DE69913609T2

DE69913609T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines gewünschten Rückstellmomentes für die Servolenkung eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE69913609T2
Application number: DE69913609T
Authority: DE
Inventors: Deepak Canton Chhaya; Kathryn 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: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: EP0967134A3; EP0967134B1; EP0967134A2; BR9902629A; JP2000025635A; DE69913609D1; US6039144A; JP3348045B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das technische Gebiet dieser Erfindung ist die Bestimmung eines gewünschten Rückstellmoments in einem elektrischen Fahrzeugservolenksystem mit einem gesamten Bereich der Lenkstellung, der größer ist als der Ausgabebereich eines Drehstellungssensors.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Einige Fahrzeugservolenksysteme verwenden ein Stellglied, das an die Lenkspindel gekoppelt ist, um eine Leistungsunterstützung bei der Fahrzeuglenkung bereit zu stellen. Es ist in solchen Systemen oft wünschenswert, einen Rückstellmoment-Befehl an das Stellglied vorzusehen, um so die Rückkehr des Lenkgetriebes in eine zentrierte Stellung zu unterstützen und dem Fahrzeuglenker ein stabiles Lenkgefühl zu geben. Ein solcher Rückstellmoment-Befehl wird als eine Funktion der Lenkstellung erzeugt, wie in dem Graphen von 4 gezeigt, unter der Voraussetzung, dass die Lenkstellung bekannt ist. Drehstellungssensoren mit hoher Auflösung und anderen wünschenswerten Eigenschaften können an die Lenkwelle gekoppelt sein, um eine Ausgangsspannung zu liefern, welche auf eine im Wesentlichen lineare Weise von einer ersten Spannung zu einer zweiten Spannung durch einen Überlaufwinkel, der eine vollständige Drehung um 360 Grad oder eines ganzzahligen Teilers davon umfasst, variiert. Die Lenkwelle dreht sich jedoch typischerweise durch eine Vielzahl von solchen Umdrehungen oder ganzzahligen Teilwinkeln, und daher durch eine Vielzahl von Wiederholungen des Überlaufwinkels, während die Zahnstange von dem einen zu dem anderen Ende ihres Betriebsberei ches bewegt wird. Somit wird ein Sensor, der direkt an die Lenkwelle für eine maximale Auflösung in dem Ausgangssignal gekoppelt ist, in ähnlicher Weise durch eine Vielzahl von Wiederholungen des Ausgangsspannungsbereiches rotiert und erzeugt einen Überlaufübergang an dem Ende jeder Wiederholung, wenn die Spannung von einem Extremwert zu dem anderen springt. Der Ausgang eines so gekoppelten Sensors liefert nicht von allein eine eindeutige absolute Lenkstellung; er liefert eher einen Satz von Lenkstellungen, die durch einen Überlaufwinkel entsprechend dem vollen Ausgangsspannungsbereich getrennt sind. Um die absolute Drehstellung zu kennen, ist es daher notwendig, das Sensorausgangssignal für solche Überlaufübergänge zu kompensieren. Jedoch muss ein Offsetparameter im Allgemeinen auch jedes Mal erzeugt werden, wenn ein neuer Fahrzeug-Zündungszyklus initiiert wird, da der Sensor in einen unterschiedlichen Bereich seines Ausgangs gedreht worden sein könnte, als die Zündung ausgeschaltet war, wobei kein Überlaufübergang erfasst wurde.
Wenn der Betrieb eines Fahrzeuges mit einem solchen Lenksystem aufgenommen wird, ist nicht sicher bekannt, ob die Lenkstellung sich rechts oder links der Mitte befindet: und die Lieferung eines Rückstellmoments in der falschen Richtung könnte gerade das Gegenteil der gewünschten Wirkung erzeugen. Es ist daher wünschenswert, die absolute Drehstellung des Lenksystems mit einem gewissen Grad des Vertrauens zu bestimmen, bevor das volle Rückstellmoment aufgebracht wird. Darüber hinaus ist es, sobald die absolute Lenkstellung bekannt ist, vorzuziehen, das Rückstellmoment in einer graduellen, kontrollierten Weise, die dem Fahrzeuglenker nicht unangenehm ist, einzuführen. Ein bekanntes Lenksystem wird in der EP-349968 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Das Verfahren nach Anspruch 1 und die Vorrichtung nach Anspruch 13 dieser Erfindung bestimmen eine absolute Lenkstellung und ein Rückstellmoment für ein Fahrzeugservolenksystem, das eine Lenkwelle mit einem Drehstellungssensor besitzt, der ein Signalüberlaufen vorsieht, so dass jeder Sensorausgang eine Vielzahl von potentiellen absoluten Lenkstellungen anzeigt, die jeweils voneinander durch Vielfache eines Überlaufwinkels getrennt sind. Das Verfahren und die Vorrichtung leiten einen Rückstellmoment-Befehl von einem absoluten Lenkstellungssignal ab, das von dem Sensorausgang durch Vergleichen gewisser dynamischer Fahrzeuglenkparameter mit gespeicherten Daten abgeleitet wird, um einen wahrscheinlichen Drehoffset zu bestimmen, der das Sensorausgangssignal mit einer absoluten Lenkstellung in Beziehung setzt, von welcher ein Rückstellmoment-Befehl abgeleitet werden kann.
Das Verfahren wird von der Vorrichtung bei jedem Start des Fahrzeugbetriebes durchgeführt, und beginnt mit der Auswahl einer aus der Vielzahl von potentiellen Lenkstellungen, als eine nicht eingestellte Lenkstellung, entsprechend einem anfänglichen Sensorausgang. Diese nicht eingestellte Lenkstellung wird wiederholt in Ansprechen auf Ausgangsänderungen des Drehstellungssensors, einschließlich erfasster Überlaufübergänge, aktualisiert, so dass sie den vollen Bereich der Lenkstellung abdeckt, obwohl sie um einen Drehoffset, welcher ein ganzzahliges Vielfaches des Überlaufwinkels ist, inkorrekt sein kann. Für einen vorbestimmten Bereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten über und einschließlich einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit, und für einen zweidimensionalen Bereich von möglichen Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkten, die durch das gesamte Lenkdrehmoment und die Lenkstellung definiert werden, werden Daten gespeichert, die einen ersten Bereich von wahrscheinlichen Fahrzeuglenk system-Betriebspunkten, einen zweiten Bereich von unwahrscheinlichen Lenksystem-Betriebspunkten, die einen Drehoffset in einer ersten Richtung anzeigen, und einen dritten Bereich von unwahrscheinlichen Lenksystem-Betriebspunkte, die einen Drehoffset in einer entgegengesetzten Richtung anzeigen, definieren.
Das Fahrzeugservolenksystem besitzt ein Stellglied, das an die Lenkspindel zur Bereitstellung eines Rückstellmoments gekoppelt ist. Bis die Fahrzeuggeschwindigkeit zuerst einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit gleicht, wird ein erster Rückstellmoment-Befehl an das Stellglied geliefert, um ein vorbestimmtes erstes Rückstellmoment zu erzeugen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit der minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit für zumindest eine vorbestimmte Zeit gleicht, wird das gesamte Lenkdrehmoment erfasst; und ein Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt wird von dem erfassten gesamten Lenkdrehmoment, der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung und einem Drehoffset abgeleitet. Dieser abgeleitete Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt wird mit den gespeicherten Daten verglichen; und der Drehoffset wird wie angezeigt aktualisiert, wenn der abgeleitete Fahrzeuglenksystem-Betriebspunkt innerhalb des zweiten gespeicherten Bereichs oder des dritten gespeicherten Bereichs der Lenksystem-Betriebspunkte liegt. Ein zweiter Rückstellmoment-Befehl wird von der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung und dem aktualisierten Drehoffset abgeleitet und zu dem Stellglied geliefert, um ein zweites Rückstellmoment zu erzeugen.
Um eine plötzliche Erhöhung des Rückstellmoments zu vermeiden, wenn der Drehoffset aktualisiert wird, wird ein temporärer Drehoffset vorzugsweise inkrementell zu dem aktualisierten Drehoffset bewegt, wobei das Rückstellmoment von dem so geänderten temporären Drehoffset in Kombination mit der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung abgeleitet wird, so lange das abgeleitete Rückstellmoment in der korrekten Zentrierrichtung liegt, bis entweder (1) der temporäre Drehoffset in einem ersten vorbestimmten kleinen Abstand zu dem aktualisierten Drehoffsets ankommt, oder (2) wenn eine wirkliche absolute Lenkstellung, abgeleitet von dem aktualisierten Drehoffset in Kombination mit der aktualisierten nicht eingestellten Stellung, in einem zweiten vorbestimmten kleinen Abstand zu der Mittelstellung ankommt, was auch immer zuerst eintritt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Fahrzeugservolenksystem, das eine Umgebung für die Vorrichtung dieser Erfindung bereitstellt.
2 ist eine graphische Darstellung des Ausgangssignals eines Drehstellungssensors mit einem Überlaufausgangssignal, der als ein Lenkwinkelsensor in dem Servolenksystem von 1 verwendet wird.
3 zeigt eine graphische Darstellung des Ausgangssignals von 3, wobei die Überlaufkompensation angewandt wird.
4 ist ein Graph des Rückstellmoments als eine Funktion der absoluten Lenkstellung in dem Servolenksystem von 1.
5 zeigt ein Flussdiagramm einer Routine RÜCK-STELLMOMENT,umfassend einen Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
6 zeigt ein Flussdiagramm einer Subroutine TEST, umfassend einen Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
7 zeigt ein Flussdiagramm einer Subroutine BEWEGEN, umfassend einen Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
8 zeigt eine graphische Darstellung des gewünschten Rückstellmoments als eine Funktion der wirklichen Stellung, die zur Veranschaulichung eines Beispiels für den Betrieb des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung nützlich ist.
9 zeigt eine graphische Darstellung des Ritzeldrehmoments als eine Funktion der Lenkstellung mit Bereichen des wahrscheinlichen und unwahrscheinlichen Betriebs des Servolenksystems von 1.
10 zeigt ein Flussdiagramm einer Subroutine OFFSET BERECHN. umfassend einen Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
11 zeigt ein Flussdiagramm einer Subroutine OFFSET STABIL, umfassend einen Teil einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
12 zeigt ein Flussdiagramm einer Abwandlung der Subroutine OFFSET BERECHN., umfassend einen Teil einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
13A und 13B zeigen ein Flussdiagramm einer Abwandlung der Subroutine BEWEGEN, umfassend einen Teil einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung dieser Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Kraftfahrzeug 40 mit einem Servolenksystem 24 versehen, welches in dieser Ausführungsform ein elektrisches Servolenksystem ist. Das Servolenksystem 24 kann einen herkömmlichen Zahnstangen-Lenkmechanismus 36 umfassen, welcher eine Zahnstange 50 und ein Ritzel (nicht dargestellt) unter einem Getriebegehäuse 52 umfasst. Während ein Lenkrad 26 von einem Fahrzeuglenker gedreht wird, dreht eine obere Lenkwelle 29 eine untere Welle 51 durch ein Universalgelenk 34; und die untere Lenkspindel 51 dreht das Ritzel. Die Drehung des Ritzels bewegt die Zahnstange, welche die Spurstangen 38 (nur eine gezeigt) bewegt, welche die Spurstangenhebel 39 (nur einer gezeigt) bewegen, um die Räder 42 (nur eines gezeigt) zu drehen.
Leistungsunterstützung wird durch ein Steuergerät 16 und ein Leistungsunterstützungsstellglied mit einem Elektromotor 46 geliefert. Das Steuergerät 16 empfängt elektrische Leistung von einer elektrischen Leistungsquelle 10 des Fahrzeuges über eine Leitung 12, ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, an der Leitung 14, und ein Lenkzahntriebwerk-Winkelsignal von einem Drehstellungssensor 32 an der Leitung 20.
Während das Lenkrad 26 gedreht wird, erfasst ein Drehmomentsensor 28 das Drehmoment, das durch den Fahrzeuglenker auf das Lenkrad 26 aufgebracht wird, und liefert ein Lenkrad-Drehmomentsignal zu dem Steuergerät 16 an der Leitung 18. Darüber hinaus werden, während der Rotor des Motors 46 sich dreht, Rotorstellungssignale für jede Phase innerhalb des Motors 46 erzeugt und über den Bus 30 an das Steuergerät 16 geliefert. In Ansprechen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit, das Bedienerdrehmoment, empfangene Lenkzahntriebwinkel- und Rotorstellungssignale, leitet das Steuergerät 16 gewünschte Motorströme ab und liefert solche Ströme durch einen Bus 22 an den Motor 46, welcher eine Drehmomentunterstützung an die Lenkwelle 29, 51 durch die Schnecke 47 und das Schneckengetriebe 48 liefert. Wenn der Drehmomentsensor 28 von dem Typ ist, welcher erfordert, dass die obere Lenkwelle 29 an dem Sensor zwischen oberen und unteren Abschnitten getrennt ist, was einen gewissen Bereich von Unabhängigkeit in der Drehung gestattet, gehören sowohl der Drehstellungssensor 32 als auch das Schneckengetriebe 48 zu dem unteren Abschnitt der Lenkspindel, unter dem Drehmomentsensor 28, wie gezeigt.
Die Zahnstange 50 und ihr dazugehöriges Ritzel des Lenksystems 24 weisen eine Mittelstellung auf, in welcher die Räder 42 relativ zu dem Fahrzeug 40 geradeaus geleitet werden. Ein Ziel des Servolenksystems 24 besteht darin, ein Rückstellmoment bereitzustellen, das die Rückstellung des Lenksystems in eine Mittelstellung von beiden Seiten derselben unterstützt und dem Fahrzeuglenker eine stabile Lenkansprache und ein stabiles Lenkgefühl gibt. In dem Servolenksystem 24 wird dieses Rückstellmoment durch den Elektromotor 46 erzeugt; und eine Rückstellmomentkomponente des gesamten gewünschten Drehmomentsignals wird in dem Steuergerät 16 erzeugt. Das gewünschte Rückstellmoment ist typischerweise in die Steuerung 16 als eine Funktion der absoluten Lenkstellung programmiert: das heißt, die Abweichung in beiden Richtungen von der Mitte der Zahnstange 50 und dem Zahntriebwerk. Somit muss ein genaues Signal der Lenkstellung von dem Drehstellungssensor 32 abgeleitet werden.
Der Sensor 32 ist vorzugsweise ein Drehstellungssensor, der eine Ausgangsspannung entsprechend dem Drehwinkel durch eine vollständige Umdrehung der unteren Lenkwelle 51, und somit des Zahntriebwerks, liefert. Für die Zwecke dieser Beschreibung wird angenommen, dass die untere Lenkwelle 51, der rotierende Abschnittdes Sensors 32 und des Zahntriebwerkes zusammen als eine Einheit, durch denselben Drehwinkel rotieren, um die Richtung der Räder 42 zu steuern. Es ist jedoch typisch in Fahrzeuglenksystemen, dass eine vollständige Zahnstangenbewegung des Lenksystems 24 drei bis fünf volle Umdrehungen der Lenkwelle 51 und des Ritzels, und somit des drehbaren Abschnitts des Sensors 32 erfordern kann. In dieser Ausführungsform ist der Sensor 32 somit so eingerichtet, um eine eindeutige, kontinuierlich variierende Spannung zwischen Drehstellungen 180 Grad links und rechts der Mittelstellung zu liefern, an welchem Punkt die Spannung überspringt oder "überläuft", um die Variation mit weiterer Drehung in derselben Richtung zu wiederholen. In anderen Ausführungsformen kann der Sensor 32 so eingerichtet werden, um die eindeutige, kontinuierlich variierende Spannung über nur eine Hälfte (180 Grad) oder irgendeinen anderen Bruchteil einer vollen Umdrehung zu liefern, wodurch sogar eine noch größere Zahl von Überlauf-ereignissen über den vollen Bereich der Zahnstangenbewegung erzeugt wird. Somit ist das Ausgangssignal des Sensors 32 für sich zweideutig, insofern als eine gegebene Ausgangsspannung einer Vielzahl von Zahnstangen- oder Lenkstellungen entsprechen kann, von welchen nur eine korrekt ist.
Um den vollen Bereich von Lenkwinkeln auszudrücken, während der Ausgang des Sensors 32 sich ändert, führt die Vorrichtung dieser Erfindung einen Algorithmus in dem Steuergerät 16 aus, welcher in einem programmierten digitalen Computer oder in einem speziellen digitalen Prozessor ausgeführt werden kann. Der Algorithmus wird unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 5–7 und 10–11, zusammen mit den Graphen der 2–4 und 8–9, beschrieben.
Beginnend mit 5 startet die Routine RÜCKSTELLMOMENT, indem sie den Sensorausgang bei 102 liest und speichert. Der Sensorausgang ist eine Spannung, welche durch eine A/D-Wandlungsvorrichtung in dem Steuergerät 16 in ein digitales Wort umgewandelt wird. Dieses digitale Wort stellt einen Winkel dar, wie in 3 dargestellt, welche eine graphische Darstellung des Ausgangs des Sensors 32 über den vollen Bereich der absoluten Lenkstellung zeigt. Der Graph ist horizontal in mehrere Abschnitte linear zunehmenden (von links nach rechts) Ausgangs über 360 Grad Drehung unterteilt, wobei der Spannungsausgang zwischen den höchsten und den niedrigsten Werten in einem Überlaufübergang zwischen jedem der zwei benachbarten Abschnitte springt. Der gesamte Drehwinkel, durch welchen der Sensor 32 kontinuierlich vor dem Überlaufen variiert –360 Grad in dieser Ausführungsform – wird hierin als der Überlaufwinkel bezeichnet. Der mittlere Abschnitt des Graphen ist selbst auf null Grad zentriert, so dass er den Bereich –180 < θ < +180 Grad abdeckt. Für die anfängliche Sensorausgangsablesung wird angenommen, dass der Wert auf diesem mittlere Abschnitt des Graphen liegt.
Zurückkommend zu 5 wird der Sensorausgang bei 104 auf Überlaufen geprüft; und, falls erforderlich, wird eine Überlaufkompensation bei 106 durchgeführt. Ein Überlaufübergang kann detektiert werden, indem der vorliegende Sensorausgang mit einem früheren Sensorausgang vergli chen wird, um zu detektieren, wann der Wert zwischen den Extremwerten seines Bereichs springt. Die Überlaufkompensation liefert eine Schritterhöhung von +360 Grad in dieser Ausführungsform, wenn ein zunehmender Sensorausgang von +180 auf –180 Grad (entsprechend einem Überlaufübergang von seiner maximalen Spannung zu seiner minimalen Spannung) überläuft, und eine ähnliche, aber entgegengesetzte Schritterhöhung von –360 Grad, wenn ein abnehmender Sensorausgang von –180 auf +180 Grad überläuft. Ein zusätzlicher Überlaufübergang in derselben Richtung liefert eine zusätzliche Veränderung des Überlaufkompensationsschrittes um 360Grad. Das Ergebnis ist ein Ausgang im vollem Umfang, wie er in der Mittellinie 90 von 3 dargestellt ist. Doch diese Annahme der Mittellinie 90 von 3 wird nur für Testzwecke angenommen; der wirkliche Ausgang im vollen Umfang kann, diese oder eine beliebige andere von einigen zusätzlichen Linien sein, welche alle parallel sind und von welchen jede von den nächsten anderen durch den Überlaufwinkel von 360 Grad getrennt ist. In dieser Ausführungsform sind zusätzliche Linien 91 bzw. 92 360 Grad bzw. 720 Grad links von der Linie 90 dargestellt; und die Linien 93 und 94 werden jeweils 360 Grad und 720 Grad rechts von der Linie 90 gezeigt. Zusätzliche Linien sind ebenfalls möglich, insbesondere wenn der Überlaufwinkel des Lenkstellungsensors 23 ein ganzzahliger Teiler von 360 Grad ist. Somit wird der angenommene Wert an der Mittellinie hierin als die Nicht eingestellte Stellung bezeichnet; und die wirkliche Absolute Stellung ist durch die folgende Gleichung gegeben:
Absolute Stellung = Nicht eingestellte Stellung – Drehoffset.
Der wirkliche Wert von Drehoffset ist in dieser Ausführungsform Null oder irgendein Vielfaches des Überlaufwinkels –360 Grad – und kann durch einen Drehindex (z. B. +2, +1, 0, –1, –2) mal den Überlaufwinkel ausgedrückt werden. Es sollte betont werden, dass der Drehoffset keine Über laufkompensation ist, welche sich mit jedem Überlaufen des Sensorausgangssignals ändert. Statt dessen stellt er eine Beziehung zwischen der wirklichen Absoluten Stellung in dem Graph von 3 mit der Nicht eingestellten Stellung der Mittellinie 90 über den vollen Bereich der Zahnstangenbewegung her, und wenn er mit Sicherheit bestimmt und eingeführt ist, ändert er sich für den Rest des Zündzyklus nicht.
Sobald die Nicht eingestellte Stellung bei 104 oder 106 bestimmt wurde, wird ein FERTIG-Flag bei 108 geprüft, um zu sehen, ob ein endgültiger Wert von Drehoffset in der Gleichung für die Absolute Stellung verwendet werden soll. Dies ist nur dann der Fall, wenn der endgültige (angenommen wirkliche) Wert des Drehoffsets bestimmt und vollständig schrittweise eingeführt wurde; und dieses Verfahren erfordert typischerweise viele Zyklen des Programms. Das FERTIG-Flag wird somit in einem nicht gesetzten Zustand initialisiert, und bleibt typischerweise für viele Zyklen des Programms so.
Wenn das FERTIG-Flag bei 108 nicht als gesetzt vorgefunden wird, wird bei 110 ein HALTEN-Flag geprüft. Das HALTEN-Flag wird nur gesetzt, nachdem der endgültige Wert des Drehoffset bestimmt wurde und gehalten wird; und dieses Flag wird ebenfalls als nicht gesetzt initialisiert und wahrscheinlich für eine Anzahl von Programmzyklen danach so bleiben. Unter der Annahme, dass das HALTEN-Flag nicht gesetzt ist, führt das Programm bei Schritt 111 eine Subroutine TEST aus. In dieser Subroutine werden bestimmte Tests durchgeführt, um die Bestimmung des endgültigen Wertes des Drehoffset fortzuführen, und einen temporären Wert des Drehoffset oder einen verwendbaren Drehindex bereitzustellen. Die Subroutine TEST wird zu einem späteren Zeitpunkt in dieser Beschreibung beschrieben.
Wenn das Programm von der Subroutine TEST zurückgekehrt ist, wird bei 113 bestimmt, ob ein verwendbarer Drehindex gefunden wurde. Wenn ja, wird eine Subroutine BEWEGEN, die später beschrieben werden wird, bei 114 aufgerufen, bevor die Absolute Stellung bei 116 berechnet wird. Wenn nicht, schreitet die Routine direkt zu Schritt 116 fort. In beiden Fällen wird die Absolute Stellung gemäß der folgenden Gleichung berechnet: Absolute Stellung = Nicht eingestellte Stellung – Drehoffset.
Sobald die Absolute Stellung bestimmt wurde, kann ein Rückstellmoment davon bei Schritt 118 abgeleitet werden:
Rückstellmoment = f(Absolute Stellung).
Diese Funktion kann als eine Abfragetabelle ausgeführt werden, die Werte enthält, die die in der Kurve von 4 beschriebene Beziehung erfüllen. Das Rückstellmoment ist Null bei der Absoluten Stellung = 0 (Mittelstellung) und erhöht sich in einer Rückstellrichtung mit einer Bewegung weg von dieser Stellung. Dieses Rückstellmoment kann mit beliebigen anderen gewünschten Drehmomentkomponenten zu einem gesamten gesteuerten Drehmomentsignal in dem Steuergerät 16 addiert werden. Es ist auch möglich, dass das Rückstellmoment in einer Richtung unter gewissen Bedingungen verhindert wird, wie dies später in dieser Beschreibung erklärt werden wird.
Die Subroutine TEST wird in den Flussdiagrammen von 6A–6B unter Bezugnahme auf die zusätzlichen Flussdiagramme 10 und 11 und den Graphen von 9 gezeigt. Dieses Verfahren basiert auf der Dynamik des Fahrzeuges und des Lenksystems. 9 zeigt eine Kurve 300 des Ritzel(des gesamten Lenk-)Drehmoments als eine Funktion einer Variablen THETA, welche die Lenkradstellung bei einer einzelnen Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt. Die Kurve besitzt die Form einer Schleife, auf Grund der Hysterese; sie zeigt jedoch eine allgemeine Erhöhung des Ritzeldrehmoments mit der Lenkraddrehung in beide Richtungen von einer Mittelstellung aus. Die Größe und Gestalt dieser Kurve variiert mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, was mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit in einer allgemeinen Verringerung des Betrags der Lenkraddrehung, die erforderlich ist, um ein gegebenes Niveau des Ritzeldrehmoments zu erzeugen, resultiert. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Ritzeldrehmoment bekannt sind, gibt es einen Bereich der Lenkradstellung, der wahrscheinlich ist, und zwei andere Bereiche der Lenkradstellung, die unmöglich oder unwahrscheinlich sind. 9 legt die Kurve 300 über eine zweidimensionale Karte von Lenksystem-Betriebspunkten, wobei jeder Punkt einem Paar von Werten des gesamten Lenkdrehmoments und der Lenkstellung entspricht. Die Karte ist durch die Linien 301 und 302 in drei Bereiche unterteilt: einen zentralen Bereich 305, wo der Betriebspunkt sehr wahrscheinlich ist, wenn eine Absolute Stellung entsprechend THETA gegeben ist, einen Bereich 310 links von dem Bereich 305, wo ein solcher Betriebspunkt sehr unwahrscheinlich ist, und welcher eine Verringerung des Drehindex nahelegt, und einen Bereich 312 rechts von dem Bereich 305, wo ein solcher Betriebspunkt sehr unwahrscheinlich ist, und welcher eine Erhöhung des Drehindex nahelegt. Diese Ausführungsform liefert einen verwendbaren Index durch (1) Unterteilen des gesamten Raums des Ritzeldrehmoments vs. Lenkradstellung bei einer erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit in solche Bereiche wahrscheinlichen oder unwahrscheinlichen Betriebs und (2) Bestimmen – im Fall des unwahrscheinlichen Betriebs – in welche Richtung der Wert des Drehindex von dem spezifischen Bereich, in welchen der vorliegende Betriebspunkt hinein fällt, zu inkrementieren ist. Sie fährt fort, einen endgültigen Drehoffset zu suchen, indem sie den Indexwert, und somit den Wert von Drehoffset, in Richtung eines wahrscheinlichen Bereichs einstellt, bis der Index sich stabilisiert.
Unter Bezugnahme auf 6A besteht der erste Schritt der Subroutine TEST darin, bestimmte Aktivierungsparameter bei 200 abzuleiten. Diese Parameter umfassen ein Gefiltertes Ritzeldrehmoment. Das Ritzel- oder das gesamte Lenkdrehmoment ist die Summe des Lenkraddrehmoments, das von dem Fahrzeuglenker geliefert wird, und welches durch den Drehmomentsensor 28 erfasst wird, und des Unterstützungsdrehmoments, welches in dem Steuergerät 16 in der Form eines gesteuerten Motorstroms verfügbar ist. Der Letztgenannte und das Lenkraddrehmoment werden für eine direkte Addition skaliert und summiert, um das Ritzeldrehmoment zu bilden, welches dann durch eine rauschunterdrückende Tiefpassfilter-Routine (z. B. einpolig, 5 Hz) geführt wird, um das Gefilterte Ritzeldrehmoment zu erzeugen. Der Wert der Nicht eingestellten Stellung wird dann in identischer Weise gefiltert, um eine richtige Phasenbeziehung mit dem Gefilterten Ritzeldrehmoment aufrecht zu erhalten. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von einer geeigneten Erfassungsvorrichtung erhalten, und die Lenkradgeschwindigkeit kann auf eine beliebige bekannte Weise, wie etwa durch Differenzieren der Nicht eingestellten Stellung, abgeleitet werden. Als Nächstes werden gewisse Kalibrierungen bei 202 durch Befragung einer Abfragetabelle bestimmt, in welcher die Werte als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit gespeichert sind. Diese Kalibrierungen definieren Linien 301 und 302, wie oben beschrieben, welche den Bereich des sehr wahrscheinlichen Betriebs von den flankierenden Bereichen des unwahrscheinlichen Betriebs auf der Lenkdrehmoment-/Stellungskarte trennen; und sie können andere auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bezogene Parameter, wie sie hierin beschrieben werden, einschließen.
Sobald die Aktivierungsparameter und Kalibrierungen bestimmt sind, werden bei 204 gewisse Aktivierungsbedingungen geprüft, um zu sehen, ob ein verwendbarer Index bestimmt werden kann. Die grundlegende Bedingung, die erfüllt werden muss, besteht darin, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit über einem minimalen Wert WMIN liegen muss. Wie zuvor beschrieben basiert dieses Testverfahren auf der Bestimmung wahrscheinlicher und unwahrscheinlicher Betriebsbereiche in der Drehmoment/Stellungsebene; und die Kurve des Drehmoments als eine Funktion der Stellung variiert beträchtlich mit der der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Kurve 300 des Ritzeldrehmoments vs. Lenkradstellung variiert mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei sie kleiner und enger definiert wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Allgemein gesagt, verengt sich der Bereich wahrscheinlicher Lenkradstellungen mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei sehr niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist die Kurve im Allgemeinen für die Zwecke dieser Ausführungsform nicht verwendbar, doch bei sehr hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird die Wahrscheinlichkeit, den richtigen Index zu entdecken, höher. Wenn das Verfahren dieser Ausführungsform bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird, die zu niedrig ist, könnten die Ergebnisse nicht ausreichend vertrauenswürdig sein; wenn man jedoch auf eine sehr hohe Fahrzeuggeschwindigkeit wartet, könnte man, in Abhängigkeit von der Art des Fahrens, eine vergleichsweise lange Zeit warten müssen, bis die Bedingung erfüllt wird. Eine mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. 25 KPH) wird kalibriert, um die beste Balance zwischen den konkurrierenden Kriterien des Vertrauens und der Zeit, die in der Steuerung gespeichert wird, zu erzeugen. Die Steuerung vergleicht die Fahrzeuggeschwindigkeit mit diesem gespeicherten Wert WMIN, um zu bestimmen, ob die erste Aktivierungsbedingung erfüllt ist.
Eine weitere Bedingung, die in dieser Ausführungsform erfüllt werden muss, besteht darin, dass die Lenkradgeschwindigkeit unter einem Maximalwert HWVMAX liegen muss. Die Kurve 300 des Ritzeldrehmoments vs. Lenkradstellung variiert ebenfalls beträchtlich mit der Lenkradgeschwindigkeit. Um die Anzahl der gespeicherten Werte und Kalibrierungen zu reduzieren, wird ein Band von Lenkradgeschwindigkeiten ausgewählt – vorzugsweise Null bis HWVMAX, da dies der Bereich ist, wo Fahrzeuglenker im Durchschnitt die meiste Zeit verbringen – und der Wert von HWVMAX wird in der Steuerung gespeichert. Wenn die Computerkapazität groß wäre und ein Spitzenleistungsvermögen gewünscht wäre, könnte die Frage der Lenkradgeschwindigkeit von einem Aktivierungstest in ein Kalibrierungsverfahren umgewandelt werden, indem eine Vielzahl von Kalibrierungstabellen als eine Funktion der Lenkradgeschwindigkeit gespeichert wird. In dieser Ausführungsform wird jedoch der zusätzliche Nutzen nicht als lohnend betrachtet. Der Wert der Lenkradgeschwindigkeit wird mit dem gespeicherten Wert HWVMAX verglichen; und, wenn er nicht größer ist, wird eine weitere Aktivierungsbedingung erfüllt.
Andere Aktivierungsbedingungen sind optional. Zum Beispiel sind entweder die Fahrzeugbeschleunigung oder die Lenkradbeschleunigung mögliche Aktivierungsparameter, wobei beide geringer als ein maximaler Beschleunigungswert sein müssen; in dieser Ausführungsform wird jedoch keine der beiden verwendet. Später in dieser Beschreibung wird noch eine weitere optionale Aktivierungsbedingung beschrieben. In dieser Ausführungsform erfüllen jedoch die oben beschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeits- und Lenkradgeschwindigkeitsanforderungen die Aktivierungsbedingungen. Wenn beide erfüllt sind, wird ein AKTIVIEREN-Flag gesetzt; wenn eine der beiden nicht erfüllt ist, wird das AKTIVIEREN-Flag zurückgesetzt.
Das AKTIVIEREN-Flag wird bei 206 geprüft. Wenn es gesetzt ist, was bedeutet, dass alle Aktivierungsbedingungen erfüllt worden sind, wird eine Zahl COUNTI, die mit Null initialisiert wurde, bei 208 inkrementiert. Alternativ wird, wenn alle Aktivierungsbedingungen nicht erfüllt worden sind und das AKTIVIEREN-Flag zurückgesetzt wurde, der Wert von COUNT1 bei 210 auf Null zurückgesetzt. COUNTI wird bei 212 geprüft; und wenn es einen vorbestimmten Wert ENL erreicht, wird die Aktivierung bei 214 auf Halten gesetzt. Dies erfordert, dass die Aktivierungsbedingungen für eine vorbestimmte Periode, die durch ENL bestimmt wird, vorgelegen sind, wobei Letzteres auf eine beliebige positive ganze Zahl ungleich Null, einschließlich Eins (1), kalibriert ist. Sobald die Aktivierung auf Halten gesetzt ist, kann die Ableitung eines verwendbaren Index weitergehen; und somit wird ein Flag HALTEN AKTIVIEREN gesetzt, welches für den Rest der Zündperiode gesetzt bleibt. Das Flag HALTEN AKTIVIEREN stellt einen Speicher dafür bereit, dass die Aktivierung auf Halten gesetzt wurde, sogar wenn in einigen zukünftigen Zyklen die Aktivierungsbedingungen nicht vorhanden sind, so dass das Rückstellmoment nicht mit den Aktivierungsbedingungen während des Fahrzeugbetriebs kommt und geht; und nachdem es gesetzt worden ist, dient COUNTI keinem weiteren Zweck.
Bei 216 (6B) wird das Flag HALTEN AKTIVIEREN geprüft. Wenn es nicht gesetzt ist, sind die Fahrzeugdynamikbedingungen noch nicht erfüllt worden und es kann kein verwendbarer Index abgeleitet werden. Somit wird dem Drehoffset bei 218 ein temporärer Wert gegeben; und die Subroutine TEST wird verlassen. In dieser Ausführungsform wird der Drehoffset gleich der Nicht eingestellten Position gesetzt. Wenn daher das Programm das nächste Mal von der Subroutine TEST zurückkehrt und die Absolute Stellung berechnet, wird sein Wert somit Null sein, unabhängig von dem Sensorausgang. Dies ist ein bequemer Weg, um zu verhindern, dass ein Rückstellmoment geliefert wird, da er den Teil des Algorithmus, der das Drehmoment bestimmt, dahingehend täuscht, dass dieser die Räder 42 für zentriert hält. Wenn jedoch andere Informationen verfügbar sind, welche nach der Meinung des Systementwicklers einen verwendbaren temporären Rückstellmomentwert liefern, könnten diese statt dessen bei Schritt 218 eingeführt werden.
Wenn aber das Flag HALTEN AKTIVIEREN gesetzt ist (Aktivierung ist auf Halten gesetzt), fährt die Subroutine ausgehend von 216 fort, zu versuchen, einen verwendbaren Index abzuleiten oder zu aktualisieren. Ein Wert THETA wird bei 220 abgeleitet. THETA ist eine lokale Variante der Absoluten Stellung, welche nur in der Routine TEST und in einer Subroutine OFFSET BERECHN. verwendet wird. Es wird in einer ähnlichen Weise abgeleitet wie die Absolute Stellung, jedoch unter Verwendung des gefilterten Wertes der Nicht eingestellten Stellung und einer lokalen Variante REW von Drehoffset, welcher Wert dann der Ausgang der Subroutine OFFSET BERECHN. ist:
THETA = Gefilterte Nicht eingestellte Stellung – REVV.
Diese Größe THETA wird als ein Eingang verwendet, zusammen mit dem gefilterten Ritzeldrehmoment, dem AKTIVIEREN-Flag und der Fahrzeuggeschwindigkeit in der Subroutine OFFSET BERECHN., welche bei 222 aufgerufen wird.
Die Subroutine OFFSET BERECHN. wird durch das Flussdiagramm von 10 veranschaulicht. In dieser Ausführungsform wird eine "schnelle und einfache" Version von OFFSET BERECHN. dargestellt, um den Hauptpunkt klar zu machen; eine flexiblere Version wird zu einem späteren Zeitpunkt unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. Unter Bezug nahme auf 10 beginnt die Subroutine bei 250, indem sie das AKTIVIEREN-Flag überprüft, um zu sehen, ob die Aktivierungsbedingungen noch immer erfüllt sind. Obwohl dies das erste Mal, wenn die Subroutine aufgerufen wird, redundant ist, können die Aktivierungsbedingungen, sogar wenn die Aktivierung auf Halten gesetzt wurde, von Zeit zu Zeit auftreten und verschwinden; und die Indexableitung ist nur gültig, wenn die Aktivierungsbedingungen vorliegen.
Wenn das AKTIVIEREN-Flag gesetzt ist, wird der Drehindex bei 252 abgeleitet. Die Ableitung des Index ist am besten unter Bezugnahme auf 9, die zuvor bereits kurz beschrieben wurde, verständlich. Der Wert von THETA und der Wert des Gefilterten Ritzeldrehmoments bestimmen einen Punkt irgendwo auf der gesamten Lenkdrehmoment/Lenkstellungs-Karte, welcher den offensichtlichen Betriebspunkt des Fahrzeuglenksystems darstellt. Die Position dieses Punktes wird mit den Linien 301 und 302 verglichen, wobei die Linien durch mathematische Aussagen definiert werden, welche die früher bei Schritt 202 von 6A abgeleiteten Kalibrierungswerte verwenden. Wenn der Punkt zwischen den Linien 301 und 302 liegt, dann ist es wahrscheinlich, dass der offensichtliche Betriebspunkt korrekt ist; und Index wird auf Null gesetzt. Wenn die Position dieses Punktes links von der Linie 301 liegt, dann ist es wahrscheinlich, dass der angenommene Wert THETA zu klein ist; und REW muss verringert werden, um THETA zu erhöhen. Somit wird Index auf –1 gesetzt. Wenn die Position des Punktes rechts von der Linie 302 liegt, dann ist es wahrscheinlich, dass der angenommene Wert THETA zu grob ist; und REW muss erhöht werden, um THETA zu verringern. Somit wird Index auf + 1 gesetzt.
Das Ergebnis der Index-Berechnung bei 252 ist somit +1, 0 oder -1. Nachdem er bei 254 für die weitere Verwendung als ein früherer Wert gespeichert wurde, wird dieser Wert von Index dann bei 256 akkumuliert, indem er zu einer Summe INDEXACCUM addiert wird, welche die akkumulierte Summe aller abgeleiteten Werte von Index seit seiner Initialisierung mit einem Wert von Null darstellt. Zuletzt, bei 260, multipliziert die Subroutine OFFSET BERECHN. INDEXACCUM mit dem Überlaufwinkel, 360 Grad in dieser Ausführungsform, um REW, einen verwendbaren Wert von Drehoffset, zu erhalten. Somit wird in jedem Zyklus, in welchem die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind, ein Wert von Index auf der Grundlage der Möglichkeit der angezeigten Kombination von Ritzeldrehmoment und Lenkradstellung (Lenkstellung) abgeleitet. Dieser Wert wird mit früheren Werten akkumuliert; und ein Offsetwert REW, der von dem akkumulierten INDEXACCUM abgeleitet ist, wird von der gefilterten Lenkradstellung bei der nächsten Aktualisierung von THETA (Schritt 220, 6B) subtrahiert, um den Fahrzeugdynamikpunkt, der für die Indexberechnung verwendet wird, zur Mitte der Karte hin zu verschieben. Somit wird der Wert von Index, beginnend mit Null, inkrementell in eine positive oder negative Richtung vorgerückt, wobei der Fahrzeugdynamikpunkt jeweils um einen Drehoffset in Richtung der Linien verschoben wird, die durch die Kalibrierungswerte definiert werden, bis der Punkt zwischen den Linien ankommt, wo der Index Null ist. Da nichts weiter akkumuliert wird, während der Index Null ist, verändert sich REW für gewöhnlich nicht weiter.
Es ist anzumerken, dass die Bezeichnungen + 1 und -1 in der Karte von 9 nicht durch die rechten und linken Grenzen der Karte wie dargestellt eingegrenzt werden, sondern sich so weit wie erforderlich erstrecken. In dieser Ausführungsform resultieren alle Punkte rechts von der Linie 302 oder links von der Linie 301 in einer Veränderung des Index von einer Einheit. Es könnte möglich sein, das Verfahren zum Auffinden des endgültigen Index zu beschleunigen, indem ein größerer Absolutwert des Index in der Subroutine OFFSET BERECHN. für sehr große absolute Werte von THETA: z. B. Werte mit absoluten Werten größer als MAX, geliefert wird. In einem solchen Fall würden Punkte links von der unterbrochenen Linie 318 oder rechts von der unterbrochenen Linie 320 in 9 in Indizes von –2 bzw. +2 resultieren.
Zurück zu 6B wird, nachdem eine Subroutine OFFSET BERECHN. durchgeführt wurde, eine Subroutine OFFSET STABIL bei 224 ausgeführt. Der Zweck dieser Subroutine besteht darin, zu bestimmen, ob der Wert von REW sich bis zu dem Punkt stabilisiert hat, dass er wahrscheinlich der wirkliche Wert von Drehoffset zu sein scheint. Wenn ja, wird er als der endgültige Wert auf Halten gesetzt. Unter Bezugnahme auf 11 prüft die Subroutine OFFSET STABIL drei Stabilitätsbedingungen. Bei 270 vergleicht sie die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Schwellenwert THRESH, welcher ein höherer Wert als die minimale Fahrzeuggeschwindigkeit ist, die in den Aktivierungsbedingungen verwendet wird. Wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit nicht größer ist, wird ein STABIL-Flag bei 272 zurückgesetzt, um NICHT STABIL anzuzeigen, und die Subroutine wird verlassen. Als Nächstes wird das AKTIVEREN-Flag bei 274 geprüft. Wenn es nicht gesetzt ist, wird das STABIL-Flag bei 272 zurückgesetzt, um NICHT STABIL anzuzeigen; und die Subroutine wird verlassen. Schließlich wird der vorliegende Wert von REW bei 276 mit einem gespeicherten früheren Wert verglichen. Wenn er sich geändert hat, wird das STABIL-Flag bei 272 zurückgesetzt, um NICHT STABIL anzuzeigen; und die Subroutine wird verlassen. Wenn er jedoch derselbe ist, wurden alle Stabilitätsbedingungen erfüllt; und das Flag STABIL wird bei 278 eingestellt, bevor die Subroutine verlassen wird.
Nach der Rückkehr von der Subroutine OFFSET STABIL bei 224, wird das STABIL-Flag bei 226 geprüft. Wenn es gesetzt ist, wird ein Zeitgeber bei 228 inkrementiert; wenn es nicht gesetzt ist, wird der Zeitgeber bei 230 zurückgesetzt. Die Zeitbegrenzung wird bei 232 geprüft. Wenn der Zeitgeber nicht abgelaufen ist, wird die Subroutine verlassen; wenn jedoch der Zeitgeber abgelaufen ist, wird das HALTEN-Flag gesetzt, bevor die Subroutine verlassen wird.
Eine Abwandlung der Subroutine OFFSET BERECHN. ist in 12 dargestellt. Diese Version umfasst eine interne "Minimalstabilitäts"-Funktion, welche die Funktion von einigen Servolenkungsystemen verbessern könnte. Die Subroutine beginnt, indem sie einen Drehindex bei 350 ableitet. Die Ableitung des Index ist dieselbe wie jene, die in Bezug auf Schritt 252 von 10 und die Karte von 9, beide zuvor bereits beschrieben, beschrieben wurde. Als Nächstes wird bei 352 ein COUNT2 mit einer Referenz ENC verglichen. Wenn er größer oder gleich ENC ist, wird COUNT2 bei 354 auf Null zurückgesetzt; und der abgeleitete Index wird gespeichert und bei 356 akkumuliert. Die akkumulierte Summe INDEXACCUM wird mit dem Überlaufwinkel (360 Grad) bei 358 multipliziert, um REW für die Aktualisierung von THETA zu liefern. Um sicherzustellen, dass dies in dem Zyklus geschieht, wenn die Aktivierung das erste Mal auf Halten gesetzt wird, kann der Wert von COUNT2 während der Initialisierung mit ENC vorbelegt werden.
Wenn bei 352 COUNT2 kleiner als ENC ist, wird das AKTIVIEREN-Flag bei 360 geprüft. Wenn er nicht gesetzt ist, ist die erste "Minimalstabilitäts"-Bedingung nicht erfüllt. COUNT2 wird bei 362 auf Null zurückgesetzt; und Index wird bei 364 auf Null gesetzt, um bei 356 gespeichert und akkumuliert zu werden. Wenn das AKTIVIEREN-Flag bei 360 gesetzt ist, wird der bei 350 abgeleitete Wert von Index gegen einen früheren Wert geprüft, um zu bestimmen, ob er sich geändert hat. Wenn er sich geändert hat, ist die zweite "Minimalstabilitäts"-Bedingung nicht erfüllt; und die Subroutine geht zu Schritt 362 weiter, mit weiteren Aktionen, wie sie bereits beschrieben wurden. Wenn sich jedoch der Index bei 366 nicht geändert hat, sind beide "Minimalstabilitäts"-Bedingungen erfüllt; und COUNT2 wird bei 368 inkrementiert, bevor Index bei 364 auf Null gesetzt wird. Somit wird ein abgeleiteter Index nicht in jedem Zyklus gespeichert und akkumuliert, in welchem die Aktivierungsbedingungen erfüllt sind, sondern wenn diese für eine vorbestimmte Anzahl ENC von auf einander folgenden Zyklen erfüllt worden sind.
In diesem Verfahren und dieser Vorrichtung könnte ein Wert von Drehoffset von dem neuen Index abgeleitet und verwendet werden, um die Absolute Stellung und das Rückstellmoment abzuleiten, wenn ein verwendbarer Index zuerst gefunden oder aktualisiert wurde. Wenn jedoch das Steuergerät 16 plötzlich den Drehoffset ändert, kann das Rückstellmoment eine plötzliche Erhöhung erfahren, was der Fahrzeuglenker über das Lenkrad zu spüren bekommt. Sogar wenn die ursprüngliche Annahme, dass der Sensorausgang auf der Linie 90 von 3 liegt, korrekt war, war in dieser Ausführungsform der Wert von Drehoffset nicht Null, sondern war, wie oben beschrieben, gleich der Nicht eingestellten Stellung gesetzt worden, um ein Rückstellmoment von Null zu erzeugen. Somit erzeugen der erste verwendbare Drehindex sowie viele aktualisierte Drehindizes, wenn sie unmittelbar verwendet werden, eine unerwünschte plötzliche Erhöhung des Rückstellmoments. Das gewünschte Rückstellmoment wird vorzugsweise langsam und gleichmäßig eingeführt; und dies wird durch eine Subroutine BEWEGEN erreicht, welche bei Schritt 114 von 5 aufgerufen wird, bevor die Absolute Stellung bei 116 berechnet wird.
Die Subroutine BEWEGEN wird durch das Flussdiagramm von 7 beschrieben. Die Subroutine "bewegt" im Wesentlichen den Wert von Drehoffset in inkrementellen Schritten von dem Wert, der zu der Zeit, an der ein verwendbarer oder neuer Wert des Drehoffsetindex abgeleitet wird, verwendet wurde, zu dem Zielwert entsprechend dem abgeleiteten Drehoffsetindex, bis das Erste der folgenden Ereignisse eintritt: (1) der Zielwert von Drehoffset ist erreicht, oder (2) eine wirkliche Mittelstellung ist erreicht. Während dieser "Bewegung" wird ein Rückstellmoment auf der Grundlage der Absoluten Stellung, die aus dem sich bewegenden Wert von Drehoffset berechnet wird, abgeleitet; es wird jedoch nur verwendet, wenn es tatsächlich ein Rückstellmoment in die Richtung der Mittelstellung liefern würde.
Dies kann unter Bezugnahme auf 8 demonstriert werden, in welcher die durchgehende Linie 160a–160c das gewünschte Rückstellmoment als eine Funktion der Wirklichen Stellung für ein spezifisches Beispiel zeigt, in welchem ein letzter verbleibender Drehindex von Null zu einem Zeitpunkt auf Halten gesetzt wird, wenn die Nicht eingestellte Stellung +144 Grad und der Drehoffset somit ebenfalls +144 Grad ist. Die Wirkliche Stellung ist der Wert der Absoluten Stellung entsprechend dem angepeilten Drehoffset: ein Wert, der mit dem vorliegenden verwendbaren Wert von Index in Verbindung steht. Das Wort "wirklich" wird im Vergleich mit der Absoluten Stellung verwendet, welche während der Bewegung abgeleitet wird, um ein beabsichtigtes Lenk-"Gefühl" zu liefern, und stellt nicht tatsächlich eine wirkliche Lenkstellung dar, bis die Bewegung geendet hat.
Es ist nicht wünschenswert, den Drehoffsetwert von +144 Grad unmittelbar mit dem Zielwert von Null zu ersetzen, da dies einen plötzlichen Sprung im Rückstellmoment erzeugen würde. Der linke Abschnitt 160a der Linie 160a–160c zeigt ein normales Rückstellmoment von links. Der rechte Abschnitt 160c zeigt das Rückstellmoment von rechts, beginnend bei Null an der vorliegenden Wirklichen Stellung von +144 Grad. Der zentrale Abschnitt 160b ist eine gerade horizontale Linie bei einem Dreh moment von Null zwischen einer Wirklichen Stellung von Null und der vorliegenden Wirklichen Stellung von +144 Grad. Die Wirkung der Subroutine BEWEGEN ist, den rechten Abschnitt 160c inkrementell zur Mitte hin zu bewegen, womit der zentrale Abschnitt 160b inkrementell verkürzt wird, bis der Letztere verschwindet und der rechte Abschnitt 160c auf den linken Abschnitt 160 an einer Wirklichen Stellung von Null trifft. Dies stellt die erste Bedingung für das Ende der Bewegung dar, wie oben ausgeführt.
Man muss im Sinn behalten, dass die Bewegung, und somit die Bewegung von dem rechten Abschnitt 160c nach links, langsam und beständig unter Steuerung einer Software fortschreitet; jedoch kann das Lenksystem, und somit die Absolute Stellung unabhängig von dem Fahrzeuglenker in beide Richtungen und über einen weiten Bereich von Geschwindigkeiten bewegt werden, während die Bewegung stattfindet. Der Fahrzeuglenker kann zum Beispiel das Lenksystem mit einer schnelleren Rate als jener der Bewegung nach links bewegen. Wenn ja, wird die Nicht eingestellte Stellung kleiner als der Drehoffset, und die Absolute Stellung, die bei Schritt 116 von 5 bestimmt wird, wird negativ. Das in Schritt 118 von 5 abgeleitete Rückstellmoment wird ebenfalls negativ und somit nach rechts gerichtet. Dies wird in der Erweiterung 160d der unterbrochenen Linie von Linie 160c nach links in den negativen Drehmomentbereich hinein unter der horizontalen Achse demonstriert. Das so verlangte Drehmoment würde in die falsche Richtung gehen; und, wie noch beschrieben werden wird, verhindert die Subroutine BEWEGEN, dass ein solches Rückstellmoment aufgebracht wird, wie dies durch den in durchgehender Linie gezeigten, horizontalen zentralen Abschnitt 160b bei einem Rückstellmoment von Null angezeigt wird.
Wenn jedoch die schnelle Bewegung des Lenksystems nach links weitergeht, könnte sie die Mitte (null Grad) vor dem Drehoffset (und damit das linke Ende des durchgehenden linken Abschnittes 160c) erreichen. In diesem Fall, oder in dem Fall, dass das Lenksystem von links in die Mitte zurückgestellt wird, ist das Rückstellmoment Null – genau wie es in der Mitte sein sollte. Es gibt keinen Grund, warum die Bewegung nicht abgekürzt werden und der Zielwert IND*360 von Drehoffset unmittelbar für den temporären Wert, der zu der Zeit verwendet wird, ersetzt werden sollte, da keine plötzliche Änderung des Rückstellmoments auftreten wird. Dies ist die zweite Bedingung für die Beendigung der Bewegung, wie oben ausgeführt. Da Fahrmanöver im Allgemeinen damit enden, dass der Fahrer das Lenkrad geradestellt, kann sogar eine langsam kalibrierte Bewegung schnell mit diesen Kriterien beendet werden.
Unter Bezugnahme auf 7 beginnt die Subroutine BEWEGEN damit, dass der vorliegende Wert von Drehoffset in Schritt 130 mit dem Zielwert verglichen wird, welcher das Produkt des vorliegenden verwendbaren Index und des Überlaufwinkels, in dieser Ausführungsform 360 Grad, ist:
Ziel-Drehöffset = Verwendbarer Index*360.
Wenn die Werte gleich sind, ist der Zielwert erreicht worden und die Bewegung abgeschlossen: dies ist der erste Test für das Ende der Bewegung, wie oben beschrieben. Das Rückstellmoment wird in beiden Richtungen bei Schritt 132 zugelassen, da es nun keinen Bereich gibt, in welchem das abgeleitete Rückstellmoment in die falsche Richtung gehen kann (der zentrale Abschnitt 160b in 8 ist auf Null zusammengeschrumpft). Das FERTIG-Flag wird bei Schritt 134 gesetzt, und das Programm kehrt von der Subroutine BEWEGEN zurück, berechnet die Absolute Stellung bei Schritt 116 und leitet das entsprechende Rückstellmoment bei Schritt 118 von 5 ab. An allen darauf folgenden Zyklen der Routine RÜCKSTELL-MOMENT, bis die Fahrzeugzündung abgestellt wird (oder bis ein Fehler von einer optionalen Vorrichtung, die hierin nicht beschrieben wird, detektiert wird), veranlasst das FERTIG-Flag, das bei Schritt 108 abgefragt wird, dass die Subroutinen TEST und BEWEGEN übersprungen werden. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dies in den ersten Zyklen der Routine geschieht.
Wenn der vorliegende Wert des Drehoffset nicht den Zielwert bei Schritt 130 erreicht hat, wird die Wirkliche Stellung bei Schritt 136 berechnet. Die Wirkliche Stellung ist der Wert der Absoluten Stellung entsprechend dem Zielwert des Drehoffset, abgeleitet von dem verwendbaren Index, wobei die Bewegung abgeschlossen ist:
Wirkliche Stellung = Nicht eingestellte Stellung – Zieloffset.
Der Wert der Wirklichen Stellung wird bei Schritt 138 untersucht; und wenn er Null ist, oder wenn er das Vorzeichen geändert hat, was anzeigt, dass er Null überquert hat, wurde die zweite Bedingung für das Ende der Bewegung erfüllt. Es wird in diesem Test für das Ende der Bewegung bevorzugt, zu überprüfen, sowohl ob die Wirkliche Stellung = Null ist, als auch ob die Wirkliche Stellung Null überquert hat, da die Bewegung des Lenksystems unter der Steuerung durch den Fahrzeuglenker nicht vorhersagbar und potentiell schnell ist, so dass eine Stellung von Null zwischen zwei Sensorablesungen übersprungen werden kann. Dies steht im Gegensatz zu dem ersten Test für das Ende der Bewegung, in welchem die inkrementellen Änderungen des Drehoffset während der Bewegung vollständig unter Softwaresteuerung stehen und gezwungen werden können, gleich Null zu sein, genau wenn er erreicht wird. In einigen Ausführungsformen können jedoch jeder der beiden oder beide Tests dahingehend ausgedrückt werden, ob der getestete Wert innerhalb eines vorbestimmten Abstands von Null liegt, da eine kleine plötzliche Änderung des Rückstellmoments, die durch eine Absolute Stellung ungleich Null innerhalb des vorbestimmten Bereiches um Null herum erzeugt wird, im Wesentlichen vernachlässigbar sein kann.
Wenn bei 138 festgestellt wird, dass die wirkliche Stellung Null erreicht oder überquert hat, wird die Bewegung damit beendet, dass der Drehoffset bei 140 gleich dem Zielwert gesetzt wird, das Rückstellmoment von beiden Seiten bei 132 zugelassen wird und das FERTIG-Flag bei 134 gesetzt wird, wie zuvor beschrieben, wobei das FERTIG-Flag weitere Wiederholungen der Subroutinen TEST oder BEWEGEN verhindert.
Wenn jedoch die Wirkliche Stellung Null nicht erreicht oder überquert hat, geht die Bewegung weiter, während der Wert des Drehoffsets zu dem Zielwert hin bei 142 inkrementiert wird. Das Vorzeichen der Wirklichen Stellung wird geprüft, um zu sehen, ob es bei 144 rechts von der Mitte steht. Wenn dies der Fall ist, wird das Rückstellmoment nur von rechts bei 146 zugelassen; und negative Werte, wie etwa jene, die in der unterbrochenen Linie 160d von 8 angezeigt werden, werden nicht bereitgestellt. Wenn nicht, wird das Rückstellmoment nur von links bei 148 zugelassen. Somit wird der Bereich des Rückstellmoments, der durch die Linie 160a–160c angezeigt wird, während der Bewegung an den Motor 46 geliefert. Die Subroutine BEWEGEN wird dann verlassen; und die Absolute Stellung wird bei 116 von 5 unter Verwendung des inkrementierten Wertes des Umdrehungsoffset berechnet. Die Subroutine BEWEGEN wird weiterhin von der Routine RÜCKSTELLMOMENT aufgerufen, wobei das Rückstellmoment wie oben beschrieben geliefert wird oder nicht, bis eine der Bedingungen für das Ende der Bewegung erfüllt ist und das FERTIG- Flag gesetzt ist, wonach kein weiteres Testen oder Bewegen für den Rest des Zündungszyklus durchgeführt wird.
Eine alternative Subroutine BEWEGEN wird in 13A und 13B gezeigt. Diese Version von BEWEGEN stellt einen zusätzlichen Weg zur Verkürzung der für die Bewegung erforderlichen Zeit bereit. Die Schritte 330– 342 sind identisch mit den in ähnlicher Weise nummerierten Schritten 230–243 in 7. Doch sogar wenn die erste und zweite Bedingung die Bewegung nicht beendet haben, gibt es noch immer eine Möglichkeit, dass die Bewegung verkürzt werden kann. Wenn das Fahrzeuglenkrad schneller in die Richtung der Mitte gedreht wurde, als die Bewegung vorangeschritten ist, könnte die Wirkliche Stellung näher an der Mitte als die Absolute Stellung und auf derselben Seite wie diese liegen. Unter Bezugnahme auf 8 liegt die Absolute Stellung in dem Bereich der unterbrochenen Linie 160d. Da die letzten Schritte 350–354 dieser Subroutine kein Rückstellmoment in diesem Bereich zulassen, wird kein Rückstellmoment geliefert; und der Betrieb verläuft tatsächlich entlang der Linie 160b. Jedoch wird kein Rückstellmoment für irgendeinen Wert von Drehoffset geliefert, während er sich nach links bewegt; bis er den Wert der Absoluten Stellung passiert. Daher kann unter diesen Bedingungen der Drehoffset unmittelbar zu dem vorliegenden Wert der Absoluten Stellung springen, welcher näher an dem Zielwert liegt, ohne eine plötzliche Erhöhung des Rückstellmoments einzuleiten. Die Absolute Stellung wird bei 344 berechnet. Bei 346 (13B), bestimmt die Subroutine, ob die Wirkliche Stellung zwischen der Absoluten Stellung und der Mitte liegt. Dies kann erreicht werden, indem man das Vorzeichen der Absoluten Stellung mit dem Vorzeichen der Wirklichen Stellung vergleicht. Wenn die Vorzeichen umgekehrt sind, dann liegt die Wirkliche Stellung zwischen der Absoluten Stellung und der Mitte, und der Drehoffset wird gleich der Absoluten Stellung bei 348 gesetzt. Wenn ihre Vorzeichen dieselben sind, dann liegt die Wirkliche Stellung nicht zwischen der Absoluten Stellung und der Mitte, und die Subroutine verändert den Drehoffset nicht. Die Subroutine schreitet dann fort zu der Gruppe von Schritten 350– – 354, welche auf eine Weise, die mit den Schritten 144–148 von 7 identisch ist, bestimmen, ob die linke oder die rechte Rückstellung aktiviert ist.
Eine Abwandlung in der beschriebenen Ausführungsform fügt ein zusätzliches Aktivierungskriterium zu den in Schritt 204 von 6A beschriebenen hinzu. Unter Bezugnahme auf 9 kann die Kurve 300 des Ritzeldrehmoments vs. Lenkstellung von der dargestellten Gestalt und Größe abweichen. In einigen Fällen könnte eine solche Kurve einen Teil von ihr selbst, verschoben entlang der Stellungs- (THETA-) Achse um den Überlaufwinkel, insbesondere für einen Überlaufwinkel von 180 Grad oder weniger, überlappen. Ein Punkt, der auf eine solche Überlappung gefallen ist, würde eine mehrdeutige Angabe des Index liefern. Um ein solches Ergebnis zu vermeiden, können Daten, die solchen Stellungen entsprechen, ignoriert werden. Ein weiterer Grund, Daten in gewissen Teilen der Karte zu ignorieren, besteht darin, falsche Ergebnisse in Bereichen der Karte zu vermeiden, wo die Daten auf Grund von Modi des Fahrzeugbetriebs, in welchen die Beziehungen der Fahrzeugdynamik, die durch dieses Verfahren und diese Vorrichtung ausgenützt werden, nicht zutreffen, inhärent unzuverlässig sind. Ein Beispiel eines solchen Betriebsmodus ist ein Fahrzeug, das auf einer schlüpfrigen Oberfläche rutscht. Ein rutschendes Fahrzeug kann beinahe jede Lenkstellung annehmen, ohne ein großes Drehmoment zu erzeugen; und es ist wünschenswert, die Verwendung von Daten aus den Bereichen der Karte zu vermeiden, die nur aus einem solchen Betriebsmodus resultieren können.
Um eine solche Fähigkeit zum Ignorieren von Daten vorzusehen, kann man vertikale Bänder guter Daten auf jeder Seite von der Mitte und für jedes Vielfache des Überlaufwinkels in beiden Richtungen entlang der Stellungs- (THETA-) Achse vorsehen. In 9 sind diese Bänder mit einem gemusterten Hintergrund zwischen unterbrochenen Linien bei –360, 0 und +360 Grad, sowie rechts der unterbrochenen Linie 320 bei +MAX und links der unterbrochenen Linie 318 bei –MAX gezeigt (wobei MAX der Absolutwert der maximalen Zahnstangenbewegung von der Mitte ist). Die Breite der Bänder ist eine der Kalibrierungen, die in Schritt 202 von 6A bestimmt werden. In Schritt 204 besteht eine zusätzliche Aktivierungsbedingung darin, dass der Wert von THETA innerhalb eines dieser Bänder liegt. Wenn nicht, scheitert die Aktivierung bei 206. Ein zusätzliches solches Band oder zusätzliche solche Bänder, in 9 nicht dargestellt, können horizontal um vorbestimmte Werte des Gefilterten Ritzeldrehmoments herum gezogen werden, wobei ein ähnlicher Aktivierungstest in Bezug auf den abgeleiteten Wert des Gefilterten Ritzeldrehmoments durchgeführt wird. Wenn beide Tests zu den Aktivierungskriterien hinzugefügt würden, wären kleinere rechteckige Bereiche von Aktivierungsdaten das Ergebnis. Die Entscheidung, ob diese zusätzlichen Kriterien verwendet werden sollen oder nicht, erfordert ein Abwägen ihres Nutzens bei dem Testverfahren der Stabilisierung des Index gegen die zusätzliche Verzögerung, die durch das Ignorieren von Daten erzeugt wird.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines gewünschten Rückstellmoments in ,einem Fahrzeugservolenksystem (24) mit einer Lenkstellung, die durch einen gesamten Bereich um eine Mittelstellung herum variiert, wobei das Fahrzeugservolenksystem eine Lenkwelle (29) mit einem Stellglied (46, 47), das daran zur Bereitstellung eines Rückstellmoments gekoppelt ist, und einen Drehstellungssensor (32) besitzt, der ein Ausgangssignal liefert, das zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert mit auf einander folgenden Umdrehungen der Lenkwelle durch einen Überlaufwinkel variiert, wobei Überlaufübergänge zwischen solchen auf einander folgenden Umdrehungen erzeugt werden, wobei der gesamte Bereich der Lenkstellung größer ist als ein einzelner Überlaufwinkel, so dass jeder Ausgang des Drehstellungssensors eine Vielzahl von potentiellen Lenkstellungen anzeigt, die von einander durch ganzzahlige Vielfache des Überlaufwinkels getrennt sind, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: beim Start des Fahrzeugbetriebes anfänglich eine nicht eingestellte Lenkstellung aus der Vielzahl von potentiellen Lenkstellungen entsprechend einem erfassten anfänglichen Ausgang des Drehstellungssensors ausgewählt wird, und danach die nicht eingestellte Lenkstellung in Ansprechen auf Ausgangsänderungen des Drehstellungssensors aktualisiert wird, einschließlich einer Kompensation für erfasste Überlaufübergänge, so dass die nicht eingestellte Lenkstellung kontinuierlich über den gesamten Bereich der Lenkstellung variiert; für einen vorbestimmten Bereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten über und einschließlich einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit, und für einen zweidimensionalen Bereich möglicher Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkte, die durch das gesamte Lenkdrehmoment und die Lenkstellung definiert werden, Daten gespeichert werden, die einen ersten Bereich von wahrscheinlichen Fahrzeuglenksystem-Betriebspunkten, einen zweiten Bereich von unwahrscheinlichen Lenksystem-Betriebspunkten, die einen Drehoffset in einer ersten Richtung anzeigen, und einen dritten Bereich von unwahrscheinlichen Lenksystem-Betriebspunkten, die einen Drehoffset in einer entgegengesetzten Richtung anzeigen, definieren; bis die Fahrzeuggeschwindigkeit zuerst der minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit gleicht, ein erster Rückstellmoment-Befehl an das Stellglied geliefert wird, um ein vorbestimmtes erstes Rückstellmoment zu erzeugen; wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit der minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit für zumindest eine vorbestimmte Zeit gleicht, ein Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt von einem erfassten gesamten Lenkdrehmoment, der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung und einem Drehoffset abgeleitet wird, der abgeleitete Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt mit den gespeicherten Daten verglichen wird und der Drehoffset um einen Schritt gleich dem Überlaufwinkel aktualisiert wird, wenn der abgeleitete Betriebspunkt des Fahrzeuglenksystems innerhalb des zweiten gespeicherten Bereichs oder des dritten gespeicherten Bereichs von Lenksystem-Betriebspunkten liegt; und nachdem der Drehoffset aktualisiert wurde, ein zweiter Rückstellmoment-Befehl von der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung und dem aktualisierten Drehoffset abgeleitet wird, und der zweite Rückstellmoment-Befehl an das Stellglied geliefert wird, um ein zweites Rückstellmoment zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Schritte, dass ein Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt abgeleitet wird, der abgeleitete Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt mit den gespeicherten Daten verglichen wird, und der Drehoffset aktualisiert wird, wiederholt werden, solange vorbestimmte Aktivierungskriterien erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 2, worin die Schritte, dass ein Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt abgeleitet wird, der abgeleitete Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt mit den gespeicherten Daten verglichen wird, und der Drehoffset aktualisiert wird, nicht weiter fortgesetzt werden, wenn sich der aktualisierte Drehoffset in Übereinstimmung mit vorbestimmten Stabilisierungskriterien stabilisiert.
Verfahren nach Anspruch 2, worin die Aktivierungskriterien eine minimale Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das Fahrzeuglenksystem ein Lenkrad für die Steuerung durch einen Fahrzeuglenker besitzt und die Aktivierungskriterien eine maximale Lenkradgeschwindigkeit umfassen.
Verfahren nach Anspruch 4, worin das Fahrzeuglenksystem ein Lenkrad für die Steuerung durch einen Fahrzeuglenker besitzt und die Aktivierungskriterien auch eine maximale Lenkradgeschwindigkeit umfassen.
Verfahren nach Anspruch 2, worin ein oder mehrere Abschnitte des zweidimensionalen Bereichs von möglichen Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkten ausgeschlossen wird / werden, um die Zuverlässigkeit der Aktualisierung des Drehoffsets auf der Grundlage der Position des abgeleiteten Lenksystem-Betriebspunkts innerhalb des ersten gespeicherten Bereichs, des zweiten gespeicherten Bereichs oder des dritten gespeicherten Bereichs zu verbessern.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der erste Rückstellmoment-Befehl von einem anfänglichen Drehoffset und der nicht eingestellten Lenkstellung abgeleitet wird, aber, wenn der Drehoffset aktualisiert wird, der aktualisierte Drehoffset als ein Ziel gesetzt wird, und der erste Rückstellmoment-Befehl von der nicht eingestellten Lenkstellung und einem temporären Drehoffset abgeleitet wird, welcher inkrementell von dem anfänglichen Drehoffset zu dem Ziel hin vorrückt und zu dem Stellglied geliefert wird, wenn es ein Rückstellmoment in einer korrekten Richtung erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 8, worin, während der temporäre Drehoffset in Verwendung ist, die Verwendung des ersten Drehmoment-Befehls nur in einer einzelnen Richtung erlaubt ist, die so gewählt wird, um für eine Zentrierung des Servolenksystems zu sorgen, wie in Ansprechen auf eine wirkliche Lenkstellung, die von dem Ziel und der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung abgeleitet ist, bestimmt.
Verfahren nach Anspruch 8, worin der zweite Rückstellmoment-Befehl von der nicht eingestellten Lenkstellung und dem aktualisierten Drehoffset abgeleitet wird, wenn der temporäre Drehoffset in nerhalb eines ersten vorbestimmten kleinen Abstands von dem Ziel eintrifft.
Verfahren nach Anspruch 8, worin der zweite Rückstellmoment-Befehl von der nicht eingestellten Lenkstellung und dem aktualisierten Drehoffset abgeleitet wird, wenn eine wirkliche Lenkstellung, abgeleitet von dem Ziel und der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung, innerhalb eines zweiten, vorbestimmten kleinen Abstandes von der Mittelstellung eintrifft.
Verfahren nach Anspruch 8, worin der zweite Rückstellmoment-Befehl von der nicht eingestellten Lenkstellung und dem aktualisierten Drehoffset abgeleitet wird, wenn eine wirkliche Lenkstellung, abgeleitet von dem Ziel und der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung, die Mittelstellung überquert.
Fahrzeugservolenksystem umfassend in Kombination: ein drehendes Lenkelement (26), das die Stellungsrichtung eines Fahrzeugrades (42) durch eine Lenkvorrichtung (52, 50, 38, 39) steuert, die eine Lenkstellung besitzt, die durch einen gesamten Bereich um eine Mittelstellung herum variiert; eine Lenkwelle (29, 51) mit einem daran gekoppelten Stellglied (46, 47, 48) zur Lieferung eines Rückstellmoments und einem Drehstellungssensor (32), der ein Ausgangssignal liefert, das zwischen einem minimalen Wert und einem maximalen Wert mit auf einander folgenden Umdrehungen der Lenkwelle durch einen Überlaufwinkel variiert, wobei Überlaufübergänge zwischen solchen auf einander folgenden Umdrehungen erzeugt werden, wobei der gesamte Bereich der Lenkstellung größer ist als ein einzelner Überlaufwinkel, so dass jeder Ausgang des Drehstellungssensors eine Vielzahl von potentiel len Lenkstellungen anzeigt, die von einander durch ganzzahlige Vielfache des Überlaufwinkels getrennt sind; ein erstes Mittel, das beim Start des Fahrzeugbetriebes wirksam ist, um anfänglich eine nicht eingestellte Lenkstellung aus der Vielzahl von potentiellen Lenkstellungen entsprechend einem erfassten anfänglichen Ausgang des Drehstellungssensors auszuwählen, und danach die nicht eingestellte Lenkstellung in Ansprechen auf Ausgangsänderungen des Drehstellungssensors zu aktualisieren, einschließlich einer Kompensation für erfasste Überlaufübergänge, so dass die nicht eingestellte Lenkstellung kontinuierlich über den gesamten Bereich der Lenkstellung variiert; ein zweites Mittel, das wirksam ist, um über einen vorbestimmten Bereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten über und einschließlich einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit, und für einen zweidimensionalen Bereich von möglichen Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkten, die durch das gesamte Lenkdrehmoment und die Lenkstellung definiert sind, Daten zu speichern, die einen ersten Bereich von wahrscheinlichen Fahrzeuglenksystem-Betriebspunkten, einen zweiten Bereich von unwahrscheinlichen Lenksystem-Betriebspunkten, die einen Drehoffset in einer ersten Richtung anzeigen, und einen dritten Bereich von unwahrscheinlichen Lenksystem-Betriebspunkten, die einen Drehoffset in einer entgegengesetzten Richtung anzeigen, definieren; ein drittes Mittel, das wirksam ist, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit zuerst einer minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit gleicht, um ein vorbestimmtes erstes Rückstellmoment zu erzeugen, um einen ersten Rückstellmoment-Befehl an das Stellglied zu liefern; ein viertes Mittel, das wirksam ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit der minimalen Fahrzeuggeschwindigkeit für zumindest eine vorbestimmte Zeit gleicht, um einen Fahrzeuglenkungs-Betriebs punkt von einem erfassten gesamten Lenkdrehmoment, der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung und einem Drehoffset abzuleiten, den abgeleiteten Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt mit den gespeicherten Daten zu vergleichen und den Drehoffset um einen Schritt gleich dem Überlaufwinkel zu aktualisieren, wenn der abgeleitete Betriebspunkt des Fahrzeuglenksystems innerhalb des zweiten gespeicherten Bereichs oder des dritten gespeicherten Bereichs von Lenksystem-Betriebspunkten liegt; und ein fünftes Mittel, das wirksam ist, nachdem der Drehoffset aktualisiert wurde, um einen zweiten Rückstellmoment-Befehl von der aktualisierten nicht eingestellten Lenkstellung und dem aktualisierten Drehoffset abzuleiten, und den zweiten Rückstellmoment-Befehl an das Stellglied zu liefern, um ein zweites Rückstellmoment zu erzeugen
Fahrzeugservolenksystem nach Anspruch 13, worin das vierte Mittel wirksam ist, um wiederholt den Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt abzuleiten, den abgeleiteten Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt mit den gespeicherten Daten zu vergleichen und den Drehoffset zu aktualisieren, solange vorbestimmte Aktivierungskriterien erfüllt sind.
Fahrzeugservolenksystem nach Anspruch 13, worin das vierte Mittel aufhört, einen Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt abzuleiten, den abgeleiteten Fahrzeuglenkungs-Betriebspunkt mit den gespeicherten Daten zu vergleichen und den Drehoffset zu aktualisieren, wenn sich der aktualisierte Drehoffset in Übereinstimmung mit vorbestimmten Stabilisierungskriterien stabilisiert.
Fahrzeugservolenksystem nach Anspruch 14, worin die Aktivierungskriterien eine minimale Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen.
Fahrzeugservolenksystem nach Anspruch 14, worin das Fahrzeuglenksystem ein Lenkrad für die Steuerung durch einen Fahrzeuglenker besitzt und die Aktivierungskriterien eine maximale Lenkradgeschwindigkeit umfassen.
Fahrzeugservolenksystem nach Anspruch 16, worin das Fahrzeuglenksystem ein Lenkrad für die Steuerung durch einen Fahrzeuglenker besitzt und die Aktivierungskriterien auch eine maximale Lenkradgeschwindigkeit umfassen.