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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Servolenkungssystem zur Unterstützung einer
Radlenkkraft. Insbesondere betrifft sie ein Steuersystem für einen Elektromotor,
das eine Auswirkung auf die Verbesserungen des Lenkgefühls (d.
h. eine Assistenzkraftverstärkung
und eine Mikrovibrationsunterdrückung)
bei einem Lenkrad zeigen kann. Ein solches Steuersystem ist in
EP-A-1 138 578 gezeigt.
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Als
Servoassistenzsystem zur Unterstützung der
Radlenkkraft in Ansprechung auf die Eingabe eines Lenkdrehmoments
vom Fahrer ist ein System, das einen Hydraulikmechanismus verwendet,
vom normalen Typ. Als Beispiel dieser herkömmlichen Technologie existiert
folgendes: das heißt,
es wird eine Hydraulikpumpe von einem Elektromotor so angetrieben,
dass sie einen hydraulischen Druck erzeugt. Dann wird der so erzeugte
hydraulische Druck von der Rückkopplung
des vom Lenkrad eingegebenen Lenkdrehmoments geregelt, wodurch eine
Lenkassistenzkraft erzeugt wird. In der konventionellen Technologie
wird das Lenkdrehmoment aus dem Wert eines Drehmomentsensors erfasst,
und um die dem Drehmoment entsprechenden Lenkassistenzkraft zu erzeugen,
wird der dem Hydraulikzylinder zugeführte Druck geregelt. In der
konventionellen Technologie wird der Elektromotor ungeachtet des
Lenkzustands stets so gesteuert, dass das Motordrehmoment proportional
zu einem Motorstrombefehl wird.
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In
JP-A-2003-212141 (S.
2 bis 5,
1) ist ein Servolenkungssystem
offenbart, das die folgenden Konfigurationskomponenten einschließt: eine
mit einem Lenkmechanismus verbundene Lenkachse, einen Hydraulikkraftstellkolben
zur Unterstützung
einer Lenkkraft an den Lenkmechanismus, eine mit zwei Ausstoßöffnungen
ausgestattete Umkehrpumpe zur Zuführung eines hydraulischen Drucks
zu beidseitigen Hydraulikkammern des Hydraulikkraftstellkolbens über einen
ersten Kanal und einen zweiten Kanal, einen Elektromotor zum Antreiben
der Umkehrpumpe zur Durchführung
eines Antreibens mit normaler/umgekehrter Drehung, eine Lenkrichtungs-Erfassungsvorrichtung
zur Erfassung der Rotationsrichtung der Lenkachse, eine Lenkkraft-Erfassungsvorrichtung
zur Erfassung der auf die Lenkachse ausgeübten Lenkkraft, eine Elektromotor-Steuervorrichtung
zur Berechnung eines an den Elektromotor ausgegebenen Antriebsstroms
zum Antreiben des Hydraulikkraftstellkolbens, um einen gewünschten
hydraulischen Druck auf der Grundlage eines von der Lenkkraft-Erfassungsvorrichtung
erfassten Lenkkraftsignals und eines von der Lenkrichtungs-Erfassungsvorrichtung
erfassten Lenkachsen-Rotationsrichtungssignal zu erzeugen, eine
Temperaturmessvorrichtung zum Messen der Temperatur des Elektromotors
und/oder eines Elektromotor-Antriebsrotationselements sowie eine Überhitzungsschutzvorrichtung
zur Senkung des Obergrenzenwerts eines aus der Elektromotor-Steuervorrichtung
ausgegebenen Antriebsstroms durch einen Temperaturanstieg im Elektromotor
und/oder dem Elektromotor-Antriebsrotationselement, der von der
Temperaturmessvorrichtung gemessen wird. In diesem Servolenkungssystem
sind weiterhin eine Rückkehrerfassungsvorrichtung
zur Erfassung der Rückkehr
der Lenkachse und eine Überhitzungsschutz-Freigabevorrichtung
vorgesehen, welche, wenn die Rückkehr
der Lenkachse von der Rückkehrerfassungsvorrichtung
erfasst worden ist, die vorübergehende
Ausgabe eines Antriebsstroms gestattet, der den von der Überhitzungsschutzvorrichtung
gesenkten Obergrenzenwert des Antriebsstroms überschreitet.
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Ebenfalls
beginnt ein Elektroservolenkungssystem zur Unterstützung der
Lenkung allein unter Einsatz eines Elektromotors, d. h. ohne die Verwendung
des Hydraulikmechanismus, bei seiner Hauptverwendung in Kleinwagen
zu überwiegen.
In dieser Technologie wird bei der Lenkschaltzeit von einem Lenkbetrieb
zu einem Haltebetrieb oder vom Haltebetrieb zum Lenkbetrieb eine
Assistenzkraft des Elektromotors eingestellt. Beispielsweise ist
in
JP-A-8-295257 (S.
2 bis 5,
2) ein Elektroservolenkungssystem
offenbart, welches die folgenden Konfigurationskomponenten einschließt: eine
Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der
Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Lenkdrehmoment-Erfassungsvorrichtung
zur Erfassung des Lenkdrehmoments eines Lenkrads, einen Elektromotor
zur Unterstützung
einer Lenkkraft des Lenkrads, eine Steuervorrichtung zur Steuerung
des Elektromotors in Übereinstimmung
mit der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit und dem erfassten Lenkdrehmoment,
eine Lenkänderungs-Erfassungsvorrichtung
zur Erfassung des Umschaltens zwischen dem Lenkbetriebszustand,
in dem das Lenkrad eine Lenkgeschwindigkeit hat, und dem Haltebetriebszustand,
in dem die Lenkgeschwindigkeit gleich Null ist, und eine Erhöhungs-/Senkungsvorrichtung
zur Durchführung
einer Stromsenkung auf einen vorgegebenen Wert bezüglich des
Elektromotors, wenn das Umschalten aus dem Lenkbetriebszustand in den
Haltebetriebszustand in einem Zustand erfasst worden ist, in dem
die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als eine eingestellte
Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und zur Durchführung einer Stromerhöhung auf
einen Lenkbetriebswert bezüglich des
Elektromotors in verzögerter
Weise, wenn das Umschalten aus dem Haltebetriebszustand in den Lenkbetriebszustand
erfasst worden ist.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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In
den oben beschriebenen konventionellen Technologien, wie sie nachstehend
beschrieben werden, ist ein Elektromotor-Steuerverfahren, das es
ermöglicht,
sowohl eine Verstärkung
der Lenkassistenz kraft als auch eine Unterdrückung der Lenkrad-Mikrovibration
gleichzeitig umzusetzen, nicht unbedingt ausreichend berücksichtigt
worden.
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Im
Allgemeinen wird, wenn das Servolenkungssystem bei einem Schwerlastfahrzeug
angewendet oder eine rasche Lenkreaktion umgesetzt wird, eine große Lenkassistenzkraft
notwendig. Die Erzeugung der großen Lenkassistenzkraft macht
es jedoch wahrscheinlich, dass ein durch das Servolenkungssystem
bildende Vorrichtungen (Elektromotor, Hydraulikrohr, Hydrauliköl und dergleichen)
bestimmtes Vibrationssystem in erregte Vibration versetzt wird.
Dies kann ein unerwünschtes
Flattern oder eine unerwünschte
Vibration am Lenkrad verursachen.
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Konkret
wird, wenn das Lenkrad in eine sich von der neutralen Winkelposition
(d. h. dem Geradeaus-Fahrzustand des Fahrzeugs) weg bewegende Richtung
gelenkt (d. h. gedreht) wird oder wenn umgekehrt das Lenkrad in
eine sich zur neutralen Winkelposition hin bewegende Richtung gelenkt
(d. h. zurückgebracht)
wird, das Lenkgefühl
schwer und steif, wenn die Lenkassistenzkraft fehlt. Dementsprechend wird
es notwendig, die Lenkassistenzkraft groß zu machen. Wenn das Lenkrad
in den herkömmlichen Technologien
gehalten wird, macht die große
Lenkassistenzkraft unterdessen das Servolenkungsvibrationssystem
für eine
Drehmomentstörung
von außen
instabil. Diese Instabilität
hat zu der Möglichkeit geführt, dass
das Flatter oder die Vibration am Lenkrad auftreten.
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Ebenfalls
erfolgt in den oben beschriebenen konventionellen Technologien die
Beurteilung des Haltebetriebs/Lenkbetriebs und wird unter Verwendung
eines Impulses erfasst, der zur Zeit des Lenkbetriebs auftritt.
Dadurch erweist sich, wenn bewirkt wird, dass sich das Lenkrad mit
sehr langsamer Geschwindigkeit dreht, das Beurtei lungsergebnis als der
Lenkbetrieb. Tatsächlich
jedoch hat, wenn die Geschwindigkeitssteuerung durchgeführt wird,
wenn das Lenkrad mit der sehr langsamen Geschwindigkeit gedreht
wird, eine Neigung bestanden, dass sich die selbsterregte Vibration
des Lenkrads mit Wahrscheinlichkeit manifestiert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Elektroservolenkungssystems zur
Steuerung eines Elektromotors, das eine Wirkung auf die Verstärkung der
Lenkassistenzkraft und die Unterdrückung der Mikrovibration des
Lenkrads zeigt und welche insbesondere eine Wirkung auf die Unterdrückung der
Mikrovibration bei sehr langsamer Geschwindigkeit zeigt.
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Zur
Lösung
der oben beschriebenen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung
ein Servolenkungssystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 zur Verfügung.
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Gemäß der Erfindung
ist es beim Halten des Lenkrads erforderlich, zur Erzeugung der
Lenkkraft die Bewegung eines Kolbens im Inneren des Kraftzylinders
zu stoppen und dadurch den Druck im Inneren des Kraftzylinders,
dessen Volumen feststehend geworden ist, konstant zu halten. In
der Umkehrpumpe wird der Druck konstant gehalten, indem man die
Tatsache nutzt, dass die Aktivierungs-Ölausstoßmenge und die Aktivierungs-Ölleckmenge
(d. h. der Rückflussbetrag)
ausgeglichen sind. Dementsprechend muss sich die Pumpenachse mit
konstanter Geschwindigkeit drehen. Da die Umkehrpumpe vorliegend
vom Elektromotor angetrieben wird, ist es erforderlich, die Rotation
des Elektromotors auf der konstanten Geschwindigkeit zu halten.
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Angesichts
dieser Situation wird eine Vorrichtung bereitgestellt, welche unter
Verwendung einer Vorrichtung zur Erfassung des Lenkzu stands von Rädern den
Lenkzustand der Räder
zwischen einem Lenkbetriebszustand, in dem das Radlenksignal größer als
ein spezifischer Wert ist, und/oder einem Haltebetriebszustand,
in dem das Radlenksignal kleiner als der spezifische Wert ist, beurteilt.
Zur Zeit des Lenkbetriebszustands wird die Steuerung so ausgeführt, dass
eine Differenz zwischen dem Drehmomentbefehlswert an den Elektromotor
und dessen tatsächlichen
Drehmoment kleiner wird. Auch kann zur Zeit des Haltebetriebszustands
die Steuerung so ausgeführt
werden, dass eine Differenz zwischen der Rotationsgeschwindigkeit
des Elektromotors und dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert
an diesen kleiner wird.
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Bei
der Beurteilung des Lenkzustands der Räder wird die Erfassung der
Lenkgeschwindigkeit durchgeführt.
Ansonsten ist ein Elektromotor zur Erzeugung einer Lenkreaktionskraft
der Räder
auf der Lenkwelle vorgesehen und ein auf den Elektromotor eingestellter
Rotationssensor wird verwendet.
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Konkret
stellt die vorliegende Erfindung ein Servolenkungssystem bereit,
das einen Elektromotor zum Erzeugen einer Lenkkraft von Rädern in Übereinstimmung
mit dem Lenkzustand und/oder eine Steuerung zum Erzeugen eines Befehlswerts
an den Elektromotor beinhaltet, wobei unter Verwendung einer Vorrichtung
zum Erfassen des Lenkzustands der Räder, wenn die Radlenkgeschwindigkeit
größer als ein
vorgegebener Wert ist, die Steuerung so ausgeführt wird, dass eine Differenz
zwischen dem Drehmomentbefehlswert an den Elektromotor und dessen tatsächlichen
Drehmoment kleiner wird, und, wenn die Lenkgeschwindigkeit der Räder kleiner
als der vorgegebene Wert ist, die Steuerung so ausgeführt wird,
dass eine Differenz zwischen der Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors
und dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert an diesen kleiner
wird.
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Ebenfalls
stellt die vorliegende Erfindung ein Servolenkungssystem bereit,
das eine Lenkzustands-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Lenkzustands
von Rädern,
einen Elektromotor zum Erzeugen der Lenkkraft der Räder und/oder
eine Steuerung zum Senden eines Lenkbefehlssignals an den Elektromotor
beinhaltet, wobei die Steuerung den Lenkzustand zum Berechnen der
Radlenkgeschwindigkeit eingibt und der Lenkzustand von der Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung
erfasst wird, und/oder in Abhängigkeit
von der Größe der Radlenkgeschwindigkeit
als Lenkbefehlssignal ein Drehmomentsteuersignal oder ein Rotationsgeschwindigkeitssignal
für den
Elektromotor erzeugt, wobei eine Drehmomentsteuerung oder eine Rotationsgeschwindigkeitssteuerung über den
Elektromotor auf der Grundlage des Lenkbefehlssignals ausgeführt wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Servolenkungssystem zur
Verfügung,
das eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Lenkzustands
von Rädern,
einen Elektromotor zum Erzeugen der Lenkkraft der Räder und/oder
eine Steuerung zum Senden eines Lenkbefehlssignals an den Elektromotor
beinhaltet, wobei die Steuerung den Lenkzustand zur Erzeugung des
Lenkbefehlssignals eingibt, wobei der Lenkzustand von der Lenkzustands-Erfassungsvorrichtung
erfasst wird, und das Lenkbefehlssignal entweder zu einem Haltebetriebsbereich
oder einem Lenkbetriebsbereich in Übereinstimmung mit ein und
demselben Kriterium gehört,
das auf sowohl eine sehr langsame Geschwindigkeit als auch eine
hohe Geschwindigkeit anzuwenden ist, wobei eine Drehmomentsteuerung über den
Elektromotor auf der Grundlage des Lenkbefehlssignals ausgeführt wird,
wenn das Signal zum Lenkbetriebsbereich gehört, und eine Rotationsgeschwindigkeitssteuerung
darüber
auf der Grundlage desselben ausgeführt wird, wenn das Signal zum Haltebetriebsbereich
gehört.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Servolenkungssystem bereit,
das eine Lenkzustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Lenkzustands
von Rädern,
einen Elektromotor zum Erzeugen der Lenkkraft der Räder und/oder
eine Steuerung zum Senden eines Lenkbefehlssignals an den Elektromotor
beinhaltet, wobei die Steuerung den von der Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung
erfassten Lenkzustand eingibt, den Lenkzustand differenziert, um
dadurch einen differenzierten Wert des Lenkwinkels zu bestimmen,
einen Vergleich zwischen dem differenzierten Wert und einem Schwellwert
durchführt,
um dadurch zu beurteilen, ob der Lenkzustand in einem Haltebetriebszustand
oder einem Lenkbetriebszustand ist, und/oder ein Lenkbefehlssignal
des Haltebetriebs erzeugt, wenn der Lenkzustand im Haltebetriebszustand
ist, und ein Lenkbefehlssignal des Lenkbetriebs erzeugt, wenn der
Lenkzustand im Lenkbetriebszustand ist, wobei eine Haltebetriebssteuerung
oder eine Lenkbetriebssteuerung über
den Elektromotor auf der Grundlage des Lenkbefehlssignals ausgeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Vorrichtung bereitgestellt, die unter Verwendung
der Vorrichtung zur Erfassung des Lenkzustands der Räder den
Lenkzustand der Räder
zwischen dem Lenkbetriebszustand, in dem die Größe des Radlenksignals größer als
ein vorgegebener Wert ist, und dem Haltebetriebszustand, in dem
die Größe des Radlenksignals
kleiner als der vorgegebene Wert ist, beurteilt. Zur Zeit des Lenkbetriebszustands
wird die Steuerung so ausgeführt,
dass die Differenz zwischen dem Drehmomentbefehlswerts an den Elektromotor
und dessen tatsächlichen
Drehmoment kleiner wird. Auch wird zur Zeit des Haltebetriebszustands
die Steuerung so ausgeführt,
dass die Differenz zwischen der Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors
und dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert an diesen kleiner
wird. Als Folge dieser Steuerung wird es möglich, die Mikrovibration des
Lenkrads zu unterdrücken.
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Insbesondere
wird es auch bei einer sehr langsamen Geschwindigkeit möglich, die
Mikrovibration des Lenkrads ohne Hinzufügung eines speziellen Verfahrens
zu unterdrücken.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN
ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Gesamtdiagramm eines Servolenkungssystems in einem ersten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Motorsteuerungsflusses
zur Zeit des Lenkbetriebs/Haltebetriebs der Räder gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Beurteilungsverfahrens
zur Zeit des Lenkbetriebs/Haltebetriebs der Räder gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein Diagramm zur Veranschaulichung der Einstellung eines Beurteilungsmerkers
zur Beurteilungszeit des Lenkbetriebs/Haltebetriebs der Räder gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung des Erzeugungsflusses eines
Motorbefehlswerts in einer Servolenkungssteuereinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6 ist
ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Motortreibers und eines
Elektromotors gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einem Block-Linien-Diagramm;
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7 ist
ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels einer Erzeugungsabbildung
eines Drehmomentbefehlswerts gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels einer Erzeugungsabbildung
eines Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswerts gemäß der vorliegenden Erfindung;
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9 ist
ein Gesamtdiagramm eines Servolenkungssystems in einem zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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10 ist
ein Gesamtdiagramm eines Servolenkungssystems in einem dritten Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Als
vorliegendes Ausführungsbeispiel
ist ein Servolenkungssystem konfiguriert, welches einen Hydraulikmechanismus
zur Erzeugung von Lenkkraft von Rädern in Übereinstimmung mit einem Lenkzustand,
eine Pumpe zum Antreiben des Hydraulikmechanismus, einen Elektromotor
zum Antreiben der Pumpe und eine Steuerung zum Erzeugen eines Befehlswerts
an den Elektromotor beinhaltet, wobei eine Vorrichtung bereitgestellt
ist, welche unter Verwendung einer Vorrichtung zur Erfassung des
Lenkzustands der Räder
den Lenkzustand der Räder
zwischen einem Lenkbetriebszustand, in dem die Radlenkgeschwindigkeit
größer als
ein vorgegebener Wert ist, und einem Haltebetriebszustand, in dem
die Radlenkgeschwindigkeit kleiner als der vorgegebene Wert ist,
beurteilt. Zur Zeit des Lenkbetriebs zustands wird die Steuerung
so ausgeführt,
dass eine Differenz zwischen dem Drehmomentbefehlswert an den Elektromotor
und dessen tatsächlichen
Drehmoment kleiner wird. Auch wird zur Zeit des Haltebetriebszustands
die Steuerung so ausgeführt,
dass eine Differenz zwischen der Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors
und dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert an diesen kleiner
wird.
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Ebenfalls
ist als vorliegendes Ausführungsbeispiel
ein Servolenkungssystem konfiguriert, welches eine Lenkzustand-Erfassungsvorrichtung
zur Erfassung des Lenkzustands von Rädern, einen Elektromotor zum
Erzeugen der Lenkkraft der Räder und
eine Steuerung zum Senden eines Lenkbefehlswerts an den Elektromotor
beinhaltet, wobei die Steuerung den von der Lenkzustands-Erfassungsvorrichtung
erfassten Lenkzustand eingibt, den Lenkzustand differenziert, um
dadurch einen Geschwindigkeitswert zu bestimmen, und ein Lenkbefehlssignal erzeugt,
welches in Übereinstimmung
mit der Größe des Geschwindigkeitswerts
relativ zu einem Schwellwert, der sowohl bei einer sehr langsamen
Geschwindigkeit als auch einer hohen Geschwindigkeit gemeinsam eingestellt
wird, entweder zu einem Haltebetriebsbereich oder einem Lenkbetriebsbereich gehört, wobei
eine Drehmomentsteuerung über
den Elektromotor auf der Grundlage des Lenkbefehlssignals, wenn
das Signal zum Lenkbetriebsbereich gehört, und eine Rotationsgeschwindigkeitssteuerung darüber auf
der Grundlage desselben ausgeführt wird,
wenn das Signal zum Haltebetriebsbereich gehört.
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Als
Vorrichtung zur Vornahme der Beurteilung über den Lenkzustand der Räder wird
die Radlenkgeschwindigkeit erfasst.
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Ein
Elektromotor zur Erzeugung einer Lenkreaktionskraft der Räder ist
auf der Lenkwelle vorgesehen. Dann wird ein auf den Elektromotor
zum Erzeugen der Lenkreaktionskraft der Räder eingestellter Ro tationssensor
als Vorrichtung zur Vornahme der Beurteilung des Lenkzustands der
Räder eingesetzt.
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[Ausführungsform
1]
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Nachstehend
erfolgt die Erläuterung
betreffend die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 8.
Ein Servolenkungssystem 1 erfasst die Eingabe eines Lenkdrehmoments
vom Fahrer. Dann berechnet eine Servolenkungssteuereinheit (d. h.
Steuerung, ECU) 17 einen Assistenzkraft-Befehlswert, der
ein Lenkbefehlssignal wird. Des Weiteren steuert die Steuereinheit
einen Elektromotor 20 an, durch den sie die Räder 8a und 8b lenkt.
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Eine
Lenkeingabevorrichtung beinhaltet ein Lenkrad 16, eine
Lenkwelle 12 und eine mit dem Lenkrad gekoppelte Ausgangsachse 11 zur Übertragung
des Lenkdrehmoments von dieser, einen auf der Lenkwelle 12 vorgesehenen
Lenkwinkelsensor 13, ein auf der Ausgangsachse 11 vorgesehenes
Ritzel 9 und einen Lenkdrehmomentsensor 10 zur
Erfassung des Lenkdrehmoments sowie eine mit dem Ritzel 9 im
Eingriff befindliche Zahnstange 7.
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Ein
Hydraulikkraftstellkolben 2 zur Erzeugung der Assistenzkraft
ist so konfiguriert, dass eine mit der Zahnstange 7 verbundene
Kolbenstange 28 in einem Zylinder 4 hindurchgeht,
der in Richtung der Fahrzeugchassisbreite erstreckt vorgesehen ist.
Ein sich in dem Zylinder 4 gleitend bewegender Kolben 5 ist
an der Kolbenstange 28 befestigt. Im Zylinder 4 bildet
der Kolben 5 Hydraulikkammern 6, d. h. eine rechte
Hydraulikkammer 6b und eine linke Hydraulikkammer 6a.
Das Rad 8a ist mit einem Endabschnitt der Kolbenstange 28 über die
Zahnstange 7 verbunden in Kontakt und das Rad 8b ist
mit ei nem Endabschnitt der Kolbenstange 28 über eine
Verknüpfungsverbindung
verbunden.
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Eine
Umkehrpumpe (Pumpe) 24 zum Antreiben des Hydraulikmechanismus
wird vom Elektromotor 20 angetrieben. Hydraulikrohre 27a und 27b sind mit
der Umkehrpumpe 24 verbunden, die den hydraulischen Druck
erzeugt und zu einer Vorwärts-/Rückwärtsdrehung
imstande ist. Die Rohre 27a und 27b sind weiterhin
jeweils mit den Hydraulikkammern 6 (6a, 6b)
verbunden. Ein Öltank 26 zum Speichern
von Hydrauliköl
ist über
einen Zufuhrkanal 25 ebenfalls mit der Umkehrpumpe 24 verbunden. Dieser Öltank ist
konfiguriert, um das Hydrauliköl sammeln
zu können,
das aus der Umkehrpumpe 24 leckt. Hier ist die Rotationsachse
der Umkehrpumpe 24 mit dem Elektromotor 20 gekoppelt
und der Elektromotor 20 dreht sich durch den Empfang eines
Befehlsstroms von einem Motortreiber 21. Dies gestattet
es, dass die Umkehrpumpe 24 in der zur Vorwärts-/Rückwärts-Drehung
fähigen
Weise angetrieben wird.
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Die
Servolenkungssteuereinheit 17 ist über eine Lenkdrehmoment-Signalleitung 14 mit
dem Lenkdrehmomentsensor 10, über eine Lenkwinkel-Signalleitung 15 mit
dem Lenkwinkelsensor 13 und über eine Befehlswert-Signalleitung 18 bzw.
eine Motorrotationsgeschwindigkeits-Signalleitung 19 mit dem
Motortreiber 21 verbunden. In der Servolenkungssteuereinheit 17 erfolgt
die Beurteilung des Lenkbetriebs/Haltebetriebs auf der Grundlage
der Lenkwinkelinformation, die dem Lenkzustand der Räder entspricht,
wodurch sie die Steuerung über
den Elektromotor 20 schaltet. Weiter wird ein Befehlswert an
den Elektromotor 20 auf der Grundlage des Lenkdrehmoments,
das der Fahrer durch Betätigen
des Lenkrads 16 eingibt, berechnet. Weiterhin wird der
so erzeugte Befehlswert über
die Befehlswert-Signalleitung 18 an den Motortreiber 21 übertragen,
dann weiter über
ein Treiberausgangskabel 23 in den Elektromotor 20 eingegeben.
Die detaillierte Beschreibung dieser Vorgänge erfolgt später unter
Verwendung der 2 bis 8.
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Als
Nächstes
folgt nachstehend unter Bezugnahme auf 2 die Erläuterung
betreffend des Abrisses eines Elektromotor-Steuerflusses, der dem Lenkbetrieb/Haltebetrieb
der Räder
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
entspricht. Wenn der Fahrer bei einem Schritt S101 das Lenkrad 16 betätigt, erfasst der
Lenkwinkelsensor 13 den Lenkwinkel (Schritt S102). Bei
einem Schritt S103 erfolgt die Beurteilung des Lenkbetriebs/Haltebetriebs
der Räder
unter Verwendung eines Verfahrens, das später in 3 und 4 erläutert wird.
Wenn beurteilt wird, dass der Radlenkzustand der Radhaltebetrieb
ist, geht die Steuerung zuerst zu einem Schritt S104. Bei diesem Schritt
wird die Haltebetriebssteuerung so ausgeführt, dass die Rotationsgeschwindigkeit
des Elektromotors 20 gleich einer Befehlsgeschwindigkeit
wird. Das heißt,
die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung wird über den Elektromotor 20 ausgeführt. Durch
den Motor, über
den die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt worden
ist, wird die Rotationsachse der Umkehrpumpe 24 mit einer
konstanten Umdrehung in einem Schritt S105 angetrieben. Dies erzeugt eine
Lenkassistenzkraft (Schritt S106), wodurch der Haltebetrieb der
Räder 8a und 8b gestattet
wird (Schritt S107).
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Wenn
beurteilt worden ist, dass der Radlenkzustand der Radlenkbetrieb
ist, geht unterdessen die Steuerung zu einem Schritt S108 weiter.
Bei diesem Schritt wird die Lenkbetriebssteuerung so ausgeführt, dass
das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors 20 proportional
zu einem Befehlsstrom wird. Das heißt, die Drehmomentsteuerung
wird über
den Elektromotor 20 ausgeführt. Durch den Motor, über den
die Drehmomentsteuerung ausgeführt
worden ist, wird die Umkehrpumpe 24 bei einem Schritt S109 angetrieben.
Dies erzeugt eine Lenkas sistenzkraft (Schritt Silo), wodurch der
Lenkbetrieb der Räder 8a und 8b gestattet
wird (Schritt S111).
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Als
Nächstes
erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf 3 und 4 die
Erläuterung
hinsichtlich eines Beurteilungsverfahrens zur Beurteilung des Lenkbetriebs/Haltebetriebs
der Räder. 3 veranschaulicht
schematisch eine Zeitvariation im Lenkwinkel und eine Zeitvariation
in der Differenzierung erster Stufe des Lenkwinkels. Die Lenkbedingung
ist hier wie folgt: Das heißt,
das Lenkrad wird aus der neutralen Position (d. h. dem Geradeaus-Fahrzustand
des Fahrzeugs) bei konstanter Lenkgeschwindigkeit zu einem Lenkwinkel α1 gedreht.
Danach wird das Lenkrad bei der konstanten Lenkgeschwindigkeit in
die neutrale Position zurückgebracht.
Zu dieser Zeit kann die Differenzierung erster Stufe α' des Lenkwinkels
durch den folgenden Ausdruck bestimmt werden: α' = Δα/Δt (1)
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Im
Fall der 3 wird, wenn das Lenkrad aus
der neutralen Position (d. h. dem Geradeaus-Fahrzustand des Fahrzeugs)
bei der konstanten Lenkgeschwindigkeit gedreht wird, α' gleich dem konstanten
Wert B. Wenn das Lenkrad zurückgedreht wird,
wird α' gleich dem konstanten
Wert-B. Auch wird zur Zeit des Haltebetriebs α' gleich Null, d. h. α' = 0. Wenn der Lenkbetrieb in den Haltebetrieb übergeht,
wird α' gleich Werten, die
durch die Interpolation zwischen B und 0 erhalten werden. Dementsprechend
macht es die Einstellung von Schwellwerten ±A möglich, den Bereich des Lenkbetriebs/Haltebetriebs
der Räder
zu teilen, wie in der Zeichnung veranschaulicht ist. Es zeigt sich,
dass die Einstellung der Schwellwerte ±A auf diese Weise die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung über den
Elektromotor 20 selbst dann ausführt, wenn das Lenkrad 16 mit
der sehr langsamen Geschwindigkeit gedreht wird. Auch ist es aus
praktischen Gründen
der Elektromotorsteuerung bevorzugt, einen Radhaltebetriebs-Beurteilungsmerker
Fk zu verwenden, wie in 4 veranschaulicht ist. Der Merker
Fk wird so gesetzt, dass der Merker Fk gleich 1 wird, wenn die Differenzierung erster
Stufe α' des Lenkwinkels
einen von dem folgenden Ausdruck angegebenen Wert annimmt: –A ≤ α' ≤ A (2)
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Als
Nächstes
erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf 5 die Erläuterung
betreffend ein Ausführungsbeispiel
des Erzeugungsverfahrens zur Erzeugung eines Befehlswerts an den
Elektromotor 20 in der Servolenkungssteuerung 17.
In der Servolenkungssteuerung 17 wird ein Lenkwinkelsignal 61 in
einen Lenkzustands-Beurteilungsblock 41 eingegeben, in
dem der Haltebetriebs-Beurteilungsmerker Fk berechnet wird. Wenn
zum Beispiel beurteilt worden ist, dass der Radlenkzustand ein Radlenkbetrieb ist,
wird der Wert eines Lenkbetriebsmerkers 42 1-Fk = 1, da
Fk = 0. Dadurch wird eine Drehmomentbefehlssteuerung ausgewählt. Auf
der Grundlage der im Voraus vorbereiteten und schematisch in 7 veranschaulichten
Abbildungsinformation berechnet ein Drehmomentbefehlswert-Berechnungsblock 43 einen
Drehmomentbefehlswert durch Verwendung eines Lenkdrehmomentsignals 60.
Der so berechnete Drehmomentbefehlswert wird über die Befehlswert-Signalleitung 18 in
den Motortreiber 21 eingegeben. Im Motortreiber 21 führt ein
Steuersystem, das später
in 6 erläutert
wird, die Drehmomentsteuerung unter Verwendung eines Ankerstroms
aus, der über
eine Motorrotationsgeschwindigkeits-/Ankerstrom-Signalleitung 22 erfasst
wird. Eine Lenksystemlast 51, wie etwa die Umkehrpumpe,
wird mit der Ausgangsachse 50 des Elektromotors gekoppelt
und vom Elektromotor angetrieben. Wenn beurteilt worden ist, dass
der Radlenkzustand ein Radhaltebetrieb ist, wird unterdessen der
Wert eines Haltebetriebsmerkers 44 1, da Fk = 1. Dadurch
wird eine Rotationsgeschwindig keitssteuerung ausgewählt. Auf
der Grundlage von Abbildungsinformation, die im Voraus vorbereitet
und schematisch in 8 veranschaulicht ist, berechnet
ein Geschwindigkeitsbefehlswert-Berechnungsblock 45 einen
Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert unter Verwendung des Lenkdrehmomentsignals 60.
Eine Abweichung zwischen dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert und
einer über
eine Motorrotationsgeschwindigkeits-Signalleitung 62 erfassten
Motorrotationsgeschwindigkeit wird in einer Anteilsverstärkung 46 berechnet,
dann über
die Befehlswert-Signalleitung 18 in den Motortreiber 21 eingegeben.
Im Motortreiber 21 wird die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt.
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Als
Nächstes
erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf 6 die Erläuterung
hinsichtlich des Prinzips der im Motortreiber 21 ausgeführten Drehmomentsteuerung. 6 veranschaulicht
ein allgemeines Steuerungs-Block-Linien-Diagramm des Elektromotors 20 und
des Motortreibers 21 (siehe beispielsweise Hiroshi Ogino, „How to
Use Brushless DC Motor",
Ohmsha, S. 16–17).
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In 6 bezeichnen
die jeweiligen Bezugszeichen die folgenden Inhalte:
- Ac:
- Stromverstärker
- La:
- Ankerinduktivität
- Ra:
- Ankerwiderstand
- KT:
- Drehmomentkonstante
- J:
- Motorachsenträgheit
- 1/Kc:
- Stromerfassungsvorrichtung
- KE:
- Induzierte-Spannungs-Konstante
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Auch
bezeichnet 1/s einen Integrationsvorgang.
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Eine
Differenz zwischen einem Strombefehlswert 70a und einem
Ankerstrom 70b aus der Stromrückkopplungsschleife wird in
einen Stromverstärker 72 eingegeben.
Danach wird eine induzierte Spannung, die proportional zur Rotationsgeschwindigkeit 70e der
Motorachse ist, durch einen Induzierte-Spannungs-Konstante-Block 76 bestimmt.
Des Weiteren wird eine Differenz zwischen dem Strombefehlswert und
der induzierten Spannung in einen Ankerwiderstand/-induktivitäts-Kennlinienblock
r eingegeben. Dies erzeugt den Ankerstrom 70b und gestattet
einem Drehmomentkonstantenblock 74 die Bestimmung eines
Drehmoments 70c, das der Elektromotor 20 erzeugt.
Weiterhin wird in einem Motorachsenträgheitsblock 75 die
Motorachsen-Rotationsgeschwindigkeit 70e auf der Grundlage
einer Differenz zwischen dem Drehmoment 70c und einem äußeren Störungsdrehmoment 70d bestimmt.
In der oben beschriebenen Konfiguration wird es möglich, den
Ankerstrom 70b, der proportional zum Strombefehlswert 70a ist,
fließen
zu lassen, indem der Wert des Stromverstärkers 72 übermäßig groß gemacht wird.
Folglich zeigt es sich, dass das Drehmoment 70c ebenfalls
proportional zum Strombefehlswert 70a wird. Dies gestattet
die Ausführung
der Drehmomentsteuerung.
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Es
wird der Fall betrachtet, in dem das Servolenkungssystem 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
verwendet wird, das wie oben beschrieben konfiguriert ist. Zuerst
wird zur Zeit des Lenkbetriebs die Drehmomentsteuerung über den
Elektromotor 20 ausgeführt,
wodurch die Umkehrpumpe 24 angetrieben wird. Unterdessen
dreht sich zur Zeit des Haltebetriebs das Lenkrad 16 mit
sehr langsamer Geschwindigkeit oder befindet sich in einem Stoppzustand.
Zu dieser Zeit bewegt sich die Zahnstange 7 ebenfalls mit
sehr langsamer Geschwindigkeit oder befindet sich in einem Stoppzustand.
In diesen Zuständen
braucht die Umkehrpumpe 24 kaum das Hydrauliköl auszustoßen, muss
aber gleichzeitig den Ausstoßdruck
konstant hal ten. Das heißt,
es ist ratsam, die Achse der Umkehrpumpe 24 mit sehr langsamer
Geschwindigkeit und mit konstanter Rate zu drehen. In diesem Fall
wird nun die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung über den Elektromotor 20 ausgeführt. Dies
treibt die Umkehrpumpe 24 mit der konstanten Rotation an.
Das heißt,
der Ausstoßdruck der
Umkehrpumpe 24 wird konstant gehalten, was die selbsterregte
Vibration des Lenkrads 16 unterdrückt.
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Obwohl
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Servolenkungssteuerung 17 und der Motortreiber 21 getrennt
ausgebildet sind, können diese
Einheiten auch in integrierter Weise ausgebildet sein. In diesem
integrierten Fall wird eine Verkleinerung des Systems durchführsetzbar.
Dies gestattet eine Verbesserung der eingebauten Anlage im Fahrzeug.
Auch kann als Ersatz für
den Lenkwinkelsensor 13 zur Beurteilung des Lenkstatus
ebenfalls ein Sensor verwendet werden, der zum Beispiel zur Erfassung
des Hubs der Kolbenstange 28 entworfen ist. Dies ist wirksam,
wenn in der Nähe
des Lenkrads 16 nicht genügend Raum zur Verfügung steht.
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Das
Servolenkungssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels beinhaltet
den Elektromotor 20 zum Erzeugen der Lenkkraft der Räder in Übereinstimmung
mit dem Treiber oder dem Lenkzustand der Steuerung sowie die Steuerung 17 zum
Erzeugen des Befehlswerts an den Elektromotor 20, wobei unter
Verwendung der Vorrichtung zum Erfassen des Lenkzustands der Räder 8a und 8b,
wenn die Radlenkgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener Wert,
d. h. ein Schwellwert, ist, die Steuerung so ausgeführt wird,
dass eine Differenz zwischen dem Drehmomentbefehlswert an den Elektromotor
und dessen tatsächlichen
Drehmoment kleiner wird und, wenn die Radlenkgeschwindigkeit kleiner
als der vorgegebene Wert ist, die Steuerung so ausgeführt wird,
dass eine Differenz zwischen der Rotationsge schwindigkeit des Elektromotors 20 und
dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert an diesen kleiner wird.
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Das
Servolenkungssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels beinhaltet
ebenfalls den Hydraulikmechanismus zur Erzeugung der Lenkkraft der
Räder in Übereinstimmung
mit dem Treiber oder dem Lenkzustand der Steuerung, die Pumpe zum Antreiben
des Hydraulikmechanismus, den Elektromotor zum Antreiben der Pumpe
und die Steuerung zum Erzeugen des Befehlswerts an den Elektromotor,
wobei die Vorrichtung bereitgestellt ist, die unter Verwendung der
Vorrichtung zur Erfassung des Lenkzustands der Räder den Lenkzustand der Räder zwischen
dem Lenkbetrieb, in dem die Radlenkgeschwindigkeit größer als
ein vorgegebener Wert ist, und dem Haltebetriebszustand, in dem
die Radlenkgeschwindigkeit kleiner als der vorgegebene Wert ist, beurteilt.
Zur Zeit des Lenkbetriebszustands wird die Steuerung so ausgeführt, dass
eine Differenz zwischen dem Drehmomentbefehlswert an den Elektromotor
und dessen tatsächlichen
Drehmoment kleiner wird. Auch wird zur Zeit des Haltebetriebszustands die
Steuerung so ausgeführt,
dass eine Differenz zwischen der Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors
und dem Rotationsgeschwindigkeits-Befehlswert an diesen kleiner
wird.
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Als
Vorrichtung zur Vornahme der Beurteilung des Lenkzustands der Räder 8a und 8b ist
die Erfassung der Radlenkgeschwindigkeit ebenfalls bevorzugt.
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Der
Elektromotor 20 zur Erzeugung einer Lenkreaktionskraft
der Räder 8a und 8b ist
auf der Lenkwelle vorgesehen. Danach wird ein auf den Elektromotor
eingestellter Rotationssensor zum Erzeugen der Lenkreaktionskraft
der Räder
als die Vorrichtung zur Vornahme der Beurteilung des Lenkzustands
der Räder 8a und 8b eingesetzt.
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Die
im Servolenkungssystem vorgesehene Steuerung gibt den Lenkzustand
zum Berechnen der Radlenkgeschwindigkeit ein, wobei der Lenkzustand von
der Lenkzustands-Erfassungsvorrichtung erfasst wird, und erzeugt
in Abhängigkeit
von der Größe der Radlenkgeschwindigkeit
als Lenkbefehlssignal das Drehmomentsteuersignal oder das Rotationsgeschwindigkeitssignal
für den
Elektromotor, wobei die Drehmomentsteuerung oder die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung über den
Elektromotor auf der Basis des Lenkbefehlssignals ausgeführt werden.
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Ebenfalls
gibt die Steuerung den Lenkzustand ein, um das Lenkbefehlssignal
zu erzeugen, wobei der Lenkzustand von der Lenkzustands-Erfassungseinrichtung
erfasst wird und das Lenkbefehlssignal entweder zum Haltebetriebsbereich
oder dem Lenkbetriebsbereich in Übereinstimmung
mit ein und demselben Kriterium gehört, das sowohl auf die sehr langsame
Geschwindigkeit als auch die hohe Geschwindigkeit anzuwenden ist,
wobei die Drehmomentsteuerung über
den Elektromotor auf der Grundlage des Lenkbefehlssignals ausgeführt wird,
wenn das Signal zum Lenkbefehlsbereich gehört, und die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung
darüber
auf der Basis desselben ausgeführt
wird, wenn das Signal zum Haltebetriebsbereich gehört.
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Ebenfalls
gibt die Steuerung den durch die Lenkzustands-Erfassungseinrichtung
erfassten Lenkzustand ein, differenziert dadurch den Lenkzustand
zur Bestimmung des differenzierten Werts, nimmt den Vergleich zwischen
dem differenzierten Wert und dem Schwellwert vor, um dadurch zu
beurteilen, ob der Lenkzustand im Haltebetriebszustand oder Lenkbetriebszustand
ist, und erzeugt das Lenkbefehlssignal des Haltebetriebs, wenn der
Lenkzustand im Haltebetriebszustand ist, und erzeugt das Lenkbefehlssignal
des Lenkbetriebs, wenn der Lenkzustand im Lenkbetriebszustand ist,
wobei die Haltebetriebssteuerung oder die Lenkbetriebssteuerung über den
Elektromotor auf der Grundlage des Lenkbefehlssignals ausgeführt werden.
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Ebenfalls
gibt die Steuerung den durch die Lenkzustands-Erfassungseinrichtung
erfassten Lenkzustand ein, differenziert dadurch den Lenkzustand
zur Bestimmung des Geschwindigkeitswerts und erzeugt das Lenkbefehlssignal,
das in Übereinstimmung
mit der Größe des Geschwindigkeitswerts relativ
zum Schwellwert, der sowohl für
die sehr langsame Geschwindigkeit als auch die hohe Geschwindigkeit
gemeinsam eingestellt ist, entweder zum Haltebetriebsbereich oder
dem Lenkbetriebsbereich gehört,
wobei die Drehmomentsteuerung über
den Elektromotor auf der Grundlage des Lenkbefehlssignals ausgeführt wird,
wenn das Signal zum Lenkbefehlsbereich gehört, und die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung
darüber
auf der Grundlage desselben ausgeführt wird, wenn das Signal zum
Haltebetriebsbereich gehört.
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Notwendige
Bestätigungsschritte
zur Bestätigung,
dass das vorliegende Ausführungsbeispiel ausgeführt worden
ist, sind wie folgt: Das heißt,
die Kopplung zwischen dem Motortreiber 21 und der Motorrotationsgeschwindigkeits-Signalleitung 19 wird freigegeben.
Dann wird anstelle eines Motordrehzahlsignals vom Motortreiber 21 beispielsweise
eine konstante Spannung angelegt. In diesem Fall wird bevorzugt,
durch Überwachen
des Befehlswerts über die
Befehlswertsignalleitung 18 die folgende Bedingung zu bestätigen: im
Lenkbetriebszustand ändert sich
der Befehlswert nicht, selbst wenn die angelegte Spannung erhöht wird;
wohingegen im Haltebetriebszustand der Befehlswert gemeinsam mit
der Zunahme der angelegten Spannung ansteigt. Auch wird es bevorzugt,
durch Messen der Rotationsgeschwindigkeiten des Elektromotors 20 zu
den Zeiten des Lenkbetriebs und des Haltebetriebs die folgende Bedingung
zu bestätigen:
Zur
Zeit des Lenkbetriebs tritt eine Variation in der Motorrotationsgeschwindigkeit
auf; wohingegen zur Zeit des Haltebetriebs die Motorrotationsgeschwindigkeit
konstant ist.
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[Ausführungsform
2]
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Als
Nächstes
erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf 9 die Erläuterung
hinsichtlich eines weiteren Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung. Bezüglich
der gleichen Konfigurationen wie diejenigen im ersten Ausführungsbeispiel
werden die Erläuterungen
dafür in
unterstützter
Weise gegeben. Nachstehend bleibt diese Erläuterungsweise die gleiche.
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In
einem Servolenkungssystem 100 beinhaltet die Lenkeingangsvorrichtung
das Lenkrad 16, die mit dem Lenkrad im Eingriff gekoppelte
Lenkwelle 12, um von ihr das Lenkdrehmoment zu übertragen,
und einen Lenkreaktionskraft-Erzeugungsmotor 80.
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Als
Ersatz für
den Lenkwinkelsensor 13 und den Lenkdrehmomentsensor 10 im
ersten Ausführungsbeispiel
erfasst die Servolenkungssteuereinheit 17 einen Lenkwinkel
vom Lenkreaktionskraft-Erzeugungsmotor 80 über eine
Lenkwinkel-Signalleitung 81 und erfasst das Lenkdrehmoment
von einem Lenkdrehmomentsensor 84 über eine Lenkdrehmoment-Signalleitung 83.
Dies gestattet der Steuereinheit 17 die Konfiguration eines
Rotationssensors und die Berechnung eines Lenkbefehlswerts an den
Elektromotor 20. Der Punkt, in dem sich das vorliegende Ausführungsbeispiel
vom ersten Ausführungsbeispiel
unterscheidet, ist folgender: Die vom Lenkrad 16 eingegebene
Lenkkraft wird nämlich
nicht direkt an das Ritzel 9 übertragen, sondern von einem Steer-by-wire-System
(elektrischen Lenksystem), das mechanisch von ihm isoliert ist,
erzeugt. Im Steer-by-wire-System besteht die Notwendigkeit der Erzeugung
einer Lenkreaktionskraft von den Rädern 8a und 8b.
Infolgedessen ist das Steer-by-wire-System so konfiguriert, dass
die Servolenkungssteuereinheit 17 einen Lenkreaktionskraft-Befehlswert
erzeugt und den Reaktionskraft-Befehlswert über eine Reaktionskraft-Befehlswert-Signalleitung 82 in
den Lenkreaktionskraft-Erzeugungsmotor 80 eingibt. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
wird eine externe vibrierende Kraft von der Straßenoberfläche nicht direkt auf das Lenkrad 16 übertragen.
Dadurch ist das vorliegende Ausführungsbeispiel
bei der Verbesserung des Lenkgefühls
wirksam. Da die anderen Konfigurationen im Grunde genommen die gleichen
wie diejenigen im ersten Ausführungsbeispiel
sind, wird auf eine Erläuterung
derselben verzichtet.
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[Ausführungsbeispiel
3]
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Als
Nächstes
erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf 10 die
Erläuterung
hinsichtlich eines noch weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung. In einem Servolenkungssystem 110 empfängt ein
Elektromotor 111 einen Befehl von einem Motortreiber 112.
Dies gestattet es dem Motor 111, eine Lenkassistenzkraft über ein
auf der Motorachse vorgesehenes Zahnrad A113 und ein auf der Lenkachse 12 vorgesehenes
und mit dem Zahnrad A113 im Eingriff befindliches Zahnrad B114 zu
erzeugen.
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Die
Eigenschaft des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist wie folgt:
Das
heißt,
zur Zeit des Haltebetriebs wird die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung
so ausgeführt,
dass die Rotation des Elektromotors 111 stoppt.
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Der
Punkt, in dem sich das vorliegende Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel
unterscheidet, ist folgender: Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Lenkassistenzkraft nämlich
allein mit der Verwendung des Elektromotors erzeugt, d. h. ohne
die Ver wendung des Hydraulikmechanismus. Dadurch benötigt das
vorliegende Ausführungsbeispiel
nur die kleine Anzahl von Konfigurationskomponenten und ist wirksam
bei der Umsetzung der Kostensenkung, Platzeinsparung und Gewichtsverringerung
des Systems. Da die anderen Konfigurationen im Grunde genommen die
gleichen wie diejenigen im ersten Ausführungsbeispiel sind, wird auf die
Erläuterung
derselben verzichtet.
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Notwendige
Bestätigungsschritte
zur Bestätigung,
dass das vorliegende Ausführungsbeispiel ausgeführt worden
ist, sind wie folgt: Das heißt,
die Kopplung zwischen dem Motortreiber 112 und der Motorrotationsgeschwindigkeits-Signalleitung 19 wird
freigegeben. Dann wird anstelle eines Motordrehzahlsignals vom Motortreiber 112 beispielsweise eine
konstante Spannung angelegt. In diesem Fall wird es bevorzugt, durch Überwachen
des Befehlswerts über
die Befehlswert-Signalleitung 18 die
folgende Bedingung zu bestätigen:
Im Lenkbetriebszustand ändert
sich der Befehlswert nicht, selbst wenn die angelegte Spannung erhöht wird;
wohingegen im Haltebetriebszustand der Befehlswert gemeinsam mit
der Zunahme der angelegten Spannung ansteigt. Auch wird es bevorzugt,
durch Messen der Rotationsgeschwindigkeiten des Elektromotors 111 zu
den Zeiten des Lenkbetriebs und des Haltebetriebs die folgende Bedingung
zu bestätigen:
Zur Zeit des Lenkbetriebs tritt eine Variation in der Motorrotationsgeschwindigkeit
auf; wohingegen zur Zeit des Haltebetriebs die Motorrotationsgeschwindigkeit
stoppt.
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Als
Zusammenfassung des bis hierher erläuterten vorliegenden Ausführungsbeispiels
wird das vorliegende Ausführungsbeispiel
wie folgt ausgedrückt.
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Als
Gegenmaßnahme 1 die
Verhinderung der selbsterregten Vibration des Lenkrads, als Gegenmaßnahme 2 eine
Verstärkung
der Lenkassi stenzkraft und als Gegenmaßnahme 3 die Bereitstellung
des Servolenkungssystems, welches sowohl zur Zeit der sehr langsamen
Geschwindigkeit als auch der Zeit der hohen Geschwindigkeit gemeinsam
genutzt werden kann. In konventioneller Weise ist das Servolenkungssystem
hier kompliziert gemacht worden. Dies liegt daran, dass das System
in klassifizierter Weise eingesetzt worden ist, je nachdem, ob der Fall
die Zeit der sehr langsamen Geschwindigkeit oder die Zeit der hohen
Geschwindigkeit ist.
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Aufgrund
dessen wird als Gegenmaßnahme dazu
auf der Grundlage der Beurteilung des Haltebetriebszustands/Lenkbetriebszustands
das Schalten zwischen der Rotationsgeschwindigkeitssteuerung und
der Drehmomentsteuerung über
den Elektromotor ausgeführt.
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Als
konkrete Konfiguration wird als Lenkwinkelsignal der Lenkzustand
des Lenkrads oder das Lenkreaktionskraftsignal der Räder bestimmt.
Weiterhin wird die Differenzierung erster Stufe des Lenkwinkelsignals
bestimmt, dann wird der Vergleich zwischen dem Geschwindigkeitswert,
d. h. dem differenzierten Wert, und dem Schwellwert durchgeführt. Dieser
Vorgang gestattet die Teilungseinstellung des Haltebetriebs-/Lenkbetriebsbereichs.
Wenn beurteilt worden ist, dass der Lenkzustand der Lenkbetrieb
ist, wird die Steuerung so ausgeführt, dass die Differenz zwischen
dem Drehmomentbefehlswert und dessen tatsächlichen Drehmoment kleiner
wird. Wenn beurteilt worden ist, dass der Lenkzustand der Haltebetrieb
ist, wird unterdessen die Rotationsgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann die Radlenkgeschwindigkeit leicht und
sicher durch Berechnen der Differenzierung des Lenkwinkelsignals
bestimmt werden. Die Radlenkgeschwindigkeit kann jedoch auch in
direkter Weise bestimmt werden. Weiterhin wird in Abhängigkeit
von der Größe der Radlenkgeschwindigkeit
beurteilt, ob die Geschwindigkeit in einen vorgegebenen Bereich
fällt oder
nicht. Dieser Vorgang gestattet die Einstellung des Haltebetriebs-/Lenkbetriebsbereichs,
wodurch die Erzeugung des Befehls zur Ausführung der Elektromotor-Rotationsgeschwindigkeitssteuerung
oder -Drehmomentsteuerung ausgeführt
wird. Dies erlaubt schließlich
die Ausführung
der Rotationsgeschwindigkeitssteuerung oder Drehmomentsteuerung über den
Elektromotor.
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Es
sollte vom Fachmann weiterhin verstanden werden, dass die vorstehende
Beschreibung zwar an Ausführungsbeispielen
der Erfindung erfolgt ist, die Erfindung jedoch nicht auf diese
beschränkt ist
und verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen.