DE602004003005T2

DE602004003005T2 - Elektrische Servolenkung und Verfahren zur Kompensation des Winkels dafür

Info

Publication number: DE602004003005T2
Application number: DE602004003005T
Authority: DE
Inventors: Toshio Kohno; Atsuhisa Asada
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: EP1516799B1; US20050065686A1; DE602004003005D1; EP1516799A1; US7076352B2; JP2005091204A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkungsvorrichtung zur Erfassung eines Lenkdrehmoments auf der Grundlage einer Differenz zwischen Drehwinkeln erster und zweiter Drehmelder bzw. Resolver, die bei beiden Enden eines Torsionsstabes angeordnet sind, der mit einem Lenkrad verbunden ist, und zur Unterstützung einer Lenkoperation durch eine Steuerung eines Motors entsprechend einer Unterstützungsgröße, die auf der Grundlage des Lenkdrehmoments bestimmt wird.
BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN STANDES DER TECHNIK
Herkömmlicherweise ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bekannt, die eine Lenkkraft über ein Lenkrad mit einer Unterstützungskraft durch einen Motor verringert, indem ein Lenkmechanismus bereitgestellt wird, der mit einer Lenkachse verbunden ist. Bei der herkömmlichen elektrischen Servolenkungsvorrichtung kann ein Drehmomentsensor, der einen Torsionsstab verwendet, zur Erfassung eines Lenkdrehmoments eingesetzt werden. Genauer gesagt ist der Torsionsstab mit einem Paar von Drehwinkelsensoren zwischen der Lenkachse und einem Lenkgetriebegehäuse angeordnet. Eine Torsion des Torsionsstabs, das heißt das Lenkdrehmoment, wird aus einer Differenz zwischen Drehwinkeln, die durch erste und zweite Drehwinkelsensoren erfasst werden, berechnet. Als die Drehwinkelsensoren für die Drehmomentsensoren können aufgrund ihrer hohen mechanischen Zuverlässigkeit Drehmelder bzw. Resolver eingesetzt werden. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 11-321689 sowie in der EP-A-1 344 711 beschrieben.
Bei dem Drehmomentsensor, der ein Paar von Drehmeldern aufweist, die bei beiden Enden des Torsionsstabs angeordnet sind, wird eine Fehlfunktion des Sensors in einer derartigen Art und Weise erfasst, wie es in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 8-289521 oder Nr. 8-210874 beschrieben ist. Die vorstehend beschriebene Art und Weise zur Erfassung der Fehlfunktion hängt davon ab, dass die Summe des Quadrats der Amplitude des Sin-Signals und der Amplitude Cos-Signals, die Ausgangssignale von den Drehmeldern sind, ein konstanter Wert ist (A·Sin² + A·Cos² = c, „A" und „c" bedeuten konstante Werte). Folglich wird, wenn die Summe (A·Sin² + A·Cos²) der Quadrate einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, bestimmt, dass eine Fehlfunktion aufgetreten ist.
Die Erfassung der Torsion des Torsionsstabs, der ein Paar von Drehmeldern verwendet, benötigt jedoch komplizierte Berechnungen. Folglich sind die Berechnungen zum Erhalten des Lenkdrehmoments und des Lenkwinkels ebenso kompliziert.
Ferner variieren, da der Drehmelder, der gewickelte Spulen umfasst, eine Art eines elektrischen Transformators ist, Amplituden eines Sin-Phasensignals und eines Cos-Phasensignals entsprechend einer Temperaturänderung. Folglich ist es erforderlich, dass ein Schwellenwert für die vorstehend beschriebene Fehlfunktionsbeurteilung auf einen Wert eingestellt wird, bei dem ein Temperaturänderungsversatzwert T zu C (konstanter Wert) addiert wird. Der Temperaturänderungsversatzwert T kann auf einen relativ großen Wert eingestellt werden, um Fehler in einer Erfassung, die durch die Temperaturänderung verursacht werden, abzuwenden. Dementsprechend ist es schwierig, die Fehlfunktion unmittelbar zu erfassen, wobei eine Genauigkeit der Fehlfunktionsbeurteilung durch die Temperaturänderung verschlechtert wird.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu beheben, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung sowie ein Verfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, ein Lenkdrehmoment in geeigneter Weise und mit hoher Genauigkeit einfach unter Verwendung von Drehmeldern, deren mechanische Zuverlässigkeit hoch ist, zu erfassen.
Um die vorstehend genannte und weitere Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Servolenkungsvorrichtung sowie ein Verfahren bereit, die ein Lenkrad, einen ersten Drehmelder, einen zweiten Drehmelder und den Motor umfassen. Der erste Drehmelder der Polpaarzahl „m" erfasst einen Drehwinkel der Lenkachse und der zweite Drehmelder der Polpaarzahl „n" erfasst einen Drehwinkel der Lenkachse über einen Torsionsstab. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung umfasst ferner eine Drehmomentberechnungseinrichtung zur Berechnung des Drehmomentwinkels des Torsionsstabs aus einer Differenz zwischen dem Drehwinkel, der durch den ersten Drehmelder erfasst wird, und dem Drehwinkel, der durch den zweiten Drehmelder erfasst wird, sowie eine Motorsteuerungseinrichtung zur Steuerung des Motors auf der Grundlage einer Unterstützungsgröße, die von dem berechneten Torsionswinkel abgeleitet wird. Die Torsionsberechnungseinrichtung umfasst eine Tabelle zum Erhalten eines Kompensationswerts entsprechend dem Wert, der durch ein Multiplizieren eines elektrischen Winkels des ersten Drehmelders mit „n" berechnet wird, und dem Wert, der durch Multiplizieren eines elektrischen Winkels des zweiten Drehmelders mit „m" berechnet wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene weitere Aufgaben, Merkmale und viele der zugehörigen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden auf einfache Weise ersichtlich, wenn dieselben unter Bezugnahme auf die nachstehend ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung betrachtet werden. Es zeigen:
1 einen Gesamtaufbau einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegenden Erfindung;
2 eine vergrößerte Darstellung des Teils, der durch die Ellipse umgeben ist, die durch die gestrichelte Linie II in 1 gezeigt ist;
3 eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie III-III in 2(A) entnommen ist;
4 eine vergrößerte Darstellung des Teils, der durch die Ellipse umgeben ist, die durch die gestrichelte Linie IV in 1 gezeigt ist;
5 ein Blockschaltbild, das eine Verbindungskonfiguration zwischen Drehmeldern bzw. Resolvern und einer ECU zur Steuerung der elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 einen Graphen, der die Eigenschaften von Drehmelderausgangssignalen des ersten Drehmelders und des zweiten Drehmelders sowie einen mechanischen Winkel des Lenkrads gegenüber dem Drehwinkel des Lenkrads zeigt;
7 einen Graphen, der den elektrischen Winkel zeigt, der durch ein Multiplizieren des Ausgangssignals θ0e1 des ersten Drehmelders mit fünf Polpaaren mit 6 und des Ausgangssignals θ0e2 des zweiten Drehmelders mit sechs Polpaaren mit 5 erhalten wird;
8 eine Tabelle zum Erhalten des Kompensationswerts β, der einer Winkeldifferenz Δθ entspricht;
9(A) einen Graphen, der den elektrischen Winkel zeigt, der durch ein Multiplizieren des Ausgangssignals eines Drehmelders mit drei Polpaaren mit 4 und des Ausgangssignals eines Drehmelders mit vier Polpaaren mit 3 erhalten wird;
9(B) einen Graphen, der den elektrischen Winkel zeigt, der durch ein Multiplizieren des Ausgangssignals eines Drehmelders mit vier Polpaaren mit 5 und des Ausgangssignals eines Drehmelders mit fünf Polpaaren mit 4 erhalten wird;
9(C) einen Graphen, der den elektrischen Winkel zeigt, der durch ein Multiplizieren des Ausgangssignals eines Drehmelders mit fünf Polpaaren mit 6 und des Ausgangssignals eines Drehmelders mit sechs Polpaaren mit 5 erhalten wird;
10 ein Flussdiagramm, das einen Betrieb zum Berechnen eines Torsionswinkels eines Torsionsstabs zeigt; und
11 ein Flussdiagramm, das einen Betrieb zur Erfassung einer Fehlfunktion zeigt.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Eine Hauptkonfiguration der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. Wie es in 1 und 5 gezeigt ist, ist die elektrische Servolenkungsvorrichtung 20 hauptsächlich aus einem Lenkrad 21, einer Lenkachse 22, einer Ritzelwelle 23, einer Lenkerwelle bzw. Gestängewelle 24, einem Drehmomentsensor 30, einem Motor 40, einem Motordrehmelder bzw. Motorresolver 44, einem Kugelumlaufspindelmechanismus 50, einer ECU (elektronische Steuerungseinheit) 60 und dergleichen aufgebaut. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung erfasst den Lenkzustand des Lenkrads 21 und erzeugt eine Unterstützungskraft, die dem Lenkzustand entspricht, durch den Motor 40, um die Lenkoperation eines Fahrers zu unterstützen. (Nicht gezeigte) gelenkte Räder sind mit beiden Enden der Gestängewelle 24 jeweils durch eine Spurstange und dergleichen verbunden. Die ECU 60 dient als eine Torsionsberechnungseinrichtung und eine Motorsteuerungseinrichtung.
Genauer gesagt ist, wie es in 1 und 2 gezeigt ist, das Lenkrad 21 mit einem Ende der Lenkachse 22 verbunden. Das andere Ende der Lenkachse 22 ist mit einem Ende eines Torsionsstabs 31 und einer Eingangswelle 23a der Ritzelwelle 23, die in einem Ritzelgehäuse 25 untergebracht ist, mittels eines Stifts 32 verbunden. Das andere Ende 31a des Torsionsstabs 31 ist in ein Ende einer Ausgangswelle 23b der Ritzelwelle 23 pressgepasst.
In dem Ritzelgehäuse 25 sind die Eingangswelle 23a und die Ausgangswelle 23b drehbar durch Lager 33a bzw. 33b gehalten. Ein erster Drehmelder bzw. Resolver 35 ist zwischen der Eingangswelle 23a und dem Ritzelgehäuse 25 bereitgestellt. Ein zweiter Drehmelder bzw. Resolver 37 ist zwischen der Ausgangswelle 23b und dem Ritzelgehäuse 25 bereitgestellt. Der erste Drehmelder 35 und der zweite Drehmelder 37 sind in der Lage, einen Lenkwinkel des Lenkrads 21 zu erfassen, wobei sie elektrisch mit der ECU 60 (siehe 5) über einen Anschluss 39 (siehe 2) verbunden sind.
Das andere Ende der Ausgangswelle 23b der Ritzelwelle 23 ist mit einem Ritzel bzw. Zahnradgetriebe 23c ausgebildet. Das Zahnradgetriebe 23c greift in einen Lenkerzahn 24a der Gestängewelle 24 ein, um einen Zahnstangenmechanismus zu bilden.
Mit diesem Aufbau ist die Lenkachse 22 mit der Ausgangswelle 23b der Ritzelwelle 23 verbunden, um in der Lage zu sein, sich in Bezug zueinander relativ zu drehen. Der Drehwinkel der Lenkachse 22, das heißt ein Drehwinkel (mechanischer Winkel) θm des Lenkrads, kann auf der Grundlage eines ersten Drehwinkels (elektrischer Winkel) Θe1 durch den ersten Drehmelder 35 und eines zweiten Drehwinkels (elektrischer Winkel) θe2 durch den zweiten Drehmelder 37 erfasst werden. Ferner kann eine Torsionsgröße des Torsionsstabes 31 (die Torsionsgröße entspricht einem Lenkdrehmoment) als ein Torsionswinkel entsprechend einer Winkeldifferenz zwischen dem ersten Drehwinkel θe1 und dem zweiten Drehwinkel θe2 erfasst werden.
Wie es in 3, die eine Querschnittsdarstellung von 2 entlang einer Linie III-III darstellt, gezeigt ist, ist ein radialer Vorsprung 23d bei der Eingangswelle 23a der Ritzelwelle 23 bereitgestellt. Ein Paar von Begrenzungsabschnitten 23e und 23e ist bei dem oberen Ende der Ausgangswelle 23b der Ritzelwelle bereitgestellt, um die Drehung der Eingangswelle 23a durch ein Kontaktieren des Vorsprungs 23d zu begrenzen. Der Kontakt zwischen dem Vorsprung 23d und dem Begrenzungsabschnitt 23e begrenzt eine Drehung des Torsionsstabes 31 innerhalb von 12 Grad (6 Grad bis –6 Grad). Das heißt, ein maximaler Torsionswinkel des Torsionsstabes 31 ist innerhalb von 12 Grad begrenzt. Die Begrenzungsabschnitte 23e und der Vorsprung 23d dienen als eine Begrenzungseinrichtung.
Wie es in 1 und 4 gezeigt ist, ist die Gestängewelle 24 in einem Lenkergehäuse 26 und einem Motorgehäuse 27 untergebracht. Eine Kugelrille 24b ist spiralförmig bei dem Zwischenabschnitt der Gestängewelle 24 ausgebildet. Eine zylindrische Motorwelle 43, die durch ein Lager 29 gehalten wird, um sich koaxial mit der Gestängewelle 24 zu drehen, ist bei einem Außenumfang der Kugelrille 24b bereitgestellt. Die Motorwelle 43, ein Stator 41, eine Anregungsspule 42 und dergleichen konfigurieren den Motor 40. Ein Magnetfeld, das durch die Anregungsspule 42 erzeugt wird, die um den Stator 41 gewickelt ist, beeinflusst Dauermagnete 45, die bei einem Außenumfang der Motorwelle 43 entsprechend einem Rotor angeordnet sind. Somit kann sich die Motorwelle 43 drehen.
Eine Kugelmutter 52 ist in dem Innenumfang der Motorwelle 43 eingebaut und mit einer Spiralkugelrille 52a ausgebildet. Eine Vielzahl von Kugeln 54 ist zwischen die Kugelrille 52a der Kugelmutter 52 und die Kugelrille 24b der Gestängewelle 24 zwischengebracht, wobei eine rollende Bewegung hiervon möglich ist. Somit ist der Kugelumlaufspindelmechanismus 50 bereitgestellt, der die Gestängewelle 24 in die axiale Richtung durch die Drehung des Motors 43 bewegen kann.
Genauer gesagt kann der Kugelumlaufspindelmechanismus, der aus der Kugelrille 24b, der Kugelrille 52a und dergleichen aufgebaut ist, ein Drehmoment in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen des Motors 43 in eine sich hin- und herbewegende Kraft bzw. oszillierende Kraft in der axialen Richtung der Gestängewelle 24 umwandeln. Diese oszillierende Kraft wird zu dem Lenkrad als Unterstützungskraft für die Lenkoperation durch die Gestängewelle 24 und die Ritzelwelle 23 übertragen, die den Zahnstangenmechanismus konfigurieren. Es ist anzumerken, dass dieser Aufbau der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 20 eine sogenannte Servolenkungsvorrichtung des Lenkerunterstützungstyps ist.
Unterdessen ist der Motordrehmelder 44, der in der Lage ist, den Drehwinkel (elektrischer Winkel) θMe des Motors 43 zu erfassen, zwischen der Motorwelle 43 des Motors 40 und dem Motorgehäuse 27 angeordnet. Der Motordrehmelder 44 ist elektrisch mit der ECU 60 über einen nicht gezeigten Anschluss (der in 5 gezeigt ist) verbunden.
In 5 ist die Steuerungskonfiguration der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 20 gemäß diesem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die ECU 60 gibt ein Anregungssignal E1 an den ersten Drehmelder 35, den zweiten Drehmelder 37 und den Motordrehmelder 44 über einen Anschluss 60a, 60b bzw. 60c aus. Ein Sin-Phasensignal von einem Sin-Ausgangsanschluss 35s des ersten Drehmelders 35, ein Cos-Phasensignal von einem Cos-Ausgangsanschluss 35c, ein Sin-Phasensignal von einem Sin-Ausgangsanschluss 37s des zweiten Drehmelders 37 und ein Cos-Phasensignal von einem Cos-Phasenanschluss 37c werden der ECU 60 eingegeben. Dann berechnet die ECU 60 ein Lenkdrehmoment T und gibt einen Unterstützungsbefehl zur Unterstützung der Lenkoperation entsprechend dem Lenkdrehmoment T an eine Motoransteuerungsschaltung 62 aus, was nachstehend beschrieben wird. Die Motoransteuerungsschaltung 62 steuert den Motor 43, um das Drehmoment entsprechend dem Unterstützungsbefehl zu erzeugen. Ein Drehwinkel des Motors 40 wird durch den Motordrehmelder 44 erfasst. Ein Sin-Phasensignal von einem Sin-Ausgangsanschluss 44s und ein Cos-Phasensignal von einem Cos-Ausgangsanschluss 44c werden zu der Motoransteuerungsschaltung 62 zurückgeführt und der ECU 60 eingegeben. Wie es nachstehend beschrieben ist, berechnet die ECU 60 das Lenkdrehmoment des Lenkrads 21 auf der Grundlage der Signale von dem ersten Drehmelder 35, dem zweiten Drehmelder 37 und dem Motordrehmelder 44 und berechnet die Unterstützungsgröße entsprechend dem Lenkdrehmoment.
Unter Bezugnahme auf 6 wird nachstehend die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Lenkrads 21 und den Ausgangssignalen der ersten und zweiten Drehmelder 35 und 37 beschrieben.
Der elektrische Winkel θe1, der von dem ersten Drehmelder 35 erhalten wird, weist fünf Spitzenpunkte je einzelner Drehung (zwischen einem mechanischen Winkel von 360 Grad) des Lenkrads 21 auf, da der erste Drehmelder 35 ein Typ mit einer Polpaarzahl 5 ist. Der erste Drehmelder 35 der Polpaarzahl 5 weist fünf Paare von N-Polen und S-Polen auf, so dass er in der Lage ist, einen elektrischen Winkel, der 1800 Grad (360 Grad·5) entspricht, in Bezug auf einen mechanischen Winkel von 360 Grad auszugeben. Das heißt, der erste Drehmelder 35 weist eine fünffache Auflösung in Bezug auf die Auflösung eines Drehmelders auf, der ein Polpaar aufweist.
Der elektrische Winkel θe2, der von dem zweiten Drehmelder 37 erhalten wird, weist 6 Spitzenpunkte je einzelner Drehung (zwischen einem mechanischen Winkel von 360 Grad) des Lenkrads auf, da der zweite Drehmelder 37 ein Typ einer Polpaarzahl 6 ist. der zweite Drehmelder 37 der Polpaarzahl 6 weist sechs Paare von N-Polen und S-Polen auf, so dass er in der Lage ist, einen elektrischen Winkel, der 2160 Grad (360 Grad·6) entspricht, in Bezug auf einen mechanischen Winkel von 360 Grad auszugeben. Das heißt, der zweite Drehmelder weist eine sechsfache Auflösung in Bezug auf die Auflösung eines Drehmelders auf, der ein Polpaar aufweist.
Wie es vorstehend beschrieben ist, geben die ersten und zweiten Drehmelder die elektrischen Winkel θe1 und θe2 jeweils als Drehmelderausgangssignale aus. Wie es jedoch in 6 veranschaulicht ist, entsprechen die elektrischen Winkel θe1 und θe2, die bei einem gleichen Drehwinkel des Lenkrads 21 ausgegeben werden, einander nicht. Folglich kann die ECU 60 einen Berechnungsvorgang entsprechend dem elektrischen Winkel Θe1 des ersten Drehmelders 35 und dem elektrischen Winkel θe2 des zweiten Drehmelders 37 ausführen, um den mechanischen Winkel θm, der eine hohe Auflösung in Bezug auf eine einzelne Drehung des Lenkrads 21 aufweist, zu erhalten, ohne den zusätzlichen Lenkwinkelsensor zu verwenden.
Eine Drehmomenterfassung, die auf dem Drehmelderausgangssignal basiert, das von den ersten und zweiten Drehmeldern 35 und 37 ausgegeben wird, ist nachstehend beschrieben.
In dem Fall, dass das Lenkrad 21 durch den Fahrer oder dergleichen gelenkt wird, um die Eingangswelle 23a der Ritzelwelle 23 mit einem Drehwinkel θ1 zu drehen, gibt der erste Drehmelder 35 zwei Arten von Wechselspannung E2 und E3 aus, die jeweils unterschiedliche Phasen aufweisen. Die Wechselspannungen E2 (das Cos-Phasensignal von dem Cos-Ausgangssignal) und E3 (das Sin-Phasensignal von dem Sin-Ausgangsanschluss) erfüllen eine Beziehung, die den Gleichungen (1) und (2) entspricht. E2 = K·E1·Cosθ (1) E3 = K·E1·Sinθ (2)wobei K ein Umrechnungsverhältnis bedeutet.
Der Winkel θ kann aus den Gleichungen (1) und (2) unter Verwendung des Werts berechnet werden, der durch ein Dividieren von E3 durch E2 erhalten wird. Der Winkel θ ist der elektrische Winkel θe1 der Eingangswelle 23a der Ritzelwelle 23. Demgegenüber dreht sich, wenn sich die Eingangswelle 23a dreht, die Ausgangswelle 23b, die mit der Eingangswelle 23a über den Torsionsstab 31 verbunden ist, ebenso. Der Drehwinkel θ2 der Ausgangswelle 23b kann aus den Gleichungen (1) und (2) von dem zweiten Drehmelder 37 unter Verwendung des Werts berechnet werden, der durch ein Dividieren von E3 durch E2 erhalten wird. Hierbei variiert, da der Drehmelder eine Art eines elektrischen Umformers ist, das Umrechnungsverhältnis K entsprechend einer Temperaturänderung. Somit ändern sich ebenso das Sin-Phasensignal E3 und das Cos-Phasensignal E2 entsprechend einer Temperaturänderung. Da jedoch der Winkel θ auf der Grundlage des Werts berechnet wird, der durch ein Dividieren von E3 durch E2 erhalten wird, wird eine Änderung in dem Umrechnungsverhältnis K aufgehoben, so dass die Erfassungsgenauigkeit durch eine Temperaturänderung nicht beeinflusst wird.
In dem Fall einer Drehung der Eingangswelle 23a und der Ausgangswelle 23b der Ritzelwelle 23 wird der Torsionsstab 31 verdreht bzw. verdrillt, um eine relative Drehwinkeldifferenz Δθ (= θ1 – θ2) zwischen der Eingangswelle 23a und der Ausgangswelle 23b zu erzeugen. Das Lenkdrehmoment T kann auf der Grundlage der Steifigkeit des Torsionsstabes 31 und der relativen Drehwinkeldifferenz Δθ entsprechend dem Torsionswinkel des Torsionsstabs 31 berechnet werden. Die ECU 60 führt eine Unterstützungssteuerung entsprechend dem Lenkdrehmoment T aus, um die Lenkoperation des Fahrers durch die Unterstützungskraft, die durch den Motor 40 erzeugt wird, zu unterstützen.
Eine Erfassung des Drehwinkels (nachstehend als Motordrehwinkel bezeichnet) der Motorwelle 43 auf der Grundlage des Drehmelderausgangssignals von dem Motordrehmelder 44 ist nachstehend beschrieben.
Wenn eine Wechselspannung E1 an den Motordrehmelder 44 angelegt wird, wenn sich die Motorwelle 43 um einen bestimmten Drehwinkel dreht, werden die Wechselspannungen E2 und E3 (das Cos-Phasensignal von dem Cos-Ausgangsanschluss und das Sin-Phasensiganl von dem Sin-Ausgangsanschluss 44s) von dem Motordrehmelder 44 entsprechend der angelegten Spannung E1 und dem Drehwinkel ausgegeben. Der Motordrehwinkel wird aus der angelegten Wechselspannung E1 und den ausgegebenen Wechselspannungen E2 und E3 entsprechend den Gleichungen (1) und (2) berechnet. Dieser erfasste Motordrehwinkel wird für verschiedene Arten von Steuerungen für die elektrische Servolenkungsvorrichtung 20 verwendet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Vorgang zum Berechnen des Torsionswinkels des Torsionsstabes 31 auf der Grundlage der Ausgangssignale des ersten Drehmelders 35 und des zweiten Drehmelders 37 unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm, das in 10 gezeigt ist, beschrieben.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist der erste Drehmelder 35 ein Typ einer Polpaarzahl 5 und der zweite Drehmelder 37 ist ein Typ einer Polpaarzahl 6. Die ECU 60 erhält die elektrischen Winkel θe1 und θe2 der ersten und zweiten Drehmelder 35 und 37 (S12). Dann wird, damit ein Gradient des elektrischen Winkels θe1 einem Gradienten des elektrischen Winkels θe2 entspricht, der elektrische Winkel θe1 des ersten Drehmelders 35, der fünf Polpaare aufweist, mit sechs multipliziert und der elektrische Winkel θe2 des zweiten Drehmelders 37, der sechs Polpaare aufweist, wird mit fünf multipliziert (S14). Diese multiplizierten elektrischen Winkel (Grad) sind in 7 gezeigt. In 7 zeigt eine horizontale Achse einen mechanischen Winkel (Grad) an und vertikale Achsen bezeichnen multiplizierte elektrische Winkel.
Der elektrische Winkel des ersten Drehmelders 35 der Polpaarzahl 5 zeigt alle 72 Grad des mechanischen Winkels 0 an. Der elektrische Winkel des zweiten Drehmelders 37 der Polpaarzahl 6 zeigt alle 60 Grad des mechanischen Winkels 0 an. In dem Bereich des mechanischen Winkels von 0 bis 60 Grad (Bereich Nr. 5) entspricht der multiplizierte elektrische Winkel des ersten Drehmelders 35 dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. Da der multiplizierte elektrische Winkel des zweiten Drehmelders 37 einmal 0 bei 60 Grad des mechanischen Winkels anzeigt, erscheint in dem Bereich des mechanischen Winkels von 60 Grad bis 72 Grad die Differenz von 1800 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37 (Bereich Nr. 10). Ferner erscheint, da der multiplizierte elektrische Winkel des ersten Drehmelders 35 einmal 0 bei 72 Grad des mechanischen Winkels anzeigt, in dem Bereich des mechanischen Winkels von 72 Grad bis 120 Grad die Differenz von –360 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37 (Bereich Nr. 4). In dem Bereich des mechanischen Winkels von 120 Grad bis 144 Grad (Bereich Nr. 9) erscheint die Differenz von 1440 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. In dem Bereich des mechanischen Winkels von 144 Grad bis 180 Grad (Bereich Nr. 3) erscheint die Differenz von –720 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. In dem Bereich des mechanischen Winkels von 180 Grad bis 216 Grad (Bereich Nr. 8) erscheint die Differenz von 1080 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. In dem Bereich des mechanischen Winkels von 216 Grad bis 240 Grad (Bereich Nr. 2) erscheint die Differenz von –1080 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. In dem Bereich des mechanischen Winkels von 240 Grad bis 288 Grad (Bereich Nr. 7) erscheint die Differenz von 720 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. In dem Bereich des mechanischen Winkels von 288 Grad bis 300 Grad (Bereich Nr. 1) erscheint die Differenz von –1440 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. In dem Bereich des mechanischen Winkels von 300 Grad bis 360 Grad (Bereich Nr. 6) erscheint die Differenz von 360 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. Wenn der mechanische Winkel größer oder gleich 360 Grad ist (Bereich Nr. 11), erscheint die Differenz von 160 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37. Wenn der mechanische Winkel kleiner als 0 Grad ist (Bereich Nr. 0), erscheint die Differenz von –1800 Grad zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders 37.
Dann wird der Differenzwert Δθ durch Subtrahieren des multiplizierten elektrischen Winkels des zweiten Drehmelders 37 von dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders 35 (Δθ = θe1·6 – θe2·5) erhalten (S16).
Ein Kompensationswert β zur Kompensation des Differenzwerts Δθ wird unter Bezugnahme auf eine Tabelle von Bereichen erhalten (S18). Die Tabelle zum Erhalten des Kompensationswerts β entsprechend dem Differenzwert Δθ ist in 8 gezeigt. In dem vorstehend genannten Bereich des mechanischen Winkels von 0 bis 60 Grad (Bereich Nr. 5) erscheint der Differenzwert Δθ des elektrischen Winkels innerhalb von –180 Grad bis 180 Grad, wobei folglich der Kompensationswert β gleich 0 Grad ist. Demgegenüber erscheint in dem Bereich des mechanischen Winkels von 60 Grad bis 72 Grad (Bereich Nr. 10) der Differenzwert Δθ des elektrischen Winkels innerhalb von 1620 Grad bis 1980 Grad, wobei folglich der Kompensationswert β gleich 1800 Grad ist. Unterdessen bedeutet eine wiederholte Zahl N1 die wiederholte Zahl des elektrischen Winkels des ersten Drehmelders 35 und eine wiederholte Zahl N2 bedeutet die wiederholte Zahl des elektrischen Winkels des zweiten Drehmelders 37. Das heißt, wenn der mechanische Winkel sich ein Mal dreht (360 Grad des mechanischen Winkels), dreht sich der elektrische Winkel des ersten Drehmelders, der fünf Polpaare aufweist, fünf Mal (360 Grad·5 = 1800 Grad). Beispielsweise dreht sich in dem Bereich Nr. 4 der elektrische Winkel des ersten Drehmelders 35 ein Mal und der elektrische Winkel des zweiten Drehmelders 37 dreht sich ein Mal. In dem Bereich Nr. 8 dreht sich der elektrische Winkel des ersten Drehmelders 35 zwei Mal und der elektrische Winkel des zweiten Drehmelders 37 dreht sich drei Mal.
Der Wert, der durch ein Subtrahieren des Kompensationswert β von dem Differenzwert Δθ des elektrischen Winkels erhalten wird, wird durch 30 dividiert, um den Torsionswinkel (mechanischen Winkel) zwischen dem ersten Drehmelder 35 und dem zweiten Drehmelder 37 zu berechnen. Der berechnete Torsionswinkel wird mit einer Federkonstanten des Torsionsstabs 31 multipliziert, um das Lenkdrehmoment zu erhalten (S20). In der Zwischenzeit wird „30" bei der Berechnung verwendet, da der multiplizierte elektrische Winkel durch ein Multiplizieren des elektrischen Winkels des ersten Drehmelders 35, dessen Polpaarzahl 5 ist, mit 6 erhalten wird. Somit kann der Torsionswinkel (mechanische Winkel) von dem Wert erhalten werden, der durch ein Subtrahieren des Kompensationswerts β von dem Differenzwert Δθ berechnet wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der maximale Torsionswinkel des Torsionsstabes 31 innerhalb von 12 Grad (–6 Grad bis +6 Grad) durch die Begrenzungsteile 23e, die vorstehend beschrieben sind (siehe 3), begrenzt. Folglich wird verhindert, dass die Berechnung des Torsionswinkels einen Fehler umfasst.
Beispielsweise ist, wenn die Ritzelwelle 23 nicht gedreht wird und der Torsionsstab 31 um 6 Grad verdreht wird (d.h., der erste Drehmelder 35 wird um 6 Grad gedreht, während der zweite Drehmelder 37 feststeht: der mechanische Winkel des ersten Drehmelders 35 ist 6 Grad und der mechanische Winkel des zweiten Drehmelders 37 ist 0 Grad), der Differenzwert Δθ ist 180 Grad (Δθ = 6·5·5 – 0·6·5). Somit gehört der Differenzwert Δθ zu dem Bereich Nr. 5, wobei folglich der Kompensationswert β 0 Grad ist, so dass der kompensierte Differenzwert (Δθ-β) 180 Grad ist.
Ferner bezeichnet, wenn die Ritzelwelle 23 um 70 Grad gedreht wird und der Torsionsstab 31 nicht verdrillt wird (d.h., der mechanische Winkel des ersten Drehmelders 35 und der mechanische Winkel des zweiten Drehmelders 37 sind beide 70 Grad), der elektrische Winkel des zweiten Drehmelders 37 10 Grad, da der elektrische Winkel des zweiten Drehmelders einmal 0 Grad bei 60 Grad des mechanischen Winkels anzeigt. Folglich ist der Differenzwert Δθ 1800 Grad (Δθ = 70·5·5 – 10·6·5). Somit gehört der Differenzwert Δθ zu dem Bereich Nr. 10, so dass der Kompensationswert β 1800 Grad ist und der kompensierte Differenzwert (Δθ-β) 0 Grad ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die wiederholte Zahl N1 des elektrischen Winkels des ersten Drehmelders 35 0 und die wiederholte Zahl N2 des elektrischen Winkels des zweiten Drehmelders 37 ist 1.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist, auch wenn der Torsionsstab 31 wie auch immer um einen mechanischen Winkel verdrillt ist, der Differenzwert Δθ innerhalb von –1800 Grad bis 2160 (d.h., in dem Bereich Nr. 0 bis Nr. 11) beinhaltet. Genauer gesagt kann in dem Fall, dass der erste Drehmelder 35 der Polpaarzahl 5 und der zweite Drehmelder 37 der Polpaarzahl 6 eingesetzt werden, der Torsionswinkel in geeigneter Weise erfasst werden, indem der maximale Torsionswinkel des Torsionsstabs 31 innerhalb von 12 Grad (+6 Grad bis –6 Grad) begrenzt wird. In dem Fall, dass der Drehmelder der Polpaarzahl 6 als der erste Drehmelder 35 eingesetzt wird und der Drehmelder der Polpaarzahl 5 als der zweite Drehmelder 37 eingesetzt wird, ist es ebenso zu bevorzugen, den maximalen Torsionswinkel des Torsionsstabes 31 innerhalb von 12 Grad (+6 Grad bis –6 Grad) zu begrenzen.
Die Beziehung zwischen der Kombination von Polpaarzahlen von zwei Drehmeldern und des Torsionswinkels des Torsionsstabes ist nachstehend beschrieben.
Die Polpaarzahl eines Drehmelders muss sich von der Polpaarzahl des anderen Drehmelders unterscheiden, um den absoluten Winkel (mechanischen Winkel) ohne Verwendung eines zusätzlichen Winkelsensors zu erfassen.
Wenn die Differenz zwischen Polpaarzahlen der zwei Drehmelder größer oder gleich 2 ist, werden die Genauigkeit und Auflösung der Erfassung verschlechtert. Folglich sind die nachstehend genannten Kombinationen von Polpaarzahlen für eine tatsächliche Verwendung unter der Bedingung, dass die Polpaarzahl nicht größer als 10 ist, annehmbar. „2 und 3", „3 und 4", „4 und 5", „5 und 6", „6 und 7", „7 und 8", „8 und 9" und „9 und 10".
In 9(A) ist die Beziehung zwischen dem mechanischen Winkel und elektrischen Winkeln in dem Fall der Kombination „3 und 4" gezeigt. In 9(A) wird der elektrische Winkel des Drehmelders, dessen Polpaarzahl 3 ist, mit 4 multipliziert, und der elektrische Winkel des Drehmelders, dessen Polpaarzahl 4 ist, wird mit 3 multipliziert. In 9(B) ist die Beziehung zwischen dem mechanischen Winkel und den elektrischen Winkeln in dem Fall der Kombination „4 und 5" gezeigt. In 9(B) wird der elektrische Winkel des Drehmelders, dessen Polpaarzahl 4 ist, mit 5 multipliziert, und der elektrische Winkel des Drehmelders, dessen Polpaarzahl 5 ist, wird mit 4 multipliziert. Auf die gleiche Weise ist in 9(C) die Beziehung zwischen dem mechanischen Winkel und den elektrischen Winkeln in dem Fall der Kombination „5 und 6" gezeigt.
Wie es in 9(A) gezeigt ist, ist in dem Fall der Kombination „3 und 4" der Kompensationswert β 0 Grad in einem Bereich Nr. 1. Hierbei zeigt in einem Bereich Nr. 6, der benachbart zu dem Bereich Nr. 1 ist, wenn der mechanische Winkel des Drehmelders der Polpaarzahl 4 um mehr als 30 Grad des mechanischen Winkels gedreht wird, wenn der mechanische Winkel des Drehmelders der Polpaarzahl 3 festgelegt ist, der Graph eine gleiche Kennlinie wie der Bereich Nr. 1 an. Es besteht die Möglichkeit, dass der mechanische Winkel des Drehmelders der Polpaarzahl 4 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird. Folglich muss eine relative Drehung zwischen zwei Drehmeldern innerhalb von 30 Grad (+15 Grad bis –15 Grad) begrenzt werden.
Der maximale Torsionswinkel des Torsionsstabs 31 zum Erhalten des Kompensationswerts β ohne Fehlauswahl des Bereichs wird durch die nachstehende Gleichung erhalten. (der maximale Torsionswinkel) = (360/n)·(n – 1) – (360/m)·(m – 1)wobei "n" und "m" jeweils die Polpaarzahl bezeichnen und die Beziehung "m < n" erfüllen.
Folglich ist der maximale Torsionswinkel entsprechend der Kombination der Polpaarzahlen wie nachstehend beschrieben.

In dem Fall von "2 und 3" ist der maximale Torsionswinkel 60 Grad (+30 Grad bis –30 Grad).
In dem Fall von "3 und 4" ist der maximale Torsionswinkel 30 Grad (+15 Grad bis –15 Grad).
In dem Fall von "4 und 5" ist der maximale Torsionswinkel 18 Grad (+9 Grad bis –9 Grad).
In dem Fall von "5 und 6" ist der maximale Torsionswinkel 12 Grad (+6 Grad bis –6 Grad).
In dem Fall von "6 und 7" ist der maximale Torsionswinkel 8,6 Grad (+4,3 Grad bis –4,3 Grad).
In dem Fall von "7 und 8" ist der maximale Torsionswinkel 6,4 Grad (+3,2 Grad bis –3,2 Grad).
In dem Fall von "8 und 9" ist der maximale Torsionswinkel 5 Grad (+2,5 Grad bis –2,5 Grad).
In dem Fall von "9 und 10" ist der maximale Torsionswinkel 4 Grad (+2 Grad bis –2 Grad).

Wie es vorstehend beschrieben ist wird in der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Zahl "m" von Polpaaren des ersten Drehmelders auf 5 eingestellt und die Zahl "n" von Polpaaren des zweiten Drehmelders wird auf 6 eingestellt, wobei der maximale Torsionswinkel des Torsionsstabs auf 12 Grad (+6 Grad bis –6 Grad) eingestellt wird. Folglich kann bei der Konfiguration zur Erfassung des Lenkdrehmoments mit dem Torsionsstab das Lenkdrehmoment mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Demgegenüber werden in dem Fall, bei dem die Differenz zwischen Polpaarzahlen der zwei Drehmelder größer oder gleich 2 ist, die Genauigkeit und Auflösung der Erfassung verschlechtert. In dem Fall, dass die Kombination von Polpaarzahlen "3 und 4" ist, wird die Auflösung der Erfassung verschlechtert. In dem Fall, dass die Polpaarzahl die der Kombination "5 und 6" überschreitet, wird der maximale Torsionswinkel des Torsionsstabes in Bezug auf den maximalen Torsionswinkel bei der Kombination "5 und 6", wie es vorstehend beschrieben ist, zu klein, so dass die Genauigkeit der Fassung verschlechtert wird.
Unterdessen ist der Berechnungsvorgang zur Erfassung des absoluten Winkels des Lenkrads 21 ausführlich in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-196131 (internationale Patentoffenlegungsschrift Nr. WO 2004/005843 A1), die durch den Anmelder der vorliegenden Anmeldung eingereicht wurde, beschrieben. Folglich werden Erklärungen hiervon weggelassen.
Als Nächstes wird eine Operation zu Erfassung der Fehlfunktion des Drehmomentssensors der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 20, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Da Schritte S102 bis S108 in 11 die gleichen sind wie Schritte S12 bis S18 in 10, werden Beschreibungen hiervon weggelassen. Nachfolgend zu S108 wird bestimmt, ob der absolute Wert der kompensierten Winkeldifferenz (Δθ-β) den maximalen Torsionswinkel θerr (12 Grad), der durch das Begrenzungsstück 23e und den Vorsprung 23d für den Torsionsstab 31 begrenzt wird, überschreitet oder nicht (S110). In dem Fall, dass der absolute Wert den maximalen Torsionswinkel des Torsionsstabes 31 nicht überschreitet (S110: Nein), bestimmt die ECU 60, dass der Drehmomentsensor 30 normal ist, wobei die Operation zeitweilig beendet wird. Demgegenüber wird in dem Fall, dass der absolute Wert den maximalen Torsionswinkel überschreitet (S110: Ja), eine Fehlfunktionserfassungsoperation ausgeführt (S120). Als ein Beispiel der Fehlfunktionserfassungsoperation wird die Unterstützungsgröße für die Servolenkungsvorrichtung allmählich verkleinert.
In der elektrischen Servolenkungsvorrichtung 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel begrenzen das Begrenzungsstück 23e und der Vorsprung 23d, die als eine Begrenzungseinrichtung dienen, den maximalen Winkel des Torsionsstabes 31. Die ECU 60 bestimmt, ob die Winkeldifferenz zwischen dem Drehwinkel, der durch den ersten Drehmelder 35 erfasst wird, und dem Drehwinkel, der durch den zweiten Drehmelder 37 erfasst wird, den maximalen Torsionswinkel des Torsionsstabes 31 überschreitet. Wenn die Differenz den maximalen Torsionswinkel überschreitet, wird bestimmt, dass eine Fehlfunktion aufgetreten ist. In dem Fall, dass die Differenz den maximalen Torsionswinkel, der durch das Begrenzungsstück 23e und den Vorsprung 23d für den Torsionsstab 31 begrenzt wird, überschreitet, das heißt in dem Fall, dass die Differenz, die nicht auftreten darf, erfasst wird, wird bestimmt, dass eine Fehlfunktion entstanden ist. Somit wird die Fehlfunktion in einer kurzen Zeitdauer erfasst.
Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist als die elektrische Servolenkungsvorrichtung 20 der Lenkerunterstützungstyp-Servolenkungsvorrichtung beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch bei einer Ritzelunterstützungstyp-Servolenkungsvorrichtung, einer Säulenunterstützungstyp-Servolenkungsvorrichtung und dergleichen angewendet werden. In derartigen Fällen werden die gleichen Wirkungen wie diejenigen gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erreicht.
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnung beschrieben worden. Die Erfindung, die geschützt werden soll, ist jedoch nicht so zu deuten, dass sie auf das offenbarte spezifische Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Ferner ist das hier beschriebene Ausführungsbeispiel vielmehr als Veranschaulichung denn als Begrenzung zu betrachten. Mehrere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst, wobei die vorliegende Erfindung weiterhin Nutzen aufweist, soweit eine der Aufgaben gelöst wird.

Claims

Elektrische Servolenkungsvorrichtung mit: einem Lenkrad, einem ersten Drehmelder einer Polpaarzahl 'm' zur Erfassung eines Drehwinkels einer Lenkachse, die mit dem Lenkrad verbunden ist, einem zweiten Drehmelder einer Polpaarzahl 'n' zur Erfassung eines Drehwinkels der Lenkachse über einen Torsionsstab, einem Motor zur Unterstützung einer Lenkoperation des Lenkmechanismus, der mit der Lenkachse verbunden ist, einer Torsionsberechnungseinrichtung zur Berechnung des Torsionswinkels des Torsionsstabs aus einer Differenz zwischen dem Drehwinkel, der durch den ersten Drehmelder erfasst wird, und dem Drehwinkel, der durch den zweiten Drehmelder erfasst wird, und einer Motorsteuerungseinrichtung zur Steuerung des Motors auf der Grundlage einer Unterstützungsgröße, die von de berechneten Torsionswinkel hergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsberechnungseinrichtung eine Tabelle umfasst zum Erhalten eines Kompensationswerts zum Erhalten einer kompensierten Differenz entsprechend einer Winkeldifferenz zwischen dem Wert, der durch ein Multiplizieren eines elektrischen Winkels des ersten Drehmelders mit 'n' berechnet wird, und dem Wert, der durch ein Multiplizieren eines elektrischen Winkels des zweiten Drehmelders mit 'm' berechnet wird.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wert von 'm' kleiner ist als der Wert 'n', wobei ein maximaler Wert des Torsionswinkels des Torsionsstabs definiert ist, um eine Gleichung "maximaler Torsionswinkel" = (360/n)·(n – 1) – (360/m)·(m – 1) zu erfüllen.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der maximale Wert durch die Begrenzungseinrichtung definiert ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wert von 'm' größer ist als der Wert von 'n', wobei ein maximaler Wert des Torsionswinkels des Torsionsstabs definiert ist, um eine Gleichung "maximaler Torsionswinkel" = (360/m)·(m – 1) – (360/n)·(n – 1) zu erfüllen.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der maximale Wert durch die Begrenzungseinrichtung definiert ist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Fehlfunktionserfassungseinrichtung, die bestimmt, dass eine Fehlfunktion auftritt, wenn der Torsionswinkel, der durch die Torsionsberechnungseinrichtung erhalten wird, einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Verfahren zur Kompensation eines Winkels für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, die umfasst: ein Lenkrad, einen ersten Drehmelder einer Polpaarzahl 'm' zur Erfassung eines Drehwinkels einer Lenkachse, die mit dem Lenkrad verbunden ist, einen zweiten Drehmelder einer Polpaarzahl 'n' zur Erfassung eines Drehwinkels der Lenkachse über einen Torsionsstab, einen Motor zur Unterstützung einer Lenkoperation des Lenkmechanismus, der mit der Lenkachse verbunden ist, eine Torsionsberechnungseinrichtung zur Berechnung des Torsionswinkels des Torsionsstabs aus einer Differenz zwischen dem Drehwinkel, der durch den ersten Drehmelder erfasst wird, und dem Drehwinkel, der durch den zweiten Drehmelder erfasst wird, und eine Motorsteuerungseinrichtung zur Steuerung des Motors auf der Grundlage einer Unterstützungsgröße, die von dem berechneten Torsionswinkel hergeleitet wird, wobei das Kompensationsverfahren umfasst: einen Schritt zum Multiplizieren eines elektrischen Winkels des ersten Drehmelders mit 'n' und zum Multiplizieren eines elektrischen Winkels des zweiten Drehmelders mit 'm', einen Schritt zum Erhalten einer Winkeldifferenz zwischen dem multiplizierten elektrischen Winkel des ersten Drehmelders und dem multiplizierten elektrischen Winkel des zweiten Drehmelders, einen Schritt zum Erhalten eines Kompensationswerts von einer Tabelle und einen Schritt zum Subtrahieren des Kompensationswerts von der Winkeldifferenz, um eine kompensierte Differenz zu erhalten.
Verfahren zur Kompensation eines Winkels für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei 'm' auf 5 eingestellt ist und 'n' auf 6 eingestellt ist.
Verfahren zur Kompensation eines Winkels für eine elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei 'm' auf 6 eingestellt ist und 'n' auf 5 eingestellt ist.