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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Servolenkung für Motorfahrzeuge
und insbesondere Lenkbetätigungssysteme
zum Variieren des Umfangs der bereitgestellten Lenkunterstützung.
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Der
Umfang der von einem Lenkungssystem benötigten Kraftausgabe ist proportional
zur Seitenbelastung auf der Frontachse. Bei Geschwindigkeit wird
die Seitenbelastung vornehmlich durch die Seitenbeschleunigung des
Fahrzeugs erzeugt. Die Kraftausgabe des Servolenkungssystems wird
durch den Unterstützungsdruck
und die Krafteingabe durch den Fahrer erzeugt. Die Art des Lenkeingriffs,
die ein Fahrzeug ausführt,
kann durch Beobachtung des Unterstützungsdrucks, seines Zeitverlaufs,
der Geschwindigkeit, mit welcher das Lenkrad gedreht wird und der
Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Mit dieser Information
kann ein Servolenkungssystem mit variabler Unterstützung die
optimale Eingabekraft-Ausgabekraftbeziehung für einen bestimmten Lenkeingriff
bereitstellen. Leider wird bei herkömmlichen Servolenkungssystemen
mit variabler Unterstützung
diese Information nicht vollständig
als Eingabe in das elektronische Regelmodul genutzt. Das Ergebnis
waren Servolenkungssysteme, die den geeigneten Durchsatz während bestimmter
Lenkeingriffe nur langsam bereitstellen, was einen wahrnehmbaren
Kraftaufwand innerhalb einer kurzen Zeitperiode bedingt. Um beispielsweise
diesen Nachteil zu vermeiden, stellen manche Lenkungssysteme der
Pumpe einen Überschussdurchsatz
zur Verfügung
und begrenzen dann den Hydraulikdurchsatz am Ventil. Die daraus
resultierenden größeren Störverluste
des Fahrzeugmotors können
sich unter Umständen
nachteilig auf das Kraftstoffeinspar potenzial auswirken. Man wird
folglich verstehen, dass es sehr wünschenswert wäre, dass
ein Servolenkungssystem die verfügbaren
Steuereingaben wirksamer nutzt, um eine optimale Servolenkung mit
variabler Unterstützung
bereitzustellen, indem eine leichtgängige Lenkunterstützung selbst
während
der dynamischen Lenkungsbetätigung
aufrechterhalten wird
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Die
vorliegende Erfindung umfasst daher ein Verfahren zum Bereitstellen
einer Servolenkung mit variabler Unterstützung durch Steuern eines Durchsatzregelventilstellgliedes
zum Variieren des Lenkunterstützungsfluiddurchsatzes
in einem Servolenkungssystem für
ein Fahrzeug mit folgenden Schritten: Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit;
Erfassen der Lenkradgeschwindigkeit; Erfassen des Ist-Stellgliedstromes;
Einrichten einer ersten Kalibriertabelle, welche Einträge enthält, die
Basis-Stellgliedstromwerte für
bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeiten darstellen; Einrichten einer
zweiten Kalibriertabelle, welche Einträge enthält, die Ausweich-Stellgliedstromwerte
für bestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeiten darstellen; Auswählen eines Basis-Stellgliedstroms
aus der ersten Kalibriertabelle in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
und Erzeugen eines Basis-Stromsollwerts; Auswählen eines Ausweich-Stellgliedstroms
aus der Kalibriertabelle in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit und Erzeugen eines Ausweich-Stromsollwerts; Definieren
einer Mehrzahl von Lenkradgeschwindigkeitsbereichen; Auswählen eines
Lenkradgeschwindigkeitsbereichs an Abhängigkeit von der Lenkradgeschwindigkeit;
Auswählen
einer Formel aus einer Mehrzahl von Formeln zum Berechnen eines
endgültigen
Stromsollwertes in Abhängigkeit
von dem Lenkradgeschwindigkeitsbereich; Berechnen des endgültigen Stromwertes
mittels der ausgewählten
Formel; Berechnen von Durchsatzregelventilstellgliedbefehlen mittels
des endgültigen
Sollstromwertes und Erzeugen eines Ausgabe-PWM-Spannungssignals; und
Ausgeben des PWM-Spannungssignals
an das Durchsatzregelventilstellglied, um die Lenkunterstützung zu
variieren.
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Ein
elektronisch geregeltes Servolenkungsgerät ist aus der US-Patentschrift
4,662,446 bekannt, in welcher die durch ein Triebwerk erzeugte Kraft über einen
Mikrocomputer gesteuert wird. Die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
und einem Lenkwinkelsensor erfassten Signale werden in den Mikrocomputer
eingegeben, der dann die gespeicherten elektrischen Regelströme ausliest,
die den erfassten Signalen entsprechen, um die geeigneten elektrischen
Regelströme
auszulesen. Ein Magnetventil zum Steuern der Übertragung zwischen linker und
rechter Kammer des Kraftzylinders und ein anderes Regelventil zum
Steuern der Versorgung von druckbeaufschlagtem Fluid von einer Pumpe
zu einem Servoventil werden, auf die elektrischen Regelströme ansprechend,
vom Mikrocomputer angesteuert. Fährt
das Fahrzeug eine vorgegebenen Entfernung oder eine vorgegebene
Zeitperiode nach der Versorgung mit elektrischem Strom, verringert
der Mikrocomputer die elektrischen Regelströme, mit denen die Magnetventil
beaufschlagt ist. Somit kann dem Fahrer, selbst in einem Fahrzeug,
bei welchem eine neutrale Lenkposition nicht genau erfasst werden
kann – es
sei denn, das Fahrzeug fährt
die vorgegebene Entfernung oder die vorgegebene Zeitperiode nach
der Versorgung mit elektrischer Energie, jedes unkomfortable oder
seltsame „Lenkgefühl" vermieden werden.
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Die
Erfindung wird nun als Beispiel unter Bezugnahme der beiliegenden
Zeichnungen erläutert:
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1 zeigt
schematisch eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das mit
einem variablen Lenkunterstützungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgerüstet
ist.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild, welches das Lenkungssystem von 1 veranschaulicht.
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3 zeigt
eine Frontansicht eines Lenkradgeschwindigkeitssensors für die Verwendung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 zeigt
einen Aufriss eines Lenkradgeschwindigkeitssensors gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5A zeigt
ein Flussdiagramm, das einen Regelalgorithmus zum Steuern eines
Servolenkungssystems mit variabler Unterstützung gemäß einer Variante der Ausführungsform
dieser Erfindung darstellt.
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5B zeigt
ein Flussdiagramm, das einen Steueralgorithmus zum Steuern eines
Servolenkungssystems mit variabler Unterstützung gemäß einer Variante der Ausführungsform
dieser Erfindung darstellt.
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6A zeigt
eine grafische Darstellung der ersten und zweiten Kalibriertabelle,
wobei Basis-Stellgliedströme
und Ausweich-Stellgliedströme in
Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt sind.
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6B zeigt
eine grafische Darstellung einer ersten Kalibriertabelle, wobei
der Basis-Stellgliedstrom
sowohl in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit als auch vom Lenkungssystemfluiddruck
dargestellt sind, und
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6C zeigt
eine grafische Darstellung einer zweiten Kalibriertabelle, wobei
der Ausweich-Stellgliedstrom sowohl in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
als auch vom Lenkungssystemfluiddruck dargestellt ist.
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Unter
Bezugnahme auf 1-2 hat eine variable
Lenkunterstützung 10 für ein Fahrzeug
eine Lenkzahnstangeneinheit 14, die einen Kolben 16 aufweist,
und an ein Lenkrad 18 gekuppelt ist, um das Fahrzeug durch
Ansprechen auf die Bewegung des Lenkrads 18 zu lenken.
Ein Lenkventil 20 hat eine Einlassöffnung 21 für den Einlass
des druckbeaufschlagten Fluids von der Pumpe 22, um den
im Innern befindlichen Kolben 16 zu verschieben. Während sich
der Kolben 16 bewegt, ändert
sich der Winkel der Fronträder 23 des
Fahrzeugs, um die Bahnkurve des Fahrzeugs zu modifizieren. Das Lenkventil 20 dosiert
das Fluid zum Kolben 16, um auf die Bewegung des Lenkrads
anzusprechen, wobei Lenkunterstützung
bereitgestellt wird. Das Servolenkungssystem mit variabler Unterstützung multipliziert
das durch den Fahrer angelegte Lenkraddrehmoment, damit die Bahnkurve
des Fahrzeugs weniger beschwerlich für den Fahrer ist. Obwohl die
derzeit bevorzugte Ausführungsform
in Zusammenhang mit einem Ritzel-Zahnstangenlenkungsgetriebe
beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung
ebenso auf andere Typen von hydraulisch unterstützten Lenkungssystemen übertragbar
ist, einschließlich
beispielsweise solche mit Kugelumlauflenkgetrieben.
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Die
mechanischen und hydraulischen Elemente des Lenksystems sind herkömmlicher
Art. Ein Beispiel der hydraulischen Pumpe 22 kann in der US-Patentschrift
5,029,660 von Raad und anderen Erfindern, Ausgabe 9. Juli 1991,
und die auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung umgeschrieben wurde,
gefunden werden. Es ist zu beachten, dass die hydraulische Pumpe
vom Motor oder alternativ von einem Elektromotor angetrieben werden
kann.
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Sensoren
dienen zum Erfassen, Abtasten oder Messen verschiedener Fahrzeugbetriebszustände, wozu
die Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradgeschwindigkeit und der Fluiddruck
gehören.
Als Geschwindigkeitssensor 24 kann jeder typischerweise
zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendete Typ eingesetzt
werden, aber ein Sensor, der keinem Radschlupf unterliegt, ist zu
bevorzugen. Ein Signalerzeuger, der vom Antriebsstrang des Fahrzeugs
angetrieben wird, ist ein solcher Sensor und eine Radareinheit ist
ein anderer Sensor. Der Geschwindigkeitssensor 24 stellt
ein Mittel zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und Erzeugen
eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals dar. Ein herkömmlicher
Drucksensor 26 stellt ein Mittel bereit zum Erfassen des
Lenkungssystemfluiddrucks am Einlass 21 des Lenkventils 20 und
zum Erzeugen eines Einlassfluiddrucksignals. Es ist zu beachten, dass
zahlreiche gleichwertige Varianten existieren, mit denen der Druck
in der vorliegenden Erfindung erfasst werden kann. Es wäre beispielsweise
funktionsmäßig gleichwertig,
das Lenkdrehmoment, den Differenzdruck oder die Lenkgetriebekräfte anstelle des
Einlassdrucks zu messen, was allerdings wahrscheinlich mit einem
höheren
Kostenaufwand verbunden wäre.
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Der
Lenkradgeschwindigkeitssensor 25 ist in 3 und 4 dargestellt.
Der Einsatz eines Lenkradsensors ist in der US-Patentschrift 4,621,833
von Soltis, Ausgabe vom 11. November 1986, die auf den Inhaber der
vorliegenden Erfindung umgeschrieben wurde, erläutert. Der Lenkradgeschwindigkeitssensor 25 umfasst
das Blendscheibe 27, das an der Lenkwelle 29 befestigt
ist, die sich übereinstimmend mit
dem Lenkrad 18 dreht, während
das Lenkrad vom Bediener des Fahrzeugs gedreht wird. Das Blendscheibe 27 hat
mehrere Öffnungen 31,
in diesem Fall eine Anzahl von 20, die dazu dienen die Arbeit der Detektoren
A und B auszulösen,
während
das Blendscheibe mit dem Lenkungssystem des Fahrzeugs gedreht wird.
Da 20 Öffnungen
innerhalb eines Blendscheibes 27 enthalten sind, stellt
der Lenkradsensor 25 ein Signal 80 Mal während einer
Umdrehung des Lenkrads bereit, und als Ergebnis gibt jedes der 80
Signal oder Schritte eine Drehung von 4,5 Grad des Lenkungssystems
an. Dabei versteht sich, dass eine höherer Auflösungsbereich durch eine zunehmende
Anzahl der Öffnungen
erreicht wird.
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Die
Ausgaben der Detektoren A und B werden in ein Regelmodul 30 gespeist,
und die Lenkradgeschwindigkeit wird durch Verfolgen der Drehungen des
Blendscheibes für
eine vorgegebene Abtastperiode ermittelt. Der Fachmann wird angesichts
dieser Offenbarung verstehen, dass der veranschaulichte Lenkradgeschwindigkeitssensor
beispielhaft für
eine Kategorie von Vorrichtungen ist, mittels welcher die Lenkradgeschwindigkeit
ermittelt und ein repräsentatives
Signal der Lenkradgeschwindigkeit dem Regelmodul bereitgestellt
werden kann.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 und 2 wird dem
Lenkventil 20 ein geregelter Durchsatz hydraulischen Fluids über ein
Durchsatzregelventil 32 bereitgestellt. In der bevorzugten
Ausführung
ist das Durchsatzregelventil 32 in das Gehäuse der
22 eingebaut. Die Pumpe speist druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid
in das Durchsatzregelventil 32 ein, das eine gesteuerte
Fluidmenge zu einem Pumpeneinlass 34 zurückleitet,
wo es mit Fluid zusammenfließt,
das von einem Tank 36 eingespeist wird, um den vom Lenkventil 20 eingespeisten Durchsatz
zu regeln, wobei eine Servolenkung mit variabler Unterstützung bereitgestellt
wird.
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Ein
lineares oder strombetriebenes Proportionalstellglied bzw. ein Elektromagnet
(nicht dargestellt) steuert die Position des Durchsatzregelventils 32.
Das Durchsatzregelventil 32 umfasst vorzugsweise einen
ferromagnetischen Kolben, der beweglich darin angeordnet ist, und
eine Spule, die mit elektrischem Strom in der Form eines endgültigen Steuersignals
versorgt wird. Die in das Durchsatzregelventil 32 eingespeiste
Strommenge bestimmt die Stellung des Kolbens bezogen auf eine Durchsatzöffnung in direktem
Verhältnis
zum in die Elektromagnetspule eingespeisten Strom. In der derzeit
bevorzugten Ausführungsform
steigert ein höherer
Strom in der Elektromagnetspule den Durchsatzbypass, wodurch die bereitgestellte
Lenkunterstützung
reduziert wird.
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Das
endgültige
Steuersignal wird durch das mikrocomputerbasierte Regelmodul 30 anhand
des Einlassdrucksignals, sofern einbezogen, generiert, des Lenkradgeschwindigkeitssignals
und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und durch Ausgeben eines
endgültigen
Stellgliedsollstromwertes in Abhängigkeit
von diesen Eingaben, der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkradwinkels
und des Einlassdrucks.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 2 umfasst das Regelmodul 30 eine
erste Kalibriertabelle 38, die Einträge enthält, welche Basis-Stellgliedstromwerte
für bestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeiten enthalten. Eine zweite Kalibriertabelle 40 enthält Einträge, die
Ausweich-Stellgliedstromwertee für
bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeiten darstellen. 6A zeigt
eine grafische Darstellung der Basis- und Ausweich-Stellgliedstromwerte,
die in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgezeichnet sind.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist die erste und zweite Kalibriertabelle erweitert, um die Einlassdruckwerte
einzubinden. 6B und 6C veranschaulichen
die grafischen Darstellungen dieser dreidimensionalen Beziehung
zwischen Basis- und Ausweich-Stellgliedsollstrom, die auf einer Hauptlinie
aufgezeichnet sind, und des Einlassdrucks, der auf einer zweiten
Hauptlinie für
mehrere verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten, welche auf einer
dritten Hauptlinie dargestellt sind, aufgezeichnet sind. Jeder gemessene
Größe der Fahrzeuggeschwindigkeit
und des Einlassdrucks sind Basis- und Ausweich-Stellgliedsollstromwerte
zugeordnet.
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In
der einfachsten Implementierung der vorliegenden Erfindung werden
die Basis- und Ausweich-Stellgliedsollstromwerte durch einfache
lineare Interpolation ermittelt, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit
als Eingabe dient. Die einfachste Implementierung dreidimensionaler
Tabellen verwendet eine bilineare Interpolation der Stellgliedsollströme im Vergleich
zur Fahrzeuggeschwindigkeit und erfordert äquidistante Punkte in beiden
Richtungen, Geschwindigkeit und Druck, was wiederum äußerst große Tabellen
für die
benötigte
Druckauflösung
erfordert. Eine Interpolationstabelle mit nicht äquidistanten Punkten könnte direkt
implementiert werden, wenn ein schneller Teilungsoperator kostengünstig verfügbar wäre, was
nicht für
die preiswerten Mikroprozessoren zutrifft, die im Regelmodul 30 für Fahrzeuganwendungen
verwendet werden sollen, wo Kosten und Nutzen von jeher zu berücksichtigen sind.
Eine kostengünstige
Lösung
muss folglich äquidistante
Punkte im Vergleich zur Geschwindigkeit in Inkrementen von 24 mph
im Bereich 0 mph bis 96 mph aufweisen und äquidistante oder nicht äquidistante
Punkte im Vergleich zum Druck mit der Einschränkung, dass der Abstand zwischen
jedem der zwei sequentiellen Druckpunkte einer Potenz von 2 bei
Sensorzählungen
entspricht. Potenzen von 2 in beliebigen anderen Einheiten können auch
verwendet werden. Damit wird der Bedarf für einen Teilungsoperator unterbunden
und die Möglichkeit
geboten, einen teuren Teilungsoperator durch weniger teure algebraische
Zählumschaltungen
zu ersetzen. Eine Auflösung
von etwa 7 psi für
Tabellenbereiche mit hoher Krümmung
wurde unter Verwendung von weniger als 10 Druckpunkten von 0 psi
bis 1500 psi erzielt, da die Tabellen bei hohem Druck sehr flach
werden.
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Mit
den Basis- und Ausweich-Stellgliedsollstromwerten, die für eine bestimmte
Fahrzeuggeschwindigkeit und optional einen Einlassdruck ermittelt
werden, kann die Lenkradgeschwindigkeit zur Ermittlung des endgültigen Stellgliedsollstromwertes verwendet
werden. In der bevorzugten Ausführungsform
sind vier Lenkradgeschwindigkeitsbereiche durch drei spezifische
Lenkradgeschwindigkeitsschaltpunkte definiert. Der Basisbereich
umfasst die Lenkradgeschwindigkeit von Null bis zu einem Basisschaltpunkt
bei etwa 30 UPM. Ein Basis-bis-Ausweich-Lenkradgeschwindigkeitsbereich
umfasst die Lenkradgeschwindigkeiten vom Basisschaltpunkt bis zu
einem Ausweichschaltpunkt bei etwa 60 UPM ab. Danach umfasst ein
Ausweich-bis-Maximal-Lenkradgeschwindigkeitsbereich die Lenkradgeschwindigkeiten,
die vom Ausweichschaltpunkt bis zum Maximalschaltpunkt reichen.
Ein Maximalbereich umfasst alle Lenkradgeschwindigkeiten oberhalb
des maximalen Schaltpunkts von etwa 120 UPM. Diese vier Bereiche
und die Schaltpunkte, die sie definieren, werden zum Auswählen des
endgültigen
Soll-Stellgliedstroms aus Basis- und Ausweich-Soll-Stellgliedstromwerten,
die von den Kalibriertabelle erhalten werden, verwendet.
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Das
Servolenkungssystem mit variabler Unterstützung hat die Fähigkeit,
Lenkkräfte
auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit anzupassen und die Lenkradgeschwindigkeit,
um ein besseres Lenkgefühl
und mehr einheitliche Kräfte
für alle
Lenkradgeschwindigkeiten zu ermöglichen.
Durch Hinzufügen
des optionalen Einlassdrucksensors wird das System in die Lage versetzt,
die Unterstützung
und den entsprechenden Pumpendurchsatz bei der Geradeausfahrt zu
reduzieren, was weniger Störverluste
und eine erhöhte
Fahrzeugeffizienz zur Folge hat. Mehrere verschiedene Tabellen können vorprogrammiert
und im Speicher des Regelmoduls gespeichert werden zur Auswahl während der
Fahrzeugherstellung oder beim Fahren.
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5A zeigt
ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Servolenkungssystems mit
variabler Unterstützung
darstellt. Der Algorithmus enthält
mehrere Unterroutinen, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit und die
Lenkradgeschwindigkeit berechnen. Er ruft die Basis- und Ausweich-Soll-Stellgliedstromwerte
aus der ersten und zweiten Kalibriertabelle ab und ermittelt, in
welchen Bereich sich die Lenkradgeschwindigkeit befindet. Der endgültige Soll-Stellgliedstrom
wird in Abhängigkeit
von einer vorgegebenen Formel berechnet, um einen ausreichenden
Lenkfluiddurchsatz zum Lenkventil 20 zu gewährleisten.
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Beim
Anlauf wird die Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkradgeschwindigkeit
am Block 42 zusammen mit anderen Systemeingaben gelesen
und am Block 44 aufbereitet und gefiltert. Die erste Kalibriertabelle 38 wird
am Block 46 aufgerufen. Der Algorithmus ermittelt, welche
zwei Einträge
in der Tabelle die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit binden und
interpoliert dann zwischen ihnen, um den Basis-Soll-Stellgliedstrom
zu ermitteln. In gleicher Weise wird bei Block 48 die zweite
Kalibriertabelle aufgerufen und der Ausweich-Soll-Stellgliedstrom
ermittelt.
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Bei
Block 50 definiert der Algorithmus die Lenkradgeschwindigkeitsbereiche
mittels der Basis-, Ausweich- und Maximal-Lenkradgeschwindigkeitsschaltpunkte.
Am Block 52 prüft
der Algorithmus, ob die Lenkradgeschwindigkeit (SWR = Steering wheel rate)
innerhalb des ersten Lenkradgeschwindigkeitsbereiches ist. Falls
zutreffend, fährt
der Algorithmus auf Block 54 fort und setzt den endgültigen Soll-Stellgliedstrom
gleich dem Basis-Soll-Stellgliedstrom fest. Andernfalls fährt der
Algorithmus auf Block 56 fort, um zu ermitteln, ob der
Lenkradgeschwindigkeitsbereich (SWR) zur Interpolation zwischen
dem Basis-Soll-Stellgliedstrom Ibase und
dem Ausweich-Soll-Stellgliedstrom Ievas mittels
des Basisschaltpunktes SWRbase und des Ausweichschaltpunktes
SWRevas verwendet wird, um den endgültigen Stellgliedstrom
Iden bei Block 58 zu ermitteln.
Ansonsten fährt
der Algorithmus auf Block 60 fort, um zu ermitteln, ob
die Lenkradgeschwindigkeit innerhalb des Ausweich-bis-Maximal-Lenkradbereiches
ist. Falls zutreffend, wird der endgültige Soll-Stellgliedstrom durch
Interpolation bei Block 62 aufgebaut mit Hilfe des Ausweich-Soll-Stellgliedstroms
Ievas und den Ausweich- und Maximal-Lenkradgeschwindigkeitsschaltpunkten.
Ansonsten muss die Lenkradgeschwindigkeit höher als der Maximal-Lenkradgeschwindigkeitsschaltpunkt
sein, wobei der endgültige Soll-Stellgliedstrom
bei Block 64 als gleich Null festgestellt wird, um dem
Lenkventil den Maximaldurchsatz bereitzustellen.
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Bei
Block 66 ist der endgültige
Soll-Stellgliedstrom steigungsbegrenzt, um ungewünschte und erkennbare Änderungen
in der Lenkunterstützung
zu vermeiden. In ihrer einfachsten Form wird die Steigungsgrenze
nur für
zunehmende Stromwerte eingesetzt. Wenn zum Beispiel der Unterschied zwischen
dem benötigten
Stellgliedstrom und dem momentanen Ist-Stellgliedstrom kleiner als
oder gleich einem vorgegebenen Steigungsgrenzwert ist, kann das
Begrenzen entfallen. Andernfalls, wenn der Unterschied den Steigungsgrenzwert überschreitet, wird
der benötigte
Stellgliedstrom als gleich der Summe des Ist-Stellgliedstroms und
des Steigungsgrenzwertes eingestellt. Es ist verständlich,
dass dieses Beispiel vereinfacht ist, und es mag erstrebenswert sein, über eine
Steigungsbegrenzung auf abnehmenden und zunehmenden Ist-Werten zu
verfügen
mit möglicherweise
andersartigen Steigungsgrenzwerten für jeden Stromwert.
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Bei
Block 68 wird der endgültige
Soll-Stellgliedstrom dann in den Block 68 eingegeben, der
den befehlsgesteuerten Stellgliedstrom durch Verwendung zusätzlicher
Eingaben vom Block 70 generiert, wie zum Beispiel Fahrzeugbatteriespannung
und Ist-Stellglied strom. Der PWM-Befehl des Stellglieds mit geschlossenem
Regelkreis für
den Soll-Strom wird
berechnet und am Block 72 ausgegeben, wo die Ausgabe-PWM-Spannung
für den
Soll-Strom am Durchsatzregelventilstellglied aufgebracht wird, um die
Lenkunterstützung
zu variieren.
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5B zeigt
ein Flussdiagramm, das beinahe identisch mit dem Flussdiagramm von 5A ist, bei
welchem der Einlassdruck als eine Eingabe zu verwenden ist, wenn
die Basis- und Ausweich-Soll-Stellgliedstromwerte aus den dreidimensionalen
ersten und zweiten Kalibriertabellen 38' und 40' ermittelt werden. Abgesehen davon,
dass sie innerhalb der Blöcke 46' und 48' eine unterschiedliche Interpolation
erfordern, versteht es sich, dass die Flussdiagramme identisch sind.
Die bei den Blöcken 46' und 48' benötigten Interpolationen
sind bilinear, da sie zwischen vier Punkten interpolieren, und zwar zwei
auf jeder Seite des Druckpunkts und zwei auf jeder Seite der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Die bilineare Interpolation kann einfach zwei lineare Interpolationen
für den
Stellgliedstrom im Vergleich zur Geschwindigkeit durchgeführt werden
und dann durch lineare Interpolation zwischen den Ergebnissen, die durch
Verwendung von Druck erzielt werden. Dies wird von jedem Block 46' und 48' erbracht, um
die Basis- und Ausweich-Soll-Stellgliedstromwerte
zu liefern, die im Algorithmus gemäß der Darstellung von 5A verwendet
werden.
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Obgleich
die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf die bevorzugten
Ausführungsformen
beschrieben wurde, weiß der
Fachmann, dass viele Änderungen
vorgenommen werden können
und dass für
Elemente der bevorzugten Ausführungsform gleichwertige
Varianten, ohne von der Erfindung abzuweichen, möglich sind. Die Kalibriertabelle
braucht beispielsweise keine gleichgroßen Bereiche in Inkrementen
von 24 mph bis 96 mph aufzuweisen. Es können gleichgroße Bereiche
bis zu einer höheren
Grenze auf der Basis von Straßengeschwindigkeitsgrenzen
bestehen und ein darüberstehender
Einzelbereich mit minimal unterstützter Servolenkung. Dies würde kleinere
Inkremente als 24 mph oder weniger Geschwindigkeitspunkte ermöglichen,
um die Tabelle zu vereinfachen. Daneben sind die hierin dargelegten
spezifischen Schaltpunkte als hilfreiche Elemente zur Erläuterung
des Anwendungsgebietes der Erfindung zu verstehen und können hinsichtlich
ihre Anzahl und Werte wesentlich abgewandelt werden und trotz allem
im Rahmen der vorliegenden Erfindung, so wie sie in den angehängten Ansprüchen dargelegt ist,
bleiben.