DE4334261A1; KR940008991A; FR2696701B1; FR2696701A1

Abstract

Steuervorrichtung für ein Lenkservo, mit
– einer Einrichtung (1) zum Erfassen eines von einem Fahrer auf ein Lenkrad eines Fahrzeuges ausgeübten Drehmomentes und Ausgeben eines Lenkdrehmomentsignals;
– einer Einrichtung (21, 22, 23, 24) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und Ausgeben von Radgeschwindigkeitssensorsignalen;
– einer Einrichtung (34, 35, 36) zum Erfassen einer Blockierneigung von Rädern des Fahrzeugs während eines Bremsvorganges;
– einer Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung (31) zum Ausgeben einer Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit, die
– im normalen Fahrzustand direkt auf der Grundlage der Radgeschwindigkeitssensorsignale erhalten wird; und
– andererseits, wenn die Räder des Fahrzeugs zum Blockieren neigen, mit Hilfe der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren (21–24), die unmittelbar vor dem Blockieren der Räder erzeugt wurden, erhalten wird; und
– einer Einrichtung (20) zum Erzeugen eines Drehmomentbefehls für einen Lenkhilfsmotor (9) des Lenkservos auf der Grundlage des Lenkdrehmomentsignals und abhängig von der ausgegebenen Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Lenkservo zur Unterstützung der Betätigung oder Handhabung eines Lenkrades eines Kraftfahrzeuges auf der Grundlage von Lenkdrehmomentinformation und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Lenkservo-Steuervorrichtung, bei welcher wirksam Information eingesetzt wird, die von einem sogenannten Antischlupf-Bremssystem verfügbar ist, welches zur Steuerung einer Bremskraft ausgebildet ist, die auf das Kraftfahrzeug ausgeübt wird, abhängig von der Drehgeschwindigkeitsinformation von Rädern des Kraftfahrzeuges.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird zunächst der technische Hintergrund erläutert.
5 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus einer bekannten Lenkservo-Steuervorrichtung. In dieser Figur weist die Lenkservo-Steuervorrichtung eine Lenkservosteuerung 20 auf, die durch einen Mikrocomputer 4 gebildet wird und eine Schnittstelle 3 aufweist, durch welche Ausgangssignale verschiedener Sensoren in den Mikrocomputer 4 eingegeben werden, wobei die Sensoren einen Drehmomentsensor umfassen (der schematisch durch die Bezugsziffer 1 bezeichnet ist), zur Erfassung eines Lenkdrehmoments (oder einer Winkelposition) eines Lenkrades 1a (ebenfalls nur schematisch dargestellt), einen ersten und einen zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2a und 2b zur Erfassung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges relativ zum Boden, und andere, und wobei der Mikrocomputer 4 so programmiert ist, daß er eine Lenkhilfskraft auf der Grundlage der Lenkdrehmomentinformation berechnet, die beim Lenken mit einem Lenkrad erzeugt wird, und ein Lenkdrehmoment anzeigt, welches durch den Fahrer des Kraftfahrzeuges auf das Lenkrad ausgeübt wird, sowie auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit als Eingangsgröße, unter Berücksichtigung der Lenkrichtung.
Um Fail-Safe-Eigenschaften (Betriebssicherheitseigenschaften) für das Kraftfahrzeug bereitzustellen, wie nachstehend noch genauer erläutert wird, ist ein Hilfs-Mikrocomputer 5 vorgesehen, um die über die Schnittstelle 3 zugeführte Eingangsinformation auf ähnliche Weise zu bearbeiteten wie der Haupt-Mikrocomputer 4.
Ein Fail-Safe-Relais 6 ist an Ausgangsklemmen des Haupt-Mikrocomputers 4 und des Hilfs-Mikrocomputers 5 angeschlossen, um elektrische Energie von einer Batterie 7 an eine Motortreiberschaltung 8 und eine Kupplungsbetätigungsschaltung 10 in Reaktion auf Steuerausgangssignale anzulegen, die von den Mikrocomputern 4 und 5 erzeugt werden. Zu diesem Zweck weist die Motortreiberschaltung 8 eine Ausgangsklemme auf, um ein Treibersignal einem Gleichspannungsmotor zuzuführen, der einen Teil eines Lenkhilfebetätigungsgliedes 9 bildet, in Reaktion auf die Steuersignale, die von den Mikrocomputern 4 und 5 ausgegeben werden. Weiterhin ist eine Kupplungstreiberschaltung 10 an Ausgangsklemmen des Haupt- und Hilfs-Mikrocomputers 4 und 5 angeschlossen, um ein Treibersignal einem Kupplungsbetätigungsglied 11 in Reaktion auf die Ausgangssignale des Haupt- und Hilfs-Mikrocomputers 4 bzw. 5 zuzuführen.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, weist die in 5 gezeigte Lenkservo-Steuervorrichtung zwei Mikrocomputer 4 und 5 auf, wobei das Fail-Safe-Relais 6 so mit elektrischer Energie versorgt wird, daß das Steuersignal an den Gleichspannungsmotor des Lenkhilfebetätigungsgliedes 9 nur dann geliefert wird, wenn die Bedingungen zum Antrieb des Gleichspannungsmotors, die durch beide Mikrocomputer 4 und 5 festgelegt werden, zusammenfallen. Mit anderen Worten wird nur dann das Steuersignal an den Gleichspannungsmotor des Lenkhilfebetätigungsgliedes 9 abgegeben, wenn die Ergebnisse von Berechnungen oder arithmetischen Operationen, die durch beide Mikrocomputer 4 und 5 durchgeführt werden, miteinander übereinstimmen, wodurch ein sicherer Betrieb des Kraftfahrzeuges infolge der sogenannten Fail-Safe-Eigenschaft (Betriebssicherheitseigenschaft) sichergestellt wird.
Allerdings treten bei der bekannten Lenkservo-Steuervorrichtung folgende Schwierigkeiten auf. Da die Lenkhilfekraft auf der Grundlage der Ausgangssignale des Drehmomentsensors 1 und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 2a und 2b ermittelt wird, tritt erstens in der Hinsicht eine Möglichkeit auf, dass die für den Straßenzustand optimale Lenkkraft nicht ermittelt werden kann, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit korrekt festgestellt wird. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit im allgemeinen auf der Grundlage der Umdrehungsgeschwindigkeiten der Antriebsräder des Kraftfahrzeuges ermittelt wird. Wenn daher die Ruder blockiert sind, beispielsweise beim harten oder heftigen Bremsen (beispielsweise einer Notbremsung) beim Fahren auf einer Straße wie beispielsweise einer schneebedeckten Straße, bei welcher das Auftreten eines Schlupfes äußerst wahrscheinlich ist, fährt das Kraftfahrzeug weiter, obwohl die Drehung der Antriebsräder aufgehört hat (also die Antriebsräder blockiert sind). In diesem Fall kann die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mehr korrekt ermittelt werden, was wiederum dazu führt, dass die Lenkhilfskraft falsch ermittelt wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei einer heftigen Bremsbetätigung beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straßenoberfläche das Lenkrad einen sogenannten Schwebezustand beim Anlegen einer Lenkhilfskraft annehmen kann, die aus dem voranstehend erwähnten Grund unrichtig festgestellt wurde, wodurch Schwierigkeiten bei der Handhabung des Lenkrades und daher beim Manövrieren des Kraftfahrzeuges auftreten.
Aus DE 40 01 387 A1 ist ein Regelsystem für ein Vierradlenksystem für Fahrzeuge bekannt, bei denen sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder lenkbar sind. Dabei wird der Lenkwinkel der Hinterräder aus einer prognostizierten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und aus dem Lenkwinkel der Vorderräder abgeleitet. Das aus dieser Entgegenhaltung bekannte System arbeitet hydraulisch.
Aus DE 36 26 597 C2 ist ein elektrisches Servolenksystem bekannt, bei welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit in das von einem Lenkhilfsmotor erzeugte Drehmoment eingeht. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit Hilfe eines Sensors ermittelt, der die Radgeschwindigkeit erfasst.
Angesichts des voranstehend geschilderten Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lenkservo-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, die im wesentlichen gegenüber den voranstehend genannten Schwierigkeiten der vorbekannten Lenkservo-Steuervorrichtung immun ist, und welche einen sicheren Betrieb des Kraftfahrzeuges dadurch sicherstellen kann, dass die Lenkkraft festgestellt wird, die für den momentanen Straßenzustand geeignet oder optimal ist, selbst wenn die Antriebsräder infolge einer heftigen Bremsbetätigung blockiert sind (beispielsweise einer Notbremsung), und zwar auf einer Straße wie beispielsweise einer schneebedeckten Straße, auf welcher leicht ein Schlupf oder Rutschen auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie in Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Eine Steuervorrichtung für ein Lenkservo gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht vorteilhaft einen sicheren Betrieb des Kraftfahrzeugs dadurch, dass die Lenkhilfecharakteristik der Vorrichtung geändert oder modifiziert wird, wenn eine Blockierung der Antriebsräder des Kraftfahrzeuges stattfinden kann, nachdem das Kraftfahrzeug beim Fahren auf einer rutschigen Straße hart abgebremst wurde.
Zur Lösung der voranstehenden Aufgabe und zur Erzielung weiterer Ziele, die im Verlauf der vorliegenden Beschreibung noch deutlich werden, wird gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Bremserfassungsinformation wirksam zu nutzen, die in einem vorbekannten Antischlupf-Bremsensystem erzeugt wird, um die Lenkhilfekraft zu steuern, die an ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs angelegt wird, um einem Fahrer das Manövrieren des Kraftfahrzeugs zu erleichtern.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus weichen weitere Vorteile hervorgehen. Es zeigt:
1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine graphische Darstellung von Lenkhilfecharakteristika;
4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebsablaufs der in 2 dargestellten Lenkservo-Steuervorrichtung; und
5 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer vorbekannten Lenkservo-Steuervorrichtung.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
1 ist ein Blockschaltbild mit der Darstellung der allgemeinen Anordnung einer Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur sind gleiche oder ähnliche Teile wie in 5 durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine erneute Beschreibung dieser Teile wird verzichtet.
Wie aus der Figur hervorgeht, ist gemäß der in dieser Ausführungsform verwirklichten Erfindung eine Lenkservo-Steuerung 20 vorgesehen, die einen Mikrocomputer 4A aufweist, der zur Festlegung einer Antriebsrichtung des Gleichspannungsmotors 9 auf der Grundlage der von dem Drehmomentsensor 1 ausgegebenen Lenkdrehmomentinformation dient, die in den Mikrocomputer 4A durch die Schnittstelle 3 eingegeben wird, und gleichzeitig ein Antriebsdrehmoment des Gleichspannungsmotors 9 auf der Grundlage der voranstehend erwähnten Lenkdrehmomentinformation festlegt, und auf der Grundlage eines Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, welches von einem Mikrocomputer geliefert wird, der in dem nachstehend beschriebenen Antischlupf-Bremssystem vorgesehen ist, wodurch ein Drehrichtungsbefehlssignal und ein Drehmomentbefehlssignal für den Gleichspannungsmotor 9 auf der Grundlage der Antriebsrichtungsinformation und des Antriebsdrehmoments erzeugt werden, die voranstehend erwähnt sind.
Die Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist weiterhin mit einem ersten Radgeschwindigkeitssensor (FLWS) 21 versehen, um die Drehgeschwindigkeit eines linken Vorderrades des Kraftfahrzeuges zu ermitteln, mit einem zweiten Radgeschwindigkeitssensor (FRWS) 22 zum Messen einer Drehgeschwindigkeit eines rechten Vorderrades, einem dritten Radgeschwindigkeitssensor (RLWS) 23 für ein linkes Hinterrad, einem vierten Radgeschwindigkeitssensor (RRWS) 24 für ein rechtes Hinterrad, einem sogenannten G-Sensor 25 zur Ermittlung der Beschleunigung/Verzögerung des Kraftfahrzeuges, und mit einem Bremslampenschalter 26, der zur Erzeugung eines Signals dient, welches das Ausüben einer Bremsung anzeigt.
Eine Antischlupf-Bremssteuerung 30, welche eine zweite Steuereinrichtung bildet, die der Antischlupf-Bremssteuerung dient, ist mit einer Funktion zur Erzeugung eines Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignals auf der Grundlage der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 und des G-Sensors 25 versehen, und erzeugt zum selben Zeitpunkt ein Radbremsenbetätigungssignal auf der Grundlage des Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und des Ausgangssignals des Bremslampenschalters 26. Im einzelnen weist die Antischlupf-Bremssteuerung 30, die ebenfalls auf Mikrocomputergrundlage ausgeführt ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 auf, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 und des G-Sensors 25 abschätzt, um hierdurch das Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zu erzeugen, eine Radauswahlschaltung 32 zur Auswahl eines der Hinterräder, dessen Drehgeschwindigkeit niedriger ist als die des anderen Hinterrades, auf der Grundlage der Ausgangssignale von den Radgeschwindigkeitssensoren 23 und 24, um hierdurch die Drehgeschwindigkeit des ausgewählten Hinterrades auszugeben, sowie eine Steuerende-Entscheidungsschaltung 33, um das Ende des Steuerbetriebs des Antischlupf-Bremssystems auf der Grundlage der Ausgangssignale der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 und des Bremslampenschalters 26 zu entscheiden.
Weiterhin weist die zweite Steuerung 30 auf Mikrocomputerbasis eine Schlupfverhältnis/Verzögerungsberechnungsschaltung 34 auf, um arithmetisch ein Schlupfverhältnis und eine Verzögerung auf der Grundlage des Ausgangssignals des Sensors 21 für das linke Vorderrad und des Ausgangssignals der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 festzulegen oder zu berechnen, eine zweite Schlupfverhältnis/Verzögerungsberechnungsschaltung 35 zur Berechnung eines Schlupfverhältnisses und einer Verzögerung auf der Grundlage des Ausgangssignals des Radgeschwindigkeitssensors 22 für das rechte Vorderrad und des Ausgangssignals der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31, sowie eine dritte Schlupfverhältnis/Verzögerungsberechnungsschaltung 36 zur Berechnung eines Schlupfverhältnisses und einer Verzögerung auf der Grundlage des Ausgangssignals der Radgeschwindigkeitsauswahlschaltung 32 und des Ausgangssignals der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31.
Weiterhin weist die Antischlupf-Bremssteuerung 30 eine Radsteuerschaltung 37 für das linke Vorderrad auf, um das Ausmaß einer Bremsbeanspruchung oder Bremsbetätigung zu ermitteln, die auf das linke Vorderrad ausgeübt wird, auf der Grundlage der Ausgangssignale der ersten Schlupfverhältnis/Verzögerungsberechnungsschaltung 34 und der Steuerende-Entscheidungsschaltung 33, um hierdurch ein Steuersignal (ein erstes Bremsbetätigungssignal) für das linke Vorderrad zu erzeugen, weist weiterhin eine Radsteuerschaltung 38 für das rechte Vorderrad auf, um das Ausmaß der Bremsbetätigung festzulegen, die an das rechte Vorderrad angelegt werden soll, auf der Grundlage der Ausgangssignale der zweiten Schlupfverhältnis-Verzögerungsberechnungsschaltung 35 und der Steuerende-Entscheidungsschaltung 33, um hierdurch ein zweites Steuersignal (zweites Bremsbetätigungssignal) für das rechte Vorderrad zu erzeugen, und weist eine Hinterradsteuerschaltung 39 auf, um das Ausmaß der Bremsbetätigung zu ermitteln, die auf die Hinterräder ausgeübt werden soll, auf der Grundlage der Ausgangssignale der dritten Schlupfverhältnis-Verzögerungsberechnungsschaltung 36 und der Steuerende-Entscheidungsschaltung 33, um hierdurch ein drittes Steuersignal (drittes Bremsbetätigungssignal) für das ausgewählte Hinterrad zu erzeugen.
Das Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, welches von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 erzeugt wird, die in der Antischlupf-Bremssteuerung 30 vorgesehen ist, wird auch als die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation dem Mikrocomputer 4A der Lenkservo-Steuerung 20 zugeführt, die hauptsächlich zur Lenkservo-Steuerung dient. Daher dient die Antischlupf-Bremssteuerung 30 auf Mikrocomputerbasis nicht nur zur eigentlichen Antischlupf-Bremssteuerung, sondern spielt auch eine Rolle bei der Lenkservo-Steuerung.
An eine Ausgangsklemme der Radsteuerschaltung 37 für das linke Vorderrad ist ein Radmagnetbremsventil 41 für das linke Vorderrad angeschlossen, welches so ausgebildet ist, daß es den Hydraulikdruck der Bremse regelt, die für das linke Vorderrad vorgesehen ist, und zwar unter Steuerung des Ausgangssignals der Radsteuerschaltung 37 für das linke Vorderrad. Weiterhin ist ein Radmagnetbremsventil 42 für das rechte Vorderrad vorgesehen, um den Hydraulikdruck einer Bremse für das rechte Vorderrad einzuregeln oder einzustellen, entsprechend dem Ausgangssignal der Radsteuerschaltung 38 für das rechte Vorderrad. Zusätzlich ist ein Hinterrad-Magnetbremsventil 43 für die Bremsen der Hinterräder vorgesehen, um den Hydraulikdruck entsprechend dem Ausgangssignal der Hinterrad-Steuerschaltung 39 zu steuern.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß das voranstehend im Zusammenhang mit der vorbekannten Lenkservo-Steuervorrichtung erwähnte Fail-Safe-Relais 6 auch bei dem Antischlupf-Bremssystem vorgesehen sein kann. Mit anderen Worten kann ein Paar von Fail-Safe-Relais vorgesehen sein, eines für die Steuerung 10 für die Lenkservo-Steuerung und das andere für die Steuerung 30 für die Antischlupf-Bremssteuerung, oder es kann alternativ ein einziges Fail-Safe-Relais gemeinsam für die Lenkservo-Steuerung 20 und die Antischlupf-Bremssteuerung 30 vorgesehen sein, so daß das Fail-Safe-Relais mit elektrischer Energie versorgt wird, wenn die Bedingungen zur Energieversorgung des Fail-Safe-Relais, die durch beide Steuerungen 20 und 30 festgelegt werden, miteinander zusammenfallen.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Betriebs der Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Nach dem Starten des Kraftfahrzeuges führt der Mikrocomputer 4A der Lenkservo-Steuerung 20 eine Entscheidung auf der Grundlage der Ausgangssignale der verschiedenen, voranstehend erwähnten Sensoren durch, um festzustellen, ob die Lenkservo-Steuervorrichtung normal arbeitet. Befindet sich die Lenkservo-Steuervorrichtung im Normalzustand, so erzeugt der erste Mikrocomputer 4A das Fail-Safe-Relais-Energieversorgungssignal, um hierdurch das Fail-Safe-Relais 6 mit Energie zu versorgen, was dazu führt, daß elektrische Energie von der Batterie 7 der Motortreiberschaltung 8 und der Kupplungstreiberschaltung 10 usw. zugeführt wird.
Dann überprüft die zweite Steuerung 30 auf Mikrocomputerbasis das Antischlupf-Bremssystem auf der Grundlager der relevanten Sensorausgangssignale nach dem Starten des Kraftfahrzeuges. Liegt bei dem Antischlupf-Bremssystem kein nicht normaler Zustand vor, so erzeugt die Antischlupf-Bremssteuerung 30 das Fail-Safe-Relais-Energieversorgungssignal, um das zugeordnete (nicht gezeigte) Fail-Safe-Relais mit Energie zu versorgen, und hierdurch zuzulassen, daß von der Batterie 7 elektrische Energie an Ventiltreiberschaltungen (nicht gezeigt) und Hydraulikeinheiten geliefert wird, die den Magnetventilen 41 bis 43 jeweils zugeordnet sind.
Der Mikrocomputer 4A liefert ein Kupplungsbetätigungs-Befehlssignal an die Kupplungstreiberschaltung 10, die so auf das Befehlssignal reagiert, daß sie an die elektromagnetische Kupplung 11 ein Treibersignal liefert, welches eine Impulsbreitenmodulation erfahren hat. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß ein Kupplungsstrom zur Kupplungstreiberschaltung 10 zum Zwecke der Feststellung eines nicht normalen Zustands rückgekoppelt wird.
Im üblichen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges, in welchem es nicht erforderlich ist, eine harte Bremsung (beispielsweise eine Notbremsung) bei dem Kraftfahrzeug auszuführen, also wenn es unwahrscheinlich ist, daß die Räder blockieren, holt sich der Mikrocomputer 4A die Lenkdrehmomentinformation vom Ausgang des Drehmomentsensors 1 über die Schnittstelle 3, und holt sich gleichzeitig die Pseudo-Fahrzeuggeschwindingkeitsinformation von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31, die einen Teil der Antischlupf-Bremssteuerung 30 bildet. Diese Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation wird auf der Grundlage der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 ermittelt. Der Mikrocomputer 4A stellt die Antriebsrichtung (also die Drehrichtung) des Gleichspannungsmotors 9 auf der Grundlage der Lenkdrehmomentinformation fest, während das Antriebsdrehmoment des Gleichspannungsmotors 9 auf der Grundlage sowohl der Lenkdrehmomentinformation als auch der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation bestimmt wird, wodurch ein Antriebsrichtungsbefehl und ein Drehmomentbefehl für den Gleichspannungsmotor 9 auf der Grundlage der ermittelten Antriebsrichtung und des ermittelten Antriebsdrehmoments erzeugt werden.
Auf diese Weise wird im normalen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges die Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 ausgegeben wird, direkt auf der Grundlage der Meßsignale festgelegt, die von dem Radgeschwindigkeitssensor 21 für das linke Vorderrad, dem Radgeschwindigkeitssensor 22 für das rechte Vorderrad, dem Radgeschwindigkeitssensor 23 für das linke Hinterrad, und dem Radgeschwindigkeitssensor 24 für das rechte Hinterrad ausgegeben werden. Die Motortreiberschaltung 8 erzeugt das Antriebssignal auf der Grundlage des Richtungssignals und des Drehmomentsignals, die voranstehend erwähnt wurden, um den Gleichspannungsmotor 9 anzutreiben.
Wenn andererseits das Kraftfahrzeug stark oder abrupt verzögert wird, oder wenn die Räder blockiert werden, infolge eines harten Einsatzes der Bremse beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straße, beispielsweise einer schneebedeckten Straße, so holt sich der Mikrocomputer 4A die Lenkdrehmomentinformation vom Ausgang des Drehmomentsensors 1 über die Schnittstelle 3, und holt sich gleichzeitig als Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation das Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, welches von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 der zweiten Steuerung 30 auf Mikrocomputerbasis ausgegeben wird, und welches durch die Schaltung 31 aus den Ausgangssignalen der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 ermittelt wird, die erzeugt wurden, unmittelbar bevor die Räder blockiert sind, unter Berücksichtigung des Ausgangssignals des G-Sensors 25, worauf der Mikrocomputer 4A die Antriebsrichtung des Gleichspannungsmotors 9 auf der Grundlage der Lenkdrehmomentinformation ermittelt, wogegen er das Antriebsdrehmoment des Gleichspannungsmotors 9 auf der Grundlage sowohl der Lenkdrehmomentinformation als auch der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation festlegt, um hierdurch ein Richtungssignal und ein Drehmomentsignal für den Gleichspannungsmotor 9 auf der Grundlage der ermittelten Antriebsrichtung und des ermittelten Antriebsdrehmoments erzeugt.
Die Motortreiberschaltung 8 erzeugt ein Treibersignal auf der Grundlage des Richtungssignals und des Drehmomentsignals, welche von dem Mikrocomputer 4A geliefert werden, wobei dann das Treibersignal dem Gleichstrom-Motor 9 zugeführt wird.
Wie aus der voranstehenden Erläuterung deutlich wird, nimmt die von der Antischlupf-Bremssteuerung 30 erzeugte Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit rapide ab, wenn die Räder blockieren, was anzeigt, daß das Kraftfahrzeug infolge eines harten Bremseinsatzes abrupt verzögert wird. Wenn andererseits die Verzögerung des Kraftfahrzeugs niedrig ist, was anzeigt, daß das Kraftfahrzeug durch allmähliches Herunterdrücken des Bremspedals sanft angehalten wird, so nimmt die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit langsam und progressiv ab. Auf diese Weise kann konstant ein geeigneter Lenkbetrieb realisiert werden, der ordnungsgemäß durch die Lenkservo-Steuervorrichtung unterstützt wird, so daß der Lenkbetrieb dem Straßenzustand entspricht, wodurch dem Kraftfahrzeug Sicherheit verliehen werden kann, selbst wenn die Räder infolge eines harten Bremseinsatzes beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straße, beispielsweise einer schneebedeckten Straße oder dergleichen, blockieren.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Antischlupf-Bremssteuerung 30 auf Mikrocomputerbasis für das Antischlupf-Bremssystem zu denselben Zwecken dient, wie die Steuerung des konventionellen Antischlupf-Bremssystems. Im einzelnen holt sich die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 die Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 und des G-Sensors 25 zur Erzeugung des Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, welches den Schlupfverhältnis-Verzögerungsberechnungsschaltungen 34 bis 36 zugeführt wird, während sich die Radgeschwindigkeitsauswahlschaltung 32 die Ausgangssignale der Hinterrad-Geschwindigkeitssensoren 23 und 24 holt, um das Sensorsignal auszuwählen, welches eine niedrigere Radgeschwindigkeit anzeigt. Das ausgewählte Radgeschwindigkeitssensorsignal wird dann der dritten Schlupfverhältnis/Verzögerungsberechnungsschaltung 36 zugeführt.
Die erste Schlupfverhältnis/Verzögerungsberechnungsschaltung 34, die zweite Schlupfverhältnis-Verzögerungsberechnungsschaltung 35 und die dritte Schlupfverhältnis/ Verzögerungsberechnungsschaltung 36 berechnen die Schlupfverhältnisse und die Verzögerungen des jeweiligen Rades beziehungsweise der jeweiligen Räder, und die Ergebnisse werden an die zugeordnete Steuerschaltung 37, 38 oder 39 angelegt.
Die Steuerende-Entscheidungsschaltung 33 führt eine Entscheidung auf der Grundlage der Ausgangssignale der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 und des Bremslampenschalters 26 in der Hinsicht durch, ob der Steuervorgang des Antischlupf-Bremssystems beendet ist. Ist der Steuer- oder Regelvorgang des Antischlupf-Bremssystems beendet, also wenn das Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal entsprechend den Ausgangspegeln der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 eingegeben wird, und wenn das Ausgangssignal des Bremslampenschalters 26 beispielsweise "0" ist, was anzeigt, daß die Bremse nicht betätigt wird, so wird ein Entscheidungssignal, welches das Ende des Betriebs des Antischlupf-Bremssystems anzeigt, an die Radsteuerschaltungen 37, 38 bzw. 39 ausgegegeben.
Andererseits wird, falls der Steuerbetrieb des Antischlupf-Bremssystems nicht beendet ist, das Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, welches durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 aus den Ausgangspegeln der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 auf der Grundlage des Ausgangssignals des G-Sensors 25 unmittelbar vor Auftreten einer Blockierung der Räder ermittelt wird, der Steuerende-Entscheidungsschaltung 33 eingegeben. Wenn in diesem Fall das Ausgangssignal des Bremslampenschalters 26 gleich "1" ist, was eine Betätigung der Bremse anzeigt, so gibt die Steuerende-Entscheidungsschaltung 33 an die Radsteuerschaltung 37 für das linke Vorderrad, die Radsteuerschaltung 38 für das rechte Vorderrad, beziehungsweise die Hinterrad-Steuerschaltung 39 das Entscheidungssignal aus, welches anzeigt, daß der Steuerbetrieb des Antischlupf-Bremssystems nicht beendet ist.
Wenn der Steuerbetrieb des Antischlupf-Bremssystems nicht ausgeführt wird, schalten daher die Radsteuerschaltung 37 für das linke Vorderrad und die Radsteuerschaltung 38 für das rechte Vorderrad die zugeordneten Magnetventile 41 und 42 ab, um hierdurch einen Anstieg des Hydraulikdrucks zu gestatten, was dazu führt, daß Bremskräfte auf das linke und rechte Vorderrad ausgeübt werden, entsprechend dem Ausmaß des Herunterdrückens des Bremspedals. Entsprechend reagiert die Hinterrad-Steuerschaltung 39 auf das das Ende des Steuerbetriebs des Antischlupf-Bremssystems anzeigende Signal mit einer Abschaltung des zugeordneten Magnetventils 43, so daß der Hydraulikdruck ansteigen kann, was dazu führt, daß eine Bremskraft an dasjenige Hinterrad mit niedrigerer Drehgeschwindigkeit angelegt wird, welches durch die Radgeschwindigkeitsauswahlschaltung 32 ausgewählt wird, entsprechend dem Ausmaß des Niederdrückens des Bremspedals.
Wenn der Steuerbetrieb des Antischlupf-Bremssystems nicht beendet ist, schalten andererseits die Radsteuerschaltungen 37 für das linke Vorderrad und 38 für das rechte Vorderrad das jeweilige Magnetventil 41 bzw. 42 ein, um hierdurch ein Absinken des Hydraulikdrucks zuzulassen, so daß auf das linke und rechte Vorderrad solche Bremskräfte ausgeübt werden, daß ein Blockieren dieser Räder vermieden wird. Entsprechend schaltet die Hinterrad-Steuerschaltung 39 das zugeordnete Magnetventil 43 ab, um hierdurch den Hydraulikdruck abzusenken, so daß eine Bremskraft auf das Hinterrad mit niedrigerer Drehgeschwindigkeit ausgeübt wird, ohne dessen Blockierung hervorzurufen.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, wird immer durch die Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, in welcher als Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation das Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal geholt wird, welches von der Steuerung 30 auf Mikrocomputerbasis für das Antischlupf-Bremssystem erzeugt wird, wobei die Antriebsrichtung und das Antriebsdrehmoment auf der Grundlage der geholten Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und der von dem Drehmomentsensor 1 abgeleiteten Lenkinformation festgelegt werden, eine geeignete Hilfskraft zur Verfügung gestellt, die eine korrekte oder ordnungsgemäße Lenkkraft sicherstellen kann, die dem momentanen Straßenzustand entspricht, und hieraus ergibt sich eine Sicherheit für das Kraftfahrzeug selbst dann, wenn die Räder infolge eines harten Bremseinsatzes blockieren, der beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straße eingesetzt wird, beispielsweise einer schneebedeckten Straße.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
2 zeigt den Aufbau einer Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich insoweit von der ersten Ausführungsform unterscheidet, daß eine Funktion zum Ändern der Hilfscharakteristik (Antriebsdrehmomentcharakteristik und Antriebsrichtungscharakteristik) der Lenkservo-Steuervorrichtung vorgesehen ist, wenn der Effekt einer Blockierung von Rädern infolge eines harten Bremseinsatzes beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straße wie beispielsweise einer schneebedeckten Straße auftreten würde, also wenn das Antischlupf-Bremssystem arbeitet. In 2 sind gleiche oder ähnliche Teile oder Bauteile wie in 1 durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und es erfolgt keine erneute Beschreibung.
Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre, die sich in der Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform verkörpert, sind zusätzlich eine Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten, die einen Eingang aufweist, der mit dem Ausgang der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 verbunden ist, zum Schätzen oder Ermitteln eines Koeffizienten μ der Reibung einer Straßenoberfläche auf der Grundlage des Ausgangssignals der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 sowie eine Bremsbetätigungs-Entscheidungsschaltung 45 vorgesehen, um zu entscheiden, ob Bremsbetätigungssignale als das Steuersignal von den Steuerschaltungen 37 bis 39 ausgegeben werden sollen, die in der Antischlupf-Bremssteuerung 30 enthalten sind.
Der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche, der von der Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten festgestellt wird, nimmt gewöhnlich einen Wert in einem Bereich von "0" bis "1" an, wobei der Wert "0" eine sehr schlüprige Straßenoberfläche anzeigt, auf welcher das Kraftfahrzeug trotz des Niederdrückens des Bremspedals nicht anhalten wird, wogegen der Wert "1" des Reibungskoeffizienten eine nicht-schlüpfrige Straßenoberfläche repräsentiert, auf welcher das Kraftfahrzeug in Reaktion auf eine Betätigung der Bremse praktisch sofort angehalten werden kann.
Die Ausgangssignale der Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten und der Bremsbetätigungs-Entscheidungsschaltung 45 werden dem Mikrocomputer 4A der Lenkservo-Steuerung 20 zugeführt. Zwar sind die Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten und die Bremsbetätigungs-Entscheidungsschaltung 45 als diskrete Bauteile vorgesehen, jedoch können auch bei einer Abänderung der vorliegenden Ausführungsform ihre Funktionen durch den Mikrocomputer 4A realisiert werden.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung des Betriebs der Lenkservo-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Nach dem Starten des Kraftfahrzeuges führt der Mikrocomputer 4A der Lenkservo-Steuerung 20 eine Entscheidung auf der Grundlage der Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren durch, die voranstehend im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläutert wurden, und zwar in Hinsicht darauf, ob die Lenkservo-Steuervorrichtung normal arbeitet. Befindet sich die Lenkservo-Steuervorrichtung in einem normalen Zustand, erzeugt der Mikrocomputer 4A das Energieversorgungssignal für das Fail-Safe-Relais, um hierdurch das Fail-Safe-Relais 6 einzuschalten, was dazu führt, daß von der Batterie 7 der Motortreiberschaltung 8 und der Kupplungstreiberschaltung 10 elektrische Energie zugeführt wird.
Entsprechend überprüft die Antischlupf-Bremssteuerung 30 auf Mikrocomputerbasis das Antischlupf-Bremssystem auf der Grundlage relevanter Sensorausgangssignale nach dem Starten des Kraftfahrzeuges. Liegt bei dem Antischlupf-Bremssystem kein anomaler Zustand vor, so erzeugt die Antischlupf-Bremssteuerung 30 das Energieversorgungssignal für das Fail-Safe-Relais, um das zugeordnete Fail-Safe-Relais (nicht gezeigt) mit Energie zu versorgen, so daß von der Batterie 7 die elektrische Energie Ventiltreiberschaltungen (nicht gezeigt) und Hydraulikeinheiten zugeführt werden kann, die jeweils einem der Magnetventile 41 bis 43 zugeordnet sind.
Der Mikrocomputer 4A liefert ein Kupplungsbetätigungsbefehlssignal an die Kupplungstreiberschaltung 10, welche so auf das Befehlssignal reagiert, daß sie der elektromagnetischen Kupplung 11 ein Treiber-PWM-Signal zuführt (PWM: Impulsbreitenmodulation). Wie voranstehend erläutert, wird zum Zwecke einer Anomalitätsermittlung ein Kupplungsstrom zur Kupplungstreiberschaltung 10 zurückgekoppelt.
Im normalen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges, wenn keine Notwendigkeit auftritt, eine harte Bremsung (beispielsweise eine Notbremsung) auszuführen, also wenn die Antischlupf-Bremssteuerung nicht ausgeführt werden muß, holt sich der Mikrocomputer 4A die Lenkdrehmomentinformation von dem Ausgang des Drehmomentsensors 1 über die Schnittstelle 3, und holt sich zum selben Zeitpunkt als die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation die Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 der Antischlupf-Bremssteuerung 30. Diese Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation wird auf der Grundlage der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 ermittelt, wie voranstehend erläutert. Der Mikrocomputer 4A ermittelt die Antriebsrichtung (also die Drehrichtung) des Gleichspannungs- oder Gleichstrommotors 9 auf der Grundlage der Lenkdrehmomentinformation, wogegen er das Antriebsdrehmoment des Gleichstrommotors 9 auf der Grundlage sowohl der Lenkdrehmomentinformation als auch der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation bestimmt.
In dem üblichen oder normalen Betrieb des Kraftfahrzeuges wird daher die Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, die von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 ausgegeben wird, direkt auf der Grundlage der Meßsignale bestimmt, die von dem Radgeschwindigkeitssensor 21 für das linke Vorderrad, dem Radgeschwindigkeitssensor 22 für das rechte Vorderrad, dem Radgeschwindigkeitssensor 23 für das linke Hinterrad, und dem Radgeschwindigkeitssensor 24 für das rechte Hinterrad ausgegeben werden. Die Motortreiberschaltung 8 erzeugt das Treibersignal auf der Grundlage des Richtungssignals und des Drehmomentsignals, die voranstehend erwähnt wurden, zum Antreiben des Gleichstrommotors 9.
Andererseits, in einem Fall, in welchem das Kraftfahrzeug heftig verzögert wird, oder in welchem die Räder blockiert werden, infolge eines harten Bremseinsatzes beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straße, beispielsweise einer schneebedeckten Straße, also wenn das Antischlupf-Bremssteuersystem arbeitet, holt sich der Mikrocomputer 4A die Lenkdrehmomentinformation vom Ausgang des Drehmomentsensors 1 über die Schnittstelle 3, und holt sich zur selben Zeit als die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation das Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, welches von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Schätzschaltung 31 der Antischlupf-Bremssteuerung 30 ausgegeben wird, und welches durch die Schaltung 31 auf der Grundlage der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren 21 bis 24 festgelegt wird, die unmittelbar vor dem Blockieren der Räder erzeugt werden, und auf der Grundlage des Ausgangssignals des G-Sensors 25, woraufhin der Mikrocomputer 4A die Antriebsrichtung des Gleichstrommotors 9 auf der Grundlage der Lenkdrehmomentinformation ermittelt, während er das Antriebsdrehmoment des Gleichstrommotors 9 auf der Grundlage sowohl der Lenkdrehmomentinformation als auch der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation ermittelt.
Darüber hinaus korrigiert oder ändert der Mikrocomputer 4A die Hilfscharakteristik der Lenkservo-Steuerung 20 durch Multiplizieren des Bezugswertes, der aus dem Steuerbezugskennlinienfeld ausgelesen wird, mit dem geschätzten Wert des Reibungskoeffizienten μ, der zu diesem Zeitpunkt von der Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten ausgegeben wird, um hierdurch die Hilfsgrößen für den Gleichstrommotor 9 festzulegen und ein Richtungssignal und ein Drehmomentsignal entsprechend den Hilfsgrößen zu erzeugen.
Die Motortreiberschaltung 8 erzeugt ein Treibersignal auf der Grundlage des Richtungssignals und des Drehmomentsignals, die von dem Mikrocomputer 4A geliefert werden, wobei das Treibersignal dann dem Gleichstrommotor 9 zugeführt wird.
2 stellt graphisch die Beziehungen zwischen dem Antriebsdrehmoment und einem dem Gleichstrommotor 9 zugeführten Motorstrom dar, wobei der Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient μ als Parameter verwendet wird. Wenn in Bezug auf 2 angenommen wird, daß die Antriebsdrehmomentcharakteristikkurve, die dem Wert "1" des Reibungskoeffizienten μ entspricht, die Bezugsantriebsdrehmomentcharakteristik repräsentiert, so wird die Steigung der Antriebsdrehmomentcharakteristikkurve sanfter, wenn der Reibungskoeffizient μ kleiner wird, also die Straßenoberfläche schlüpfriger wird. Wenn der Reibungskoeffizient μ zunimmt, also während die Straßenoberfläche weniger schlüpfrig wird, wird andererseits die Steigung der Antriebsdrehmomentcharakteristikkurve steiler.
Daher multipliziert der Mikrocomputer 4A die Bezugswerte, die aus dem Steuerbezugskennlinienfeld ausgelesen werden, mit einem geschätzten Wert des Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten, der von der Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten geliefert wird, um hierdurch die Steigung der Antriebsdrehmomentcharakteristikkurve zu verringern und daher die Hilfs-Größen, wenn die Straße schlüpfrig ist, wogegen die Steigung der Drehmomentcharakteristikkurve und daher die Hilfs-Größen erhöht werden, wenn die Straßenoberfläche weniger schlüpfrig ist.
4 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Ermittlungsroutine für die Hilfs-Größe, die von dem Mikrocomputer 4A ausgeführt wird.
Gemäß 4 werden in einem Schritt S1 die Antriebsrichtung und das Antriebsdrehmoment auf der Grundlage der Lenkdrehmomentinformation, die von dem Drehmomentsensor 1 geholt wird, und des Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, welches von der Antischlupf-Bremssteuerung 30 geholt wird, festgelegt, gefolgt von einem Schritt S2, in welchem eine Entscheidung auf der Grundlage des Ausgangssignals von der Bremsbetätigungs-Entscheidungsschaltung 45 durchgeführt wird, ob das Antischlupf-Bremssystem arbeitet.
Wenn der Entscheidungsschritt S2 zu einem negativen Ergebnis (NEIN) führt, was einen normalen Fahrzustand des Kraftfahrzeuges anzeigt, in welchem es nicht erforderlich ist, das Kraftfahrzeug sofort durch harten Bremseinsatz anzuhalten, so nimmt der Mikrocomputer 4A Bezug auf das Steuerbezugskennlinienfeld, welches vorher in dem (nicht dargestellten) Speicher gespeichert wurde, der in der Lenkservo-Hilfssteuerung 20 vorgesehen ist (Schritt S3), um als Bezugswerte die Antriebsrichtung und das Antriebsdrehmoment entsprechend dem Wert "1" des Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ auszulesen, und die entsprechenden Hilfs-Größen für den Gleichstrommotor 9 in einem Schritt S4 festzulegen.
Wenn andererseits im Schritt S2 entschieden wird, daß das Antischlupf-Bremssystem arbeitet, was anzeigt, daß es leicht geschehen kann, daß die Räder des Kraftfahrzeugs blockieren, infolge eines harten Bremseinsatzes auf einer Straße mit schlüpfriger Oberfläche, beispielsweise einer schneebedeckten Straße, so holt sich der Mikrocomputer 4A einen Schätzwert des Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ, der von der Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten ausgegeben wurde, in einem Schritt S5, worauf ein Schritt S6 folgt, in welchem auf das Steuerbezugskennlinienfeld Bezug genommen wird, um den Bezugswert auszulesen und ihn mit dem geschätzten Reibungskoeffizientenwert zu multiplizieren, der in dem Schritt S5 geholt wurde, um hierdurch die Hilfscharakteristik und daher die Hilfs-Größen zu korrigieren.
Nimmt man im einzelnen an, daß die Antriebsdrehmomentcharakteristik, welche eine der Hilfscharakteristiken darstellt, korrigiert oder geändert werden soll, so wird die Bezugsantriebsdrehmomentcharakteristik entsprechend dem Wert "1" des Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten mit dem geschätzten Wert des Reibungskoeffizienten μ multipliziert, der von der Schätzschaltung 44 für den Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten ausgegeben wurde, wodurch die Antriebsdrehmomentcharakteristik so gesteuert wird, daß die Steigung der Charakteristikkurve sanfter wird, wenn der Reibungskoeffizient μ kleiner ist, oder die Straßenoberfläche schlüpfriger, wogegen die Steigung der Charakteristikkurve steiler wird, wenn der Reibungskoeffizient größer ist, also die Straßenoberfläche weniger schlüpfrig (vgl. 2).
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Steuerung 30 für das Antischlupf-Bremssystem denselben Zwecken dient wie die konventionelle Antischlupf-Bremssteuerung. Da der Betrieb dieser Steuerung 30 im einzelnen im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, ist keine weitere Beschreibung erforderlich.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, verringert dann, wenn es wahrscheinlich ist, daß die Räder blockieren, was anzeigt, daß das Kraftfahrzeug stark infolge eines harten Bremseinsatzes verzögert wird (also wenn das Antischlupf-Bremssystem arbeitet) beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straße, der Mikrocomputer 4A die Hilfs-Größen für die Servolenkung abhängig von den Straßenzuständen, um hierdurch die Betätigung oder Handhabung des Lenkrades schwieriger zu machen und daher die Stabilität des Lenkvorganges sicherzustellen.
Gemäß einer ersten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird daher eine Lenkservo-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welche aufweist: eine erste Steuereinrichtung zur Ermittlung eines Antriebsdrehmoments für einen Lenkhilfemotor auf der Grundlage einer Lenkdrehmomentinformation, welche ein Lenkdrehmoment eines Lenkrades anzeigt, welches beim Betätigen des Lenkrades durch einen Fahrer des Kraftfahrzeuges erzeugt wird, und auf der Grundlage einer Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, die eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt, um hierdurch ein Treibersignal für den Lenkhilfemotor auf der Grundlage des Antriebsdrehmoments zu erzeugen, sowie eine zweite Steuereinrichtung zur Erzeugung der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der Raddrehungsgeschwindigkeitsinformation von Rädern des Kraftfahrzeuges und einer Beschleunigungs-/Verzögerungsinformation des Kraftfahrzeuges, um hierdurch ein Bremsbetätigungssignal für die Räder des Kraftfahrzeuges auf der Grundlage des Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, der Beschleunigungs-/Verzögerungsinformation und der Bremserfassungsinformation zu erzeugen.
Darüber hinaus wird gemäß einer zweiten Zielrichtung der Erfindung eine Lenkservo-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, welche umfasst: eine erste Steuereinrichtung zur Ermittlung eines Antriebsdrehmoments eines Lenkhilfemotors für ein Lenkrad des Kraftfahrzeuges auf der Grundlage einer Lenkdrehmomentinformation, welche das Lenkdrehmoment eines Lenkrades anzeigt, welches bei Betätigung des Lenkrades durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, und zur Ermittlung einer Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, um hierdurch ein Treibersignal für den Lenkhilfemotor auf der Grundlage des Antriebsdrehmoments zu erzeugen; eine zweite Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Bremsbetätigungssignals für Ruder des Kraftfahrzeuges auf der Grundlage der Raddrehungsgeschwindigkeitsinformation und einer Bremsenbeanspruchungsinformation; sowie eine Einrichtung zur Änderung der Lenkhilfecharakteristik der Vorrichtung, um entsprechend den Lenkhilfemotor in Reaktion auf das Bremsbetätigungssignal zu steuern, welches von der zweiten Steuereinrichtung ausgegeben wird.
Gemäß einer dritten Zielrichtung der Erfindung wird eine Lenkservo-Steuervorrichtung zur Verfügung gestellt, welche umfasst: eine erste Steuereinrichtung zur Ermittlung eines Antriebsdrehmoments eines Lenkhilfemotors für ein Lenkrad des Kraftfahrzeuges auf der Grundlage von Lenkdrehmomentinformation, welche ein Lenkdrehmoment eines Lenkrades anzeigt, welches bei Betätigung des Lenkrades durch einen Fahrer des Kraftfahrzeuges erzeugt wird, und auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, um hierdurch ein Treibersignal für den Lenkhilfemotor auf der Grundlage des Antriebsdrehmoments zu erzeugen; eine zweite Steuereinrichtung zur Erzeugung eines Bremsbetätigungssignals für Ruder des Kraftfahrzeuges auf der Grundlage der Raddrehungsgeschwindigkeitsinformation und der Bremsenbeanspruchungserfassungsinformation; eine Straßenreibungskoeffizienten-Bewertungseinrichtung oder -Schätzeinrichtung zur Abschätzung eines Reibungskoeffizienten einer Straßenoberfläche auf der Grundlage der Raddrehungsgeschwindigkeitsinformation; und eine Einrichtung zur Änderung der Lenksteuercharakteristik, um entsprechend den Lenkhilfemotor abhängig vom Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche zu steuern, der durch die Straßenreibungskoeffizienten-Bewertungseinrichtung bei Erzeugung des Bremsbetätigungssignals geschätzt oder ermittelt wird.
Vorzugsweise ist die erste Steuereinrichtung gemäß der Erfindung so ausgelegt, dass sie eine Antriebsrichtung und ein Antriebsdrehmoment eines Lenkhilfemotors auf der Grundlage einer Lenkdrehmomentinformation ermittelt, die beim Lenken eines Lenkrades erzeugt wird, und auf der Grundlage der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation, um hierdurch ein Treibersignal für den Lenkhilfemotor auf der Grundlage der Antriebsrichtung und des Antriebsdrehmoments zu erzeugen und auszugeben.
Mit dem Aufbau der voranstehend beschriebenen Lenkservo-Steuervorrichtung kann dauernd eine geeignete oder optimale Lenkhilfekraft sichergestellt werden, die an das Lenkrad angelegt werden soll, selbst wenn ein Blockieren der Räder des Kraftfahrzeugs auftritt, und zwar infolge der Anordnung, dass die Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation auf der Grundlage der Raddrehungsgeschwindigkeitsinformation und der Fahrzeugbeschleunigungs-/Verzögerungsinformation erzeugt wird, wobei der Antriebsdrehmomentsbefehl für den Lenkhilfemotor auf der Grundlage der Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und der Lenkdrehmomentinformation festgelegt wird, die bei Betätigung des Lenkrades erzeugt werden, um hierdurch das Antriebssignal für den Lenkhilfemotor auf der Grundlage der Antriebsdrehmomentsinformation zu erzeugen.
Dadurch, dass die Straßenoberflächenreibungskoeffizienten-Bewertungseinrichtung zur Abschätzung des Reibungskoeffizienten einer Straßenoberfläche auf der Grundlage der Raddrehungsgeschwindigkeitsinformation vorgesehen wird, um hierdurch die Lenkhilfecharakteristik auf der Grundlage des ermittelten Straßenreibungskoeffizienten bei einer Betätigung der Bremse zu ändern, kann darüber hinaus die Lenkhilfeleistung der Lenksteuerungsvorrichtung wesentlich verbessert werden.
Weiterhin lässt sich durch Berücksichtigung der Antriebsinformation des Lenkhilfemotors bei der Festlegung des Antriebsdrehmoments die Verlässlichkeit der Lenkservo-Steuerung weiter erhöhen.
Zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus deren detaillierter Beschreibung deutlich, und daher sollen die beigefügten Patentansprüche sämtliche derartigen Merkmale und Vorteile des Systems einschließen, innerhalb des wahren Wesens und Umfang der Erfindung liegen. Da Fachleuten auf diesem Gebiet leicht zahlreiche Modifikationen und Änderungen auffallen werden, soll die Erfindung nicht auf die exakte Konstruktion und den exakten Betrieb beschränkt werden, welche erläutert und beschrieben wurden.
Zum Beispiel wird darauf hingewiesen, daß als Abänderung der voranstehend beschriebenen ersten Ausführungsform nur das Antriebsdrehmoment des Gleichstrommotors 9 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation und der Lenkinformation festgelegt werden kann, wobei die Ermittlung der Antriebsrichtung weggelassen ist, wobei im wesentlichen dasselbe Ergebnis erzielt wird.
Zwar wurde im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben, daß im Betrieb des Antischlupf-Bremssystems, also wenn das Bremsbetätigungssignal ausgegeben wird, die Lenkhilfecharakteristiken einschließlich der Antriebsdrehmomentcharakteristik und der Antriebsrichtungscharakteristik entsprechend dem Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche geändert werden, jedoch können die Hilfscharakteristiken auch unabhängig vom Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ korrigiert oder abgeändert werden, wenn das Bremsbetätigungssignal ausgegeben wird.
Zusätzlich kann die Hilfscharakteristik nur die Antriebsdrehmomentcharakteristik umfassen, obwohl beschrieben wurde, daß die Hilfscharakteristiken die Antriebsdrehmomentcharakteristik und die Antriebsrichtungscharakteristik einschließen.
Im Zusammenhang mit den Ausführungsformen können mehrere Steuerbezugskennlinienfelder jeweils für einen unterschiedlichen Zustand der Straßenoberfläche vorbereitet werden, statt nur ein einziges Steuerbezugskennlinienfeld vorzusehen, so daß das Steuerkennlinienfeld entsprechend dem Zustand einer Straße, auf welchem das Kraftfahrzeug momentan fährt, zur Ermittlung der Hilfscharakteristik untersucht werden kann.
Darüber hinaus kann ein Antischlupf-Bremssystem mit einem anderen als dem voranstehend beschriebenen Aufbau ebenso eingesetzt werden, wobei im wesentlichen dieselben Wirkungen erzielt werden. Statt des Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeitssignals kann ein Ausgangssignal eines konventionellen Fahrzeuggeschwindigkeitssensors in der Lenkservo-Steuervorrichtung verwendet werden. In diesem Fall kann die Lenkservo-Steuervorrichtung selbst in einem Kraftfahrzeug arbeiten, welches nicht mit einem Antischlupf-Bremssystem ausgerüstet ist.
Zusammenfassend wird daher darauf hingewiesen, daß innerhalb des Umfangs der Erfindung zahlreiche geeignete Abänderungen und Äquivalente eingesetzt werden können.

Claims

Steuervorrichtung für ein Lenkservo, mit – einer Einrichtung (1) zum Erfassen eines von einem Fahrer auf ein Lenkrad eines Fahrzeuges ausgeübten Drehmomentes und Ausgeben eines Lenkdrehmomentsignals; – einer Einrichtung (21, 22, 23, 24) zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und Ausgeben von Radgeschwindigkeitssensorsignalen; – einer Einrichtung (34, 35, 36) zum Erfassen einer Blockierneigung von Rädern des Fahrzeugs während eines Bremsvorganges; – einer Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung (31) zum Ausgeben einer Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit, die – im normalen Fahrzustand direkt auf der Grundlage der Radgeschwindigkeitssensorsignale erhalten wird; und – andererseits, wenn die Räder des Fahrzeugs zum Blockieren neigen, mit Hilfe der Ausgangssignale der Radgeschwindigkeitssensoren (21–24), die unmittelbar vor dem Blockieren der Räder erzeugt wurden, erhalten wird; und – einer Einrichtung (20) zum Erzeugen eines Drehmomentbefehls für einen Lenkhilfsmotor (9) des Lenkservos auf der Grundlage des Lenkdrehmomentsignals und abhängig von der ausgegebenen Pseudo-Fahrzeuggeschwindigkeit.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch – eine Einrichtung (44) zum Schätzen des Reibungskoeffizienten (μ) der Straßenoberfläche und Ausgeben eines Reibungskoeffizientenschätzwertes; – wobei die Einrichtung (20) zum Erzeugen eines Drehmomentbefehls für den Lenkhilfsmotor (9) ausgebildet ist, das Motordrehmoment abhängig von dem geschätzten Reibungskoeffizienten zu steuern, wenn die Räder des Fahrzeugs zum Blockieren neigen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass – die Einrichtung (20) zum Erzeugen eines Drehmomentbefehls derart ausgebildet ist, dass für einen geringeren Schätzwert des Reibungskoeffizienten (μ) ein geringeres Drehmoment von dem Lenkhilfsmotor (9) erzeugt wird als für einen größeren Schätzwert des Reibungskoeffizienten.
Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzeinrichtung (31) ausgebildet ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Radgeschwindigkeitssensors (21, 22, 23, 24), welches unmittelbar vor Eintritt des Blockierens ausgegeben wurde, und eines Ausgangssignals eines Fahrzeugbeschleunigungssensors (25) zu schätzen.
Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Einrichtung (34, 35, 36) zum Erfassen einer Blockierneigung der Fahrzeugräder ausgebildet ist, die Blockierneigung aus der Radgeschwindigkeit und der Fahrzeugbeschleunigung zu erfassen.