DE69738569T2

DE69738569T2 - Servolenkung

Info

Publication number: DE69738569T2
Application number: DE69738569T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kaji; Masahiko Sakamaki
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1997-08-13
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2017-08-14
Also published as: DE69738569D1; EP0930215A4; CZ111099A3; US6366842B1; WO1999008921A1; CA2268856A1; KR100499256B1; JP3546062B2; CZ296715B6; ES2299189T3; KR20000068735A; EP0930215B1; CA2268856C; EP0930215A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkvorrichtung, die an einen Lenkmechanismus eine Lenkhilfskraft anlegt, und zwar mittels, eines Hydraulikdruckes, der von einer Pumpe erzeugt ist, die von einem elektrischen Motor angetrieben ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Servolenkvorrichtungen bekannt, die die Betätigung eines Lenkrades unterstützen, indem Arbeitsöl von einer Ölpumpe einem Leistungs- bzw. Servozylinder zugeführt wird, der mit einem Lenkmechanismus gekoppelt ist. Die Ölpumpe wird von einem elektrischen Motor angetrieben, und es wird mittels des Leistungszylinders eine Lenkhilfskraft erzeugt, und zwar gemäß der Umdrehungszahl des elektrischen Motors.
Die Antriebssteuerung des elektrischen Motors wird bspw. auf der Grundlage des Lenkwinkels des Lenkrades durchgeführt. Das heißt, der Lenkwinkel wird auf der Grundlage eines Ausganges eines Lenkwinkelsensors bestimmt, der in Zuordnung zu dem Lenkrad vorgesehen ist, und das Antreiben bzw. Ansteuern des elektrischen Motors wird auf der Grundlage des Lenkwinkels gesteuert. Genauer gesagt, wenn der Lenkwinkel des Lenkrades sich innerhalb eines Motoranhalte- bzw. Motorausschaltbereiches befindet, der um einen Lenkwinkelmittelpunkt herum definiert ist, dann wird angenommen, dass eine Lenkunterstützung nicht notwendig ist, so dass der elektrische Motor angehalten bzw. ausgeschaltet wird. Wenn andererseits der Lenkwinkel des Lenkrades sich außerhalb des Motoranhaltebereiches befindet, wird der elektrische Motor angetrieben bzw. angesteuert, um eine Lenkhilfskraft zu erzeugen.
Die Erfassung des Lenkwinkelpunktes wird bspw. erzielt, indem Lenkwinkeldaten, die von dem Lenkwinkelsensor ausgegeben werden, abgetastet werden und indem man die häufigsten Lenkwinkeldaten als jene ansieht, die dem Lenkwinkelmittelpunkt entsprechen.
Die oben beschriebene Servolenkvorrichtung führt die Antriebssteuerung des elektrischen Motors jedoch unter Verwendung des Lenkwinkelsensors durch, so dass die Antriebssteuerung nicht auf der Grundlage des Lenkdrehmomentes durchgeführt werden kann. Demzufolge ist das Lenkgefühl nicht zufriedenstellend.
Wenn ein Kraftfahrzeug entlang einer geraden Straße fährt, die in Querrichtung des Fahrzeugs geneigt ist, sollte bspw. an das Lenkrad ein Drehmoment angelegt werden, um das Fahrzeug zu stabilisieren, obgleich der Lenkwinkel des Lenkrades klein genug ist, so dass er sich innerhalb des Motoranhaltebereiches befindet. In einem solchen Fall liefert die zuvor genannte Servolerikvorrichtung keine Lenkunterstützung, und zwar selbst dann, wenn das Lenkdrehmoment angelegt wird. Demzufolge ist das Lenkgefühl verschlechtert.
Anstelle des Lenkwinkelsensors kann ein Drehmomentsensor verwendet werden, um die Antriebssteuerung in Übereinstimmung mit dem Lenkdrehmoment durchzuführen. Die Verwendung des Drehmomentsensors ist jedoch nicht bevorzugt, da der Drehmomentsensor weniger verlässlich ist als der Lenkwinkelsensor.
Aus der EP-A-0044733 ist ein hydraulisches Servolenksystem für Fahrzeuge bekannt, das eine Pumpe aufweist, um ein unter Druck stehendes Arbeitsfluid zuzuführen, und eine Servolenkeinheit aufweist, der das Arbeitsfluid zugeführt wird, um die Lenkbemühungen eines Fahrers, die auf ein Lenkrad aufgebracht werden, zu unterstützen, mit: Mitteln zum Erfassen einer Lenkbemühung bzw. Lenk-Kraft, die an das Lenkrad angelegt wird; Mitteln zum Erfassen des Druckes des Arbeitsfluides, das der Servolenkeinheit zugeführt wird; und Steuermitteln, die mit den Lenkbemühungs-Erfassungsmitteln und mit den Druckerfassungsmitteln verbunden sind, um ein Ausgangssignal zum Betätigen bzw. Einschalten der Pumpe zu erzeugen, wenn die auf das Lenkrad aufgebrachte Lenkbemühung und/oder der Druck des Arbeitsfluides sich oberhalb eines bestimmten Niveaus befinden.
Aus der EP-A-0053297 ist eine hydraulische Lenkeinrichtung bekannt, die von einer Pumpe gespeist wird, und zwar für gewerblich verwendete Nutzfahrzeuge. Erfindungsgemäß wird die Drehzahl der Pumpe durch eine Steuereinrichtung gesteuert, und zwar in Bezug auf ihre Leistungsanforderungen als eine Funktion der durchzuführenden Lenkbewegung. Im Ergebnis können Energieverbrauch, Abnutzung und Geräuscherzeugung wesentlich reduziert werden. Die Steuereinrichtung kann bspw. auf das deutliche Ändern des Hydraulikdruckes oder auf den lastabhängigen Motorstrom der Pumpe reagieren.
Aus der US 4,002,959 ist ein elektrisches Motorsteuersystem bekannt, bei dem die Charakteristik des Motors von lastfreier Drehzahl zu Drehmoment in Bezug auf die Charakteristik von Lastdrehzahl und Drehmoment reduziert wird, mit einem Transformator bzw. Umsetzer, der angeschlossen ist, um den durch den Motor fließenden Strom zu erfassen und ein erfasstes Signal abzuleiten; und gesteuerten Schaltermitteln, die an die Messmittel angeschlossen und hierdurch gesteuert sind, wobei die Schaltermittel die an den Motor angelegte wirksame bzw. effektive Spannung abrupt zwischen einem Wert entsprechend der Charakteristik von lastfreier Drehzahl zu Drehmoment und einer Charakteristik von Lastdrehzahl zu Drehmoment ändern, und zwar in Abhängigkeit von dem Wert des zweiten Signals, wenn das erfasste Signal von den Messmitteln den vorbestimmten Wert erreicht.
Aus der JP 57140276 sind Lenkwinkelgeschwindigkeits-Erfassungsmittel bekannt, zum Erfassen einer Lenkwinkelgeschwindigkeit eines Lenkrades, mit einem Leuchtelement und Schlitzen, wobei ein Ausgangssignal hiervon über einen F-V-Konverter an die Steuermittel gesendet wird. Signale von Druckerfassungsmitteln und Fahrzeugsgeschwindigkeits-Erfassungsmitteln werden der Steuereinrichtung ebenfalls eingegeben, die eine Verarbeitung auf der Grundlage jener Signale durchführt, um eine elektromagnetische Kupplung, die zwischen der Pumpe und einer Riemenscheibe angeordnet ist, zu schließen oder zu öffnen, derart, dass die Pumpe so gesteuert wird, dass sie angetrieben oder angehalten wird. Die JP 57140276 offenbart Merkmale, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkvorrichtung anzugeben, die ein verbessertes Lenkgefühl gewährleisten kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkvorrichtung anzugeben, die dazu in der Lage ist, das Ansteuern eines elektrischen Motors gemäß einem Lenkdrehmoment zu steuern, um ohne die Notwendigkeit eines Drehmomentsensors eine geeignete Lenkunterstützung bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkvorrichtung anzugeben, die eine Verbesserung der Energieeinsparungen gewährleisten kann.
Die obige Aufgabe wird durch eine Servolenkvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Eine Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung, die dazu ausgelegt ist, eine Lenkhilfskraft mittels eines Hydraulikdruckes zu erzeugen, der von einer Pumpe erzeugt wird, die von einem elektrischen Motor angetrieben wird, beinhaltet: Lenkwinkel-Erfassungsmittel (Lenkwinkelsensor 11, CPU 31 und Schritt S2 in 2) zum Erfassen eines Lenkwinkels in Bezug auf einen Lenkwinkelmittel; Einschaltsteuerungsmittel (CPU 31 und Schritte S3, S4 in 2) zum Einschalten des elektrischen Motors aus einem Motoranhaltezustand heraus unter der Bedingung, dass ein Änderungswert des Lenkwinkels, der von den Lenkwinkel-Erfassungsmitteln erfasst ist, einen vorbestimmten Einschaltschwellenwert überschreitet; und Einschaltschwellenwert-Bestimmungsmittel (CPU 31 und Schritt T2 in 3) zum Bestimmen des Einschaltschwellenwertes gemäß einem Wert des Lenkwinkels, der durch die Lenkwinkel-Erfassungsmittel erfasst wird, wenn der elektrische Motor angehalten wird.
Wenn der Lenkwinkel einen Wert nahe des Lenkwinkelmittelpunktes besitzt, ändert sich der Lenkwinkel um einen relativ großen Änderungswert, um aus einem Winkelspielbereich des Lenkrades herauszukommen. Das heißt, es ist ein großer Wert der Änderung des Lenkwinkels erforderlich, bis die Lenkunterstützung notwendig wird. Wenn im Gegensatz hierzu der Lenkwinkel relativ groß ist, ist eine große Lenkhilfskraft sofort erforderlich, nachdem der Lenkbetrieb bzw. -vorgang begonnen hat.
Bei der vorliegenden Erfindung wird der Einschaltschwellenwert in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel bestimmt, der erfasst wird, wenn der elektrische Motor angehalten wird, und der elektrische Motor wird unter der Bedingung eingeschaltet, dass der Änderungswert des Lenkwinkels den Einschaltschwellenwert überschreitet. Daher kann der Einschaltschwellenwert größer eingestellt werden, wenn der Lenkwinkel bei Anhalten des Motors nahe dem Lenkwinkelmittelpunkt ist, und kann kleiner eingestellt werden, wenn der Lenkwinkel (der absolute Wert hiervon) bei Anhalten des Motors relativ groß ist. Demzufolge wird der elektrische Motor nicht unnötigerweise eingeschaltet, wenn der Lenkwinkel sich nahe dem Lenkwinkelmittelpunkt befindet, und dann, wenn der Lenkwinkel groß ist, kann sofort eine große Lenkhilfskraft erzeugt werden. Infolge können sowohl eine Verbesserung der Energieeinsparungen als auch eine Verbesserung des Lenkgefühls erzielt werden.
Die Einschaltsteuerungsmittel können Einschaltlenkwinkel-Berechnungsmittel (CPU 31 und Schritt T3 in 3) beinhalten, um auf der Grundlage des Wertes des Lenkwinkels, der von den Lenkwinkel-Erfassungsmitteln erfasst ist, und des Einschaltschwellenwertes, der von dem Einschaltschwellenwert-Bestimmungsmitteln bestimmt ist, einen Einschaltlenkwinkel zu bestimmen, der einem Lenkwinkel entspricht, bei dem der sich in einem Ausschaltzustand befindliche elektrische Motor einzuschalten ist; und können Mittel (CPU 31 und Schritte S3, S4 in 2) zum Einschalten des elektrischen Motors beinhalten, wenn der elektrische Motor ausgeschaltet ist, und zwar unter der Bedingung, dass der Wert des von den Lenkwinkel-Erfassungsmitteln erfassten Lenkwinkels den Einschaltlenkwinkel erreicht, der von den Einschaltlenkwinkel-Berechnungsmitteln bestimmt ist.
Erfindungsgemäß sind die Einschaltschwellenwert-Bestimmungsmittel dazu ausgelegt, den Einschaltschwellenwert umso kleiner einzustellen, je größer der Wert des Lenkwinkels ist, der von den Lenkwinkel-Erfassungsmitteln erfasst ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Servolenkvorrichtung ferner Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmittel (Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei die Einschaltschwellenwert-Bestimmungsmittel dazu ausgelegt sind, den Einschaltschwellenwert umso größer einzustellen, je größer die von den Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmitteln erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Demzufolge kann eine sofortige Motoreinschaltung bei Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit gewährleistet werden, und die Empfindlichkeit der Motoreinschaltung wird bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit reduziert. Demzufolge wird bei Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, bei der die Lenkunterstützung weniger notwendig ist, ein unnötiges Einschalten des elektrischen Motors verhindert, wohingegen die Lenkunterstützung bei Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit sofort gestartet wird. Dies verbessert sowohl die Energieeinsparungen als auch das Lenkgefühl.
Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 ist ein schematisches Diagramm einer grundlegenden Konstruktion einer Servolenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Antriebssteuerung eines Motors;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Berechnen eines Einschaltlenkwinkels darstellt, und zwar zum Bestimmen eines Einschaitlenkwinkels;
4A und 4B sind Diagramme zum Erläutern von beispielhaften Einstellungen einer ersten und einer zweiten Konstante;
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Lenkwinkel und dem Einschaltlenkwinkel zeigt;
6 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Beziehung zwischen der Motoreinschaltempfindlichkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zum Bestimmen eines Motoranhaltebereiches; und
8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem elektrischen Motorstromwert und dem Lenkdrehmoment zeigt.
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine grundlegende Konstruktion einer Servolenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Servolenkvorrichtung ist in Zuordnung zu einem Lenkmechanismus 1 eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, und zwar um eine Lenkhilfskraft an den Lenkmechanismus 1 anzulegen.
Der Lenkmechanismus 1 beinhaltet ein Lenkrad 2, das von einem Fahrer zu betätigen ist, eine Lenkwelle 3, die mit dem Lenkrad 2 gekoppelt ist, ein Ritzel 4, das an einem distalen Ende der Lenkwelle 3 vorgesehen ist, und eine Zahnstangenwelle 5 mit einem Zahnstangenabschnitt 5a, der mit dem Ritzel 4 in Eingriff steht und sich in einer Richtung quer zu dem Kraftfahrzeug erstreckt. An gegenüberliegenden Enden der Zahnstangenwelle 5 sind Spurstangen 6 angeschlossen, die ferner mit Gelenkarmen 7 verbunden sind, die ein linkes bzw. ein rechtes Vorderrad FL, FR lagern, die als lenkbare Räder dienen. Die Gelenkarme 7 sind jeweils um Lagerzapfen 8 herum drehbar.
Wenn bei dieser Anordnung das Lenkrad 2 betätigt wird, um die Lenkwelle 3 zu drehen, wird die Drehbewegung mittels des Ritzels 4 und der Zahnstangenwelle 5 in eine lineare Bewegung in einer Richtung quer zu dem Kraftfahrzeug umgewandelt. Die lineare Bewegung wird in Drehbewegungen der Gelenkarme 7 um die Lagerzapfen 8 herum umgewandelt, wodurch das Lenken des linken und des rechen Vorderrades FL, FR erzielt wird.
Ein Torsionsstab bzw. eine Drehfeder 9, der dazu ausgelegt ist, gemäß der Richtung und Größe eines Lenkdrehmomentes verdreht zu werden, das an das Lenkrad 2 angelegt wird, und ein Hydraulikdrucksteuerventil 23, das dazu ausgelegt ist, seine Ventilöffnung gemäß der Richtung und Größe der Torsion des Torsionstabes 9 zu ändern, sind in der Lenkwelle 3 aufgenommen. Das Hydraulikdrucksteuerventil 23 ist mit einem Servo- bzw. Leistungszylinder 20 zum Anlegen einer Lenkhilfskraft an den Lenkmechanismus 1 verbunden. Der Leistungszylinder 20 beinhaltet einen Kolben 21, der einstückig mit der Zahnstangenwelle 5 vorgesehen ist, und ein Paar von Zylinderkammern 20a, 20b, die durch den Kolben 21 voneinander abgetrennt sind. Die Zylinderkammern 20a, 20b sind mit dem Hydraulikdrucksteuerventil 23 über eine Zuführ- bzw. eine Ölrückführleitung 22a, 22b verbunden.
Das Hydraulikdrucksteuerventil 23 ist in einer Ölzirkulationsleitung 24 angeordnet, die sich durch einen Reservoirtank 25 und eine Ölpumpe 26 hindurch erstreckt. Die Ölpumpe 26 wird von einem elektrischen Motor 27 angetrieben, so dass ein in dem Reservoirtank 25 enthaltenes Arbeitsöl hochgepumpt und dem Hydraulikdrucksteuerventil 23 zugeführt wird. Überschüssiges Arbeitsöl wird aus dem Hydraulikdrucksteuerventil 23 über die Ölzirkulationsleitung 24 in den Reservoirtank 25 zurückgegeben.
Wenn auf den Torsionsstab 9 eine Torsion in einer Richtung ausgeübt wird, führt das Hydraulikdrucksteuerventil 23 das Arbeitsöl einer der Zylinderkammern 20a, 20b des Leistungszylinder 20 zu, und zwar über eine der Ölzuführ-/Rückführleitungen 22a, 22b. Wenn eine Torsion auf den Torsionsstab 9 in der anderen Richtung ausgeübt wird, führt das Hydraulikdrucksteuerventil das Arbeitsöl der anderen Zylinderkammer der Zylinderkammern 20a, 20b zu, und zwar über die andere der Ölzuführ-/Rückführleitungen 22a, 22b. Wenn auf den Torsionsstab 9 nahezu keine Torsion ausgeübt wird, befindet das Hydraulikdrucksteuerventil 23 in einem sog. Gleichgewichtszustand, so dass das Arbeitsöl dem Leistungszylinder 20 nicht zugeführt, sondern in der Ölzirkulationsleitung 24 zirkuliert wird.
Wenn das Arbeitsöl einer der Zylinderkammern des Leistungszylinders 20 zugeführt wird, bewegt sich der Kolben 21 in einer Richtung quer zu dem Kraftfahrzeug. Demzufolge wirkt eine Lenkhilfskraft auf die Zahnstangenwelle 5.
Eine beispielhafte Konstruktion des Hydraulikdrucksteuerventils ist im Detail bspw. in der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung mit der Nummer 59-118577 (1984) offenbart, deren Offenbarung vorliegend durch Bezugnahme enthalten ist.
Das Ansteuern des Motors 27 wird von einer elektronischen Steuereinheit 30 gesteuert. Die elektronische Steuereinheit 30 beinhaltet einen Mikroprozessor, der eine CPU 31, einen RAM-Speicher 32, der einen Arbeitsspeicher für die CPU 31 bereitstellt, einen ROM-Speicher 33, der darin Programme für die CPU 31 speichert, und Busse 34, die die CPU 31, den RAM-Speicher 32 und den ROM-Speicher 33 untereinander verbinden.
Die elektronische Steuereinheit 30 empfängt Lenkwinkeldaten, die von einem Lenkwinkelsensor 11 ausgegeben werden. Der Lenkwinkelsensor 11 ist in Zuordnung zu dem Lenkrad 2 vorgesehen. Der Lenkwinkelsensor 11 setzt einen Lenkwinkel des Lenkrades 2, der beobachtet wird, wenn ein Zündschlossschalter zum Starten eines Antriebsmotors betätigt wird, auf einen Anfangswert von „0", und gibt Lenkwinkeldaten aus, die einen Wert entsprechend einem Lenkwinkel relativ zu dem Anfangswert und ein Vorzeichen entsprechend einer Lenkrichtung beinhalten.
Die elektronische Steuereinheit 30 empfängt auch elektrische Stromdaten, die von einer elektrischen Stromerfassungsschaltung 12 angelegt werden, die einen elektrischen Strom erfasst, der durch den Motor 27 fließt. Die elektrischen Stromdaten besitzen einen Wert proportional zu dem Wert eines von dem Motor 27 verbrauchten elektrischen Stromes (elektrischer Motorstrom).
Ferner empfängt die elektronische Steuereinheit 30 Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 ausgegeben werden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 kann dazu ausgelegt sein, eine Fahrzeuggeschwindigkeit direkt zu erfassen, oder kann alternativ dazu ausgelegt sein, die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage eines Ausgangspulses eines Raddrehzahlsensors zu berechnen, der in Zuordnung zu den Rädern vorgesehen ist.
Die elektronische Steuereinheit 30 steuert das Ansteuern des Motors 27 auf der Grundlage der Lenkwinkeldaten, der elektrischen Stromdaten und der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die von dem Lenkwinkelsensor 11, der elektrischen Stromerfassungsschaltung 12 bzw. dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 ausgegeben werden.
2 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern der Antriebssteuerung bzw. Ansteuerung des Motors 27. Die CPU 31 beurteilt als erstes, ob der Motor 27 ausgeschaltet ist oder nicht (Schritt S1). Für diese Beurteilung kann bspw. ein Flag verwendet werden, das gesetzt ist, wenn der Motor 27 eingeschaltet ist, und zurückgesetzt ist, wenn der Motor 27 angehalten bzw. ausgeschaltet ist.
Wenn der Motor 27 sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet (JA im Schritt S1), berechnet die CPU 31 einen absoluten Lenkwinkel θ in Bezug auf einen Lenkwinkelmittelpunkt θ0, und zwar auf der Grundlage der Lenkwinkeldaten, die von dem Lenkwinkelsensor 11 ausgegeben werden (Schritt S2).
Der Lenkwinkelmittelpunkt θ0 ist ein Lenkwinkel des Lenkrades 2, der beobachtet wird, wenn das Kraftfahrzeug geradeaus fährt. Die CPU 31 tastet bspw. Lenkwinkeldaten ab, die von dem Lenkwinkelsensor 11 ausgegeben werden, nachdem der Zündschlossschalter betätigt ist, und erstellt ein Histogramm von Werten der Lenkwinkeldaten. Nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Daten abgetastet ist, bestimmt die CPU 31 die häufigsten Lenkwinkeldaten, die als jene Lenkwinkeldaten angesehen werden, die dem Lenkwinkelmittelpunkt θ0 entsprechen.
Die so bestimmten Lenkwinkeldaten des Lenkwinkelmittelpunktes θ0 werden in dem RAM-Speicher 32 gespeichert. Im Schritt S2 bestimmt die CPU 31 den absoluten Lenkwinkel θ auf der Grundlage der Lenkwinkeldaten von dem Lenkwinkelsensor 11 und der Lenkwinkeldaten des Lenkwinkelmittelpunktes θ0, die in dem RAM-Speicher 32 gehalten werden.
Die CPU 31 beurteilt ferner, ob der so bestimmte absolute Lenkwinkel θ größer oder gleich einem Einschaltlenkwinkel θt ist, der in dem RAM-Speicher 32 gespeichert ist (Schritt S3). Der Einschaltlenkwinkel θt entspricht einem Lenkwinkel des Lenkrades 2, bei dem der Motor 27 einzuschalten ist. Der Einschaltlenkwinkel θt ist über einen Einschaltlenkwinkel-Berechnungsprozess bestimmt worden, der nachstehend beschrieben werden wird, und zwar in Abhängigkeit von dem absoluten Lenkwinkel, der bei einem vorangegangenen Anhalten des Motors 27 beobachtet wurde, und ist in dem RAM-Speicher 32 gespeichert worden.
Der absolute Lenkwinkel θ und der Einschaltlenkwinkel θt sind bspw. jeweils mit einem positiven Vorzeichen versehen, wenn der Winkel sich auf der rechten Seite des Lenkwinkelmittelpunktes θ0 befindet, oder mit einem negativen Vorzeichen versehen, wenn der Winkel sich auf der linken Seite des Lenkwinkelmittelpunktes θ0 befindet bzw. angeordnet ist. Genau genommen sollte die Beurteilung im Schritt S3 über den Vergleich der absoluten Werte des absoluten Lenkwinkels θ und des Einschaltlenkwinkels θt erfolgen. Aus Gründen einer einfacheren Erläuterung wird vorliegend angenommen, dass der absolute Lenkwinkel θ und der Einschaltlenkwinkel θt jeweils einen positiven Wert besitzen.
Wenn beurteilt wird, dass der absolute Lenkwinkel θ den Einschaltlenkwinkel θt nicht erreicht (NEIN im Schritt S3), kehrt das Programm zurück zum Schritt S1. Wenn der absolute Lenkwinkel θ andererseits den Einschaltlenkwinkel θt erreicht (JA im Schritt S3), schaltet die CPU 31 den Motor 27 ein (Schritt S4).
Die Umdrehungszahl (rpm) des Motors 27 wird in Übereinstimmung mit einer Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ des Lenkrades 2 bestimmt. Genauer gesagt, bestimmt die CPU 31 auf der Grundlage der von dem Lenkwinkelsensor 11 ausgegebenen Lenkwinkeldaten die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ, bei der es sich um eine zeitbezogene Änderungsrate des Lenkwinkels handelt (Schritt S5). Die CPU beurteilt als nächstes, ob die so bestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ kleiner oder gleich einem vorbestimmten ersten Schwellenwert VT1 ist (VT1 = 10 (Grad/Sekunde)) (Schritt S6). Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ nicht größer ist als der erste Schwellenwert VT1 (JA im Schritt S6), dann wird der Motor 27 so angesteuert, dass die Motordrehzahl R einer vorbestimmten ersten Drehzahl R1 gleichgesetzt wird (z. B. R1 = 1800 (U/min)) (Schritt S7). Das heißt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ nicht größer ist als der erste Schwellenwert VT1, dann wird der Motor 27 konstant mit der ersten Drehzahl R1 angetrieben, und zwar unabhängig von dem Wert der Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ.
Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ größer ist als der erste Schwellenwert VT1 (NEIN im Schritt S6), dann beurteilt die CPU 31, ob die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ kleiner ist ein zweiter Schwellenwert VT2 oder nicht (z. B. VT2 = 600 (Grad/Sekunde)), bei dem es sich um einen größeren Wert als der erste Schwellenwert VT1 handelt (Schritt S8). Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ kleiner ist als der zweite Schwellenwert VT2 (JA im Schritt S8), dann steuert die CPU 31 den Motor 27 auf eine Motordrehzahl R gemäß der Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ (Schritt S9). Genauer gesagt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ sich innerhalb eines Bereiches befindet, der größer ist als der erste Schwellenwert VT1 und kleiner als der zweite Schwellenwert VT2, dann bestimmt die CPU 31 die Motordrehzahl R derart, dass die Motordrehzahl R generell linear mit der Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ variiert, und zwar zwischen der ersten Drehzahl R1 und einer zweiten Drehzahl R2 (R2 > R1).
Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ nicht kleiner ist als der zweite Schwellenwert VT2 (NEIN im Schritt S8), steuert die CPU 31 den Motor 27 derart an, dass die Motordrehzahl R der vorbestimmten zweiten Drehzahl R2 gleichgesetzt wird (z. B. R2 = 6000 (U/min)) (Schritt S10). Das heißt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ nicht kleiner ist als der zweite Schwellenwert VT2, wird der Motor 27 konstant mit der zweiten Drehzahl R2 angetrieben bzw. angesteuert, und zwar unabhängig von der Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ.
Wenn im Schritt S1 geurteilt wird, dass der Motor 27 angesteuert bzw. angetrieben wird, bestimmt die CPU 31 die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ auf der Grundlage der Lenkwinkeldaten, die von dem Lenkwinkelsensor 11 ausgegeben werden (Schritt S11), und beurteilt, ob die so bestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ kleiner oder gleich einem vorbestimmten Anhalteschwellenwert VS ist oder nicht (z. B. VS = 10 (Grad/Sekunde)) (Schritt S12). Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ größer ist als der Anhalteschwellenwert VS (NEIN im Schritt S12), geht das Programm zum Schritt S6 über und die CPU 31 bestimmt die Motordrehzahl R auf der Grundlage des Wertes der Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ und treibt den Motor 27 mit der so bestimmten Motordrehzahl R an.
Wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit Vθ nicht größer ist als der Anhalteschwellenwert VS (JA im Schritt S12), bestimmt die CPU 31 einen elektrischen Motorstromwert Im auf der Grundlage der elektrischen Stromdaten, die von der elektrischen Stromerfassungsschaltung 12 ausgegeben werden (Schritt S13). Anschließend wird beurteilt, ob der so bestimmte elektrische Motorstromwert Im sich innerhalb eines Motoranhaltebereiches ΔI befindet oder nicht (Schritt S14). Der Motoranhaltebereich ΔI ist ein Bereich des elektrischen Motorstromwertes Im, bei dem keine Lenkunterstützung erforderlich ist, und wird über einen nachstehend zu beschreibenden Motoranhaltebereich-Bestimmungsprozess bestimmt. Wenn der elektrische Motorstromwert Im sich innerhalb des Motoranhaltebereiches ΔI befindet A im Schritt S14), beurteilt die CPU 31, ob der elektrische Motorstromwert Im für eine vorbestimmte Zeitspanne (z. B. 1 bis 3 Sekunden) innerhalb des Motoranhaltebereiches ΔI gehalten wird oder nicht (Schritt S15). Wenn die Beurteilung positiv ist (JA im Schritt S15), hält die CPU 31 den Motor 27 an (Schritt S16), da angenommen wird, dass das Lenkrad 2 nahezu nicht betätigt wird. Hiernach führt die CPU 31 den Einschaltlenkwinkel-Berechnungsprozess aus, um den Einschaltlenkwinkel θt zu bestimmen (Schritt S17). Wenn andererseits irgendeine der Beurteilungen in den Schritten S14 und S15 negiert wird, führt die CPU 31 die Prozessabfolge ausgehend von dem Schritt S6 durch, um die Motordrehzahl R zu bestimmen und den Motor 27 mit der so bestimmten Drehzahl anzusteuern bzw. anzutreiben.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Prozess zur Berechnung des Einschaltlenkwinkels zeigt. Die CPU 31 bestimmt den absoluten Lenkwinkel θ bei Anhalten des Motors auf der Grundlage der Lenkwinkeldaten, die von dem Lenkwinkelsensor 11 ausgegeben werden (Schritt T1). Anschließend erhält die CPU eine Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 ausgegeben werden, und bestimmt einen Einschaltschwellenwert dθ gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit V (Schritt T2). Der Einschaltschwellenwert dθ entspricht einem Änderungsbetrag bzw. -wert des Lenkwinkels, der als ein Auslöser („trigger") für das Einschalten des Motors 27 dient. Das heißt, der Motor 27 wird eingeschaltet, wenn der Änderungsbetrag des Lenkwinkels den Einschaltschwellenwert dθ erreicht.
Genauer gesagt, wird der Einschaltschwellenwert dθ erhalten, indem in der folgenden Gleichung (1R) oder (1L) eine erste Konstante A und eine zweite Konstante B für die erhaltene Fahrzeuggeschwindigkeit V eingesetzt werden. Die erste Konstante A und die zweite Konstante B sind Faktoren zum Bestimmen einer Empfindlichkeit für das Einschalten des Motors 27, und eine Tabelle, die eine Korrelation zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Konstanten A und B angibt, ist in dem ROM-Speicher 33 vorab abgespeichert. Die Konstante A ist der maximale Wert des Ein schaltschwellenwertes dθ (absoluter Wert hiervon), und die Konstante B entspricht der Anzahl der Lenkwinkelwerte, die den gleichen Einschaltschwellenwert dθ einnehmen. Wenn der Lenkwinkelsensor 11 dazu ausgelegt ist, für jede Umdrehung um einen vorgegebenen Lenkwinkel einen Impuls auszugeben, kann der Lenkwinkel θ bspw. durch den Zählwert eines Zählers ausgedrückt werden, der durch den Impulsausgang hochgezählt oder heruntergezählt wird. In einem solchen Fall kann die Konstante B der Anzahl der Zählwerte entsprechen, die den gleichen Einschaltschwellenwert dθ einnehmen. Es ist anzumerken, dass die Konstanten A und B jeweils einen positiven Wert besitzen.

Für Lenken nach rechts (positiver Lenkwinkel θ)
dθ = A – (θ/B)...(1R)
Für Lenken nach links (negativer Lenkwinkel θ)
dθ = –A + (θ/B)...(1L)

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V Null ist, d. h., wenn das Fahrzeug anhält, wird der Einschaltschwellenwert dθ nicht auf der Grundlage der obigen Gleichung (1R) oder (1L) bestimmt, sondern auf einen vorbestimmten minimalen Einschaltschwellenwert eingestellt.
Die CPU 31 bestimmt einen ersten Einschaltlenkwinkel θt1, indem zu dem absoluten Lenkwinkel θ bei Anhalten des Motors, der auf die zuvor genannte Weise bestimmt worden ist, der Einschaltschwellenwert dθ hinzu addiert wird (Schritt T3). Wenn der Motor 27 ausgeschaltet ist, ist der erste Einschaltlenkwinkel θt1 ein absoluter Lenkwinkel, bei dem der Motor 27 einzuschalten ist, wenn das Lenkrad 2 in eine solche Richtung gedreht wird, dass der absolute Wert des absoluten Lenkwinkels θ zunimmt.
Zusätzlich zu dem ersten Einschaltlenkwinkel θt1 bestimmt die CPU 31 einen zweiten Einschaltlenkwinkel θt2, der zu verwenden ist, wenn das Lenkrad 2 in eine Richtung gedreht wird, die entgegengesetzt ist zu der Richtung, bei der der absolute Wert des absoluten Lenkwinkels θ zunimmt, d. h. in einer solchen Richtung, dass der absolute Wert des absoluten Lenkwinkels θ abnimmt (Schritt T4). Genauer gesagt, wird der zweite Einschaltlenkwinkel auf den gleichen Wert wie der maximale Einschaltschwellenwert A oder –A eingestellt, wie es in den folgenden Gleichungen (2R) und (2L) gezeigt ist:

Für Lenken nach rechts (negativer Lenkwinkel θ)
θt2 = A...(2R)
Für Lenken nach links (positiver Lenkwinkel θ)
θt2 = –A...(2L)

Der maximale Einschaltschwellenwert A oder –A ist gleich dem Schwellenwert dθ bei θ = 0, d. h. dem Schwellenwert in Bezug auf den Lenkwinkelmittelpunkt. Wenn daher der Lenkvorgang ausgehend von dem Lenkwinkelmittelpunkt gestartet oder in der Richtung durchgeführt wird, bei der der absolute Wert des absoluten Lenkwinkels θ abnimmt, wird der Motor 27 nur eingeschaltet, wenn die Lenkbetätigung durchgeführt wird, um aus einem sog. Spielwinkel, um den Lenkwinkelmittelpunkt herum, heraus zu gelangen.
Die CPU 31 speichert den ersten und den zweiten Einschaltlenkwinkel θt1 und θt2, die so bestimmt worden sind, in dem RAM-Speicher 32 (Schritt T5).
In 2 sind der erste und der zweite Einschaltlenkwinkel θt1 und θt2 generell als der Einschaltlenkwinkel θt bezeichnet.
Die 4A und 4B sind Diagramme zum Erläutern der ersten Konstante A und der zweiten Konstante B. Die erste Konstante A wird für jeden vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bestimmt und entspricht dem maximalen Wert des Einschaltschwellenwertes dθ, der für den entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeits bereich zu bestimmen ist. Genauer gesagt, wie es in 4A gezeigt ist, wird die erste Konstante A auf A1 eingestellt (z. B. A1 = 1), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger ist als V1 (z. B. V1 = 30 (km/h)). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht kleiner ist als V1 und kleiner ist als V2 (z. B. V2 = 60 (km/h)), dann wird die erste Konstante A auf A2 eingestellt (z. B. A2 = 3). Ferner wird die Konstante A auf A3 eingestellt (z. B. A3 = 6), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht kleiner ist als V2.
Die zweite Konstante B wird für jeden vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bestimmt und entspricht der Anzahl der absoluten Lenkwinkelwerte, die für den entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich den gleichen Einschaltschwellenwert dθ annehmen. Genauer gesagt, wie es in 4B gezeigt ist, wird die zweite Konstante B auf B1 eingestellt (z. B. B1 = 1), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist als V1. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht kleiner ist als V1 und kleiner ist als V2, wird die zweite Konstante B auf B2 eingestellt (z. B. B2 = 2). Ferner wird die zweite Konstante B auf B3 eingestellt (z. B. B3 = 3), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht kleiner ist als V2.
Die erste Konstante A und die zweite Konstante B werden nicht notwendigerweise schrittartig eingestellt, wie es in 4 gezeigt ist, sondern können als lineare Variablen eingestellt werden, wie es durch Zwei-Punkt-Strich-Linien gezeigt ist, um ein Beispiel zu nennen, und zwar dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner ist als V2.
Der Einschaltschwellenwert dθ wird für eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit größer eingestellt, indem die erste Konstante A für eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit größer eingestellt wird. Ferner wird die Abnahmerate des absoluten Wertes des Einschaltschwellenwertes dθ mit einer Zunahme des absoluten Wertes des absoluten Lenkwinkels θ bei Anhalten des Motors reduziert, indem die zweite Konstante B für eine höhere Fahrzeuggeschwindigkeit größer eingestellt wird. Selbst wenn daher der absolute Wert des absoluten Lenkwinkels θ bei Anhalten des Motors relativ groß ist, ist ein relativ großer Änderungsbetrag des Lenkwinkels erforderlich, um den Motor 27 einzuschalten. Demzufolge wird eine unnötige Motoreinschaltung verhindert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, wird die Einschaltempfindlichkeit erhöht, so dass eine Lenkhilfskraft sofort erzeugt werden kann.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem absoluten Lenkwinkel θ und dem ersten Einschaltlenkwinkel θt1 zeigt, genauer gesagt, eine Beziehung, die zwischen dem absoluten Lenkwinkel θ und dem ersten Einschaltlenkwinkel θt1 existiert, wenn die erste Konstante A und die zweite Konstante B auf „5" bzw. „3" eingestellt sind. In 5 ist der absolute Lenkwinkel θ bei Anhalten des Motors durch das Schwanzende bzw. hintere Ende eines Pfeils dargestellt, der Einschaltschwellenwert dθ ist durch die Länge des Pfeils dargestellt, und der erste Einschaltlenkwinkel θt1 ist durch den Kopf des Pfeiles dargestellt. Ferner stellen vertikale Linien absolute Lenkwinkel θ dar.
Wie es sich aus 5 ergibt, nimmt der Einschaltschwellenwert dθ ab, wenn der Wert des absoluten Lenkwinkels θ bei Anhalten des Motors zunimmt. Das heißt, die Empfindlichkeit für das Einschalten des Motors 27 wird umso höher, je größer der Wert des absoluten Lenkwinkels θ bei Anhalten des Motors wird. Dies basiert auf dem folgenden Grund.
Wenn der absolute Lenkwinkel θ einen Wert nahe dem Lenkwinkelmittelpunkt θ0 besitzt, ist die Lenkunterstützung nur vorgesehen, wenn das Lenkrad 2 betätigt wird, um aus dem Spielwinkelbereich des Lenkrades 2 heraus zu gelangen. Wenn daher der Lenkwinkel nahe dem Lenkwinkelmittelpunkt ist, kann eine übermäßige Lenkunterstützung unterdrückt werden, indem der Einschaltschwellenwert dθ größer eingestellt wird, so dass die Energieeinsparungen verbessert werden können. Wenn andererseits der absolute Lenkwinkel θ einen großen Wert hat, kann ein zufriedenstellendes Lenkgefühl gewährleistet werden, indem die Lenkunterstützung sofort bereitgestellt wird.
6 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Beziehung zwischen der Empfindlichkeit zum Einschalten des Motors 27 (die größer wird, wenn der absolute Wert des Einschaltschwellenwertes dθ abnimmt) und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Wie es sich aus 6 ergibt, variiert die Empfindlichkeit für das Einschalten des Motors 27 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V, und zwar selbst dann, wenn der absolute Lenkwinkel θ bei Anhalten des Motors den gleichen Wert besitzt. Genauer gesagt, ist die Empfindlichkeit für das Einschalten des Motors 27 bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit niedrig und bei einer Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit hoch. Dies liegt daran, dass bei der Fahrt mit hoher Geschwindigkeit eine geringe Lenkhilfskraft erforderlich ist, wobei die Lenkhilfe bzw. -unterstützung bei Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit sofort bereitgestellt werden sollte.
Wenn das Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit V von Null anhält, wird der Einschaltschwellenwert dθ auf den vorbestimmten minimalen Wert eingestellt, so dass die Empfindlichkeit für das Einschalten des Motors 27 konstant gehalten wird, und zwar unabhängig von dem Wert des absoluten Lenkwinkels θ. Wenn ein sog. Parklenkvorgang durchgeführt wird, während das Fahrzeug anhält, ist eine größere Lenkhilfskraft erforderlich, und es ist daher bevorzugt, dass die Lenkunterstützung sofort bereitgestellt wird, und zwar unabhängig vom Wert des absoluten Lenkwinkels θ.
7 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zum Bestimmen des Motoranhaltebereiches ΔI. Die CPU 31 überwacht konstant den elektrischen Motorstromwert Im (Schritt U1). Auf der Grundlage des elektrischen Motorstromwertes Im bestimmt die CPU 31 einen lastfreien elektrischen Stromwert I0, der einem elektrischen Motorstromwert entspricht, der beobachtet wird, wenn der Motor 27 sich in einem unbelasteten bzw. lastfreien Zustand befindet (Schritt U2). Unter Verwendung des so bestimmten lastfreien elektrischen Stromwertes I0 bestimmt die CPU 31 den Motoranhaltebereich ΔI (Schritt U3). Genauer gesagt, bestimmt die CPU 31 als den Motoranhaltebereich ΔI einen Bereich, der zwischen dem lastfreien elektrischen Stromwert I0, der so bestimmt worden ist, und einem Wert I0 + dI definiert ist, der sich aus der Summenbildung des lastfreien elektrischen Stromwertes I0 und eines elektrischen Stromschwellenwertes dI ergibt, der in Übereinstimmung mit den Spezifikationen des Kraftfahrzeuges vorab bestimmt ist.
8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment T und dem elektrischen Motorstromwert Im zeigt. Die Abszisse stellt das Lenkdrehmoment T dar, und die Ordinate stellt den elektrischen Motorstromwert Im dar. Der elektrische Motorstromwert Im ist in einem Bereich um ein Lenkdrehmoment T von Null herum ausgedrückt durch eine Kurve mit einem lokalen Punkt bzw. Minimum bei T = 0. Wenn das Lenkdrehmoment T Null ist, befindet sich der Motor 27 in dem lastfreien Zustand, und daher entspricht der minimale Wert des elektrischen Motorstromwertes Im dem lastfreien elektrischen Stromwert I0.
Andererseits wird ein Drehmomentbereich, bei dem es nicht erforderlich ist, an das Lenkrad 2 eine Lenkhilfskraft anzulegen, durch die Spezifikationen des Kraftfahrzeuges bestimmt. Vorausgesetzt, dass der Drehmomentbereich zwischen den Drehmomentschwellenwerten T1 und –T1 definiert ist, wobei dessen Mittelpunkt auf Null eingestellt ist, wird eine Differenz zwischen dem lastfreien elektrischen Stromwert I0 und einem elektrischem Stromwert für diese Drehmomentschwellenwerte T1, –T1 vorläufig bestimmt, die als der elektrische Stromschwellenwert dI verwendet wird. Der Bereich, der zwischen dem lastfreien elektrischen Stromwert I0 und dem Wert I0 + dI definiert ist, der durch das Hinzuaddieren des elektrischen Stromschwellenwertes dI zu dem lastfreien elektrischen Stromwert I0 erhalten wird, wird als der Motoranhaltebereich ΔI angenommen, bei dem das Lenkrad 2 nicht betätigt wird. Der elektrische Stromschwellenwert dI wird für jede Art von Kraftfahrzeug vorläufig bzw. vorab bestimmt und in dem ROM-Speicher 33 gespeichert.
Der lastfreie elektrische Stromwert I0 variiert hauptsächlich in Abhängigkeit von der Temperatur des Arbeitsöls. Genauer gesagt, wenn bspw. die Temperatur des Arbeitsöls niedrig ist, besitzt das Arbeitsöl eine hohe Viskosität, so dass die Last für den Motor 27 größer ist als in jenem Fall, bei dem die Temperatur des Arbeitsöls hoch ist. Daher ist der elektrische Motorstromwert Im hoch, wenn die Temperatur des Arbeitsöls niedrig ist. Das heißt, die Im-T-Kurve in 8 wird nach oben verschoben, wenn der lastfreie elektrische Stromwert I0 erhöht ist.
In dieser Ausführungsform wird daher der lastfreie elektrische Stromwert I0 berechnet und der Bereich zwischen dem berechneten lastfreien elektrischen Stromwert I0 und dem Wert I0 + dI, der sich aus der Summation des lastfreien elektrischen Stromwertes I0 und dem elektrischen Stromschwellenwert dI ergibt, der in dem ROM-Speicher 33 gespeichert ist, wird als der Motoranhaltebereich ΔI definiert.
Die Berechnung des lastfreien elektrischen Stromwertes I0 wird bspw. gelöst, indem der häufigste elektrische Stromwert von abgetasteten elektrischen Motorstromwerten Im bestimmt wird. Genauer gesagt, tastet die CPU 31 elektrische Stromdaten ab, die von der elektrischen Stromfassungsschaltung 12 über eine vorbestimmte Zeitspanne (z. B. 10 (min) bis 1 (Stunde)) ausgegeben werden, und zwar unter der Bedingung, dass die Motordrehzahl R konstant gehalten wird. Die auf der Grundlage der elektrischen Stromdaten, die durch das Abtasten erhalten werden, bestimmten elektrischen Motorstromwerte Im besitzen eine Normalverteilung. In diesem Fall ist ein elektrische Motorstromwert Im bei einem Lenkdrehmoment von Null der häufigste elektrische Stromwert, der als der lastfreie elektrische Stromwert I0 verwendet wird.
Ansonsten kann der minimale elektrische Stromwert, der aus den elektrischen Motorstromwerten Im bestimmt wird, die für eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder während einer vorbestimmten Zeitspanne abgetastet werden, und zwar unter der Bedingung, dass die Motordrehzahl R konstant gehalten wird, als der lastfreie elektrische Stromwert I0 verwendet werden.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird auf der Grundlage des elektrischen Motorstromwertes Im beurteilt, ob die Lenkunterstützung erforderlich ist oder nicht, und das Ergebnis der Beurteilung wird als eine Bedingung zum Anhalten des Motors 27 verwendet, und zwar im Hinblick auf die Tatsache, dass der elektrische Motorstromwert Im in Abhängigkeit von dem Lenkdrehmoment variiert. Demzufolge kann die Antriebssteuerung des Motors 27 gemäß dem Lenkdrehmoment durchgeführt werden, und zwar selbst ohne die Verwendung eines Drehmomentsensors, so dass ein verbessertes Lenkgefühl gewährleistet werden kann.
Umso größer der absolute Wert des absoluten Lenkwinkels θ bei Anhalten des Motors ist, desto mehr wird die Empfindlichkeit für das Einschalten des Motors 27 in Bezug auf eine Änderung des Lenkwinkels erhöht. Daher kann eine unnötige Motoreinschaltung unterdrückt werden, wenn der Lenkwinkel nahe dem Lenkwinkelmittelpunkt ist. Zusätzlich hierzu kann dann, wenn der Lenkwinkel θ groß ist, eine Lenkhilfskraft sofort erzeugt werden. Demzufolge kann eine Energieeinsparung verbessert werden, und das Gefühl des Gefangenseins des Lenkrades kann eliminiert werden.
Ferner wird die Empfindlichkeit für das Einschalten des Motors 27 bei einer Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit erhöht, bei der eine größere Lenkhilfskraft erforderlich ist, wohingegen die Einschaltempfindlichkeit bei einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit reduziert wird. Demzufolge können eine Verbesserung der Energieeinsparungen und eine Verbesserung des Lenkgefühls gewährleistet werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie zuvor beschrieben, wird die Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zum Anlegen einer Lenkhilfskraft an einem Lenkmechanismus eines Kraftfahrzeuges verwendet.

Claims

Servolenkvorrichtung zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft mittels eines hydraulischen Drucks, der durch eine Pumpe (26) erzeugt wird, die durch einen elektrischen Motor (27) angetrieben wird, mit: Lenkwinkelerfassungsmitteln (30, 11, T1) zum Erfassen eines Lenkwinkels (θ) bezüglich eines Lenkwinkelmittelpunkts (θ0); Einschaltsteuerungsmitteln (30, S3, S4) zum Einschalten des elektrischen Motors (27) unter der Bedingung, dass ein Änderungswert des Lenkwinkels (θ), der durch die Lenkwinkelerfassungsmittel (30, 11, T1) erfasst wird, einen vorbestimmten Einschaltschwellenwert (dθ) in einem Motoranhaltezustand übersteigt; dadurch gekennzeichnet, dass Einschaltschwellenwertbestimmungsmittel (30, T2) vorgesehen sind zum Bestimmen des Einschaltschwellenwerts (dθ) gemäß einem Wert (θ) des Lenkwinkels, der durch die Lenkwinkelerfassungsmittel (30, 11, T1) erfasst wird, wenn der elektrische Motor angehalten wird, derart, dass der Einschaltschwellenwert (dθ) mit Ansteigen des Wertes (θ) des Lenkwinkels, der durch die Lenkwinkelerfassungsmittel (30, 11, T1) beim Anhalten des Motors erfasst wird, kleiner eingestellt wird.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltsteuerungsmittel (30, S3, S4) beinhalten: Einschaltlenkwinkelberechnungsmittel (30, T3, T4), um auf der Grundlage des Wertes (θ) des Lenkwinkels, der durch die Lenkwinkelerfassungsmittel (30, 11, T1) erfasst wird, und des Einschaltschwellenwertes (dθ), der durch die Einschaltschwellenwertbestimmungsmittel (30, T2) bestimmt wird, einen Einschaltlenkwinkel (θt) zu bestimmen, der einem Lenkwinkel entspricht, bei dem der sich in einem Ausschaltzustand befindliche elektrische Motor (27) einzuschalten ist; und Mittel (30, S4) zum Einschalten des elektrischen Motors, wenn der elektrische Motor (27) ausgeschaltet ist, und zwar unter der Bedingung, dass der Wert des Lenkwinkels (θ), der durch die Lenkwinkelerfassungsmittel (30, 11, T1) erfasst wird, den Einschaltlenkwinkel (θt) erreicht, der durch die Einschaltlenkwinkelberechnungsmittel (30, T3, T4) bestimmt wird.
Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmittel (13) zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V), wobei die Einschaltschwellenwertbestimmungsmittel (30, T2) den Einschaltschwellenwert (dθ) mit Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), die von den Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsmitteln (13) erfasst wird, größer einstellen.