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Hintergrund der Erfindung
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1. Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kontrollsystem einer
elektrischen Servolenkungsvorrichtung für Fahrzeuge, in denen ein elektrischer Motor
eine Drehkraft zur Unterstützung
einer Lenkungsdrehkraft erzeugt, die durch Manipulation eines Lenkrades
durch den Fahrer generiert wird, und auf ein Verfahren zur Kontrolle
des Systems.
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2. Stand der
Hintergrundstechnik
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9 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion eines herkömmlichen
elektrischen Servolenkungskontrollsystems zeigt, ähnlich z.B.
zu dem System, das in der japanischen Patentveröffentlichung (ungeprüft) Nu.
186994/1995 beschrieben wird.
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In
der Darstellung ist die Referenzziffer 1 ein Lenkungsdrehkraftdetektor
zur Erkennung einer Lenkungsdrehkraft, die in einem Lenkrad generiert
wird, wenn ein Fahrer das Lenkrad manipuliert. Die Ziffer 2 ist
ein Lenkungsdrehkraftkontroller zur Berechnung einer Assistenz-(Hilfs-)Drehkraft
und zur Ausgabe eines Hilfsdrehkraftsignals auf der Basis einer
Ausgabe des Lenkungsdrehkraftdetektors 1. Die Ziffer 3 ist ein
Motorgeschwindigkeitsdetektor zur Erkennung einer Motorgeschwindigkeit.
Die Ziffer 4 ist ein Dämpfungskompensator
zur Berechnung eines Dämpfungskompensationssignals
auf der Basis der vom Motorgeschwindigkeitsdetektor 3 erkannten
Geschwindigkeit. Die Ziffer 5 ist ein Motorbeschleunigungsdetektor
zur Erkennung einer Motorbeschleunigung unter Verwendung einer Ausgabe
des Motorgeschwindigkeitsdetektors 3. Die Ziffer 6 ist
ein Trägheitskompensator
zur Berechnung eines Trägheitskompensationssignals
auf der Basis der vom Motorbeschleunigungsdetektor 5 erkannten
Motorbeschleunigung.
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Die
Ziffer 7 ist eine Beurteilung-(Bestimmungs-)Einheit zur
Beurteilung, ob die Richtung der Ausgabe des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 und
die der Ausgabe des Motorgeschwindigkeitsdetektors 3 gleich
sind, oder nicht. Das Ergebnis der Beurteilung wird sowohl an den
Lenkungsdrehkraftkontroller 2, den Dämpfungskompensator 4 als
auch an den Trägheitskompensator 6 ausgegeben.
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Die
Ziffer 8 ist ein erster Addierer zur Berechnung einer Summe
(d.h., diese Summe ist eine Zieldrehkraft) des Assistenzdrehkraftsignals,
des Dämpfungskompensationssignals
und des Trägheitskompensationssignals.
Die Ziffer 9 ist ein Motorstromermittler zur Berechnung
eines Zielstromsignals aus der durch den ersten Addierer 8 berechneten
Zieldrehkraft. Die Ziffer 10 ist ein Motor, in dem ein
Motorstrom generiert wird, der einer angelegten Spannung entspricht.
Durch diesen Motor 10 wird eine Assistenzdrehkraft generiert,
die etwa im Verhältnis zum
Motorstromwert ist, und ein nicht gezeigter Lenkungsmechanismus
wird angetrieben. Die Ziffer 11 ist ein Motorstromdetektor
zur Erkennung eines Stromwertes des Motors 10. Die Ziffer 12 ist
ein zweiter Addierer zum Erreichen einer Differenz zwischen dem
Zielstromsignal, das vom Motorstromermittler 9 ausgegeben
wird, und dem Motorstromwert, der vom Motorstromdetektor 11 erkannt
wird. Die Ziffer 13 ist ein Motorantrieb zur Bestimmung
einer Spannung, die an den Motor 10, auf der Basis der
Differenz zwischen dem vom Motorstromermittler 9 berechneten Zielstromsignal
und dem vom Motorstromdetektor 11 erkannten Motorstromwert,
angelegt werden soll. Der Motorantrieb 13 legt die festgelegte
Spannung an den Motor 10 an. Die Ziffer 14 ist
ein Geschwindigkeitsdetektor zur Erkennung einer Geschwindigkeit des
Fahrzeugs und zur Ausgabe des erkannten Geschwindigkeitssignals
an den Lenkungsdrehkraftkontroller 2, den Dämpfungskompensator 4 und
den Trägheitskompensator 6.
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Weiter
unten wird die Arbeitsweise des herkömmlichen elektrischen Servolenkungskontrollsystems
der obigen Konstruktion beschrieben.
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Wenn
ein Fahrer eines Fahrzeugs ein nicht gezeigtes Lenkrad manipuliert,
misst und gibt der Lenkungsdrehkraftkontroller 2 eine Lenkungsdrehkraft
aus, die an das Lenkrad angreift. Der Lenkungsdrehkraftkontroller 2 berechnet
das Assistenzdrehkraftsignal, das in etwa proportional zum Ausgabesignal
des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 ist. Entsprechend wird
der Motor 10 angetrieben und eine Assistenzdrehkraft wird
auf der Basis des Assistenzdrehkraftsignals generiert, und eine
Lenkungsdrehkraft des Fahrers wird unterstützt, um die Lenkungsdrehkraft
zu reduzieren, die der Fahrer fühlt.
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Zu
diesem Zeitpunkt entscheidet die Entscheidungseinheit 7,
ob die Richtung der Ausgabe des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 und
die Richtung der Ausgabe des Motorgeschwindigkeitsdetektors 3 gleich
sind, oder nicht. Wenn sie als gleich bewertet werden, arbeiten
der Dämpfungskompensator 4 und der
Trägheitskompensator 6 nicht,
sondern nur der Lenkungsdrehkraftkontroller 2 arbeitet.
Der Lenkungsdrehkraftkontroller 2 legt ein Assistenzdrehkraftsignal
entsprechend zur Ausgabe des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 und
zum Geschwindigkeitssignal aus dem Geschwindigkeitsdetektor 14 fest.
Eine Zieldrehkraft wird auf der Basis des festgelegten Assistenzdrehkraftsignals
bestimmt, und der Motorstromermittler 9 bestimmt einen
Motorantriebsstrom.
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In
dem Fall, dass die Richtung der Ausgabe des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 und
die Richtung der Ausgabe des Motorgeschwindigkeitsdetektors 3 nicht
gleich sind, arbeitet der Lenkungsdrehkraftkontroller 2 nicht,
sondern der Dämpfungskompensator 4 und
der Trägheitskompensator 6 arbeiten.
In diesem Fall wird die Zieldrehkraft auf der Basis der Ausgaben des
Dämpfungskompensators 4 und
des Trägheitskompensators 6 bestimmt,
und der Motorstromermittler 9 bestimmt den Motorantriebsstrom.
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Die
Richtung der Zieldrehkraft wird so angeordnet, dass sie der Drehkraft
der Richtung des Motors gleich ist, wenn das Fahrzeug mit einer
geringen Geschwindigkeit gefahren wird. Die Richtung wird entgegengesetzt
zu der Richtung des Motors angeordnet, wenn das Fahrzeug mit einer
hohen Geschwindigkeit gefahren wird. Wenn daher der Fahrer das Lenkrad
dreht (lenkt), wird die Lenkungsdrehkraft des Fahrers unterstützt, um
die zur Lenkungsmanipulation notwendige Drehkraft zu reduzieren. Wenn
der Fahrer das Lenkrad zurückdreht,
wird der Motor 10 gesteuert, um das Lenkrad zu unterstützen zum
Startpunkt zurückzukehren,
wenn das das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit gefahren wird, und
er hindert das Lenkrad daran mit einer überhöhten Rotationsgeschwindigkeit
zurückzudrehen,
wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit gefahren wird.
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Der
vorhergehende Ablauf wird in der 10 gezeigt.
Der in dieser Darstellung gezeigte Ablauf wird nachstehend als Hauptroutine
zitiert. Zum besseren Verständnis
zeigt die 11 die Beziehung zwischen den
Richtungen der Lenkdrehkraft, die durch das Anwachsen und Abfallen
der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motorgeschwindigkeit verursacht
wird.
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Gewöhnlich dreht
der Fahrer das Lenkrad, wenn das Fahrzeug sich um eine Kurve oder
Kreuzung bewegt. Dann dreht der Fahrer das Lenkrad unter Verwendung
einer spontanen Rückkehrkraft
des Lenkrads auf Grund der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
der Reifen zurück,
wenn das Fahrzeug zur Geradeausfahrt nach der Fahrt um die Kurve oder
um die Kreuzung zurückkehrt.
Wenn jedoch das Fahrzeug mit einer geringen Geschwindigkeit gefahren
wird, oder wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit gefahren
wird, das Lenkrad aber ein wenig gesteuert wird, ist die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
der Reifen gering. Folglich ist die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft kleiner
als die Reibungskraft im Lenkungsmechanismus, und in vielen Fällen kehrt
das Lenkrad nicht zurück,
wenn das Fahrzeug zur Geradeausfahrt zurückkehrt. Um dieses Problem
zu bewältigen,
wird beim Stand der in den Abbildungen 9 bis 11 gezeigten
Technik, unabhängig
davon, ob die Ausgaben des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 und
des Motorgeschwindigkeitsdetektors 3 gleich sind, beurteilt,
wenn das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit gefahren wird. Wenn
die Ausgaben nicht gleich sind, wird der Motorantriebsstrom eingerichtet,
um den Motor 10 in dieselbe Richtung wie die Motorrotation
zu drehen, wodurch die Rückkehreigenschaft
des Lenkrades beim Fahren mit geringer Geschwindigkeit verbessert
wird. Jedoch ist es für
den Fahrer nötig,
zum Lenkrad eine Drehkraft hinzuzufügen, um das Lenkrad zurückzudrehen,
was zu einem Erscheinungsbild führt,
dass die Lenkungswahrnehmung oder das Lenkungsgefühl verschlechtert
ist.
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Beim
Stand der Technik stoppt das Lenkrad, wenn das Lenkrad innerhalb
eines Bereiches manipuliert wird, in dem die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
der Reifen klein ist, wie beim Umfahren einer Kurve mit geringer
Geschwindigkeit oder beim Umfahren einer sanften Kurve mit hoher
Geschwindigkeit, und der Motor 10 wird nicht rotieren,
es sei denn der Fahrer wendet eine bestimmte Drehkraft in die Richtung
des Zurückdrehens
des Lenkrades auf. D.h., in diesem Fall ist es der Beurteilungseinheit 7 nicht
möglich
zu beurteilen, ob die Richtung der Ausgabe des Motorgeschwindigkeitsdetektors 1 und
die der Ausgabe des Motorgeschwindigkeitsdetektors 3 gleich
sind, oder nicht. Daher ist es dem Lenkungsdrehkraftkontroller nicht
möglich
die Drehkraft (Motorantriebsstrom) aufzubauen, um den Motor in dieselbe
Richtung wie die der Motorrotation zu drehen. Folglich besteht ein
Problem darin, dass die Rückkehreigenschaft
des Lenkrades nicht verstärkt
wird, da kein elektrischer Strom im Motor fließt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben diskutierten Probleme
zu lösen
und sie hat die Aufgabe, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
zu liefern, die in der Lage ist ein Lenkrad ohne Anwendung einer
Drehkraft in die Rückkehrrichtung
des Lenkrades zurückzudrehen,
wenn das Lenkrad innerhalb eines Bereiches manipuliert wird, in
dem die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft der
Reifen klein ist, wie im Falle des Umfahrens einer Kurve mit geringer
Geschwindigkeit oder im Falle des Umfahrens einer sanften Kurve
mit hoher Geschwindigkeit, die Rückkehreigenschaft
des Lenkrades unter Verwendung eines Ziellenkungswinkels (der Ziellenkungswinkel
ist 0° Grad,
wenn der Fahrer das Lenkrad zum ursprünglichen Punkt zurückdrehen will)
dem Willen des Fahrers entsprechend zu kontrollieren, dadurch die
die Rückkehreigenschaft
des Lenkrades in jeder Fahrsituation verbessernd und die Konvergenz
und Dämpfungsleistung
nach dem Loslassen des Lenkrades unter Verwendung des Lenkungswinkels
verbessernd.
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Ein
elektrisches Servolenkungskontrollsystem, der Erfindung entsprechend,
enthält:
einen
Motor zum Anlegen einer Hilfsdrehkraft an ein Lenkrad, das zur Manipulation
laufender Räder
eines Fahrzeuges verwendet wird;
Lenkungsdrehkrafterkennungsmittel
zum Erkennen einer Drehkraft, die auf das Lenkrad durch einen Fahrer
als eine Lenkungsdrehkraft ausgeübt
wird;
Motorwinkelerkennungsmittel zum Erkennen eines Rotationswinkels
des Motors;
Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft-Abschätzungsmittel
zum Abschätzen
einer Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
der laufenden Räder,
die Lenkungsdrehkraft verwendend;
Neutralpunktlernmittel zum
Erfahren eines neutralen Punktes der Lenkungsdrehkraft unter der
aktuellen Fahrbedingung aus der abgeschätzten Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft und
des Rotationswinkels des Motors; und
Lenkungswinkel-Kompensationsmittel
zum Berechnen einer Rückkehrdrehkraft
zum Rückkehren
des Lenkrades zum neutralen Punkt aus einer Differenz zwischen dem
Rotationswinkel des Motors und dem erfahrenen neutralen Punkt und
zum Konvertieren der Rückkehrdrehkraft
in einen elektrischen Strom des Motors, wodurch die Rückkehrdrehkraft
auf das Lenkrad ausgeübt
wird, wenn immer das Lenkrad vom neutralen Punkt weggedreht wird.
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In
einer bevorzugten Ausführung
enthält
das elektrische Servolenkungskontrollsystems, der Erfindung entsprechend,
weiterhin:
Motorstromfestlegungsmittel zum Festlegen eines Zielwertes
eines elektrischen Stroms, der im Motor durch das Empfangen eines
Drehkraftkommandosignals fließt;
und
Motorstromerkennungsmittel zum Erkennen eines Wertes des
elektrischen Stroms, der im Motor fließt;
Die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft-Beurteilungsmittel,
die ferner den Motorstrom verwenden; und
Die Lenkungswinkelkompensationsmittel,
die Rückkehrdrehkraft
der Motorstromfestlegungsmittel ausgebend, zum Konvertieren der
Rückkehrdrehkraft
in einen elektrischen Strom es Motors.
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Es
ist wünschenswert,
dass das elektrische Servolenkungskontrollsystem geliefert wird,
mit:
Geschwindigkeitserkennungsmitteln zum Erkennen der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs; und
Mittel zum Stoppen der Operation der Neutralpunktlernmittel,
wenn die von den Geschwindigkeitserkennungsmitteln erkannte Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner
ist, als ein vorbestimmter Wert. Es ist auch wünschenswert, dass das elektrische
Servolenkungssystem mit Rotationserkennungsmitteln zur Ausgabe unterschiedlicher
Codes, der Rotationsrichtung des Motors entsprechend, geliefert
wird, und dass die Neutralpunktlernmittel einen neutralen Punkt
in der Linkslenkung und einen neutralen Punkt in der Rechtslenkung
erfahren, entsprechend den von den Rotationsrichtungserkennungsmitteln
zum Zeitpunkt des Erfahrens des neutralen Punktes ausgegebenen Codes,
und anschließend
einen neutralen Punkt durch Berechnen eines Durchschnittwertes des
neutralen Punktes in der Linkslenkung und in der Rechtslenkung erfahren.
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Es
ist auch wünschenswert,
dass das elektrische Servolenkungskontrollsystem mit Rotationsrichtungserkennungsmitteln
zur Ausgabe unterschiedlicher Codes entsprechend zur Rotationsrichtung
des Motors zur Verfügung
gestellt wird, und die Neutralpunktlernmittel erfahren einen neutralen
Punkt auf der Basis eines Wertes, erhalten durch Subtraktion oder
Addition einer vorher gespeicherten Reibungsdrehkraft eines Lenkmechanismus,
der Rotationsrichtung von oder zur abgeschätzten Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft entsprechend.
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Es
ist wünschenswert,
dass das elektrische Servolenkungskontrollsystem mit Rotationsgeschwindigkeits-Erkennungsmitteln
zur Erkennung einer Rotationsgeschwindigkeit des Motors oder Winkelbeschleunigungs-Erkennungsmitteln
zur Erkennung der Rotationswinkelbeschleunigung des Motors zur Verfügung gestellt
wird, und die Neutralpunktlernmittel einen neutralen Punkt erfahren,
wenn zumindest entweder die Rotationsgeschwindigkeit oder die Rotationswinkelbeschleunigung
des Motors kleiner ist, als ein vorbestimmter Wert und den neutralen Punkt
nicht erfährt,
wenn die Rotationsgeschwindigkeit oder die Rotationswinkelbeschleunigung
des Motors größer ist,
als der vorbestimmte Wert.
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Es
ist wünschenswert,
dass die Lenkungswinkel-Kompensationsmittel
mit einem Begrenzer zur Begrenzung einer Ausgabe der Lenkungswinkel-Kompensationsmittel
geliefert werden, um innerhalb eines vorbestimmten Niveaus zu sein.
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Es
ist wünschenswert,
dass das elektrische Servolenkungskontrollsystem geliefert wird,
mit:
Geschwindigkeitserkennungsmitteln zur Erkennung der Fahrzeuggeschwindigkeit;
einem
Dämpfungskompensator
zur Kompensation einer Dämpfung
auf der Basis der Geschwindigkeit des Motors; und
einem Trägheitskompensator
zur Kompensation einer Trägheit
auf der Basis der Beschleunigung des Motors;
worin der Dämpfungskompensator
und der Trägheitskompensator
arbeiten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmtes Niveau überschreitet,
und der Dämpfungskompensator
und der Trägheitskompensator
die Arbeit stoppen, wenn das die Fahrzeuggeschwindigkeit das vorbestimmte
Niveau nicht überschreitet.
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Ein
Verfahren zur Kontrolle eines Servolenkungskontrollsystems gemäß der Erfindung
enthält:
einen
Schritt des Erkennens eines Motorwinkels, in dem ein Rotationswinkel
eines Motors zur Anlegung einer Assistenzdrehkraft an ein Lenkrad
erkannt wird, die zur Manipulation laufender Räder eines Fahrzeugs verwendet
wird;
einen Schritt der Beurteilung einer Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft,
in dem eine Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
unter Verwendung einer Lenkdrehkraft, die von einem Fahrer auf ein
Lenkrad ausgeübt
wird, und eines Stromsignals des Motors abgeschätzt wird;
einen Schritt
des Erfahrens eines neutralen Punktes, in dem ein neutraler Punkt
des Lenkrades aus der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
der laufenden Räder
und aus dem Rotationswinkel des Motors erfahren wird; und
einen
Schritt der Kompensation eines Lenkungswinkels, in dem eine Drehkraft
zur Rückkehr
des Lenkrades zum neutralen Punkt aus dem neutralen Punkt und dem
Rotationswinkel des Motors berechnet wird.
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Es
ist wünschenswert,
dass das Verfahren zur Kontrolle eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems
enthält:
einen
Schritt zum Erkennen einer Fahrzeuggeschwindigkeit; und
einen
Schritt des Stoppens einer Operation des Schrittes des Erfahrens
eines neutralen Punktes, wen die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer
ist als ein vorbestimmter Wert.
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Es
ist auch wünschenswert,
dass das Verfahren zur Kontrolle eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems
enthält:
einen
Schritt des Erkennens einer Rotationsrichtung, in dem unterschiedliche
Codes, der Rotationsrichtung des Motors entsprechend, ausgegeben
werden; und
einen Schritt des Erfahrens eines neutralen Punktes durch
das Erfahren eines neutralen Punktes in der Linkslenkung und eines
neutralen Punktes in der Rechtslenkung, den Codes der Rotationsrichtung entsprechend,
die zum Zeitpunkt des Erfahren des neutralen Punktes ausgegeben
werden, und des anschließenden
Berechnens eines Durchschnittswertes des neutralen Punktes in der
Linkslenkung und des neutralen Punktes in der Rechtslenkung.
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Da
die Erfindung wie oben beschrieben verfasst ist, werden die folgenden
Vorteile erzielt.
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Der
Rotationswinkel des Lenkrades wird unter Verwendung des Motorwinkels
erkannt, in dem der neutrale Punkt auf der Basis des Signals der
abgeschätzten
Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
korrigiert worden ist. Als ein Ergebnis kann der neutrale Punkt
des Lenkrades erfasst werden, ohne einen Lenkradwinkelsensor zu
verwenden. Die Lenkradrückkehrdrehkraft
wird auf der Basis des erfassten neutralen Punktes des Lenkrades
generiert. Als ein Ergebnis kehrt das Lenkrad spontan ohne die Rückkehroperation
des Fahrers am Lenkrad zurück, im
Falle, dass das Lenkrad nicht wie beim Umfahren einer sanften Kurve
zurückkehrt,
und es ist möglich ein
Servolenkungskontrollsystem mit einem überlegenen Fahrgefühl zu konstruieren.
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Die
Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft wird
auf der Basis des aktuellen, vom Detektor erkannten, elektrischen
Stroms abgeschätzt.
Als ein Ergebnis im Vergleich mit dem Fall des Verwendens eines
elektrischen Zielstromes wird der neutrale Punkt des Lenkrades genauer
erfahren, sogar wenn ein Abstand zwischen dem Zielwert und dem aktuellen
elektrischen Strom besteht.
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Es
ist eingerichtet, dass der neutrale Punkt nicht erfahren wird, wenn
das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit gefahren wird, unter Verwendung der
Fahrzeuggeschwindigkeits-Erkennungsmittel. Als
ein Ergebnis ist es möglich,
die Genauigkeit im Erkennen des neutralen Punktes zu verbessern
und eine günstige
und geeignete Assistenzdrehkraft des Motors zu generieren.
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Das
elektrische Servolenkungskotrollsystem wird mit Motorwinkelgeschwindigkeits-Erkennungsmitteln
zur Verfügung
gestellt. Der neutrale Punkt des Lenkungswinkels wird durch das
Erfahren des neutralen Punktes in der Linkslenkung und des neutralen Punktes
in der Rechtslenkung, entsprechend zum Code der Motorwinkelgeschwindigkeit,
ausgegeben zum Zeitpunkt des Erfahrens des neutralen Punktes, und
durch Berechnung eines Durchschnittwertes des neutralen Punktes
in der Linkslenkung und des neutralen Punktes in der Rechtslenkung
erfahren. Als ein Ergebnis werden sowohl in der Linkslenkung als auch
in der Rechtslenkung Reibungskomponenten des Lenkungsmechanismus
mit etwa gleicher Intensität,
jedoch in entgegen gesetzte Richtungen automatisch gelöscht. Die
Genauigkeit beim Erkennen des neutralen Punktes wird weiterhin verbessert, ohne
vorhergehend die Intensität
der Reibung des Lenkungsmechanismus zu erfassen, und als Ergebnis
ist es möglich,
jederzeit eine günstige
und geeignete Assistenzdrehkraft des Motors zu generieren.
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Der
neutrale Punkt wird durch das Subtrahieren der Reibungsdrehkraft
in der linken und rechten Lenkung als eine Verschiebungsgröße aus der
Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
erfahren, die von den Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraftmitteln abgeschätzt wird.
Als ein Ergebnis ist es möglich,
die Genauigkeit des Erkennens des neutralen Punktes weiterhin zu
verbessern und jederzeit eine günstige und
geeignete Assistenzdrehkraft des Motors zu generieren.
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Das
elektrische Servolenkungskontrollsystem ist so konstruiert, dass
der neutrale Punkt innerhalb des vorbestimmten Bereiches der Motorwinkelgeschwindigkeit
erfahren werden könnte,
oder innerhalb des vorbestimmten Bereiches der Motorwinkelbeschleunigung.
Daher ist es möglich
den neutralen Punkt nur unter den Lenkungsbedingungen zu erfahren,
dass der neutrale Punkt am genauesten erfahren werden kann, und
daher wird die Genauigkeit im Erkennen des neutralen Punktes nicht
verschlechtert. Als ein Ergebnis ist es möglich, jederzeit eine günstige und
geeignete Assistenzdrehkraft des Motors zu generieren.
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Das
elektrische Servolenkungskontrollsystem besitzt eine Konstruktion,
in der der Begrenzer die Ausgabe zur Korrektur und Kontrolle des
fundamentalen Zielstroms begrenzt. Als ein Ergebnis ist es möglich, sogar
wenn der neutrale Punkt des Lenkungswinkels falsch erfahren wird,
eine Assistenzdrehkraft zu generieren, mit der der Fahrer den neutralen
Punkt leicht wiederherstellen kann, dadurch die Sicherheit verbessernd.
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Das
elektrische Servolenkungskontrollsystem wird mit dem Dämpfungskompensator
und dem Trägheitskompensator
geliefert, und diese werden gesteuert, um zu arbeiten oder nicht
zu arbeiten, abhängig
von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Als ein Ergebnis ist es möglich, ein
elektrisches Servolenkungskontrollsystem, überlegen im Fahrgefühl, zu erhalten.
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Das
Verfahren zur Kontrolle eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems
gemäß der Erfindung
enthält
die Schritte des Abschätzens
einer Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft,
des Erfahrens eines neutralen Punktes des Lenkrades aus der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft,
der Korrektur eines Rotationswinkels des Motors auf der Basis dieses
neutralen Punktes und der Kompensation des Lenkungswinkels durch
Berechnung einer Drehkraft zur Rückkehr
des Lenkrades zum neutralen Punkt aus dem Rotationswinkel. Als ein
Ergebnis ist es möglich,
eine Drehkraft zur Rückkehr
des Lenkrades zum neutralen Punkt zu generieren, ohne einen Lenkradwinkelsensor
und ohne eine Rückkehrmanipulation
des Lenkrades durch den Fahrer zu verwenden.
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Der
Schritt des Erfahrens eines neutralen Punktes wird gestoppt, wenn
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer ist, als ei vorbestimmter Wert.
Als ein Ergebnis ist es möglich,
eine fehlerhafte Beurteilung des neutralen Punktes zu verhindern
und das elektrische Servolenkungskontrollsystem genauer zu kontrollieren.
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Der
neutrale Punkt wird durch das Erfahren des neutralen Punktes der
Linkslenkung und des neutralen Punktes der Rechtslenkung entsprechend zur
Rotationsrichtung des Motors und durch die Verwendung eines Durchschnittwertes
davon als der originale neutrale Punkt erfahren. Als ein Ergebnis
ist es möglich,
den neutralen Punkt genauer zu erkennen.
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Kurzbeschreibung
der Abbildungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Ausführung
eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems entsprechend der
Ausführung
1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des elektrischen Servolenkungskontrollsystems
in der 1 zeigt.
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3 ist
Diagramm, das die Arbeitsweise in der 1 zeigt.
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4 ist
ein Flussdiagramm das die Arbeitsweise eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems
gemäß der Ausführung 2 der
Erfindung erklärt.
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5 ist
ein charakteristisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der
Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eines lernenden Bewertungskoeffizienten
im Flussdiagramm in der 4 zeigt.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems
gemäß der Ausführung 3 der
Erfindung erklärt.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Aisführung
eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems entsprechend der
Ausführung
6 der Erfindung zeigt.
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8 ist
ein Blockdiagramm, das eine Ausführung
eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems entsprechend der
Ausführung
7 der Erfindung zeigt.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das die Ausführung
eines elektrischen Servolenkungskontrollsystems entsprechend dem
Stand der Technik zeigt.
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10 ist
ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des elektrischen Servolenkungskontrollsystems
in der 9 zeigt.
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11 ist
ein charakteristisches Diagramm, das die Arbeitsweise eines elektrischen
Servolenkungskontrollsystems in der 9 zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungen
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Ausführung 1
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1 ist
ein Blockdiagramm, das ein elektrisches Servolenkungskontrollsystem
entsprechend der Ausführung
1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In
der 1 ist die Referenzziffer 1 ein Lenkungsdrehkraftdetektor
(Mittel zur Erkennung der Lenkungsdrehkraft) zur Erkennung einer
Lenkungsdrehkraft (Tsens), die auf ein Lenkrad ausgeübt wird, wenn
der Fahrer das Lenkrad manipuliert. Ziffer 2 ist ein Lenkungsdrehkraftkontroller
zur Berechnung eines Assistenzdrehkraftsignals, das an den Motor
auf der Basis einer Ausgabe des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 gegeben
werden soll. Ziffer 3 ist ein Motorgeschwindigkeitsdetektor
(Rotationsgeschwindigkeits-Erkennungsmittel) zur gleichzeitigen
Erkennung einer Motorgeschwindigkeit und auch seiner Rotationsgeschwindigkeit
(Rotationsrichtungs-Erkennungsmittel).
Ziffer 4 ist ein Dämpfungskompensator
zur Berechnung eines Dämpfungskompensationssignals
auf der Basis der vom Motorgeschwindigkeitsdetektor 3 erkannten
Motorgeschwindigkeit. Ziffer 5 ist ein Motorbeschleunigungsdetektor
zur Erkennung einer Motorbeschleunigung, die eine Ausgabe des Motorgeschwindigkeitsdetektors 3 verwendet.
Ziffer 6 ist ein Trägheitskompensator
zur Berechnung eines Trägheitskompensationssignals
auf der Basis der vom Motorbeschleunigungsdetektor 5 erkannten
Motorbeschleunigung.
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Ziffer 7 ist
eine Beurteilungseinheit zur Beurteilung, ob die Richtung der Ausgabe
des Lenkungsdrehkraftdetektors 1 und die der Ausgabe des
Motorgeschwindigkeitsdetektors 3 gleich sind, oder nicht. Die
Beurteilungseinheit 7 gibt das Ergebnis der Beurteilung
sowohl an den Lenkungsdrehkraftkontroller 2, den Dämpfungskompensator 4 und
den Trägheitskompensator 6 aus Ziffer 8 ist
ein erster Addierer zur Berechnung der Summe (Zieldrehkraft) der
Assistenzdrehkraftsignale, die vom Dämpfungskompensator 4 ausgegeben
werden, des Trägheitskompensators 6 und
des Lenkungsdrehkraftkontroller 2 und des Ausgabesignals
eines Lenkungswinkelkompensators 26. Ziffer 9 ist
ein Motorstromdeterminator (Motorstromfestlegungsmittel) zur Berechnung
eines Zielsromsignals aus der Zieldrehkraft, berechnet vom erstem
Addierer 8. Ziffer 10 ist ein Motor, in dem ein Motorstromwert,
entsprechend einer angelegten Spannung, generiert wird und eine
Assistenzdrehkraft, die etwa proportional zum Motorstromwert generieret
wird. Die Assistenzdrehkraft wird an das Lenkrad angelegt, das zur
Manipulation der laufenden Räder
des Fahrzeugs verwendet wird. Ziffer 11 ist ein Motorstromdetektor
(Motorstromerkennungsmittel) zur Erkennung des Stromwertes (I) des
Motors 10.
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Ziffer 12 ist
ein zweiter Addierer zum Erzielen einer Differenz zwischen dem Zielstromsignal,
ausgegeben vom Motorstromdeterminator 9 und dem Motorstromwert,
der vom Motorstromdetektor 11 erkannt wird.
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Ziffer 13 ist
ein Motorantrieb zur Bestimmung einer Spannung, die an den Motor 10 auf
der Basis der Differenz zwischen dem Zielstromsignal, berechnet
vom Motorstromdeterminator 9, und dem Motorstromwert, erkannt
vom Motorstromdetektor 11, angelegt werden soll. Die festgestellte
Spannung wird an den Motor 10 angelegt. Ziffer 14 ist
ein Geschwindigkeitsdetektor (Geschwindigkeitserkennungsmittel)
zum Erkennen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Ausgabe eines
Signals der erkannten Geschwindigkeit an den Lenkungsdrehkraftkontroller 2, eine
Einheit 24 zum Erfahren des neutralen Punktes, den Dämpfungskompensator 4,
den Trägheitskompensator 6 und
den Lenkungswinkelkompensator 26.
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Ziffer 15 ist
ein Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft-Kalkulator (Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft-Beurteilungsmittel)
zum Abschätzen
einer Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft.
Die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
arbeitet, um einen Lenkungswinkel von Vorderrädern zu einem Startpunkt zurückzusetzen
(dieser Startpunkt zeigt kein mechanischen Zentralwinkel an, sondern
zeigt einen Balancepunkt einer rotierenden Kraft des Lenkrades an,
der sich abhängig
von der Beschaffenheit der Straßenoberfläche und
der Fahrbedingung ändert).
D.h. die Straßenoberflächen-Reaktionskraft setzt
das Lenkrad zurück,
indem es die Lenkungsdrehkraft, erkannt vom Lenkungsdrehkraftdetektor 1, und
den Motorstromwert, erkannt vom Motorstromdetektor 11,
verwendet.
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Ziffer 23 ist
ein Motorwinkeldetektor (Motorwinkel-Erkennungsmittel) zur Erkennung eines
Rotationswinkels des Motors, der einen Nullpunkt des Motorwinkels
ausgibt und einen aktuellen Winkel (hier im Folgenden als Motorwinkel
zitiert) und der auch eine Motorrotationswinkelbeschleunigung (Motorwinkelbeschleunigungs-Erkennungsmittel)
erkennt. Ziffer 24 ist eine Einheit zum Erfahren des neutralen Punktes
zur Berechnung eines Nullpunktes (dies ist der neutrale Punkt und
er ändert
sich manchmal während
des Fahrens des Fahrzeugs, wie oben beschrieben) der Lenkradrotation.
Die Berechnung des Nullpunktes wird auf der Basis des vom Motorwinkeldetektor 23 erkannten
Motorwinkels und der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft,
abgeschätzt
vom Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraftkalkulator 15,
durchgeführt,
wodurch der neutrale Punkt erfahren wird. Ziffer 25 ist
ein Neutralpunktkorrektor (Neutralpunktkorrekturmittel) zur Berechnung
eines Verbindungsgetriebeverhältnisses
mit Bezug auf den Motor 10 und das nicht gezeigte Lenkrad,
dabei die Ausgabe des Motorwinkeldetektors 23 verwendend. Dieser
Neutralpunktkorrektor 25 berechnet weiterhin einen Relativwert
des Lenkungswinkels, korrigiert das Ergebnis der Berechnung unter
Verwendung der Einheit 24 zum Erfahren des neutralen Punktes
und ermittelt einen absoluten Wert des Lenkungswinkels. Die Einheit 24 zum
Erfahren des neutralen Punktes und der Neutralpunktkorrektor 25 werden
gemeinsam als Mittel zum Erfahren des neutralen Punktes zitiert.
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Ziffer 26 ist
ein Lenkungswinkelkompensator (Lenkungswinkelkompensationsmittel)
zur Berechnung eines Lenkungswinkelkompensationssignals (d.h., Lenkungswinkelrückdrehkraft)
auf der Basis des absoluten Wertes des Lenkungswinkels, der vom Neutralpunktkorrektor 25 erkannt
wurde. Ein Abschnitt, der von einer Strichpunktlinie umgeben wird, ist
der Abschnitt der gemäß der Erfindung
eingeführt wurde,
und ein Abschnitt außerhalb
des Abschnittes, der von einer Strichpunktlinie umgeben ist, ist
derselbe, wie im herkömmlichen
elektrischen Servolenkungskontrollsystem, gezeigt in 9.
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Bezüglich der
Arbeitsweise des elektrischen Servolenkungskontrollsystems in 1,
wird die Operation, ausgeführt
vom kennzeichnenden Teil der Erfindung, im Folgenden mit Bezug auf
das in 2 gezeigte Flussdiagramm, beschrieben.
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Die
Parameter j, k, Δk,
gezeigt im Flussdiagramm, werden vorläufig eingeführt, um auf Null zurückgesetzt
zu werden, wenn die Stromquelle des Kontrollsystems von Aus auf
Ein geschaltet wird, und ein in einem ROM des Kontrollsystems gespeichertes
Startet seine Operation. Der Ablauf in der 2 wird an
den vorbestimmten Zeitintervallen in dem Ablauf der 10 ausgeführt, die
die erwähnte
herkömmliche
Weise zeigt.
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Im
Schritt 101 wird die Lenkungsdrehkraft eingelesen und gespeichert.
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Im
Schritt 102 wird der Motorstrom eingelesen und gespeichert.
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Im
Schritt 103 berechnet der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraftkalkulator 15 eine
Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
Treact auf der Basis des folgenden Ausdrucks (1), indem er ein Lenkungsdrehkraftsignal
Tsens und das Motorstromsignal I verwendet (dies wird im Folgenden
als ein Schritt der Beurteilung einer Straßenoberflächen-Reaktionskraft zitiert). Treact = Tsens + Kt·I (1)
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In
diesem Ausdruck kennzeichnet Kt eine Drehkraftkonstante des Motors
(Lenkwellenkonversion).
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Wobei:
der Motorwinkel (Rotationswinkel der Motorwelle) eingelesen wird
und als θm
gespeichert wird (dies wird als Schritt der Erkennung eines Motorwinkels
bezeichnet).
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Im
Schritt 105 wird beurteilt, ob ein absoluter Wert der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft Treact
kleiner ist, als ein vorbestimmter Minutenwert Treact0, oder nicht.
Wenn das Ergebnis der Beurteilung JA ist, fährt der Schritt zu Schritt 106 fort.
Wenn das Ergebnis der Beurteilung NEIN ist, schreitet der Schritt
zum Schritt 113, und der arithmetischer Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft-Beurteilungszähler K wird
im Schritt 113 um 1 von K auf k + 1 erhöht, und die Verarbeitungsroutine
wird abgeschlossen.
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Im
Schritt 106 wird beurteilt, ob K – K0 größer ist, als ein vorbestimmter
Wert von Δk,
oder nicht, und wenn das Ergebnis der Beurteilung JA ist, schreitet
der Schritt zu Schritt 107 fort. Wenn das Ergebnis der
Beurteilung NEIN ist, schreitet der Schritt zu Schritt 113 fort.
Dieser Schritt ist gedacht, zu verhindern, dass die Beurteilung
von JA sehr oft gemacht wird, unmittelbar nachdem die Beurteilung
von JA einmal im Schritt 105 auf Grund von Rauschen oder Ähnlichem
gemacht wurde, ohne Lenkung nach links oder rechts mit einer vorbestimmten
Frequenz.
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Im
Schritt 107 wird K0 zurückgesetzt,
wie durch K0 = K ausgedrückt
wird, wenn das Ergebnis der Beurteilung im Schritt 106 JA
ist.
-
Im
Schritt 108 wird der Motorwinkel θm zum j-ten Zeitpunkt als eine
Verschiebung Δθm(j) vom neutralen
Punkt j nach j + 1 gespeichert.
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Im
Schritt 109 wird ein Erfahrungszähler j des neutralen Punktes
um 1 von j auf j + 1 erhöht.
-
Im
Schritt 110 wird beurteilt, ob der Erfahrungszähler j des
neutralen Punktes gleich 2 ist, oder nicht. Wenn das Ergebnis der
Beurteilung JA ist, wird angenommen, dass eine Lenkung auf eine
solche Weise ausgeführt
wurde, dass das Lenkrad nach links und rechts gedreht wurde, dabei
den neutralen Punkt zweimal passierend, und der Schritt schreitet zum
Schritt 111 fort. Wenn die Beurteilung NEIN ist, schreitet
der Schritt zum Schritt 113 fort.
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Im
Schritt 111 wird die Verschiebung des Motorwinkels vom
neutralen Punkt im Falle des zweimaligen Passierens des neutralen
Punktes durch arithmetische Mittelung berechnet, und das Ergebnis
der Berechnung wird als ein erfahrener Neutralpunktwert θm(0) gespeichert
(dies wird im folgenden als ein Schritt des Erfahrens des neutralen
Punktes zitiert) der Schritt schreitet zum Schritt 112 fort,
und der Erfahrungszähler
j des neutralen Punktes wird im Schritt 112 auf Null zurückgesetzt.
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Die
Schritte 109 und 112 werden von der Erfahrungseinheit 24 des
neutralen Punktes ausgeführt.
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Im
Schritt 113 wird der arithmetische Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft-Beurteilungszähler k um
1 (von k auf K + 1) erhöht,
und die Verarbeitungsroutine wird beendet.
-
Die
Neutralpunktkorrekturgröße, die
in dieser Verarbeitungsroutine erkannt wird, wird als Neutralpunktverschiebungswert θmoffset(Verschiebung) festgelegt.
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Unter
Verwendung des Neutralpunktkorrektors 25 wird, nach dem
Erhalten eines Ergebnisses des Subtrahierens von θmoffset
vom Motorwinkel θm,
weiterhin die Konversion eines Verbindungsgetriebeanteils vom Motor
auf eine Lenksäulenachse durchgeführt, wodurch
ein Lenkradwinkel θs
erhalten wird (dies wird im Folgenden als ein Schritt der Korrektur
des Neutralpunktes zitiert). Dann wird eine proportional differential-integral
kontrollierte Variable auf der Basis einer Differenz zwischen θs und einem Ziellenkungswinkel θs0 (dies
ist der erfahrene Neutralpunkt θm0,
und in den meisten Fällen
ist die Zielsetzung 0°,
da es das Ziel ist, das Lenkrad zum Originalpunkt zurückzudrehen).
Die kontrollierte Variable wird zu einer fundamentalen kontrollierten
Lenkungsdrehkraftvariablen als die Lenkungsrad-Rückdrehkraft hinzuaddiert (dies
wird im Folgenden als ein Schritt der Kompensation eines Lenkungswinkels
zitiert). Auf der Basis des erhaltenen Ergebnisses wird ein Zielmotorstromwert
bestimmt, und der elektrische Strom wird so gesteuert, dass der
Motorstrom mit dem Zielwert zusammenfallen möge.
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Es
ist auch möglich
ein ähnliches
Ergebnis zu erzielen, wenn der vorhergehende Schritt des Erhaltens
des Lenkradwinkels θs
weggelassen wird, und die Rückdrehkraft
wird direkt aus der Differenz zwischen dem Motorwinkel θm und dem
erfahrenen Neutralpunktwert θm(0)
erhalten. In dieser Ausführung
wird der Erfahrenszähler
j des Neutralpunktes sofort auf Null zurückgesetzt, wenn der Erfahrungszähler j des
Neutralpunktes in den Schritten 110 und 112 zwei
anzeigt. Jedoch ist es auch wünschenswert, den
Erfahrungszähler
j des Neutralpunktes zurückzusetzen,
wenn er eine Zahl größer als
2 anzeigt. Z.B. ist es auch wünschenswert,
dass ein arithmetischer Durchschnittswert der Verschiebung Δθm vom Neutralpunkt
kontinuierlich erhalten wird, bis der Erfahrungszähler j des
Neutralpunktes 100 anzeigt. Es ist auch wünschenswert,
einen Bewegungsdurchschnittswert mit 100-mal der Verschiebung Δθm vom letzten
Neutralpunkt zu verwenden, anstelle der Ausführung der arithmetischen Mittelung.
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Weiter
unten wird der Grund beschrieben, warum es möglich ist, die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
aus dem vorhergehenden Ausdruck (1) zu erkennen.
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Jede
Bewegungsgleichung des Lenkungsmechanismus kann im folgenden Ausdruck
(3) dargestellt werden. J × dωs/dt = Thdl
+ Tmtr – Tfric·sign(ωs) – Treact (3) Wobei:
- dωs/dt:
- Rotationsbeschleunigung
der Lenkradachse
- Thdl:
- Lenkdrehkraft
- Tmtr:
- Motorausgabedrehkraft
(Lenkradachsenkonversion)
- Tfric:
- Reibungsdrehkraft
im Lenkungsmechanismus
- Treact:
- Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft (Lenkradachsenkonversion)
-
Als
Resultat der Lösung
des Ausdrucks (3) ergibt sich für
die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
Treact der folgende Ausdruck (4). Treact = Thdl + Tmtr – J × dωs/dt – Tfric·sign(ωs) (4).
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Entsprechend
ist es möglich,
die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
Treact aus der Lenkdrehkraft, Motorausgabedrehkraft, Lenkradachsen-Rotationsbeschleunigung
und Reibungsdrehkraft im Lenkungsmechanismus zu berechnen.
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Es
ist möglich
das Lenkraddrehkraftsignal Tsens durch die Lenkdrehkraft Thdl zu
ersetzen.
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Es
ist möglich
einen Wert, erhalten durch das Multiplizieren des Motorstromerkennungssignal
I mit der Drehkraftkonstante, durch die Motorausgabedrehkraft Tmtr
zu ersetzen.
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Es
ist möglich
ein Motorbeschleunigungssignal dω durch
die Lenkradachsen-Rotationsbeschleunigung zu ersetzen, und der Wert
dieses Terms ist so klein, dass er gewöhnlich vernachlässigt werden kann,
es sei denn es wird eine extrem scharfe Lenkung durchgeführt.
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Der
Einfluss Tfric der Reibungsdrehkraft im Lenkungsmechanismus in der
linken Lenkung und in der rechten Lenkung sind etwa gleich in der
Intensität und
entgegengesetzt in der Richtung. Es ist daher möglich den Einfluss der Reibungsdrehkraft
Tfric durch Berechnung der Verschiebung des Motorwinkels vom Neutralpunkt
durch arithmetische auszulöschen,
wen das Lenkrad nach links und rechts gedreht wird, und durch Abspeichern
des Ergebnisses der Berechnung als den Erfahrungswert des Neutralpunktes θm0.
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Zum
besseren Verständnis
zeigt die 3, wie sich die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft ändert, wenn
das Lenkrad nach links und rechts gedreht wird. Die Achse der Abszisse
in der 3 stellt eine Zeitachse dar, und sie zeigt keine
spezielle Zeiteinheit an, sonder sie zeigt einfach den Zeitablauf während des
Drehens des Lenkrades durch den Fahrer. Die Ordinatenachse enthält einen
Lenkungswinkel (300) und eine Intensität der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft (301).
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Die
Straßenoberflächenreaktion
in der Abbildung ist eine Straßenoberflächenreaktion,
die durch den vorhergehenden Ausdruck (1) abgeschätzt wird. Der
Nullpunkt der Straßenoberflächenreaktion
fällt auf
Grund des Einflusses der Reibungsdrehkraft nicht mit dem Nullpunkt
des Lenkungswinkels zusammen. Jedoch ist es möglich den Einfluss der Reibungsdrehkraft
durch arithmetische Mittelbildung eines neutralen Lenkungswinkels 1 (dargestellt
in der Abbildung) zu eliminieren, der am Straßenoberflächenreaktionsnullpunkt in der
Linkslenkung erfahren wurde und eines neutralen Lenkungswinkels 2 (dargestellt
in der Abbildung), der am Straßenoberflächenreaktionsnullpunkt
in der Rechtslenkung erfahren wurde, und durch Verwendung des Ergebnisses als
erfahrenen Neutralwert. Als ein Ergebnis ist es möglich den
Lenkungswinkelneutralpunkt auf der Basis der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft
zu erfahren, die im vorhergehenden Ausdruck (1) herausgefunden wurde.
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Ausführung 2
-
Ein
elektrisches Servolenkungskontrollsystem entsprechend der Ausführung 2
der Erfindung hat denselben Aufbau, wie das System in der 1, besitzt
jedoch einen unterschiedlichen Verarbeitungsablauf.
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Die
Fahrzeuggeschwindigkeit wird nicht in Betracht gezogen, wenn der
Neutralpunkt im Flussdiagramm in der 2 in der
vorhergehende Ausführung
erfahren wird. Sondern der Ablauf in der Ausführung 2 zieht die Fahrzeuggeschwindigkeit,
wie im Flussdiagramm der 4 gezeigt, in Betracht.
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Das
heißt,
der Ablauf in 4 wird ausgeführt, bevor
der Neutralpunkt mit Bezug auf den Ablauf in der 2 der
vorhergehenden Ausführung
1 erfahren wird (z.B., zischen den Schritten 110 und 111).
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Genauer
gesagt wird im Schritt 201 zunächst eine Durchschnittsgeschwindigkeit
eingelesen (dies wird im Folgenden als ein Schritt der Erkennung
einer Fahrzeuggeschwindigkeit zitiert). Wenn im Schritt 202 geurteilt
wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht niedriger als ein vorbestimmter
Wert ist, wird im Schritt 203 die Neutralpunktkorrekturgröße θm0 eingelesen,
und der Neutralpunktverschiebungswert θmoffset wird im Schritt 204 als θmoffset
= θm0 eingerichtet.
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Wenn
im Schritt 202 geurteilt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit
niedriger ist, als der vorbestimmte Wert, wird diese Verarbeitungsroutine
ohne Änderung
des Neutralpunktverschiebungswertes θmoffset abgeschlossen.
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θmoffset
wird vorläufig
festgelegt, um auf einen Anfangswert zurückgesetzt zu werden, wenn die Stromquelle
des Kontrollsystems eingeschaltet wird, und das Programm im ROM
im Steuersystem startet seine Operation. Diese Verarbeitungsroutine
wird zu vorbestimmten Zeitintervallen in der Hauptroutine ausgeführt, dessen
Beschreibung weggelassen wurde.
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Die
Berechnungsgenauigkeit wird durch Ausführung des vorhergehenden Prozesses
und durch die Nichtverwendung des Neutralpunktverschiebungswertes
als θmoffset
an ihrem Nachlassen gehindert, wenn der Neutralpunktverschiebungswert unter
den Bedingungen erfahren wird, dass die Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft klein
ist und die Berechnung nicht mit Genauigkeit ausgeführt werden kann.
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In
der Beschreibung dieser Ausführung
ist das System so konstruiert, dass nur die Neutralpunktkorrekturgröße θm0, erfahren
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Wert
ist, verwendet werden könnte.
Es ist auch wünschenswert,
das ein Gewichtungskoeffizient W, der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend
zu erfahren, vorbestimmt wird und in einem Speicher des Kontrollsystems
gespeichert wird. Dann werden die aktuelle Neutralpunktkorrekturgröße θm01 und
die vorhergehende Neutralpunktkorrekturgröße θm02 eingerichtet, um einen
Ausdruck θmoffset
= (1-W)·θm02 + W·θm01 zu bilden,
und der Erfahrungsgewichtungskoeffizient W wird eingerichtet, um
erhöht
zu werden, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit wächst, wie In 5 gezeigt.
Daher wird festgelegt, dass das Ergebnis des Neutralpunkts, erfahren
unter der Bedingung, dass das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit
gefahren wird, kaum reflektiert werden kann. Der Gewichtungskoeffizient
W hierin ist 0 ≤ W ≤ 1.
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Ausführung 3
-
In
der vorhergehenden Ausführung
1 wird, wenn der Erfahrungszähler
j des Neutralpunktes 2 anzeigt, angenommen, dass Links-
und Rechtslenkung ausgeführt
wird, und der Durchschnittswert von Δθm (j) wird erhalten. Es ist
auch wünschenswert,
einen Prozess zu verwenden, der im Ablauf der 6 gezeigt
wird. Die Schritte 101, 102, 103, 105, 106 und 107 in
der 6 sind dieselben, wie die Schritte derselben Ziffern
in der 2, und eine weitere Beschreibung davon ist hier
weggelassen. Im Schritt 304 wird ein Rotationsgeschwindigkeitssignal
des Motors eingelesen, und die Lenkungsrichtung wird auf der Basis
des Codes des Rotationsgeschwindigkeitssignals des Motors erkannt
(dies wird im Folgenden als ein Schritt der Erkennung der Rotationsrichtung
zitiert). Im Schritt 308 werden eine Verschiebung Δθm L vom
Neutralpunkt in der Linkslenkung und eine Verschiebung Δθm R vom
Neutralpunkt in der Rechtslenkung entsprechend der Lenkungsrichtung unterschieden
und gespeichert. Im Schritt 309 werden ein Linkslenkungszähler und
ein Rechtslenkungszähler
entsprechend den Lenkungsrichtungen erhöht. Wenn beide von ihnen auf
nicht weniger als 1 im Schritt kommen, schreitet der Schritt zum
Schritt 311 fort, und ein Wert, erhalten durch Berechnung von
(Δθm_L + Δθm_R)/2 auf
der Basis der Verschiebung Δθm_L vom Neutralpunkt
in der Linkslenkung und auf der Basis der Verschiebung Δθm_R vom Neutralpunkt
in der Rechtslenkung, wird als der Neutralpunktverschiebungswert θmoffset
verwendet( dies wird im Folgenden als ein zweiter Schritt der Korrektur
des Neutralpunktes zitiert).
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In
dieser Ausführung
wird der Erfahrungszähler
des Neutralpunktes auf Null zurückgesetzt, wenn
sowohl der Erfahrungszähler
j_L als auch der Erfahrungszähler
j_R des Neutralpunktes nicht kleiner als 1 sind. Es ist auch z.B.
wünschenswert,
dass der Zähler
auf Null zurückgesetzt
wird, wenn beide Zähler
auf nicht kleiner als 100 kommen. In diesem Fall wird im Schritt 310 ein
durch Berechnung (Δθm_L_ave
+ Δθm_R_ave)/2
auf der Basis einer arithmetischen Mittelung von Δθm_L_ave
der Verschiebung Δθm L vom
Neutralpunkt in der Linkslenkung und auf der Basis einer arithmetischen
Mittelung Δθm_R_ave
der Verschiebung Δθm_R vom Neutralpunkt
in der Rechtslenkung) erlangter Wert als der Neutralpunktverschiebungswert θmoffset
verwendet.
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Ausführung 4
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Gewöhnlich ist
es wünschenswert,
einen Lenkungsmechanismus so zu konstruieren, dass die Lenkung in
bilateraler Symmetrie sichergestellt werden kann, wenn das Lenkrad
links und rechts gedreht wird. Jedoch ist das Lenkrad in den meisten
Fällen nicht
in der Mitte der Breite des Fahrzeugs positioniert, und daher ist
seine Struktur bilateral asymmetrisch. Als ein Ergebnis wird in
manchen Fällen
in manchem Operationsbereich, der einem Einfluss eines nicht linearen
Elementes auf Grund von Reibung oder Ähnlichem unterliegt, bilaterale
symmetrische Lenkung nicht sichergestellt. Um mit diesem Problem fertig
zu werden ist es wünschenswert,
den Prozess der Subtraktion der Reibungsdrehkraft von der Lenkung
links und rechts als eine Verschiebungsgröße von der Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft,
abgeschätzt
von den Straßenoberflächen-Reaktionsdrehkraft-Beurteilungsmitteln
im Schritt 103 in der 2, auszuführen und
den Neutralpunkt auf der Basis dieses Ergebnisses zu erfahren. Der
folgende Ausdruck wird in diesem Prozess verwendet. Treact = Tsens + Kt·I – Tfrict·sign(ω) (2).
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Wobei:
sign(ω)
ein Code der Motorgeschwindigkeit ω ist. Diesem Code entsprechend
wird die Reibungskraft Tfrict, gespeichert im ROM (nicht gezeigt)
im Kontrollsystem aus einer Tabelle, im Voraus im System gespeichert,
ausgelesen.
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Ausführung 5
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Unter
aktuellen Fahrbedingungen wird in speziellen Fahrmustern, wie das
Spurenwechseln, das Lenkrad links und rechts gedreht, und der Neutralpunkt
wird in bestimmten Lenkmustern genauer bestimmt. Lenkungsgeschwindigkeit
und Lenkungsbeschleunigung bleiben in solchen speziellen Fahrmustern
in vielen Fällen
innerhalb eines vorbestimmten Bereichs. In dieser Ausführung 5
werden, zum Zweck der Reduzierung der Erfahrungsfrequenz mit der
Ausnahme der Lenkungsmuster, in denen der Neutralpunkt mit Genauigkeit
erfahren werden kann, die Rotationswinkelerkennungsmittel zur Erkennung eines
Rotationswinkels eines Motors den Erfahrungsmitteln des Neutralpunktes
zum Erfahren eines Neutralpunktes des Lenkungswinkels eingegeben. Und
der Neutralpunkt wird erfahren, wenn die Lenkungsgeschwindigkeit
und die Lenkungsbeschleunigung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
bleiben. Alternativ ist es auch mit Bezug auf die 2 wünschenswert,
dass der Rotationswinkel des Motors eingelesen wird und die Motorgeschwindigkeit und
seine Beschleunigung werden im Schritt 104 berechnet. Und
ob die Motorgeschwindigkeit und Beschleunigung in einem vorbestimmten
Bereich sind oder nicht, wird zur selben Zeit beurteilt, wenn die
Intensität
des Absolutwertes der Straßenoberflächen-Reaktionskraft
im Schritt 105 beurteilt wird.
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Ausführung 6
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In
den vorhergehenden Ausführungen
1 bis 5 ist es wünschenswert,
dass die vom Lenkungswinkelkompensator 26 generierte Drehkrafteinen
vorbestimmten Wert nicht überschreitet,
sogar wenn die Erfahrungseinheit 24 des Neutralpunktes
fälschlicher weise
den Neutralpunkt so erfährt,
dass der Fahrer den Neutralpunkt leicht wiederherstellen könnte. Für diesen
Zweck ist es wünschenswert,
dass ein Ausgabebegrenzer 16 im letzteren Zustand des Lenkungswinkelkompensators 26 zur
Verfügung
gestellt wird. Als ein Ergebnis davon, überschreitet die Ausgabe des
Lenkungswinkelkompensators 26, gezeigt in 7,
einen vorbestimmten Wert nicht, und es ist möglich, eine gefährliche
Fahrsituation im Falle einer Fehlfunktion zu vermeiden.
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Ausführung 7
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In
der Konstruktion der 1, die die Ausführung 1
zeigt, wurden der Dämpfungskompensator 4,
der Trägheitskompensator 6,
die Beurteilungseinheit 7, der Motorbeschleunigungsdetektor 5 und
der Motorgeschwindigkeitsdetektor 3 herkömmlicher Weise
wie in der Abbildung beschrieben, die das herkömmliche Beispiel mit Bezug
auf die 10 erklärt. Diese Elemente sind in
den Konstruktionen gemäß den Ausführungen
1 bis 6 nicht immer erforderlich. Die 8 zeigt
eine Konstruktion ohne sie. Die sich auf die 8 beziehende
Arbeitsweisen sind dieselben, wie die des Ablaufs in der 2,
die die vorhergehende Ausführung
1 zeigt, und eine weitere Beschreibung von ihnen wird hier weggelassen.