DE69935475T2

DE69935475T2 - Vorrichtung zur Ermittlung des Mittelpunktes des Lenkungswinkels und Servolenkung

Info

Publication number: DE69935475T2
Application number: DE69935475T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Osaka-shi Kaji; Masahiko Osaka-shi Sakamaki
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1999-07-31
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2019-08-01
Also published as: DE69935475D1; EP0978441B1; JP2000053011A; EP0978441A3; EP0978441A2; US6131059A; BR9903427A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts eines Lenkrades bei Geradeausfahrt eines Fahrzeugs, und insbesondere eine Servolenkvorrichtung mit einer derartigen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung.
Beispielsweise bei einer Servolenkvorrichtung, welche das Lenken durch Verwenden einer elektromotorgetriebenen Hydraulikpumpe als Quelle der Erzeugung von Öldruck unterstützt, muss bei der Geradeausfahrt des Fahrzeugs ohne Betätigung des Lenkrades ein durch den Elektromotor fließender lastfreier (Nicht-Last-) Strom eingestellt werden, um den Elektromotor zu steuern.
Besteht ferner eine Differenz zwischen einem tatsächlichen Lenkwinkelmittelpunkt und einem Lenkwinkelmittelpunkt, der eingestellt wurde, um eine Steuerung zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft entsprechend dem Abweichungsbetrag des Lenkwinkels von dem Lenkwinkelmittelpunkt des Lenkrades bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs ohne Betätigung des Lenkrades zu bewirken, wird ein Vorgang zur Kompensation der Differenz durchgeführt, um Schwankungen der Lenkeigenschaften zu verhindern.
In Bezug auf eine Vorrichtung zum Erkennen eines derartigen Lenkwinkelmittelpunkts beschreibt die Japanische Patentanmeldung 2-197465 (1990) eine derartige Vorrichtung, die mit einem Drehmomentsensor zum Erkennen eines Lenkdrehmoments und einem Lenkwinkelsensor zum Erkennen eines Lenkwinkels versehen ist, und die den Lenkwinkelmittelpunkt basierend auf dem Lenkwinkel erkennt, wenn das Lenkdrehmoment geringer als ein voreingestellter Wert ist, indem sie die Tatsache nutzt, dass das Lenkdrehmoment am Lenkwinkelmittelpunkt geringer wird.
Ferner beschreibt die geprüfte Japanische Patentanmeldung 6-43188 (1994) ein Verfahren, bei dem ein Lenkwinkelsensor den Lenkwinkel wiederholt erkennt und der Lenkwinkelmittelpunkt basierend auf einer statistischen Verteilung der Häufigkeit des Auftretens der erkannten Lenkwinkeldaten bestimmt wird.
Ferner beschreibt die Japanische Patentanmeldung 8-198129 (1996) ein Verfahren, bei dem Lenkwinkeldaten wiederholt innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums basierend auf einem provisorisch eingestellten Ursprung erkannt werden, die Variationsbreite der Lenkwinkeldaten festgestellt und mit einem voreingestellten Wert verglichen wird, ein hypothetischer Lenkwinkelmittelpunkt aus den Lenkwinkeldaten ermittelt, welche bei einer Variationsbreite erkannt wurden, die geringer als der voreingestellte Wert ist, und der Lenkwinkelmittelpunkt basierend auf der Häufigkeit des Auftretens mehrerer hypothetischer Lenkwinkelmittelpunkte erkannt wird, die zeitlich aufeinanderfolgend gefunden wurden.
Die genannten herkömmlichen Verfahren weisen jedoch Probleme dahingehend auf, dass ein Drehmomentsensor zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts erforderlich ist, dass eine große Menge an Lenkwinkeldaten erfasst werden muss, um eine genaue statistische Verteilung zu erhalten, mit dem Ergebnis, dass viel Zeit und Speicherplatz für die Daten aufgewendet werden muss, und dass die erfassten Daten in Abhängigkeit von den Fahrgewohnheiten der Fahrer und den Straßenzuständen stark variieren.
Darüber hinaus können die genannten Probleme nicht nur bei sogenannten Servolenkvorrichtungen auftreten, die eine Lenkunterstützung unter Verwendung einer elektromotorgetriebenen Hydraulikpumpe als Quelle der Erzeugung von Öldruck bewirken, sondern auch bei elektrischen Servolenkvorrichtungen, die einen Elektromotor als Quelle für die Erzeugung der Lenkunterstützungskraft verwenden.
Der Oberbegriff des Anspruchs 1 betrifft eine Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung wie sie in EP 0 546 789 A2 beschrieben ist. Diese Vorrichtung ermöglicht eine Schätzung des neutralen Punkts eines Lenkrads während der Fahrt des Fahrzeugs. Sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit die angegebene Geschwindigkeit erreicht hat, wird festgestellt, ob der Arbeitsdruck der hydraulischen Servolenkung bereits tatsächlich angestiegen ist und das Lenkrad über eine gewisse Zeit nicht wirklich zum Lenken betätigt wurde. Die Erkennungshäufigkeitsverteilung, welche den erkannten Radwinkeln entspricht, wird bestimmt. Der gewichtete Mittelwert wird anhand der Erkennungshäufigkeitsverteilung berechnet. Der gewichtete Mittelwert wird als der neutrale Punkt des Lenkrades geschätzt.
Überblick über die Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung, die keinen Drehmomentsensor erfordert, einen Lenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit erkennen kann, ohne durch die Fahrgewohnheiten von Fahrern und die Straßenzustände beeinträchtigt zu werden, und eine Verringerung der Speichergröße bewirkt, und eine Servolenkvorrichtung mit dieser Vorrichtung zu schaffen.
Die erfindungsgemäße Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung ist in Anspruch 1 definiert.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:
einen Stromdetektor zum Erkennen eines Antriebsstroms des Elektromotors, dessen Größe dem Lenkwinkel bezogen auf den Mittelpunkt des Lenkrades entspricht;
einen ersten Speicher zum Speichern des von dem Lenkwinkeldetektor erkannten Lenkwinkels und des von dem Stromdetektor erkannten Stroms bei jedem Zählen eines vorbestimmten Zeitraums durch den Zeitgeber; und
einen zweiten Speicher, der ein Paar aus Lenkwinkel und Strom, einschließlich des minimalen Stroms, jedes Mal speichert, wenn die Anzahl der in dem ersten Speicher gespeicherten Paare eine erste vorbestimmte Zahl übersteigt;
wobei die Statistikwertberechnungseinrichtung einen statistischen Wert der Lenkwinkel oder des Stroms, die in dem zweiten Speicher gespeichert sind, als den Wert berechnet, welcher den Lenkwinkelmittelpunkt wiedergibt.
Bei dieser Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung berechnet der Zeitgeber die Zeitspanne, in welcher die von der Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung berechnete Lenkwinkelgeschwindigkeit niedriger als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit ist, und in welcher auch die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor erkannte Geschwindigkeit höher als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist. Der erste Speicher speichert den von dem Lenkwinkeldetektor erkannten Lenkwinkel und den von dem Stromdetektor erkannten Strom jedes Mal, wenn der Zeitgeber eine vorbestimmte Zeit zählt. Jedes Mal, wenn die Anzahl der in dem ersten Speicher gespeicherten Paare eine vorbestimmte Anzahl erreicht, speichert der zweite Speicher ein Paar, das den minimalen Strom aufweist. Die Statistikwertberechnungseinrichtung berechnet einen statistischen Wert der in dem zweiten Speicher gespeicherten Lenkwinkel und die Wähleinrichtung wählt entweder den von der Statistikwertberechnungseinrichtung berechneten statistischen Wert oder einen der in dem zweiten Speicher gespeicherten Lenkwinkel als den Lenkwinkelmittelpunkt. Daher ist kein Drehmomentsensor erforderlich, und es ist möglich, den Lenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit zu erkennen, ohne dass eine Beeinflussung durch Fahrgewohnheiten der Fahrer oder durch Straßenzustände gegeben ist, und ferner ist eine Verringerung der Speichergröße möglich.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 3 berechnen die Statistikwertberechnungseinrichtung und die Wähleinrichtung einen statistischen Wert der Ströme anstelle der Lenkwinkel und wählen als den gegenwärtigen Strommittelpunkt denjenigen, welcher dem Lenkwinkelmittelpunkt entspricht. Daher ist kein Drehmomentsensor erforderlich, und es ist möglich, den Lenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit zu erkennen, ohne dass eine Beeinflussung durch Fahrgewohnheiten der Fahrer oder durch Straßenzustände gegeben ist, und ferner ist eine Verringerung der Speichergröße möglich.
Nach Anspruch 4 weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner auf: einen Lenkwinkelkumulator zum Kumulieren der von dem Lenkwinkeldetektor erkannten Lenkwinkel von dem Zeitpunkt an, zu dem der erste Speicher das Paar aus Lenkwinkel und Strom gespeichert hat, bis der Zeitgeber die vorbestimmte Zeit gezählt hat; und einen Kumulationswertkomparator zum Vergleichen des durch den Lenkwinkelkumulator kumulierten Wertes mit einem vorbestimmten Wert, wobei der erste Speicher den von dem Lenkwinkeldetektor erkannten Lenkwinkel und den von dem Stromdetektor erkannten Strom speichert, wenn der kumulierte Wert basierend auf einem Vergleichsergebnis des Kumulationswertkomparators größer als der vorbestimmte Wert ist.
Bei dieser Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung kumuliert der Lenkwinkelkumulator die von dem Lenkwinkeldetektor erkannten Lenkwinkel von dem Zeitpunkt an, zu dem der erste Speicher das Paar gespeichert hat, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Zeitgeber die vorbestimmte Zeit gezählt hat. Der Kumulationswertkomparator vergleicht den von dem Lenkwinkelkumulator kumulierten Wert mit dem vorbestimmten Wert, und der erste Speicher speichert den von dem Lenkwinkeldetektor erkannten Wert und den von dem Stromdetektor erkannten Strom basierend auf den Vergleichsergebnissen des Kumulationswertkomparators, wenn der kumulierte Wert größer als der vorbestimmte Wert ist. Daher ist kein Drehmomentsensor erforderlich, und es ist möglich, den Lenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit zu erkennen, ohne dass eine Beeinflussung durch Fahrgewohnheiten der Fahrer oder durch Stra ßenzustände gegeben ist, und ferner ist eine Verringerung der Speichergröße möglich. Selbst wenn beispielsweise bei einer Kreisfahrt des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit das Lenkrad in einer anderen Position als dem Lenkwinkelmittelpunkt gehalten wird und zahlreiche Ausgleichslenkvorgänge in der Nähe dieser Halteposition durchgeführt werden, tritt kein Versatz in der Erkennung in Bezug auf den Lenkwinkelmittelpunkt auf.
Nach Anspruch 5 ist die Erkennungsvorrichtung versehen mit: einer Abweichungsberechnungseinrichtung, welche die Abweichung der Lenkwinkel von einer zweiten vorbestimmten Zahl jedes Mal berechnet, wenn die Anzahl der in dem ersten Speicher gespeicherten Paare aus Lenkwinkel und Strom die zweite vorbestimmte Zahl erreicht; und einem Abweichungskomparator zum Vergleichen der von der Abweichungsberechnungseinrichtung berechneten Abweichung mit einer vorbestimmten Abweichung, wobei die Statistikwertberechnungseinrichtung den statistischen Wert berechnet, wenn die Abweichung basierend auf einem Vergleichsergebnis des Abweichungskomparators geringer als die vorbestimmte Abweichung ist.
Bei dieser Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung berechnet die Abweichungsberechnungseinrichtung jedes Mal, wenn die Anzahl der in dem ersten Speicher gespeicherten Paare die zweite vorbestimmte Anzahl erreicht hat, die Abweichung der Lenkwinkel der zweiten vorbestimmten Anzahl, und der Abweichungskomparator vergleicht die von der Abweichungsberechnungseinrichtung berechnete Abweichung mit der vorbestimmten Abweichung. Wenn die Vergleichsergebnisse des Abweichungskomparators zeigen, dass die Abweichung geringer ist als der vorbestimmte Lenkwinkel, kann die Statistikwertberechnungseinrichtung den statistischen Wert der in dem zweiten Speicher gespeicherten Lenkwinkel oder den statistischen Wert der in dem zweiten Speicher gespeicherten Ströme berechnen. Daher ist kein Drehmomentsensor erforderlich, und es ist möglich, den Lenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit zu erkennen, ohne dass eine Beeinflussung durch Fahrgewohnheiten der Fahrer oder durch Straßenzustände gegeben ist, und ferner ist eine Verringerung der Speichergröße möglich. Wenn die Lenkwinkel (hypothetischer Lenk winkelmittelpunkt) oder die Ströme (hypothetischer Strommittelpunkt), die in dem zweiten Speicher gespeichert sind, in hohem Maß variieren, werden sie erneut erkannt, so dass es möglich ist, die Genauigkeit des Erkennungsvorgangs zu verbessern.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Servolenkvorrichtung, die mit der vorgenannten Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung versehen ist.
Zusätzlich zu der Anwendung auf sogenannte hydraulische Servolenkvorrichtungen, die eine Lenkunterstützung durch Verwenden einer elektromotorgetriebenen Hydraulikpumpe als Quelle der Erzeugung von Öldruck bewirken, kann die Erfindung auf sogenannte elektrische Servolenkvorrichtungen angewendet werden, die einen Elektromotor als Quelle der Erzeugung einer Servolenkkraft verwenden, sowie auf Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtungen, die in solchen Servolenkvorrichtungen verwendet werden, und Fahrzeuge, die derartige Servolenkvorrichtungen aufweisen.
Die genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines wesentlichen Teils einer Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung und einer Servolenkvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine erläuternde Darstellung, welche einen Antriebsstrom eines in 1 dargestellten Elektromotors entsprechend einem Lenkwinkel am Mittelpunkt des Lenkrades zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung von Operationen der erfindungsgemäßen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung;
4 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung von Operationen der erfindungsgemäßen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung;
5 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung von Operationen der erfindungsgemäßen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung;
6 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung von Operationen der erfindungsgemäßen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung; und
7 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung von Operationen der erfindungsgemäßen Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung.
Detaillierte Erfindungsbeschreibung
Unter Bezugnahme auf die Figuren werden in der folgenden Beschreibung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erörtert.
1 zeigt ein Blockschaltbild des Aufbaus eines wesentlichen Teils einer Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung und einer Servolenkvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Servolenkvorrichtung legt eine Motorantriebsschaltung 2 entsprechend einem Sollwert der angelegten Spannung, der von einer Sollwertbestimmungseinrichtung 12 festgelegt wird, eine Spannung an einen Elektromotor (M) 4 an, um diesen zu drehen. Der Elektromotor 4 treibt eine Hydraulikpumpe (P) 5, damit diese Arbeitsfluid an ein Regelventil 6 ausgeben kann, wodurch Öldruck erzeugt wird.
Wenn ein Lenkrad 7 betätigt wird und eine (nicht dargestellte) Getriebevorrichtung, die ein am unteren Ende der Lenkradwelle angebrachtes Zahnrad 6c Aufweist, betätigt wird, regelt das Regelventil 6 den an die mit einem (nicht dargestellten) Hydraulikzylinder verbundenen Rohrleitungen 6a und 6b ausgegebenen Öldruck. Der Hydraulikzylinder wird somit betätigt, so dass eine dem Lenkbetätigungsbetrag entsprechende Lenkkraft in der Betätigungsrichtung des Lenkrads 7 erzeugt wird.
Das Arbeitsfluid durchläuft einen Hydraulikkreis, der durch die Hydraulikpumpe 5, das Regelventil 6, den Hydraulikzylinder, einen Ölversorgungstank 5a, etc. gebildet ist.
Eine Motorstromerkennungsschaltung (Stromdetektor) zum Erkennen des durch den Elektromotor 4 fließenden Stroms (Antriebsstroms) I ist mit der Motorantriebsschaltung 2 verbunden, und der Motorstrom I kann eine Größe haben, die dem Lenkwinkel θ von dem Mittelpunkt des Lenkrades 7 aus entspricht, wie in 2 dargestellt. Ferner erzeugt die Motorstromerkennungsschaltung 3 ein Motorstromerkennungssignal und gibt dieses in eine CPU 1 und eine Berechnungsschaltung 11 ein.
Die CPU 1 erkennt und speichert das Motorstromerkennungssignal (Strommittelpunkterkennungssignal), das ausgegeben wird, wenn der Lenkwinkel des Lenkrads 7 sich bei nicht belasteter Servolenkvorrichtung am Mittelpunkt befindet, wobei der Motorstrom berücksichtigt wird, der in Abhängigkeit von der Öltemperatur schwankt. Die Berechnungsschaltung 11 subtrahiert das von der CPU 1 ausgegebene Erkennungssignal des nicht belasteten Stroms von dem Motorstromerkennungssignal, das von der Motorstromerkennungsschaltung 3 ausgegeben wird, wodurch der Betrag des Anstiegs des Motorstromerkennungssignals im Vergleich mit demjenigen des unbelasteten Zustands der Servolenkvorrichtung an die Sollwertbestimmungseinrichtung 12 ausgegeben wird.
Die Sollwertbestimmungseinrichtung 12 regelt die an den Elektromotor 4 anzulegende Spannung derart, dass sie basierend auf dem Betrag des Anstiegs des Motorstromerkennungssignals im Vergleich mit demjenigen des unbelaste ten Zustands der Servolenkvorrichtung auf einen hohen oder einen niedrigen Pegel geschaltet wird.
An der Lenkradwelle des Lenkrads 7 ist ein aus einem Drehcodierer etc. bestehender Lenkwinkeldetektor 7a zum Erkennen des Lenkwinkels des Lenkrads 7 angebracht. Ein von dem Lenkwinkeldetektor 7a ausgegebenes Lenkwinkelsignal wird einer Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 8 zugeführt und die Winkelgeschwindigkeit wird auf der Basis der Abweichung desselben berechnet. Ferner wird das Lenkwinkelsignal auch einem Lenkwinkelkumulator 9 zugeführt, so dass dessen Abweichung während eines von der CPU 1 vorgegebenen Zeitraums gezählt wird, um einen kumulierten Lenkwinkel zu erhalten.
Ferner wird der CPU 1 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zugeführt, das von einem zum Erkennen der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs vorgesehenen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 erkannt wird. Die CPU 1 spezifiziert den Lenkwinkelmittelpunkt und den Strommittelpunkt (nicht belasteter Strom) basierend auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, dem von dem Lenkwinkeldetektor 7a ausgegebenen Lenkwinkelsignal, dem als Ergebnis der Berechnung in der Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 8 erhaltenen Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal, dem durch den Lenkwinkelkumulator 9 kumulierten Kumulationslenkwinkelsignal, und dem Motorstromerkennungssignal, welches die Motorstromerkennungsschaltung 3 ausgegeben hat.
Die nachfolgende Beschreibung erörtert die Funktionsweise einer Servolenkvorrichtung mit der vorgenannten Ausbildung.
Bei der Servolenkvorrichtung dieses Typs verringert die Sollwertbestimmungseinrichtung 12, wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt wird und keine Lenkunterstützungskraft erforderlich ist (das heißt, der durch den Elektromotor 4 fließende Strom ist gering), den Sollwert der an den Elektromotor 4 anzulegenden Spannung, um so den Energieverbrauch zu senken, wodurch die Ausgangsleistung des Elektromotors 4 verringert wird.
Wenn im Gegensatz dazu das Lenkrad 7 betätigt und das Regelventil 6 betrieben wird, steigt der Öldruck. Der Anstieg des Öldrucks bewirkt einen Anstieg der Last des Elektromotors 4, wodurch der durch den Elektromotor 4 fließende Strom ansteigt. Wenn der Betrag des Anstiegs des Motorstromerkennungssignals, das von der Berechnungsschaltung 11 ausgegeben wird, im Vergleich mit dem unbelasteten Stromerkennungssignal, das von der CPU 1 ausgegeben wird, einen vorbestimmten Wert erreicht hat, erhöht die Sollwertbestimmungseinrichtung 12 den Sollwert der an den Elektromotor 4 anzulegenden Spannung, so dass die Ausgangsleistung des Elektromotors 4 zum Erzeugen einer Lenkunterstützungskraft erhöht wird.
In dem Fall, dass die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 erkannte Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist (beispielsweise "5 km/h") (wodurch angegeben ist, dass das Fahrzeug fährt) und geringer als eine zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist (beispielsweise "50 km/h"), erfasst die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung, wenn die von der Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 8 berechnete Lenkwinkelgeschwindigkeit während einer als vorbestimmter Zeitraum definierten ersten vorbestimmten Zeit (beispielsweise "1 Sekunde") durchgehend ungefähr Null ist, den Lenkwinkel θ_k von dem Lenkwinkeldetektor 7a und den Strom I_k von der Motorstromerkennungsschaltung 3, wodurch ein eingebauter Speicher 1m (erster Speicher) in der CPU 1 diese speichern kann.
Wenn die Anzahl der Paare von Lenkwinkel θ_k und Strom I_k eine vorbestimmte Anzahl "n" (beispielsweise "3") erreicht hat, wählt die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung das Paar, das den minimalen Strom aufweist, und speichert dieses in dem Speicher 1m (zweiter Speicher) als hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkt θ_h und hypothetischen Strommittelpunkt I_h.
Wenn die in dem Speicher im gespeicherte Anzahl der Paare aus hypothetischem Lenkwinkelmittelpunkt θ_h und hypothetischem Strommittelpunkt I_h eine zweite vorbestimmte Anzahl "m" (beispielsweise "2") erreicht hat, berechnet die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung die Abweichung innerhalb der Anzahl "m" von hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkten θ_h. Wenn keine Abweichung unter den hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkten θ_h festgestellt wird, das heißt, die Anzahl m der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h ungefähr gleich ist, wird ein Durchschnittswert als statistischer Wert der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h berechnet, und dieser Durchschnittswert oder einer der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h, der dem Durchschnittswert nahe ist, wird ausgewählt und als Lenkwinkelmittelpunkt θ₀ definiert.
Anstatt den Durchschnittswert der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h zu berechnen, kann ein Durchschnittswert der hypothetischen Strommittelpunkte I_h berechnet werden, so dass dieser Durchschnittswert oder einer der hypothetischen Strommittelpunkte I_h der dem Durchschnittswert nahe liegt, gewählt und als Strommittelpunkt I_h definiert wird.
In dem Fall, dass ein Fahrzeug beispielsweise mit konstanter Geschwindigkeit im Kreis fährt, das heißt, das Lenkrad in einer anderen Position als dem Lenkwinkelmittelpunkt gehalten wird, und wenn zahlreiche variierende Lenkbewegungen um diese Halteposition durchgeführt werden, kann das vorgenannte Erfassungsverfahren Abweichungen in dem Mittelpunkt bewirken.
Aus diesem Grund kann die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung das Erfassen unterdrücken, wenn beim Erfassen des Lenkwinkels θ_k und des Stroms I_k der seit der vorherigen Erfassung kumulierte Lenkwinkel nicht größer ist als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise "30 Grad").
Anders ausgedrückt: wenn ein Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit (beispielsweise "100 km/h") fährt, werden kaum starke Lenkvorgänge ausgeführt. Daher wird die vorgenannte Mittelpunkterkennungsoperation nicht durchgeführt.
Infolgedessen führt die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung die nachfolgende Mittelpunkterkennungsoperation in dem Fall aus, in dem die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 erkannte Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist (beispielsweise "50 km/h").
Wenn die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 erkannte Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, erfasst die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung, wenn die von der Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 8 während eines zweiten vorbestimmten Zeitraums (beispielsweise "10 Sekunden") durchgehend ungefähr "Null" beträgt, jeweils einen Lenkwinkel θ_j von dem Lenkwinkeldetektor 7a und einen Strom I_j von der Motorstromerkennungsschaltung 3 und definiert diese als einen hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkt θ_j und einen hypothetischen Strommittelpunkt I_j, wodurch diese in den Speicher 1m gespeichert werden können.
Wenn die in dem Speicher 1m gespeicherte Anzahl der Paare aus hypothetischem Lenkwinkelmittelpunkt θ_j und hypothetischem Strommittelpunkt I_j eine dritte vorbestimmte Anzahl "p" (beispielsweise "2") erreicht hat, berechnet die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung die Abweichung innerhalb der Anzahl "p" von hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkten θ_j. Wenn keine Abweichung in der Anzahl "p" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j festgestellt wird, das heißt, die Anzahl "p" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j ungefähr gleich ist, wird ein Durchschnittswert als statistischer Wert der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j berechnet, und dieser Durchschnittswert oder einer der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j, der dem Durchschnittswert nahe ist, wird ausgewählt und als Lenkwinkelmittelpunkt θ₀ definiert.
Anstatt den Durchschnittswert der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j zu berechnen, kann ein Durchschnittswert der hypothetischen Strommittelpunkte I_j berechnet werden, so dass dieser Durchschnittswert oder einer der hypothetischen Strommittelpunkte I_j, der dem Durchschnittswert nahe liegt, gewählt und als Strommittelpunkt I₀ definiert wird.
Bei dem zuvor genannten Erfassungsverfahren wird der Mittelpunkt beispielsweise in "20 Sekunden" bestimmt; jedoch besteht die Möglichkeit, dass ein Zeitraum der Kreisfahrt "20 Sekunden" entlang einer langen Kurve mit einem konstanten Radius, beispielsweise auf Autobahnen, überschritten wird.
Aus diesem Grund kann die Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung das Erfassen unterdrücken, wenn beim Erfassen des Lenkwinkels θ_j und des Stroms I_j seit der vorhergehenden Erfassung ein dritter vorbestimmter Zeitraum (beispielsweise "30 Sekunden") nicht abgelaufen ist.
Die 3 bis 7 sind Flussdiagramme, welche die Operationen der erfindungsgemäßen Lenkmittelpunkterkennungsvorrichtungen darstellen. Unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 3 bis 7 wird in der folgenden Beschreibung die Funktionsweise jeder der Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtungen erörtert.
Beim Einschalten des Stromschalters einer Servolenkvorrichtung definiert die CPU 1 einen von dem Lenkwinkeldetektor 7a erkannten Lenkwinkel als die Position "0" bezogen auf den Lenkwinkel (S2). Anschließend setzt die CPU 1 die Parameter j, k und h auf "0" zurück, und setzt einen ersten Zeitgeber 1a (Zeitgeber), einen zweiten Zeitgeber 1b und einen dritten Zeitgeber 1c, welche in diese eingebaut sind, sowie den Lenkwinkelkumulator 9 zurück (S4).
Anschließend liest die CPU 1 die Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 19 (S6) und vergleicht diese mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise "5 km/h") (S7). Wenn die gelesene Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, vergleicht die CPU 1 sie mit der zweiten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise "50 km/h") (S8), und wenn die gelesene Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als die zweite vorbestimmte Fahr zeuggeschwindigkeit ist, ermöglicht sie das Starten des ersten Zeitgebers 1a (S10).
Wenn in S7 die gelesene Fahrzeuggeschwindigkeit nicht höher als die erste vorbestimmte Geschwindigkeit (beispielsweise "5 km/h") ist, kehrt der Ablauf zu S6 zurück, und die CPU 1 liest erneut eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 aus.
Nachdem der erste Zeitgeber 1a in S10 starten konnte, liest die CPU 1 eine Lenkwinkelgeschwindigkeit aus der Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 8 aus (S12) und vergleicht sie mit einer vorbestimmten Lenkwinkelgeschwindigkeit nahe "0" (S14).
Der Vorgang des Lesens der Lenkwinkelgeschwindigkeit in S12 und der Vorgang des Vergleichs zwischen der Lenkwinkelgeschwindigkeit und der vorbestimmten Lenkwinkelgeschwindigkeit in S14 werden mehrfach entsprechend dem Erfassungszyklus der CPU 1 wiederholt. Zu diesem Zeitpunkt prüft die CPU 1, ob der Parameter k "0" ist (S22), wenn, während einer Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem der erste Zeitgeber 1a die erste vorbestimmte Zeit (beispielsweise "1 Sekunde") gezählt hat (S16), bis er zurückgesetzt wird (S18), die gelesene Lenkwinkelgeschwindigkeit durchgehend geringer als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit ist, das heißt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit in S14 kontinuierlich nahezu "0" ist.
Wenn zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der erste Zeitgeber 1a die erste vorbestimmte Zeit bei S16 gezählt hat, und dem Zeitpunkt des Rücksetzens bei S18 die gelesene Lenkwinkelgeschwindigkeit bei S14 höher als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit wird, setzt die CPU 1 den Zeitgeber 1a zurück (S20). Dann kehrt der Ablauf nach S6 zurück und die CPU 1 liest eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 und startet das Erfassen neu, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 vorzunehmen.
Wenn der Parameter k bei S22 "0" ist, liest die CPU 1 einen Lenkwinkel θ_k aus dem Lenkwinkeldetektor 7a und ferner einen Strom I_k aus der Motorstromerkennungsschaltung 3 und speichert diese in dem Speicher 1m (S24). Anschließend fügt die CPU 1 "1" zu dem Parameter k hinzu (S26) und prüft sodann, ob der Parameter k die erste vorbestimmte Anzahl "n" erreicht hat (beispielsweise "3") (S28).
Wenn der Parameter k bei S28 nicht die erste vorbestimmte Anzahl "n" erreicht hat, ermöglicht die CPU 1 dem Lenkwinkelkumulator 9 das Kumulieren der Lenkwinkel zu beginnen (S48) und der Ablauf kehrt zu S6 zurück, wo die CPU 1 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 20 liest und die Erfassung erneut beginnt, um bei S7 einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit durchzuführen.
Wenn der Parameter k bei S22 nicht "0" ist, liest die CPU 1 den kumulierten Lenkwinkel seit den vorhergehenden Lesevorgängen des Lenkwinkels θ_k und des Stroms I_k aus dem Lenkwinkelkumulator 9 (S42) und vergleicht diesen mit einer vorbestimmten Größe (beispielsweise "30 Grad") (S44). Wenn der gelesene kumulierte Lenkwinkel nicht kleiner als die vorbestimmte Größe ist, setzt die CPU 1 den Lenkwinkelkumulator 9 zurück (S46) und die Abfolge kehrt zu S24 zurück, wo die CPU 1 einen Lenkwinkel θ_k aus dem Lenkwinkeldetektor 7a liest, einen Strom I_k aus der Motorstromerkennungsschaltung 3 liest und diese in dem Speicher 1m speichert.
Wenn der derart gelesene kumulierte Lenkwinkel bei S44 kleiner als die vorbestimmte Größe ist, kehrt der Ablauf zu S6 zurück, wo die CPU 1 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 liest und die Erfassung neu beginnt, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 durchzuführen.
Wenn der Parameter k die erste vorbestimmte Anzahl "n" in S28 erreicht hat, setzt die CPU 1 den Parameter k auf "0" zurück (S30) und wählt das Paar, das den minimalen Strom I_k enthält, aus der Anzahl "n" von Paaren aus Lenkwin kel θ_k und Strom I_k aus, und speichert diese in dem Speicher 1m als hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkt θ_h und hypothetischen Strommittelpunkt I_h (S32) und addiert "1" zu dem Parameter h (S34).
Anschließend prüft die CPU 1, ob der Parameter h die zweite vorbestimmte Anzahl "m" (beispielsweise "2") erreicht hat (S36), und wenn der Parameter h nicht die zweite vorbestimmte Anzahl "m" erreicht hat, kehrt der Ablauf zu S6 zurück, wo die CPU 1 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 liest und das Erfassen erneut beginnt, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 durchzuführen.
Wenn jedoch der Parameter h die zweite vorbestimmte Anzahl "m" bei S36 erreicht hat, berechnet die CPU 1 die Abweichung innerhalb der Anzahl "m" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h und vergleicht die Abweichung mit einem vorbestimmten Lenkwinkel (S38). Wird in S38 keine Variation innerhalb der Anzahl "m" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h festgestellt, das heißt, die Abweichung ist nicht größer als der vorbestimmte Lenkwinkel, berechnet die CPU 1 den Durchschnittswert der Anzahl "m" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h (S39) und wählt diesen Durchschnittswert oder einen der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h, der dem Durchschnittswert nahe ist, um diesen als den Lenkwinkelmittelpunkt θ₀ zu definieren (S40).
Wird hingegen eine Schwankung innerhalb der Anzahl "m" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h bei S38 festgestellt, und wenn die Abweichung größer als der vorbestimmte Lenkwinkel ist, setzt die CPU 1 den Parameter h auf "0" zurück (S49) und der Ablauf kehrt zu S6 zurück, wo die CPU 1 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 liest und die Erfassung neu beginnt, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 durchzuführen.
Wie in einem Flussdiagramm gemäß 6 mit einem anderen Aufbau dargestellt, kann die CPU 1, wenn innerhalb der Anzahl "m" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_h bei S38 keine Variation festgestellt wird, das heißt, die Abweichung ist nicht größer als der vorbestimmte Lenkwinkel, den Durchschnittswert der Anzahl "m" der hypothetischen Strommittelpunkte I_h berechnen (S80) und diesen Durchschnittswert oder einen der hypothetischen Strommittelpunkte I_h, der dem Durchschnittswert nahe ist, wählen, um diesen als den Strommittelpunkt I₀ zu definieren (S82). Da in diesem Fall die anderen Abläufe des Flussdiagramms der 6 gleich denen des Flussdiagramms der 4 sind, entfällt hier deren Beschreibung.
Ist die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 bei S6 gelesene Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die erste vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise "5 km/h") bei S7, und ist sie höher als die zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise "50 km/h") bei S8, ermöglicht sie das Starten des zweiten Zeitgebers 1b (S50).
Nachdem sie das Starten des zweiten Zeitgebers 1b bei S50 ermöglicht hat, liest die CPU 1 eine Lenkwinkelgeschwindigkeit aus der Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 8 (S52) und vergleicht diese mit der vorbestimmten Lenkwinkelgeschwindigkeit, die nahe "0" ist (S54).
Anschließend werden der Vorgang des Lesens der Lenkwinkelgeschwindigkeit bei S52 und der Vorgang des Vergleichens der Lenkwinkelgeschwindigkeit mit der vorbestimmten Lenkwinkelgeschwindigkeit bei S54 entsprechend dem Erfassungszyklus der CPU 1 wiederholt ausgeführt, und wenn während eines Zeitraums von dem Zeitpunkt, zu dem der zweite Zeitgeber 1b die zweite vorbestimmte Zeit (beispielsweise "10 Sekunden") gezählt hat (S56), bis zum Zurücksetzen desselben (S58) die gelesene Lenkwinkelgeschwindigkeit durchgehend geringer ist als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit bei S54, das heißt, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit durchgehend ungefähr "0" ist, prüft die CPU 1, ob der Parameter j "0" ist (S60).
Wenn zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der zweite Zeitgeber 1b die zweite vorbestimmte Zeit bei S56 gezählt hat, und dem Zeitpunkt des Rücksetzens bei S58 die gelesene Lenkwinkelgeschwindigkeit bei S54 höher als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit wird, setzt die CPU 1 den zweiten Zeitgeber 1b (S70) zurück. Der Ablauf kehrt dann zu S6 zurück und die CPU 1 liest eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 und beginnt eine neue Erfassung, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 durchzuführen.
Wenn der Parameter j bei S60 "0" ist, liest die CPU 1 einen Lenkwinkel θ_j aus dem Lenkwinkeldetektor 7a und liest ferner einen Strom I_j aus der Motorstromerkennungsschaltung 3 und speichert diese in dem Speicher 1m jeweils als hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkt θ_j und hypothetischen Strommittelpunkt I_j (S62). Anschließend addiert die CPU 1 "1" zu dem Parameter j (S64) und prüft sodann, ob der Parameter j die dritte vorbestimmte Anzahl "p" (beispielsweise "2") erreicht hat (S66).
Hat der Parameter j nicht die dritte vorbestimmte Anzahl "p" bei S66 erreicht, ermöglicht die CPU 1 das Starten des dritten Zeitgebers 1c (S76) und der Ablauf kehrt zu S6 zurück, wo die CPU 1 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 liest und das Erfassen erneut startet, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 durchzuführen.
Wenn der Parameter j bei S60 nicht "0" ist, prüft die CPU 1, ob der dritte Zeitgeber 1c die dritte vorbestimmte Zeit (beispielsweise "30 Sekunden") seit dem letzten Lesen des hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkts θ_j und des hypothetischen Strommittelpunkt I_j gezählt hat (S72). Wenn die dritte vorbestimmte Zeit gezählt wurde, setzt die CPU 1 den dritten Zeitgeber 1c zurück (S74) und der Ablauf kehrt zu S63 zurück, wo die CPU einen Lenkwinkel θ_j aus dem Lenkwinkeldetektor 7a und ferner einen Strom I_j aus der Motorstromerkennungsschaltung 3 liest und diese in dem Speicher 1m als hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkt θ_j und hypothetischen Strommittelpunkt I_j speichert.
Wenn der dritte Zeitgeber 1c die dritte vorbestimmte Zeit bei S72 nicht gezählt hat, kehrt der Ablauf zu S6 zurück, wo die CPU 1 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 liest und die Erfassung neu beginnt, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 durchzuführen.
Wenn jedoch der Parameter j die dritte vorbestimmte Anzahl "p" bei S66 erreicht hat, berechnet die CPU 1 die Abweichung innerhalb der Anzahl "p" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j und vergleicht die Abweichung mit einem vorbestimmten Lenkwinkel (S67). Wird in S67 keine Variation innerhalb der Anzahl "p" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j festgestellt, das heißt, die Abweichung ist nicht größer als der vorbestimmte Lenkwinkel, berechnet die CPU 1 den Durchschnittswert der Anzahl "p" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j (S68) und wählt diesen Durchschnittswert oder einen der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j, der dem Durchschnittswert nahe ist, um diesen als den Lenkwinkelmittelpunkt θ₀ zu definieren (S69).
Wird hingegen eine Schwankung innerhalb der Anzahl "p" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j bei S67 festgestellt, und wenn die Abweichung größer als der vorbestimmte Lenkwinkel ist, setzt die CPU 1 den Parameter j auf "0" und den dritten Zeitgeber 1c auf "1" zurück (S78) und der Ablauf kehrt zu S6 zurück, wo die CPU 1 eine Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 10 liest und die Erfassung neu beginnt, um einen Vergleich mit der ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit bei S7 durchzuführen.
Wie in einem Flussdiagramm gemäß 7 mit einem anderen Aufbau dargestellt, kann die CPU 1, wenn innerhalb der Anzahl "p" der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte θ_j bei S67 keine Variation festgestellt wird, das heißt, die Abweichung ist nicht größer als der vorbestimmte Lenkwinkel, den Durchschnittswert der Anzahl "p" der hypothetischen Strommittelpunkte I_j berechnen (S84) und diesen Durchschnittswert oder einen der hypothetischen Strommittelpunkte I_j, der dem Durchschnittswert nahe ist, wählen, um diesen als den Strommittelpunkt I₀ zu definieren (S86). Da in diesem Fall die anderen Abläufe des Flussdiagramms der 7 gleich denen des Flussdiagramms der 5 sind, entfällt hier deren Beschreibung.
Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wird der Durchschnittswert der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte oder der hypothetischen Strommittelpunkte berechnet, und entweder der Durchschnittswert oder einer der hypothetischen Lenkwinkelmittelpunkte oder der hypothetischen Strommittelpunkte, der dem Durchschnittswert nahe ist, wird ausgewählt, um als Lenkwinkelmittelpunkt θ₀ oder Strommittelpunkt I₀ definiert zu werden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Durchschnittswert begrenzt, sondern es können andere statistische Werte wie Modus, Mittelwert und dergleichen verwendet werden.
Wie zuvor beschrieben ist bei der Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung und der Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kein Drehmomentsensor erforderlich, so dass es möglich ist, den Lenkwinkelmittelpunkt mit großer Genauigkeit zu erkennen, ohne durch die Fahrgewohnheiten des Fahrers oder die Straßenzustände beeinflusst zu werden, und ferner eine Verringerung der Speichergröße möglich ist.
Darüber hinaus wurde bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen die Erläuterung auf das Beispiel von sogenannten hydraulischen Servolenkvorrichtungen bezogen, welche die Lenkung mittels einer elektromotorgetriebenen Hydraulikpumpe als Quelle der Erzeugung des Öldrucks unterstützen, jedoch ist die genannte Erfindung auch auf sogenannte elektrische Servolenkvorrichtungen anwendbar, die einen Elektromotor als Quelle der Erzeugung der Lenkunterstützungskraft verwenden, sowie auf in diesen Servolenkvorrichtungen verwendete Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtungen und Fahrzeuge mit derartigen Servolenkvorrichtungen.

Claims

Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung zum Erkennen des Lenkwinkelmittelpunkts (θ₀) des Lenkrades (7) eines Fahrzeugs mit einer Servolenkvorrichtung, welche einen Elektromotor (4) umfasst, der das Lenken unterstützt und durch welchen ein Strom (I_k) mit einer Größe fließt, die dem auf den Mittelpunkt (θ₀) des Lenkrades (7) bezogenen Lenkwinkel (θ_k) entspricht, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, mit: einem Lenkwinkeldetektor (7a) zum Erkennen des Lenkwinkels (θ_k) des Lenkrades (7); einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (10) zum Erkennen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs; einem Fahrzeuggeschwindigkeitskomparator (1) zum Vergleichen der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (10) erkannten Geschwindigkeit mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit; einer Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung (8) zum Berechnen der Lenkwinkelgeschwindigkeit basierend auf dem von dem Lenkwinkeldetektor (7a) erkannten Lenkwinkel (θ_k); einem Lenkwinkelgeschwindigkeitskomparator (1) zum Vergleichen der von der Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung (8) berechneten Lenkwinkelgeschwindigkeit mit einer vorbestimmten Lenkwinkelgeschwindigkeit; einem Zeitgeber (1a) zum Zählen einer kontinuierlichen Zeitperiode während der die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (10) er kannte Geschwindigkeit basierend auf einem Vergleichsergebnis des Fahrzeuggeschwindigkeitskomparators (1) höher ist, als die vorbestimmte Geschwindigkeit, und während der ferner die durch die Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung (8) berechnete Lenkwinkelgeschwindigkeit basierend auf einem Vergleichsergebnis des Lenkwinkelgeschwindigkeitskomparators (1) geringer ist, als die vorbestimmte Lenkwinkelgeschwindigkeit; und einer Statistikwertberechnungseinrichtung (1) zum statistischen Berechnen eines Wertes, der den Lenkwinkelmittelpunkt (θ₀) wiedergibt, gekennzeichnet durch einen Stromdetektor (3) zum Erkennen eines Antriebsstroms (I_k) des Elektromotors (4), dessen Größe dem Lenkwinkel (θ_k) bezogen auf den Mittelpunkt des Lenkrades (7) entspricht; einen ersten Speicher (1m) zum Speichern des von dem Lenkwinkeldetektor (7a) erkannten Lenkwinkels (θ_k) und des von dem Stromdetektor (3) erkannten Stroms (I_k) bei jedem Zählen eines vorbestimmten Zeitraums durch den Zeitgeber (1a); und einen zweiten Speicher (1m), der ein Paar aus Lenkwinkel (θ_h) und Strom (I_h), einschließlich des minimalen Stroms (I_k), jedes Mal speichert, wenn die Anzahl der in dem ersten Speicher (1m) gespeicherten Paare eine erste vorbestimmte Zahl (n) übersteigt; wobei die Statistikwertberechnungseinrichtung (1) einen statistischen Wert der Lenkwinkel (θ_h) oder des Stroms (I_h), die in dem zweiten Speicher (1m) gespeichert sind, als den Wert berechnet, welcher den Lenkwinkelmittelpunkt (θ₀) wiedergibt.
Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Statistikwertberechnungseinrichtung (1) einen statistischen Wert der Lenkwinkel (θ_h), die in dem zweiten Speicher (1m) gespeichert sind, als den Wert berechnet, welcher den Lenkwinkelmittelpunkt (θ₀) wiedergibt, und der von der Statistikwertberechnungseinrichtung (1) berechnete statistische Wert als der Lenkwinkelmittelpunkt (θ₀) des Lenkrades (7) erkannt wird.
Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Statistikwertberechnungseinrichtung (1) einen statistischen Wert der Ströme (I_h), die in dem zweiten Speicher (1m) gespeichert sind, als den Wert berechnet, welcher einen dem Lenkwinkelmittelpunkt (θ₀) entsprechenden Strommittelpunkt (I₀) wiedergibt, und der Lenkwinkel, welcher dem von der Statistikwertberechnungseinrichtung (1) berechneten Strommittelpunkt (I₀) entspricht, als der Lenkwinkelmittelpunkt (θ₀) des Lenkrades (7) erkannt wird.
Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit: einem Lenkwinkelkumulator (9) zum Kumulieren der von dem Lenkwinkeldetektor (7a) erkannten Lenkwinkel (θ_k) von dem Zeitpunkt an, zu dem der erste Speicher (1m) das Paar aus Lenkwinkel (θ_k) und Strom (I_k) gespeichert hat, bis der Zeitgeber (1a) die vorbestimmte Zeit gezählt hat; und einem Kumulationswertkomparator (1) zum Vergleichen des durch den Lenkwinkelkumulators (9) kumulierten Wertes mit einem vorbestimmten Wert; wobei der erste Speicher (1m) den von dem Lenkwinkeldetektor (7a) erkannten Lenkwinkel (θ_k) und den von dem Stromdetektor (3) erkannten Strom (I_k) speichert, wenn der kumulierte Wert basierend auf einem Vergleichsergebnis des Kumulationswertkomparators (1) größer als der vorbestimmte Wert ist.
Lenkwinkelmittelpunkterkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einer Abweichungsberechnungseinrichtung (1), welche die Abweichung der Lenkwinkel (θ_k) von einer zweiten vorbestimmten Zahl (m) jedes Mal berechnet, wenn die Anzahl der in dem ersten Speicher (1m) gespeicherten Paare aus Lenkwinkel (θ_h) und Strom (I_h) die zweite vorbestimmte Zahl (m) erreicht; und einem Abweichungskomparator (1) zum Vergleichen der von der Abweichungsberechnungseinrichtung (1) berechneten Abweichung mit einer vorbestimmten Abweichung, wobei die Statistikwertberechnungseinrichtung (1) den statistischen Wert berechnet, wenn die Abweichung basierend auf einem Vergleichsergebnis des Abweichungskomparators (1) geringer als die vorbestimmte Abweichung ist.
Servolenkvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Lenkmittelpunkterkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.