DE68911775T2

DE68911775T2 - Einrichtung zur Ermittlung des Mittelpunktes des Lenkungswinkels.

Info

Publication number: DE68911775T2
Application number: DE68911775T
Authority: DE
Inventors: Toshihiko C O Koyo Seiko Daido; Hirofumi C O Koyo Sei Matsuoka; Hidetoshi C O Koyo Seik Tabuse
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1989-07-08
Publication date: 1994-06-23
Anticipated expiration: 2009-07-09
Also published as: EP0350819B1; EP0350819A2; US4961474A; EP0350819A3; DE68911775D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts eines Lenkmechanismus und insbesondere eine Vorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunktes durch Erkennen eines Geradeausfahrtzustands.
Bei Einer Servolenkvorrichtung zur Unterstützung der Lenkkraft auf der Basis eines ermittelten Ergebnisses eines auf ein Lenkrad aufgebrachten Lenkdrehmoments wird üblicherweise ein Lenkwinkel als eine der Lenkbedingungen gewählt.
Als Einrichtungen zum Ermitteln des Lenkwinkels sind Vorrichtungen bekannt, die einen Sensor aufweisen, beispielsweise ein Potentiometer, das zum Erkennen der Bewegung einer Lenkradwelle oder einer Zahnstange an dieser vorgesehen ist.
Bei einer solchen Lenkwinkelerkennungsvorrichtung wird bei einer Geradausfahrt des Fahrzeugs der Sensorausgang eingestellt und als ein vorbestimmter Ausgangswert festgelegt, wodurch der Mittelpunkt des Lenkwinkels ermittelt wird.
Bei der herkömmlichen Lenkwinkelerkennungsvorrichtung wird jedoch durch das Vorbestimmen eines Ausgangswertes des Sensors als Mittelpunkt des Lenkwinkels eine Diskrepanz zwischen dem vorbestimmten Ausgangswinkel des Sensors und dem Mittelpunkt des Lenkwinkels für die Geradeausfahrt des Fahrzeugs erzeugt, und zwar aufgrund alterungsbedingter Verschlechterungen durch Unwucht des Lenkmechanismus, verursacht durch Querneigung, Verkantung nach innen und dergleichen, Wartung und Reparatur des Lenkmechanismus, wodurch sich das Problem ergibt, daß der Mittelpunkt nicht mit hoher Genauigkeit ermittelt wird.
Um die genannte Diskrepanz zu vermeiden und ein hochgenaues Erkennen des Mittelpunkts zu ermöglichen, besteht die Notwendigkeit, den Ausgangswert des Sensors in einem Intervall bestimmter Dauer oder bei jeder Wartung zu kompensieren.
US-A-4 720 791 offenbart ein Lenksystem für ein Fahrzeug, das ein Verfahren zum Erzeugen eines Lenkwinkelsignals verwendet, durch welches Fehler, die durch das Verstellen eines auf der Lenkwelle vorgesehenen Sensors verursaht werden, eliminiert werden. Da fehlerhafte Sensorwerte nur in bestimmten Winkelpositionen auftreten, z. B. bei jeder vollen Umdrehung der Welle, ist ein Drehbereich, in dem keine Fehler auftreten, durch zwei Begrenzungsmarkierungen definiert, wobei die fehlerhafte Sensorwerte liefernde Position ausgeschlossen ist. Das Lenkwinkelsignal wird direkt aus dem Sensorwert berechnet, wenn sich der Drehwinkel der Welle innerhalb dieses Bereichs befindet, und es wird auf einen vorbestimmten Wert eingestellt, wenn sich der Drehwinkel außerhalb dieses Bereichs befindet. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, bei dem dieses Verfahren verwendet wird, kann als zusätzlicher Parameter für die Beurteilung herangezogen werden, ob der Steuerwinkel bestimmt werden muß. Der Lenkwinkelmittelpunkt kann mittels dieses Verfahrens nicht ermittelt werden. Der Mittelpunkt muß vorab definiert werden, wodurch das zuvor erwähnte Problem entsteht.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts zu schaffen, die das Kompensieren des Ausgangswerts eines Sensors unnötig macht und die Erkennungsgenauigkeit des Mittelpunkts erhöht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts, die erkennt, daß ein Fahrzeug geradeaus fährt, wenn das Lenkdrehmoment geringer ist als ein einer Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechender Drehmomentsollwert, und die den Lenkwinkel zu diesem Zeitpunkt und damit den Mittelpunkt des Lenkwinkels erkennt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 2 schafft eine Vorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts, die feststellt, daß ein Fahrzeug geradeaus fährt, wenn das Lenkdrehmoment geringer ist als ein einer Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechender Drehmomentsollwert und die Drehgeschwindigkeit eines Lenkrades geringer ist als ein vorbestimmter Wert, und die den Lenkwinkel zu diesem Zeitpunkt und damit den Mittelpunkt des Lenkwinkels erkennt, wodurch das Kompensieren des Ausgangswerts eines Sensors unnötig und die Erkennungsgenauigkeit des Mittelpunkts erhöht wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 3 schafft eine Vorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts, die feststellt, daß ein Fahrzeug geradeaus fährt, wenn das Lenkdrehmoment geringer ist als ein einer Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechender Drehmomentsollwert und die Drehmomentveränderung gering ist, und die den Lenkwinkel zu diesem Zeitpunkt und damit den Mittelpunkt des Lenkwinkels erkennt, wodurch das Kompensieren des Ausgangswerts eines Sensors unnötig und die Erkennungsgenauigkeit des Mittellpunkts erhöht wird.
Die genannten und weitere Aufgaben und Merkmale dar Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen:
Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels einer Servolenkvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Aufbaus eines Drehdetektors entlang der Linie III-III in Fig. 1.
Fig. 4 ist eine Wellenformdarstellung einer Ausgangswellenform des Drehdetektors.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus und der Funktion einer Steuereinheit.
Fign. 6 - 10 zeigen Flußdiagramme zur Erläuterung jedes Steuervorgangs.
Fig. 11 zeigt eine graphische Darstellung einer Charakteristik der Beziehung zwischen dem Motorstrom und dem Drehmoment an einer Anzeigestromfunktionseinheit.
Fig. 12 ist ein Flußdiagramm der Winkelgeschwindigkeitssteuerung.
Fig. 13 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus und der Funktion einer Steuereinheit eines anderen Ausführungsbeispiels.
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm einer Mittelpunkterkennung bei einem anderen Ausführungsbeispiel; und
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm einer Mittelpunkterkennung bei einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Die folgende Beschreibung der vorliegenden Erfindung erfolgt in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen dem Ausführungsbeispiele. Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene Vorderansicht einer Servolenkvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung. Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1. Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des Aufbaus eines als Lenkpositionserkennungseinrichtung verwendeten Drehdetektors entlang der Linie III- III der Fig. 1.
In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Zahnstange, die konzentrisch in ein zylindrisches Zahnstangengehäuse 2 eingeführt ist, das an einem Teil des Fahrzeugkörpers befestigt ist, wobei seine Längsrichtung die rechts-links- Richtung darstellt. 3 bezeichnet eine Ritzelwelle, die drehbar derart gelagert ist, daß ihr Wellenmittelpunkt die Zahnstange 1 im Innern eines damit verbundenen Ritzelwellengehäuser 4 in der Nähe eines Endbereiches der Zahnstange 2 schräg schneidet.
Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht die Ritzelwelle 3 aus einer oberen Welle 3a und einer unteren Welle 3b, die über eine Torsionsstange 5 koaxial miteinander verbunden sind, wobei die obere Welle 3a im Inneren des Ritzelwellengehäuses 5 auf einem Kugellager 40 gelagert ist, wobei ihr oberer Endbereich über ein nicht dargestelltes Universalgelenk mit einem Lenkrad verbunden ist. Die untere Welle b an der angrenzenden Position des oberen Endbereiches ist im Inneren des Ritzelwellengehäuses 4 mittels eines Vierpunktkugellagers 41 derart gelagert, daß die genaue Länge ihres unteren Teils aus einer Öffnung an der Unterseite des Ritzelwellengehäuses 4 ragt. Das Vierpunktkugellager 41 ist von außen auf die untere Welle 3b von der Seite des unteren Endbereiches her aufgepaßt und ist an der Außenseite der unteren Welle 3b in axialer Richtung angeordnet, wobei beide Seiten des inneren Rings durch Abstufungen, die in der Nähe des oberen Endbereiches der unteren Welle 3b ausgebildet sind, und durch eine Schulter 42, die von außen von der Seite des unteren Endbereiches her befestigt und an der Umfangsfläche verstemmt ist, gehalten sind. Dann wird es zusammen mit der unteren Welle 3b von der zuvor erwähnten Öffnung an der Unterseite her in das Ritzelwellengehäuse 4 eingepaßt und im Inneren des Ritzelwellengehäuses 4 in Axialrichtung positioniert, wobei beide Seiten des Außenringes von einem kreisförmigen Schulterteil, das am unteren Teil des Gehäuses 4 ausgebildet ist, und einer Sicherungsmutter 43, die von der Öffnung her an das Gehäuse 4 geschraubt ist, gehalten sind, und es trägt die auf die untere Welle 3b einwirkende radiale Last und die Drucklast beider Richtungen.
Im mittleren Bereich der unteren Welle 3b, die aus dem Ritzelwellengehäuse 4 herausragt, sind in deren Axialrichtung Ritzelzähne 30 in geeigneter Länge ausgebildet. Wenn das Ritzelwellengehäuse 4 mit Befestigungsschrauben 44 an der Oberseite des oben erwähnten Zahnstangengehäuses 2 befestigt ist, greifen die Ritzelzähne 30 mit den in der Nähe eines Endbereiches der Zahnstange 1 in deren Axialrichtung in geeigneter Länge im Inneren des Zahnstangengehäuses 2 ausgebilderen Zahnstangenzähnen 10 zusammen, wodurch die untere Welle 3b mit der Zahnstange 1 zusammengreift, wobei sich ihre Wellenmittelpunkte schräg schneiden. Von der Position des Zusammengreifens mit der Zahnstange 1 aus erstreckt sich die untere Welle 3b weiter nach unten, wobei ein großes Kegelrad 31, dessen mit Zähnen versehene Fläche nach unten geneigt ist, koaxial zu der unteren Welle 3b auf deren unteren Endbereich aufgesetzt ist. Die untere Welle 3b ist mittels eines Nadellagers 33 in einem Kegelradgehäuse 20 gelagert, das an die Unterseite des Zahnstangengehäuses 2 so angesetzt ist, daß es das große Kegelrad 31 umgibt. Dementsprechend wird die untere Welle 3b an beiden Seiten der Position des Zusammengreifens der Zahnstange 10 mit den Ritzelzähnen 30 mittels des Vierpunktkugellagers 41 und des Nadellagers 33 gelagert, wodurch der Betrag der Biegung der unteren Welle 3b an der Position des Zusammengreifens innerhalb der vorbestimmten Toleranz gehalten ist.
Darüber hinaus ist an der Position des Zusammengreifens der Zahnstangenzähne 10 mit den Ritzelzähnen 30 ein Druckteil 12 vorgesehen, das die Zahnstange 1 durch Vorspannkraft einer Druckfeder 11 auf die Ritzelwelle 3 vorschiebt, so daß die Zahnsangenzähne 10 und die Ritzelzähne 30 ohne Lücke in Eingriff gebracht werden können. An der Zusammengriffsposition ist die Zahnstange 1, gestützt von dem Druckteil 12 und der unteren Welle 3b, derart gehalten, daß sie von beiden Seiten in radialer Richtung gehalten ist, und ist ferner von einer Lagerbuchse 13 gestützt, die in einen Endbereich des Zahnstangengehäuses 2 gegenüber dessen Verbindungsstelle mit dem Ritzelwellengehäuse 4 eingepaßt ist, wobei sie im Inneren des Zahnstangengehäuses 2 axial frei bewegbar ist. Sowohl die rechten als auch die linken Endbereiche der Zahnstange 1, die jeweils zu beiden Seiten des Zahnstangengehäuses 2 herausragen, sind mit Verbindungsstangen 15,15 verbunden, die sich über jeweilige Kugelgelenke 14,14 zu den nicht dargestellten rechten und linken Rädern erstrecken, wobei die Räder entsprechend der Bewegung der Zahnstange 1 in deren Axialrichtung nach rechts oder links gelenkt werden.
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 6 einen Drehmomentsensor zum Erkennen des auf das Lenkrad ausgeübten Drehmoments. Der Drehmomentsensor 6 verwendet ein Potentiometer mit einem Widerstandshalteteil 60, das außen auf die obere Welle 3a aufgepaßt ist, sich mit dieser dreht und an der unteren Endfläche einen kreisförmigen Widerstand bildet, wobei der Wellenmittelpunkt der oberen Welle 3a den Mittelpunkt bildet, und einem Erkennungsstückhalteteil 61, das außen auf die untere Welle 3b aufgepaßt ist, sich mit dieser dreht und an der oberen Endfläche ein Erkennungsstück bildet, das mit einem Punkt in radialer Richtung auf dem Widerstand in Gleitkontakt ist. Die obere Welle 3a der Ritzelwelle 3 dreht sich entsprechend der Drehung des Lenkrades um die Axialwelle, der auf die Räder einwirkende Widerstand der Straßenoberfläche jedoch wirkt über die Zahnstange 1 auf die untere Welle 3b ein, wodurch an einer zwischen den beiden Wellen angeordneten Torsionsstange 5 eine Verdrehung entsprechend dem auf das Lenkrad 1 ausgeübten Drehmoment bewirkt wird. Der Drehmomentsensor 6 gibt die in Umfangsrichtung erzeugte relative Verschiebung zwischen dar oberen Welle 3a und der unteren Welle 3b, die eine Begleiterscheinung der Verdrehung der Torsionsstangen 5 ist, als der Position des Gleitkontaktes zwischen dem Erkennungsstück und dem Widerstand entsprechendes Potential wieder, und falls an der Torsionsstange 5 keine Verdrehung erzeugt wird, das heißt, falls kein Lenken erfolgt, wird er zur Ausgabe dem spezifizierten Referenzpotentials initialisiert. Das Ausgangssignal des Drehmomentsensors 6 wird in zeitlicher Reihenfolge in eine Steuereinheit 7 eingegeben, die das Signal mit dem Referenzpotential vergleicht, um die Richtung und Stärke des Drehmoments zu erkennen, und dann ein Treibersignal für einen Servolenkmotor 8 erzeugt, der noch zu beschreiben sein wird.
Der Motor 8 zur Unterstützung der Lenkkraft dient zur Übertragung seiner Drehkraft auf die oben erwähnte untere Welle 3b über eine elektromagnetische Kupplung 16, ein Umlaufuntersetzungsgetriebe 9 und ein kleines Kegelrad 32 das mit dem großen Kegelrad 31 zusammengreift und einen geringeren Durchmesser als das große Kegelrad 31 aufweist.
Die elektromagnetische Kupplung 16 besteht aus einer Wicklungseinheit 161, die ringförmig und an einem mittleren Gehäuse 81 des Motors 8 befestigt ist, einer Bewegungseinheit 162, die auf eine Seite einer Rotationsachse 80 des Motors 8 koaxial zu diesem aufgesetzt ist und sich mit der Rotationsachse 80 dreht, und einem scheibenförmigen Eingriffsteil 163, das der Bewegungseinheit 162 zugewandt ist und durch elektromagnetische Kraft, die durch Energiezufuhr zu der Wicklungseinheit 161 entsteht, mit der Bewegungseinheit 162 zusammengreift, wodurch das Aufbringen und Lösen der Drehkraft des Motors 8 erfolgt.
Das Umlaufuntersetzungsgetriebe 9 besteht aus einer Umlaufwelle 90, die in das Eingriffsteil 163 eingesetzt ist, sich dreht und ein Sonnenrad aufweist, das an einem Ende durch ein in die Bewegungseinheit 162 eingepaßtes Lager und an dem anderen Ende durch ein in einen später zu beschreibenden Planetenradträger 93 eingepaßtes Lager gestützt ist, einem kreisförmigen Außenring 91, der an einer Gehäuseendfläche 82 des Motors 8 koaxial mit der Drehachse 80 befestigt ist, mehreren Planetenrädern 92,92..., die drehbar mit der Innenfläche des Außenrings 91 und der Außenfläche des Sonnenrads der Umlaufwelle 90 in Kontakt sind, sich um ihre jeweiligen Wellenmittelpunkte und um den Wellenmittelpunkt dem Sonnenrades drehen, und dem Planetenradträger 93, der die jeweiligen Planetenräder 92,92... drehbar lagert. Das Umlaufuntersetzungsgetriebe 9 weist einen geringeren Außendurchmesser auf als der Motor 8 und ist mit dem Motor 8 und der elektromagnetischen Kupplung an einer Seite der Rotationsachse 80 einstückig ausgebildet. Eine Abtriebswelle 94 dem Umlaufuntersetzungsgetriebes 9 ist an einer Position des Wellenmittelpunkts des Planetenradträgers 93 eingepaßt und fixiert, die koaxial zur Rotationsachse 80 des Motors 8 positioniert ist, und sie ragt in geeigneter Länge aus dem Gehäuse. An dem Spitzenbereich der Abtriebswelle 94 ist das kleine Kegelrad 32 fest angebracht, wobei seine mit Zähnen versehene Fläche der Seite des Spitzenbereichs zugewandt ist, wobei das kleine Kegelrad 32 so konstruiert ist, daß es sich zusammen mit der Abtriebswelle 94 entsprechend der Umdrehung der Planetenräder 92,92... dreht.
Der Motor 8, die elektromagnetische Kupplung 16 urd das Umlaufuntersetzungsgetriebe 9 sind auf einem außerhalb des Zahnstangengehäuses 2 vorgesehenen Bügel 2a derart befestigt daß diese Wellenmittelpunkte im wesentlicher parallel zu dem Wellenmittelpunkt der Zahnstange 1 sind und in das Kegelradgehäuse 20 eingesetzt sind, wobei das kleine Kegelrad 32 innen liegt. An der Innenseite des vorerwähnten Gehäuses 20 ist das kleine Kegelrad 32 mit dem fest am unteren Endbereich der vorstehend erwähnten unteren Welle 3b angebrachten großen Kegelrad 31 im Eingriff.
Die Einstellung des Spiels zwischen den großen Kegelrad 31 und dem kleinen Kegelrad 32 beim Einpassen des Umlaufuntersetzungsgetriebes 9 in das Kegelradgehäuse 20 kann auf einfache Weise durch Verändern der Dicke und/oder Anzahl der an dem Anschlagteil des Gehäuses des Umlaufuntersetzungsgetriebes 9 mit dem Kegelradgehäuse 20 einzusetzenden Abstandsstücke durchgeführt werden.
Auf der anderen Seite der Rotationsachse 80 des Motors 8 ist ein Drehdetektor 17 zur Ermittlung der Drehposition des Motors 8 vorgesehen. Der Drehdetektor 17 besteht aus einer scheibenförmigen Magnetplatte 170, die auf die andere Seite der Rotationsachse 80 des Motors 8 gesetzt ist, zwei N- und zwei S-Polen sowie zwei Reed-Schaltern 171,171, die unter einem festgelegten Einfallswinkel β (bei dem Ausführungsbeispiel ist β = 135º) um die Magnetplatte 170 angeordnet sind.
Fig. 4 ist ein Wellenformdiagramm, das eine Ausgangswellenform des Drehdetektors 17 zeigt. Da die beiden Reed-Schalter 171,171 unter einem Einfallswinkel β von 135º angebracht sind, ist die Phase der ausgegebenen Ausgangswellenform um 90º phasenverschoben. Der Drehdetektor 17 hat eine Auflösung von 1/16 einer Umdrehung durch Ermittlung der Anstiegs- und Rückflanken der jeweiligen vier Wellenformen, die bei einer Umdrehung ausgegeben werden.
Im Vergleich mit herkömmlichen Drehdetektoren, wie Tachosignalgebern und dergleichen, ist der Drehdetektor 17 imstande, von der Umdrehungszahl 0 an zu ermitteln, wodurch er in der Lage ist, die relative Position eines Rotors zu ermitteln. Außerdem ist er kleinformatig, hohen Temperaturen gegenüber sehr widerstandsfähig, hat eine lange Lebensdauer und ist kostengünstig (im Vergleich zu einem Drehkodierer vom Lichtunterbrechungstyp). Außerdem kann, da die Ausgangswellenform zum Impulsausgangssignal wird, das ermittelte Ergebnis auf einfache Weise in eine CPU, beispielsweise einen Mikrocomputer und dergleichen, eingegeben werden.
Auch in die Steuereinheit 7 werden sowohl das Ausgangssignal des Drehdetektors 17 und das Ausgangssignal eines Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektors 18 zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch das Ausgangssignal des Drehmomentsensors 6 eingegeben, woraufhin in der Steuereinheit 7 die später zu beschreibende Steuerung ausgeführt und ein Treibersignal zum Treiben des Motors 8 und der elektromagnetischen Kupplung 16 ausgegeben wird.
Im folgenden wird die Steuerung durch die Steuereinheit 7 beschrieben.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau und die Steuerfunktion der Steuereinheit darstellt. Das von dem Drehmomentsensor 6 aus gegebene Drehmomentdetektorsignal wird jeweils einem Phasenkompensator 71a zur Lieferung der Phase und Stabilisierung des Systems, einer Winkelbeschleunigungsdetektorschaltung 71b zum Erkennen der Winkelbeschleunigung der Lenkradumdrehungen, einer Lenkwinkelmittelpunktdetektoreinheit 71c zur Bestimmung des Mittelpunkts des Lenkwinkels des Lenkmechanismus, der ein wesentlicher Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, und einer Blockierdetektoreinheit 71f, die den Blockierzutand des Motors 8 erkennt, einer Winkelgeschwindigkeitsdetektorschaltung 71g zum Erkennen der Winkelgeschwindigkeit ω der Lenkradumdrehungen und einer Drehmomentfunktionseinheit 73g zum Erzeucen einer Funktion, die einem Absolutwert T des Lenkdrehmoments T zugeführt.
Das Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektorsignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 18 wird jeweils der Blockierdetektoreinheit 71f, der Lenkwinkelmittelpunktberechnungseinheit 71c, der Fahrzeuggeschwindigkeitsfunktionseinheit 73f zur Erzeugung einer der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechenden Funktion, eine Kompensationsstromfunktionseinheit 73b, der die von der Winkelgeschwindigkeitsdetektorschalbung 71b aus gegebene Winkelbeschleunigung des Lenkrades zugeführt wird und die einen Kompensationsstrom zum Kompensieren der Trägheitskraft während des Beschleunigens und des Verlangsamens des Motors 8 und zum Kompensieren der Trägheitskraft der Radträger entsprechend der Winkelbeschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt, und einer Variablenstromfunktionseinheit 73c, der ein von einer später zu beschreibenden Lenkwinkelentscheidungseinheit 71d ausgegebener Lenkwinkel θ zugeführt wird und die einen variablen Strom Ia zum Verändern einer Charakteristik des Indikatoistroms I entsprechend dem Lenkwinkel θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, zugeführt.
Das Rotationserkennungssignal des Drehdetektors 17 wird In die Lenkwinkelbestimmungseinheit 71d zum Bestimmen des Lenkwinkels θ aus der Blockiererkennungsschaltung 71f, die Lenkwinkelmittelpunktberechnungsschaltung 71c, die Winkelbeschleunigungserkennungsschaltung 71b, die Winkelgeschwindigkeitserkennungsschaltung 71g und die Lenkwinkelbestimmungsschaltung 71d zum Bestimmen des Lenkwinkels θ auf der Basis des Rotationserkennungssignals und des von der Lenkwinkelmittelpunktberechnungsschaltung 71c kommenden Mittelpunkts eingegeben.
Die Blockiererkennungsschaltung 71f erkennt die Drehung des Motors 8, wenn die Werte des Drehmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit höher sind als ihre jeweiligen Sollwerte, indem sie das eingegebene Rotationserkennungssignal, das Fahrzeuggeschwindigkeitserkennungssignal und das Drehmomenterkennungssignal verwendet, wodurch das Vorhandensein eines Blockherens erkannt wird, und das Ausgangssignal wird der elektromagnetischen Kupplung 16 über eine Treiberschaltung 72b zugeführt.
Der Ausgang ω der Winkelgeschwindigkeitserkennungsschaltung 71g wird einer Winkelgeschwindigkeitsfunktionseinheit 73d zur Erzeugung einer Funktion entsprechend der Winkelgeschwindigkeit zugeführt.
Ferner wird der variable Strom Ia der erwähnten Funktionseinheit 73d zugeführt und der Versatzbetrag ist durch den variablen Strom Ia angegeben. Das Ausgangssignal des Phasenkompersators 71a und der variable Strom Ia werden einer Indikatorstromfunktionseinheit 73a zum Erzeugen dem Indikatorstroms I für den Motor 8 zugeführt. Das Ausgangssignal der Fahrzeuggeschwindigkeitsfunktionseinheit 73f wird der Drehmomentfunktionseinheit 73 zugeführt, woraufhin eine der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechende Drehmomentfunktion fd ausgegeben wird. Der Ausgang wird einer Subtrahierstromfunktionseinheit 73e zugeführt, worauf der Subtrahierstrom Ir durch den Ausgang der Winkelgeschwindigkeitsfunktionseinheit 73d und den Ausgang der Drehmomentfunktionseinheit 73g gebildet wird.
Das Ausgangssignal der Indikatorstromfunktionseinheit 73a wird in einen Subtrahierer 74c eingegeben, woraufhin der Subtrahierstrom Ir, der der Ausgang der Subtrahierstromfunktionseinheit 73e ist, subtrahiert und das Subtraktionsergebnis einem Addierer 74a zugeführt wird.
Das Ausgangssignal der Kompensationsstromfunktionseinheit 73b wird in dem Addierer 74a addiert und das Additionsergebnis einem Subtrahierer 74b zugeführt.
Im Subtrahierer 74b wird ein Rückkopplungssignal dar Stromerkennungsschaltung 71c zum Erkennen von durch den Motor 8 verbrauchten Strom von dem genannten Additionsergebnis subtrahiert und das Subtraktionsresultat wird dem Motor über eine PWM(Pulse-Width-Modulation)-Treiberschaltung 72a zugefühlt.
Im folgenden wird die Funktionsweise erläutert.
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm der Steuerung der Blockiererkennung. Im Schritt 10 wird festgestellt, ob die Zündung eingeschaltet ist, und wenn sie nicht eingeschaltet ist wird im Schritt 11 die Fahrzeuggeschwindigkeit am Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 18 abgelesen. Im Schritt 12 wird festgestellt, ob Fahrzeuggeschwindigkeit V höher als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert VS1 ist, und wenn sie höher ist, wird das Lenkdrehmoment T im nächsten Schritt 13 aus dem Drehmomentsensor 6 ausgelesen. Im Schritt 14 wird festgestellt, ob das Lenkdrehmoment T größer ist als der Drehmomentschwellenwert TS1, und wenn es größer ist, wird im Schritt 15 die Drehposition des Motors 8 aus dem Drehdetektor 17 gelesen, und es wird auf der Basis dieses Wertes im Schritt 16 festgestellt, ob der Motor 8 dreht oder nicht. Dreht der Motor 8, kehrt der Verarbeitungsvorgang zurück, und wenn er nicht dreht, erkennt die Blockierungserkennungsschaltung, daß der Motor 8 blockiert ist, und im Schritt 17 wird festgestellt, daß die elektromagnetische Kupplung 16 ausgeschaltet ist, wodurch die Verbindung des Motors 8 mit dem Umlaufuntersetzungsgetriebe 9 unterbrochen ist und der Lenkmechanismus vom Motor 8 gelöst ist. Im Schritt 18 wird ein nicht dargestellter Blockierungsalarm eingeschaltet und der Programmablauf kehrt zurück.
Wenn andererseits im Schritt 10 festgestellt wird, daß der Zündschalter eingeschaltet ist, ist die elektromagnetische Kupplung 16 im Schritt 19 ausgeschaltet und der Motor 8 im Schrift 20 eingeschaltet. Wenn der Motor 8 eingeschaltet ist, wird im Schritt 21 festgestellt, ob eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, wonach im Schritt 22 die Drehposition des Motors 8 durch den Drehdetektor 17 gelesen wird, und es wird im Schritt 23 auf der Basis dieses Weites festgestellt, ob der Motor 8 dreht. Dreht der Motor 8, wird der Motor im Schritt 24 ausgeschaltet und die elektromagnetische Kupplung 16 wird im Schritt 25 eingeschaltet. Wird im Schritt 23 festgestellt, daß der Motor 8 nicht dreht, wird der Blockierungsalarm im Schritt 26 eingeschaltet und der Programmablauf kehrt zurück.
Im folgenden wird die Winkelbeschleunigungserkennung und deren Verwendung bei der Motorträgheitssteuerung erläutert.
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm der Berechnung einer Winkelbeschleunigung und deren Verwendung bei der Steuerung der Motorträgheit. Zunächst wird das vom Drehmomentsensor 6 gelieferte Drehmoment T im Schritt 30 gelesen und anschließend wird im Schritt 31 die vom Drehdetektor 17 ausgegebene Drehgeschwindigkeit ωm des Motors 8 durch die Winkelbeschleunigungserkennungsschaltung 71b ausgelesen, und im Schritt 32 wird die Winkelbeschleunigung des Lenkrades mittels der folgenden Gleichungen berechnet.
T = K (θi - θ&sub0;)
θi - θ&sub0; = T/K
i - &sub0; = /K
i = /K + &sub0;
K bezeichnet hier die Federkonstante einer Torsionsstange.
Andererseits gilt
&sub0; = ωm/n
wobei n das Untersetzungsverhältnis bezeichnet.
&sub0; = m/n
i = = /K + m/n
Im Schritt 33 wird als nächstes aus der im Schritt 32 berechneten Winkelbeschleunigung des Lenkrades und der Fahrzeuggeschwindigkeit V der Kompensationsstrom Ic zum Kompensieren des durch die Trägheitskraft des Motors 8 und die Trägheitskraft eines Basisträgers, die in der Kompensationsstromfunktionseinheit vorbestimmt sind, verursachten Effekts berechnet. Im Schritt 34 wird anschließend der im Schritt 33 berechnete Kompensationsstrom in den Addierer 74a eingegeben und der in der Indikatorstromfunktionseinheit 73a berechnete Indikatorstrom I wird hierzu addiert, wodurch das Lenkverhalten durch das Addieren des Kompensationsstrom Ic zum Indikatorstrom I verbessert wird, ähnlich der Trägheitskraft, wenn die Winkelbeschleunigung zu Beginn und am Ende der Lenkunterstützung und dergleichen durch den Motor 8 erkannt wird, und der Trägheitskraft des Basisträgers.
Im folgenden wird die Berechnung des Lenkwinkelmittelpunkts und die unter Verwendung derselben erfolgende Rückstellsteuerung des Lenkrades beschrieben, welche jeweils die wesentlichen Teile der vorliegenden Erfindung sind.
Fig. 8 stellt die Steuerung der Rückstellung des Lenkrades dar. Fig. 9 betrifft die Berechnung des Lenkradmittelpunkts und Fig. 10 ist ein Flußdiagramm des Vorgangs zur Erkennung der Rechts- oder Linksposition des Lenkrads. Fig. 11 ist eine graphische Darstellung der Charakteristiken des Zusammenhangs zwischen dem Motorstrom und dem Drehmoment an der Indikatorstromfunktionseinheit 73a, wobei die Ordinate den Indikatorstrom I und die Abszisse das Drehmoment T darstellt.
Ferner zeigen eine gestrichelte Linie und eine strichpunktierte Linie die Charakteristiken der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. der geringen Fahrzeuggeschwindigkeit.
In Fig. 8 wird im Schritt 40 zunächst das Drehmoment gelesen, sodann wird im Schritt 41 festgestellt, ob sich das Drehmoment in der Totzone befindet oder nicht. Befindet sich das Drehmoment T in der Totzone, wird im Schritt 42 festgestellt, ob die später zu beschreibende Mittelpunktberechnungsroutine abgeschlossen ist. Ist die Mittelpunktberechnung abgeschlossen, wird die vom Drehdetektor 17 gelieferte Drehposition des Motors 8 im Schritt 43 ausgelesen und im Schritt 44 wird der Lenkwinkel θ (θr - θm)in der Lenkwinkelbestimmungseinheit 71d durch den auf der Drehposition basierenden relativen Lenkwinkel θr und den Lenkwinkelmittelpunkt θm bestimmt. Wenn der Lenkwinkel θ bestimmt ist, wird im Schritt 45 der variable Strom Ia in der Variablenstromfunktionseinheit 72 anhand des Lenkwinkels θ und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, wobei der Wert und die Richtung des Indikatorstroms I in der Indikatorstromfunktionseinheit 73a berechnet werden.
Wenn andererseits im Schritt 41 festgestellt wird, daß sich das Drehmoment T nicht in der Totzone befindet, kehrt der Programmablauf zurück, und wenn im Schritt 42 die Berechnung des Mittelpunkts nicht abgeschlossen ist, wird die Drehposition des Motors 8 aus dem Drehdetektor 17 im Schritt 46 gelesen, und im Schritt 47 wird der variable Strom Ia unter Verwendung des Lenkwinkelmindestwertes, der im Verlauf der später zu beschreibenden Rechts-Links-Bestimmungsroutine eingestellt wird, berechnet, wodurch der Wert und die Richtung des Indikatorstroms I berechnet wird.
Bei der in Fig. 9 dargestellten Mittelpunktberechnungsroutine wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt 10 gelesen und im Schritt 51 wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der Schwellenwert VS2, und wenn sie höher ist, wird im Schritt 52 der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Drehmomentsollwert TS2 eingestellt, woraufhin im Schritt 53 das Drehmoment T gelesen wird, während im Schritt 54 festgestellt wird, ob das Drehmoment T geringer ist als der Drehmomentsollwert TS2. Wenn der Wert geringer ist, wird angenommen, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, und die ermittelte Zahl des geringeren Drehmoments T wird im Schritt 55 gezählt, und im Schritt 56 wird die Drehposition des Motors 8 zu diesem Zeitpunkt gelesen. Im Schrit 57 wird die Drehposition zu der Summe der Drehpositionen bis zum vorhergehenden Zeitpunkt addiert, wobei das Additionsergebnis durch die Zahl der Zählungen geteilt wird, um den Lenkwinkelmittelpunkt zu berechnen, wodurch der Wert des Lenkwinkelmittelpunkts ersetzt wird. Wenn im Schritt 51 festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als der Schwellenwert VS2 oder das Drehmomert T größer ist als der Drehmomentsollwert TS2, kehrt der Programmablauf zurück.
Da jedoch die Mittelpunktberechnung erheblich mehr Rechenzeit erfordert, erfolgt die Rückstellsteuerung mittels der als nächstes beschriebene Rechts-Links-Bestimmungsroutine bis die Berechnung abgeschlossen ist.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Rechts-Links-Bestimmungsroutine wird im Schritt 60 die Fahrzeuggeschwindigkeit V gelesen, es wird im Schritt 61 festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der Schwellenwert VS3, und wenn sie höher ist, wird im Schritt 62 das Drehmoment T gelesen, das Drehmoment T wird im Schritt 63 integriert, und die Richtung des integrierten Wertes wird als rechts oder links erkannt. Ist sie rechts, wird im Schritt 65 der rechte Wert des Lenkwinkelmindestwertes ersetzt, und ist sie links, wird im Schritt 64 der linke Wert des Lenkwinkelmindestwertes ersetzt und die Verarbeitung kehrt zurück.
Wenn andererseits, wie in Fig. 11 dargestellt, der variable Strom Ia unter Verwendung des Lenkwinkels θ bei der Rückstellsteuerung berechnet wird, verändert sich dei Indikatorstrom I während der Rückstellsteuerung des Lenkrades bei in der Totzone befindlichem Drehmoment entsprechend dem variablen Strom Ia und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V beispielsweise hoch, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt, ist die Anstiegsrate des Indikatorstroms I hoch, wenn das Drehmoment T in die Totzone eintritt, wobei der Motor 8 derart gesteuert wird, daß die Rückkehr zum Mittelpunkt schneller erfolgt. Wenn im Gegensatz dazu die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, die durch die strichpunktierte Linie dargestellt, ist die Anstiegsrate des Indikatorstroms I gering, wenn das Drehmoment T in die Totzone eintritt, wobei der Motor 8 derart gesteuert ist, daß die Rückkehr zum Mittelpunkt langsamer erfolgt.
Im folgenden wird die Winkelgeschwindigkeitssteuerung des Lenkrades erläutert.
Fig. 12 zeigt ein Flußdiagramm der Winkelgeschwindigkeitssteuerung des Lenkrades. Zunächst wird im Schritt 70 die Drehposition des Motors 8 anhand des Ausgangs des Drehdetektors 17 gelesen, woraus der relative Lenkwinkel θr berechnet wird. Sodann wird im Schritt 71 der Lenkwinkel (=θr - θm) anhand des relativen Lenkwinkels θr berechnet, dann wird der dem Lenkwinkel θ entsprechende Versatzbetrag der Winkelgeschwindigkeitsfunktionseinheit 73d zugeführt. Im Schritt 72 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V gelesen, und im Schritt 73 wird das Drehmoment T gelesen. Sodann wird im Shritt 74 eine Fahrzeuggeschwindigkeitsfunktion fv in der Fahrzeuggeschwindigkeitsfunktionseinheit 74f unter Verwerdung der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet. Anschließend wird in der Drehmomentfunktionseinheit 73g der Betrag der Geschwindigkeitsregelung unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeitsfunktion fv und des Drehmoments T berechnet. Dann wird im Schritt 75 die Winkelgeschwindigkeit ω ermittelt, wodurch ein Versatzbetrag mit einer hinzu addierten Winkelgeschwindigkeitsfunktion fω berechnet wird.
Danach wird der Subtrahierstrom Ir in der Subtrahierstromfunktionseinheit 73e unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeitsfunktion fω und des im Schritt 76 berechreten Geschwindigkeitsregelbetrags fd berechnet, wobei dei Subtrahierstrom Ir in den Subtrahierer 74c eingegeben wird, wodurch der dem Drehmoment T und der Winkelgeschwindigkeit ω entsprechende Strom von dem Indikatorstrom I subtrahiert wird.
Dies ermöglicht eine Verbesserung des Verfolgens starker Lenkeinschläge, wobei ein zu starkes Rückstellen dem Lenkrades zum Zeitpunkt des Rückstellens verhindert wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde die Verwendung der vorliegenden Erfindung bei der Rückstellsteuerung bes Lenkrades der elektrischen Servolenkvorrichtung beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Steuerung beschränkt, sondern ist bei anderen Steuerungen anwendbar.
Ferner wird in diesem Ausführungsbeispiel der Drehdetektor zur Erkennung der Drehposition des Motors als die Lenkpositionserkennungseinrichtung verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Einrichtung beschränkt, sondern es kann jede Einrichtung verwendet werden, die in der Lage ist, die relative Position des Lenkmechanismus, die Verschiebung der Zahnstange, die Drehposition der Lenkwelle und dergleichen zu erkennen.
Wie zuvor beschrieben, werden bei der vorliegenden Erfindung das Lenkdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt, und wenn das Lenkdrehmoment geringer ist als der zuvor gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit spezifizierte Lenkdrehmomentsollwert, wird die Lenkposition des Lenkmechanismus erkannt, wodurch der Mittelpunkt des Lenkmechanismus entsprehend der erkannten Lenkposition ermittelt wird, so daß der Mittelpunkt bei einer relativen Lenkposition ermittelt werden kann, wodurch die Kompensation des Mittelpunkts durch die Lenkpositionserkennungseinrichtung unnötig und die Genauigkeit der Mittelpunkterkennung verbessert wird.
Im folgenden wird ein anderes Ausführungsbeispiel erläutert. Zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit der Mittelpunkterkennung wird bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich zu der bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel getroffenen Feststellung festgestellt, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, wenn die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades, das heißt die Winkelgeschwindigkeit des Lenkwinkels, geringer als der voreingestellte Wert ist.
Fig. 13 ist ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuereinheit. Der Unterschied zur Darstellung in Fig. 5 liebt darin, daß die Winkelgeschwindigkeit ω der Lenkwinkelmittelpunktberechnungsschaltung 71c zugeführt wird.
In der Mittelpuktberechnungsroutine der Fig. 14 wird im Schritt 50 die Fahrzeuggeschwindigkeit V gelesen, es wird im Schritt 51 festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der Schwellenwert VS2, und wenn sie höher ist, wird im Schritt 53 der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Drehmomentsollwert TS2 eingestellt, wonach im Schritt 53 das Drehmoment T gelesen und im Schritt 54 festgestellt wird, ob das Drehmoment T geringer ist als der Drehmomentsollwert TS2. Wenn es geringer ist, wird im Schritt 541 der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Winkelgeschwindigkeitssollwert ωS eingestellt, im Schritt 542 wird die Winkelgeschwindigkeit ω des Lenkwinkels, die von der Winkelgeschwindigkeitserkennungsschaltung 71g entsprechend der Veränderung der Drehposition des Motors ermittelt wurde, gelesen, und im Schritt 543 wird festgestellt, ob die Winkelgeschwindigkeit ω geringer ist als der Winkelgeschwindigkeitssollwert ωS. Ist sie geringer, so wird davon ausgegangen, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, und im Schritt 55 wird die ermittelte Anzahl gezählt, wenn sie geringer ist, und die momentane Drehposition des Motors 8 wird im Schritt 56 gelesen. Im Schritt 57 wird die Drehposition zu der Summe der Drehpositionen addiert, die bis zum letzten Zeitpunkt berechnet wurde, wobei das Additionsergebnis durch die Zahl der Zählungen dividiert wird, um den Lenkwinkelmittelpunkt zu berechnen und dadurch den Wert des Lenkwinkelmittelpunkts zu ersetzen. Im Schritt 51 kehrt der Programmablauf zurück, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als der Schwellenwert VS2, oder das Drehmoment T größer als der Drehmomentsollwert TS2 oder die Winkelgeschwindigkeit ω höher ist als der Winkelgeschwindigkeitssollwert ωS. Dadurch wird, wenn das Drehmoment beim Loslassen des Lenkrades usw. 0 wird, das Fahrzeug als nicht in Geradeausfahrt befindlich angesehen, wodurch die Mittelpunktberechnungszeit verringert wird.
Bis zum Abschluß der Mittelpunktberechnung wird die Rückstellsteuerung mittels der vorerwähnten Rechts-Links-Bestimmungsroutine durchgeführt.
Im folgenden wird ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist anstelle der beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendeten Winkelgeschwindigkeit die in regelmäßigen Intervallen ermittelte Veränderung des Lenkdrehmoments das Beurteilungskriterium für die Geradeausfahrt des Fahrzeugs.
In der in Fig. 15 dargestellten Mittelpunktberechnungsroutine des weiteren Ausführungsbeispiels wird im Schritt 50 die Fahrzeuggeschwindigkeit V gelesen, im Schritt 51 wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als der Schwellenwert VS2, und wenn sie höher ist, wird im Schritt 52 der der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Drehmomentsollwert TS2 eingestellt, und anschließend wird im Schritt 53 das Drehmoment T gelesen und im Schritt 54 wird festgestellt, ob das Drehmoment T geringer ist als der Drehmomentsollwert TS2. Ist es geringer, wird im Schritt 541 ein Drehmomentdifferenzsollwert ΔTS eingestellt und danach wird im Schritt 542 die Drehmomentdifferenz ΔT (=Tn - Tn-1) zwischen dem vom Drehmomentsensor 6 zuletzt ermittelten Drehmoment Tn und dem einen Zeitpunkt davor ermittelten Drehmoment Tn-1 berechnet. Sodann wird im Schritt 543 festgestellt, ob die Drehmomentdifferenz ΔT geringer ist als der Drehmomentdifferenzsollwert ΔTS. Ist er geringer, so wird angenommen, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, und im Schritt 551 wird die Drehposition des Motors 8 ausgelesen und der relative Lenkwinkel θr berechnet (Schritt 551). Der ermittelte relative Lenkwinkel θr wird im Schritt 552 durch den Integrator mit einer Transferfunktion 1/(1+TS) integriert, und im nächsten Schritt 553 wird der gezählte Wert abgefragt, und wenn der zählstand nicht 0 ist und der Mittelpunkt nicht bereits bestimmt ist, wird der Zähler dekrementiert (Schritt 56), der Lenkwinkelmittelpunkt wird ersetzt (Schritt 57), und der Ablauf kehrt zurück. Wenn der Zählerwert 0 ist, da der Lenkwinkelmittelpunkt bereits berechnet ist, wird die Bestimmungsflagge des Lenkwinkelmittelpunkts gesetzt (Schritt 58) und der Lenkwinkelmittelpunkt wird im Schritt 57 ersetzt. Dies verhindert die instabile Operation, die im Startzustand des Systems auftritt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als der Schwellenwert VS2 im Schritt 51, das Drehmoment T größer ist als der Drehmomentsollwert TS2 im Schritt 54 oder die Drehmomentdifferenz ΔT größer ist als der Drehmomentdifferenzsollwert ΔTS, kehrt der Programmablauf zurück. Dadurch wird nicht angenommen, wenn nur das Drehmoment T 0 wird, das heißt, wenn das Drehmoment T 0 wird, wenn ein Fahrer während des Rückstellens des Lenkrades das Steuer nicht ergriffen hat oder dergleichen, daß das Fahrzeug geradeaus fährt, wodurch auf der Basis dessen die Mittelpunktberechnungszeit verkürzt wird.
Bis die Berechnung des Mittelpunkts abgeschlossen ist, erfolgt die Rückstellsteuerung durch die zuvor erwähnte Rechts-Links-Bestimmungsroutine.
Ferner wird bei diesem Ausführungsbeispiel die in einem bestimmten Intervall ermittelte Drehmomentdifferenz als Veränderung des Lenkdrehmoments verwendet, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, sondern es kann jeder Variationswert verwendet werden, beispielsweise ein Differentialwert oder dergleichen, falls er zum Erkennen der Variation des Lenkdrehmoments geeignet ist.
Wie zuvor in Zusammenhang mit dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, wird, wenn das Lenkdrehmoment, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Winkelgeschwindigkeit oder die Drehmomentdifferenz ermittelt werden, und das Lenkdrehmoment geringer ist als der zuvor entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellte Lenkdrehmomentsollwert, und die Winkelgeschwindigkeit geringer ist als der Winkelgeschwindigkeitssollwert, oder die Drehmomentdifferenz geringer als der Drehmomentdifferenzsollwert ist, wenn die Lenkposition des Lenkmechanismus ermittelt wird, der Mittelpunkt des Lenkmechanismus anhand der ermittelten Lenkposition ermittelt. Daher ermöglichen diese die Ermittlung des Mittelpunkts an einer relativen Lenkposition, wodurch die Kompensation des Mittelpunkts der Lenkpositionserkennungseinrichtung unnötig und die Genauigkeit der Mittelpunkterkennung verbessert ist. Ferner ermöglichen sie eine Verkürzung der Zeit zur Berechnung des Mittelpunkts, da die Feststellung, ob ein Fahrzeug geradeaus fährt oder nicht im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeit oder der Drehmomentdifferenz erfolgt, wodurch ein Fahrzeug als nicht geradeaus fahrend beurteilt wird, wenn der Fahrer beim Rücklauf des Lenkrades die Hände vom Lenkrad nimmt und das Drehmoment 0 wird und das Fahrzeug durch die Reibung der Straßenoberfläche usw. schwer beeinflußbar ist.
Da diese Erfindung in verschiedenen Formen ausführbar ist, ohne von dem Gehalt der wesentlichen Merkmale der erfindung abzuweichen, ist das vorliegende Ausführungsbeispiel lediglich illustrativ und nicht beschränkend, da der Umfang der Erfindung eher durch die zugehörigen Ansprüche als die diesen vorausgehende Beschreibung bestimmt ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts eines Lenkmechanismus, der Drehungen eines Lenkrades in links- und rechtsgerichtete Bewegungen zum Lenken eines Fahrzeuges umsetzt, mit einer Lenkpositionserkennungseinrichtung (17) zum Erkennen der Lenkposition des Lenkmechanismus und einer Fahrzeuggeschwindigkeitserkennungseinrichtung (18) zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit,

gekennzeichnet durch

einen Drehmomentsensor (6) zum Erkennen des auf das Lenkrad aufgebrachten Lenkdrehmoments in regelmäßigen Intervallen,

eine Einrichtung zum Einstellen eines Lenkdrehmomentsollwertes entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Einrichtung (554) zum Vergleichen des zuvor eingestellten Lenkdrehmomentsollwertes mit dem von dem Drehmomentsensor (6) erkannten Lenkdrehmoment, und

eine Lenkwinkelmittelpunktberechnungseinrichtung (71c) zum Berechnen des Mittelpunkts des Lenkwinkels unter Verwendung der von der Lenkpositionserkennungseinrichtung (17) erkannten Lenkposition des Lenkmechanismus, wenn das erkannte Drehmoment geringer ist als der Lenkdrehmoment-Sollwert.

2. Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit:

einer Winkelgeschwindigkeitserkennungseinrichtung (71g) zum Erkennen der Winkelgeschwindigkeit des Lenkmechanismus, und

einer Einrichtung zum Einstellen eines Winkelgeschwindigkeit-Sollwertes entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Vergleichseinrichtung (S543) zum Vergleichen des zuvor eingestellten Winkelgeschwindigkeit-Sollwertes mit der von der Winkelgeschwindigkeitserkennungseinrichtung (71g) erkannten Winkelgeschwindigkeit,

wobei die Lenkwinkelmittelpunktberechnungseinrichtung (71c) den Mittelpunkt des Lenkwinkels unter Verwendung der von der Lenkwinkelerkennungseinrichtung (17) erkannten Lenkposition des Lenkmechanismus berechnet, wenn das erkannte Lenkdrehmoment kleiner ist als der Lenkdrehmoment-Sollwert und die erkannte Winkelgeschwindigkeit geringer als der Winkelgeschwindigkeit-Sollwert ist.

3. Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit:

einer Einrichtung (S542) zum Bestimmen einer Veränderung des von dem Drehmomentsensor (6) in regelmäßigen Intervallen erkannten Lenkdrehmoments, und

einer Einrichtung (S543) zum Vergleichen einer bestimmten Veränderung des Lenkdrehmoments mit einem zuvor eingestellten Lenkdrehmomentveränderungssollwert,

wobei die Lenkwinkelmittelpunktberechnungseinrichtung (71c) den Mittelpunkt des Lenkwinkels unter Verwendung der von der Lenkwinkelerkennungseinrichtung (17) erkannten Lenkposiion des Lenkmechanismus berechnet, wenn das erkannte Lenkdrehmoment kleiner ist als der berechnete Lenkdrehmoment-Sollwert und die bestimmte Veränderung des Drehmoments kleiner ist als der Drehmomentveränderungssollwert.