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Die Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
JP 2003-267248 A 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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Die
JP H08-091236 A offenbart ein Beispiel eines Betriebs einer Lenkunterstützungssteuervorrichtung.
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Ferner offenbart die
DE 102 20 971 A1 eine Lenksteuervorrichtung mit einer Motoransteuerschaltung zum Ansteuern eines Motors und einem Mikroprozessor zum Zuführen eines angelegten Spannungssignals, das gefunden wird, basierend auf einem Motorstrom-Erfassungswert, der durch eine Motorstrom-Erfassungseinheit erfasst wird, eines Motorspannungs-Erfassungswerts, der durch eine Motorspannungs-Erfassungseinheit erfasst wird, eines Lenkdrehmoments, das durch einen Drehmomentsensor erfasst wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfasst wird, an die Motoransteuerschaltung derart, dass die Motoransteuerschaltung den Motorstrom gemäß einem Durchschnittswert von Motorstrom-Erfassungswerten über eine Zeitdauer erhöht oder verringert und den Motorstrom durch Erfassen, dass eine Lenkung in der Nähe eines maximalen Lenkwinkels ist, basierend auf dem erfassten Lenkdrehmoment, erhöht oder verringert.
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Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, die Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, welche derart aufgebaut ist, dass sie einen Lenkaufwand des Fahrers minimiert.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine elektrische Servolenkungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird somit eine elektrische Servolenkungsvorrichtung geschaffen, welche in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung weist auf: einen Motor, der derart arbeitet, dass er ein Lenkunterstützungsdrehmoment erzeugt, wenn ein Lenkrad eines Fahrzeugs gedreht wird; einen Drehmomentsensor, der derart arbeitet, dass er ein Lenkdrehmoment misst; einen Geschwindigkeitssensor, der derart arbeitet, dass er eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs misst; eine Lenkgeschwindigkeits-Bestimmungsschaltung, die derart arbeitet, dass sie eine Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads bestimmt; 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 Geschwindigkeitssensor gemessen wird, steuert; und eine Entscheidungsfindungsschaltung, die derart arbeitet, dass sie kontinuierlich zumindest einen Zustandsparameter, der sich auf zumindest einen im Voraus ausgewählten Betriebszustand des Fahrzeugs bezieht, überwacht und entscheidet, ob der zumindest eine Zustandsparameter eine gegebene Bedingung erfüllt oder nicht. Eine automatische Drehsteuerung ist dazu angeordnet, ein automatisches Lenksteuern mit einer Erzeugung des Lenkunterstützungsdrehmoments durch den Motor so durchzuführen, dass das Lenkrad fortgesetzt mit der von der Lenkgeschwindigkeits-Bestimmungsschaltung bestimmen Lenkgeschwindigkeit gedreht wird, wobei dann, wenn die Entscheidungsfindungsschaltung entscheidet, dass der zumindest eine Zustandsparameter die gegebene Bedingung erfüllt hat, die automatische Drehsteuerung das automatische Lenksteuern veranlasst, und dann, wenn die Entscheidungsfindungsschaltung entscheidet, dass sich zumindest ein Zustandsparameter von der gegebenen Bedingung weg verschoben hat, die automatische Drehsteuerung das automatische Lenksteuern deaktiviert.
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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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Die Erfindung wird aus der nachfolgend detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnung der bevorzugten Ausführungsbeispiele besser verständlich. Es versteht sich, dass die Erfindung dadurch nicht auf die bestimmten Ausführungsbeispiele beschränkt wird.
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In der Zeichnung zeigt:
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1 eine Ansicht, welche eine Struktur einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 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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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 einem Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
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Ein Lenkrad 10 ist mit einer Lenkwelle 12a verbunden. Die Lenkwelle 12a ist an einem unteren Ende, wie in der Zeichnung gezeigt, mit einem Drehmomentsensor 11 verbunden. Der Drehmomentsensor 11 ist an einem unteren Ende mit einem oberen Ende einer Ritzelwelle 12b verbunden. An der Ritzelwelle 12b ist an einem unteren Ende ein Ritzel (nicht gezeigt) befestigt, welches innerhalb eines Lenkgetriebegehäuses 16 mit einer Zahnstange 18 in Eingriff steht. Die Zahnstange 18 ist an beiden Seiten mit Enden von Spurstangen 20 verbunden. Die Spurstangen 20 haben an den beiden Seiten durch Spurstangenhebel 22 Verbindung zu Straßenrändern 24. Ein Elektromotor 15 ist über ein Getriebe (nicht gezeigt) mit der Ritzelwelle 12b verbunden und bildet so eine sogenannte Säulenunterstützungslenkvorrichtung aus.
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Der Motor 15 kann alternativ koaxial mit der Zahnstange 18 verbunden oder innerhalb des Lenkgetriebegehäuses 16 eingebaut sein, um die Ritzelwelle 12b anzutreiben.
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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 Winkelpositionssensors 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 ein beliebiger 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 Block eines Phasenkompensators 49, einen Block für eine Unterstützungsstrom-Bestimmung 50, einen Block für eine Korrekturstrom-Bestimmung 51, einen Addierer 52, genauer einen Stromaddierer, einen Block für eine Maximalstrom-Bestimmung 53 und einen Block zum Stromsteuern 54. Die Lenkgeschwindigkeits-Halteschaltung 43 beinhaltet einen Block für ein Lenkgeschwindigkeitshaltefunktionssteuern 44, einen Block zum Steuern eines Lenkgeschwindigkeitshaltens 45, einen Block zum Steuern einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit 46; einen Block zum Steuern einer derzeitigen oberen Grenze eines Haltestroms einer Lenkgeschwindigkeit und einen Steuerstrom-Addierer 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 Block für die Unterstützungsstrom-Bestimmung 50 einen Lenkunterstützungsstrom, der dem Motor 15 zuzuführen ist, als eine Funktion eines Phasenkompensationsfaktors, wie er in dem Block eines Phasenkompensators 49 berechnet wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wie sie von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 gemessen wird. Der Block für die Korrekturstrom-Bestimmung 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 Block für die Unterstützungsstrom-Bestimmung 50 bestimmt wird, bestimmt. Der Stromaddierer 52 addiert den Korrekturstrom, der von dem Block für die Korrekturstrom-Bestimmung 51 geliefert wird, zu dem Lenkunterstützungsstrom, der durch den Block für die Unterstützungsstrom-Bestimmung 50 geliefert wird.
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Der Steuerstrom-Addierer 48 arbeitet derart, dass er Ausgangssignale des Stromaddierers 52 und des Blocks zum Steuern einer oberen Grenze eines Haltestroms einer Lenkgeschwindigkeit 47 addiert, um einen Steuerstrom zu erzeugen. Der Block für die Maximalstrom-Bestimmung 53 bestimmt, ob der Steuerstrom innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt oder nicht. Wenn dem nicht so ist, wählt der Block für die Maximalstrom-Bestimmung 53 eine vorbestimmte obere Grenze als den Steuerstrom aus. Der Block zum Stromsteuern 54 bestimmt eine Spannung, die erforderlich ist, um den Steuerstrom zu erzeugen, und legt diese an den Motor 15 an.
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Der Block für das Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 noch näher zu beschreibender Merker bezüglich einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit in einen eingeschalteten Zustand zu schalten ist oder nicht. Insbesondere arbeitet der Block für das Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 vorstehend beschrieben wurde, als Zustandsparameter verwendet werden. In diesem Fall schaltet der Block für das Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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, bestimmt der Block für das Steuern des Lenkgeschwindigkeitshaltens 45 einen Lenkgeschwindigkeits-Haltestrom, der 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 eingeschalteten 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 wählt einen Maximalwert eines Nennstroms des Motors 15 als die obere Grenze des Stroms aus, der dem Motor 15 zuzuführen ist, wenn der Merker einer eingeschalteten Haltefunktion der Lenkgeschwindigkeit in dem eingeschalteten Zustand ist, und verringert alternativ die obere Grenze des Stroms allmählich auf einen Wert, 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), der von der Lenksteuerung 30 durchzuführen 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 Block zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 44 und der Block zum Steuern einer eingeschalteten Haltefunktion der Lenkgeschwindigkeit 46 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, 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 Block 44 zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 44 den Merker einer eingeschalteten Haltefunktion einer Lenkgeschwindigkeit in den eingeschalteten Zustand, um ein Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuern zu starten. Der Block für das Steuern des Lenkgeschwindigkeitshaltens 45 bestimmt dann den Lenkgeschwindigkeits-Haltestrom, wie vorstehend beschrieben, der zum Konstanthalten der Lenkgeschwindigkeit bei dem Start des Lenkgeschwindigkeits-Haltesteuerns erforderlich ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Pegel V1 überschreitet, schaltet der Block für das Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 zum Steuern einer oberen Grenze eines Haltestroms der Lenkgeschwindigkeit 47 derart, dass sich 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 Block zum Steuern des Lenkgeschwindigkeitshaltens 45 bestimmt wird, mit einer niedrigen Geschwindigkeit verringert wird.
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Der Block zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 Block zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 zulässigen Bereichs von zum Beispiel 60°/s bis 180°/s verschoben wird.
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Der Block zum Steuern der enkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 Block zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 vorwiegend derart aufgebaut, dass es lediglich eine gegebene Anzahl von Malen (zum Beispiel zwei Mal) von einer Nullstellung in jede Richtung gedreht werden kann. Eine derartige Anzahl von Malen hängt von dem Typ von Fahrzeugen ab. Eine Größe eines Winkelbereichs, in welchem das Lenkrad 10 in jede Richtung gedreht werden kann, 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 noch näher zu beschreiben ist, 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 geradeaus 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, beginnt der Elektromotor 15, wie vorstehend beschrieben wurde, ein Lenkunterstützungsdrehmoment auf das Lenkrad 10 auszuüben, so dass sich dieses auch bei dem Nichtvorhandensein eines Lenkaufwands des Fahrers weiter automatisch drehen kann. 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 unterliegt der Elektromotor, wenn seine Energieversorgung ausgeschaltet wird, einer Trägheitskraft, so dass er für eine Weile fortfährt, sich zu drehen. Das gleiche gilt für den Elektromotor 15. Das Lenkrad 10 stoppt deshalb nach einem Stopp des Motors 15 nicht unmittelbar seine Drehung. 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 auf das 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-Haltesteuerns 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 Block zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 Block zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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 Block zum Steuern der Lenkgeschwindigkeitshaltefunktion 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.