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QUERVERWEIS
AUF EIN BEZUGSDOKUMENT
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Die
vorliegende Erfindung beansprucht den Vorzug der Japanischen Patentanmeldung
Nr. 2004-37765, eingereicht am 16. Februar 2004, deren Offenbarung
hierin durch Verweis eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine elektrische Servolenkungsvorrichtung,
die mit einem Lenkunterstützungsmotor
ausgestattet ist, um ein Lenken eines Lenkrads zu unterstützen.
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Die
japanische Patenterstveröffentlichung Nr.
2003-267248 offenbart eine elektrische Servolenkungsvorrichtung,
welche derart arbeitet, dass sie ein Lenkdrehmoment einer Lenkwelle
eines Kraftfahrzeugs misst und einen Elektromotor (das heißt einen Lenkunterstützungsmotor)
als eine Funktion des gemessenen Lenkdrehmoments steuert, um ein
Lenkunterstützungsdrehmoment
an der Lenkwelle zu erzeugen.
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Elektrische
Servolenkungsvorrichtungen des Typs, wie er in der vorhergehenden
Veröffentlichung gelehrt
wird, weisen den Nachteil auf, dass dann, wenn der Fahrer das Fahrzeug
mit niedrigen Geschwindigkeiten in die Garage bringt, wobei kleine Kurven
gefahren werden, es eine Menge Zeit und Aufwand seitens des Fahrers
erfordert, was zur Ermüdung
des Fahrers führt.
Insbesondere dann, wenn der Fahrer das Fahrzeug rückwärts in die
Garage fährt,
muss der Fahrer das Lenkrad betätigen,
während
er die Sicherheit hinter dem Fahrzeug sicherstellt. Der Fahrer kann
daher zu stark drehen oder zu stark zurückdrehen, was eine Schwierigkeit
beim richtigen Bewegen des Fahrzeugs in die Garage hervorruft.
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In
jüngster
Zeit sind Kraftfahrzeuge verwendet worden, welche mit einer hinteren Überwachungskamera
ausgestattet sind oder im Stande sind, unter Verwendung einer derartigen
hinteren Überwachungskamera
oder eines hinteren Sensors automatisch rückwärts in die Garage gebracht
zu werden, was jedoch zu erhöhten
Kosten des Fahrzeugs führt.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb eine hauptsächliche
Aufgabe der Erfindung, die Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
für Fahrzeuge
zu schaffen, welche derart aufgebaut ist, dass sie einen Lenkaufwand
des Fahrers minimiert.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Servolenkungsvorrichtung
geschaffen, welche in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Die
elektrische Servolenkungsvorrichtung weist auf: (a) einen Motor,
der derart arbeitet, dass er ein Lenkunterstützungsdrehmoment erzeugt, wenn ein
Lenkrad eines Fahrzeugs gedreht wird; (b) einen Drehmomentsensor,
der derart arbeitet, dass er ein Lenkdrehmoment misst; (c) einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der derart arbeitet, dass er eine
Geschwindigkeit des Fahrzeugs misst; (c) eine Lenkgeschwindigkeits-Bestimmungsschaltung,
die derart arbeitet, dass sie eine Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads
bestimmt; (d) eine Motorsteuerung, die derart arbeitet, dass sie
einen Betrieb des Motors auf der Grundlage des Lenkdrehmoments,
wie es von dem Drehmomentsensor gemessen wird, und der Geschwindigkeit
des Fahrzeugs, wie sie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessen
wird, steuert; eine Entscheidungsfindungsschaltung, die derart arbeitet,
dass sie entscheidet, ob ein Zustandsparameter, der sich auf einen
im Voraus ausgewählten
Betriebszustand des Fahrzeugs bezieht, eine gegebene Bedingung erfüllt oder
nicht; und (e) eine automatische Drehsteuerung, die derart arbeitet,
dass sie ein automatisches Lenksteuern durchführt, um aufrechtzuerhalten,
dass der Motor das Lenkunterstützungsdrehmoment
erzeugt, um das Lenkrad auf der Grundlage der Lenkgeschwindigkeit zu
drehen, die von der Lenkgeschwindigkeits-Bestimmungsschaltung bestimmt
wird. Wenn die Entscheidungsfindungsschaltung entscheidet, dass
der Zustandsparameter die gegebene Bedingung erfüllt hat, leitet die automatische
Drehsteuerung das automatische Lenksteuern ein. Alternativ deaktiviert
die automatische Drehsteuerung, wenn die Entscheidungsfindungsschaltung
entscheidet, dass sich der Zustandsparameter von der gegebenen Bedingung verschoben
hat, das automatische Lenksteuern.
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Zum
Beispiel dient die elektrische Servolenkungsvorrichtung dann, wenn
ein Fahrzeugführer das
Fahrzeug mit niedrigen Geschwindigkeiten in eine Garage bringt,
wobei er kleine Kurven fährt,
dazu, einen Lenkaufwand des Fahrers zu minimieren.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung entscheidet die Entscheidungsfindungsschaltung
dann, wenn das Lenkdrehmoment innerhalb eines gegebenen Bereichs
gefallen ist, dass der Zustandsparameter die gegebene Bedingung
erfüllt hat.
Wenn das Fahrzeug auf einer unebenen Straße, wie zum Beispiel einer
verunreinigten Strasse, fährt, kann
dies zum Beispiel verursachen, dass das Lenkrad unabsichtlich gedreht
wird, was einen Lenkaufwand des Fahrers erfordert. Deshalb kann
ein Bereich eines Lenkaufwands, innerhalb welchem es erwartet wird,
dass der Fahrer beginnt, das Lenkrad unabsichtlich zu drehen, als
der gegebene Bereich bestimmt werden. Dies lässt zu, dass die automatische Drehsteuerung
das automatische Lenksteuern durchführt, um das Lenkunterstützungsdrehmoment lediglich,
wie es durch den Fahrer erforderlich ist, auf das Lenkrad auszuüben, was
daher das Unbehagen des Fahrers oder die Möglichkeit von Unfällen minimiert.
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Wenn
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines gegebenen Bereichs
(z.B. 5 km/h oder weniger) gefallen ist, kann die Entscheidungsfindungsschaltung
entscheiden, dass der Zustandsparameter die gegebene Bedingung erfüllt hat.
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Wenn
die Lenkgeschwindigkeit innerhalb eines gegebenen Bereichs gefallen
ist, kann die Entscheidungsfindungsschaltung entscheiden, dass der Zustandsparameter
die gegebene Bedingung erfüllt hat.
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Die
elektrische Servolenkungsvorrichtung kann ebenso einen Lenkwinkelsensor
beinhalten, welcher derart arbeitet, dass er einen Lenkwinkel des Lenkrads
misst. Wenn der Lenkwinkel des Lenkrads innerhalb eines gegebenen
Bereichs gefallen ist, kann die Entscheidungsfindungsschaltung entscheiden,
dass der Zustandsparameter die gegebene Bedingung erfüllt hat.
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Die
elektrische Servolenkungsvorrichtung kann ebenso einen Stromsensor
beinhalten, welcher derart arbeitet, dass er einen elektrischen
Strom misst, der durch den Motor fließt. Wenn der elektrische Strom,
wie er von dem Stromsensor gemessen wird, innerhalb eines gegebenen
Bereichs gefallen ist, kann die Entscheidungsfindungsschaltung entscheiden,
dass der Zustandsparameter die gegebene Bedingung erfüllt hat.
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Die
elektrische Servolenkungsvorrichtung kann ebenso eine Winkelpositions-Bestimmungsschaltung
beinhalten, welche derart arbeitet, dass sie eine Winkelposition
des Lenkrads bestimmt. Wenn die Winkelposition des Lenkrads eine
vorbestimmte Position erreicht hat, kann die Entscheidungsfindungsschaltung
entscheiden, dass sich der Zustandsparameter von der gegebenen Bedingung
geändert
hat. Die vorbestimmte Position kann durch Subtrahieren eines gegebenen
Winkels von einem maximal lenkbaren Winkel des Lenkrads gegeben sein.
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Wenn
der Lenkwinkel des Lenkrads einen vorbestimmten Winkel erreicht
hat, kann die Entscheidungsfindungsschaltung entscheiden, dass sich
der Zustandsparameter von der gegebenen Bedingung verschoben hat.
Der vorbestimmte Winkel kann durch Subtrahieren eines gegebenen
Winkels von einem maximal lenkbaren Winkel des Lenkrads gegeben
sein.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der hier im weiteren Verlauf gegebenen
detaillierten Beschreibung und aus der beiliegenden Zeichnung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
der Erfindung besser verständlich,
welche jedoch nicht genommen werden sollten, um die Erfindung auf
die bestimmten Ausführungsbeispiele
zu beschränken,
sondern lediglich zum Zwecke einer Erläuterung und eines Verständnisses
sind.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
Ansicht, welche eine Struktur einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
zeigt;
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2 ein
Blockschaltbild, welches eine Schaltungsstruktur einer Lenksteuerung
zeigt, die in die elektrische Servolenkungsvorrichtung von 1 eingebaut
ist; und
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3 ein
Zeitablaufsdiagramm, welches einen Betrieb einer Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuerung
in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung von 1 darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Es
wird auf die Zeichnung, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf
gleiche Teile in mehreren Ansichten beziehen, insbesondere auf 1 verwiesen,
in der eine elektrische Servolenkungsvorrichtung 1 für Kraftfahrzeuge
gemäß der Erfindung
gezeigt ist.
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Ein
Lenkrad 10 ist mit einer Lenkwelle 12a verbunden.
Die Lenkwelle 12a ist an einem unteren Ende von ihr, wie
es in der Zeichnung gezeigt ist, mit einem Drehmomentsensor 11 verbunden.
Der Drehmomentsensor 11 ist an einem unteren Ende von ihm mit
einem oberen Ende einer Ritzelwelle 12b verbunden. Die
Ritzelwelle 12b hat an einem unteren Ende von ihr ein Ritzel
(nicht gezeigt) befestigt, welches innerhalb eines Lenkgetriebegehäuses 16 mit
einer Zahnstange 18 in Eingriff steht. Die Zahnstange 18 ist
an beiden Seiten von ihr mit Enden von Spurstangen 20 verbunden.
Die Spurstangen 20 sind an den beiden Seiten durch Spurstangenhebel 22 mit
Straßenrändern 24 verbunden.
Ein Elektromotor 15 ist über ein Getriebe (nicht gezeigt)
mit der Ritzelwelle 12b verbunden, was die sogenannte Säulenun terstützungslenkvorrichtung
bildet.
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Der
Motor 15 kann alternativ koaxial mit der Zahnstange 18 verbunden
sein oder innerhalb des Lenkgetriebegehäuses 16 eingebaut
sein, um die Ritzelwelle 12b anzusteuern.
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Der
Drehmomentsensor 11 arbeitet derart, dass er einen Lenkaufwand
des Fahrers auf das Lenkrad 10 misst und kann durch einen
bekannten Drehmomentsensor realisiert sein, der aus einem Drehstab
und einem Paar von Sensoren, wie zum Beispiel Drehmeldern, die auf
einer Länge
des Drehstabs entfernt voneinander angeordnet sind, besteht. Genauer
gesagt reagiert der Drehmomentsensor 11 auf ein Drehmoment
der Lenkwelle 12a, um ein Signal, das dieses anzeigt, zu
einer Lenksteuerung 30 zu liefern.
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Ein
Lenkwinkelsensor 13 ist an der Lenkwelle 12a angebracht,
welche dazu dient, einen Lenkwinkel und eine Lenkgeschwindigkeit
der Lenkwelle 12a zu messen. Der Lenkwinkelsensor 13 kann durch
einen bekannten Winkelsensor realisiert sein, der aus einem Drehgeber
und einem Drehnehmer besteht. Der Lenkwinkelsensor 13 gibt
ein Sensorsignal zu der Lenksteuerung 30 aus. Die Lenksteuerung 30 verwendet
das Sensorsignal und bestimmt den Lenkwinkel und die Lenkgeschwindigkeit
der Lenkwelle 12a. Die Lenkgeschwindigkeit ist durch eine Änderung
des Lenkwinkels pro Einheitszeit (zum Beispiel eine (1) s) gegeben.
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Die
elektrische Servolenkungsvorrichtung 3 kann ebenso einen
Stromsensor 8, einen Winkelpositionssensor 9 und
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 beinhalten. Der
Winkelpositionssensor 9 ist durch einen bekannten Positionssensor
realisiert, der aus einem Drehgeber und einem Drehnehmer besteht,
und arbeitet derart, dass er eine Winkelposition einer Drehwelle
des Motors 15 erfasst und ein Signal, das diese anzeigt,
zu der Lenksteuerung 30 ausgibt. Der Motor 15 ist
durch einen Geschwindigkeitsverringerungs-Getriebemechanismus (nicht gezeigt)
mit der Ritzelwelle 12b verbunden. Das Ausgangssignal des
Winkelpositionssensor 9 ist deshalb ebenso eine Funktion
der Winkelposition der Ritzelwelle 12b oder des Lenkrads 10.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 ist durch einen bekannten Geschwindigkeitssensor,
der einen Drehgeber usw. beinhaltet, realisiert und arbeitet derart,
dass er die Geschwindigkeit des Fahrzeugs misst und ein Signal,
das diese anzeigt, zu der Lenksteuerung 30 ausgibt.
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Die
Lenksteuerung 30 besteht im Wesentlichen aus einer CPU 31,
einem RAM 32, einem ROM 33, einer I/O-Vorrichtung 34 (das
heißt
einer Eingabe/Ausgabeschnittstelle) und einer Busleitung 35,
die diese elektrische verbindet. Die CPU 31 liest Programme
und Daten aus dem ROM 33 und dem RAM 32 und führt gegebene
Steueraufgaben durch. Der ROM 33 beinhaltet einen Programmspeicherbereich 33a und
einen Datenspeicherbereich 33b. Der Programmspeicherbereich 33a enthält darin
ein Lenksteuerprogramm 33p. Der Datenspeicherbereich 33b enthält darin
Daten zur Verwendung beim Ausführen des
Lenksteuerprogramms 33p.
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Die
Lenksteuerung 30 arbeitet derart, dass sie das Lenksteuerprogramm 33p ausführt, das
in dem ROM 33 gespeichert ist, um ein Ansteuerdrehmoment
zu bestimmen, das von dem Motor 15 als eine Funktion des
Drehmoments, wie es von dem Drehmomentsensor 11 gemessen
wird, und der Lenkgeschwindigkeit, wie sie von dem Lenkwinkelsensor 13 gemessen
wird, zu erzeugen ist, und eine Spannung durch eine Motoransteuervorrichtung 15 an
den Motor anzulegen, welche erforderlich ist, um das bestimmte Ansteuerdrehmoment
in dem Motor 15 zu erzeugen. Der Motor 15 kann
von irgendeinem Typ sein, der bei der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 1 verwendbar
ist, und ist zum Beispiel durch einen Gleichstrommotor oder einen
bürstenlosen Motor
realisiert.
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2 zeigt
ein Blockschaltbild, das eine Schaltungsstruktur der Lenksteuerung 30 zeigt,
welche derart aufgebaut ist, dass sie eine Motorsteueraufgabe und
andere Aufgaben in dem Lenksteuerprogramm 33p zyklisch
während
eines eingeschalteten Zustands der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 1 durchführt.
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Die
Lenksteuerung 30 besteht im Wesentlichen aus einer Lenkunterstützungs-Steuerschaltung 42 und
einer Lenkgeschwindigkeits-Halteschaltung 43. Die Lenkunterstützungs-Steuerschaltung 42 beinhaltet
einen Phasenkompensationsblock 49, einen Unterstützungsstrom-Bestimmungsblock 50,
einen Korrekturstrom-Bestimmungsblock 51, einen Stromaddierer block 52,
einen Maximalstrom-Bestimmungsblock 53 und einen Stromsteuerblock 54.
Die Lenkgeschwindigkeits-Halteschaltung 43 beinhaltet einen
Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44, einen
Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuerblock 45, einen Block 46 zum
Steuern einer ausgeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit; einen
Block 47 zum Steuern einer derzeitigen oberen Grenze eines
Haltens der Lenkgeschwindigkeit und einen Steuerstrom-Addierblock 48.
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Die
Lenkunterstützungs-Steuerschaltung 42 arbeitet
derart, dass sie ähnlich
der in bekannten elektrischen Servolenkungsvorrichtungen betrieben wird.
Genauer gesagt bestimmt die Lenkunterstützungs-Steuerschaltung 42 in
dem Unterstützungsstrom-Bestimmungsblock 50 einen
Lenkunterstützungsstrom,
der dem Motor 15 zuzuführen
ist, als eine Funktion eines Phasenkompensationsfaktors, wie er
in dem Phasenkompensationsblock 49 berechnet wird, und
einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wie sie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 gemessen
wird. Der Korrekturstrom-Bestimmungsblock 51 arbeitet derart,
dass er einen Strom (das heißt
einen Korrekturfaktor) als eine Funktion der Lenkgeschwindigkeit,
die von dem Lenkwinkelsensor 13 gemessen wird, zum Korrigieren
des Lenkunterstützungsstroms,
wie er von dem Unterstützungsstrom-Bestimmungsblock 50 bestimmt
wird, bestimmt. Der Stromaddierblock 52 wird, um den Korrekturstrom,
der von dem Korrekturstrom-Bestimmungsblock 51 geliefert
wird, mit dem Lenkunterstützungsstrom
zu addieren, der durch den Unterstützungsstrom-Bestimmungsblock 50 geliefert
wird. Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-91236 offenbart
ein Beispiel eines Betriebs der Lenkunterstützungssteuervorrichtung 42,
wobei deren Offenbarung hierin durch Verweis eingeschlossen ist.
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Der
Steuerstrom-Addierblock 48 arbeitet derart, dass er Ausgangssignale
des Stromaddierblocks 52 und des Blocks 47 zum
Steuern einer oberen Grenze eines Haltestroms einer Lenkgeschwindigkeit
zu addieren, um einen Steuerstrom zu erzeugen. Der Maximalstrom-Bestimmungsblock 53 wirkt, um
zu bestimmen, ob der Steuerstrom innerhalb eines zulässigen Bereichs
liegt oder nicht. Wenn dem nicht so ist, wählt der Maximalstrom-Bestimmungsblock 53 eine
vorbestimmte obere Grenze als den Steuerstrom aus. Der Stromsteuerblock 54 wirkt,
um eine Spannung zu bestimmen, die erfor derlich ist, um den Steuerstrom
zu erzeugen, und legt diese an den Motor 15 an.
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Der
Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 ist derart
aufgebaut, dass er mindestens eines von Ausgangssignalen des Drehmomentsensors 11,
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 17, des Lenkwinkelsensors 13,
des Stromsensors 8 und des Winkelpositionssensors 9 als
einen Zustandsparameter zur Verwendung beim Bestimmen verwendet,
ob ein Merker bezüglich
einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit, wie
er später
im Detail beschrieben wird, in einen eingeschalteten Zustand zu
schalten ist oder nicht. Insbesondere arbeitet der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44,
wenn der Zustandsparameter eine gegebene Bedingung erfüllt hat,
zum Beispiel wenn er in einen gegebenen Bereich gefallen ist, derart,
dass er den Merker bezüglich
einer eingeschalteten Haltefunktion der Lenkgeschwindigkeit in dem
eingeschalteten Zustand hält,
um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern einzuleiten, welches das
Drehmoment, das von dem Motor 15 auf die Ritzelwelle 12b auszuüben ist,
regelt, um die Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads 10 im Wesentlichen
konstant zu halten. Eine Kombination von drei oder mehr der Ausgangssignale
des Drehmomentsensors 11, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 17,
des Lenkwinkelsensors 13, des Stromsensors 8 und
des Winkelpositionssensors 9 kann, wie es zuvor beschrieben
worden ist, als Zustandsparameter verwendet werden. In diesem Fall
schaltet der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44,
wenn alle der Zustandsparameter in gegebene Bereiche gefallen sind,
den Merker bezüglich
einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit zu
dem eingeschalteten Zustand.
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Wenn
der Merker einer eingeschalteten Haltefunktion der Lenkgeschwindigkeit
zu dem eingeschalteten Zustand geschaltet wird, wirkt der Lenkgeschwindigkeitshalte-Steuerblock 45,
um einen Lenkgeschwindigkeits-Haltestrom
zu bestimmen, wie er für
eine Lenkgeschwindigkeitsregelung erforderlich ist, um einen Augenblickswert
der Lenkgeschwindigkeit konstant zu halten.
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Wenn
mindestens eines der Ausgangssignale des Drehmomentsensors 11,
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 17, des Lenkwinkelsensors 13,
des Stromsensors 8 und des Winkelpositionssensors 9 während des
eingeschalteten Zustands des Merkers eines eingeschalteten Haltezustands
einer Lenkgeschwindigkeit außerhalb
eines entsprechenden der gegebenen Bereiche gefallen ist, arbeitet
der Block 46 zum Steuern einer ausgeschalteten Haltefunktion
der Lenkgeschwindigkeit derart, dass er ein Signal einer ausgeschalteten
Funktion der Lenkgeschwindigkeit ausgibt, welches die Lenkgeschwindigkeits-Haltefunktion
ausschaltet oder deaktiviert.
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Der
Block 47 zum Steuern einer oberen Grenze eines Haltestroms
einer Lenkgeschwindigkeit wirkt, um einen Maximalwert eines Nennstroms des
Motors 15 als die obere Grenze des Stroms auszuwählen, der
dem Motor 15 zuzuführen
ist, wenn der Merker einer eingeschalteten Haltefunktion der Lenkgeschwindigkeit
in dem eingeschalteten Zustand ist, und alternativ die obere Grenze
des Stroms allmählich
auf einen Wert zu verringern, der mit einem Augenblicksgrad einer
Lenkbewegung übereinstimmt,
wenn der Merker einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit
in dem ausgeschalteten Zustand ist.
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3 zeigt
ein Beispiel eines Betriebs des Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuerns
(das heißt
der Lenkgeschwindigkeits-Haltefunktion), die von der Lenksteuerung 30 zuzuführen ist.
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In
dem Beispiel werden das Lenkdrehmoment, wie es von dem Drehmomentsensor 11 gemessen
wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit, wie sie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 gemessen
wird, als die Zustandsparameter zum Aktivieren der Lenkgeschwindigkeits-Haltefunktion
verwendet. Der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 und
der Block 46 zum Steuern einer ausgeschalteten Haltefunktion
der Lenkgeschwindigkeit überwachen
Augenblickswerte des Lenkdrehmoments, das von dem Drehmomentsensor 11 gemessen
wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 gemessen
wird, zu allen Zeiten. Wenn das Lenkdrehmoment einen Pegel T1 überschreitet,
der innerhalb eines Bereichs, zum Beispiel 2 bis 3 Nm, ausgewählt ist, überschreitet
und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als ein Wert V1 ist, der
innerhalb eines Bereichs von zum Beispiel von 5 bis 10 km/h ausgewählt ist,
versetzt der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 den
Merker einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit
in den eingeschalteten Zustand, um ein Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern
zu starten. Der Lenkgeschwindigkeitshalte-Steuerblock 45 bestimmt dann
den Lenkgeschwindigkeits-Haltestrom, wie er zuvor beschrieben worden
ist, der zum Konstanthalten der Lenkgeschwindigkeit bei dem Start
des Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuerns erforderlich ist. Wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit den Pegel V1 überschreitet, schaltet der
Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 den Merker
einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit zum
dem ausgeschalteten Zustand, um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern
zu beenden. Um eine plötzliche Änderung
der Geschwindigkeit des Motors 15 zu beseitigen, bei welcher
sich der Fahrzeugführer üblicherweise
unbehaglich fühlt,
arbeitet der Block 47 zum Steuern einer oberen Grenze eines Haltestroms
der Lenkgeschwindigkeit derart, dass die obere Grenze des Stroms,
der dem Motor 15 zuzuführen
ist, allmählich
auf null (0) verringert. Dies bewirkt, dass der Lenkgeschwindigkeits-Haltestrom, wie
er in dem Lenkgeschwindigkeitshalte-Steuerblock 45 bestimmt wird,
mit einer niedrigen Geschwindigkeit verringert wird.
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Der
Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 kann
derart aufgebaut sein, dass er den Merker einer eingeschalteten
Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit zu dem ausgeschalteten Zustand
schaltet, um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern zu beenden, wenn
der Fahrzeugführer
das Lenkrad während
eines Ausführens
der Lenkgeschwindigkeits-Haltefunktion mit einem größeren Drehmoment
gedreht hat, so dass das Lenkdrehmoment, wie es von dem Drehmomentsensor 11 gemessen
wird, einen im voraus ausgewählten
Pegel (z.B. den Pegel T1) überschreitet.
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Der
Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 kann
alternativ derart aufgebaut sein, dass er den Merker einer eingeschalteten
Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit zu dem ausgeschalteten Zustand
schaltet, um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern zu beenden, wenn
der Fahrzeugführer
das Lenkrad 10 mit einer Geschwindigkeit gedreht hat, welche
bewirkt, dass die Lenkgeschwindigkeit (das heißt eine Änderung eines Ausgangssignals
des Lenkwinkelsensors 13 pro Einheitszeit) während eines
Ausführens
des Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuerns außerhalb eines zuläs sigen Bereichs
von zum Beispiel 60°/s
bis 180°/s
verschoben wird.
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Der
Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 kann
ebenso derart aufgebaut sein, dass er den Merker einer eingeschalteten
Haltefunktion der Lenkgeschwindigkeit zu dem ausgeschalteten Zustand
schaltet, um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern zu beenden, wenn
der Strom, der durch den Motor 15 fließt, wie er von dem Stromsensor 8 gemessen
wird, oder eine Änderung
von diesem während
eines Ausführens
des Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuerns außerhalb eines vorbestimmten
zulässigen
Bereichs verschoben worden ist.
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Weiterhin
kann der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 derart
aufgebaut sein, dass er den Merker einer eingeschalteten Haltefunktion
einer Lenkgeschwindigkeit zu dem ausgeschalteten Zustand schaltet,
um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern zu beenden, wenn die Winkelposition,
wie sie von dem Winkelpositionssensor 9 gemessen wird,
während
eines Ausführens
des Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern außerhalb eines vorbestimmten
zulässigen
Bereichs verschoben worden ist.
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Es
ist allgemein ein Hubendanschlags-Sicherheitssteuern bekannt, welches
zum Zwecke eines Verbesserns der Haltbarkeit des Motors und Sparens
des Energieverbrauchs von diesem derart arbeitet, dass es ein Lenkunterstützungsdrehmoment
verringert, das von einem Lenkunterstützungselektromotor erzeugt
wird, oder eine Drehmomenterzeugung stoppt, wenn eine Winkelposition
des Lenkrads eine gegebene Grenze überschreitet. Die Lenksteuerung 30 ist
mit dieser Funktion ausgestattet. Dies wird nachstehend beschrieben.
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Das
Lenkrad 10 ist, wie ein typisches, derart aufgebaut, dass
es lediglich zulässt,
sich eine gegebene Anzahl von Malen (zum Beispiel zwei Mal) von einer
Nullstellung in jede Richtung zu drehen. Eine derartige Anzahl von
Malen hängt
von dem Typ von Fahrzeugen ab. Eine Größe eines Winkelbereichs, in welchem
es zulässig
ist, dass das Lenkrad 10 sich in jede Richtung dreht, wird
im Allgemeinen als ein Hubende bezeichnet. Wenn die Winkelposition
des Lenkrads 10 innerhalb eines Bereichs fällt, der
als eine einen Motorstopp einleitende Winkelposition definiert ist,
wie es später
im Detail beschrieben wird, leitet die Lenksteuerung 30 Lenkbewegungsstoppanweisungen
ein, die in dem Lenksteuerprogramm 33p zyklisch während eines
eingeschalteten Zustand der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 1 vorgesehen
werden.
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Wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als
eine im Voraus ausgewählte
ist und das Lenkdrehmoment, das von dem Drehmomentsensor 11 gemessen
wird, innerhalb eines Bereichs nahe null (0) Nm liegt, bestimmt
die Lenksteuerung 30, dass das Fahrzeug gerade fährt oder
das Lenkrad 10 in einer Nullstellung ist und tastet ein
Ausgangssignal des Lenkwinkelsensors 13 ab, um einen Winkelposition des
Lenkrads 10, wie sie von dem Lenkwinkelsensor 13 gemessen
wird, als eine Bezugsstellung zu bestimmen.
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Wenn
das Lenkrad 10 gedreht wird und die zuvor beschriebenen
Zustandsparameter innerhalb der gegebenen Bereiche gefallen sind,
um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern in Gang zu setzen, startet
der Elektromotor 15, wie er zuvor beschrieben worden ist,
ein Lenkunterstützungsdrehmoment
auf das Lenkrad 10 auszuüben, so dass dieses auch bei dem
Nichtvorhandensein eines Lenkaufwands des Fahrers fortfahren kann,
sich automatisch zu drehen. Die Lenksteuerung 30 tastet
dann ein Ausgangssignal des Lenkwinkelsensors 13 ab und
berechnet eine Abweichung von diesem von der Bezugsstellung, um diese
als eine Ist-Winkelposition des Lenkrads 10 zu bestimmen.
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Typischerweise
wird der Elektromotor, wenn eine Energieversorgung zu einem Elektromotor
ausgeschaltet wird, der Trägheitskraft
unterzogen, so dass er für
eine Weile fortfährt,
sich zu drehen. Das gleiche gilt für den Elektromotor 15.
Das Lenkrad 10 stoppt deshalb nicht unmittelbar ein Drehen
nach einem Stopp des Motors 15. Die Trägheitskraft, die auf den Motor 15 wirkt,
hängt im
Allgemeinen von der Anzahl von Umdrehungen von diesem pro Einheitszeit (das
heißt
der Drehzahl des Motors 15) ab. Ein unerwünschter
mechanischer Stoß,
der zu dem Lenkrad 10 übertragen
wird, der aus einem Schlag gegen das Hubende entsteht, kann durch
mathematisches Auswählen
der zuvor beschriebenen einen Motorstopp einleitenden Winkelposition
ausgewählt
werden, so dass eine Winkelposition des Motors 15, an der
der Motor 15 durch die Trägheitskraft fortfährt, sich
zu drehen, nachdem die obere Grenze des Stroms, die dem Motor 15 zugeführt wird,
auf null (0) verringert ist, und dann stoppt, mindestens das Hubende
sein wird.
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Die
Trägheitskraft,
die auf den Motor 15 wirkt, hängt von der Drehzahl des Motors 15 während eines
Ausführens
des Lenkgeschwindigkeits-Haltsteuerns ab. Ein Winkelbereich, innerhalb
welchem der Motor durch die Trägheitskraft
fortfährt,
sich zu drehen, kann deshalb berechnet werden. Ein Wert, an welchem
die obere Grenze des Stroms, der dem Motor zuzuführen ist, ist in der Lenksteuerung 30 vorbestimmt.
Folglich können
unter Verwendung dieser Parameter eine Winkelposition des Motors 15,
an der die obere Grenze des Stroms, der dem Motor 15 zuzuführen ist,
null (0) werden wird, bestimmt werden. Durch Rückberechnung von dieser Position
kann eine Winkelposition (das heißt die vorhergehende einen
Motorstopp einleitende Winkelposition) des Motors 15, an
der das Verringern der oberen Grenze des Stroms, der dem Motor 15 zuzuführen ist,
eingeleitet werden sollte, bestimmt werden.
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Wenn
die Lenksteuerung 30 ein Ausgangssignal des Winkelpositionssensors 9 abtastet
und bestimmt, dass eine Winkelposition des Motors 15 die einen
Motorstopp einleitende Winkelposition erreicht hat, schaltet der
Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 den Merker
einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit zu
dem ausgeschalteten Zustand, um das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern
zu beenden. Dies vermeidet einen Schlag des Lenkrads 10 auf
das Hubende, bei welchem sich der Fahrer üblicherweise unbehaglich fühlt.
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Wenn
jedoch die Winkelposition des Lenkrads 10 (das heißt die Winkelposition
des Motors 15) bereits die einen Motorstopp einleitende
Winkelposition zu einer Zeit erreicht hat, zu der das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern
eingeleitet werden muss, setzt die Lenksteuerung 30 das
Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern nicht in Gang.
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Bei
dem Hubendanschlags-Sicherheitssteuern während des Ausführens der
Lenkgeschwindigkeits-Haltefunktion kann der Lenkgeschwindig keitshaltefunktions-Steuerblock 44,
wenn das Lenkrad 10 eine Winkelposition erreicht hat, die
der einen Motorstopp einleitenden Winkelposition entspricht, das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern
beenden.
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Das
Hubendanschlags-Sicherheitssteuern kann alternativ während eines
Ausführens
der Lenkgeschwindigkeits-Haltefunktion auf die folgende Weise eingeleitet
werden. Genauer gesagt wird eine Winkelposition des Lenkrads 10,
an der die obere Grenze des Stroms, bei dem Motor 15 zuzuführen ist, null
(0) sein wird, unter Verwendung eines Ausgangssignals aus dem Lenkwinkelsensor 13 (das
heißt
einer Ist-Winkelposition des Lenkrads 10) und der Trägheitskraft
bestimmt, die auf den Motor 15 ausgeübt wird. Unter Verwendung des
Werts, bei welchem die obere Grenze des Stroms, der dem Motor zuzuführen ist,
welcher, wie es zuvor beschrieben worden ist, in der Lenksteuerung 30 vorbestimmt
ist, eines Winkelbereichs des Lenkrads 10, innerhalb welchem,
nachdem die obere Grenze des Stroms, der dem Motor 15 zuzuführen ist,
beginnt, sich zu verringern, wird das Lenkrad 10 fortfahren,
sich zu drehen und dann wird ein Stoppen bestimmt. Wenn eine Ist-Winkelposition
des Lenkrads 10 den vorhergehenden Bereich erreicht hat,
beendet der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktions-Steuerblock 44 das Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern.
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In
dem Hupendanschlags-Sicherheitssteuern während des Ausführens der
Lenkgeschwindigkeits-Haltefunktion kann die einen Motorstopp einleitende
Winkelposition alternativ auf die folgende Weise bestimmt werden.
Ein maximal lenkbarer Winkel, der einen Bereich zwischen der Referenzposition
des Lenkrads 10 und einer Winkelposition ist, die von dem
Lenkrad 10 erreicht wird, wenn es vollständig in die
rechte oder linke Richtung gedreht wird, wird berechnet. Aus diesem
Winkel wird ein Winkelbereich des Motors 15, innerhalb
welchem, nachdem die obere Grenze des Stroms, der dem Motor 15 zuzuführen ist,
beginnt, sich zu verringern, der Motor 15 fortfahren, sich
zu drehen, und dann wird ein Stopp subtrahiert, um die einen Motorstopp
einleitende Winkelposition zu bestimmen.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung hinsichtlich den bevorzugten Ausführungsbeispielen
offenbart worden ist, um das bessere Verständnis von ihr zu erleichtern,
sollte es wahrgenommen werden, dass die Erfindung auf ver schiedene
Weisen realisiert werden kann, ohne von der Grundlage der Erfindung
abzuweichen. Deshalb sollte die Erfindung als alle möglichen
Ausführungsbeispiele
und Ausgestaltungen zu den gezeigten Ausführungsbeispielen beinhaltend
verstanden werden, welche realisiert werden können, ohne die Grundlage der
Erfindung zu verlassen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt
ist.