DE69602335T2

DE69602335T2 - Servolenkung

Info

Publication number: DE69602335T2
Application number: DE69602335T
Authority: DE
Inventors: Tomoyasu Kada; Isao Kuramoto; Shiro Nakano
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1996-10-15
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2016-10-16
Also published as: EP0770539B1; US5954152A; EP0770539A2; JPH09175422A; JP3547558B2; EP0770539A3; DE69602335D1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Servolenkvorrichtung, welche eine Servolenkkraft unter Einsatz eines Hydraulikfluides erzeugt, welches von einer Pumpe zugeführt wird, welche mittels eines Elektromotors angetrieben wird, gemäß den einleitenden Teilen der Ansprüche 1 und 3.
Aus JP-A-52 70 427 ist eine Servolenkvorrichtung bekannt, welche die Merkmale der einleitenden Teile der Ansprüche 1 und 3 hat.
Aus WO-A-95/04219 ist eine Servolenkvorrichtung bekannt, welche einen hydraulischen Stellantrieb hat, welcher eine Servolenkkraft unter Einsatz eines Hydraulikfluides erzeugt, welches von einer Pumpe zugeführt wird, welche mittels eines Elektromotors angetrieben ist, wobei ein bürstenloser Motor als Antriebsmotor eingesetzt wird.
Eine übliche Servolenkvorrichtung weist eine Pumpe auf, welche mittels eines Gleichstrommotors angetrieben wird, welcher eine Bürste hat, sowie in Verbindung mit einem Stellantrieb, welcher diese Servolenkkraft unter Einsatz des Hydraulikfluides erzeugt, welches von der Pumpe zugeführt wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Gleichstrommotors, welcher eine Bürste hat, immer auf einem konstanten Wert gehalten wird, welcher erforderlich ist, um die Servolenkkraft zu erzeugen, wird Energie der Batterie vergeudet, welche als Energieversorgungsquelle für den Gleichstrommotor mit einer Bürste dient.
Um bezüglich dieser Problematik Abhilfe zu schaffen, ist die übliche Servolenkvorrichtung derart ausgestaltet, daß die Drehgeschwindigkeit des Gleichstrommotors mit Bürste auf eine Servolenkgeschwindigkeit bei einer Servolenkbetriebsart eingestellt wird und auf eine Bereitschaftsgeschwindigkeit bei einer Servolenkfreigabebetriebsart eingestellt wird, wodurch sich der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessern läßt.
Wenn jedoch eine Pumpe durch einen Gleichstrommotor mit einer Bürste angetrieben wird, kann es zu Störungen infolge des Abtrags der Bürsten bei langzeitigem Einsatz kommen.
Wenn ferner eine Bereitschaftsgeschwindigkeit auf einen niedrigen Wert bei der üblichen Auslegungsform eingestellt wird, verlängert sich die Zeit, welche erforderlich ist, um die Umschaltung von der Bereitschaftsgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit vorzunehmen, woraus eine Verzögerung hinsichtlich der Servolenkunterstützung resultiert und das Lenkgefühl schlechter wird. Aus diesem Grunde ist es unmöglich, die Bereitschaftsgeschwindigkeit auf einen niedrigen Wert einzustellen, so daß man keine zufriedenstellende Verbesserung hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs beim Fahrzeug erhält.
Es wurde auch bereits eine Auslegungsform vorgeschlagen, bei der ein Zwischenspeicher im Hydrauliksystem derart vorgesehen ist, daß eine Versorgung mit Hydraulikfluid für die Servounterstützung selbst dann sichergestellt ist, wenn die Zeit groß ist, welche für die Umschaltung von der Bereitschaftsgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit erforderlich ist. Jedoch wird hierdurch das Hydrauliksystem komplizierter und es ist mit größeren Kosten verbunden.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Servolenkvorrichtung bereitzustellen, welche die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten nicht hat.
Nach der Erfindung wird eine Servolenkvorrichtung bereitgestellt, deren Merkmale im Anspruch 1 angegeben sind. Die Servolenkvorrichtung nach der Erfindung hat eine Einrichtung zum Bestimmen einer Lenkgeschwindigkeit oder einer Lenkmomentänderung sowie eine Einrichtung zum Ändern der maximalen Geschwindigkeit nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentänderung. Nach Anspruch 2 hat die Servolenkvorrichtung nach der Erfindung eine Einrichtung zum Ändern der Zeit, welche erforderlich ist, um die Drehgeschwindigkeit des Motors von einer maximalen Geschwindigkeit auf eine Servolenkgeschwindigkeit nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentänderung herabzusetzen. Durch diese Auslegung lassen sich die Verzögerung der Lenkkraftunterstüzung und eine Verschlechterung des Lenkgefühls verhindern, da sich die Zeit verkürzen läßt, welche zum Vergrößern der Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe zugeleiteten Hydraulik fluids auf einen Wert erforderlich, welcher so ausreichend hoch ist, daß die Servolenkkraft erzeugt werden kann. Diese erforderliche Zeit läßt sich hierdurch verkürzen, wenn die Lenkgeschwindigkeit oder die Lenkmomentänderung groß ist, d. h. man erhält ein schnelles Ansprechen der Servounterstützung bei der Lenkung. Wenn die Lenkgeschwindigkeit oder die Lenkmomentänderung klein ist, läßt sich der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessern, da die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikfluids für die Lenkkraftunterstützung nicht in übergroßem Maße größer wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt nach der Erfindung wird eine Servolenkvorrichtung angegeben, deren Merkmale im Anspruch 3 angegeben sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 4 bis 7 wiedergegeben.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein bürstenloser Motor als ein Pumpenantriebsmotor eingesetzt. Somit lassen sich Störungen infolge des Bürstenabriebs vermeiden. Wenn die Bereitschaftsgeschwindigkeit Null oder kleiner ist, wird die Zeit, die für die Änderung von der Bereitschaftsgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit erforderlich ist, durch die Größe des Trägheitsmoments des Motorrotors beeinflußt. Es ist daher möglich, die Zeit zu verkürzen, welche erforderlich ist für die Änderung von der Bereitschaftsgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit, wenn ein bürstenloser Motor als Pumpenantriebsmotor im Gegensatz zu einem Gleichstrommotor, welcher eine Bürste hat, eingesetzt wird. Somit lassen sich Verzögerungen bei der Lenkkraftunterstützung und eine Verschlechterung des Lenkgefühls verhindern, und man erhält einen günstigeren Kraftstoffverbrauch bei dem Fahrzeug.
Es wird bevorzugt, daß die Servolenkvorrichtung nach der Erfindung eine Einrichtung zum Herabsetzen der Servolenkgeschwindigkeit des Motors nach Maßgabe der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Einrichtung zum Herabsetzen der maximalen Geschwindigkeit des Motors nach Maßgabe einer zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit hat. Durch diese Auslegung läßt sich der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs weiter verbessern, da die maximale Geschwindigkeit des Motors so niedrig wie möglich gewählt werden kann, wenn es erwünscht ist, die Manövrierbarkeit des Fahrzeugs bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu verbessern und die Fahrzeuglaufstabilität bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten zu verbessern.
In bevorzugter Weise ist die Pumpe eine Zahnradpumpe. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich hierdurch die Zeit verkürzen läßt, welche benötigt wird, um die Strömungsgeschwindigkeit des von der Zahnradpumpe zugeführten Hydraulikfluids auf einen Wert zu erhöhen, welcher ausreicht, um die Servolenkkraft zu erzeugen. Bei einer Flügelzellenpumpe beispielsweise wird Hydraulikfluid so lange nicht abgegeben, bis die Flügel zur Abgabe des Hydraulikfluids radial nach außen durch eine Zentrifugalkraft verschoben worden sind, nachdem die Antriebswelle mittels eines Motors angetrieben wird. Bei einer Zahnradpumpe im Gegensatz hierzu wird Hydraulikfluid beim Antreiben der Antriebswelle durch einen Motor abgegeben, da die Zahnräder zur Abgabe des Hydraulikfluids sich gleichzeitig mit dem Antrieb der Welle drehen. Somit lassen sich eine Verzögerung der Lenkkraftunterstützung und eine Verschlechterung des Lenkgefühls verhindern. Auch ist bei einer Flügelzellenpumpe die Zeit, welche für die Verschiebung der Flügel zur Abgabe des Hydraulikfluids radial nach außen erforderlich ist, bei niedrigeren Temperaturen größer als bei üblichen Temperaturen, was auf den zunehmenden Viskositätswiderstand des Öls bei niedrigen Temperatu ren zurückzuführen ist. Bei einer Zahnradpumpe hingegen lassen sich eine Verzögerung der Lenkkraftunterstützung und eine Verschlechterung des Lenkgefühls verhindern, da die Abgabe des Hydraulikfluids nicht infolge von niedrigen Temperaturen verzögert wird.
Bei der Servolenkvorrichtung nach der Erfindung läßt sich die Standzeit bzw. die Lebensdauer vergrößern, ohne daß eine Wartung benötigt wird, da sich Störungen infolge eines Bürstenabriebs vermeiden lassen. Die Verzögerung der Lenkkraftunterstützung und die Verschlechterung des Lenkgefühls lassen sich ohne größere Kosten vermeiden, und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs läßt sich in zufriedenstellender Weise verbessern.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Servolenkvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Steuereinrichtung der Servolenkvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des Steuerungsablaufs bei der Servolenkvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 5 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Servolenkgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors und der Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Servolenkvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 6(1) ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der maximalen Geschwindigkeit und der Lenkgeschwindigkeit bei einem bürstenlosen Motor sowie auch zur Verdeutlichung des Zusammenhangs der Vorgabezeit, welche für die Änderung von der maximalen Geschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit bei der Servolenkvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung erforderlich ist.
Fig. 6(2) ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der maximalen Geschwindigkeit und einer Lenkmomentänderung bei einem bürstenlosen Motor sowie auch zur Verdeutlichung des Zusammenhangs der Vorgabezeit, welche für die Änderung von der maximalen Geschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit und unter Berücksichtigung der Lenkmomentänderung mit der Servolenkvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung erforderlich ist.
Fig. 7 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung der charakteristischen Größe der Servolenkvorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 8(1) ist eine Seitenansicht der Pumpe, des Behälters, des Motors und Steuereinrichtung der Servolenk vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 8(2) ist eine Vorderansicht der Anordnung nach Fig. 8(1).
Fig. 9 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors und der Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Servolenkvorrichtung gemäß einer modifizierten Ausführungsform nach der Erfindung.
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung des Steuerungsablaufs für die Servolenkvorrichtung gemäß einer modifizierten Ausführungsform nach der Erfindung.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren.
Eine hydraulische Servolenkvorrichtung 1 der Zahnstangenbauart ist in Fig. 1 gezeigt und umfaßt eine Eingangswelle 2, welche mit einem Lenkrad H verbunden ist, und eine Ausgangswelle 4, welche mit der Eingangswelle 2 über einen Drehstab 3 verbunden ist. Der Drehstab 3 ist mit der Eingangswelle 2 über einen Bolzen 5 und mit der Ausgangswelle 4 über eine Kerbverzahnung 6 verbunden. Ein Ritzel 7 ist an der Ausgangswelle 4 vorgesehen. Die Enden einer Zahnstange 8, welche in Kämmeingriff mit dem Ritzel 7 ist, sind mit den Rädern (in der Zeichnung weggelassen) verbunden, welche zu lenken sind. Die Eingangswelle 2 ist über ein Ventilgehäuse 10a und ein Lager 9 abgestützt, und die Ausgangswelle 4 ist über eine Buchse 11 abgestützt. Die Ausgangswelle 4 wird von dem Zahnstangengehäuse 10b über zwei Lager 12, 13 gelagert. Bei dieser Auslegungsform wird die Drehbewegung der Eingangswelle 2, welche durch die Lenkung verursacht wird, auf das Ritzel 7 über den Drehstab 3 übertragen. Die Drehbewegung des Ritzels 7 bewirkt, daß die Zahnstange 8 sich bezogen auf das Fahrzeug in Richtung nach rechts und links bewegt. Diese Bewegung der Zahnstange 8 bewirkt, daß sich die Räder drehen. Öldichtungen 14, 15 sind zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen 2, 4 in dem Ventilgehäuse 10a vorgesehen. Die Zahnstange 8 ist mit Hilfe einer Traggabel 16 gelagert, welche gegen die Zahnstange 8 mittels einer elastischen Kraft einer Feder 17 angedrückt wird.
Ein Hydraulikzylinder 18 ist vorgesehen, um als hydraulischer Stellantrieb zum Erzeugen der Servolenkkraft zu dienen. Der Hydraulikzylinder 18 umfaßt ein Zylinderrohr, welches von dem Zahnstangengehäuse 10b gebildet wird, einen Kolben 20, welcher integral mit der Zahnstange 8 verbunden ist, und ein Paar von Hydraulikfluidkammer 21, 22. Die Hydraulikfluidkammer 21, 22 sind mit einem hydraulischen Steuerventil 23 der Drehbauart verbunden. Das Steuerventil 23 umfaßt ein zylinderförmiges erstes Ventilelement 24 und ein zweites Ventilelement 25, welches in das erste Ventilelement 24 derart eingesetzt ist, daß es sich relativ zu dem ersten Ventilelement 24 drehen kann. Das erste Ventilelement 24 ist passend mit der Ausgangswelle 4 über einen Bolzen 26 verbunden, so daß sie sich zusammen mit der Ausgangswelle 4 drehen kann. Das zweite Ventilelement 25 ist als ein integrales Teil des äußeren Umfangs der Eingangswelle 2 ausgebildet.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von axial ausgerichteten Schlitzen in Abständen um den Innenumfang des ersten Ventilelements 24 und dem Außenumfang des zweiten Ventilelements 25 angeordnet.
Die Schlitze um den Innenumfang des ersten Ventilelements 24 weisen vier regelmäßig beabstandete Rechtslenkschlitze 27 und vier regelmäßig beabstandet Linkslenkschlitze 28 auf.
Die Schlitze um den Außenumfang des zweiten Ventilelements weisen vier regelmäßig beabstandete Hydraulikfluidzufuhrschlitze 29 und vier regelmäßig beabstandete Hydraulikfluidablaufschlitze 30 auf.
Die Rechtslenkschlitze 27 und die Linkslenkschlitze 28 sind abwechselnd um den Innenumfang des ersten Ventilelements 24 angeordnet.
Die Hydraulikfluidzufuhrschlitze 29 und die hydraulikfluidablaufschlitze 30 sind abwechselnd um den Innenumfang des zweiten Ventilelements 25 angeordnet.
Jeder Rechtslenkschlitz 27 steht in kommunizierender Verbindung mit einer Hydraulikfluidkammer 21 über erste Strömungskanäle 31, welche in dem ersten Ventilelement 24 ausgebildet sind, und eine erste Öffnung 32 ist vorgesehen, welche in dem Ventilgehäuse 10a ausgebildet ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Jeder Linkslenkschlitz 28 steht in kommunizierender Verbindung mit der anderen Hydraulikfluidkammer 22 über zweite Strömungskanäle 33, welche in dem ersten Ventilelement 24 ausgebildet sind, und eine zweite Öffnung 34 ist vorgesehen, welche in dem Ventilgehäuse 10a ausgebildet ist.
Die Hydraulikfluidzufuhrschlitze 29 stehen in kommunizierender Verbindung mit einer Pumpe 37, welche in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar über dritte Strömungskanäle 35, welche in dem ersten Ventilelement 24 ausgebildet sind, und eine Einlaßöffnung 36 ist vorgesehen, welche in dem Ventilgehäuse 10a ausgebildet ist. Die Pumpe 37 wird durch einen bürstenlosen Motor 35 angetrieben. Die Pumpe 37 kann beispielsweise eine Flügelzellenpumpe oder eine Zahnradpumpe sein, welche Hydraulikfluid mit einer Strömungsgeschwindigkeit nach Maßgabe der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Motors 50 abgibt.
Die Hydraulikfluidablaufschlitze 30 stehen in kommunizierender Verbindung mit einem Behälter 40 über erste Ablaufkanäle 38, welche in dem zweiten Ventilelement 25 ausgebildet sind, Kanäle 47, welche von dem Zwischenraum zwischen dem Innenumfang der Eingangswelle 2 in dem Außenumfang des Drehstabs 3 gebildet werden, über zweite Ablaufkanäle 39, welche in der Eingangswelle 2 nach Fig. 1 ausgebildet sind, und eine Ablauföffnung 40, welche in dem Ventilgehäuse 10a ausgebildet ist.
Die Pumpe 37, der Behälter 41 und die beiden Hydraulikfluidkammer 21, 22 stehen somit in kommunizierender Verbindung miteinander über den inneren Strömungskanal 42, welcher zwischen dem Innenumfang des ersten Ventilelements 24 und dem Außenumfang des zweiten Ventilelements 25 ausgebildet ist.
Bei dem inneren Strömungskanal 42 bilden die Zwischenräume zwischen den Schlitzen des ersten Ventilelements und den Schlitzen des zweiten Ventilelements Drosselbereiche A, B, C und D. Die Größe des Spalts, d. h. die Öffnungsweite der Drosselbereiche A, B, C und D läßt sich in Abhängigkeit von der Drehbewegung der ersten und zweiten Ventilelemente 24, 25 relativ zueinander verändern. Der Druck des Hydraulikfluids, welcher auf den Hydraulikzylinder 18 wirkt, ändert sich in Abhängigkeit von der Öffnungsweite der Drosselbereiche A, B, C und D.
Fig. 2 zeigt die relativen Positionen der ersten und zweiten Ventilelemente 24, 25, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und keine Lenkung erfolgt. In diesem Zustand sind die Hydraulikfluidzufuhrschlitze 29 und die Hydraulikfluidablaufschlitze 30 miteinander in kommunizierender Verbindung über die vollständig offenen Drosselbereiche A, B, C und D, so daß das von der Pumpe 37 geförderte Hydraulikfluid unmittelbar zu dem Behälter 41 abgeleitet wird. Somit wird in diesem Zustand keine Servolenkkraft erzeugt.
Wenn der Fahrer dann das Fahrzeug aus dieser Geradeauslaufposition nach rechts lenkt, wird der Drehstab 3 nach Maßgabe des Lenkmoments entsprechend dem Kraftaufwand des Fahrers verdreht. Diese Verdrehbewegung ihrerseits bewirkt, daß die beiden Ventilelemente 24, 25 relativ zueinander verdreht werden. Als Folge hiervon wird die Öffnungsweite der Drosselbereiche A zwischen den Rechtslenkschlitzen 27 und den Hydraulikfluidzufuhrschlitzen 29 und der Öffnungsweite der Drosselbereiche B zwischen den Linkslenkschlitzen 28 und den Hydraulikfluidablaufschlitzen 30 größer, und die Öffnungsweite der Drosselbereiche C zwischen den Linkslenkschlitzen 28 und den hydraulikfluidzufuhrschlitzen 29 und der Öffnungsweite der Drosselbereiche D zwischen den Rechtslenkschlitzen 27 und den hydraulikfluidablaufschlitzen 30 wird kleiner. Somit wird Hydraulikfluid von der Pumpe 37 der einen Hydraulikfluidkammer 21 zugeführt, und es wird auch Hydraulikfluid von der anderen Hydraulikfluidkammer 22 zu dem Behälter 41 abgeleitet. Als Folge hiervon wird eine Servolenkkraft erzeugt, um unterstützend bei der Lenkung des Fahrzeugs in Richtung nach rechts einzuwirken, welche auf die Zahnstange 8 zur Einwirkung gebracht wird.
Wenn der Fahrer das Fahrzeug von dem Geradeauslauf nach links lenkt, ist die Veränderung der Öffnungsweite der Drosselbereich A, B, C und D entgegengesetzt zu der Veränderung in dem Fall, wenn das Fahrzeug vom Geradeauslauf in Richtung nach rechts gesteuert wird. Somit erhält man eine Servolenkkraft zur Unterstützung der Lenkung des Fahrzeugs in Richtung nach links, welche auf die Zahnstange 8 zur Einwirkung gebracht wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der vorstehend beschriebene bürstenlose Motor 50 mit einer Steuereinrichtung 60 verbunden. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, hat die Steuereinrichtung 60 eine Steuerschaltung 61 und eine Treiberschaltung 62.
Die Steuerschaltung 61 wird hauptsächlich von einem Computer gebildet. Die Steuerschaltung 61 ist mit Sensoren 70 zum Erfassen der Position des Rotors des bürstenlosen Motors 50, einem Lenkwinkelsensor 51 zur Erfassung des Lenkwinkels ausgehend von dem Mittelpunkt des Lenkwinkelbereiches des Lenkrades H und mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 53 verbunden. Die Steuerschaltung 61 überträgt Richtungssignale zur der Treiberschaltung 62 nach Maßgabe eines gespeicherten Steuerprogramms.
Die Treiberschaltung 62 ist mit der Statorspule des vorstehend beschriebenen bürstenlosen Motors 50 und einer Batterie als einer Energiequelle 63 verbunden. Die Treiberschaltung 62 treibt den bürstenlosen Motor 50 durch Zuführen eines elektrischen Stromes, welcher dem Richtungssignal von der Steuerschaltung 61 entspricht und an die Statorspule angelegt wird. Diese Treiberschaltung 62 kann von an sich bekannter Bauart sein und kann einen Transistor, wie einen FET, enthalten, welcher als ein Schaltelement für die Leistungssteuerung dient.
Wie in den Fig. 8(1) und 8(2) gezeigt ist, ist das Gehäuse 60a der Steuereinrichtung 60 direkt mit dem Gehäuse 50a des Motors 50 verbunden. Das Gehäuse 50a des Motors 50 ist direkt mit dem Gehäuse 37a der Pumpe 37 verbunden. Das Gehäuse 37a der Pumpe 37 ist direkt mit dem Behälter 41 verbunden. Das Schaltelement 62a für die Leistungssteuerung, wie der FET, welcher in der Treiberschaltung 62 der Steuereinrichtung 60 vorgesehen ist, ist in Kontakt mit dem Behälter 41. Da die Temperatur des im Hydraulikfluidbehälter 41 der Servolenkvorrichtung gespeicherten Öls höchstens etwa 80 bis 90ºC beträgt, kann die von dem Schaltelement 62a erzeugte Wärme über den Behälter 41 abgeleitet werden. Diese Auslegung ermöglicht, daß man einen Leistungsabfall infolge eines Spannungsablaufs in der Verkabelung und den Verbindungen verhindern kann, wenn die Treiberschaltung 62 und die Steuerschaltung 61 in ein und demselben Gehäuse 60 untergebracht sind. Ferner ist es möglich, daß verhindert wird, daß die Steuerschaltung 61 durch Wärme beeinflußt wird, welche von dem Schaltelement 62a erzeugt wird. Die Pfeile in den Fig. 8(1) zeigen die Ölabgaberichtung von der Pumpe 37 und die Ölablaufrichtung zu dem Behälter 41 an.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 4 wird nachstehend der Steuerungsablauf des bürstenlosen Motors 50 mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Steuerschaltung 61 näher erläutert.
Zuerst stellt die Steuerschaltung 61 fest, ob das Fahrzeug gelenkt wird oder nicht (Schritt 1). Beispielsweise wird ein vorgegebener Bezugslenkwinkel gespeichert. Der Bezugslenkwinkel ist beispielsweise ein Spielwinkel ausgehend vom Mittelpunkt des Lenkwinkelbereiches des Lenkrades H. Der Lenkwinkel des Lenkrades H wird mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Lenkwinkelsensors 51 erfaßt. Wenn der erfaßte Lenkwinkel nicht kleiner als der Bezugslenkwinkel ist, stellt die Steuerschaltung 61 fest, daß das Fahrzeug gelenkt wird. Wenn keine Änderung bei dem Lenkwinkel ausgehend von dem Bezugslenkwinkel auftritt, oder wenn eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem der Lenkwinkel zu dem Bezugslenkwinkel zurückgekehrt ist, stellt die Steuerschaltung 61 fest, daß das Fahrzeug nicht gelenkt wird.
Wenn die Steuerschaltung 61 im Schritt 1 feststellt, daß das Fahrzeug gelenkt wird, wird dann entschieden, ob das Richtungssignal bzw. Steuersignal zur Vorgabe der Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf eine Servolenkgeschwindigkeit zu der Treiberschaltung 62 übertragen worden ist oder nicht (Schritt 2). Die Servolenkgeschwindigkeit wird derart vorgegeben, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikfluids, welches von der vorstehend genannten Pumpe 37 zugeleitet wird, so ausreichend groß wird, daß eine Servolenkkraft erzeugt wird. Wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, nimmt die Servolenkgeschwindigkeit Na des bürstenlosen Motors 50 nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit ab, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Vorgabewert erreicht. Folglich ist es möglich, die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs dadurch zu verbessern, daß die Servolenkkraft bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit größer gemacht wird, und es wird möglich, daß man die Laufstabilität des Fahrzeugs dadurch verbessern kann, daß die Servolenkkraft bei größer werdenden Fahrzeuggeschwindigkeiten kleiner wird. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 53 erfaßt.
Wenn im Schritt 2 kein Richtungssignal übertragen wird, überprüft die Steuerschaltung 71, ob ein Richtungssignal zur Maximierung der Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 zu der Treiberschaltung 62 übertragen worden ist oder nicht (Schritt 3). Die maximale Geschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 wird mit einem Wert vorgegeben, welcher größer als die vorstehend beschriebene Servolenkgeschwindigkeit ist. Auch ändert sich die maximale Geschwin digkeit nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentveränderung. Beispielsweise wird nach Fig. 6(1) die maximale Geschwindigkeit Nmax des bürstenlosen Motors 50 nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit größer, und wie in Fig. 6(2) gezeigt ist, wird die maximale Geschwindigkeit Nmax des bürstenlosen Motors 50 nach Maßgabe der Lenkmomentveränderung größer. Die Lenkgeschwindigkeit läßt sich durch eine Veränderung des Lenkwinkels erfaßt mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Lenkwinkelsensors 51 pro Zeiteinheit bestimmen. Wenn die maximale Geschwindigkeit sich nach Maßgabe der Lenkmomentveränderung an Stelle der Lenkgeschwindigkeit verändert, läßt sich die Lenkmomentveränderung aus der Veränderung des Lenkmoments bestimmen, welche mit Hilfe eines üblichen Drehmomentsensors erfaßt wird, welcher mit der Steuerschaltung 61 an Stelle des Lenkwinkelsensors 51 verbunden ist. Ein Drehmomentsensor ist beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung No. (HEI) 8-145830 beschrieben, welcher zur Erfassung des Lenkmoments eingesetzt werden kann.
Wenn in dem Schritt 3 keine Richtungssignale bzw. Steuersignale übertragen worden sind, überträgt die Steuerschaltung 61 ein Steuersignal bzw. ein Richtungssignal zu der Treiberschaltung 62, so daß die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf die maximale Geschwindigkeit Nmax auf der Basis des Signals von dem Sensor 70 erhöht wird, welcher zur Erfassung der Position des Rotors des bürstenlosen Motors 50 dient, sowie auf der Basis der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentveränderung (Schritt 4). Bei Erhalt des Steuersignals versorgt die Treiberschaltung 62 die Statorspule des bürstenlosen Motors 50 mit einem elektrischen Strom, um die Drehgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl auf die maximale Geschwindigkeit Nmax einzustellen.
Dann überprüft die Steuerschaltung 61, ob dieser Steuerungsablauf abgeschlossen ist oder nicht (Schritt 5). Wenn beispielsweise der Zündschalter des Fahrzeugs ausgeschaltet ist, ist der Steuerungsablauf abgeschlossen. Wenn der Steuerungsablauf nicht abgeschlossen ist, erfolgt ein Rücksprung zu dem Schritt 1.
Wenn ein Steuersignal im Schritt 3 übertragen worden ist, überprüft die Steuerschaltung 61, ob eine Vorgabezeit nach der Übertragung des Steuersignals verstrichen ist oder nicht (Schritt 6). Die Vorgabezeit kann auf der Basis der Zeit vorgegeben werden, welche für die Erhöhung der Drehzahl des bürstenlosen Motors 50 von einer Bereitschaftsgeschwindigkeit auf die maximale Geschwindigkeit Nmax erforderlich ist. Die Bereitschaftsgeschwindigkeit ist eine Vorgabegeschwindigkeit, welche niedriger als die vorstehend beschriebene Servolenkgeschwindigkeit ist. Bei dem dargestellten Anwendungsbeispiel ist die Bereitschaftsgeschwindigkeit auf Null eingestellt.
Wenn die Vorgabezeit im Schritt 6 nicht abgelaufen ist, erfolgt ein Rücksprung zu dem Schritt 5.
Wenn die Vorgabezeit im Schritt 6 abgelaufen ist, überträgt die Steuerschaltung 61 ein Steuersignal zu der Treiberschaltung 62, so daß die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf die Servolenkgeschwindigkeit Nmax auf der Basis des Signales von dem Sensor 70 zum Erfassen der Position des Rotors des bürstenlosen Motors 50 und auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, welche mittels des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 53 (Schritt 7) erfaßt wird, und anschließend erfolgt ein Rücksprung zum Schritt 5. Bei Erhalt des Steuersignals versorgt die Treiberschaltung 62 die Statorspule des bürstenlosen Motors 50 mit einem elektrischen Strom zur Einstellung der Drehgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit Na.
Wenn das Steuersignal zur Vorgabe der Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf die Servolenkgeschwindigkeit Na im Schritt 2 übertragen worden ist, erfolgt ein Rücksprung zu dem Schritt 5.
Wenn die Steuerschaltung 61 im Schritt 1 festgestellt hat, daß das Fahrzeug nicht gelenkt wird, wird überprüft, ob ein Steuersignal zur Maximierung der Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 zu der Treiberschaltung 62 übertragen worden ist oder nicht (Schritt 8).
Wenn das Steuersignal im Schritt 8 übertragen wird, erfolgt ein Rücksprung zum Schritt 6.
Wenn das Steuersignal im Schritt 8 nicht übertragen worden ist, überprüft die Steuerschaltung 61, ob eine Vorgabezeit nach der Übertragung des Steuersignals zur Einstellung der Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf die Servolenkgeschwindigkeit Na verstrichen ist oder nicht (Schritt 9). Die Vorgabezeit kann auf einen solchen Wert eingestellt werden, welcher größer als die Zeit ist, welche erforderlich ist, daß sich der Drehstab 3 aufgrund seiner elastischen Torsionsverformung zurückstellen kann, und sie kann auch derart vorgegeben werden, daß die Antriebszeit der Pumpe 37 möglichst kurz gewählt ist.
Wenn die Vorgabezeit im Schritt 9 verstrichen ist, überträgt die Steuerschaltung 61 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 62, so daß die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf eine Bereitschaftsgeschwindigkeit, d. h. Null eingestellt wird (Schritt 20), und anschließend erfolgt ein Rücksprung zu dem Schritt 5. Bei Erhalt des Signals stoppt die Treiberschaltung 62 die elektrische Stromzufuhr zu dem bürstenlosen Motor 50, wodurch eine Servolenkunterstützung aufgehoben wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform lassen sich Störungen infolge des Bürstenabriebs bei einem langzeitigen Einsatz dadurch verhindern, daß die Pumpe 37 mittels eines bürstenlosen Motors 50 angetrieben wird. Auch wenn die Bereitschaftsgeschwindigkeit Null oder niedrig ist, wird die Zeit, die zur Umschaltung von der Bereitschaftsgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit erforderlich ist, durch die Größe des Trägheitsmoments des Motorrotors beeinflußt. Es ist daher möglich, die Zeit zu verkürzen, welche erforderlich ist, um die Umschaltung von der Bereitschaftsgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit vorzunehmen, wenn ein bürstenloser Motor als Pumpenantriebsmotor im Gegensatz zu einem Gleichstrommotor eingesetzt wird, welcher eine Bürste hat. Folglich lassen sich Verzögerungen bei der Servolenkunterstützung und eine Verschlechterung des Lenkgefühls verhindern, und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs läßt sich wesentlich verbessern.
Da zusätzlich die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf die Servolenkgeschwindigkeit Na eingestellt wird, nachdem sie auf die maximale Geschwindigkeit Nmax angehoben worden ist, welche größer als die Servolenkgeschwindigkeit Na bei der Servolenkbetriebsart ist, läßt sich die Zeit verkürzen, welche erforderlich ist, um die Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe 37 geförderten Hydraulikfluids auf einen solchen Wert zu erhöhen, welcher ausreicht, daß die Servolenkkraft erzeugt wird. Daher lassen sich Verzögerungen bei der Servolenkunterstützung und eine Verschlechterung des Lenkgefühls vermeiden und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs läßt sich verbessern.
Beispielsweise zeigt die schraffierte Linie α in Fig. 7 den Zusammenhang zwischen der Zeit und der Drehgeschwindigkeit bei dem Beispiel, bei dem die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf die Servolenkgeschwindigkeit Na eingestellt ist, ohne daß eine Erhöhung auf die maximale Geschwindigkeit Nmax erfolgt ist. Die schraffierte Linie β gibt den Zusammenhang zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe 37 geförderten Hydraulikfluids und der Zeit bei diesem Beispiel an. Bei diesem Beispiel beginnt sich die Motordrehgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt t1 zu erhöhen, die Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe 37 geförderten Hydraulikfluids nimmt einen Strömungsgeschwindigkeitswert Qa ein, welcher so ausreichend ist, daß zum Zeitpunkt t3 eine Servolenkkraft erzeugt wird.
Andererseits gibt die durchgezogene Linie γ in Fig. 7 den Zusammenhang zwischen der Zeit und der Drehgeschwindigkeit bei dem Beispiel an, bei dem die Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 auf die Servolenkgeschwindigkeit Na eingestellt wird, nachdem eine Erhöhung auf die maximale Geschwindigkeit Nmax erfolgt ist. Die durchgezogene Linie δ gibt den Zusammenhang zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe 37 geförderten Hydraulikfluids und der Zeit bei diesem Beispiel an. Bei diesem Beispiel beginnt sich die Drehgeschwindigkeit des Motors 50 zum Zeitpunkt t1 zu erhöhen, die Drehgeschwindigkeit des Motors 50 nimmt die maximale Geschwindigkeit Nmax zum Zeitpunkt tm an, die Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe 37 geförderten Hydraulikfluids nimmt eine Strömungsgeschwindigkeit Qa an, welche so ausreichend ist, daß eine Servolenkkraft zum Zeitpunkt t2 erzeugt wird, und die Drehgeschwindigkeit des Motors 50 nimmt die Servolenkgeschwindigkeit Na zum Zeitpunkt t4 an.
In anderen Worten bedeutet dies, daß die Zeit, welche für die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe 37 geförderten Hydraulikfluids auf die Strömungsgeschwindigkeit Qa erforderlich ist, welche so ausreichend hoch ist, daß eine Servolenkkraft erzeugt wird, sich 3-t2" verkürzen läßt. Da auch die Drehgeschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit Na eingestellt wird, nachdem eine Erhöhung auf die maximale Geschwindigkeit Nmax erfolgt ist, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikfluids für die Servounterstützung nicht übermäßig zu, wodurch sich Verschlechterungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs verhindern lassen.
In Fig. 7 ist die Pumpe 37, welche die charakteristischen Eigenschaften hat, welche voranstehend mit der gebrochenen Linie β gezeigt sind, eine Flügelzellenpumpe. In Fig. 7 ist die Pumpe 37, welche die charakteristischen Eigenschaften hat, welche mit der Linie mit Unterbrechungen und zwei Punkten dargestellt ist, eine Zahnradpumpe. Die charakteristischen Eigenschaften dargestellt durch die gebrochene Linie β und die Linie mit den zwei Punkten erhält man dann, wenn die charakteristischen Eigenschaften des Motors 50 jene sind, welche zuvor im Zusammenhang mit der gebrochenen Linie α dargestellt worden sind. Diese charakteristischen Eigenschaften zeigen, daß die Zeit, welche zur Erhöhung der Abgabeströmungsgeschwindigkeit des Hydraulikfluids auf einen so ausreichenden Wert, daß eine Servolenkkraft erzeugt wird, erforderlich ist, kürzer ist, wenn eine Zahnradpumpe als Pumpe 37 eingesetzt wird, als wenn eine Flügelzellenpumpe eingesetzt wird. In anderen Worten bedeutet dies, daß im Falle eines Einsatzes einer Flügelzellenpumpe das Hydraulikfluid nicht abgegeben wird, bis die Flügel zur Abgabe des Hydraulikfluids radial nach außen durch eine Zentrifugalkraft verdrängt worden sind, nachdem die Antriebswelle durch den Motor 50 angetrieben wird. Bei einer Zahnradpumpe hingegen wird Hydraulikfluid beim Antreiben der Antriebswelle durch den Motor 50 abgegeben, da die Zahnräder zur Abgabe des Hydraulikfluids sich gleichzeitig mit dem Antrieb der Welle drehen. Daher lassen sich Verzögerungen bei der Servounterstützung und Verschlechterungen bei dem Lenkgefühl verhindern. Wenn man ferner eine Zahnradpumpe als Pumpe 37 einsetzt, und wenn man die charakteristischen Eigenschaften des Motors 50 gemäß der durchgezogenen Linie γ hat, lassen sich Verzögerungen der Servounterstützung und eine Verschlechterung des Lenkgefühls noch zuverlässiger verhindern.
Auch wenn man die maximale Geschwindigkeit Nmax des zuvor beschriebenen bürstenlosen Motors 50 nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentänderung verändert, läßt sich die Zeit wesentlich verkürzen, die man benötigt, um die Strömungsgeschwindigkeit des von der Pumpe 37 geförderten Hydraulikfluids auf eine Strömungsgeschwindigkeit Qa einzustellen, welche so ausreichend groß ist, daß eine Servolenkkraft erzeugt wird, wenn die Lenkgeschwindigkeit oder die Lenkmomentänderung groß ist, d. h. wenn eine schnelle Lenkung durchgeführt wird. Daher lassen sich Verzögerungen bei der Servounterstützung und Verschlechterungen bei dem Lenkgefühl wirksam verhindern. Auch wenn die Lenkgeschwindigkeit niedrig ist, nimmt die Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikfluids durch die Servolenkung nicht übermäßig zu, wodurch sich Verschlechterungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs bei dem Fahrzeug verhindern lassen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise läßt sich die Zeit "t4-tm", welche zur Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit des bürstenlosen Motors 50 von der maximalen Geschwindigkeit Nmax auf die Servolenkgeschwindigkeit Na erforderlich ist, nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentveränderung vergrößern, wie dies in den Fig. 6(1) oder 6(2) gezeigt ist. Die Zeit "t4-tm" läßt sich nach Maßgabe der vorstehend im Schritt 6 bestimmten Vorgabezeit verändern. Durch diese Auslegung kann man dieselben Effekte wie bei dem Fall erzielen, wenn die maximale Geschwindigkeit Nmax des bürstenlosen Motors 50 nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentveränderung verändert wird.
Auch wird es bevorzugt, die maximale Geschwindigkeit Nmax des Motors 50 nach Maßgabe der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit herabzusetzen, wenn die Servolenkgeschwindigkeit Na des Motors 50 nach Maßgabe der Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist. Folglich läßt sich der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessern, da die maximale Geschwindigkeit Nmax des Motors 50 so niedrig wie möglich gewählt werden kann, wenn es beabsichtigt ist, die Fahrzeugmanövrierbarkeit bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu verbessern und die Laufstabilität des Fahrzeugs bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten zu verbessern.
Auch kann ein Drehmomentsensor zur Erfassung des Lenkmoments an Stelle des zuvor beschriebenen Lenkwinkelsensors 51 eingesetzt werden, um festzustellen, ob das Fahrzeug gelenkt wird oder nicht, und zwar auf der Basis des Lenkmoments. Wenn beispielsweise der Absolutwert des Lenkmoments größer als ein Vorgabewert (beispielsweise 7 kgf·cm) ist, welcher einen Wert bei einer Geradeauslenkung entspricht, so erkennt die Steuerschaltung, daß das Fahrzeug gelenkt wird und dann wird der Motor 50 angetrieben.
Wenn bei dieser Ausführungsvariante gemäß dem Flußdiagramm nach Fig. 10 die Steuerschaltung im Schritt 1 feststellt, daß das Fahrzeug nicht gelenkt wird, kann ein Steuersignal zur Vorgabe der Drehgeschwindigkeit des Motors 50 mit Null unmittelbar im Schritt 9 übertragen werden, vorausgesetzt, daß ein Steuersignal zur Maximierung der Drehgeschwindigkeit des Motors im Schritt 8 nicht übertragen worden ist. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß dann, wenn die Abfrage erfolgt, ob das Fahrzeug gelenkt wird oder nicht, und zwar auf der Basis des Lenkwinkels gemäß der voranstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, die Änderung des Lenkwinkels und die Deformation des Drehstabs 3 nicht immer in entsprechender Weise einander zugeordneter sind. Daher läßt sich das Steuersignal zur Vorgabe der Drehgeschwindigkeit des Motors 50 mit Null nur übertragen, wenn eine Vorgabezeit im Schritt 9 im Flußdiagramm nach Fig. 4 nach der Ermittlung verstrichen ist, daß der Lenkwinkel zu der Geradeauslaufposition zurückgekehrt ist. Bei der Ausführungsvariante wird im Gegensatz hierzu das Steuersignal zur Vorgabe der Drehgeschwindigkeit des Motors 50 mit Null übertragen, ohne daß ermittelt wird, ob die Vorgabezeit nach der Übertragung des Steuersignals zur Vorgabe der Drehgeschwindigkeit des Motors 50 auf die Servolenkgeschwindigkeit Na verstrichen ist oder nicht. Daher ist es möglich, die übergroße Zeit zum Antreiben des Motors 50 zu verbessern und den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs ebenfalls zu verbessern. Die weiteren Schritte bei dem Steuerungsablauf nach dem Flußdiagramm in Fig. 10 stimmen mit jenen überein, welche mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform erläutert worden ist.
Selbst wenn auch die Vorgabezeit verstrichen ist, ohne daß sich der Lenkwinkel geändert hat, wird die Lenkung im Parkzustand oder beim Einparken bei einigen Anwendungsfällen behindert, bei denen die Steuerschaltung erfaßt, daß das Fahrzeug nicht gelenkt wird. Während des Lenkens beim Parken oder Einparken usw. ändert sich der Lenkwinkel bei einigen Fällen nicht, wenn das Lenkrad vom Fahrer festgehalten wird. Wenn der Lenkwinkel sich nicht während einer vorgegebenen vorbeschriebenen Vorgabezeit ändert, inter pretiert die Steuereinrichtung dies fehlerhafterweise dahingehend, daß das Fahrzeug nicht gelenkt wird. Der Motor wird daher auf der Basis dieser Fehlinterpretation gestoppt. Folglich wird die Servolenkkraft aufgehoben, so daß das Lenkrad H sich in Richtung zu der Geradeauslaufposition durch die elastische Kraft des vorstehend beschriebenen Drehstabs 3 dreht. Durch diese Drehbewegung des Lenkrades H ändert sich der Lenkwinkel. Bei einer Änderung dieses Lenkwinkels wird der Motor 50 wiederum betrieben, so daß die Servolenkkraft zusätzlich zu dem Kraftaufwand des Fahrers zur Einwirkung gebracht wird. Folglich dreht sich das Lenkrad H von der Geradeauslaufposition weg, so daß sich der Lenkwinkel verändert. Da bei den vorstehend beschriebenen Anwendungsfällen diese Wirkungsweise wiederholt genutzt wird, dreht sich das Lenkrad H hin und her. Daher ist es schwierig, einen konstanten Lenkwinkel einzuhalten, wodurch wiederum das Lenken beim Einparken oder beim Parken und dergleichen behindert wird.
Wenn hingegen die Abfrage dahingehend, ob das Fahrzeug gelenkt wird oder nicht, auf der Basis des Lenkmoments erfolgt, tritt das vorstehend beschriebene Problem nicht auf. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß bei der Lenkung beim Einparken oder dem Einfahren in die Garage und dergleichen die Steuereinrichtung nicht die Fehlinterpretation vornimmt, daß das Fahrzeug nicht gelenkt wird, da das Lenkmoment selbst dann nicht kleiner wird, wenn das Lenkrad vom Fahrer gehalten wird.
Auch sind die Startbedingungen und die Freigabebedingungen für die Servounterstützung keinen Beschränkungen unterworfen. Beispielsweise können die Startbedingungen erfüllt sein, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit einen Vorgabewert überschreitet, oder wenn der Blinker oder die Richtungsanzeigeeinrichtung aktiviert wird. Die Freigabebedingungen können erfüllt sein, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit niedriger als ein Vorgabewert während einer vorbestimmten Zeit ist.
Die Erfindung wurde im Zusammenhang mit einer Servolenkvorrichtung der Zahnstangenbauart beschrieben, aber natürlich ist die Erfindung auch bei anderen Servolenkvorrichtungen, wie solchen der Kugelumlaufspindelbauart, einsetzbar.

Claims

1. Servolenkvorrichtung, welche folgendes aufweist:

einen hydraulischen Stellantrieb (18), welcher eine Servolenkkraft unter Einsatz eines hydraulischen Fluids erzeugt, welches von einer Pumpe (37) zugeführt wird, welche mittels eine Elektromotors (50) angetrieben wird;

eine Einrichtung (60) zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors (50) derart, daß die Drehgeschwindigkeit bei einer Servolenkbetriebsart auf eine Servogeschwindigkeit eingestellt ist und auf eine Bereitschaftsgeschwindigkeit bei einer Servolenkfreigabebetriebsart eingestellt ist;

wobei die Drehgeschwindigkeit des Motors (50) auf eine Servolenkgeschwindigkeit eingestellt wird, nachdem sie auf eine maximale Geschwindigkeit eingestellt worden ist, welche die Servolenkgeschwindigkeit in der Servolenkbetriebsart überschreitet;

gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zum Bestimmen der Lenkgeschwindigkeit oder einer Lenkmomentänderung; und

eine Einrichtung zum Ändern der maximalen Geschwindigkeit nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentveränderung.

2. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner folgendes aufweist:

eine Einrichtung zum Ändern der Zeit, welche erforderlich ist, um die Drehgeschwindigkeit des Motors (50) von der maximalen Geschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentänderung herabzusetzen.

3. Servolenkvorrichtung, welche folgendes aufweist:

einen hydraulischen Stellantrieb (18), welcher eine Lenkhilfskraft unter Einsatz eines Hydraulikfluids erzeugt, welches von einer Pumpe (37) zugeführt wird, welche mittels eines Elektromotors (50) angetrieben ist;

eine Einrichtung (60) zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Motors (50) derart, daß die Drehgeschwindigkeit auf eine Servolenkgeschwindigkeit bei einer Servolenkbetriebsart eingestellt ist und auf eine Bereitschaftsgeschwindigkeit bei einer Servolenk-Freigabebetriebsart eingestellt ist;

wobei die Drehgeschwindigkeit des Motors (50) auf die Servolenkgeschwindigkeit eingestellt wird, nachdem sie auf eine maximale Geschwindigkeit eingestellt war, welche größer als die Servolenkgeschwindigkeit in der Servolenkbetriebsart ist;

gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung zum Bestimmen einer Lenkgeschwindigkeit oder einer Lenkmomentänderung; und

eine Einrichtung zum Verändern der Zeit, welche erforderlich ist, um die Drehgeschwindigkeit des Motors (50) von der maximalen Geschwindigkeit auf die Servolenkgeschwindigkeit nach Maßgabe der Lenkgeschwindigkeit oder der Lenkmomentänderung herabzusetzen.

4. Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der ein bürstenloser Motor als Motor (50) eingesetzt wird.

5. Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Bereitschaftsgeschwindigkeit Null ist.

6. Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche ferner folgendes aufweist:

eine Einrichtung zum Herabsetzen der Servolenkgeschwindigkeit des Motors (50) nach Maßgabe einer zunehmenden Fahrzeuggeschwindigkeit; und

eine Einrichtung zum Herabsetzen der maximalen Geschwindigkeit des Motors (50) nach Maßgabe einer größer werdenden Fahrzeuggeschwindigkeit.

7. Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der eine Zahnradpumpe als Pumpe (37) eingesetzt wird.