DE69912028T2

DE69912028T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten Rückstellmomentes für die Servolenkung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE69912028T2
Application number: DE69912028T
Authority: DE
Inventors: Deepak Canton Chhaya; Kahtryn Lynn Pattok; Ashok Fenton Chandy
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: DE69912028D1; US6050360A; BR9902555A; JP3348044B2; JP2000025634A; EP0967135A3; EP0967135B1; EP0967135A2

Description

Technisches Gebiet
Das technische Gebiet dieser Erfindung ist die Bestimmung eines gewünschten Rückstellmoments in einem Servolenksystem eines Fahrzeugs, das einen größeren Gesamtbereich der Lenkstellung als der Ausgabebereich eines Drehstellungssensors aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Einige Servolenksysteme von Fahrzeugen verwenden ein Stellglied, das mit der Lenksäule bzw. Lenkwelle gekoppelt ist, um eine Hilfskraftlenkung in einer Fahrzeuglenkung zu schaffen. In solchen Systemen ist es oft wünschenswert, einen Befehl für ein Rückstellmoment an das Stellglied zu liefern, um dabei zu helfen, das Lenkrad zu einer Mittelstellung zurückzuführen und dem Fahrer des Fahrzeugs ein stabiles Lenkgefühl zu vermitteln. Ein derartiger Befehl für ein Rückstellmoment wird als Funktion einer Lenkstellung wie im Graph von 4 dargestellt erzeugt, vorausgesetzt die Lenkstellung ist bekannt. Drehstellungssensoren mit hoher Auflösung und anderen wünschenswerten Eigenschaften können mit der Lenkwelle gekoppelt sein, um eine Ausgangsspannung zu liefern, die von einer ersten Spannung bis zu einer zweiten Spannung über einen Sprungwinkel bzw. Winkel einer Volldrehung (engl. rollover angle) im wesentlichen linear variiert, der eine Volldrehung von 360 Grad oder ein gewisses Teilvielfaches davon umfasst. Die Lenkwelle dreht aber typi scherweise über mehrere derartige Umdrehungen oder Winkel von Teilvielfachen und daher mehrere Wiederholungen des Sprungwinkels bzw. Winkels einer Volldrehung, während die Zahnstange von einem Ende zum anderen ihres Arbeitsbereichs bewegt wird. Folglich wird für eine maximale Auflösung im Ausgangssignal ein direkt mit der Lenkwelle gekoppelter Sensor ähnlich über mehrere Wiederholungen des Ausgangsspannungsbereichs gedreht und erzeugt einen Übergang einer Volldrehung bzw. einen Drehwinkelübergang (engl. rollover transition) am Ende jeder Wiederholung, wenn die Spannung von einem Extrem zum anderen springt. Die Ausgabe eines so gekoppelten Sensors liefert an sich keine eindeutige absolute Lenkstellung; vielmehr liefert sie einen Satz von Lenkstellungen, die durch einen Winkel einer Volldrehung bzw. Sprungwinkel entsprechend dem vollen Ausgangsspannungsbereich getrennt sind. Folglich ist es notwendig, um die absolute Lenkstellung zu kennen, das Ausgangssignal des Sensors hinsichtlich derartiger Übergänge von Volldrehungen bzw. Drehwinkelübergänge zu kompensieren. Ein Offset-Parameter muss aber auch im allgemeinen jedes Mal erzeugt werden, wenn ein neuer Zündzyklus des Fahrzeugs eingeleitet wird, da der Sensor in einen verschiedenen Bereich seiner Ausgabe gedreht worden sein kann, als die Zündung aus war, ohne dass ein Übergang einer Volldrehung bzw. Drehwinkelübergang erfasst wurde.
Wenn ein Betrieb eines Fahrzeugs mit einem solchen Lenksystem eingeleitet wird, ist nicht sicher bekannt, ob die Lenkstellung rechts oder links von der Mitte ist; und die Bereitstellung eines Rückstellmomentes in der falschen Richtung könnte genau den entgegengesetzten Effekt gegenüber dem gewünschten erzeugen. Daher ist es wünschenswert, die absolute Drehstellung des Lenksystems mit einem gewissen Grad an Vertrauen zu bestimmen, bevor ein volles Rückstellmoment angewendet bzw. angelegt wird. Ist die absolute Lenkstellung einmal bekannt, ist es außerdem vorzuziehen, das Rückstellmoment in einer graduellen und gesteuerten Weise allmählich einzuführen, die für den Fahrer des Fahrzeugs nicht unangenehm ist. In EP-349968 ist ein bekanntes Lenksystem offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 und die Vorrichtung gemäß Anspruch 14 dieser Erfindung bestimmen eine absolute Lenkstellung und ein Rückstellmoment für ein Servolenksystem eines Fahrzeugs, das eine Lenkwelle mit einem Drehstellungssensor aufweist, der einen Signalsprung (engl. signal rollover) liefert, so dass jede Sensorausgabe mehrere mögliche absolute Lenkstellungen angibt, die durch Vielfache eines Winkels einer Volldrehung bzw. Sprungwinkels voneinander getrennt sind.
Das Verfahren wird bei jedem Beginn eines Fahrzeugbetriebs von einer Vorrichtung durchgeführt und beginnt, indem eine der mehreren Lenkstellungen entsprechend einer anfänglichen Sensorausgabe als nicht eingestellte bzw. nicht verstellte Lenkstellung ausgewählt wird. Diese nicht verstellte Lenkstellung wird als Antwort auf Ausgabeänderungen des Drehstellungssensors einschließlich abgefühlter Übergänge einer Volldrehung bzw. Drehwinkelübergänge wiederholt aktualisiert, so dass sie den vollen Bereich der Lenkstellung überspannt, obgleich sie gemäß einem Umdrehungs-Offset, der ein ganzzahlig Vielfaches des Sprungwinkels ist, falsch sein kann. Der aktualisierte Wert wird gegen einen vorbestimmten Satz von Umdrehungs-Offsets wiederholt getestet, um zu bestimmen, welcher von diesen Offsets in Kombination mit dem aktualisierten Wert eine Lenkstellung außerhalb des bekannten Gesamtbereichs der Lenkstellung erzeugt. Ein etwaiger derartiger Umdrehungs-Offset des vorbestimmten Satzes, von dem festgestellt wird, dass er unmöglich ist, wird ausgeschlossen; und wenn nur einer übrig ist, wird er als der endgültige Umdrehungs-Offset festgehalten bzw. zwischengespeichert (engl. latched). Nachdem dies geschieht, wird aus diesem endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der nicht verstellten Lenkstellung die absolute Lenkstellung abgeleitet.
Das Servolenksystem des Fahrzeugs hat ein Stellglied, das zur Bereitstellung eines Rückstellmomentes mit der Lenkwelle gekoppelt ist. Während der Testperiode wird, während zumindest zwei Umdrehungs-Offsets als nicht ausgeschlossen übrig sind, ein Befehl für ein erstes Rückstellmoment an das Stellglied geliefert, um ein vorbestimmtes erstes Rückstellmoment zu erzeugen. Der Befehl für ein erstes Rückstellmoment wird vorzugsweise aus einem temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Lenkstellung abgeleitet; und in einer bevorzugten Ausführungsform wird dem temporären Umdrehungs-Offset vorzugsweise zuerst ein Wert gegeben, der in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Lenkstellung ein Rückstellmoment Null liefert. Nachdem nur ein endgültiger Umdrehungs-Offset als nicht ausgeschlossen übrigbleibt, wird aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der nicht verstellten Lenkstellung eine absolute Lenkstellung abgeleitet; und ein Befehl für ein zweites Rückstellmoment wird aus der absoluten Lenkstellung abgeleitet und an das Stellglied geliefert, um ein zweites Rückstellmoment zu erzeugen.
Um eine plötzliche Erhöhung des Rückstellmoments zu vermeiden, wenn der eine endgültige Umdrehungs-Offsets gefunden ist, läßt man den temporären Umdrehungs-Offset schrittweise in Richtung auf den einen endgültigen Umdrehungs-Offset gehen bzw. laufen (engl. walk), wobei aus dem so geänderten temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten, nicht verstellten Lenkstellung ein Rückstellmoment abgeleitet wird, so lange das abgeleitete Rückstellmoment in der korrekten zentrierenden Richtung liegt, bis entweder (1) der temporäre Umdrehungs-Offsest innerhalb einer ersten vorbestimmten kleinen Distanz des einen endgültigen Umdrehungs-Offset ankommt oder (2) wenn eine wahre absolute Lenkstellung, die aus dem einen verbleibenden Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitet wurde, innerhalb einer zweiten vorbestimmten kleinen Distanz der Mittelstellung ankommt, was immer zuerst eintritt. Danach werden vorzugsweise aus dem endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der nicht verstellten Lenkstellung die absolute Lenkstellung und das Rückstellmoment abgeleitet.
In einem optionalen Zusatz kann ein nutzbarer Umdrehungs-Offset als Ziel eingestellt werden, bevor ein endgültiger Umdrehungs-Offset identifiziert wird und man den temporären Umdrehungs-Offset schrittweise in Richtung auf den nutzbaren Umdrehungs-Offset gehen bzw. wandern lässt, wobei aus dem so geänderten temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Lenkstellung das Rückstellmoment abgeleitet wird, so lange das abgeleitete Rückstellmoment in der korrekten zentrierenden Richtung liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Servolenksystem eines Fahrzeugs, das eine Umgebung für die Vorrichtung dieser Erfindung schafft;
2 ist eine graphische Darstellung des Ausgangssignals eines Drehstellungssensors mit einem Sprung-Ausgangssignal, der als Lenkwinkelsensor im Servolenksystem von 1 verwendet wird;
3 zeigt eine graphische Darstellung des Ausgangssignals von 2 mit einer angewandten Sprung-Kompensation;
4 ist ein Graph eines Rückstellmoments als Funktion der absoluten Lenkstellung im Servolenksystem von 1;
5 zeigt ein Flussdiagramm der Routine RÜCKSTELLMOMENT mit einem Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung;
6 zeigt ein Flussdiagramm einer Subroutine TEST mit einem Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung;
7 zeigt ein Flussdiagramm einer Subroutine GANG mit einem Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung;
8 zeigt eine graphische Darstellung eines gewünschten Rückstellmoments als Funktion der wahren Stellung, die beim Veranschaulichen eines Beispiels der Operation des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung nützlich ist;
9 zeigt ein Flußdiagramm einer Variation der Routine RÜCKSTELLMOMENT mit einem Teil einer anderen Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung;
10 zeigt ein Flussdiagramm einer Variation einer Subroutine TEST mit einem Teil einer anderen Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung; und
11A–11B zeigen ein Flussdiagramm einer Variation der Subroutine GANG mit einem Teil einer andern Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Nach 1 ist ein Kraftfahrzeug 40 mit einem Servolenksystem 24 ausgestattet, das in dieser Ausführungsform ein elektrisches Servolenksystem ist. Das Servolenksystem 24 kann einen herkömmlichen Zahnstangenlenkmechanismus 36 aufweisen, der eine Zahnstange 50 und ein (nicht dargestelltes) Ritzel unter einem Zahnradgehäuse 52 enthält. Wenn ein Lenkrad 26 vom Fahrer des Fahrzeugs gedreht wird, dreht eine obere Lenkwelle 29 über ein Kreuzgelenk 34 eine untere Welle 51; und die untere Lenkwelle 51 dreht das Ritzel. Eine Drehung des Ritzels bewegt die Zahnstange, die die Spurstangen 38 (nur eine dargestellt) bewegt, welche Achsschenkel 39 (nur einer dargestellt) bewegen, um Lenkräder 42 (nur eines dargestellt) zu drehen.
Eine Hilfskraftlenkung wird durch einen Controller 16 und ein Stellglied für die Hilfskraftlenkung mit einem Elektromotor 46 geschaffen. Der Controller 16 empfängt über eine Leitung 12 elektrische Leistung von einer elektrischen Stromquelle 10 des Fahrzeugs, auf Leitung 14 ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, und von einem Drehstellungssensor 32 auf Leitung 20 ein Lenksignal für den Ritzelwinkel. Während das Lenkrad 26 gedreht wird, fühlt ein Drehmomentsensor 28 das vom Fahrer des Fahrzeugs an das Lenkrad 26 angelegten Drehmoments ab und liefert ein Drehmomentsignal für das Lenkrad auf Leitung 18 an den Controller 16. Außerdem werden, während der Rotor des Motors 46 dreht, Rotorstellungssignale für jede Phase innerhalb des Motors 46 erzeugt und über einen Bus 30 an den Controller 16 geliefert. Als Antwort auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Drehmoment des Fahrers, die empfangenen Signale für den Lenkritzelwinkel und die Rotorstellung leitet der Controller 16 gewünschte Motorströme ab und liefert solche Ströme über einen Bus 22 an den Motor 46, der über eine Schnecke 47 und ein Schneckenradgetriebe 48 eine Drehmomentunterstützung an die Lenkwelle 29, 51 liefert. Falls der Drehmomentsensor 28 der Typ ist, der verlangt, dass die obere Lenkwelle 29 am Sensor zwischen oberen und unteren Abschnitten getrennt ist, was einen gewissen Umfang einer Drehunabhängigkeit ermöglicht, sind sowohl der Drehstellungssensor 32 als auch das Schneckenradgetriebe 48 unterhalb des Drehmomentsensor 28 wie gezeigt mit dem unteren Abschnitt der Lenkwelle verbunden.
Die Zahnstange 50 und ihr zugeordnetes Ritzel des Lenksystems 24 haben eine Mittelstellung, in der die Lenkräder 42 in Bezug auf das Fahrzeug 40 geradeaus gerichtet sind. Es ist eine Aufgabe des Servolenksystems 24, ein Rückstellmoment zu liefern, das beim Rückführen des Lenksystems von seinen beiden Seiten zu einer Mittelstellung hilft und dem Fahrer des Fahrzeugs ein stabiles Ansprechverhalten und Gefühl der Lenkung vermittelt. Im Servolenksystem 24 wird dieses Rückstellmoment vom Elektromotor 46 erzeugt, und eine Komponente des Rückstellmoments des gesamten gewünschten Drehmomentsignals wird im Controller 16 erzeugt. Das gewünschte Rückstellmoment ist typischerweise in die Steuerung 16 als Funktion der absoluten Lenkstellung programmiert: das heißt der Abweichung aus der Mittelstellung der Zahnstange 50 und des Ritzels in beide Richtungen. Ein genaues Signal der Lenkstellung muss somit vom Drehstellungssensor 32 abgeleitet werden.
Der Sensor 32 ist vorzugsweise ein Drehstellungssensor, der einem Drehwinkel über eine komplette Umdrehung der unteren Lenkwelle 51 und somit des Ritzels eine entsprechende Ausgangsspannung liefert. Zu Zwecken dieser Beschreibung wird angenommen, dass die untere Lenkwelle 51, der drehende Teil des Sensor 32 und das Ritzel als eine Einheit um den gleichen Drehwinkel gemeinsam rotieren, um die Richtung der Lenkräder 42 zu steuern. Bei Fahrzeuglenksystemen ist es aber typisch, dass ein volle Zahnstangenbewegung des Lenksystems 24 drei bis fünf volle Drehungen der Lenkwelle 51 und des Ritzels und somit des drehbaren Teils des Sensor 32 erfordern kann. In dieser Ausführungsform ist folglich der Sensor 32 so eingerichtet, dass er eine eindeutige, stetig variierende Spannung zwischen Drehstellungen 180 Grad nach links und rechts von der Mittelstellung liefert, an welchem Punkt die Spannung springt oder „umspringt" (engl. to rollover), um die Variation bei einer weiteren Drehung in der gleichen Richtung zu wiederholen. In anderen Ausführungsformen kann der Sensor 32 so eingerichtet sein, dass er die eindeutige, stetig variierende Spannung über nur die Hälfte (180 Grad) oder irgendeinen anderen Bruchteil einer vollen Drehung liefert, was folglich eine sogar größere Anzahl von Rollover- bzw. Sprung-Ereignissen über den vollen Bereich der Zahnstangenbewegung bewirkt. Folglich ist das Ausgangssignal des Sensors 32 an sich insofern mehrdeutig, als eine gegebene Ausgangsspannung mehreren Zahnstangen- oder Lenkstellungen entsprechen kann, von denen nur eine korrekt ist.
Um den vollen Bereich von Lenkwinkeln auszudrücken, führt, während sich die Ausgabe des Sensors 32 ändert, die Vorrichtung dieser Erfindung einen Algorithmus im Controller 16 aus, der in einem programmierten Digitalcomputer oder kundenspezifischen Digitalprozessor verkörpert sein kann. Der Algorithmus wird mit Verweis auf die Flussdiagramme der 5–7 zusammen mit den Graphen der 2, 3 und 5 beschrieben.
Nach 5 beginnt die Routine RÜCKSTELLMOMENT, indem bei 102 die Sensorausgabe gelesen und gespeichert wird. Die Sensorausgabe ist eine Spannung, die durch eine A/D-Wandlervorrichtung im Controller 16 in ein digitales Wort umgewandelt wird. Dieses digitale Wort repräsentiert einen Winkel wie in 3 dargestellt, die eine graphische Darstellung der Ausgabe des Sensors 32 über den vollen Bereich der absoluten Lenkstellung zeigt. Der Graph ist horizontal in mehrere Sektionen einer (von links nach rechts) linear ansteigenden Ausgabe über 360 Grad geteilt, wobei die Spannungsabgabe zwischen den höchsten und niedrigsten Werten in einem Rollover- bzw. Drehwinkelübergang zwischen je zwei benachbarten Sektionen umspringt. Der gesamte Drehwinkel, über den der Sensor 32 vor einem Umspringen – in dieser Ausführungsform 360 Grad – stetig variiert, wird hierin als der Sprungwinkel bzw. Winkel einer Volldrehung (engl. rollover angle) bezeichnet. Die Mittelsektion des Graphen ist selbst auf Null Grad zentriert, so dass sie den Bereich –180 < θ < +180 Grad überspannt. Für die anfängliche Ablesung einer Sensorausgabe wird angenommen, dass der Wert auf dieser Mittelsektion des Graphen liegt.
Zu 5 zurückkehrend wird bei 104 die Sensorausgabe auf ein Umspringen bzw. eine Volldrehung getestet; und erforderlichenfalls wird bei 106 eine Sprung-Kompensation durchgeführt. Ein Übergang einer Volldrehung bzw. Drehwinkelübergang kann festgestellt werden, indem die vorliegende Sensorausgabe mit einer vorherigen Sensorausgabe verglichen wird, um festzustellen, wann der Wert zwischen den Extrema ihres Bereich springt. Eine Sprung-Kompensation liefert eine Schritterhöhung von +360 Grad in dieser Ausführungsform, wenn eine ansteigende Sensorausgabe vom + 180 Grad auf –180 Grad umspringt (entsprechend einem Drehwinkelübergang von ihrer maximalen Spannung zu ihrer minimalen Spannung), und eine ähnliche, aber entgegengesetzte Schrittzunahme von –360 Grad, wenn eine abnehmende Sensorsausgabe von –180 Grad zu + 180 Grad umspringt. Ein zusätzlicher Drehwinkelübergang in der gleichen Richtung liefert eine zusätzliche, eine Volldrehung von 360 Grad kompensierende Schrittänderung. Das Ergebnis ist eine Vollskalenausgabe, wie in der Mittellinie von 3 dargestellt ist. Diese Annahme der Mittellinie 90 von 3 wird aber nur zu Testzwecken unterstellt; die wahre Vollskalenausgabe könnte diese oder irgendeine andere einiger zusätzlicher Linien sein, die alle parallel sind und von denen jede von den nächsten anderen durch den Winkel einer Volldrehung bzw. Sprungwinkel von 360 Grad getrennt ist. In dieser Ausführungsform sind zusätzliche Linien 91 und 92 360 Grad bzw. 720 Grad links von der Linie 90 dargestellt; und Linien 93 und 94 sind 360 Grad bzw. 720 Grad rechts der Linie 90 dargestellt. Zusätzliche Linien sind ebenfalls möglich, insbesondere falls der Winkel einer Volldrehung des Lenkstellungssensors 23 ein Teilvielfaches von 360 Grad ist. Der angenommene Wert auf der Mittellinie wird hierin somit als die nicht verstellte Stellung bezeichnet; und die wahre absolute Stellung ist durch die folgende Gleichung gegeben:
Absolute Stellung = nicht verstellte Stellung – Umdrehungs-Offset.
Der wahre Wert des Umdrehungs-Offset ist Null oder ein gewisses Vielfaches des Winkels einer Volldrehung – in dieser Ausführungsform 360 Grad – und kann in Form eines Umdrehungs-Index (z. B. +2, +1, 0, –1, –2) mal der Winkel einer Volldrehung bzw. Sprungwinkel ausgedrückt werden. Es sollte besonders betont werden, dass der Umdrehungs-Offset keine Kompensation einer Volldrehung bzw. Sprung-Kompensation ist, die sich mit jedem Umspringen des Ausgangssignals des Sensors ändert. Vielmehr bezieht sich die Linie der wahren absoluten Stellung im Graphen von 3 auf die nicht verstellte Stellung der Mittellinie 90 über den vollen Bereich einer Zahnstangenbewegung und wird sich, wenn sie sicher bestimmt und allmählich eingeführt ist, während des Rests des Zündzyklus nicht ändern.
Ist bei 104 oder 106 einmal die nicht verstellte Stellung bestimmt, wird bei 108 ein AUSGEFÜHRT-Flag geprüft, um zu sehen, ob der endgültige Umdrehungs-Offset in der Gleichung für die absolute Stellung verwendet werden soll. Dies wird nur der Fall sein, wenn der endgültige (vorausge setzt wahre) Wert eines Umdrehungs-Offset bestimmt und vollständig allmählich eingeführt wurde; und dieser Prozess erfordert typischerweise viele Zyklen des Programms. Das AUSGEFÜHRT-Flag wird somit in einem nicht gesetzten Zustand initialisiert und wird typischerweise für viele Zyklen des Programms so bleiben.
Falls bei 108 festgestellt wird, dass das AUSGEFÜHRT-Flag nicht gesetzt ist, wird bei 110 ein LATCH-Flag geprüft. Das LATCH-Flag wird nur gesetzt, nachdem der endgültige Wert des Umdrehungs-Offset bestimmt wurde; und dieses Flag wird ebenfalls als nicht gesetzt initialisiert und danach für mehrere Programmzyklen wahrscheinlich so bleiben. Unter der Annahme, dass das LATCH-Flag nicht gesetzt ist, lässt das Programm bei Schritt 112 eine Subroutine TEST ablaufen. In der Subroutine werden verschiedene Tests durchgeführt, um die Bestimmung des endgültigen Umdrehungs-Offset voranzutreiben, und ein temporärer Wert des Umdrehungs-Offset wird geliefert. Die Subroutine TEST wird zu einem späteren Zeitpunkt in dieser Beschreibung beschrieben.
Wenn das Programm aus der Subroutine TEST zurückgekehrt ist, berechnet es bei Schritt 106 gemäß der folgenden Gleichung die absolute Stellung:
absolute Stellung = nicht verstellte Stellung – Umdrehungs-Offset
Ist die absolute Stellung einmal bestimmt, kann daraus bei Schritt 118 ein Rückstellmoment abgeleitet werden:
Rückstellmoment = f(absolute Stellung)
Diese Funktion kann in einer Nachschlagetabelle ausgedrückt sein, die Werte enthält, welche die in der Kurve von 4 beschriebene Beziehung erfüllen. Das Rückstellmoment ist bei Null absolute Stellung = 0 (Mittelstellung) Null und nimmt in einer Rückstellrichtung bei einer Bewegung weg von dieser Stellung zu. Dieses Rückstellmoment zu allen anderen gewünschten Drehmomentkomponenten in ein zusätzliches befohlenes Drehmomentsignal im Controller 16 addiert werden. Es ist auch möglich, dass das Rückstellmoment in einer Richtung unter gewissen Bedingungen gesperrt wird, wie später in dieser Beschreibung erläutert wird.
Die Subroutine TEST wird mit Verweis auf das Flußdiagramm von 6 ausführlich beschrieben. Die Subroutine führt zuerst bei Schritt 120 eine Reihe von Tests aus, auf die als TESTEN UND AUSSCHLIESSEN verwiesen wird, in denen eine vorbestimmte Anzahl potentieller Werte eines Umdrehungs-Offset im Hinblick auf den Wert der nicht verstellten Stellung und des maximalen Verstellweges der Zahnstange 50 aus ihrer Mittelstellung auf deren mögliches Auftreten hin getestet werden. Nimmt man mögliche Indizes 0, + 1, –1, +2 und –2 von Umdrehungs-Offsets an, wird während einer Initialisierung für jeden ein Flag gesetzt, und wenn festgestellt wird, dass ein einzelner unmöglich ist, wird dessen Flag zurückgesetzt. Die Tests werden im folgenden dargestellt. Ein Umdrehungs-Offset 0 ist unmöglich und wird somit eliminiert, falls einer der folgenden Ausdrücke wahr ist:
Nicht verstellte Stellung > (+Maximaler Verstellweg), oder
Nicht verstellte Position < (-Maximaler Verstellweg),
worin Maximaler Verstellweg der absolute Wert des Drehäquivalents des maximalen Verstellweges der Zahnstange aus der Mittelstellung mit einer kleinen Toleranzjustierung ist.
Ein Umdrehungs-Offset + 1 ist unmöglich und wird somit eliminiert, falls einer der folgenden wahr ist:
Nicht verstellte Stellung < (+360 – Maximaler Verstellweg), oder
Nicht verstellte Stellung > (+360 + Maximaler Verstellweg).
Ein Umdrehungs-Offset –1 ist unmöglich und wird gleichfalls eliminiert, falls einer der folgenden wahr ist:
Nicht verstellte Stellung > (–360 + Maximaler Verstellweg), oder
Nicht verstellte Stellung < (–360 – Maximaler Verstellweg).
In ähnlicher Weise ist ein Umdrehungs-Offset +2 unmöglich und wird eliminiert, falls einer der folgenden wahr ist:
Nicht verstellte Stellung < (+720 – Maximaler Verstellweg), oder
Nicht verstellte Stellung > (+720 + Maximaler Verstellweg);
und ein Umdrehungs-Offset –2 ist unmöglich und wird eliminiert, falls einer der folgenden wahr ist:
Nicht verstellte Stellung > (–720 + Maximaler Verstellweg), oder
Nicht verstellte Stellung < (–720 – Maximaler Verstellweg).
Wenn nur ein Index eines Umdrehungs-Offset übrig ist, muss dieser eine korrekt sein. Nach Durchführen der Tests untersucht als nächstes die Subroutine bei Schritt 122 die Index-Flags, um zu bestimmen, ob nur einer gesetzt übrigbleibt. Falls es zwei oder mehr gibt, wurde der wahre Umdrehungs-Offset noch nicht bestimmt; und dem Umdrehungs-Offset wird bei Schritt 124 ein temporärer Wert zugeordnet. In dieser Ausführungsform wird der Umdrehungs-Offset gleich der nicht verstellten Stellung gesetzt. Wenn das Programm als nächstes von der Subroutine TEST zurückkehrt und die absolute Stellung berechnet, wird ungeachtet der Sensorausgabe somit ihr Wert Null sein. Dies ist ein geeigneter Weg, die Einrichtung eines Rückstellmoments zu verhindern, da dem ein Drehmoment bestimmenden Teil des Algorithmus vorgetäuscht wird, dass die Lenkräder 42 zentriert sind. Falls jedoch andere Informationen zur Verfügung stehen, die nach Meinung des System-Entwicklers einen verwendbaren temporären Wert des Rückstellmoments liefern, könnte er stattdessen in Schritt 124 eingeführt werden.
Falls die Tests nur einen Index eines Umdrehungs-Offset übrigließen, wird dieser Index bei Schritt 126 der Subroutine TEST festgehalten bzw. zwischengespeichert, und die Subroutine TEST wird verlassen. Beim nächsten Zyklus der Routine RÜCKSTELLMOMENT gibt eine Prüfung des LATCH-Flag bei Schritt 110 an, dass das Flag gesetzt ist. Der wahre Umdrehungs-Offset wurde nun bestimmt und kann verwendet werde. Falls jedoch der Controller 16 den Umdrehungs-Offset plötzlich ändert, kann das Rückstellmoment eine plötzliche Änderung durchmachen, die der Fahrer des Fahrzeugs über das Lenkrad fühlen wird. Selbst wenn die Anfangsannahme, dass die Sensorausgabe auf der Linie 90 von 7 korrekt war, ist der korrekte entsprechende Umdrehungs-Offset Null sehr wahrscheinlich nicht der Wert, der zum Zeitpunkt der Bestimmung verwendet wird. In dieser Ausführungsform wurde zur Zeit der Zwischenspeicherung des wahren Index des Umdrehungs-Offset der Wert des Umdrehungs-Offset nicht auf Null gesetzt, sondern wurde wie oben beschrieben gleich der nicht verstellten Stellung gesetzt, um ein Rückstellmoment Null zu erzeugen. Folglich wird das gewünschte Rückstellmoment vorzugsweise allmählich langsam und sanft eingeführt. Dies wird durch eine Subroutine GANG ausgeführt, die bei Schritt 114 aufgerufen wird, bevor bei 116 die absolute Stellung berechnet wird.
Die Subroutine GANG wird mit Hilfe des Flussdiagramms von 7 beschrieben. Die Subroutine lässt den Wert des Umdrehungs-Offset von dem Wert, der zu dem Zeitpunkt verwendet wird, an dem ein verwendbarer oder neuer Wert des Index eines Umdrehungs-Offset abgeleitet wird, im wesentlichen in inkrementalen Schritten in Richtung auf den Zielwert "wandern bzw. gehen", der dem abgeleiteten Index des Umdrehungs-Offset entspricht, bis die erste Bedingung der folgenden eintritt: (1) der Zielwert des Umdrehungs-Offset wird erreicht oder (2) die wahre Mittelstellung wird erreicht. Während dieses "Gangs" wird basierend auf der absoluten Stellung, die aus dem wandernden Wert des Umdrehungs-Offset berechnet wird, ein Rückstellmoment abgeleitet; es wird aber nur verwendet, falls es tatsächlich ein Rückstellmoment in Richtung der Mittelstellung liefern würde.
Dies kann mit Verweis auf 8 demonstriert werden, in der eine durchgezogene Linie 160a–160c das gewünschte Rückstellmoment als Funktion der wahren Stellung für ein spezifisches Beispiel zeigt, in welchem der letzte verbleibende Umdrehungsindex Null zu einer Zeit festgehalten wird, wenn die nicht verstellte Stellung +144 Grad beträgt und der Umdrehungs-Offset somit ebenfalls +144 Grad beträgt. Die wahre Stellung ist der Wert der absoluten Stellung entsprechend dem Ziel-Umdrehungs-Offset: ein Wert, der dem vorliegenden verfügbaren Wert des Index zugeordnet ist. Das Wort „wahr" wird im Vergleich mit der absoluten Stellung verwendet, die während des Gangs abgeleitet wird, um ein gewünschtes Lenk-„Gefühl" zu liefern, und repräsentiert tatsächlich keine wahre Lenkstellung, bis der Gang geendet hat.
Es ist nicht wünschenswert, den Wert des Umdrehungs-Offset von +144 Grad durch den Zielwert Null sofort zu ersetzen, da dies einen plötzlichen Sprung im Rückstellmoment erzeugen würde. Der linke Teil 160a der Linie 160a-160c zeigt ein normales Rückstellmoment von links. Der rechte Teil 160c zeigt das Rückstellmoment von rechts, beginnend mit Null an der gegenwärtigen wahren Stellung von +144 Grad. Der Mittelteil 160b ist eine gerade horizontale Linie bei einem Drehmoment Null zwischen einer wahren Stellung Null und der gegenwärtigen wahren Stellung von +144 Grad. Die Wirkung der Subroutine "GANG" besteht darin, den rechten Teil 160c schrittweise in Richtung auf die Mitte zu bewegen, wobei folglich der Mittelteil 160b schrittweise verkürzt wird, bis letzterer verschwindet und der rechte Teil 160c den linken Teil 160 an einer wahren Stellung Null trifft. Dies würde die erste Bedingung für das Ende des Gangs wie oben dargelegt repräsentieren.
Es muss bedacht werden, dass der Gang und somit die Bewegung des rechten Teils 160c nach links langsam und stetig unter der Steuerung einer Software stattfindet, aber das Lenksystem und somit die absolute Stellung kann vom Fahrer des Fahrzeugs in jeder Richtung und über einen weiten Bereich von Geschwindigkeiten unabhängig bewegt werden, während der Gang stattfindet. Der Fahrer des Fahrzeugs kann z. B. das Lenksystem mit einer schnelleren Rate als derjenigen des Gangs nach links bewegen. Falls dies geschieht, wird die nicht verstellte Stellung geringer als der Umdrehungs-Offset, und die absolute Stellung, die bei Schritt 116 von 5 bestimmt wurde, wird negativ. Das in Schritt 118 von 5 abgeleitete Rückstellmoment wird ebenfalls negativ und folglich nach rechts gerichtet. Dies ist in der gestrichelten Linienverlängerung 160d der Linie 160c nach links in den negativen Drehmomentbereich unterhalb der horizontalen Achse dargelegt. Das so aufgerufene Drehmoment würde in der falschen Richtung vorliegen; und wie beschrieben wird, verhindert die Subroutine GANG, dass ein solches Rückstellmoment angelegt wird, wie durch den durchgezogenen horizontalen Mittelteil 160b beim Rückstellmoment Null angegeben ist.
Falls sich aber die schnelle Bewegung des Lenksystems nach links fortsetzt, kann es vor dem Umdrehungs-Offset (und daher dem linken Ende des durchgezogenen linken Teils 160c) die Mitte (Null Grad) erreichen. In diesem Fall oder, falls das Lenksystem von links zur Mitte zurückgeführt wird, wird das Rückstellmoment Null betragen – genau was bei der Mitte sein sollte. Es gibt keinen Grund, warum der Gang nicht abgekürzt und der Zielwert IND*360 des Umdrehungs-Offset für den temporären Wert sofort substituiert werden sollte, der zu der Zeit gerade verwendet wird, da im Rückstellmoment keine plötzliche Änderung auftreten wird. Dies ist die zweite Bedingung zum Beenden des Gangs, wie oben dargelegt wurde. Da Fahrmanöver im allgemeinen damit enden, dass der Fahrer das Lenkrad geradeaus ausrichtet, kann selbst ein langsam kalibrierter Gang mit diesem Kriterium schnell beendet werden.
Bezugnehmend auf 7 beginnt die Subroutine GANG mit dem vorliegenden Wert des Umdrehungs-Offset, der in Schritt 130 mit dem Zielwert verglichen wird, der das Produkt des vorliegenden verwendbaren Index und des Sprungwinkels bzw. Winkels einer Volldrehung, in dieser Ausführungsform 360 Grad, ist:
Ziel-Umdrehungs-Offset = Verwendbarer Index*360
Falls die Werte gleich sind, wurde der Zielwert erreicht, und der Gang wird beendet: dies ist der erste Test für das Ende des Gangs, wie oben beschrieben wurde. Das Rückstellmoment wird bei Schritt 132 in beiden Richtungen autorisiert bzw. zugelassen, da es nun keinen Bereich gibt, in welchem das abgeleitete Rückstellmoment in der falschen Richtung liegen kann (der Mittelteil 160b in 8 ist auf Null zusammengeschrumpft). Das AUSGEFÜHRT-Flag wird bei Schritt 134 gesetzt, und das Programm kehrt aus der Subroutine GANG zurück, berechnet die absolute Stellung bei Schritt 116 und leitet das entsprechende Rückstellmoment bei Schritt 118 von 5 ab. Bei allen nachfolgenden Zyklen der Routine RÜCKSTELLMOMENT wird, bis die Fahrzeugzündung abgeschaltet wird (oder bis ein Fehler durch eine hierin nicht beschriebene optionale Vorrichtung festgestellt wird), das bei Schritt 108 befragte AUSGEFÜHRT-Flag veranlassen, dass die Subroutinen TEST und GANG übersprungen werden. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dies in den ersten Zyklen der Routine stattfindet.
Falls der vorliegende Wert des Umdrehungs-Offset bei Schritt 130 den Zielwert nicht erreicht hat, wird bei Schritt 136 die wahre Stellung be rechnet. Die wahre Stellung ist der Wert der absoluten Stellung entsprechend dem Zielwert des Umdrehungs-Offset, der aus dem verwendbaren Index abgeleitet wurde, wobei der Gang beendet wird:
Wahre Stellung = Nicht verstellte Stellung – Ziel-Offset.
Der Wert der wahren Stellung wird bei Schritt 138 untersucht; und falls er Null ist oder falls er das Vorzeichen geändert hat, was angibt, dass die Null gekreuzt wurde, wurde die zweite Bedingung für das Ende des Gangs erfüllt. In diesem Test für das Ende des Gangs wird bevorzugt, sowohl zu prüfen, ob wahre Stellung = Null gilt, als auch ob die wahre Stellung Null gekreuzt hat, da die Bewegung des Lenksystems unter der Steuerung des Fahrers des Fahrzeugs unvorhersagbar und möglicherweise schnell ist, so dass eine Nullstellung zwischen zwei Sensorablesungen übersprungen werden kann. Dies steht im Gegensatz zum ersten Test für das Ende des Gangs, in welchem die inkrementalen Änderungen im Umdrehungs-Offset während des Gangs vollständig der Software-Steuerung unterliegen und sie genau gleich Null gezwungen werden können, wenn sie erreicht ist. In einigen Ausführungsformen kann oder können jedoch einer oder beide Tests ausgedrückt werden, als ob der getestete Wert innerhalb einer vorbestimmten Distanz von Null liegt, da eine von einer absoluten Stellung ungleich Null erzeugte, kleine plötzliche Änderung im Rückstellmoment innerhalb des vorbestimmten Bereichs um Null im wesentlichen vernachlässigbar ist.
Falls bei 138 festgestellt wird, dass die wahre Stellung Null erreicht oder gekreuzt hat, wird der Gang beendet, wobei der Umdrehungs-Offset bei 140 gleich dem Ziel gesetzt wird, das Rückstellmoment aus beiden Rich tungen bei 132 autorisiert und das AUSGEFÜHRT-Flag bei 134 wie vorher beschrieben gesetzt wird, wobei das AUSGEFÜHRT-Flag weitere Wiederholungen der Subroutinen TEST oder GANG verhindert.
Falls aber die wahre Stellung Null nicht erreicht oder gekreuzt hat, geht der Gang weiter, während der Wert des Umdrehungs-Offset bei 142 in Richtung auf den Zielwert inkrementiert wird. Das Vorzeichen der wahren Stellung wird bei 144 geprüft, um zu sehen, ob sie rechts von der Mitte liegt. Falls dies der Fall ist, wird bei 146 das Rückstellmoment nur von der rechten Seite autorisiert; und negative Werte wie diejenigen, die in einer gestrichelten Linie 160d von 8 angegeben sind, werden nicht geliefert. Falls nicht, wird bei 148 ein Rückstellmoment nur von links autorisiert. Folglich wird der durch die Linie 160a–160c angegebene Bereich des Rückstellmoments während des Gangs an den Motor 46 geliefert. Die Subroutine GANG wird dann verlassen; und die absolute Stellung wird bei 116 von 5 unter Verwendung des inkrementierten Wertes des Umdrehungs-Offset berechnet. Die Subroutine GANG wird von der Routine RÜCKSTELLMOMENT weiter aufgerufen, wobei das Rückstellmoment wie oben beschrieben geliefert oder nicht geliefert wird, bis eine der Bedingungen für das Gangende erfüllt und das AUSGEFÜHRT-Flag gesetzt ist, wonach kein weiterer Test oder Gang während des Rests des Zündzyklus durchgeführt wird.
In 11A und 11B ist eine alternative Subroutine GANG dargestellt. Diese Version von GANG liefert einen zusätzlichen Weg, um die Zeit abzukürzen, die für den Gang erforderlich ist. Schritte 330–342 sind mit den ähnlich nummerierten Schritten 230–243 in 7 identisch. Selbst wenn aber die ersten und zweiten Bedingungen den Gang nicht beendet haben, besteht noch eine Möglichkeit, dass der Gang verkürzt werden kann. Falls das Lenkrad des Fahrzeugs schneller in die Richtung der Mittelstellung gedreht wurde, als der Gang fortgeschritten ist, könnte die wahre Stellung näher als die absolute Stellung zur Mitte und auf der gleichen Seite liegen. Nach 8 liegt die absolute Stellung im Bereich der gestrichelten Linie 160d. Da die letzten Schritte 350–354 dieser Subroutine in diesem Bereich kein Rückstellmoment autorisieren, wird kein Rückstellmoment geliefert; und der Vorgang wird tatsächlich entlang der Linie 160b stattfinden. Für jeden beliebigen Wert des Umdrehungs-Offset wird aber ein Rückstellmoment Null geliefert, während es sich nach links bewegt, bis es den Wert der absoluten Stellung passiert. Unter diesen Umständen kann man daher den Umdrehungs-Offset sofort zum gegenwärtigen Wert der absoluten Stellung springen lassen, der näher zum Zielwert liegt, ohne eine etwaige plötzliche Zunahme des Rückstellmoments einzuführen. Die absolute Stellung wird bei 344 berechnet. Bei 346 (11B) bestimmt die Subroutine, ob die wahre Stellung zwischen der absoluten Stellung und der Mitte liegt. Dies kann ausgeführt werden, indem das Vorzeichen der absoluten Stellung mit dem Vorzeichen der wahren Stellung verglichen wird. Falls die Vorzeichen entgegengesetzt sind, liegt dann die wahre Stellung zwischen der absoluten Stellung der Mitte, und bei 348 wird der Umdrehungs-Offset gleich der absoluten Stellung gesetzt. Falls ihre Vorzeichen die gleichen sind, liegt dann die wahre Stellung nicht zwischen der absoluten Stellung und der Mitte, und die Subroutine ändert den Umdrehungs-Offset nicht. Die Subroutine geht dann zur Gruppe der Schritte 350–354 weiter, die in einer zu den Schritten 144–148 von 7 identischen Weise bestimmen, ob eine linke oder rechte Rückkehr bzw. Rückführung freigegeben ist.
In 9 ist eine Variation der Routine RÜCKSTELLMOMENT dargestellt, die auch eine Variation der Subroutine TEST in 10 einschließt. Diese Version ist für eine Ausführungsform des Servolenksystems geeignet, bei der aufgrund anderer zuverlässiger Informationen das Rückstellmoment autorisiert wird, bevor der Umdrehungs-Offset zwischengespeichert wird. Die Routine von 9 ist derjenigen von 5 in den Schritten 102 bis 110 und den Schritten 114 bis 118 identisch. Sie unterscheidet sich jedoch in der Prozedur, die befolgt wird, falls bei 110 nicht festgestellt wird, dass das LATCH-Flag gesetzt ist. In diesem Fall wird eine Subroutine TEST ausgeführt, die in 10 dargestellt und im folgenden zu beschreiben ist.
Nach 10 sind die Schritte 120 und 122 denjenigen von 6 identisch. Falls nach Schritt 122 nur ein Index übrig ist, wird bei 126 das LATCH-Flag gesetzt; und die Subroutine TEST wird zur Routine RÜCKSTELLMOMENT zurückkehrend verlassen. Dieses Ergebnis liefert den wahren Wert des Umdrehungs-Offset und leitet einen Gang wie vorher beschrieben ein. Falls nach Schritt 122 mehr als ein Index übrig ist, sucht die Subroutine bei 125 einen verwendbaren Index. Dies kann mittels einer hierin nicht beschriebenen Testprozedur erfolgen oder kann auf den restlichen Indizes des Schritts 120 beschränkt oder nicht beschränkt werden. Falls bei 127 ein verwendbarer Index gefunden wird, wird er bei 128 als das Gang-Ziel festgelegt, bevor die Subroutine verlassen wird. Das Rückstellmoment wird autorisiert; es wird aber kein Index zwischengespeichert. Falls kein verwendbarer Umdrehungs-Offset gefunden wird, wird der Umdrehungs-Offset bei 126 gleich einer nicht verstellten Stellung gesetzt, bevor die Subroutine TEST verlassen wird. Zu 9 zurückkehrend wird nach der Rückkehr von der Subroutine TEST bei 113 bestimmt, ob ein Index gesetzt oder zwischengespeichert ist. Falls eines der Fall ist, wird die GANG-Routine, die früher beschrieben wurde, bei 114 aufgerufen, bevor bei 116 die absolute Stellung berechnet wird. Falls nicht, geht die Routine direkt zu Schritt 116 weiter.
Die Ausführungsform von 9, 10 und 7 erzeugt das gleiche Ergebnis wie diejenige der 5, 6 und 7 vor der Anfangsoperation, wobei kein Index verwendet und kein Rückstellmoment autorisiert wird, während getestet wird, und nachdem ein Index zwischengespeichert ist, wobei ein Rückstellmoment in einer korrekten Rückführrichtung autorisiert und der Testvorgang gestoppt wird, während man den Umdrehungs-Offset zu dem Wert wandern bzw. gehen lässt, der durch den zwischengespeicherten bzw, festgehaltenen Index bestimmt ist. Sie bietet aber einen dritten, dazwischen liegenden Betriebsmodus an, in welchem man einen verwendbaren Index durch einen anderen Test oder ein anderes Verfahren finden und verwenden kann, wobei das Rückstellmoment in korrekter Rückführrichtung autorisiert wird, während der Umdrehungs-Offset in Richtung auf einen durch den verwendbaren Index bestimmten Wert wandert, während der Testvorgang fortgesetzt wird. Falls ein Index schließlich zwischengespeichert bzw. festgehalten ist, der vom verwendeten Index verschieden ist, wird der Ziel-Umdrehungs-Offset geändert, und der Gang dauert an. Dies gestattet die Verwendung einer anderen Testprozedur, welche einen verwendbaren Umdrehungs-Offset in einigen Ansteuermoden mit einer durch die Tests des Schritts 122 gelieferten endgültigen Bestimmung eher liefert.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines gewünschten Rückstellmoments in einem Servolenksystem (24) eines Fahrzeugs mit einer über einen ganzen Bereich um eine Mittelstellung variierenden Lenkstellung, wobei das Servolenksystem des Fahrzeugs eine Lenkwelle (29, 51) mit einem Stellglied (46, 47, 48) aufweist, das für das Liefern eines Rückstellmoments damit gekoppelt ist, und einen Drehstellungssensor (32), der ein Ausgangssignal liefert, das bei aufeinanderfolgenden Drehungen der Lenkwelle über einen Winkel einer Volldrehung zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert variiert, wodurch Übergänge bei Volldrehungen zwischen solchen aufeinanderfolgenden Drehungen erzeugt werden, wobei der ganze Bereich der Lenkstellung größer als ein einziger Winkel einer Volldrehung ist, so dass jede Ausgabe des Drehstellungssensors mehrere potentielle, durch ganzzahlige Vielfache des Winkels einer Volldrehung voneinander getrennte Lenkstellungen angibt, wobei das Verfahren umfasst: bei der Einleitung des Fahrzeugbetriebs, anfängliches Wählen einer nicht verstellten Lenkstellung aus der Mehrzahl möglicher Lenkstellungen entsprechend einer abgefühlten Anfangsausgabe des Drehstellungssensors; wiederholtes Aktualisieren der nicht verstellten Lenkstellung als Antwort auf Ausgabeänderungen des Drehstellungssensors, einschließlich abgefühlter Übergänge bei Volldrehungen, so dass die nicht verstellte Lenkstellung über den ganzen Bereich der Lenkstellung stetig variiert; Starten mit einem voreingestellten Satz von Umdrehungs-Offsets, die sich durch ganzzahlige Vielfache des Winkels einer Volldrehung unterscheiden, wiederholtes Testen der nicht verstellten Lenkstellung, während sie aktualisiert wird, um zu bestimmen, welche der Umdrehungs-Offsets in Kombination mit der nicht verstellten Lenkstellung potentielle Lenkstellungen liefern, die außerhalb des ganzen Lenkstellungsbereichs liegen, und Ausschließen dieser so bestimmten Umdrehungs-Offsets; während zumindest zwei Umdrehungs-Offsets nicht ausgeschlossen übrigbleiben, Ableiten eines Befehls für ein erstes Rückstellmoment und Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment an das Stellglied, um ein erstes Rückstellmoment zu erzeugen; nachdem nur ein endgültiger Umdrehungs-Offset nicht ausgeschlossen übrigbleibt, Ableiten einer absoluten Lenkstellung aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der nicht verstellten Lenkstellung, Ableiten eines Befehls für ein zweites Rückstellmoment aus der abgeleiteten absoluten Lenkstellung und Liefern des Befehls für ein zweites Rückstellmoment an das Stellglied, um ein zweites Rückstellmoment zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Befehl für ein erstes Rückstellmoment aus einem temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitet wird, um ein Rückstellmoment Null zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 2, worin, wenn nur ein endgültiger Umdrehungs-Offset nicht ausgeschlossen übrigbleibt, der temporäre Umdrehungs-Offset in inkrementalen Schritten in Richtung auf den einen endgültigen Umdrehungs-Offset geändert wird, wobei der Befehl für ein erstes Rückstellmoment weiter aus dem so geänderten temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitet, aber an das Stellglied nur geliefert wird, wenn ein Rückstellmoment in einer korrekten Richtung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, worin, während der temporäre Umdrehungs-Offset verwendet wird, eine Verwendung des ersten Drehmomentbefehls in nur einer einzigen Richtung zugelassen wird, die so gewählt wird, um ein Zentrieren des Servolenksystems zu liefern, wie als Antwort auf eine wahre Lenkstellung bestimmt wird, die aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset und der aktualisierten nicht verstellten Lenkstellung abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die Änderung des temporären Umdrehungs-Offset in Richtung auf den einen übrigbleibenden Umdrehungs-Offset und das Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment beendet werden, wenn der temporäre Umdrehungs-Offset innerhalb einer ersten vorbestimmten kleinen Distanz des einen endgültigen Umdrehungs-Offset ankommt.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die Änderung des temporären Umdrehungs-Offset in Richtung auf den einen übrigbleibenden Umdrehungs-Offset und das Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment beendet werden, wenn eine wahre Lenkstellung, abgeleitet aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung, innerhalb einer zweiten vorbestimmten kleinen Dir stanz der Mittelstellung ankommt.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die Änderung des temporären Umdrehungs-Offset in Richtung auf den einen übrigbleibenden Umdrehungs-Offset und das Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment beendet werden, wenn eine wahre Lenkstellung, abgeleitet aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung, die Mittelstellung kreuzt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Befehl für ein erstes Rückstellmoment aus einem temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitet wird, um das erste Rückstellmoment zu erzeugen, und, wenn nur ein endgültiger Umdrehungs-Offset nicht ausgeschlossen übrigbleibt, der temporäre Umdrehungs-Offset in inkrementalen Schritten in Richtung auf den einen endgültigen Umdrehungs-Offset geändert wird, wobei der Befehl für ein erstes Rückstellmoment weiter aus dem so geänderten temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitet und an das Stellglied nur geliefert wird, wenn ein Rückstellmoment in einer korrekten Richtung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, worin, während der temporäre Umdrehungs-Offset verwendet wird, eine Verwendung des ersten Drehmomentbefehls in nur einer einzigen Richtung zugelassen wird, die so gewählt wird, um ein Zentrieren des Servolenksystems zu liefern, wie als Antwort auf eine wahre Lenkstellung bestimmt wird, die aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset und der aktualisierten nicht verstellten Lenkstellung abgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Änderung des temporären Umdrehungs-Offset in Richtung auf den einen übrigbleibenden Umdrehungs-Offset und das Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment beendet werden, wenn der temporäre Umdrehungs-Offset innerhalb einer ersten vorbestimmten kleinen Distanz des einen endgültigen Umdrehungs-Offset ankommt.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Änderung des temporären Umdrehungs-Offset in Richtung auf den einen übrigbleibenden Umdrehungs-Offset und das Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment beendet werden, wenn eine aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitete wahre Lenkstellung innerhalb einer zweiten vorbestimmten kleinen Distanz der Mittelstellung ankommt.
Verfahren nach Anspruch 8, worin die Änderung des temporären Umdrehungs-Offset in Richtung auf den einen übrigbleibenden Umdrehungs-Offset und das Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment beendet werden, wenn eine wahre Lenkstellung, abgeleitet aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung, die Mittelstellung kreuzt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Befehl für ein erstes Rückstellmoment aus einem temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitet wird, um das erste Rückstellmoment zu erzeugen, und während zumindest zwei Umdrehungs-Offsets nicht ausgeschlossen übrigbleiben, ein nutzbarer Umdrehungs-Offset aus dem vorbestimmten Satz von Umdrehungs-Offsets als ein Ziel festgelegt und der temporäre Umdrehungs-Offset in inkrementalen Schritten in Richtung auf den nutzbaren Umdrehungs-Offset geändert wird, wobei der Befehl für ein erstes Rückstellmoment weiter aus dem so geänderten temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung abgeleitet und an das Stellglied nur geliefert wird, wenn ein Rückstellmoment in einer korrekten Richtung erzeugt wird.
Servolenksystem eines Fahrzeugs, in Kombination mit: einem Drehlenkelement (26), das die Einstellungsrichtung eines Lenkrades des Fahrzeugs durch Lenkvorrichtungen (52, 51, 50, 38, 39) mit einer über einen ganzen Bereich um eine Mittelstellung variierenden Lenkstellung steuert; einem Stellglied (46, 47, 48), das mit dem Drehlenkelement zum Liefern eines Rückstellmoments gekoppelt ist; einem Drehstellungssensor (32), der ein Ausgangssignal liefert, das bei aufeinanderfolgenden Drehungen der Lenkwelle über einen Winkel einer Volldrehung zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert variiert, wodurch Übergänge bei Volldrehungen zwischen solchen aufeinanderfolgenden Drehungen erzeugt werden, wobei der ganze Bereich der Lenkstellung größer als ein einziger Winkel einer Volldrehung ist, so dass jede Ausgabe des Drehstellungssensors mehrere potentielle Lenkstellungen angibt, die durch ganzzahlige Vielfache des Winkels einer Volldrehung voneinander getrennt sind; einem ersten Mittel, das beim Einleiten eines Fahrzeugbetriebs wirksam ist, um zu Anfang eine nicht verstellte Lenkstellung aus der Mehrzahl absoluter Lenkstellungen entsprechend einer abgefühlten anfänglichen Ausgabe des Drehstellungssensors zu wählen; einem zweiten Mittel zum wiederholten Aktualisieren der nicht verstellten Lenkstellung als Antwort auf Ausgabeänderungen des Drehstellungssensors, einschließlich abgefühlter Übergänge bei Volldrehungen; einem dritten Mittel zum wiederholten Testen der nicht verstellten Lenkstellung, während sie aktualisiert wird, beginnend mit einem vorbestimmten Satz von Umdrehungs-Offsets, um zu bestimmen, welche der Umdrehungs-Offsets in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Lenkstellung mögliche Lenkstellungen liefern, die außerhalb des ganzen Lenkstellungsbereichs liegen, und Ausschließen dieser so bestimmten Umdrehungs-Offsets; einem vierten Mittel, das, während zumindest zwei Umdrehungs-Offsets nicht ausgeschlossen übrigbleiben, effektiv ist, um einen Befehl für ein erstes Rückstellmoment zu erzeugen und den Befehl für ein erstes Rückstellmoment an das Stellglied zu liefern, um ein erstes vorbestimmtes Rückstellmoment zu erzeugen; und ein fünftes Mittel, das, nachdem nur ein endgültiger Umdrehungs-Offset nicht ausgeschlossen übrigbleibt, effektiv ist, um eine absolute Lenkstellung aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Lenkstellung abzuleiten, einen Befehl für ein zweites Rückstellmoment aus der abgeleiteten absoluten Lenkstellung abzuleiten und den Befehl für ein zweites Rückstellmoment an das Stellglied zu liefern, um ein zweites Rückstellmoment zu erzeugen.
Servolenksystem nach Anspruch 14, worin das vierte Mittel den Befehl für ein erstes Rückstellmoment aus einem temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung ableitet, um ein Rückstellmoment Null zu erzeugen.
Servolenksystem nach Anspruch 14, worin das vierte Mittel den Befehl für ein erstes Rückstellmoment aus dem temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung ableitet und effektiv ist, wenn nur ein Umdrehungs-Offset nicht ausgeschlossen übrigbleibt, um den temporären Umdrehungs-Offset in inkrementalen Schritten in Richtung auf einen endgültigen Umdrehungs-Offset zu ändern, während der Befehl für ein erstes Rückstellmoment aus dem so ge änderten temporären Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung weiter abgeleitet und der Befehl für ein erstes Rückstellmoment an das Stellglied geliefert wird, wenn er ein Rückstellmoment in einer korrekten Richtung erzeugt.
Servolenksystem nach Anspruch 16, worin das vierte Mittel ein Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment an das Stellglied beendet, wenn der temporäre Umdrehungs-Offset innerhalb einer ersten vorbestimmten kleinen Distanz des einen endgültigen Umdrehungs-Offset ankommt, und danach das fünfte Mittel den Befehl für ein zweites Rückstellmoment an das Stellglied liefert.
Servolenksystem nach Anspruch 16, worin das vierte Mittel ein Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment an das Stellglied beendet, wenn eine wahre Lenkstellung, abgeleitet aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung, innerhalb einer zweiten vorbestimmten kleinen Distanz der Mittelstellung ankommt, und das fünfte Mittel danach den Befehl für ein zweites Rückstellmoment an das Stellglied liefert.
Servolenksystem nach Anspruch 16, worin das vierte Mittel ein Liefern des Befehls für ein erstes Rückstellmoment an das Stellglied beendet, wenn eine wahre Lenkstellung, abgeleitet aus dem einen endgültigen Umdrehungs-Offset in Kombination mit der aktualisierten nicht verstellten Stellung, die Mittelstellung kreuzt, und das fünfte Mittel danach den Befehl für ein zweites Rückstellmoment an das Stellglied liefert.