DE4443381C2 - Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung - Google Patents

Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung

Info

Publication number
DE4443381C2
DE4443381C2 DE4443381A DE4443381A DE4443381C2 DE 4443381 C2 DE4443381 C2 DE 4443381C2 DE 4443381 A DE4443381 A DE 4443381A DE 4443381 A DE4443381 A DE 4443381A DE 4443381 C2 DE4443381 C2 DE 4443381C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
speed
detection means
signal
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE4443381A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4443381A1 (de
Inventor
Yasuo Shimizu
Shinzi Hironaka
Yoshinobu Mukai
Shigeru Yamawaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP30562693A external-priority patent/JP2825176B2/ja
Priority claimed from JP25847994A external-priority patent/JP3137847B2/ja
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of DE4443381A1 publication Critical patent/DE4443381A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4443381C2 publication Critical patent/DE4443381C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0466Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch betätigte Servolenkvor­ richtung zum Anlegen der Kraft eines Elektromotors als eine Hilfslenkkraft an ein mechanisches Lenksystem zur Minderung der manuellen Kraft, die zum Lenken eines die elektrisch betä­ tigte Lenkservovorrichtung enthaltenden Kraftfahrzeugs erfor­ derlich ist.
Eine aus der JP 62- 238165 A bekannte elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung um­ faßt ein Lenkdrehmomenterfassungsmittel zum Erfassen des Lenk­ drehmoments eines Lenksystems, ein Lenkdrehzahlerfassungsmit­ tel zum Erfassen der Lenkdrehzahl des Lenksystems, ein Rück­ drehzustanderfassungsmittel zum Erfassen eines Rückdrehzu­ stands des Lenksystems, ein Fahrgeschwindigkeitserfassungsmit­ tel zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, das die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung enthält, und ein Korrekturmittel zur Begrenzung des Maximalwerts eines Aus­ gangssignals aus dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel auf einen Wert, der abnimmt, wenn die auf einem Ausgangssignal aus dem Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel beruhende Fahrgeschwin­ digkeit ansteigt. Ein Steuersignal zur Steuerung eines eine Hilfslenkkraft erzeugenden Elektromotors wird auf Basis eines Ausgangssignals aus dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel und eines Ausgangssignals aus dem Korrekturmittel bestimmt.
Die herkömmliche elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung arbeitet wie folgt: Der Maximalwert (DNMAX) eines Rückdrehdreh­ zahlsteuersignals für den Elektromotor, das mit steigender Fahrgeschwindigkeit V abnimmt, und Drehzahlsteuersignale (DN) für den Elektromotor, die Lenkdrehzahlen N entsprechen, sind als Tabelle im Speicher gespeichert. Wenn durch das Rückdreh­ zustanderfassungsmittel ein Rückdrehzustand des Lenksystems erfaßt wird, wird der Maximalwert (DNMAX) des Rückdrehdrehzahl­ steuersignals mit dem Drehzahlsteuersignal DN verglichen.
Selbst wenn das Drehzahlsteuersignal DN den Maximalwert (DNMAX) des Rückdrehdrehzahlsteuersignals überschreitet (DN < DNMAX), wird das Drehzahlsteuersignal DN auf den Maximalwert (DNMAX) des Rückdrehdrehzahlsteuersignals reduziert. Wenn das Kraftfahr­ zeug mit geringer Geschwindigkeit fährt, wird die Rückdrehge­ schwindigkeit des Lenksystems bei einem relativ hohen Pegel gehalten, damit das Lenksystem eine erhöhte Rückdrehfähigkeit hat, und wenn das Kraftfahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, wird die Rückdrehgeschwindigkeit des Lenksystems ge­ senkt, um die Rückdrehstabilität des Lenksystems zu erhöhen.
Wenn daher das Kraftfahrzeug mit geringer Geschwindigkeit fährt, hält die herkömmliche elektrisch betätigte Servolenk­ vorrichtung zugunsten verbesserter Rückdrehleistung eine hö­ here Rückdrehgeschwindigkeit des Elektromotors, und wenn das Kraftfahrzeug hoher Geschwindigkeit fährt, mindert die her­ kömmliche elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung die Rück­ drehgeschwindigkeit des Elektromotors mit steigender Fahrge­ schwindigkeit, um hierdurch die Zeit abzukürzen, die das Lenk­ system zur Rückführung in eine Neutralstellung braucht, so daß die Rückdrehstabilität verbessert werden kann.
Die herkömmliche elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung verwendet zum Variieren von Dämpfcharakteristiken des Lenksy­ stems eine durch den Elektromotor induzierte Spannung, um hierdurch die Lenkcharakteristiken des Kraftfahrzeugs zu ver­ bessern. Weil das Kraftfahrzeug bei Fahrt mit hoher Geschwin­ digkeit schärfer reagiert oder sich schärfer verhält als bei Fahrt mit geringer Geschwindigkeit, besteht die Neigung, daß das Lenkrad aufgrund von Straßen- und Reifenzuständen an Rich­ tungssteuerung verliert, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug auf Pflastergrenzen oder Stufen fährt.
Wenn das Kraftfahrzeug nahe der Resonanzfrequenz der Gierrate des Kraftfahrzeugs gelenkt wird, erhöht sich die Gierratenver­ stärkung des Kraftfahrzeugs, mit der Folge, daß sich das Kraftfahrzeug schärfer verhält und die Lenkreaktion für das Empfinden des Fahrers ungenügend macht.
Demzufolge muß man dem Lenksystem positive Dämpfcharakteristi­ ken und größere Dämpfcharakteristiken geben.
Die Dämpfcharakteristiken des Lenksystems können durch eine mechanische Dämpfvorrichtung verbessert werden, wie etwa einem Lenkdämpfer, der mit dem Lenksystem verbunden ist. Insofern jedoch die Dämpfcharakteristiken des Lenkdämpfers durch die Viskosität des verwendeten Öls bestimmt sind, kann, wenn die Dämpfcharakteristiken des Lenkdämpfers zum Halten von Stabili­ tät eingerichtet sind, wenn das Kraftfahrzeug mit hoher Ge­ schwindigkeit fährt, die Rückdrehfähigkeit des Lenksystems abnehmen, wenn das Lenksystem ein geringes selbst ausrichten­ des Drehmoment hat, etwa wenn das Kraftfahrzeug auf einer Straße mit einem geringen Reibkoeffizienten oder mit geringer Geschwindigkeit fährt oder die Umgebungstemperatur niedrig ist.
Die dem Lenksystem hinzugefügte mechanische Dämpfvorrichtung ergibt eine große Systemgröße, erschwert die Anbringung des Systems und ist in der Herstellung teuer.
Weil ferner die Dämpfcharakteristiken zur Steuerung des Elek­ tromotors keine auf das Lenkdrehmoment bezogene Komponente in Betracht ziehen, erfordert das Lenksystem große manuelle Lenk­ kräfte, wenn das Kraftfahrzeug schnell zu wenden ist, etwa um den Aufprall auf ein Hindernis zu vermeiden.
Aus der gattungsbildenden DE 39 29 177 A1 ist es bekannt, durch Multiplikation einer Lenkdrehzahl mit einem Lenkmo­ ment eine Lenkleistung zu errechnen. Lenkdrehzahl und Lenk­ moment werden unabhängig von der Leistungsflussrichtung immer multipliziert. In Abhängigkeit vom Vorzeichen der errechneten Lenkleistung wird dann zwischen zwei fahrge­ schwindigkeitsabhängigen Dämpfwertgebern umgeschaltet. Die gewählten Dämpfungswerte werden je nach Vorzeichen der Len­ kleistung unterschiedlich gefiltert und dem Servomotor zur Ansteuerung zugeführt. Die Entscheidung darüber, welcher der beiden Dämpfwertgeber geschaltet wird, geschieht allein in Abhängigkeit vom Vorzeichen der Lenkleistung, also der Leistungsflussrichtung. Im Funktionsablauf wird erst die Lenkdrehzahl mit dem Lenkmoment standardmäßig multipliziert, und dann wird deren Produkt (Lenkleistung) je nach Leistungsflussrichtung unterschiedlich gefiltert. Es geht hierbei um einen Kupplungsmechanismus zur Verwen­ dung in einem elektrisch betätigten Servolenksystem und nicht um veränderliche Dämpfcharakteristiken eines Lenksy­ stems.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung anzugeben, welche die Fahrzeugstabili­ tät verbessert und dennoch schnelle Lenkreaktionen ermög­ licht.
Insbesondere soll die elektrisch betätigte Servolenkvor­ richtung so ausgeführt sein, dass sie Dämpfcharakteristiken des Lenksystems mit steigender Fahrgeschwindigkeit erhöht, die Rückdrehcharakteristiken des Lenksystems verbessert, wenn die Fahrgeschwindigkeit gering ist, die Fahrstabilität stark verbessert, wenn die Fahrgeschwindigkeit hoch ist, und in ihren Abmessungen kompakt ist.
Weiter insbesondere soll die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung so ausgeführt sein, dass sie die Dämpfcha­ rakteristiken des Lenksystems mit steigender Lenkdrehzahl erhöht und die Dämpfcharakteristiken des Lenksystems mit steigendem Lenkdrehmoment mindert, damit sich das Kraft­ fahrzeugverhalten bei Fahrbahnwechsel anpassen kann, wenn das Kraftfahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, und optimale Hilfslenkkräfte zuführt, während es einen Anstieg manueller Lenkkräfte verhindert, wenn das Kraftfahrzeug schnell gelenkt wird, um beispielsweise einen Aufprall auf ein Hindernis zu vermeiden.
Zur Lösung zumindest des ersten Teils der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine elektrisch betätigte Servolenkvorrich­ tung nach Anspruch 1, 2, 6 oder 8 vorgeschlagen.
Die Lösung der Ansprüche 1 und 2 beeinflusst den Servomotor im Sinne einer Dämpfkorrektur derart, dass im Drehzustand der Lenkung mit zunehmender Lenkdrehzahl bzw. Fahrgeschwin­ digkeit die Hilfslenkkraft abnimmt, wohingegen im Rückdreh­ zustand mit zunehmender Lenkdrehzahl bzw. Fahrgeschwindig­ keit die Hilfslenkkraft unter Bremswirkung zunimmt.
Die Lösung der Ansprüche 6 und 8 beeinflusst in ähnlicher Weise den Servomotor derart, dass mit zunehmender Lenkdreh­ zahl bzw. Fahrgeschwindigkeit die Hilfslenkkraft abnimmt, wohingegen mit abnehmendem Lenkdrehmoment bzw. Fahrge­ schwindigkeit die Hilfslenkkraft zunimmt. Es wird der Dreh­ momentsteuergröße - welche in allen vorliegenden Fällen die Ausgangssteuergröße ist - eine dieser entgegenwirkende Lenkdrehzahl- bzw. Fahrgeschwindigkeitskomponente im Sinne einer Dämpfkorrektur hinzugefügt.
Das Motorsteuersignalbestimmungsmittel kann ein Korrektur­ hemmmittel enthalten, um die Subtraktion und Addition des Produkts zu hemmen, wenn das Ausgangssignal aus dem Lenk­ drehzahlerfassungsmittel kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der abnimmt, wenn das Ausgangssignal aus dem Fahrge­ schwindigkeitserfassungsmittel ansteigt.
Das Lenkdrehzahlerfassungsmittel kann ein Motorzustander­ fassungsmittel aufweisen zur Erfassung einer Motorspannung und eines Motorstroms des Elektromotors und ein Lenkdreh­ zahlberechnungsmittel zur Berechung der Lenkdrehzahl des Lenksystems auf Basis eines Ausgangssignals aus dem Motor­ zustanderfassungsmittel, zur indirekten Erfassung der Lenk­ drehzahl.
Das Steuermittel kann ein Ausgabesignalsteuermittel auf­ weisen, das eine Vorzeichenbestimmungseinheit enthält, zum Setzen des Motorsteuersignals in eine zu dem Lenkdrehmoment entgegengesetzte Richtung durch die Vorzeichenbestimmungs­ einheit, wenn festgestellt wird, daß das Motorsteuersignal einen negativen Wert hat.
Das Steuermittel kann alternativ ein Ausgabesignalsteuermittel aufweisen, das eine Korrekturhemmsteuereinheit enthält zur Ausgabe des Motorsteuersignals während Hemmung eines Korrek­ turprozesses durch die Korrekturhemmsteuereinheit, wenn fest­ gestellt wird, daß das Motorsteuersignal einen negativen Wert hat.
Das Steuermittel kann ferner alternativ ein Ausgabesignalsteu­ ermittel aufweisen, das eine Kurzschlußsignalausgabeeinheit enthält zur Ausgabe des Motorsteuersignals zum Kurzschließen von Anschlüssen des Elektromotors durch die Kurschlußsignal­ ausgabeeinheit, wenn das Motorsteuersignal unter einem vorbe­ stimmten Wert liegt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht der mechanischen Anordnung einer erfindungsgemäßen elektrisch be­ tätigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 2(a), 2(b) und 2(c) sind Ansichten eines Lenk­ drehmomentsensors, eines Lenkdrehzahlsensors und eines Fahr­ geschwindigkeitssensors, die in der in Fig. 1 gezeigten elek­ trisch betätigten Servolenkvorrichtung verwendbar sind;
Fig. 3 ist ein Schaltdiagramm eines Motorantriebsmittels mit einer Brücke von FETs, das in der in Fig. 1 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung verwendbar ist;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung;
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm einer ersten Betriebssequenz eines Steuermittels in der in Fig. 6 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm einer zweiten Betriebsse­ quenz der Steuereinrichtung in der in Fig. 6 gezeigten elek­ trisch betätigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 10 zeigt eine Kennlinie der Fahrgeschwindigkeit V gegen eine Drehmomentsteuergröße DT (Tabelle 1);
Fig. 11 zeigt eine Kennlinie der Fahrgeschwindigkeit V gegen einen Dämpfkoeffizienten Rv (Tabelle 2);
Fig. 12 zeigt eine Kennlinie der Fahrgeschwindigkeit V gegen eine Lenkdrehzahlverstellgröße Hv (Tabelle 3);
Fig. 13 zeigt eine Kennlinie der Lenkdrehzahl N gegen eine Drehzahlsteuergröße DN+ (Tabelle 4);
Fig. 14 zeigt eine Kennlinie der Lenkdrehzahl N gegen eine Drehzahlsteuergröße DN- (Tabelle 5),
Fig. 15 zeigt Kennlinien der Lenkdrehzahl N gegen die Drehzahlsteuergröße DN-;
Fig. 16 zeigt ein Flußdiagramm einer Betriebssequenz eines Steuermittels in einer elektrisch betätigten Servolenk­ vorrichtung ähnlich der dritten Ausführung;
Fig. 17 zeigt eine Kennlinie des Lenkdrehmoments T gegen die Drehmomentsteuergröße DT (Tabelle 6);
Fig. 18 zeigt eine Kennlinie des Lenkdrehmoments T gegen einen Dämpfkoeffizienten R1 (Tabelle 7);
Fig. 19 zeigt eine Kennlinie der Fahrgeschwindigkeit V gegen den Dämpfkoeffizienten Rv (Tabelle 8);
Fig. 20 zeigt eine Kennlinie der Lenkdrehzahl N gegen die Drehzahlsteuergröße DN- (Tabelle 9);
Fig. 21 zeigt eine Kennlinie der Lenkdrehzahl N gegen die Drehzahlsteuergröße DN+ (Tabelle 10);
Fig. 22 zeigt eine Kennlinie der Fahrgeschwindigkeit V gegen einen subtrahierenden Signalschwellenwert DL (Tabelle 11);
Fig. 23 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung einer fünften Ausführung der Erfindung;
Fig. 24 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung einer sech­ sten Ausführung der Erfindung;
Fig. 25 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung einer siebten Ausführung der Erfindung;
Fig. 26 ist ein Blockdiagramm der elektrischen Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung einer achten Ausführung der Erfindung;
Fig. 27 zeigt ein Blockdiagramm einer ersten bestimmten Anordnung zur Verwendung als ein Ausgangssignalsteuermittel in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvor­ richtung;
Fig. 28 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten bestimmten Anordnung zur Verwendung als ein Ausgangssignalsteuermittel in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvor­ richtung;
Fig. 29 zeigt ein Blockdiagramm einer dritten bestimmten Anordnung zur Verwendung als ein Ausgangssignalsteuermittel in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvor­ richtung;
Fig. 30 ist ein Flußdiagramm einer ersten Betriebs­ sequenz eines Steuermittels in der in Fig. 26 gezeigten elek­ trisch betätigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 31 ist ein Flußdiagramm einer zweiten Betriebsse­ quenz des Steuermittels in der in Fig. 26 gezeigten elek­ trisch betätigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 32 zeigt eine Kennlinie des Lenkdrehmoments T gegen die Drehmomentsteuergröße DT (Tabelle 12);
Fig. 33 zeigt eine Kennlinie des Lenkdrehmoments T gegen den Drehmomentdämpfkoeffizienten RT (Tabelle 13);
Fig. 34 zeigt eine Kennlinie der Fahrgeschwindigkeit V gegen den Fahrgeschwindigkeitsdämpfkoeffizienten Rv (Tabelle 14);
Fig. 35 zeigt eine Kennlinie der Lenkdrehzahl N gegen die Drehzahlsteuergröße DN (Tabelle 15); und
Fig. 36 zeigt Kennlinien der Lenkdrehzahl N gegen die Drehzahlsteuergröße DN (mit dem Lenkdrehmoment als Parameter).
Wie in Fig. 1 gezeigt, hat die mechanische Anordnung einer erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung ein manuelles Lenkkrafterzeugungsmittel 6, gebildet aus einer Lenkwelle 2 mit einem integralen Lenkrad 1, und einen Lenkge­ triebekasten 4, der mit der Lenkwelle 2 durch eine Koppelwelle 3 mit Universalgelenken 3a, 3b gekoppelt ist, wobei der Lenk­ getriebekasten 4 einen Zahnstangen/Ritzelmechanismus 5 auf­ weist.
Der Zahnstangen/Ritzelmechanismus 5 hat ein Ritzel 5a, das mit Zahnstangenzähnen 7a einer hin- und herbeweglichen Zahnstange 7 kämmt, dessen entgegengesetzte Enden durch jeweilige Spur­ stangen 8 mit lenkbaren vorderen linken und rechten Rädern 9 gekoppelt sind.
Wenn das Lenkrad 1 gedreht wird (Drehzustand), wird der Zahn­ stangen/Ritzelmechanismus 5 zum Drehen der Vorderräder 9 betä­ tigt, um das die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung enthaltende Kraftfahrzeug zu lenken.
Um die durch das manuelle Lenkkrafterzeugungsmittel 6 er­ zeugten manuellen Lenkkräfte zu reduzieren, ist ein Elektromo­ tor 10 zum Erzeugen von Hilfslenkkräften koaxial zu der Zahn­ stange 7 angeordnet. Eine durch den Elektromotor 10 erzeugte Hilfslenkkraft wird durch einen zu der Zahnstange 7 parallelen Kugelumlaufmechanismus 11 in eine Druckkraft gewandelt, die auf die Zahnstange 7 wirkt.
Ein Antriebsschneckenrad 10a ist integral mit einem Rotor (nicht gezeigt) des Elektromotors 10 verbunden und kämmt mit einem Abtriebsschneckenrad 11a, das koaxial mit einem Ende der Schraubenwelle des Kugelumlaufmechanismus 11 gekoppelt ist. Der Kugelumlaufmechanismus 11 hat eine mit der Zahnstange 7 verbundene Mutter.
Der Lenkgetriebekasten 4 umfaßt einen Lenkdrehmomentsensor 12 zum Erfassen eines auf das Ritzel 5a wirkenden manuellen Dreh­ moments. Ein Lenkdrehzahlsensor 13 ist der Lenkwelle 2 zuge­ ordnet, um eine der Drehzahl der Lenkwelle 2 entsprechende Lenkdrehzahl zu erfassen. Der Lenkdrehmomentsensor 12 und der Lenkdrehzahlsensor 13 geben ein Drehmomentsignal T bzw. ein Lenkdrehzahlsignal N an ein Steuermittel 15.
Ein Fahrgeschwindigkeitssensor 14 erzeugt ein Fahrgeschwindig­ keitssignal V, das die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs dar­ stellt, und gibt das Fahrgeschwindigkeitssignal V an das Steu­ ermittel 15.
Die vorderen Lenkräder 9 sind mechanisch mit dem Lenkrad 1 verbunden. Das Steuermittel 15 bearbeitet entweder das von dem Lenkdrehmomentsensor 12 erzeugte Drehmomentsignal T, das von dem Lenkdrehzahlsensor 13 erzeugte Lenkdrehzahlsignal N oder das von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 14 erzeugte Fahrge­ schwindigkeitssignal V, oder irgendeine Kombination des Dreh­ momentsignals T, des Lenkdrehzahlsignals N und des Fahrge­ schwindigkeitssignals V, um hierdurch ein Motorsteuersignal Do zu erzeugen, z. B. ein PWM(impulsweitenmoduliertes)-Signal, damit ein Motorantriebsmittel 16, das z. B. einen Brückenkreis von FETs aufweisen kann, den Elektromotor 10 in einem PWM-Mo­ dus erregen kann, um Hilfslenkkräfte zu erzeugen, die für Dreh- und Rückdrehzustände des Lenkrads 1 bei fahrendem Kraftfahr­ zeug geeignet sind.
Fig. 2(a), 2(b) und 2(c) zeigen den Lenkdrehmomentsensor 12, den Lenkdrehzahlsensor 13 bzw. den Fahrgeschwindigkeits­ sensor 14.
In Fig. 2(a) umfaßt der Lenkdrehmomentsensor 12 einen Diffe­ rentialwandler. In Fig. 2(b) umfaßt der Lenkdrehzahlsensor 13 einen Gleichstromgenerator, wie etwa einen Tachogenerator o. dgl. In Fig. 2(c) umfaßt der Fahrgeschwindigkeitssensor 14 einen Drehzahlaufnehmer mit einer Schlitze aufweisenden dre­ henden Scheibe und einem Photokoppler.
Insbesondere gibt der Lenkdrehmomentsensor 12 Drehmomentsi­ gnale aus, die von der Richtung, in die das Lenkrad 1 gedreht wird, und von einem Lenkdrehmoment abhängen, z. B. ein Drehmo­ mentsignal T1, das eine Vektorgröße darstellt, wenn das Lenk­ rad 1 nach rechts gedreht wird, und ein Drehmomentsignal T2, das eine Vektorgröße darstellt, wenn das Lenkrad nach links gedreht wird. Der Lenkdrehzahlsensor 13 gibt Signale aus, die von der Richtung und der Geschwindigkeit, mit denen das Lenk­ rad 1 gedreht wird, abhängen, z. B. ein Signal N1, das eine Vektorgröße darstellt, wenn das Lenkrad 1 nach rechts gedreht wird, und ein Signal N2, das eine Vektorgröße darstellt, wenn das Lenkrad 1 nach links gedreht wird. Der Fahrgeschwindig­ keitssensor gibt ein Signal V1 aus, das eine skalare Größe in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit darstellt.
Fig. 3 zeigt das Motorantriebsmittel 16 im Detail.
Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt das Motorantriebsmittel 16 eine Schnittstelle 16A und einen Brückenkreis aus vier FETs (Feld­ effekttransistoren) Q1, Q2, Q3, Q4. Das Motorantriebsmittel 16 gibt ein Motorantriebssignal Mo aus, um den Elektromotor 10 auf Basis des Motorsteuersignals Do zu erregen.
Das in die Schnittstelle 16A eingegebene Motorsteuersignal Do wird erzeugt aus einem Richtungssignal zur Steuerung der Rich­ tung, in die der Elektromotor 10 zu drehen ist, und einem PWM- Signal zur Steuerung einer Antriebsgröße (Antriebsdrehmoment und Antriebsdrehzahl) für den Elektromotor 10. Wenn der Elek­ tromotor 10 nach rechts drehen soll, wird das FET Q1 durch das Richtungssteuersignal angeschaltet, und das Gate des FET Q3 wird durch das Tastverhältnis des PWM-Signals gesteuert. Wenn der Elektromotor 10 nach links drehen soll, wird das FET Q1 durch das Richtungssteuersignal angeschaltet, und das Gate des FET Q2 wird durch das Tastverhältnis des PWM-Signals gesteu­ ert.
Die FETs Q1, Q4 oder die FETs Q2, Q3 können gleichzeitig an­ geschaltet werden, um zwischen den Eingangsanschlüssen des Elektromotors 10 einen Kurzschluß einzurichten, um den Elek­ tromotor 10 elektromagnetisch zu bremsen.
Fig. 4 zeigt in Blockform die elektrische Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung.
Die in Fig. 4 elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung steu­ ert ein Motorsteuersignal auf Basis eines Lenkdrehmoments und einer Lenkdrehzahl.
Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung einen Lenkdrehmomentsensor 12, einen Lenkdreh­ zahlsensor 13, ein Steuermittel 15, ein Motorantriebsmittel 16 und einen Elektromotor 10.
Der Lenkdrehmomentsensor 12 und der Lenkdrehzahlsensor 13 um­ fassen einen Differentialwandler, wie in Fig. 2(a) gezeigt, bzw. einen Gleichstromgenerator, wie etwa einen Tachogenerator o. dgl., wie in Fig. 2(b) gezeigt. Das Motorantriebsmittel 16 umfaßt eine FET-Brücke, wie in Fig. 3 gezeigt.
Das Steuermittel 15 enthält einen Mikroprozessor und umfaßt ein Lenkzustanderfassungsmittel 17 und ein Motorsteuersignal­ stimmungsmittel 18. Das Steuermittel 15 wandelt den Absolut­ wert des von dem Lenkdrehmomentsensor 12 erfaßten Drehmoment­ signals T in eine dem Drehmomentsignal T entsprechende Drehmo­ mentsteuergröße DT und wandelt ferner den Absolutwert des von dem Lenkdrehzahlsensor 13 erfaßten Lenkdrehzahlsignals N in eine dem Lenkdrehzahlsignal N entsprechende Drehzahlsteuer­ größe DN, bestimmt aus dem Drehzahlsignal T und der von dem Lenkdrehzahlsignal N indizierten Richtung, ob sich das Lenkrad 1 in einem Dreh- oder Rückdrehzustand befindet, und führt dem Motorantriebsmittel ein Motorsteuersignal (DT - DN) als das Motorsteuersignal Do zu, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Dreh­ zustand befindet, und führt dem Motorantriebsmittel 16 ein Motorsteuersignal (DT + DN) als das Motorsteuersignal Do zu, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet.
Das Steuermittel 15 enthält ein Analog-Digitalwandelmittel, ein Richtungsbestimmungsmittel etc. (nicht gezeigt) zum Wan­ deln der Absolutwerte des von dem Lenkdrehmomentsensor 12 er­ faßten Drehmomentsignals T und des von dem Lenkdrehzahlsensor 13 erfaßten Lenkdrehzahlsignals N in entsprechende Digital­ werte und zum Erfassen der Richtungen als Flags F, G.
Das Steuermittel 15 umfaßt ferner ein Ausgabemittel (nicht gezeigt) zum Wandeln der Motorsteuersignale (DT - DN), (DT + DN) in ein Motorsteuersignal Do, beispielsweise in ein PWM-Signal, mit dem das Motorantriebsmittel 16 den Elektromotor 10 steuern kann, und zur Ausgabe des Motorsteuersignals Do.
Das Lenkzustandserfassungsmittel 17 erfaßt einen Dreh- oder Rückdrehzustand des Lenkrads 1 auf Basis des Richtungsflags F des Drehmomentsignals T und des Flags G des Lenkdrehzahlsi­ gnals N und gibt ein Lenkzustandssignal St an einen Schalter (SW1) 21 des Motorsteuersignalbestimmungsmittels 18 aus, das einen hohen (H) Pegel einnimmt, der den Drehzustand des Lenk­ rads 1 bezeichnet, oder einen niedrigen (L) Pegel, der den Rückdrehzustand des Lenkrads 1 bezeichnet.
Der Dreh- oder Rückdrehzustand wird auf Basis der Vorzeichen der Flags F, G erfaßt. Wenn die Vorzeichen der Flags F, G übereinstimmen (F = G), dann bestimmt, daß sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet. Wenn die Vorzeichen der Flags F, G nicht übereinstimmen (F ≠ G), dann wird bestimmt, daß sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet.
Das Motorsteuersignalbestimmungsmittel 18 umfaßt einen Drehmo­ mentsteuergrößenwandler 19A, einen Drehzahlsteuergrößenwandler 19B, eine Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 20A, eine Drehsteuergrößenberechnungseinheit 20B und den Schalter (SW1) 21.
Der Drehmomentsteuergrößenwandler 19A enthält einen Speicher, wie etwa ein ROM zur Speicherung etwa der in Fig. 10 gezeig­ ten Tabelle 1, die Daten des Lenkdrehmoments T und der Drehmo­ mentsteuergröße DT als eine entsprechende Motorsteuergröße dar­ stellt, die auf Basis experimenteller Ergebnisse oder theore­ tischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Drehmomentsteuer­ größenwandler 19A wählt eine Drehmomentsteuergröße DT entspre­ chend einem eingegebenen Drehmomentsignal T nach Wandlung in einen Digitalwert und gibt die gewählte Drehmomentsteuergröße DT als ein Drehmomentsteuergrößensignal DT aus.
Der Drehzahlsteuergrößenwandler 19B enthält einen Speicher, wie etwa ein ROM zur Speicherung etwa der in Fig. 13 gezeig­ ten Tabelle 4 oder der in Fig. 14 gezeigten Tabelle 5, die Daten der Lenkdrehzahl N und der Drehzahlsteuergröße DN als eine entsprechende Motorsteuergröße darstellen, die auf Basis experimenteller Ergebnisse oder theoretischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Drehzahlsteuergrößenwandler 19B wählt eine Drehzahlsteuergröße DN entsprechend einem eingegebenen Lenk­ drehzahlsignal N nach Wandlung in einen Digitalwert, und gibt die gewählte Drehzahlsteuergröße DN als ein Drehzahlsteuer­ größensignal DN aus.
Die Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 20A umfaßt ein Be­ rechnungsmittel, wie etwa einen Addierer o. dgl. zum Addieren des Lenksteuergrößensignals DT zu dem Drehzahlsteuergrößen­ signal DN zur Ausgabe eines Motorsteuersignals (DT + DN) für den Rückdrehzustand. Die Drehsteuergrößenberechnungseinheit 20B umfaßt ein Berechnungsmittel wie etwa einen Subtrahierer o. dgl. zur Berechnung der Differenz zwischen dem Drehmoment­ steuergrößensignal DT und dem Drehzahlsteuergrößensignal zur Ausgabe eines Motorsteuersignals (DT - DN) für den Drehzustand.
Der Schalter (SW1) 21 hat eine programmgesteuerte Schaltfunk­ tion. Wenn das aus dem Lenkzustanderfassungsmittel 17 ausgege­ bene Lenkzustandssignal St einen hohen (H) Pegel aufweist, der den Drehzustand bezeichnet, wählt der Schalter (SW1) 21 das Motorsteuersignal (DT - DN), wie mit der durchgehenden Linie angezeigt. Wenn das aus dem Lenkzustanderfassungsmittel 17 zugeführte Lenkzustandsignal St einen niedrigen (L) Pegel auf­ weist, der den Rückdrehzustand bezeichnet, wählt der Schalter (SW1) 21 das Motorsteuersignal (DT + DN). Der Schalter (SW1) 21 gibt das gewählte Motorsteuersignal als das Motorsteuersignal Do aus.
Wenn sich daher das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, bewirkt das Steuermittel 15 eine Dämpfkorrektur durch Erzeu­ gung des Motorsteuersignals Do, das die Differenz (DT - DN) zwischen dem Drehmomentsteuergrößensignal DT und dem Drehzahl­ steuergrößensignal DN darstellt, in der zur Lenkrichtung glei­ chen Richtung. Wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, bewirkt das Steuermittel 15 eine Dämpfkorrektur durch Erzeugung des Motorsteuersignals Do, das die Summe (DT + DN) des Drehmomentsteuergrößensignals DT und des Drehzahlsteu­ ergrößensignals DN darstellt, in die zur Lenkrichtung entgegen­ gesetzten Richtung. Wenn sich demzufolge das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, erzeugt der Elektromotor 10 eine Hilfs­ lenkkraft, die mit steigender Lenkdrehzahl N abnimmt, und wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, erzeugt der Elektromotor 10 eine Bremskraft, die mit steigender Lenk­ drehzahl N ansteigt.
Der Begriff "Dämpfkorrektur" besagt, daß eine Lenkdrehzahl­ komponente in einer zu der Lenkrichtung entgegengesetzten Richtung (eine der Drehzahlsteuergröße entsprechende Steuer­ größe) der Drehmomentsteuergröße zugefügt ist.
Das Steuermittel 15 kann derart angeordnet sein, daß die Dreh­ zahlsteuergröße aus dem Drehzahlsteuergrößenwandler 19B als die Drehzahlsteuergröße DN- in der in Fig. 14 gezeigten Ta­ belle 5 zur Verfügung gestellt wird, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, und als die Drehzahlsteuergröße DN+ in der in Fig. 13 gezeigten Tabelle 4, wenn sich das Lenk­ rad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, und daß ein Motorsteu­ ersignal (DT - DN-) ausgegeben wird, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, und ein Motorsteuersignal (DT + DN+) ausgegeben wird, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzu­ stand befindet.
Kurz zusammengefaßt, umfaßt die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführung das Lenkzustand­ erfassungsmittel und das Motorsteuersignalbestimmungsmittel und bewirkt einen subtrahierenden und addierenden Korrektur­ prozeß an einem Wert, der dem Ausgangssignal aus dem Lenkdreh­ momenterfassungsmittel entspricht, und einem Wert, der dem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel ent­ spricht, um ein Drehzahlsteuersignal für den Elektromotor zu bestimmen. Daher kann der Elektromotor eine Hilfslenkkraft oder eine Bremskraft in Abhängigkeit davon erzeugen, ob sich das Lenksystem in dem Dreh- oder Rückdrehzustand befindet.
Fig. 5 zeigt in Blockform die elektrische Anordnung einer elektrisch betätigten Servovorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der Erfindung.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach Fig. 5 steuert ein Motorsteuersignal auf Basis eines Lenkdrehmoments und einer Fahrgeschwindigkeit.
Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung einen Lenkdrehmomentsensor 12, einen Fahrge­ schwindigkeitssensor 14, ein Steuermittel 22, ein Motor­ antriebsmittel 16 und einen Elektromotor 10.
Der Lenkdrehmomentsensor 12 und der Fahrgeschwindigkeitssensor 14 umfassen einen Differentialwandler, wie in Fig. 2(a) ge­ zeigt, bzw. ein Tachometer mit einer Schlitze aufweisenden rotierenden Scheibe und einem Photokoppler, wie in Fig. 2(c) gezeigt. Das Motorantriebsmittel 16 umfaßt eine FET-Brücke, wie in Fig. 3 gezeigt.
Das Steuermittel 15 enthält einen Mikroprozessor und umfaßt ein Lenkzustanderfassungsmittel 17 und ein Motorsteuersignal­ bestimmungsmittel 23. Das Steuermittel 15 wandelt den Absolut­ wert des von dem Lenkdrehmomentsensor 12 erfaßten Drehmoment­ signals T in eine dem Drehmomentsignal T entsprechende Motor­ steuergröße DT und wandelt ferner den Absolutwert des von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 14 erfaßten Fahrgeschwindig­ keitssignals V in einen dem Fahrgeschwindigkeitssignal V ent­ sprechenden Dämpfkoeffizienten Rv, multipliziert den Dämp­ fungskoeffizienten Rv durch in Dreh- und Rückdrehzuständen gegebene Steuergrößen, z. B. konstante Steuergrößen DN-, DN+ re­ lativ zu der Lenkdrehzahl N, bestimmt, ob sich das Lenkrad 1 in dem Dreh- oder Rückdrehzustand befindet, und gibt ein Mo­ torsteuersignal (DT - Rv.DN-) als das Motorsteuersignal Do an das Motorantriebsmittel 16, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, und gibt ein Motorsteuersignal (DT + Rv. DN+) als das Motorsteuersignal Do an das Motorantriebsmittel 16, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet.
Das Steuermittel 22 umfaßt ein Analogdigitalwandelmittel (nicht gezeigt) zum Wandeln der Absolutwerte des von dem Lenk­ drehmomentsensor 12 erfaßten Drehmomentsignals T und des von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 14 erfaßten Fahrgeschwindig­ keitssignals V in jeweilige Digitalwerte.
Das Steuermittel 22 umfaßt ferner ein Ausgabemittel (nicht gezeigt) zum Wandeln der Motorsteuersignale (DT - Rv.DN-), (DT + Rv.DN+) in ein Motorsteuersignal Do, beispielsweise als PWM-Signal, mit dem das Motorantriebsmittel 16 den Elektromo­ tor 10 steuern kann, und zur Ausgabe des Motorsteuersignals Do.
Das Lenkzustanderfassungsmittel 17 gibt ein Lenkzustandssignal St, das einen hohen (H) Pegel aufweist, der den Drehzustand des Lenkrads 1 bezeichnet, oder einen niedrigen (L) Pegel, der den Rückdrehzustand des Lenkrads 1 bezeichnet, an einen Schal­ ter (SW1) 21 des Motorsteuersignalbestimmungsmittels 23.
Das Motorsteuersignalbestimmungsmittel 23 umfaßt einen Drehmo­ mentsteuergrößenwandler 19A, einen Dämpfkoeffizientenwandler 24, eine Steuergrößenspeichereinheit 25, ein Paar von Multi­ plizierern 26A, 26B, einen Subtrahierer 27A, einen Addierer 27B und den Schalter (SW1) 21.
Der Drehmomentsteuergrößenwandler 19A hat die gleiche Anord­ nung wie in Fig. 4 gezeigt, zur Auswahl einer Drehmomentsteu­ ergröße DT, die einem eingegebenen Drehmomentsignal T nach Wan­ dlung in einen Digitalwert entspricht, und Ausgabe der gewähl­ ten Drehmomentsteuergröße DT als ein Drehmomentsteuergrößensi­ gnal DT.
Der Dämpfkoeffizientenwandler 24 hat einen Speicher wie etwa ein ROM zur Speicherung etwa der in Fig. 11 gezeigten Tabelle 2, die Daten der Fahrgeschwindigkeit V und des entsprechenden Dämpfkoeffizienten Rv darstellt, die auf Basis experimenteller Ergebnisse oder theoretischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Dämpfkoeffizientenwandler 24 wählt einen Dämpfkoeffizien­ ten Rv, der einer eingegebenen Fahrgeschwindigkeit V nach Wan­ dlung in einen Digitalwert entspricht, und gibt den gewählten Dämpfkoeffizienten Rv aus.
Die Steuergrößenspeichereinheit 25 umfaßt einen Speicher wie etwa ein ROM o. dgl. und umfaßt einen Drehzustandsteuergrößen­ speicher 25A und einen Rückdrehzustandsteuergrößenspeicher 25B.
Der Drehzustandsteuergrößenspeicher 25A und der Rückdrehzu­ standsteuergrößenspeicher 25B speichern vorbestimmte konstante Steuergrößen, z. B. konstante Steuergrößen DN1, DN+ relativ zu der Lenkdrehzahl N, und wählen und geben die Steuergrößen auf Basis des Lenkzustandssignals St aus dem Lenkzustandserfas­ sungsmittel 17 aus.
Die Multiplizierer 26A, 26B multiplizieren die jeweiligen Steuergrößen DN1, DN+ mit dem Dämpfkoeffizienten Rv und geben ihre Produktsignale an den Subtrahierer 27A bzw. den Addierer 27B aus.
Der Subtrahierer 27A subtrahiert ein Ausgangssignal (Rv.DN-) des Multiplizierers 26A von dem dem Drehmomentsignal T ent­ sprechenden Motorsteuersignal DT und gibt ein Differenzsignal an den Schalter 21 aus. Der Addierer 27B addiert ein Ausgangs­ signal (Rv.DN+) des Multiplizierers 26B mit dem dem Drehmo­ mentsignal T entsprechenden Motorsteuersignal DT und gibt ein Summensignal an den Schalter 21 aus.
Auf Basis des aus dem Lenkzustanderfassungsmittel 17 zugeführ­ ten Lenkzustandssignals St schaltet der Schalter 21 zu dem Sub­ strahierer 27A, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, und gibt das Motorsteuersignal (DT - Rv.DN-) als das Motorsteuersignal Do an das Motorantriebsmittel 16 aus, der den Elektromotor 10 erregt, und schaltet zu dem Addierer 27B, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, und gibt das Motorsteuersignal (DT + Rv.DN+) als das Motorsteuer­ signal Do an das Motorantriebsmittel 16 aus, das den Elektro­ motor 10 erregt.
Wenn sich das das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, er­ zeugt das Steuermittel 22 das Motorsteuersignal Do, das die Differenz (DT - Rv.DN-) zwischen der Drehmomentsteuergröße DT und dem Produkt (Rv.DN-) aus Dämpfkoeffizienten Rv und Steu­ ergröße DN- darstellt, in die gleiche Richtung wie die Lenk­ richtung, und wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, erzeugt das Steuermittel 22 das Steuersignal Do, das die Summe (DT + Rv.DN+) der Drehmomentsteuergröße DT und des Produkts (Rv.DN+) aus Dämpfungskoeffizienten Rv und Steuer­ größe DN+ darstellt, die zur Lenkrichtung entgegengesetzte Richtung. Demzufolge, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Drehzu­ stand befindet, erzeugt der Elektromotor 10 eine Hilfslenk­ kraft, die mit steigender Fahrgeschwindigkeit V abnimmt, und wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, er­ zeugt der Elektromotor 10 eine Bremskraft, die mit steigender Fahrgeschwindigkeit V zunimmt.
Fig. 6 zeigt in Blockform die elektrische Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der Erfindung.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach Fig. 6 steuert ein Motorsteuersignal auf Basis eines Lenkdrehzahl­ signals und einer Fahrgeschwindigkeit.
Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung einen Lenkdrehmomentsensor 12, einen Lenkdreh­ zahlsensor 13, einen Fahrgeschwindigkeitssensor 14, ein Steuermittel 29, ein Motorantriebsmittel 16 und einen Elektro­ motor 10. Der Lenkdrehmomentsensor 12, der Lenkdrehzahlsensor 13, der Fahrgeschwindigkeitssensor 14, das Motorantriebsmittel 16 und der Elektromotor 10 sind mit den oben anhand der Fig. 4 und 5 beschriebenen identisch und werden daher im Detail nicht näher beschrieben.
Das Steuermittel 29 enthält einen Mikroprozessor und umfaßt ein Lenkzustanderfassungsmittel 17 und ein Motorsteuersignal­ bestimmungsmittel 30.
Das Lenkzustanderfassungsmittel 17 hat die gleiche Anordnung wie in Fig. 4. Das Lenkzustanderfassungsmittel 17 erfaßt, ob sich das Lenkrad 1 in einem Dreh- oder Rückdrehzustand befin­ det, auf Basis des Vorzeichens des Flags F des Lenkdrehmoments T und des Vorzeichens des Flags G der Lenkdrehzahl N und gibt ein den erfaßten Lenkzustand darstellendes Lenkzustandssignal St aus.
Das Motorsteuersignalbestimmungsmittel 30 umfaßt einen Dreh­ zahlverstellgrößenwandler 31A, einen Dämpfkoeffizientenwandler 31B, einen Subtrahierer 32, einen Schalter (SW2) 33, einen Drehmomentsteuergrößenwandler 34, einen Steuersubtraktions­ größenwandler 35A, einen Steueradditionsgrößenwandler 35B, ein Paar von Multiplizierern 36A, 36B, eine Rückdrehzustand-Steu­ ergrößenberechnungseinheit 37A, eine Drehzustand-Steuergrößen­ berechnungseinheit 37B und einen ODERschalter (SW3) 38.
Der Drehzahlverstellgrößenwandler 31A und der Dämpfkoeffizien­ tenwandler 31B haben jeweilige Speicher, wie etwa ROMs zum Speichern jeweils etwa der in Fig. 12 gezeigten Tabelle 3, die Daten der Fahrgeschwindigkeit V und der entsprechenden Lenkdrehzahlverstellgröße Hv darstellt, und etwa einer in Fig. 11 gezeigten Tabelle 2, die Daten der Fahrgeschwindig­ keit und des entsprechenden Dämpfkoeffizienten Rv darstellt, die auf Basis experimenteller Ergebnisse oder theoretischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Drehzahlverstellgrößen­ wandler 31A und der Dämpfkoeffizientenwandler 31B wählen eine Lenkdrehzahlverstellgröße Hv und einen Dämpfkoeffizienten Rv, die jeweils einer eingegebenen Fahrgeschwindigkeit V nach Wan­ dlung in einen Digitalwert entsprechen, und geben die gewählte Lenkdrehzahlverstellgröße Hv bzw. den gewählten Dämpfkoeffi­ zienten Rv aus.
Die Multiplikatoren 26A, 26B multiplizieren die jeweiligen Steuergrößen DN1, DN+ mit dem Dämpfkoeffizienten Rv und geben ihre Produktsignale an den Subtrahierer 27A bzw. den Addierer 27B aus.
Der Subtrahierer 32 berechnet die Differenz No (= N - Hv) zwischen dem Lenkdrehzahlsignal N nach Wandlung in einen Digi­ talwert und dem Lenkdrehzahlverstellgrößensignal Hv aus dem Drehzahländerungsgrößenwandler 31A und gibt ein Differenzsi­ gnal No an den Schalter (SW2) 33 und an ein Korrekturhemmittel 39 aus.
Der Schalter (SW2) 33 hat eine programmgesteuerte Schaltfunk­ tion und ist auf Basis des Lenkzustandssignals St betätigbar. Wenn das Lenkzustandssignal St einen hohen (H) Pegel hat, der den Drehzustand (F = G) bezeichnet, gibt der Schalter (SW2) 33 das Differenzsignal No an den Steuersubtraktionsgrößenwandler 35A, und wenn das Lenkzustandssignal St einen niedrigen (L) Pegel hat, der den Rückdrehzustand (F ≠ G) bezeichnet, gibt der Schalter (SW2) 33 ein Differenzsignal No an den Steuer­ additionsgrößenwandler 35B.
Der Steuersubtraktionsgrößenwandler 35A und der Steueraddi­ tionsgrößenwandler 35B haben jeweilige Speicher wie etwa ROMs, zum jeweiligen Speichern etwa einer in Fig. 14 gezeigten Ta­ belle 5, die Daten der Lenkdrehzahl N (No) und der entspre­ chenden Drehzahlsteuergröße DN- darstellt, bzw. etwa einer in Fig. 13 gezeigten Tabelle 4, die Daten der Lenkdrehzahl N (No) und der entsprechenden Drehzahlsteuergröße DN+ darstellt, die auf Basis experimeneller Ergebnisse oder theoretischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Steuersubtraktionsgrößen­ wandler 35A und der Steueradditionsgrößenwandler 35B wählen eine Drehzahlsteuergröße DN- bzw. eine Drehzahlsteuergröße DN+ entsprechend der Lenkdrehzahl No und geben ein Drehzahlsteuer­ größensignal DN- bzw. ein Drehzahlsteuergrößensignal DN+ an die jeweiligen Multiplizierer 36A bzw. 36B.
Die Multiplizierer 36A, 36B multiplizieren das jeweilige Dreh­ zahlsteuergrößensignal DN-, DN+ mit dem Dämpfkoeffizienten Rv und geben ihre Produktsignale (Rv.DN-), (Rv.DN+) an die Drehzustandsteuergrößenberechnungseinheit 37B bzw. die Rück­ drehzustandsteuergrößenberechnungseinheit 37A.
Auf Basis des Drehmomentsteuergrößensignals DT, das von dem Drehmomentsteuergrößenwandler 34 zugeführt wird, der mit dem in Fig. 4 gezeigten Drehmomentsteuergrößenwandler 19A iden­ tisch ist, und der Signale (Rv.DN-), (Rv.DN+) errechnen die Rückdrehzustandsteuergrößenberechnungseinheit 37A und die Drehzustandsteuergrößenberechnungseinheit 37B ein Motorsteuer­ signal (DT + Rv.DN+) für den Drehzustand bzw. ein Motorsteuer­ signal (DT - Rv.DN-) für den Rückdrehzustand. Der ODERschalter (SW3) wählt entweder das Motorsteuersignal (DT + Rv.DN+) oder das Motorsteuersignal (DT - Rv.DN-) in Abhängigkeit davon, ob sich das Lenksystem in dem Dreh- oder Rückdrehzustand befin­ det, und gibt das gewählte Motorsteuersignal als das Motor­ steuersignal Do aus.
Das Korrekturhemmittel 39 umfaßt ein Bestimmungsmittel wie etwa einen Komparator o. dgl. Wenn das Differenzsignal No (= N - Hv) aus dem Subtrahierer 32 kleiner als ein Bezugswert Ks (z. B. 0) ist, gibt das Korrekturhemmittel 39 ein Hemmsignal Ko an die Rückdrehzustand-Steuergrößenberechnungseinheit 37A und die Drehzustand-Steuergrößenberechnungseinheit 37B zum Setzen des Lenkdrehzahlsignals No, das das von dem Subtrahierer 32 an die Rückkehrzustand-Steuergrößenberechnungseinheit 37A und die Drehzustand-Steuergrößenberechnungseinheit 37B ausgegebene Differenzsignal ist, auf 0.
Wenn das Lenkdrehzahlsignal No auf 0 gesetzt ist, wird das Motorsteuersignal Do das Drehmomentsteuergrößensignal DT nur in beiden Dreh- und Rückdrehzuständen des Lenkrads 1, und das Motorsteuersignalbestimmungsmittel 30 hemmt den Korrekturpro­ zeß.
Daher mindert das Motorsteuersignalbestimmungsmittel 30 die Lenkdrehzahl N auf No (= N - Hv) in Abhängigkeit von der Fahr­ geschwindigkeit V. Wenn sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet, subtrahiert das Motorsteuersignalbestimmungsmittel 30 das Produkt (Rv.DN-) der der Lenkdrehzahl No entsprechen­ den Drehzahlsteuergröße DN- und des Dämpfkoeffizienten Rv von der Drehmomentsteuergröße DT (DT - Rv.DN-) zur Erzeugung eines Motorsteuersignals Do in die gleiche Richtung wie der Lenk­ richtung, und wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, addiert das Motorsteuersignalbestimmungsmittel 30 das Produkt (Rv.DN+) der der Lenkdrehzahl No entsprechenden Drehzahlsteuergröße DN+ und des Dämpfkoeffizienten Rv zu der Drehmomentsteuergröße DT (DT + Rv.DN-) zur Erzeugung eines Motorsteuersignals Do in die zur Lenkrichtung entgegengesetz­ ten Richtung. Demzufolge, wenn sich das Lenkrad 1 in dem Dreh­ zustand befindet, erzeugt der Elektromotor 10 eine Hilfslenk­ kraft, die abnimmt, wenn die Fahrgeschwindigkeit V und die Lenkdrehzahl N ansteigen, und wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, erzeugt der Elektromotor eine Brems­ kraft, die ansteigt, wenn die Fahrgeschwindigkeit V und die Lenkdrehzahl N ansteigen.
Fig. 7 zeigt in Blockform die elektrische Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführung der Erfindung.
Die in Fig. 7 gezeigte elektrisch betätige Servolenkvorrich­ tung unterscheidet sich von der in Fig. 6 gezeigten elek­ trisch betätigten Servolenkvorrichtung darin, daß der Lenk­ drehzahlsensor 13 weggelassen ist. Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung umfaßt ein Motorzustanderfassungsmittel 41, gebildet aus einem Motorstromerfassungsmittel 42 zum Er­ fassen eines Motorstroms IM des Elektromotors 10 und einem Mo­ torspannungserfassungsmittel 43 zum Erfassen einer Motorspan­ nung VM des Elektromotors 10, und das Steuermittel 29 umfaßt ein Lenkdrehzahlberechnungsmittel 40 zur Berechnung einer Len­ kdrehzahl NM, so daß die Lenkdrehzahl N anstatt direkter Erfas­ sung berechnet werden kann.
Wenn die der Induktanz L des Elektromotors 10 entsprechende Impedanz ZL ignoriert wird (wenn ZL = 2πf .L, dann ZL = 0, so­ fern der Elektromotor 10 ein Gleichstrommotor und f = 0 ist), dann wird die Lenkdrehzahl NM des Elektromotors 10 angenähert durch folgende Gleichung (1) ausgedrückt:
NM = (VM - RM.IM)/KM (1)
wobei IM der Motorstrom, VM die Motorspannung, KM der induzierte Spannungskoeffizient des Elektromotors und RM der Innenwider­ stand des Elektromotors ist.
Das Motorstromerfassungsmittel 42 und das Motorspannungserfas­ sungsmittel 43 erfassen den Motorstrom IM, der derzeit aus dem Motorantriebsmittel 16 zu dem Elektromotor 10 fließt, bzw. die Motorspannung VM, die über dem Elektromotor 10 anliegt, und der erfaßte Motorstrom IM und die erfaßte Motorspannung VM werden durch nicht gezeigte Analogdigitalwandlermittel in dem Steuer­ mittel 29 in einen digitalen Motorstrom IMO und eine digitale Motorspannung VMO gewandelt, die dem Lenkdrehzahlberechnungs­ mittel 40 zugeführt werden.
Das Lenkdrehzahlberechnungsmittel 40 liest den induzierten Spannungskoeffizienten KM des Elektromotors 10 und den Innenwi­ derstand RM des Elektromotors 10 aus einem Speicher wie etwa einem ROM o. dgl., berechnet die Lenkdrehzahl NM entsprechend der obigen Gleichung (1) und führt die berechnete Lenkdrehzahl NM dem Subtrahierer 32 zu.
Wie oben beschrieben, werden der Motorstrom IM und die Motor­ spannung VM, die derzeit dem Elektromotor 10 zugeführt und über diesem anliegen, durch das Motorzustanderfassungsmittel 41 erfaßt und dem Lenkdrehzahlberechnungsmittel 40 zurückgeführt, das dann die Lenkdrehzahl NM berechnet und an den Subtrahierer 32 ausgibt, so daß die elektrisch betätigte Servolenkvorrich­ tung auf Basis der Lenkdrehzahl NM in der gleichen Weise wie in Fig. 6 betätigt werden kann.
Eine erste Betriebssequenz der elektrisch betätigten Servo­ lenkvorrichtung nach Fig. 6 wird nun anhand von Fig. 8 be­ schrieben. Die erste Betriebssequenz besteht aus aufeinander­ folgenden Schritten P0 bis P20, die durch das Steuermittel 29 durchgeführt werden, das typischerweise einen Mikroprozessor aufweist.
Wenn der Zündschlüsselschalter (nicht gezeigt) des elektri­ schen Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs angeschaltet wird, wird das Steuermittel 29 erregt und beginnt den Betrieb in Schritt P0.
Zuerst beginnt der Mikroprozessor des Steuermittels 29 mit Durchführung eines Steuerprozesses. Der Mikroprozessor sendet ein Steuersignal wie etwa ein Strom-AN-Rücksetzsignal o. dgl. an verschiedene Teile des Steuermittels 20, um dieses rückzu­ setzen oder zu initialisieren (Schritt P1).
Wenn das Lenkrad 1 betätigt wird, werden durch den Lenkdrehmo­ mentsensor 12 erfaßte Lenkdrehmomentsignale T1, T2, die ein analoges Lenkdrehmoment und eine Richtung der Lenkdrehung dar­ stellen, in Schritt P2 gelesen. Die gelesenen Lenkdrehmoment­ signale T1, T2 werden durch einen A/D-Wandler in ein Digital­ drehmomentsignal T und ein Flag F gewandelt, das die Richtung des Lenkdrehmoments bezeichnet (Schritt P3).
Das digitale Drehmomentsignal T wird dann in Schritt P4 in eine Drehmomentsteuergröße DT auf Basis der Daten von Tabelle 1 (in Fig. 10), die im Speicher des Drehmomentsteuergrößen­ wandlers 34 gespeichert sind, gewandelt, und die Drehmoment­ steuergröße DT wird ausgegeben (Schritt P4).
Dann wird in Schritt P5 ein von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 14 erfaßtes analoges Fahrgeschwindigkeitssignal V1 durch einen A/D-Wandler in ein digitales Fahrgeschwindigkeitssignal V ge­ wandelt. Danach wird in Schritt P6 das digitale Fahrgeschwin­ digkeitssignal V in einen entsprechenden Dämpfkoeffizienten Rv auf Basis von Daten in Tabelle 2 (siehe Fig. 11), die in dem Speicher des Dämpfkoeffizientenwandlers 31B gespeichert sind, gewandelt und der Dämpfkoeffizient Rv wird ausgegeben. In Schritt P7 wird das digitale Fahrgeschwindigkeitssignal V auch in eine entsprechende Lenkdrehzahlverstellgröße Hv gewandelt, die auf den Daten von Tabelle 3 (siehe Fig. 12) beruht, die in dem Speicher des Drehzahländerungsgrößenwandlers 31A ge­ speichert sind, und die Lenkdrehzahlverstellgröße Hv wird aus­ gegeben (Schritt P7).
Die Lenkdrehzahlsignale N1, N2, die ein Analoglenkdrehzahlsi­ gnal und eine Richtung der Lenkdrehung darstellen, die von dem Lenkdrehzahlsensor 13 erfaßt sind, werden in Schritt P8 gele­ sen. Die gelesenen Lenkdrehzahlsignale N1, N2 werden durch einen A/D-Wandler in ein digitales Lenkdrehzahlsignal N und ein Flag G gewandelt, das die Richtung der Lenkdrehung be­ zeichnet (Schritt P9).
Dann wird die Differenz No (= N - Hv) zwischen dem Lenkdreh­ zahlsignal N und der Lenkdrehzahlverstellgröße Hv durch den Subtrahierer 32 berechnet, und das sich ergebende Lenkdreh­ zahlsignal N (= No) wird ausgegeben. Das Korrekturhemmittel 39 stellt fest, ob die Differenz No 0 überschreitet (No < 0) oder nicht (No ≦ 0) (Schritt P10). Wenn No < 0, dann wird ein Lenk­ drehzahlsignal N (= No) = N - Hv ausgegeben (Schritt P11).
Wenn No ≦ 0, dann wird ein Lenkdrehzahlsignal N (= No) = 0 ausgegeben (in Schritt P10').
Danach werden das Vorzeichen des Flags F, das die Richtung des in Schritt P3 gewandelten Lenkdrehmoments bezeichnet, und das Vorzeichen des Flags F, das die Richtung der Lenkdrehung be­ zeichnet, durch das Lenkzustanderfassungsmittel 17 miteinander verglichen (Schritt P12).
Wenn die Vorzeichen übereinstimmen (F = G), dann stellt das Lenkzustanderfassungsmittel 17 fest, daß sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet und steuert den Schalter 33 zur Zu­ fuhr des Lenkdrehzahlsignals N (= No) aus dem Subtrahierer 32 an den Steuersubtraktionsgrößenwandler 35A. Das Lenkdrehzahl­ signal N (= No) wird in eine Drehzahlsteuergröße DN- auf Basis der Daten von Tabelle 5 (siehe Fig. 14) gewandelt, die in dem Speicher des Steuersubtraktionsgrößenwandlers 35A gespeichert sind (Schritt P13). Der Multiplizierer 36A multipliziert die Drehzahlsteuergröße DN- mit dem Dämpfkoeffizienten Rv, um hier­ durch ein Produktsignal (DN-.Rv) zu erzeugen (Schritt P14).
Die Drehzahlsteuergröße DN- wird durch das Produktsignal (DN-.Rv) erneuert und durch die Drehzustandssteuergrößenberech­ nungseinheit 37B in ihrem Pegel mit der in Schritt P7 gewan­ delten Drehmomentsteuergröße DT verglichen (Schritt P15). Wenn die Drehmomentsteuergröße DT kleiner als die Drehzahlsteuer­ größe DN- (= DN-.Rv) ist, d. h. (DT < DN-), dann wird in Schritt P15' die Drehmomentsteuergröße DT auf 0 gesetzt, und das Motorsteuersignal DT (= Do) wird in Schritt P20 ausgegeben.
Wenn die Drehmomentsteuergröße DT gleich oder größer als die Drehzahlsteuergröße DN- ist (= DN-.Rv), d. h. (DT ≧ DN-), dann wird in Schritt P16 die Drehmomentsteuergröße DT auf (DT - DN-.Rv) gesetzt, und ein Motorsteuersignal DT (= Do) wird in Schritt P20 ausgegeben.
Wenn die Vorzeichen nicht übereinstimmen (F ≠ G), dann stellt das Lenkzustanderfassungsmittel 17 fest, daß sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet und steuert den Schalter 33 zur Zufuhr des Lenkdrehzahlsignals N (= No) aus dem Subtra­ hierer 32 an den Steueradditionsgrößenwandler 35B. Das Lenk­ drehzahlsignal N (= No) wird in eine Lenkdrehzahlsteuergröße DN+ auf Basis der Daten von Tabelle 4 (siehe Fig. 13) gewandelt, die in dem Speicher des Steueradditionsgrößenwandlers 35B ge­ speichert sind (in Schritt P17). Der Multiplizierer 36B multi­ pliziert die Drehzahlsteuergröße DN+ mit dem Dämpfkoeffizienten Rv, um hierdurch ein Produktsignal (DN+.Rv) zu erzeugen (in Schritt P18).
Die Drehzahlsteuergröße DN+ wird durch das Produktsignal (DN+.­ Rv) erneuert und zu dem in Schritt P4 durch die Rückdrehzu­ standssteuergrößenberechnungseinheit 37A gewandelte Drehmo­ mentsteuergröße DT addiert (Schritt P19). Ein sich ergebendes Summensignal (DT+ + DN+.Rv) wird als ein Motorsteuersignal DT (= Do) ausgegeben (Schritt P20).
Fig. 9 zeigt eine zweite Betriebssequenz der in Fig. 6 ge­ zeigten elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung.
Die in Fig. 9 gezeigte Betriebssequenz unterscheidet sich von der in Fig. 8 gezeigten ersten Betriebssequenz darin, daß die in Fig. 8 gezeigten Schritte P15, P15' weggelassen sind.
Wenn die Drehmomentsteuergröße DT gleich oder kleiner als die Drehzahlsteuergröße DN- ist (= DN-.Rv), d. h. (DT ≦ DN-), dann wird das Vorzeichen des Flags F, das die Richtung des Lenk­ drehmoments bezeichnet, geändert, wird ein Motorsteuersignal DT (= Do) ausgegeben, um verschiedene FETs des Motorantriebsmit­ tels 16 zu erregen, um hierdurch die Drehrichtung des Elektro­ motors 10 zu ändern, und es wird ein dem Motorsteuersignal DT entsprechendes Bremsdrehmoment in eine entgegengesetzte Rich­ tung angelegt.
Fig. 16 zeigt eine Betriebssequenz eines Steuermittels in einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung, die derjeni­ gen der dritten Ausführung ähnelt. Die Betriebssequenz besteht aus aufeinanderfolgenden Schritten P0 bis P23.
Wenn der Zündschloßschalter (nicht gezeigt) des elektrischen Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs angeschaltet wird, werden in Schritt P0 das Steuermittel und andere Schaltkreise erregt, der Mikroprozessor des Steuermittels wird initialisiert und die Speicher wie etwa ein RAM, die Berechnungseinheit und des­ sen Prozessor werden rückgesetzt (Schritt P1).
In Schritt P2 werden die Lenkdrehmomentsignale T1, T2 gelesen und in dem Schritt P3 wird die Richtung, in der das Lenkdreh­ moment wirkt, und die Größe des Lenkdrehmoments auf Basis der Lenkdrehmomentsignale T1, T2 berechnet, wird ein Flag F gesetzt, das die Richtung bezeichnet, in die das Lenkdrehmo­ ment wirkt, wird das Lenkdrehmoment in einen Absolutwert T gewandelt, und wird das Flag F und der Absolutwert T des Lenk­ drehmoments in einem Speicher gespeichert.
Dann wird eine Tabelle 6 (siehe Fig. 17), die eine Drehmo­ mentsteuergröße DT relativ zu dem Absolutwert T des Lenkdrehmo­ ments darstellt, durch den Absolutwert T des Lenkdrehmoments adressiert, um die entsprechende Drehmomentsteuergröße DT zu lesen (Schritt P4).
Danach wird eine Tabelle 7 (siehe Fig. 18), die Daten ent­ hält, die einen Dämpfkoeffizienten R1 relativ zu dem Absolut­ wert T des Lenkdrehmoments darstellen, durch den Absolutwert T des Lenkdrehmoments adressiert, um den entsprechenden Dämpf­ koeffizienten R1 zu lesen (Schritt P5). Der Dämpfkoeffizient R1 bezeichnet die Rate der Höhe der Dämpfgröße des Lenksy­ stems. Wie in Fig. 18 gezeigt, wird der Dämpfkoeffizient R1 auf einem konstanten Pegel gehalten, insofern das Lenkdrehmo­ ment T klein ist, und er nimmt ab, wenn das Lenkdrehmoment T steigt.
In Schritt P6 wird ein Fahrgeschwindigkeitssignal V1 gelesen. Danach wird eine dem Fahrgeschwindigkeitssignal V1 entspre­ chende Fahrgeschwindigkeit V berechnet (Schritt P7).
Eine Tabelle 8 (siehe Fig. 19), die Daten enthält, die einen Dämpfkoeffizienten Rv relativ zu der Fahrgeschwindigkeit V darstellen, wird durch die Fahrgeschwindigkeit V adressiert, um den entsprechenden Dämpfkoeffizienten Rv zu lesen (in Schritt P8). Der Dämpfkoeffizient Rv bezeichnet auch eine Rate der Höhe der Dämpfgröße des Lenksystems. Wie in Fig. 19 ge­ zeigt, wird der Dämpfkoeffizient Rv auf einem konstanten Pegel gehalten, insofern die Fahrgeschwindigkeit V niedrig ist, und er steigt an, wenn das Lenkdrehmoment T steigt.
In Schritt P9 werden die Lenkdrehzahlsignale N1, N2 gelesen. Dann werden auf Basis der Lenkdrehzahlen N1, N2 die Höhe und Richtung einer Lenkdrehzahl auf Basis der Lenkdrehzahlsignale N1, N2 berechnet, wird ein Flag G gesetzt, das die Richtung der Lenkdrehung bezeichnet, und wird die Lenkdrehzahl in einen Absolutwert N gewandelt, und werden das Flag F und der Abso­ lutwert N der Lenkdrehzahl in einem Speicher gespeichert.
Dann werden die Flags F, G in Schritt P11 miteinander vergli­ chen.
Wenn die Flags F, G übereinstimmen (F = G), dann wird festge­ stellt, daß sich das Lenksystem in dem Drehzustand befindet, und die Steuerung geht zu Schritt P12. In dem Schritt P12 wird eine Tabelle 9 (siehe Fig. 20), die Daten enthält, die eine Drehzahlsteuergröße DN- relativ zu der Lenkdrehzahl N darstel­ len, durch die Lenkdrehzahl N adressiert, um die entsprechende Drehzahlsteuergröße DN- zu lesen. Wie in Fig. 20 gezeigt, steigt die Drehzahlsteuergröße DN-, wenn die Lenkdrehzahl N steigt.
Die Drehzahlsteuergröße DN- wird nun von der Drehmomentsteuer­ größe DT abgezogen, und die Drehmomentsteuergröße DT wird in Abhängigkeit von der Lenkdrehzahl N in einem Drehzustand redu­ ziert, um hierdurch das Lenksystem zu dämpfen.
In Schritt P13 wird die Drehzahlsteuergröße DN- mit den Dämpf­ koeffizienten R1, Rv multipliziert, und ein von dem Lenkdreh­ moment und der Fahrgeschwindigkeit abhängiger Optimalwert wird als die Drehzahlsteuergröße DN- gespeichert.
Der Schritt P14 vergleicht die in Schritt P13 gespeicherte Drehzahlsteuergröße DN- mit der Drehmomentsteuergröße DT. Wenn die Drehmomentsteuergröße DT gleich oder größer als die Dreh­ zahlsteuergröße DN- ist (DT ≧ DN-), dann geht die Steuerung zu Schritt P20, in dem die Differenz zwischen der Drehmomentsteu­ ergröße DT und der Drehzahlsteuergröße DN- berechnet und als die Drehmomentsteuergröße DT ausgegeben wird.
Wenn die Drehmomentsteuergröße DT kleiner als die Drehzahlsteu­ ergröße DN- ist (DT < DN-), dann geht die Steuerung zu Schritt P15, in dem eine Tabelle 11 (siehe Fig. 22), die Daten ent­ hält, die einen Subtraktionssignalschwellenwert DL relativ zu der Fahrgeschwindigkeit V darstellen, durch die Fahrgeschwin­ digkeit V adressiert wird, um den entsprechenden Subtraktions­ signalschwellenwert DL zu lesen. Wie in Fig. 22 gezeigt, wird in niedrigen und mittleren Fahrgeschwindigkeitsbereichen der Subtraktionssignalschwellenwert DL auf 0 gesetzt, und wird nur in einem hohen Fahrgeschwindigkeitsbereich auf einen be­ stimmten Wert gesetzt.
Der Subtraktionssignalschwellenwert DL stellt einen Maximalwert eines Hilfsdrehmoments in einer zum Lenkdrehmoment T entgegen­ gesetzten Richtung in dem Hochfahrgeschwindigkeitsbereich dar. Wie aus Fig. 22 ersichtlich, wird in dem Niederfahrgeschwin­ digkeitsbereich kein Hilfsdrehmoment in die zum Lenkdrehmoment T entgegengesetzte Richtung angelegt.
Danach wird die Differenz zwischen der Drehmomentsteuergröße DT und der Drehzahlsteuergröße DN- berechnet und als ein Motor­ steuersignal DT gespeichert (in Schritt P16). Der Schritt P17 vergleicht ein negatives Motorsteuersignal DT mit einem Wert DL, der durch Multiplikation des Subtraktionssignalsschwellen­ werts DL- mit -1 erzeugt ist. Wenn der Absolutwert des Motor­ steuersignals DT kleiner als der Absolutwert des Subtraktions­ signalsschwellenwerts DL ist (|DT| < |DL|), dann wird ein dem Motorsteuersignal DT entsprechendes entgegengesetztes Unter­ stützungsdrehmoment angelegt.
Wenn in Schritt P17 der Absolutwert des Motorsteuersignals DT gleich oder größer als der Absolutwert des Substraktionssi­ gnalsschwellenwerts DL ist (|DT| ≧ |DL|), dann geht die Steue­ rung zu Schritt P18 weiter, in dem das Motorsteuersignal DT auf den Subtraktionssignalschwellenwert DL begrenzt wird, der der Maximalwert eines entgegengesetzten Unterstützungsdrehmoments ist. Dann wird ein dem Subtraktionssignalschwellenwert DL ent­ sprechendes entgegengesetztes Unterstützungsdrehmoment ange­ legt.
Wenn sich in Schritt P11 das Lenksystem in dem Rückdrehzustand befindet (F ≠ G), dann werden die Schritte P21, P22, P23 durchgeführt. In den Schritten P21, P22, P23 wird ein Dämpf­ steuerprozeß zum Anlegen eines Hilfsdrehmoments in die zu dem Lenkdrehmoment T entgegengesetzte Richtung nicht durchgeführt.
Die in Fig. 16 gezeigte Betriebssequenz wirkt zum stärkeren von der Fahrgeschwindigkeit abhängigen Dämpfen des Lenksy­ stems.
Wie oben beschrieben, erzeugt die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung der ersten Ausführung das Motorsteuersignal, das die Differenz zwischen der Drehmomentsteuergröße und der Drehzahlsteuergröße ist, in der zur Richtung der Lenkraddre­ hung gleichen Richtung, wenn sich das Lenkrad in dem Drehzu­ stand befindet, und erzeugt das Motorsteuersignal, das die Summe der Drehmomentsteuergröße und der Drehzahlsteuergröße ist, in die zur Richtung der Lenkdrehung entgegengesetzten Richtung, wenn sich das Lenkrad in dem Rückdrehzustand befin­ det. Wenn sich demzufolge das Lenkrad in dem Drehzustand be­ findet, erzeugt der Elektromotor eine Unterstützungslenkkraft, die mit steigender Lenkdrehzahl abnimmt, und wenn sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, erzeugt der Elek­ tromotor eine Bremskraft, die mit steigender Lenkdrehzahl zu­ nimmt.
Die elektrische betätigte Servolenkvorrichtung der zweiten Ausführung erzeugt das Motorsteuersignal, das die Differenz zwischen der Drehmomentsteuergröße und dem Produkt des Dämpf­ koeffizienten und der konstanten Steuergröße ist, in der zur Richtung der Lenkdrehung gleichen Richtung, wenn sich das Lenkrad in dem Drehzustand befindet, und erzeugt das Motor­ steuersignal, das die Summe der Drehmomentsteuergröße und des Produkts des Dämpfkoeffizienten und der konstanten Steuergröße ist, in die zur Richtung der Lenkdrehung entgegengesetzte Richtung, wenn sich das Lenkrad in dem Rückdrehzustand befin­ det. Wenn sich demzufolge das Lenkrad in dem Drehzustand be­ findet, erzeugt der Elektromotor eine Hilfslenkkraft, die mit steigender Fahrgeschwindigkeit abnimmt, und wenn sich das Len­ krad in dem Rückdrehzustand befindet, erzeugt der Elektromotor eine Bremskraft, die mit steigender Fahrgeschwindigkeit zu­ nimmt.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung der dritten Aus­ führung reduziert die Lenkdrehzahl in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit. Wenn sich das Lenkrad in dem Drehzustand befindet, subtrahiert die elektrisch betätigte Servolenkvor­ richtung das Produkt der der Lenkdrehzahl entsprechenden Dreh­ zahlsteuergröße und des Dämpfkoeffizienten von der Drehmoment­ steuergröße zum Erzeugen eines Motorsteuersignals in der zur Richtung der Lenkdrehung gleichen Richtung, und wenn sich das Lenkrad in dem Rückdrehzustand befindet, addiert die elek­ trisch betätigte Servolenkvorrichtung das Produkt der der Lenkdrehzahl entsprechenden Drehzahlsteuergröße und des Dämpf­ koeffizienten mit der Drehmomentsteuergröße zum Erzeugen eines Motorsteuersignals in die zur Richtung der Lenkdrehung entge­ gengesetzte Richtung. Wenn sich demzufolge das Lenkrad in dem Drehzustand befindet, erzeugt der Elektromotor eine Hilfslenk­ kraft, die abnimmt, wenn die Fahrgeschwindigkeit und die Lenk­ drehzahl zunehmen, und wenn sich das Lenkrad in dem Rückdreh­ zustand befindet, erzeugt der Elektromotor eine Bremskraft, die zunimmt, wenn die Fahrgeschwindigkeit und Lenkdrehzahl zunehmen.
Der Korrekturprozeß kann durch das Korrekturhemmittel in dem Motorsteuersignalbestimmungsmittel gehemmt werden.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung der vierten Aus­ führung enthält ein Motorzustanderfassungsmittel zur Erfassung und Rückführung des Motorstroms und der Motorspannung, derzeit dem Elektromotor zugeführt bzw. über ihm erzeugt werden, an das Lenkdrehzahlberechnungsmittel, das dann die Lenkdrehzahl berechnet und ausgibt, so daß die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung in der gleichen Weise wie die elektrisch betä­ tigte Servolenkvorrichtung der ersten und dritten Ausführun­ gen, insbesondere der dritten Ausführung arbeiten kann.
In den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungen wird die Hilfslenkkraft für das Lenksystem reduziert und die Brems­ kraft für das Lenksystem wird erhöht, wenn die Lenkdrehzahl zunimmt, die Fahrgeschwindigkeit zunimmt, oder die Lenkdreh­ zahl und die Fahrgeschwindigkeit zunehmen. Daher hat das Lenk­ system verbesserte Lenk- und Rückdreheigenschaften zugunsten stabiler Lenkleistung.
Fig. 23 zeigt in Blockform die elektrische AnorDNung einer elektrisch betätigten Servovorrichtung gemäß einer fünften Ausführung der Erfindung.
Die in Fig. 23 gezeigte elektrisch betätigte Servolenkvor­ richtung steuert ein Motorsteuersignal auf Basis eines Lenk­ drehmoments und einer Lenkdrehzahl.
Wie in Fig. 23 gezeigt, umfaßt die elektrisch betätigte Ser­ volenkvorrichtung einen Lenkdrehmomentsensor 112, einen Lenk­ drehzahlsensor 113, ein Steuermittel 115, ein Motorantriebs­ mittel 116 und einen Elektromotor 110.
Der Lenkdrehmomentsensor 112 und der Lenkdrehzahlsensor 113 umfassen einen Differentialwandler, wie in Fig. 2(a) gezeigt, bzw. einen Gleichstromgenerator wie etwa ein Tachogenerator o. dgl., wie er in Fig. 2(b) gezeigt ist. Das Motorantriebs­ mittel 116 umfaßt eine FET-Brücke, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist.
Das Steuermittel 115 enthält einen Mikroprozessor und wandelt den Absolutwert eines von dem Lenkdrehmomentsensor 112 er­ faßten Drehmomentsignals T in eine dem Drehmomentsignal T ent­ sprechende Drehmomentsteuergröße DT und in einen dem Drehmo­ mentsignal T entsprechenden Drehmomentdämpfkoeffizienten RT, und wandelt ferner den Absolutwert eines von dem Lenkdrehzahl­ sensor 113 erfaßten Lenkdrehzahlsignals N in eine dem Lenk­ drehzahlsignal N entsprechende Drehzahlsteuergröße DN, berech­ net einen Korrekturwert (RT.DN), der dem Produkt des Drehmo­ mentdämpfkoeffizienten RT und der Drehzahlsteuergröße DN ent­ spricht, und gibt ein Motorsteuersignal (DT - RT.DN), das der Differenz zwischen der Drehmomentsteuergröße DT und dem Korrek­ turwert (RT.DN) entspricht, als ein Motorsteuersignal Do an das Motorantriebsmittel 116.
Das Steuermittel 115 umfaßt ein Analog-Digitalwandlermittel zum Wandeln der Absolutwerte des von dem Lenkdrehmomentsensor 112 erfaßten Drehmomentsignals T und des von dem Lenkdrehzahl­ sensor 113 erfaßten Lenkdrehmomentsignals N in entsprechende Digitalwerte.
Das Steuermittel 115 umfaßt ferner ein Ausgabemittel (nicht gezeigt) zum Wandeln des Motorsteuersignals (DT - RT.DN) in ein Motorsteuersignal Do, etwa in ein Richtungssignal und ein PWM-Signal, mit dem das Motorantriebsmittel 116 den Elektromo­ tor 110 steuern kann, und zur Ausgabe des Motorsteuersignals Do.
Das Steuermittel 115 umfaßt einen Drehmomentsteuergrößenwand­ ler 117, einen Drehzahlsteuergrößenwandler 118, einen Drehmo­ mentdämpfkoeffizientenwandler 119, einen Multiplizierer 120 und eine Steuersignalausgabeeineheit 121.
Der Drehmomentsteuergrößenwandler 117 hat einen Speicher wie etwa ein ROM zum Speichern etwa der in Fig. 32 gezeigten Ta­ belle 12, die Daten des Lenkdrehmoments und der Drehmoment­ steuergröße DT als einer entsprechenden Motorsteuergröße dar­ stellt, die auf Basis experimenteller Ergebnisse oder theore­ tischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Drehmomentsteuer­ größenwandler 117 wählt eine Drehmomentsteuergröße DT, die einem eingegebenen Drehmomentsignal T nach Wandlung in einen Digitalwert entspricht, und gibt die gewählte Drehmomentsteu­ ergröße DT an die Steuersignalausgabeeinheit 121 aus.
Der Drehzahlsteuergrößenwandler 118 hat einen Speicher wie etwa ein ROM zum Speichern etwa der in Fig. 35 gezeigten Ta­ belle 15, die Daten der Lenkdrehzahl N und der Drehzahlsteuer­ größe DN als einer entsprechenden Motorsteuergröße darstellt, die auf Basis experimenteller Ergebnisse oder theoretischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Drehzahlsteuergrößenwand­ ler 118 wählt eine Drehzahlsteuergröße DN entsprechend einer eingegeben Lenkdrehzahl N nach Wandlung in einen Digitalwert und gibt die gewählte Drehzahlsteuergröße DN an den Multipli­ zierer 120 aus.
Der Drehmomentdämpfkoeffizientenwandler 119 umfaßt einen Spei­ cher wie etwa ein ROM zum Speichern etwa der in Fig. 33 ge­ zeigten Tabelle 13, die Daten des Lenkdrehmoments T und des entsprechenden Drehmomentdämpfkoeffizienten RT darstellt, die auf Basis experimenteller Ergebnisse oder theoretischer Be­ rechnungen eingerichtet sind. Der Drehmomentdämpfkoeffizien­ tenwandler 119 wählt einen Drehmomentdämpfkoeffizienten RT ent­ sprechend einem eingegebenen Drehmomentsignal T nach Wandlung in einen Digitalwert und gibt den gewählten Drehmomentdämpf­ koeffizienten RT an den Multiplizierer 120 aus.
Der Multiplizierer 120 multipliziert die Drehzahlsteuergröße DN mit dem Drehmomentdämpfkoeffizienten RT zur Erzeugung des Kor­ rekturwerts (RT.DN) und gibt das Korrekturwertsignal (RT.DN) an die Steuersignalausgabeeinheit 121 aus.
Fig. 36 zeigt die Beziehung zwischen der Lenkdrehzahl N und der Drehzahlsteuergröße DN mit dem Lenkdrehmoment T als einem Parameter. Wie in Fig. 36 gezeigt, nimmt die Drehzahlsteuer­ größe DN ab, wenn das Lenkdrehmoment T zunimmt (TL ~ TM ∼ TH) bzw. (TL < TM < TH).
Die Steuersignalausgabeeinheit 121 umfaßt einen Subtrahierer oder einen Ausgabepuffer zur Ausgabe des Motorsteuersignals Do (Richtungssignal + PWM-Signal), das das Differenzsignal (DT - RT.DN) darstellt, das die Differenz zwischen dem Drehmoment­ steuergrößensignal DT und dem Korrekturwertsignal (RT.DN) dar­ stellt, an das Motorantriebsmittel 116.
Das Motorantriebsmittel 116 erzeugt ein Motorantriebssignal Mo auf Basis des Motorsteuersignals Do, um hierdurch den Elektro­ motor 110 zu erregen, um eine erforderliche Hilfslenkkraft zu erzeugen.
Wie oben beschrieben, bewirkt die elektrisch betätigte Servo­ lenkvorrichtung der fünften Ausführung eine Dämpfkorrektur durch Subtraktion des Korrekturwerts (RT.DN), der das Produkt des Drehmomentdämpfkoeffizienten RT, der mit ansteigendem Lenk­ drehmoment abnimmt (siehe Tabelle 13 in Fig. 33) und der Drehzahlsteuergröße DN, die mit ansteigender Lenkdrehzahl N zunimmt (siehe Tabelle 15 in Fig. 35), ist von dem Drehmo­ mentsteuergrößensignal DT, das mit steigendem Lenkdrehmoment zunimmt (siehe Tabelle 12 in Fig. 32). Daher kann die elek­ trisch betätigte Servolenkvorrichtung das Motorsteuersignal Do = (DT - RT.DN) erzeugen, das mit abnehmenden Lenkdrehmoment abnimmt, und der Elektromotor 110 kann eine Hilfslenkkraft in dieselbe Richtung wie die Lenkrichtung erzeugen.
Der Begriff "Dämpfkorrektur" besagt, daß eine Lenkdrehzahlkom­ ponente in einer zur Richtung der Lenkdrehung entgegengesetzte Richtung (eine der Drehzahl-Steuergröße entsprechende Steuer­ größe) der Drehmomentsteuergröße zugefügt wird.
Fig. 24 zeigt in Blockform die elektrische Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung einer sechsten Aus­ führung der Erfindung.
Die in Fig. 24 gezeigte elektrisch betätigbare Servolenkvor­ richtung steuert ein Motorsteuersignal auf Basis eines Lenk­ drehmoments, einer Lenkdrehzahl und eines Lenkzustands.
Die in Fig. 24 gezeigte elektrisch betätigte Servolenkvor­ richtung umfaßt einen Lenkdrehmomentsensor 112, einen Lenk­ drehzahlsensor 113, ein Steuermittel 122, ein Motorantriebs­ mittel 116 und einen Elektromotor 110 und unterscheidet sich von der in Fig. 23 gezeigten elektrisch betätigten Servolenk­ vorrichtung nur bezüglich des Steuermittels 122.
Das Steuermittel 122 enthält einen Mikroprozessor und wandelt den Absolutwert eines von dem Drehmomentsensor 112 erfaßten Drehmomentsignals T in eine dem Drehmomentsignal T entspre­ chende Drehmomentsteuergröße DT und einen dem Drehmomentsignal T entsprechenden Drehmomentdämpfkoeffizienten RT und wandelt ferner den Absolutwert eines von dem Lenkdrehzahlsensor 113 erfaßten Lenkdrehzahlsignals N in eine dem Lenkdrehzahlsignal N entsprechende Drehzahlsteuergröße DN, berechnet einen Korrek­ turwert (RT .DN), der das Produkt des Drehmomentdämpfkoeffi­ zienten RT und der Drehzahlsteuergröße DN darstellt, und gibt ein Motorsteuersignal Do (Richtungssignal + PWM-Signal) das ein Differenzsignal (DT - RT .DN) ist, das die Differenz zwi­ schen dem Drehmomentsteuergrößensignal DT und dem Korrekturwert (DT .DN) darstellt, an das Motorantriebsmittel 116 aus, wenn ein Lenkzustandsignal St den Drehzustand anzeigt, und gibt ein Motorsteuersignal Do (Richtungssignal + PWM-Signal), das ein Summensignal (DT + RT .DN) ist, das die Summe des Drehmoment­ steuergrößensignals DT und des Korrekturwertsignals (RT.DN) darstellt, an das Motorantriebsmittel 116 aus, wenn das Lenkzu­ standssignal St den Rückdrehzustand anzeigt.
Das Steuermittel 122 umfaßt ein A/D-Wandlermittel, ein Rich­ tungsbestimmungsmittel etc. (nicht gezeigt) zum Wandeln der Absolutwerte des von dem Lenkdrehmomentsensor 112 erfaßten Drehmomentsignals T und des von dem Lenkdrehzahlsensor 113 erfaßten Lenkdrehzahlsignals N in entsprechende Digitalwerte, und zur Erfassung der Richtungen als Flags F, G.
Das Steuermittel 122 umfaßt einen Drehmomentsteuergrößenwand­ ler 117, einen Drehzahlsteuergrößenwandler 118, einen Drehmo­ mentdämpfkoeffizientenwandler 119, einen Multiplizierer 120, eine Steuersignalausgabeeinheit 121, ein Lenkzustanderfas­ sungsmittel 123, eine Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124, eine Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125 und einen Schalter (SW1) 126.
Der Drehmomentsteuergrößenwandler 117, der Drehzahlsteuer­ größenwandler 118, der Drehmomentdämpfkoeffizientenwandler 119, der Multiplizierer 120 und die Steuersignalausgabeeinheit 121 sind mit denen des in Fig. 23 gezeigten Steuermittels 115 identisch und werden nachfolgend nicht näher beschrieben.
Das Lenkzustanderfassungsmittel 123 erfaßt einen Dreh- oder Rückdrehzustand des Lenkrads 101 auf Basis des Richtungsflags F des Drehmomentsignals und des Flags G des Lenkdrehzahlsi­ gnals N und gibt ein Lenkzustandsignal St, das einen hohen (H) Pegel hat, der den Drehzustand des Lenkrads 1 bezeichnet, oder einen niedrigen (L) Pegel, der den Rückdrehzustand des Lenk­ rads 1 bezeichnet, an den Schalter (SW1) 126 aus.
Der Dreh- oder Rückdrehzustand wird auf Basis der Vorzeichen der Flags F, G erfaßt. Wenn die Vorzeichen der Flags F, G übereinstimmen (F = G), dann wird bestimmt, daß sich das Lenk­ rad 1 in dem Drehzustand befindet. Wenn die Vorzeichen der Flags F, G nicht übereinstimmen (F ≠ G), dann wird bestimmt, daß sich das Len 43789 00070 552 001000280000000200012000285914367800040 0002004443381 00004 43670krad 1 in dem Rückdrehzustand befindet.
Die Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124 addiert das Korrekturwertsignal (RT.DN) zu dem Drehmomentsteuergrößensi­ gnal DT zur Ausgabe eines Motorsteuersignals (DT + RT.DN) an den Schalter (SW1) 126.
Die Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125 subtrahiert das Korrekturwertsignal (RT.DN) von dem Drehmomentsteuergrößensi­ gnal DT zur Ausgabe eines Motorsteuersignals (DT - RT.DN) an den Schalter (SW1) 126.
Der Schalter (SW1) 126 dient zum Schalten zwischen dem Motor­ steuersignal (DT + RT.DN) und dem Motorsteuersignal (DT - RT.DN). Wenn das von dem Lenkzustanderfassungsmittel 123 zuge­ führte Lenkzustandsignal St einen niedrigen (L) Pegel hat, der den Rückdrehzustand bezeichnet, wählt der Schalter (SW1) 126 das Motorsteuersignal (DT + RT.DN) aus der Rückdrehsteuer­ größenberechnungseinheit 124 und gibt das Motorsteuersignal (DT + RT.DN) an die Steuersignalausgabeeinheit 121. Wenn das von dem Lenkzustanderfassungsmittel 123 zugeführte Lenkzustands­ signal St einen hohen (H) Pegel hat, der den Drehzustand be­ zeichnet, wählt der Schalter (SW1) 126 das Motorsteuersignal (DT - RT.DN) aus der Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125 und gibt das Motorsteuersignal (DT - RT.DN) an die Steuersi­ gnalausgabeeinheit 121.
Die Steuersignalausgabeeinheit 121 wandelt sowohl das Motor­ steuersignal (DT + RT.DN) als auch das Motorsteuersignal (DT - RT.DN) in das Motorsteuersignal Do (Richtungssignal + PWM- Signal) und gibt das Motorsteuersignal Do an das Motoran­ triebsmittel 116.
Auf Basis des Motorsteuersignals Do erzeugt das Motorantriebs­ mittel 116 ein Motorantriebssignal Mo zur Erregung des Elek­ tromotors 110 in einem PWM-Modus, um hierdurch eine Hilfslenk­ kraft zu erzeugen.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung der sechsten Ausführung subtrahiert den Korrekturwert (RT.DN), der das Produkt des Drehmomentdämpfkoeffizienten RT, der mit zunehmen­ den Lenkdrehmoment abnimmt (siehe Tabelle 13, in Fig. 33) und der Drehzahlsteuergröße DN, die mit zunehmender Lenkdrehzahl N zunimmt (siehe Tabelle 15 in Fig. 35), von dem Drehmoment­ steuergrößensignal DT, mit zunehmenden Lenkdrehmoment zunimmt (siehe Tabelle 12 in Fig. 32), wenn sich das Lenksystem in dem Drehzustand befindet, und addiert den Korrekturwert (RT.DN) zu dem Drehmomentsteuergrößensignal DT, wenn sich das Lenk­ system in dem Rückdrehzustand befindet. Daher kann die elek­ trisch betätigte Servolenkvorrichtung das Motorsteuersignal Do (DT - RT.DN) erzeugen, das abnimmt, wenn die Lenkdrehzahl zu­ nimmt und das Lenkdrehmoment abnimmt, wodurch der Elektromotor 110 eine Hilfslenkkraft in dieselbe Richtung wie die Lenkrich­ tung erzeugen kann, wenn sich das Lenksystem in dem Drehzu­ stand befindet, und sie kann auch ein Motorsteuersignal Do (DT + RT.DN) erzeugen, das zunimmt, wenn die Lenkdrehzahl N zu­ nimmt und das Lenkdrehmoment abnimmt, wodurch der Elektromotor 110 eine Hilfslenkkraft in eine zur Lenkrichtung entgegenge­ setzte Richtung erzeugen kann, wenn sich das Lenksystem in dem Rückdrehzustand befindet.
Fig. 25 zeigt in Blockform die elektrische Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer siebten Ausführung der Erfindung.
Die in Fig. 25 gezeigte elektrisch betätigte Servolenkvor­ richtung steuert ein Motorsteuersignal auf Basis eines Lenk­ drehmoments, einer Lenkdrehzahl und einer Fahrgeschwindigkeit.
Die in Fig. 25 gezeigte elektrische Servolenkvorrichtung un­ terscheidet sich von der in Fig. 23 gezeigten elektrischen Servolenkvorrichtung darin, daß ein Fahrgeschwindigkeitsensor 114 mit einem Steuermittel 127 verbunden ist und das Steuer­ mittel 127 zusätzlich einen Fahrgeschwindigkeitsdämpfkoeffi­ zientenwandler 128 und einen Multiplizierer 129 mit drei Ein­ gängen aufweist.
Der Fahrgeschwindigkeitsensor 114 umfaßt einen Tachometer, gebildet aus einer Schlitze aufweisenden drehenden Scheibe und einem Photokoppler, wie in Fig. 2(c) gezeigt.
Der Fahrgeschwindigkeitsdämpfkoeffizientenwandler 128 enthält einen Speicher wie etwa ein ROM zum Speichern etwa der in Fig. 34 gezeigten Tabelle 14, die Daten eines Fahrgeschwindig­ keitsdämpfkoeffizienten Rv und der entsprechenden Fahrge­ schwindigkeit V darstellt, die auf Basis experimenteller Er­ gebnisse oder theoretischer Berechnungen eingerichtet sind. Der Fahrgeschwindigkeitsdämpfkoeffizientenwandler 128 wählt einen Fahrgeschwindigkeitsdämpfkoeffizienten Rv entsprechend einer eingegebenen Fahrgeschwindigkeit V nach Wandlung in einen Digitalwert, und gibt den gewählten Fahrgeschwindig­ keitsdämpfkoeffizienten Rv an den Multiplizierer 129.
Der Multiplizierer 129 multipliziert den Drehmomentdämpfkoef­ fizienten RT, die Drehzahlsteuergröße DN und den Fahrgeschwin­ digkeitsdämpfkoeffizienten Rv zur Erzeugung eines Korrekur­ werts (RT.Rv.DN) und gibt ein Korrekturwertsignal (RT.Rv.DN) an die Steuersignalausgabeeinheit 121.
Die Steuersignalausgabeeinheit 121 umfaßt einen Subtrahierer oder einen Ausgangspuffer zur Ausgabe des Motorsteuersignals Do (Richtungssignal + PWM-Signal), das das Differenzsignal (DT - RT.Rv.DN) darstellt, das die Differenz zwischen dem Dreh­ momentsteuergrößensignal DT und dem Korrekturwertsignal (RT.Rv.DN) darstellt, an das Motorantriebsmittel 116.
Das Motorantriebsmittel 116 erzeugt ein Motorantriebssignal Mo auf Basis des Motorsteuersignals Do, um hierdurch den Elektro­ motor 110 zum Erzeugen einer erforderlichen Hilfslenkkraft zu erregen.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung gemäß der sieb­ ten Ausführung bewirkt eine Dämpfkorrektur durch Subtraktion des Korrekturwerts (RT.Rv.DN) der das Produkt des Drehmo­ mentdämpfkoeffizienten RT, der mit zunehmenden Lenkdrehmoment abnimmt, der Drehzahlsteuergröße DN, die mit zunehmender Lenk­ drehzahl N zunimmt, und des Fahrgeschwindigkeitdämpfkoeffi­ zienten Rv, der mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit V zunimmt, darstellt, von dem Drehmomentsteuergrößensignal DT, das mit zunehmenden Lenkdrehmoment zunimmt. Daher kann die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung das Motorsteuersignal Do = (DT - RT.Rv.DN) erzeugen, das abnimmt, wenn die Lenkdrehzahl N und die Fahrgeschwindigkeit V zunehmen, und zunimmt, wenn das Lenkdrehmoment abnimmt, und der Elektromotor 110 kann eine Hilfslenkkraft in dieselbe Richtung wie die Lenkrichtung er­ zeugen.
Der Begriff "Dämpfkorrektur" besagt, daß eine Lenkdrehzahlkom­ ponente in einer zur Lenkdrehrichtung entgegengesetzten Rich­ tung (eine der Drehzahlsteuergröße entsprechende Steuergröße) der Drehmomentsteuergröße zugefügt wird.
Fig. 26 zeigt in Blockform eine elektrische Anordnung einer elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung gemäß einer achten Ausführung der Erfindung.
Die in Fig. 26 gezeigte elektrisch betätige Servolenkvorrich­ tung steuert ein Motorsteuersignal auf Basis eines Lenkdrehmo­ ments, einer Lenkdrehzahl, einer Fahrgeschwindigkeit und eines Lenkzustands.
Die in Fig. 26 gezeigte elektrisch betätigte Servolenkvor­ richtung unterscheidet sich von der in Fig. 25 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung darin, daß ihr Steuermittel 130 zusätzlich ein Lenkzustanderfassungsmittel 123, eine Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124, eine Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125, einen Schalter (SW1) 126 und ein Ausgabesteuermittel 131 umfaßt.
Das Lenkzustanderfassungsmittel 123, die Rückdrehsteuergrößen­ berechnungseinheit 124, die Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125 und der Schalter (SW1) 126 sind mit denen des in Fig. 24 gezeigten Steuermittels 122 identisch.
Die Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124 addiert das Korrekturwertsignal (RT.Rv.DN) zu dem Drehmomentsteuer­ größensignal DT zur Ausgabe eines Motorsteuersignals (DT + RT.Rv.DN) an den Schalter (SW1) 126.
Die Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125 subtrahiert das Korrekturwertsignal (RT.Rv.DN) von dem Drehmomentsteuer­ größensignal DT zur Ausgabe eines Motorsteuersignals (DT - RT.Rv.DN) an den Schalter (SW1) 126.
Der Schalter (SW1) 126 dient zum Schalten zwischen dem Motor­ steuersignal (DT + RT.Rv.DN) und dem Motorsteuersignal RT.Rv.DN). Wenn das von dem Lenkzustanderfassungsmittel 123 zugeführte Lenkzustandssignal St einen niedrigen (L) Pegel hat, der den Rückdrehzustand bezeichnet, wählt der Schalter (SW1) 126 das Motorsteuersignal (DT + RT.Rv.DN) aus der Rüc­ kdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124 und gibt das Motor­ steuersignal (DT + RT.Rv.DN) an die Steuersignalausgabe 121. Wenn das von dem Lenkzustanderfassungsmittel 123 zugeführte Lenkzustandsignal St einen hohen (H) Pegel hat, der den Dreh­ zustand bezeichnet, wählt der Schalter (SW1) 126 das Motor­ steuersignal (DT - RT.Rv.DN) aus der Drehsteuergrößenberech­ nungseinheit 125 und gibt das Motorsteuersignal (DT - RT.Rv.DN) an die Steuersignalausgabeeinheit 121.
Die Steuersignalausgabeeinheit 121 wandelt sowohl das Motor­ steuersignal (DT + RT.Rv.DN) als auch das Motorsteuersignal (DT - RT.Rv.DN) in das Motorsteuersignal Do (Richtungssignal + PWM-Signal) und gibt das Motorsteuersignal Do an das Motor­ antriebsmittel 116.
Auf Basis des Motorsteuersignals Do erzeugt das Motorantriebs­ mittel 116 ein Motorantriebsmittel Mo zum Erregen des Elektro­ motors 110 in einem PWM-Modus, um hierdurch eine Hilfslenk­ kraft zu erzeugen.
Das Ausgangssignalsteuermittel 131 empfängt das Motorsteuersi­ gnal Do (Richtungssignal + PWM-Signal) aus der Steuersignal­ ausgabeeinheit 121, vergleicht den Pegel des Motorsteuersi­ gnals Do mit einem 0 enthaltenden Bezugswert, und versorgt die Steuersignalausgabeeinheit 121 mit einem Steuersignal So zur Umkehr des Richtungssignals des Motorsteuersignals Do oder zum Hemmen des Korrekturprozesses oder Einrichten eines Kurz­ schlusses zwischen den Eingangsanschlüssen des Elektromotors 110, damit die Steuersignalausgabeeinheit 121 ein Motorsteuer­ signal Doc das das umgekehrte Richtungssignal des Motorsteuer­ signals Do oder den gehemmten Korrekturprozeß oder den einge­ richteten Kurzschluß zwischen den Eingangsanschlüssen des Elektromotors 110 bezeichnet, an das Motorantriebsmittel 116 ausgeben kann.
Das in Fig. 26 gezeigte Ausgangssignalsteuermittel 131 kann in dem in Fig. 23 enthaltenen Steuermittel 115, dem in Fig. 24 gezeigten Steuermittel 122 und dem in Fig. 25 gezeigten Steuermittel 127 enthalten sein.
Fig. 27 zeigt in Blockform eine erste bestimmte Anordnung zur Verwendung als Ausgangssignalsteuermittel 131 in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung.
Wie in Fig. 27 gezeigt, umfaßt das Ausgangssignalsteuermittel 131 einen 0-Pegelspeicher 132, einen Komparator 133 und eine Vorzeichenbestimmungseinheit 134. Der Komparator 133 empfängt das Motorsteuersignal Do (Richtungssignal + PWM-Signal) aus der Steuersignalausgabeeinheit 121, vergleicht den Pegel des Motorsteuersignals Do mit einem Pegelsignal (0-Pegel) Do aus dem 0-Pegelpeicher 132 und gibt ein Vergleichssignal Ho an die Vorzeichenbestimmungseinheit 134.
Wenn der Pegel des Motorsteuersignals Do (Richtungssignal + PWM-Signal) gleich oder größer als das Pegelsignal (0-Pegel) do ist (Do ≧ 0), dann versorgt die Vorzeichenbestimmungsein­ heit 134 die Steuersignalausgabeeinheit 121 mit einem be­ stimmten Vorzeichensignal So1, das ein Vorzeichen darstellt, das das gleiche wie das des Richtungssignals des Motorsteuer­ signals Do ist, zur Steuerung der Steuersignalausgabeeinheit 121 zur Ausgabe eines Motorsteuersignals Do1 ( = Do).
Wenn der Pegel des Motorsteuersignals Do (Richtungssignal + PWM-Signal) niedriger als das Pegelsignal (0-Pegel) do ist (Do < 0), dann versorgt die Vorzeichenbestimmungseinheit 134 die Steuersignalsausgabeeinheit 121 mit einem bestimmten Vor­ zeichensignal So1, das ein Vorzeichen darstellt, das zu dem des Richtungssignals des Motorsteuersignals Do entgegengesetzt ist, zur Steuerung der Steuersignalsausgabeeinheit 121 zur Ausgabe eines Motorsteuersignals Do1, das dem bestimmten Vor­ zeichensignal So1 entspricht.
Fig. 28 zeigt in Blockform eine zweite bestimmte Anordnung zur Verwendung aus dem Ausgangssignalsteuermittel in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung.
Wie in Fig. 28 gezeigt, umfaßt das Ausgangssignalsteuermittel 135 einen 0-Pegelspeicher 132, einen Komparator 133 und eine Korrekturhemmsteuereinheit 136. Wenn der Pegel des Motorsteu­ ersignals Do aus der Steuersignalausgabeeinheit 121 gleich oder niedriger als der 0-Pegel ist (Do ≦ 0), dann gibt die Korrekturhemmsteuereinheit 136 ein Korrekturhemmsteuersignal So2 aus, das das Motorsteuersignal Do1 aus der Steuersignal­ ausgabeeinheit 121 dem 0-Pegel angleicht.
Fig. 29 zeigt in Blockform eine dritte bestimmte Anordnung zur Verwendung als das Ausgangssignalsteuermittel in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servolenkvorrichtung.
Wie in Fig. 29 gezeigt, umfaßt das Ausgangssignalssteuermit­ tel 137 einen Bezugspegelspeicher 138, einen Komparator 133 und eine Kurzschlußsignalausgabesteuereinheit 139. Wenn der Pegel des Motorsteuersignals Do gleich oder geringer als ein Bezugspegel Dk ist (Do ≦ Dk), dann gibt der Komparator 133 ein Vergleichssignal Hk an die Kurzschlußsignalausgabesteuerein­ heit 139. Die Kurzschlußsignalausgabesteuereinheit 139 gibt ein Kurzschlußsignal So3 aus, wodurch die Steuersignalausga­ beeinheit 121 ein Motorsteuersignal Ds ausgeben kann, um die Eingangsanschlüsse des Elektromotors 110 kurzzuschließen.
Zwischen den Eingangsanschlüssen des Elektromotor 110 kann ein Kurzschluß durch das Motorsteuersignal Ds eingerichtet werden, das gleichzeitig die FETs Q1, Q4 oder die FETs Q2, Q3 der FET- Brücke des Motorantriebsmittels 116 anschaltet.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung gemäß der achten Ausführung subtrahiert den Korrekturwert (RT.Rv.DN), der das Produkt des Drehmomentdämpfkoeffizienten RT, der mit zuneh­ menden Lenkdrehmoment abnimmt, der Drehzahlsteuerröße DN, die mit zunehmender Lenkdrehzahl N zunimmt, und des Fahrgeschwin­ digkeitsdämpfkoeffizienten Rv, der mit zunehmender Fahrge­ schwindigkeit V zunimmt, darstellt, von dem Drehmomentsteuer­ größensignal DT, das mit zunehmenden Lenkdrehmoment zunimmt, und addiert den Korrekturwert (RT.Rv.DN) zu dem Drehmoment­ steuergrößensignal DT, wenn sich das Lenksystem in dem Rück­ drehzustand befindet. Daher kann die elektrisch betätigte Ser­ volenkvorrichtung das Motorsteuersignal Do (DT - RT.Rv.DN) erzeugen, das abnimmt, wenn die Lenkdrehzahl N und die Fahr­ geschwindigkeit zunehmen und das Lenkdrehmoment abnimmt, wo­ durch der Elektromotor 110 eine Hilfslenkkraft in dieselbe Richtung wie die Lenkrichtung erzeugen kann, wenn sich das Lenksystem in dem Drehzustand befindet, und kann ferner das Motorsteuersignal Do (DT + RT.Rv.DN) erzeugen, das zunimmt, wenn die Lenkdrehzahl N und die Fahrgeschwindigkeit zunehmen und das Lenkdrehmoment abnimmt, wodurch der Elektromotor 110 eine Hilfslenkkraft in die zur Lenkrichtung entgegengesetzte Richtung erzeugen kann, wenn sich das Lenksystem in dem Rück­ drehzustand befindet.
Das Ausgangssignalsteuermittel 131 wirkt zur Ausgabe eines Motorsteuersignals zur Erzeugung einer Hilfslenkkraft in die zu dem Lenkdrehmoment entgegengesetzte Richtung, hemmt im Kor­ rekturprozeß (Ausgabe des 0-Pegels) oder schließt die Ein­ gangsanschlüsse des Elektromotors 110 zum elektromagnetischen Bremsen des Elektromotors 110 kurz, um hierdurch die von dem Elektromotor 110 erzeugte Hilfslenkkraft zu steuern.
Fig. 30 zeigt eine erste Betriebssequenz des Steuermittels 130 in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servo­ lenkvorrichtung. Die erste Betriebssequenz ist gebildet aus aufeinanderfolgenden Schritten P0 bis P16, die durch das Steu­ ermittel 130 ausgeführt werden, das typischerweise einen Mi­ kroprozessor aufweist.
Wenn der Zündschlüsselschalter (nicht gezeigt) des elektri­ schen Fahrzeugs oder Kraftfahrzeugs angeschaltet wird, wird das Steuermittel 130 erregt und beginnt den Betrieb in Schritt P0.
Zuerst beginnt der Mikroprozessor des Steuermittels 130 mit der Durchführung seines Steuerprozesses. Der Mikroprozessor sendet ein Steuersignal wie etwa ein Strom-AN-Rücksetzsignal o. dgl. an verschiedene Teile des Steuermittels 130, um dieses rückzusetzen oder zu initialisieren (Schritt P1).
Wenn das Lenkrad 1 betätigt wird, werden in Schritt P2 Lenk­ drehmomentsignale T1, T2 gelesen, die ein analoges Lenkdrehmo­ ment und eine Richtung der Lenkdrehung darstellen, die von dem Lenkdrehmomentsensor 112 erfaßt sind. Die gelesenen Lenkdreh­ momentsignale T1, T2 werden durch einen Analogdigitalwandler in ein digitales Drehmomentsignal T und ein Flag F gewandelt, das die Richtung des Lenkdrehmoments bezeichnet (Schritt P3).
Das digitale Drehmomentsignal T wird dann auf Basis von Daten einer Tabelle 12 (siehe Fig. 32), die in dem Speicher des Drehmomentsteuergrößenwandlers 117 gespeichert sind, in eine Drehmomentsteuergröße DT gewandelt, und die Drehmomentsteuer­ größe DT wird an die Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124 und die Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125 ausgegeben (Schritt P4).
Das digitale Drehmomentsignal T wird auch auf Basis der Daten einer Tabelle 14 (siehe Fig. 34), die in dem Speicher des Drehmomentdämpfkoeffizientenwandlers 119 gespeichert sind, in einen Drehmomentdämpfkoeffizienten RT gewandelt, und der Dreh­ momentdämpfkoeffizient RT wird an den Multiplizierer 129 ausge­ geben (Schritt P5).
Dann wird ein durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 114 er­ faßtes analoges Fahrgeschwindigkeitssignal V1 durch einen Ana­ logdigitalwandler in ein digitales Fahrgeschwindigkeitssignal V gewandelt (Schritt P6). Danach wird das digitale Fahrge­ schwindigkeitssignal V auf Basis der Daten von Tabelle 3 (siehe Fig. 12), die in dem Speicher des Fahrgeschwindig­ keitsdämpfkoeffizientenwandlers 128 gespeichert sind, in einen entsprechenden Dämpfkoeffizienten Rv gewandelt, und der Dämpf­ koeffizient Rv wird an den Multiplizierer 129 ausgegeben (Schritt P7).
Lenkdrehzahlsignale N1, N2, die eine analoge Lenkdrehzahl und eine Richtung der Lenkdrehung darstellen, die von dem Lenk­ drehzahlsensor 113 erfaßt sind, werden in Schritt P8 gelesen. Die gelesenen Lenkdrehzahlsignale N1, N2 werden durch einen Analogdigitalwandler in ein digitales Lenkdrehzahlsignal N und ein Flag G gewandelt, das die Richtung der Lenkdrehung be­ zeichnet (Schritt P9).
Das Lenkdrehzahlsignal N wird auf Basis der Daten von Tabelle 15 (siehe Fig. 35), die dem Speicher des Drehzahlsteuergrö­ ßenwandlers 118 gespeichert sind, in eine Drehzahlsteuergröße DN gewandelt, und die Drehzahlsteuergröße DN wird an den Multi­ plizierer 129 ausgegeben (Schritt P10).
Der Multiplizierer 129 multipliziert den Drehmomentdämpfkoef­ fizienten RT, die Drehzahlsteuergröße DN und den Fahrgeschwin­ digkeitsdämpfkoeffizienten Rv zur Erzeugung eines Korrektur­ werts (RT.Rv.DN) und gibt den Korrekturwert (RT.Rv.DN) als eine neue Drehzahlsteuergröße DN an die Rückdrehsteuer­ größenberechnungseinheit 124 und die Drehsteuergrößenberech­ nungseinheit 125 aus (Schritt P11).
Die Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124 addiert den Korrekturwert (RT.Rv.DN) aus dem Multiplizierer 129 zu dem Drehmomentsteuergrößensignal DT zur Ausgabe eines Motorsteuer­ signals (DT + RT.Rv.DN) für den Rückdrehzustand an den Scha­ lter (Sw1) 126. Die Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125 subtrahiert das Korrekturwertsignal (RT.Rv.DN) von dem Drehmomentsteuergrößensignal RT zur Ausgabe eines Motorsteuer­ signals (DT - RT.Rv.DN) für den Drehzustand an den Schalter (SW1) 126.
Dann wird das Vorzeichen des in Schritt P3 gewandelten Flags F mit dem Vorzeichen des in Schritt P9 gewandelten Flags G durch das Lenkzustanderfassungsmittel 123 verglichen (Schritt P12).
Wenn die Vorzeichen übereinstimmen (F = G), dann bestimmt das Lenkzustanderfassungsmittel 123, daß sich das Lenkrad 1 in dem Drehzustand befindet und steuert den Schalter (SW1) 126 zur Verbindung mit der Drehsteuergrößenberechnungseinheit 125, und die Steuergröße DT des Motorsteuersignals (DT - RT.Rv.DN) für den Drehzustand wird mit dem Korrekturwert DN = (RT.Rv.DN) durch das Ausgangsignalsteuermittel 131 verglichen (Schritt P13). Wenn die Steuergröße DT gleich oder kleiner als der Kor­ rekturwert DN ist (DT ≦ DN), dann wird der Korrekturprozeß ge­ hemmt und das Motorsteuersignal (DT - RT.Rv.DN) wird auf ein neues Motorsteuersignal DT (= 0) gesetzt (Schritt P13'). Danach gibt die Steuersignalausgabeeinheit 121 das Motorsteuersignal DT (Do = 0) aus (Schritt P16).
Das hier verwendete Ausgangssignalsteuermittel 131 ist das in Fig. 28 gezeigte Ausgangssignalsteuermittel 135 mit der Kor­ rekturhemmsteuereinheit 136.
Wenn die Steuergröße DT des Motorsteuersignals (DT - RT.Rv.DN) für den Drehzustand größer als der Korrekturwert DN = (RT.Rv.DN) ist, dann wird ein in Schritt P14 gesetztes Motorsteu­ ersignal (DT - DN) als das Motorsteuersignal DT aus der Steuer­ signalausgabeneinheit 121 ausgegeben (Schritt P16).
Wenn die Vorzeichen nicht übereinstimmen (F ≠ G), dann be­ stimmt das Lenkzustanderfassungsmittel 123, daß sich das Lenk­ rad 1 in dem Rückdrehzustand befindet und steuert den Schalter (SW1) 126 zur Verbindung mit der Rückdrehsteuergrößenberech­ nungseinheit 124, und es wird ein Motorsteuersignal DT (= Do = DT + DN) das die Summe (gesetzt in Schritt P15) der durch die Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit 124 berechnete Drehmo­ mentsteuergröße DT und des Korrekturwerts DN = (RT.Rv.DN) darstellt, als die Motorsteuergröße DT aus der Steuersignalaus­ gabeneinheit 121 ausgegeben (Schritt P16).
Fig. 31 zeigt eine zweite Betriebssequenz des Steuermittels 130 in der in Fig. 26 gezeigten elektrisch betätigten Servo­ lenkvorrichtung.
Die in Fig. 31 gezeigte zweite Betriebssequenz unterscheidet sich von der in Fig. 30 gezeigten ersten Betriebssequenz dar­ in, daß die in Fig. 30 gezeigten Schritte P13, P13' weggelas­ sen sind.
Wenn die Vorzeichen in Schritt P12 übereinstimmen (F = G), dann bestimmt das Lenkzustandserfassungsmittel 123, daß sich das Lenkrad 1 in dem Rückdrehzustand befindet, und das Motor­ steuersignal DT (Do = DT - DN) wird aus der Steuersignalausga­ beeinheit 121 ausgegeben (Schritte P14, P16).
Das Vorzeichen des Motorsteuersignals DT (Do = DT - DN) wird durch das in Fig. 27 gezeigte Ausgangssignalsteuermittel 131 bestimmt. Wenn das Motorsteuersignal DT positiv ist, dann wird es aus der Steuersignalausgabeeinheit 121 mit ungeändert ver­ bleibendem Vorzeichen ausgegeben, und wenn das Motorsteuersi­ gnal DT negativ ist, dann wird es aus der Steuersignalausgabe­ einheit 121 mit verändertem Vorzeichen ausgegeben (in Schrit­ ten P14, P16), so daß das Motorantriebsmittel 116 den Elektro­ motor 110 in eine zum Lenkdrehmoment entgegengesetzte Richtung drehen kann.
Wenn die Vorzeichen in Schritt P12 nicht übereinstimmen (F ≠ G), dann wird das Motorsteuersignal DT (Do = DT + DN) aus der Steuersignalausgabeeinheit 121 ausgegeben (in Schritten P15, P16), wie in der in Fig. 30 gezeigten ersten Betriebssequenz.
Wenn in dem Rückdrehzustand das Motorsteuersignal DT (Do = DT - DN) kleiner als ein vorbestimmter Wert Dk ist (DT < Dk), dann gibt das in Fig. 29 gezeigte Ausgangssignalssteuermittel 137 das Kurzschlußsignal So3 aus, um einen Kurzschluß zwischen den Eingangsanschlüssen des Elektromotors 110 zu steuern.
Die elektrisch betätigten Servolenkvorrichtungen der fünften und sechsten Ausführungen umfassen das Lenkdrehmomenterfas­ sungsmittel, das Lenkdrehzahlerfassungsmittel und das Steuer­ mittel. Auf Basis eines von dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel erfaßten Lenkdrehmoments und einer von dem Lenkdrehzahlerfas­ sungsmittel erfaßten Lenkdrehzahl berechnet das Steuermittel einen Korrekturwert, der das Produkt eines Drehmomentdämpfko­ effizienten, der in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment ab­ nimmt, und einer der Lenkdrehzahl entsprechenden Drehzahlsteu­ ergröße darstellt, und gibt ein Motorsteuersignal aus, das durch Subtraktion des Korrekturwerts von einer dem Lenkdrehmo­ ment entsprechenden Drehmomentsteuergröße erzeugt ist, wenn sich das Lenkrad in dem Drehzustand befindet, und gibt ein Steuersignal aus, das durch Addieren des Korrekturwerts zu der Drehmomentsteuergröße erzeugt ist, wenn sich das Lenkrad in dem Rückdrehzustand befindet. Daher kann der Elektromotor eine Hilfslenkkraft die abnimmt, wenn die Lenkdrehzahl zunimmt und das Lenkdrehmoment abnimmt, in dieselbe Richtung wie die Lenk­ richtung erzeugen, wenn sich das Lenksystem in dem Drehzustand befindet, und kann eine Hilfslenkkraft die zunimmt, wenn die Lenkdrehzahl zunimmt und das Lenkdrehmoment abnimmt, in die zu der Lenkrichtung entgegengesetzte Richtung erzeugen, wenn sich das Lenksystem in dem Rückdrehzustand befindet.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung der siebten Aus­ führung umfaßt das Lenkdrehmomenterfassungsmittel, das Lenk­ drehzahlerfassungsmittel, das Fahrgeschwindigkeitserfassungs­ mittel und das Steuermittel. Auf Basis eines von dem Lenkdreh­ momenterfassungsmittel erfaßten Lenkdrehmoments, einer von dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel erfaßten Lenkdrehzahl und einer von dem Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel erfaßten Fahrge­ schwindigkeit berechnet das Steuermittel einen Korrekturwert, der das Produkt eines Drehmomentdämpfkoeffizienten, der in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment abnimmt, einer der Lenk­ drehzahl entsprechenden Drehzahlsteuergröße und eines der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Fahrgeschwindigkeitdämpf­ koeffizienten darstellt, und gibt ein Motorsteuersignal aus, das durch Subtraktion des Korrekturwerts von einer dem Lenk­ drehmoment entsprechenden Drehmomentsteuergröße erzeugt ist, wenn sich das Lenkrad in dem Drehzustand befindet, und gibt ein Motorsteuersignal aus, das durch Addieren des Korrektur­ werts zu der Drehmomentsteuergröße erzeugt ist, wenn sich das Lenkrad in dem Rückdrehzustand befindet. Daher kann der Elek­ tromotor eine Hilfslenkkraft die abnimmt, wenn die Lenkdreh­ zahl und die Fahrgeschwindigkeit zunehmen und das Lenkdrehmo­ ment abnimmt, in die zur Lenkrichtung selben Richtung erzeu­ gen, wenn sich das Lenksystem in dem Drehzustand befindet, und kann eine Hilfslenkkraft erzeugen, die zunimmt, wenn die Lenk­ drehzahl und die Fahrgeschwindigkeit zunehmen und das Lenk­ drehmoment abnimmt, in die zur Lenkrichtung entgegengesetzten Richtung erzeugen, wenn sich das Lenksystem in dem Rückdrehzu­ stand befindet.
Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung der achten Aus­ führung umfaßt das Steuermittel, das das Ausgangssignalsteuer­ mittel zur Bestimmung eines Motorsteuersignals enthält, das durch Subtraktion eines Korrekturwerts von einer Drehmoment­ steuergröße erzeugt ist, wenn sich das Lenkrad in dem Drehzu­ stand befindet. Selbst wenn das Motorsteuersignal einen nega­ tiven Wert hat oder unter einem vorbestimmten Wert liegt, ist es möglich, ein Motorsteuersignal mit umgekehrtem Vorzeichen oder ein Motorsteuersignal mit 0-Pegel durch Hemmen des Kor­ rekturprozesses oder ein Motorsteuersignal, das einen Kurz­ schluß zwischen den Eingangsanschlüssen des Elektromotors ein­ richtet, auszugeben.
Demzufolge kann die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung ein optimales Hilfslenkdrehmoment erzeugen, wenn das Kraft­ fahrzeug abrupt gelenkt wird, um im Notfall einem Hindernis ausweichen zu können, während es ein Fahrzeugverhalten schnell anpaßt, wenn das Kraftfahrzeug mit hoher Geschwindigkeit Spu­ ren wechselt.
Weil die Hilfslenkkraft in einem kleinen Lenkdrehmomentbereich reduziert werden kann, kann die Stabilität des Lenksystems gegen Störungen wie etwa Rückschlag verbessert werden.
Eine elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung umfaßt einen Lenkdrehmomentsensor, einen Lenkdrehzahlsensor und bevorzugt einen Fahrgeschwindigkeitssensor. Eine Steuereinrichtung gibt ein Motorsteuersignals aus, das auf einem Lenkdrehmoment, einer Lenkdrehzahl und einer Fahrgeschwindigkeit beruht, die durch den Lenkdrehmomentsensor, den Lenkdrehzahlsensor bzw. den Fahrgeschwindigkeitssensor erfaßt werden. Das Motorsteuer­ signal wirkt zur Steuerung eines Motortreibers zur Ausgabe eines einen Elektromotor erregenden Motorantriebssignals zur Erzeugung einer Hilfslenkkraft oder einer Bremskraft. Die elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung wirkt zur Ver­ besserung der Lenk- und Rückdrehcharakteristiken eines Lenksy­ stems und verbessert die Stabilitätseigenschaften des Lenksy­ stems.
Zu Fig. 2(a)
12
Lenkdrehmomentsensor
Zu Fig. 2 (b)
13
Lenkdrehzahlsensor
Zu Fig. 2(c)
14
Fahrgeschwindigkeitssensor
Zu Fig. 3
16
A Schnittstelle
Zu Fig. 4 (Ausführung 1)
12
Lenkdrehmomentsensor
13
Lenkdrehzahlsensor
15
Steuermittel
16
Motorantreibermittel
17
Lenkzustandserfassungsmittel
18
Motorsteuersignalbestimmungsmittel
19
A Drehmomentsteuergrößenwandler
19
B Drehzahlsteuergrößenwandler
20
A Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit
20
B Drehsteuergrößenberechnungseinheit
Fig. 5 (Ausführung 2)
12
Lenkdrehmomentsensor
14
Fahrgeschwindigkeitssensor
16
Motortreibermittel
17
Lenkzustanderfassungsmittel
19
A Drehmomentsteuergrößenwandler
22
Steuermittel
23
Motorsteuersignalbestimmungsmittel
24
Dämpfkoeffizientenwandler
25
Steuergrößenspeichereinheit
25
A Drehzustandsteuergrößenspeicher
25
B Rückdrehzustandsteuergrößenspeicher
Fig. 6 (Ausführung 3)
12
Lenkdrehmomentsensors
13
Lenkdrehzahlsensor
14
Fahrgeschwindigkeitssensor
16
Motortreibermittel
17
Lenkzustandserfassungsmittel
29
Steuermittel
30
Motorsteuersignalbestimmungsmittel
31
A Drehzahländerungsgrößenwandler
31
B Dämpfkoeffizientenwandler
34
Drehmomentsteuergrößenwandler
35
A Steuersubtraktionsgrößenwandler
35
B Steueradditionsgrößenwandler
37
A Rückdrehzustand-Steuergrößenberechnungseinheit
37
B Drehzustand-Steuergrößenberechnungseinheit
39
Korrekturhemmittel
Fig. 7 (Ausführung 4)
12
Lenkdrehmomentsensor
14
Fahrgeschwindigkeitssensor
16
Motortreibermittel
31
A Drehzahländerungsgrößenwandler
40
Lenkdrehzahlberechnungsmittel
41
Motorzustanderfassungsmittel
42
Motorstromerfassungsmittel
43
Spannungserfassungsmittel
Fig. 8
P0 Start
P1 Initialisiere
P2 Lese T1, T2
P3 Berechne Lenkdrehmoment T und setze Flag F
P4 Tabelle 1
Adressdaten
P5 Lese V1
P6 Tabelle 2
Adressdaten
P7 Tabelle 3
Adressdaten
P8 Lese N1, N2
P9 Berechne Lenkdrehzahl N und setze Flag G
P12 Vergleiche Vorzeichen der Flags F, G
P13 Tabelle 5
Adressdaten
P17 Tabelle 4
Adressdaten
P20 Ausgabe DT
Fig. 9
P0 Start
P1 Initialisiere
P2 Lese T1, T2
P3 Berechne Lenkdrehmonent T und setze Flag F
P4 Tabelle 1
Adressdaten
P5 Lese V1
P6 Tabelle 2
Adressdaten
P7 Tabelle 3
Adressdaten
P8 Lese N1, N2
P9 Berechne Lenkdrehzahl N und setze Flag G
P12 Vergleiche Vorzeichen der Flags F, G
P13 Tabelle 5
Adressdaten
P17 Tabelle 4
Adressdaten
P20 Ausgabe DT
Fig. 10 Tabelle 1
Drehmomentsteuergröße DT
Lenkdrehmoment T
Fig. 11 Tabelle 2
Dämpfkoeffizient Rv
Fahrgeschwindigkeit V
Fig. 12 Tabelle 3
Lenkdrehzahlverstellgröße Hv
Fahrgeschwindigkeit V
Fig. 13 Tabelle 4
Drehzahlsteuergröße DN+
Lenkdrehzahl N
Fig. 14 Tabelle 5
Drehzahlsteuergröße DN-
Lenkdrehzahl N
Fig. 15
Fahrgeschwindigkeit
Drehzahlsteuergröße DN-
Lenkdrehzahl N
Fig. 16
P0 Start
P1 Initialisiere
P2 Lese T1, T2
P3 Berechne Lenkdrehmoment T und setze Flag F
P4 Tabelle 1
Adressdaten
P5 Tabelle 2
Adressdaten
P6 Lese V1
P7 Berechne V
P8 Tabelle 3
Adressdaten
P9 Lese N1, N2
P10 Berechne Lenkdrehzahl N und setze Flag G
P11 Vergleiche Vorzeichen der Flags F, G
P12 Tabelle 4
Adressdaten
P15 Tabelle 6
Adressdaten
P19 Ausgabe DT
P21 Tabelle 5
Adressdaten
Fig. 17 Tabelle 6
Drehmomentsteuergröße DT
Lenkdrehmoment T
Fig. 18 Tabelle 7
Dämpfkoeffizient R1
Lenkdrehmoment T
Fig. 19 Tabelle 8
Dämpfkoeffizient Rv
Fahrgeschwindigkeit V
Fig. 20 Tabelle 9
Drehzahlsteuergröße DN-
Lenkdrehzahl N
Fig. 21 Tabelle 10
Drehzahlsteuergröße DN+
Lenkdrehzahl N
Fig. 22
Subtraktionssignalschwellenwert DL
Fahrgeschwindigkeit V
Fig. 23 (Ausführung 5)
112
Lenkdrehmomentsensor
113
Lenkdrehzahlsensor
115
Steuermittel
116
Motorsteuermittel
117
Drehmomentsteuergrößenwandler
118
Drehzahlsteuergrößenwandler
119
Drehmomentdämpfkoeffizientenwandler
121
Steuersignalausgabeeinheit
Fig. 24 (Ausführung 6)
112
Lenkdrehmomentsensor
113
Lenkdrehzahlsensor
116
Motortreibermittel
117
Drehmomentsteuergrößenwandler
118
Drehzahlsteuergrößenwandler
119
Drehmomentdämpfkoeffizientenwandler
121
Steuersignalausgabeeinheit
122
Steuermittel
123
Lenkzustanderfassungsmittel
124
Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit
125
Drehsteuergrößenberechnungseinheit
Fig. 25 (Ausführung 7)
112
Lenkdrehmomentsensor
113
Lenkdrehzahlsensor
114
Fahrgeschwindigkeitssensor
116
Motortreibermittel
117
Drehmomentsteuergrößenwandler
118
Drehzahlsteuergrößenwandler
119
Drehmomentdämpfkoeffizientenwandler
121
Steuersignalausgabeeinheit
127
Steuermittel
128
Fahrgeschwindigkeitsdämpfkoeffizientenwandler
Fig. 26 (Ausführung 8)
112
Lenkdrehmomentsensor
113
Lenkdrehzahlsensor
114
Fahrgeschwindigkeitssensor
116
Motortreibermittel
117
Drehmomentsteuergrößenwandler
118
Drehzahlsteuergrößenwandler
119
Drehmomentdämpfkoeffizientenwandler
121
Steuersignalausgabeeinheit
123
Lenkzustanderfassungsmittel
124
Rückdrehsteuergrößenberechnungseinheit
125
Drehsteuergrößenberechnungseinheit
130
Steuermittel
131
Ausgabesignalsteuermittel
Fig. 27
116
Motortreibermittel
121
Steuersignalausgabeeinheit
131
Ausgabesignalsteuermittel
132
O-Pegelspeicher
133
Komparator
134
Vorzeichenbestimmungseinheit
Fig. 28
132
O-Pegelspeicher
133
Komparator
135
Ausgabesignalsteuermittel
136
Korrekturhemmsteuereinheit
Fig. 29
116
Motortreibermittel
121
Steuersignalausgabeeinheit
133
Komparator
137
Ausgabesignalsteuermittel
138
Bezugspegelspeicher
139
Kurschlußsignalausgabesteuereinheit
Fig. 30
P0 Start
P1 Initialisiere
P2 Lese T1, T2
P3 Berechne Lenkdrehmoment T und setze Flag F
P4 Tabelle 12
Adressdaten
P5 Tabelle 13
Adressdaten
P6 Lese V1
P7 Tabelle 14
Adressdaten
P8 Lese N1, N2
P9 Berechne Lenkdrehzahl N und setze Flag G
P10 Tabelle 15
Adressdaten
P12 Vergleiche Vorzeichen der Flags F, G
P16 Ausgabe DT
Fig. 31
P0 Start
P1 Initialisiere
P2 Lese T1, T2
P3 Berechne Lenkdrehmoment T und setze Flag F
P4 Tabelle 12
Adressdaten
P5 Tabelle 13
Adressdaten
P6 Lese V1
P7 Tabelle 14
Adressdaten
P8 Lese N1, N2
P9 Berechne Lenkdrehzahl N und setze Flag G
P10 Tabelle 15
Adressdaten
P12 Vergleiche Vorzeichen der Flags F, G
P16 Ausgabe DT
Fig. 32 Tabelle 12
Drehmomentsteuergröße DT
Lenkdrehmoment T
Fig. 33 Tabelle 13
Drehmomentdämpfkoeffizient RT
Lenkdrehmoment T
Fig. 34 Tabelle 14
Fahrgeschwindigkeitsdämpfkoeffizient Rv
Fahrgeschwindigkeit V
Fig. 35 Tabelle 15
Drehzahlsteuergröße DN
Lenkdrehzahl N
Fig. 36
Lenkdrehmoment
Drehzahlsteuergröße DN
Lenkdrehzahl N

Claims (12)

1. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung zum Anlegen von Kraft eines Elektromotors (10) an ein Lenksystem zur Minderung manueller Lenk­ kräfte in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
ein Lenkdrehmomenterfassungsmittel (12) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments (T) des Lenksystems;
ein Lenkdrehzahlerfassungsmittel (13) zum Erfassen einer Lenk­ drehzahl (N) des Lenksystems;
ein Lenkzustandserfassungsmittel (17) zum Erfassen eines Dreh­ zustands und eines Rückdrehzustands des Lenksystems;
ein Motorsteuersignalbestimmungsmittel (18) zur Bestimmung eines Motorsteuersignals (Do); und
ein Motorantriebsmittel (16) zum Erregen des Elektromotors (10) auf Basis des von dem Motorsteuersignalbestimmungsmittel (18) aus­ gegebenen Motorsteuersignals (Do),
dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuersignal-Bestimmungsmittel (18) das Motorsignal (Do) bestimmt durch Subtraktion eines einem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel (13) entsprechenden Werts (DN) von einem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehmomentbestimmungsmittel (12) entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzustanderfassungsmittel (17) einen Drehzustand des Lenksystems erfasst, und durch Addition des dem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel (13) entsprechenden Werts (DN) zu dem dem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel (12) entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzustandbestimmungsmittel (17) den Rückdrehzustand des Lenksystems erfasst.
2. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung zum Anlegen von Kraft eines Elektromotors (10) an ein Lenksystem zur Minderung manueller Lenk­ kräfte in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
ein Lenkdrehmomenterfassungsmittel (12) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments (T) des Lenksystems;
ein Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel (14) zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs;
ein Lenkzustanderfassungsmittel (17) zur Erfassung eines Dreh­ zustands und eines Rückdrehzustands des Lenksystems;
ein Motorsteuersignalbestimmungsmittel (23) zur Bestimmung eines Motorsteuersignals (Do); und
ein Motorantriebsmittel (16) zum Erregendes Elektromators (10) auf Basis des von dem Matorsteuersignalbestimmungsmittel (23) aus­ gegebenen Motorsteuersignals (Do), dadurch gekennzeichnet, dass das Motorsteuersignal-Bestimmungsmittel (23) das Motorsignal (Do) bestimmt durch Subtraktion eines einem Ausgangssignal aus dem Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel (14) entsprechenden Werts (Rv) von einem einem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehmomenter­ fassungsmittel (12) entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzustand­ erfassungsmittel (17) den Drehzustand des Lenksystems erfasst, und durch Addition des dem Ausgangssignal aus dem Fahrgeschwindigkeit­ erfassungsmittel (14) entsprechenden Werts (Rv) zu dem dem Aus­ gangssignal aus dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel (12) entspre­ chenden Wert (DT), wenn das Lenkzustanderfassungsmittel (17) den Rückdrehzustand des Lenksystems erfasst.
3. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:
ein Lenkdrehzahlerfassungsmittel (13) zum Erfassen einer Lenk­ drehzahl (N) des Lenksystems;
wobei das Motorsteuersignalbestimmungsmittel (30) das Motor­ steuersignal (Do) bestimmt durch die Subtraktion eines Produkts eines einem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel (13) entsprechenden Werts (DN) und des dem Ausgangssignal aus dem Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel (14) entsprechenden Werts (Rv) von dem einem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehmomenterfassungs­ mittel (12) entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzustanderfas­ sungsmittel (17) den Drehzustand des Lenksystems erfasst, und durch Addition des Produkts des dem Ausgangssignal aus dem Lenkdrehzahl­ erfassungsmittel (13) entsprechenden Werts (DN) und des dem Aus­ gangssignal aus dem Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel (14) ent­ sprechenden Werts (Rv) zu dem dem Ausgangssignal aus dem Lenk­ drehmomenterfassungsmittel (12) entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzustanderfassungsmittel (17) den Rückdrehzustand des Lenksy­ stems erfasst.
4. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach Anspruch 3, in der das Motorsteuersignalbestimmungsmittel (30) ein Korrekturhemmittel (39) enthält, um die Subtraktion und Addition des Produkts zu hemmen, wenn das Ausgangssignal aus dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel (13) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der abnimmt, wenn das Aus­ gangssignal (Hv) aus dem Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel (14) ansteigt.
5. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, in der das Lenkdrehzahlerfassungsmittel (13) aufweist:
ein Motorzustanderfassungsmittel (41, 42, 43) zur Erfassung einer Motor­ spannung (VM) und eines Motorstroms (IM) des Elektromotors (10) und ein Lenkdrehzahlberechnungsmittel (40) zur Berechnung der Lenkdreh­ zahl des Lenksystems auf Basis eines Ausgangssignals aus dem Motor­ zustanderfassungsmittel (41), zur indirekten Erfassung der Lenkdreh­ zahl.
6. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung zum Anlegen von Kraft eines Elektromotors (110) an ein Lenksystem zur Minderung manueller Lenk­ kräfte in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
ein Lenkdrehmomenterfassungsmittel (112) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments (T) des Lenksystems,
ein Lenkdrehzahlerfassungsmittel (113) zur Erfassung einer Lenkdrehzahl (N) des Lenksystems; und
ein Steuermittel (115) zur Bestimmung eines Motorsteuersignals (Do) zum Erregen des Elektromotors auf Basis des von dem Lenkdreh­ momenterfassungsmittel (112) erfassten Lenkdrehmoments und der von dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel (113) erfassten Lenkdrehzahl,
dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (115) ein Mittel (120) umfasst, welches das Motorsteuersignal (Do) bestimmt durch Berechnung eines Korrektur­ werts (RT.DN) durch Multiplikation eines der Lenkdrehzahl entspre­ chenden Werts (DN) mit einem Koeffizienten (RT), der in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment abnimmt, und Abziehen des Korrekturwerts (RT.DN) von einem dem Drehmoment entsprechenden Wert (DT).
7. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch:
ein Lenkzustanderfassungsmittel (123) zum Erfassen eines Dreh­ zustands und eines Rückdrehzustands des Lenksystems;
wobei das Steuermittel (122) das Motorsteuersignal (Do) zum Erregen des Elektromotors unter Verwendung eines von dem Lenkzustanderfas­ sungsmittel (123) erfassten Werts (St), der auf dem von dem Lenk­ drehmomenterfassungsmittel (112) erfassten Lenkdrehmoment (T) und der von dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel (113) erfassten Lenkdreh­ zahl (N) beruht, bestimmt,
wobei das Steuermittel (122) ein Mittel umfasst, welches das Motorsteuersignal (Do) bestimmt durch Berechnung des Korrekturwerts (RT.DN) durch Multiplikation eines der Lenkdrehzahl entsprechenden Werts (DN) mit dem Koeffizienten (RT), der in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment abnimmt, durch Subtraktion des Korrekturwerts (RT.DN) von dem dem Lenkdrehmoment entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzustanderfassungsmittel (123) den Drehzustand des Lenksy­ stems erfasst, und durch Addition des Korrekturwerts (RT.DN) zu dem dem Lenkdrehmoment entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzu­ standerfassungsmittel (123) den Rückdrehzustand des Lenksystems erfasst.
8. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung zum Anlegen von Kraft eines Elektromotors (110) an ein Lenksystem zur Minderung manueller Lenk­ kräfte in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
ein Lenkdrehmomenterfassungsmittel (112) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments (T) des Lenksystems;
ein Lenkdrehzahlerfassungsmittel (113) zum Erfassen einer Lenkdrehzahl (N) des Lenksystems;
ein Fahrgeschwindigkeiterfassungsmittel (114) zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit (V) des Kraftfahrzeugs; und
ein Steuermittel (127) zur Bestimmung eines Motorsteuersignals (Do) zum Erregen eines Elektromotors (110) auf Basis des von dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel (112) erfassten Lenkdrehmoments (T), der von dem Lenkdrehzahlerfassungsmittel (113) erfassten Lenk­ drehzahl (N) und der von dem Fahrgeschwindigkeitserfassungsmittel (114) erfassten Fahrgeschwindigkeit (V),
dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermittel (127) ein Mittel umfasst zum Bestimmen des Motorsteuersignals (Do) durch Berechnung eines Korrekturwerts (DN.­ RT.Rv) durch Multiplikation eines der Lenkdrehzahl entsprechenden Werts (DN) mit einem Koeffizienten (RT), der in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment abnimmt, und mit einem der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Koeffizienten (Rv) und Abziehen des Korrekturwerts von einem dem Lenkdrehmoment entsprechenden Wert (DT).
9. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:
ein Lenkzustanderfassungsmittel (123) zum Erfassen eines Dreh­ zustands und eines Rückdrehzustands des Lenksystems;
wobei das Steuermittel (130) das Motorsteuersignal (Do) zum Erregen des Elektromotors (110) bestimmt unter Verwendung eines von dem Lenkzustanderfassungsmittel (123) erfassten Werts (St), der auf dem von dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel (112) erfassten Lenkdrehmoment (T) beruht, der von dem Lenkdrehzahlerfassungs­ mittel (113) erfassten Lenkdrehzahl (N) und der von dem Fahrge­ schwindigkeitserfassungsmittel (114) erfassten Fahrgeschwindigkeit (V);
wobei das Motorsteuersignal (Do) bestimmt wird durch Berech­ nung des Korrekturwerts (DN.RT.Rv) durch Multiplikation des der Lenkdrehzahl (N) entsprechenden Werts (DN) mit dem Koeffizienten (RT), der in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment (T) abnimmt, und mit dem der Fahrgeschwindigkeit (V) entsprechenden Koeffizienten (Rv), durch Subtraktion des Korrekturwerts (DN.RT.Rv) von dem dem Lenkdrehmoment (T) entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzu­ standerfassungsmittel (123) den Drehzustand des Lenksystems erfasst, und durch Addition des Korrekturwerts (DN.RT.Rv) zu dem dem Lenkdrehmoment (T) entsprechenden Wert (DT), wenn das Lenkzu­ standerfassungsmittel (123) den Rückdrehzustand des Lenksystems erfasst.
10. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, in der das Steuermittel (115, 122, 127, 130) ein Ausgabesignal­ steuermittel (131) aufweist, das eine Vorzeichenbestimmungseinheit (134) enthält zum Setzen des Motorsteuersignals (Do) in eine zu dem Lenkdrehmoment entgegengesetzte Richtung durch die Vorzeichenbe­ stimmungseinheit, wenn festgestellt wird, dass das Motorsteuersignal (Do) einen negativen Wert hat.
11. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, in der das Steuermittel (115, 122, 127, 130) ein Ausgabesignal­ steuermittel (135) aufweist, das eine Korrekturhemmsteuereinheit (136) enthält zur Ausgabe des Motorsteuersignals (Do) während Hem­ mung eines Korrekturprozesses durch die Korrekturhemmsteuereinheit, wenn festgestellt wird, dass das Motorsteuersignal (Do) einen negati­ ven Wert hat.
12. Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, in der das Steuermittel (115, 122, 127, 130) ein Ausgabesignal­ steuermittel (137) aufweist, das eine Kurzschlusssignalausgabeeinheit (139) enthält zur Ausgabe des Motorsteuersignals (Do) zum Kurzschlie­ ßen von Anschlüssen des Elektromotors durch die Kurzschlusssignal­ ausgabeeinheit (139), wenn das Motorsteuersignal (Do) unter einem vorbestimmten Wert (DK) liegt.
DE4443381A 1993-12-06 1994-12-06 Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung Expired - Lifetime DE4443381C2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30562593 1993-12-06
JP30562693A JP2825176B2 (ja) 1993-12-06 1993-12-06 電動式パワーステアリング装置
JP25847994A JP3137847B2 (ja) 1993-12-06 1994-10-24 電動式パワーステアリング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4443381A1 DE4443381A1 (de) 1995-06-08
DE4443381C2 true DE4443381C2 (de) 2001-11-29

Family

ID=27334727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4443381A Expired - Lifetime DE4443381C2 (de) 1993-12-06 1994-12-06 Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5596252A (de)
DE (1) DE4443381C2 (de)
GB (1) GB2284399B (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10317991A1 (de) * 2003-04-19 2004-10-28 Volkswagen Ag System zur Verminderung der Lenkradstößigkeit bei einer Kraftfahrzeug-Lenkung
DE10317990A1 (de) * 2003-04-19 2004-10-28 Volkswagen Ag Kraftfahrzeuglenkung
DE10156369B4 (de) * 2000-11-17 2005-12-01 Nsk Ltd. Steuereinheit für elektrische Servolenkung
DE102005023539C5 (de) * 2005-05-21 2012-10-04 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zur Beeinflussung eines Hand- und Lenkmoments in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0930431A (ja) * 1995-07-17 1997-02-04 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP3641514B2 (ja) * 1995-08-24 2005-04-20 ティーアールダブリュ オートモーティブ ジャパン株式会社 電動式パワーステアリング装置
JP3525969B2 (ja) * 1995-12-01 2004-05-10 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP3572471B2 (ja) * 1996-02-21 2004-10-06 光洋精工株式会社 電動パワーステアリング装置
DE19607028C1 (de) * 1996-02-24 1997-08-21 Daimler Benz Ag Lenkung für nicht spurgebundenes Fahrzeug
JP2852640B2 (ja) * 1996-04-12 1999-02-03 光洋精工株式会社 電動パワーステアリング装置
US5861725A (en) * 1996-08-19 1999-01-19 Nsk Ltd. Control apparatus for electric power steering system
EP0901217B1 (de) * 1997-01-23 2007-03-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Regler für motorisch-angetriebene servolenkung
JP3390333B2 (ja) * 1997-08-27 2003-03-24 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP3452299B2 (ja) * 1997-09-03 2003-09-29 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
US6597975B1 (en) * 1999-03-10 2003-07-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Vehicle co-operative control system
JP3353770B2 (ja) * 1999-08-19 2002-12-03 三菱電機株式会社 電動式パワーステアリング制御装置
JP3847516B2 (ja) * 2000-03-01 2006-11-22 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング制御装置及びその制御方法
ES2311499T3 (es) * 2000-06-29 2009-02-16 Trw Limited Mejoras relativas a sistemas de direccion asistida electrica.
JP3681324B2 (ja) 2000-07-14 2005-08-10 光洋精工株式会社 トルク検出装置及び電動パワーステアリング装置
JP4639483B2 (ja) * 2001-02-02 2011-02-23 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
US6658335B2 (en) * 2001-10-11 2003-12-02 Delphi Technologies, Inc. Method and apparatus for motor velocity measurement compensation in electric power steering damping
FR2832375B1 (fr) * 2001-11-20 2005-07-08 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif d'assistance electrique de direction de vehicule automobile, et procede de commande associe
JP2003175850A (ja) * 2001-12-13 2003-06-24 Toyoda Mach Works Ltd 電動パワーステアリング装置の制御装置
AT5313U3 (de) * 2002-01-23 2002-12-27 Avl List Gmbh Verfahren und vorrichtung zum prüfen eines fahrzeug-antriebsstranges
US6943512B2 (en) * 2002-02-04 2005-09-13 Nsk Ltd. Control apparatus for electric power steering system
JP3986939B2 (ja) * 2002-10-25 2007-10-03 本田技研工業株式会社 車両用ブレーキ装置
JP4107219B2 (ja) * 2003-10-28 2008-06-25 東海ゴム工業株式会社 電動チルト付ステアリングの振動制御装置
JP4120570B2 (ja) * 2003-11-21 2008-07-16 日産自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
JP4083728B2 (ja) * 2004-10-29 2008-04-30 本田技研工業株式会社 電動ステアリング装置
US7546191B2 (en) * 2004-12-20 2009-06-09 General Motors Corporation Handwheel damping control of active steering system
US7923955B2 (en) * 2005-08-03 2011-04-12 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling an active engine mount
JP4296186B2 (ja) * 2006-04-19 2009-07-15 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
DE102006025254A1 (de) * 2006-05-31 2007-12-06 Volkswagen Ag Elektromechanische Lenkung mit Lenkempfehlung
US8498781B2 (en) * 2007-01-05 2013-07-30 Steven J. Collier-Hallman Methods and motor computer program products for motor control by the implementation of damping for over-speed conditions
US8296011B2 (en) * 2007-12-12 2012-10-23 Steering Solutions IP Holding Corporations Systems and methods involving quadrant dependent active damping
JP5297126B2 (ja) * 2008-09-11 2013-09-25 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
KR101022547B1 (ko) * 2009-04-17 2011-03-16 현대모비스 주식회사 전동 조향 장치의 조향 복원 방법
US9013127B2 (en) 2013-03-07 2015-04-21 Ford Global Technologies, Llc Drive system with a direct current motor brake
JP2017077868A (ja) * 2015-10-22 2017-04-27 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
GB201609872D0 (en) 2016-06-06 2016-07-20 Trw Ltd Quadrant dependent damping
DE102016219757A1 (de) * 2016-10-11 2018-04-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Ausweichunterstützung für ein Fahrzeug
SE541795C2 (en) * 2017-09-22 2019-12-17 Sentient Ip Ab Method and system for controlling vehicle lane holding
DE102018126705A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Ermittlung tatsächlicher Zustandswerte
DE102019204913A1 (de) * 2019-04-05 2020-10-08 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Lenkung eines Kraftfahrzeugs sowie Steuergerät und Lenkung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3300640A1 (de) * 1983-01-11 1984-07-12 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Zusatzlenkung fuer mehrachsige fahrzeuge, insbesondere personenkraftwagen
DE3711854A1 (de) * 1986-04-08 1987-10-15 Honda Motor Co Ltd Motorbetriebene servolenkanlage und verfahren zur steuerung derselben
DE3930445A1 (de) * 1988-09-13 1990-03-22 Aisin Seiki Verfahren und einrichtung zur lenkungssteuerung
DE3929177A1 (de) * 1989-09-02 1991-03-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur beeinflussung der daempfung einer servolenkung
DE4027217A1 (de) * 1989-08-25 1991-03-28 Jidosha Kiki Co Verfahren und einrichtung zur steuerung einer kupplung fuer eine motorisch angetriebene servolenkvorrichtung

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58170667A (ja) * 1982-03-30 1983-10-07 Nissan Motor Co Ltd パワ−ステアリング装置
JPS59130780A (ja) * 1983-01-17 1984-07-27 Aisin Seiki Co Ltd 電動パワ−ステアリング装置
US4527653A (en) * 1984-01-23 1985-07-09 General Motors Corporation Road load insensitive electric power steering system
JPS6150873A (ja) * 1984-08-17 1986-03-13 Jidosha Kiki Co Ltd 電動式動力舵取装置
JPS61275057A (ja) * 1985-05-27 1986-12-05 Honda Motor Co Ltd 電動式パワ−ステアリング装置
JP2546673B2 (ja) * 1987-05-25 1996-10-23 富士重工業株式会社 電動式パワステアリング装置の制御装置
JP2592610B2 (ja) * 1987-06-08 1997-03-19 富士重工業株式会社 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置
JP2682564B2 (ja) * 1987-07-01 1997-11-26 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
US4951199A (en) * 1987-11-16 1990-08-21 Whitehead John C Steering stabilizing method and apparatus for suppressing the weave mode
JPH0629033B2 (ja) * 1988-05-28 1994-04-20 富士重工業株式会社 電動式パワーステアリング装置のモータ制御装置
EP0556869B1 (de) * 1988-07-11 1996-01-31 Koyo Seiko Co., Ltd. Servolenkung
DE69007162T2 (de) * 1989-05-17 1994-06-16 Koyo Seiko Co Motorgetriebene Servolenkvorrichtung.
DE3929176C2 (de) * 1989-09-02 1998-12-17 Bosch Gmbh Robert Servolenkung
US5103926A (en) * 1989-10-16 1992-04-14 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Power steering apparatus with electric motor
US5201818A (en) * 1990-05-09 1993-04-13 Koyo Seiko Co., Ltd. Power steering apparatus
US5388658A (en) * 1991-12-02 1995-02-14 Imra America, Inc. Integrated torque and steering control system
JP3231932B2 (ja) * 1994-01-10 2001-11-26 本田技研工業株式会社 電動式パワーステアリング装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3300640A1 (de) * 1983-01-11 1984-07-12 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Zusatzlenkung fuer mehrachsige fahrzeuge, insbesondere personenkraftwagen
DE3711854A1 (de) * 1986-04-08 1987-10-15 Honda Motor Co Ltd Motorbetriebene servolenkanlage und verfahren zur steuerung derselben
JPS62238165A (ja) * 1986-04-08 1987-10-19 Honda Motor Co Ltd 電動式パワ−ステアリング装置
DE3930445A1 (de) * 1988-09-13 1990-03-22 Aisin Seiki Verfahren und einrichtung zur lenkungssteuerung
DE4027217A1 (de) * 1989-08-25 1991-03-28 Jidosha Kiki Co Verfahren und einrichtung zur steuerung einer kupplung fuer eine motorisch angetriebene servolenkvorrichtung
DE3929177A1 (de) * 1989-09-02 1991-03-07 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur beeinflussung der daempfung einer servolenkung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10156369B4 (de) * 2000-11-17 2005-12-01 Nsk Ltd. Steuereinheit für elektrische Servolenkung
DE10317991A1 (de) * 2003-04-19 2004-10-28 Volkswagen Ag System zur Verminderung der Lenkradstößigkeit bei einer Kraftfahrzeug-Lenkung
DE10317990A1 (de) * 2003-04-19 2004-10-28 Volkswagen Ag Kraftfahrzeuglenkung
DE102005023539C5 (de) * 2005-05-21 2012-10-04 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zur Beeinflussung eines Hand- und Lenkmoments in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
GB9424636D0 (en) 1995-01-25
GB2284399B (en) 1997-09-24
DE4443381A1 (de) 1995-06-08
GB2284399A (en) 1995-06-07
US5596252A (en) 1997-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4443381C2 (de) Elektrisch betätigte Servolenkvorrichtung
DE19833487B4 (de) Elektrische Lenkvorrichtung
DE4342451C2 (de) Elektrisch betriebene Servolenkvorrichtung
DE69632387T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleich von Drehmoment-Lenkeffekten
DE3822171C2 (de)
DE4401333C2 (de) Fahrzeuglenkung-Steuersystem
DE10201704B4 (de) Elektrisches Servolenk-Steuergerät
DE102005005315B4 (de) Elektrisches Servolenkungssystem für ein Fahrzeug
DE19840228B4 (de) Elektrische Kraftlenkvorrichtung
DE19649166C2 (de) Elektrisches Servolenksystem
DE10220971B4 (de) Lenksteuervorrichtung
DE10156369B4 (de) Steuereinheit für elektrische Servolenkung
DE69533576T2 (de) Elektrische Servolenkung
DE102007039885B4 (de) Elektrische Servolenkvorrichtung und Steuerverfahren hierzu
DE4326992C2 (de) Elektrisch betätigtes Servolenksystem
DE69728704T2 (de) Elektrische Servolenkung
DE60124044T2 (de) Regelsystem einer elektrischen Servolenkung und Verfahren zur Regelung des Regelsystems einer elektrischen Servolenkung
DE60318630T2 (de) Elektrische Servolenkung
DE102005041086B4 (de) System und Verfahren zum Lenken von Kraftfahrzeugen
DE19822170C2 (de) Servolenkvorrichtung
DE60122036T2 (de) Elektrisches Servolenkungssytem für ein Fahrzeug und Verfahren auf Basis von Drehwinkel zur Drehmomentschätzung
DE19842439A1 (de) Elektrische Servolenkvorrichtung
DE19639178C2 (de) Steuervorrichtung für elektrisches Lenkservosystem
DE60035825T2 (de) Gleichstrommotorantriebseinheit und Servolenksteuerungseinrichtung
DE3817602C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right
R071 Expiry of right