DE602005000714T2

DE602005000714T2 - Elektrische Servolenkung

Info

Publication number: DE602005000714T2
Application number: DE602005000714T
Authority: DE
Inventors: Shuji c/o Toyota Jidosha Kabushiki K Fujita; Eiji c/oToyota Jidosha Kabushiki Kai Kasai; Ippei c/oToyota Jidosha Kabushiki Ka Yamazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2025-09-21
Also published as: EP1642806A2; JP4432709B2; CN1769121A; US20060070794A1; DE602005000714D1; EP1642806A3; EP1642806B1; CN100398375C; US7481294B2; JP2006103390A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Servolenksystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein elektrisches Servolenksystem mit Lernfunktion ist hinlänglich bekannt und zum Beispiel in JP-B-2970351 offenbart. Auf der Grundlage von Ergebnissen einer Bestimmung in Bezug auf einen Fahrzeuggeschwindigkeitszustand, einen Drehmomentzustand und einen Lenkwinkelzustand bestimmt das elektrische Servolenksystem, ob ein Fahrzeug geradeaus fährt. Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug geradeaus fährt, bildet das elektrische Servolenksystem Mittelwerte von Ausgabewerten, die vom Lenkwinkelsensor so oft erhalten werden, wie die Datennahme für die vorbestimmte Anzahl von Malen durchgeführt wird, wodurch ein Mittelwert der Ausgabewerte berechnet wird. Der berechnete Mittelwert wird mit einer vorbestimmten Anzahl anderer gespeicherter Mittelwerte verglichen. Von den durch den Vergleich ausgewählten Mittelwerten wird ein weiterer Mittelwert gebildet, wodurch ein Mittelpunktsausgabewert festgelegt wird, der einen Mittelpunkt des Lenkwinkels angibt (nachstehend als "Lenkwinkelmittelpunkt" bezeichnet).
Bei der vorstehend erwähnten Art des elektrischen Servolenksystems wird jedoch die Tatsache, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, auf der Grundlage dessen bestimmt, ob das von einem Lenkmomentsensor erfasste Lenkmoment die Momentbedingung erfüllt. Demzufolge besteht eine Möglichkeit, dass nicht genau bestimmt werden kann, ob das Fahrzeug geradeaus fährt. In dem Fall, wo der Lenkwinkelmittelpunkt abweicht, zum Beispiel wenn von einem Elektromotor eine Rückstellsteuerung eines Lenkrads durchgeführt wird, weicht die Drehstellung des mit einer Lenkwelle einstückig verbundenen Lenkrads von der Neutralstellung ab, und das Fahrzeug führt eine Kurvenfahrt aus. Wenn ein Fahrer das Lenkrad zur Korrektur der Abweichung in die Neutralstellung dreht und die Drehstellung des Lenkrads in der Neutralstellung hält, wird permanent ein Lenkmoment erfasst. Von daher nimmt, wenn ein Abweichungsbetrag des Lenkwinkelmittelpunkts, d.h. ein Betrag der Ab weichung der Drehstellung des Lenkrads von der Neutralstellung, größer wird, der Wert des durch Erfassung erhaltenen Lenkmoments zu. Selbst wenn das Fahrzeug aufgrund der vom Fahrer ausgeführten Korrektur geradeaus fährt, kann dementsprechend eventuell bestimmt werden, dass das Fahrzeug nicht geradeaus fährt. Wenn nicht genau bestimmt werden kann, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, besteht anhaltend die Situation, dass der Lenkwinkelmittelpunkt nicht genau korrigiert werden kann.
Ein elektrisches Servolenksystem gemäß dem Oberbergriff von Anspruch 1 ist aus EP 1 184 258 A2 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Servolenksystem bereitzustellen; mit dem man genau bestimmen kann, ob ein Fahrzeug geradeaus fährt, und das einen Lenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit berechnen kann.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Servolenksystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die Wirkkraft-Erfassungseinrichtung kann eine resultierende Kraft aus einer Wirkkraft erfassen, die aufgrund eines auf die Lenkwelle aufgebrachten Drehmoments entsprechend einer Drehbetätigung des Lenkrads auf den Lenkmechanismus wirkt, und aus einer Wirkkraft, die aufgrund einer Ansteuerung des Elektromotors auf den Lenkmechanismus wirkt, wobei die resultierende Kraft mit der externen Krafteinleitung von den gelenkten Rädern auf den Lenkmechanismus übereinstimmt. Dabei kann der Lenkmechanismus zum Beispiel aus einem Ritzel gebildet sein, das an der Lenkwelle angebracht ist, und einer Zahnstange, die mit dem Ritzel kämmt und eine Drehbewegung des Ritzels in eine Linearbewegung umwandelt. Die Wirkkraft-Erfassungseinrichtung kann die resultierende Kraft erfassen, die auf die Zahnstange wirkt.
Mit so einem Aufbau ist es, selbst wenn der Lenkwinkelmittelpunkt abweicht und vom Fahrer ein Moment (Lenkmoment) auf die Lenkwelle aufgebracht wird, so dass die Drehstellung des Lenkrads gegen die Rückstellsteuerung durch den Elektromotor in die Neutralstellung zurückkehrt, möglich, auf der Grundlage der auf den Lenkmechanismus (z. B. die Zahnstange) einwirkenden resultierenden Kraft genau zu bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt. In dem vorstehend erwähnten Zustand wirkt auf den Lenkmechanismus (die Zahnstange) die resultierende Kraft aus dem Lenkmoment, das vom Fahrer auf die Lenkwelle aufgebracht wird, und dem Hilfsmoment, das aufgrund der Ansteuerung des Elektromotors aufgebracht wird und im Wesentlichen mit dem Lenkmoment übereinstimmt. Dementsprechend wird die Wirkkraft, die auf den Lenkmechanismus (die Zahnstange) wirkt, zu einer kleinen Kraft, weil sich das Lenkmoment und das Hilfsmoment einander aufheben. In diesem Zustand ist, wenn das Fahrzeug wirklich geradeaus fährt, stellt die externe Krafteinleitung (d.h. Selbstausrichtungsmoment) von den gelenkten Rädern einen kleinen Wert dar. Wenn der Zustand betrachtet wird, bei dem die auf den Lenkmechanismus (die Zahnstange) wirkende Wirkkraft mit der externen Kraft (Selbstausrichtungsmoment) übereinstimmt, kann folglich genau bestimmt werden, ob das Fahrzeug geradeaus fährt. Es ist deshalb möglich, einen Referenzpunkt zur Erfassung des Drehwinkels der Lenkwelle, d.h. einen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt, ziemlich genau zu berechnen, indem mehrere Winkel (z.B. Lenkwinkel) verwendet werden, die während des genau bestimmten Geradeausfahrtzustands des Fahrzeugs erfasst wurden. Im Ergebnis ist es möglich, die Ansteuerung des Elektromotors in entsprechender Weise zu regeln und zur Unterstützung der Drehbetätigung des Lenkrads eine optimale Hilfskraft aufzubringen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungseinrichtung eine Speicherzustands-Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Speicherzustands des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist; und eine Einrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer, um die vorbestimmte Zeitdauer auf der Grundlage des Speicherzustands des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts zu verändern, der von der Speicherzustands-Prüfeinrichtung geprüft wird. Wenn die Speicherzustands-Prüfeinrichtung bestätigt, dass der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist, stellt in diesem Fall die Einrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer die vorbestimmte Zeitdauer auf eine kurze Zeitdauer ein, im Gegensatz zu einem Fall, bei dem der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist. Außerdem kann, während das Fahrzeug geparkt ist, wenn eine Einrichtung zur Überwachung des Zustands der Stromzufuhr zur Überwachung eines Zustands der Stormzufuhr von einer im Fahrzeug eingebauten Batterie bestimmt, dass der Zustand der Stromzufuhr von der Batterie nicht gut ist, die Lenkwinkel mittelpunkt-Speichereinrichtung den darin gespeicherten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt löschen.
Mit so einem Aufbau kann die vorbestimmte Zeitdauer zum Bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, auf der Grundlage des Speicherzustands des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der zur Regelung der Ansteuerung des Elektromotors notwendig ist, in entsprechender Weise verändert werden. Folglich gibt es, wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt zum Beispiel in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist, einen Referenzpunkt zum Regeln der Ansteuerung des Elektromotors. Dementsprechend kann die Einrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer die vorbestimmte Zeitdauer auf eine relativ lange Zeitdauer einstellen, so dass genauer bestimmt wird, ob das Fahrzeug geradeaus fährt. Deshalb kann der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit erhalten werden. Wenn dagegen der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist, oder wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt gelöscht wurde, existiert kein Referenzpunkt zur Regelung der Ansteuerung des Elektromotors. Daher kann die Einrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt unverzüglich berechnen, indem die vorbestimmte Zeitdauer auf eine kurze Zeitdauer eingestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungseinrichtung eine Radschlupf-Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Radschlupfs umfassen, der an einem Antriebsrad des Fahrzeugs aufgetreten ist; und eine Einrichtung zur Unterbindung der Bestimmung eines Geradeausfahrtzustands, um eine Bestimmung eines Geradeausfahrtzustands zu unterbinden, wenn die Radschlupf-Erfassungseinrichtung den Radschlupf erfasst, der am Antriebsrad aufgetreten ist. In diesem Fall kann die Radschlupf-Erfassungseinrichtung den Radschlupf erfassen, der am Antriebsrad auf der Grundlage einer am Fahrzeug verursachten Beschleunigung aufgetreten ist. Mit so einem Aufbau ist es möglich, eine falsche Bestimmung bezüglich dessen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, effektiv zu verhindern, indem verhindert wird, dass eine Geradeausfahrt des Fahrzeugs bestimmt wird, wenn am Antriebsrad ein Radschlupf aufgetreten ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung eine erste Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung umfassen, um für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer einen akkumulierten Wert der mehreren, in der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Winkel zu berechnen, und um den akkumulierten Wert durch die vorbestimmte Zeitdauer zu teilen, wodurch ein erster Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wird, der einen Mittelwert der mehreren erfassten Winkel angibt; eine zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung, um sequentiell für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer zweite Lenkwinkelmittelpunkte zu berechnen, von denen jeder einen Mittelwert einer vorbestimmten Anzahl der ersten Lenkwinkelmittelpunkte angibt, indem die vorbestimmte Anzahl der ersten Lenkwinkelmittelpunkte verwendet wird, die sequentiell von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer berechnet werden; und eine Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung zum Einstellen des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts auf den zweiten Lenkwinkelmittelpunkt, der berechnet wird, indem die vorbestimmte Anzahl der ersten Lenkwinkelmittelpunkte verwendet wird, unter den zweiten Lenkwinkelmittelpunkten, die von der zweiten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung berechnet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung eine erste Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung umfassen, um für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer einen akkumulierten Wert der mehreren, in der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Winkel zu berechnen, und den akkumulierten Wert durch die vorbestimmte Zeitdauer zu teilen, wodurch ein erster Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wird, der einen Mittelwert der mehreren erfassten Winkel angibt; eine zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung, um einem vorbestimmtem Wert und jedem der ersten Lenkwinkelmittelpunkte, die sequentiell von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer berechnet wurden, Gewichtungen zuzuweisen, und einen Filterungsvorgang durchzuführen, wodurch der zweite Lenkwinkelmittelpunkt sequentiell berechnet wird; und eine Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung, um, wenn der zweite Lenkwinkelmittelpunkt, der von der zweiten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung sequentiell berechnet wurde, einen Wert in einem vorbestimmten Bereich annimmt, den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf den zweiten Lenkwinkelmittelpunkt im vorbestimmten Bereich einzustellen.
Dabei kann die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen, und die zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung kann auf der Grundlage der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit die dem ersten, zur Berechnung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts verwendeten Lenkwinkelmittelpunkt zugewiesene Gewichtung verändern. Dabei kann sich die dem ersten Lenkwinkelmittelpunkt zugewiesene Gewichtung, der zur Berechnung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts verwendet wird, mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöhen. Wenn ein Abweichungsbetrag eines Werts des ersten Lenkwinkelmittelpunkts, der von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung berechnet wird, von einem Wert des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der von der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung eingestellt wird, größer oder gleich einem vorab eingestellten ersten Abweichungsbetrag ist, schließt die zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung den ersten Lenkwinkelmittelpunkt, der vom Wert des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts um den ersten Abweichungsbetrag oder um mehr als den ersten Abweichungsbetrag abweicht, von der Berechnung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts aus. Zusätzlich kann die Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung den eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt streichen, wenn ein Abweichungsbetrag eines Werts des ersten, von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung berechneten Lenkwinkelmittelpunkts von einem Wert des eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts größer oder gleich einem vorbestimmten zweiten Abweichungsbetrag ist, und eine Anzahl von Zeitdauern, für die der Abweichungsbetrag in Folge gleich groß wie oder größer als der zweite Abweichungsbetrag ist, zu einer vorbestimmten Anzahl von Zeitdauern wird.
Mit so einem Aufbau kann die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung den ersten Lenkwinkelmittelpunkt berechnen, indem von den erfassten mehreren Winkeln (z.B. Lenkwinkeln) der Mittelwert gebildet wird, und den zweiten Lenkwinkelmittelpunkt berechnen, indem von den ersten Lenkwinkelmittelpunkten noch einmal der Mittelwert gebildet wird bzw. diese gefiltert werden. Dabei geht der Filterungsvorgang vonstatten, indem dem berechneten ersten Lenkwinkelmittelpunkt und dem berechneten zweiten Lenkwinkelmittelpunkt, der z.B. zuletzt als vorbestimmter Wert berechnet wurde, Gewichtungen zugewiesen werden. Dann kann unter Verwendung des berechneten zweiten Lenkwinkelmittelpunkts der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eingestellt werden. Indem der Vorgang der Mittelwertbildung oder der Filterungsvorgang wiederholt durchgeführt werden, kann der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs ziemlich genau berechnet werden. Die Einrichtung zur Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittel punkts kann die dem vorbestimmten Wert (also dem zuletzt berechneten zweiten Lenkwinkelmittelpunkt) des ersten Lenkwinkelmittelpunkts zugewiesene Gewichtung (Gewichtungsfaktor) verändern, wobei der erste Lenkwinkelmittelpunkt auf der Grundlage der erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit zur Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts verwendet wird. Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit an, ist es sehr wahrscheinlich, dass das Fahrzeug geradeaus fährt. Dementsprechend ist es hochwahrscheinlich, dass der erste Lenkwinkelmittelpunkt, der berechnet wird, wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, der Lenkwinkelmittelpunkt ist, der angibt, dass das Fahrzeug tatsächlich geradeaus fährt. Von daher kann bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs die Einrichtung zur Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt ziemlich genau berechnen, indem bei einer erfassten hohen Fahrzeuggeschwindigkeit die dem ersten Lenkwinkelmittelpunkt zugewiesene Gewichtung (Gewichtungsfaktor) erhöht wird.
Die Einrichtung zur Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts kann die Genauigkeit der Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts verbessern, indem der erste Lenkwinkelmittelpunkt ausgeschlossen wird, wenn der Betrag der Abweichung des Werts des berechneten ersten Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte erste Abweichungsbetrag wird. Die Einrichtung zur Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts kann auch die Genauigkeit der Ermittlung des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts verbessern, der eingestellt wird, indem der zweite Lenkwinkelmittelpunkt verwendet wird. Da die Einrichtung zur Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts den ersten Lenkwinkelmittelpunkt ausschließt, der vom Wert des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts um den ersten Abweichungsbetrag oder mehr abweicht, kann z.B. ein vom Lenkwinkelsensor falsch erfasster Winkel effektiv ausgeschlossen werden. Im Ergebnis lässt sich die Genauigkeit der Ermittlung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts und des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts verbessern.
Wenn es sich z.B. bei dem Betrag der Abweichung des Werts des berechneten zweiten Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des bereits eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts um einen Betrag im vorbestimmten Bereich handelt, kann die Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung den neuen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf den berechneten zweiten Lenkwinkelmittelpunkt einstellen. Folglich kann man verhindern, dass sich der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt häu fig ändert, und der Elektromotor, der auf der Grundlage des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts angesteuert wird, kann schwankungsfrei betrieben werden. Dementsprechend kann der Fahrer auch eine gute Hilfskraft verspüren. Auch wenn der Betrag der Abweichung des Werts des ersten Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts größer oder gleich einem vorbestimmten zweiten Abweichungsbetrag ist, und die Anzahl von Malen, für die der Abweichungsbetrag in Folge gleich groß wie oder größer als der zweite Abweichungsbetrag ist, zur vorbestimmten Anzahl von Malen (z.B. drei Mal) wird, löscht die Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung den eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt. Und zwar ist dies so, weil es hochwahrscheinlich ist, dass der aktuell eingestellte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt falsch ist. In so einem Fall kann eine ungeeignete Antriebsregelung des Elektromotors gestoppt werden, indem der eingestellte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt gelöscht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Antriebssteuerungseinheit eine Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungseinrichtung umfassen, um zu bestimmen, dass der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeicherte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt genau ist, wenn ein Abweichungsbetrag des Mittelwerts der mehreren Winkel, der von der Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung berechnet wird, von einem Wert des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist, kleiner als ein vorbestimmter dritter Abweichungsbetrag ist, oder wenn der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeicherte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt aktualisiert ist. Die Antriebssteuerungseinheit kann auch eine Unterbindungsbereichs-Änderungseinrichtung umfassen, um einen Bereich des erfassten Winkels, in dem eine Ansteuerung des Elektromotors unterbunden ist, zu erweitern, wenn die Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeicherte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt ungenau ist.
Mit so einem Aufbau kann die Antriebssteuerungseinheit den Bereich des erfassten Winkels erweitern, in dem eine Ansteuerung des Elektromotors unterbunden ist, und zwar auf der Grundlage der Genauigkeit der Ermittlung, die von der Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungseinrichtung bestimmt wurde. Dadurch ist es möglich, eine unangemessene Ansteuerung des Elektromotors zu verhindern, und den Elektromotor in angemessener Weise zu betreiben, der auf der Grundlage des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts gesteuert wird. Dementsprechend kann der Fahrer eine gute Hilfskraft verspüren.
Ferner kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Antriebssteuerungseinheit eine Einbau-/Nichteinbau-Bestimmungseinrichtung umfassen, zum Bestimmen, ob eine Verhaltenssteuerungsvorrichtung im Fahrzeug eingebaut ist, welche Verhaltenssteuerungsvorrichtung ein abnormales Verhalten erfasst, während das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführt, und das erfasste abnormale Verhalten korrigiert; eine Verwendungsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Neutralstellung der Lenkwelle, eingestellt von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung zur Erfassung eines Kurvenfahrtzustands des Fahrzeugs, als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden kann; und eine Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Auswahleinrichtung, um die Neutralstellung als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auszuwählen, wenn die Verwendungsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Neutralstellung der Lenkwelle als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden kann. In diesem Fall kann die Verwendungsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung bestimmen, ob die Neutralstellung der Lenkwelle, die von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung eingestellt wird, auf der Grundlage eines Betriebszustands der Verhaltenssteuerungsvorrichtung als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden kann. Darüber hinaus kann die im Fahrzeug eingebaute Verhaltenssteuerungsvorrichtung die Neutralstellung der Lenkwelle auf der Grundlage einer am Fahrzeug verursachten Gierrate oder einer am Fahrzeug verursachten Seitenbeschleunigung einstellen.
Mit so einem Aufbau ist es möglich, da die ziemlich genaue Neutralstellung der Lenkwelle, die von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung eingestellt wird, als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden kann, den Elektromotor in angemessener Weise zu betreiben, der auf der Grundlage des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts angesteuert wird. Demzufolge kann der Fahrer eine gute Hilfskraft verspüren. Es wird auch bestimmt, ob die Verhaltenssteuerungsvorrichtung im Fahrzeug eingebaut ist, und der Betriebszustand der Verhaltenssteuerungsvorrichtung wird geprüft. Im Ergebnis kann mit einer Steuerungsspezifikation auf der Grundlage der Spezifikation des Fahrzeugs und des Betriebszustands der Verhaltenssteuerungsvorrichtung die Ansteuerung des Elektromotors in optimaler Art und Weise beeinflusst werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um gleiche Elemente anzugeben:
1 ist eine Ansicht, die schematisch ein elektrisches Servolenksystem eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform bzw. einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockschaltbild, das schematisch eine in 1 gezeigte Antriebssteuerungseinheit zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein unmittelbar nach dem Start ablaufendes Prüfprogramm zeigt, das von einer in 2 gezeigten CPU ausgeführt wird;
4 ist ein Diagramm, das eine Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert zeigt, die zur Bewerkstelligung der Ansteuerung eines Elektromotors verwendet wird;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm zeigt, das von der in 2 gezeigten CPU ausgeführt wird;
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsprozedur zeigt, die von der in 2 gezeigten CPU ausgeführt wird;
7a und 7b sind Flussdiagramme, die eine Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur zeigen, die von der in 2 gezeigten CPU ausgeführt wird;
8 ist eine Ansicht, die der Beschreibung dient, wie ein momentaner Lenkwinkelmittelpunkt, ein geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt und ein Steuerungslenkwinkelmittelpunkt berechnet und eingestellt werden;
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungsprozedur zeigt, die von der in 2 gezeigten CPU ausgeführt wird;
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Lenkwinkelmittelpunkt-Korrekturprozedur zeigt, die von der in 2 gezeigten CPU ausgeführt wird; und
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Lenkwinkelmittelpunkt-Auswahlprogramm gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, das von der in 2 gezeigten CPU ausgeführt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
A: Erste Ausführungsform
Nachstehend wird ein Lenksystem eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockschaubild, das schematisch ein elektrisches Servolenksystem nach der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Das elektrische Servolenksystem umfasst eine Antriebssteuerungseinheit 25, die eine elektrische Steuerungseinheit (Schaltung) 10 und eine Treiberschaltung 20 umfasst, die mit der elektrischen Steuerungseinheit 10 verbunden ist; und einen Gleichstrom-Elektromotor 30, der von der Treiberschaltung 20 angesteuert wird.
Der Elektromotor 30 stellt eine Kraft bereit, um einen Lenkvorgang des rechten und linken Vorderrads FW1 und FW2 zu unterstützen, der über eine Drehbetätigung eines Lenkrads 31 ausgeführt wird. Demgemäß ist der Elektromotor 30 über einen Untersetzungsmechanismus 32 an einer Lenkwelle 33 so angebracht, dass über den Untersetzungsmechanismus 32 ein Drehmoment auf die Lenkwelle 33 übertragen werden kann. Entsprechend der Drehbetätigung des Lenkrads 31 wird eine Zahnstange 34 in Axialrichtung über ein Ritzel (nicht gezeigt) angetrieben, wodurch das rechte und linke Vorderrad FW1 und FW2, die mit der Zahnstange 34 verbunden sind, über eine Spurstange gelenkt werden. Ein Lenkwinkelsensor 35, der einen Drehwinkel des Lenkrads 31 erfasst, d.h. einen Lenkwinkel θ, ist an der Lenkwelle 33 angebracht.
Als Nächstes wird die elektrische Schaltung des in 1 gezeigten elektrischen Servolenksystems im Einzelnen mit Bezug auf 2 beschrieben. Die elektrische Steuerungseinheit 10 umfasst einen Mikrocomputer (CPU) 11, eine Eingangsschnittstelle 12, eine Ausgangsschnittstelle 13, und einen EEPROM (elektrisch löschbaren PROM) 14. Die CPU 11 umfasst einen Speicher 11a, der ein Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm, das später beschrieben werden wird, und verschiedene Daten speichert, und führt die darin gespeicherten Programme aus, wodurch ein Betrieb der elektrischen Steuerungseinheit 10 gesteuert wird. Die Eingangsschnittstelle 12 ist über einen Bus an die CPU 11 angeschlossen, und auch mit dem Lenkwinkelsensor 35, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 und einem Lenkmomentsensor 42 verbunden. Die Eingangsschnittstelle 12 überträgt Erfassungssignale von diesen Sensoren an die CPU 11.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit V und gibt diese aus. Der Lenkmomentsensor 42 erfasst ein Lenkmoment T und gibt es aus, mit dem die Lenkwelle 33 gemäß der Drehbetätigung des Lenkrads 31 beaufschlagt wird, die von einem Fahrer verrichtet wird. Der Lenkwinkelsensor 35, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 sowie der Lenkmomentsensor 42 übertragen jeweils ein Erfassungssignal zur Eingangsschnittstelle 12.
Die Ausgangsschnittstelle 13 ist über den Bus an die CPU 11 angeschlossen, und ist mit der Treiberschaltung 20 und einem normal offenen Relais bzw. Einschaltrelais 21 verbunden. Die Ausgangsschnittstelle 13 überträgt ein Signal zum Verändern von leitfähigen Zuständen der Treiberschaltung 20 und des Relais 21 auf der Grundlage eines von der CPU 11 gesendeten Befehls. Bei dem EEPROM 14 handelt es sich um eine Speichereinrichtung zum Abspeichern von Daten, auch wenn von einer Batterie 50 des Fahrzeugs kein Strom geliefert wird. Der EEPROM 14 ist über den Bus an die CPU 11 angeschlossen. Der EEPROM 14 speichert die von der CPU 11 gelieferten Daten (z.B. Daten, die einen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt angeben, was später beschrieben werden wird), und liefert die darin gespeicherten Daten an die CPU 11 entsprechend einer Anforderung von der CPU 11.
Die Treiberschaltung 20 umfasst vier Schaltelemente Tr1, Tr2, Tr3 und Tr4, die aus MOSFETs gebildet sind, deren Gate-Anschlüsse mit der Ausgangsschnittstelle 13 verbunden sind; und zwei Widerstände 20a und 20b. Ein Ende des Widerstands 20a ist mit einem nachgeordneten Anschluss des Relais 21 verbunden, dessen vorgeordneter Anschluss mit einer Stromzufuhrleitung L der Batterie 50 verbunden ist. Das andere Ende des Widerstands 20a ist jeweils mit dem Source-Anschluss der Schaltelemente Tr1 und Tr2 verbunden. Drain-Anschlüsse der Schaltelemente Tr1 und Tr2 sind mit den Source-Anschlüssen der Schaltelemente Tr3 bzw. Tr4 verbunden. Drain-Anschlüsse der Schaltelemente Tr3 und Tr4 sind über den Widerstand 20b auf Masse gezogen. Zwischen einer das Schaltelement Tr1 und das Schaltelement Tr3 verbindenden Leitung und einer Seite des Elektromotors 30 ist eine Verbindung hergestellt. Es ist auch eine Verbindung hergestellt zwischen einer das Schaltelement Tr2 und das Schaltelement Tr4 verbindenden Leitung und der anderen Seite des Elektromotors 30. Beide Seiten des Elektromotors 30 sind mit der Eingangsschnittstelle 12 verbunden, wodurch die CPU 11 eine interne Motorklemmenspannung Vt des Elektromotors 30 empfängt. Beide Seiten des Widerstands 20b sind mit der Eingangsschnittstelle 12 verbunden. Wenn die CPU 11 eine Spannung an jeweils beiden Enden des Widerstands 20b erfasst, dann ist ein Motorstromwert I MOTR des Elektromotors 30 erfasst.
Mit dem vorstehend erwähnten Aufbau kann die Treiberschaltung 20 (der Elektromotor 30) von der Batterie 50 gelieferten Strom erhalten, wenn das Relais 21 eingeschaltet ist (d.h. wenn das Relais 21 geschlossen ist). Wenn die Schaltelemente Tr1 und Tr4 selektiv in einen leitfähigen Zustand (EIN-Zustand) versetzt werden, wird der Elektromotor 30 in einer vorbestimmten Richtung mit dem Motorstromwert I MOTR beaufschlagt, und der Elektromotor 30 dreht sich im Uhrzeigersinn. Dabei wird, wenn die Schaltelemente Tr2 und Tr3 wahlweise in den leitfähigen Zustand versetzt werden, der Elektromotor 30 mit dem Motorstromwert I MOTR in einer Richtung beaufschlagt, die der vorstehend erwähnten vorbestimmten Richtung entgegensetzt ist, und der Elektromotor 30 dreht sich im Gegenuhrzeigersinn. Wenn das Relais 21 ausgeschaltet wird (d.h. wenn das Relais 21 geöffnet wird), wird eine Durchleitung, durch die dem Elektromotor 30 Strom zugeführt wird, unterbrochen, wodurch die Zufuhr von elektrischer Energie zum Elektromotor 30 gestoppt wird.
Ein Ende eines Zündschalters 22 ist mit der Stromzufuhrleitung L der Batterie 50 verbunden. Durch den Lenkwinkelsensor 35 und den Fahrer wird der Zustand des Zündschalters 22 zwischen einem EIN-Zustand (einem geschlossenen Zustand) und einem AUS-Zustand (einem offenen Zustand) geändert. Das andere Ende des Zündschalters 22 ist mit der CPU 11, der Eingangsschnittstelle 12 und der Ausgangsschnittstelle 13 über eine Diode D1 verbunden. Ein nachgeschaltetes Ende der Diode D1 ist über eine Diode D2 mit einem nachgeschalteten Anschluss des Relais 21. verbunden, wobei die Diode D2 nur einen elektrischen Strom durchlässt, der von der nachgeschalteten Seite des Relais 21 in Richtung zur nachgeschalteten Seite der Diode D1 fließt. Wenn das Relais 21 eingeschaltet ist (d.h. das Relais 21 geschlossen ist), wird über das Relais 21 der CPU 11, der Eingangsschnittstelle 12, der Ausgangsschnittstelle 13 und dem EEPROM 14 elektrische Energie zugeführt, und zwar ungeachtet des Zustands des Zündschalters 22. Es ist festzuhalten, dass in dieser Spezifikation die folgende Beschreibung unter der Voraussetzung erfolgt, dass das Relais 21 permanent eingeschaltet ist (d.h. das Relais 21 ist durchgehend geschlossen).
Als Nächstes wird ein Betrieb des elektrischen Servolenksystems mit dem vorstehend erwähnten Aufbau im Einzelnen beschrieben. Wenn der Fahrer den Zustand des Zündschalters 22 vom AUS-Zustand zum EIN-Zustand ändert, startet die CPU 41 in Schritt S10 ein unmittelbar nach dem Start ablaufendes, in 3 gezeigtes Prüfprogramm. Nach dem Starten des Programms in Schritt S10 überprüft die CPU 11 einen Zustand der Stromzufuhr von der Batterie 50. Die CPU 11 empfängt zum Beispiel ein Erfassungssignal von einem Spannungssensor (nicht gezeigt), der eine Spannung der Batterie 50 erfasst und ausgibt, und prüft einen aktuellen Betriebszustand (z.B. gegenelektromotorische Kraft) der Batterie 50.
Die CPU 11 prüft auch eine Vorgeschichte bezüglich des Anschlusses/der Entfernung der Batterie 50. Eine ausführliche, diesen Prüfvorgang betreffende Beschreibung erfolgt nachstehend. Wie zuvor erwähnt wurde, wird ungeachtet des Zustands des Zündschalters 22 der Lenkwinkelsensor 35 durchgehend von der Batterie 50 mit Strom versorgt. Wenn in diesem Zustand die Batterie 50 beispielsweise wegen eines Austauschs der Batterie 50 entfernt wird, ist die Stromzufuhr zum Lenkwinkelsensor 35 unterbrochen. Dabei speichert der Lenkwinkelsensor 35 vorübergehend eine Unterbrechungsinformation ab, die angibt, dass die Stromzufuhr unterbrochen ist, und zwar zum Beispiel in einem im Lenkwinkelsensor 35 enthaltenen, nichtflüchtigen Speicher (nicht gezeigt). Wenn die Batterie 50 wieder angeschlossen wird, gibt der Lenkwinkelsensor 35 die in der CPU 11 gespeicherte Unterbrechungsinformation über die Eingangsschnittstelle 12 aus. Folglich kann die CPU 11 prüfen, ob die Batterie 50 erst entfernt und dann wieder angeschlossen wurde.
Wenn in Schritt S11 bestimmt wird, dass der Betriebszustand der Batterie 50 gut ist und es keine Vorgeschichte bezüglich Anschluss/Entfernung gibt, macht die CPU 11 eine affirmative Entscheidung, da der Zustand der Stromzufuhr gut ist, und führt Schritt S12 aus. Wenn der Zustand der Stromzufuhr gut ist, liefert die Batterie 50 kontinuierlich und in angemessener Weise Strom während einer Zeitspanne ab dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug die letzte Fahrt beendet hat, d.h. ab dem Zeitpunkt, an dem der Zündschalter 22 ausgeschaltet wurde, bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug wieder gestartet wurde, d.h. der Zündschalter 22 wieder eingeschaltet wurde (nachstehend wird der Zustand während dieser Zeitspanne als "Parkzustand" bezeichnet). In Schritt S12 liest die CPU 11 einen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt aus, der durch Ausführung eines Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramms berechnet wird, welches Programm später beschrieben wird, und während der letzten Fahrt des Fahrzeugs im EEPROM 14 gespeichert wurde. Selbst im Parkzustand ist, zumal der EEPROM 14 von der Batterie 50 kontinuierlich und in geeigneter Weise mit Strom versorgt wird, der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt mit einem gewissen Grad an Zuverlässigkeit gespeichert. Deshalb stellt die CPU 11 den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt für das frühe Stadium des Startens des aktuellen Fahrvorgangs auf den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt ein, der aus dem EEPROM 14 ausgelesen wird, wobei dieser während der letzten Fahrt des Fahrzeugs eingestellt wurde (nachstehend wird dieser Steuerungslenkwinkelmittelpunkt als "vorheriger Steuerungslenkwinkelmittelpunkt" bezeichnet). Die CPU 11 führt dann Schritt S13 aus. Hier handelt es sich bei dem Steuerungslenkwinkelmittelpunkt um einen Referenzpunkt, der verwendet wird, wenn der Lenkwinkelsensor 35 den Lenkwinkel θ erfasst; er wird durch eine Drehstellung der Lenkwelle 33 angegeben. Jedes Mal, wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt neu eingestellt wird, speichert die CPU 11 den neu eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt vorübergehend im RAM (nicht gezeigt) ab. In Schritt S13 legt die CPU 11 einen Wert eines Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG, der angibt, ob der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eingestellt ist, auf "1" fest, was anzeigt, dass der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eingestellt ist. In Schritt S16 beendet die CPU 11 das unmittelbar nach dem Start ablaufende Prüfprogramm.
In dem Zustand, wo im Rahmen der Ausführung des unmittelbar nach dem Start ablaufenden Prüfprogramms der Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "1" eingestellt ist, wird der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt für das frühe Stadium des Startens des aktuellen Fahrvorgangs vorläufig auf den vorherigen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eingestellt. Wenn sich jedoch der Fahrzeugzustand (z.B. die Anzahl von Fahrzeuginsassen und ein Ladegewicht) während des letzten Fahrvorgangs von dem aktuellen Fahrzeugzustand unterscheidet, kann der von der CPU 11 vorläufig eingestellte, vorherige Steuerungslenkwinkelmittelpunkt für den aktuellen Fahrzeugzustand eventuell unangebracht sein. Demzufolge stellt die CPU 11 den Motorstromwert I MOTR entsprechend dem Lenkwinkel θ auf der Grundlage einer in 4 mit einer durchgezogenen Linie angegebenen Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert ein (nachstehend wird diese Kennlinie als "Anfangskennlinie" bezeichnet), und nicht auf der Grundlage einer in 4 durch eine unterbrochene Linie angegebenen Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert (nachfolgend wird diese Kennlinie als "Normalkennlinie" bezeichnet). Die CPU 11 steuert dann die vom Elektromotor 30 zur Verfügung gestellte Drehkraft (Hilfskraft).
Die Steuerung der Hilfskraft auf der Grundlage der Anfangskennlinie wird so ausgeführt, dass der Elektromotor 30 mit dem vorbestimmten Motorstromwert I MOTR beaufschlagt wird, wenn der Lenkwinkel θ bei der Normalkennlinie einen zweiten Lenkwinkel θ2 überschreitet, der größer als ein Absolutwert eines vorbestimmten ersten Lenkwinkels θ1 ist, wie in 4 gezeigt ist. Anders ausgedrückt legt die CPU 11 auf der Grundlage des erfassten Lenkwinkels θ einen Bereich, in dem der Elektromotor 30 nicht mit dem Motorstromwert I MOTR beaufschlagt wird (nachstehend wird dieser Bereich als "Totzone" bezeichnet) auf einen Bereich fest, der breiter als bei der normalen Steuerung ist. Der Elektromotor 30 wird nicht mit dem Motorstromwert I MOTR beaufschlagt, bis der Lenkwinkel θ so groß wie der vorbestimmte zweite Lenkwinkel θ2 wird. Folglich wird, selbst wenn der Fahrer die Drehstellung des Lenkrads 31 wie erforderlich einstellt, der Motorstromwert I MOTR auf "0" gehalten, da der vorherige Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht zweckmäßig ist und die Neutralstellung des Lenkrads 31 von der richtigen Neutralstellung um einen gewissen Betrag abweicht. Somit ist der Elektromotor 30 daran gehindert, die Hilfskraft entsprechend dem erfassten Lenkwinkel θ an die Lenkwelle 33 zu liefern; wodurch der Fahrer kein Unbehagen verspürt.
Wird dagegen in Schritt S11 bestimmt, dass der Betriebszustand der Batterie 50 nicht gut ist, oder dass es eine Vorgeschichte bezüglich Anschluss/Entfernung gibt, auch wenn der Betriebszustand gut ist, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung, weil der Zustand der Stromzufuhr von der Batterie 50 nicht gut ist. Dann führt die CPU 11 Schritt S14 aus. Wenn der Zustand der Stromzufuhr von der Batterie 50 nicht gut ist, ist es hochwahrscheinlich, dass die Batterie 50 im Parkzustand den Strom nicht kontinuierlich und in entsprechender Weise zuführt. Von daher ist der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt im EEPROM 14 mit geringer Zuverlässigkeit abgespeichert. Demgemäß löscht in Schritt S14 die CPU 11 den im EEPROM 14 gespeicherten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt und führt Schritt S15 aus. In Schritt S15 stellt die CPU 11 den Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "0" ein, was anzeigt, dass der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht eingestellt worden ist. Dann beendet die CPU 11 in Schritt S16 das unmittelbar nach dem Start ablaufende Prüfprogramm.
Als Nächstes wird ein Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm zum Berechnen eines für den aktuellen Fahrvorgang geeigneten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts im Einzelnen beschrieben. 5 zeigt Schritte des Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramms, das wiederholt von der CPU 11 in vorbestimmten Abständen ausgeführt wird.
Wenn der Fahrer den Zustand des Zündschalters 22 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand ändert, führt die CPU 11 das unmittelbar nach dem Start ablaufende Prüfprogramm aus, und startet dann an einem vorbestimmten Zeitpunkt in Schritt S20 das in 5 gezeigte Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm. In Schritt S21 führt die CPU 11 eine Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsprozedur durch, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug momentan geradeaus fährt.
Die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsprozedur wird in Schritt S100 gestartet, wie in 6 gezeigt ist. Die CPU 11 empfängt die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V und bestimmt in Schritt S110, ob am Fahrzeug ein Radschlupf aufgetreten ist. Dabei bestimmt die CPU 11, ob ein Radschlupf aufgetreten ist, auf der Grundlage einer Beschleunigung, die basierend auf der eingegangenen Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet wird. Was diese Bestimmung anbelangt, erfolgt eine ausführliche Beschreibung. Die CPU 11 berechnet die aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs beispielsweise dadurch, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V nach der Zeit differenziert wird. Wenn die Bedingung erfüllt ist, dass die berechnete Beschleunigung mit einem vorbestimmten Wert für eine vorbestimmte Zeitdauer oder länger anhält (nachfolgend wird diese Bedingung als "Radschlupf-Bestimmungsbedingung" bezeichnet), bestimmt die CPU 11, dass am Fahrzeug ein Radschlupf aufgetreten ist.
Im Bestimmungsprozess in Schritt S110 trifft die CPU 11 wiederholt eine affirmative Entscheidung, solange die berechnete Beschleunigung die Radschlupf-Bestimmungsbedingung erfüllt. Die CPU 11 führt Schritt S110 wiederholt solange aus, bis der Zustand erreicht ist, bei dem die berechnete Beschleunigung die Radschlupf-Bestimmungsbedingung nicht mehr erfüllt. Wenn am Fahrzeug Radschlupf aufgetreten ist, kann eine falsche Erfassung des Lenkwinkels θ bei der Bestimmung des Geradeausfahrtzustands, was nachfolgend beschrieben werden wird, durch wiederholtes Ausführen von Schritt S110 effektiv reduziert werden. In einem Zustand, bei dem am Fahrzeug Radschlupf aufgetreten ist, kann nämlich der Fahrer das Lenkrad 31 im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn drehen, um den Fahr zustand des Fahrzeugs zu stabilisieren. Es ist jedoch hochwahrscheinlich, dass diese Drehbetätigung in dem Zustand ausgeführt wird, in dem das Fahrzeug aufgrund des Radschlupfs tatsächlich nicht geradeaus fährt. Demzufolge kann keine genaue Bestimmung erfolgen, wenn zur Bestimmung, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, der Lenkwinkel θ verwendet wird, der in dem Zustand erfasst wurde, in dem ein Radschlupf aufgetreten ist. Wird jedoch der Vorgang zur Bestimmung eines Geradeausfahrtzustands in dem Zustand unterbunden, bei dem am Fahrzeug Radschlupf aufgetreten ist, kann man ziemlich genau bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt.
Wenn in Schritt S110 bestimmt wurde, dass am Fahrzeug kein Radschlupf aufgetreten ist, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und führt Schritt S120 aus. In Schritt S120 bestimmt die CPU 11, ob der Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerker FRG, der durch Ausführen des unmittelbar nach dem Start ablaufenden Prüfprogramms eingestellt wird, "0" anzeigt. Zeigt der Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerker FRG "0" an, d.h. wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht eingestellt worden ist, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S130 aus. In Schritt S130 stellt die CPU 11 die Zeitdauer, in der eine Bedingung zur Bestimmung, ob das Fahrzeug geradeaus fährt (nachfolgend wird diese Bedingung als "Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung" bezeichnet) kontinuierlich erfüllt werden muss, auf eine kurze Zeitdauer ein (nachfolgend wird diese kurze Zeitdauer als "vorläufige Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer" bezeichnet), um den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt unverzüglich einzustellen, selbst wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt vorläufig verwendet wird. Nach Einstellen der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer führt die CPU 11 Schritt S150 aus.
Wird dagegen in Schritt S120 bestimmt, dass der Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "1" eingestellt ist, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und führt Schritt S140 aus. In Schritt S140 stellt die CPU 11 die Zeitdauer, in der die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung kontinuierlich erfüllt sein muss, auf eine lange Zeitdauer ein (nachstehend wird diese lange Zeitdauer als "normale Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer" bezeichnet), um die Genauigkeit des vorläufig eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts zu erhöhen. Nach Einstellen der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer führt die CPU 11 Schritt S150 aus.
In Schritt S150 bestimmt die CPU 11, ob das Fahrzeug auf der Grundlage der Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung geradeaus fährt. Die Bestimmung bezüglich dessen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, wird im Einzelnen beschrieben. Die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung umfasst drei Bedingungen. Bei den drei Bedingungen handelt es sich um eine Bedingung, dass ein Änderungsbetrag des vom Lenkwinkelsensor 35 erfassten Lenkwinkels θ gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter kleiner Änderungsbetrag αdeg ist, eine Bedingung, dass die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit β km/h ist, und eine Bedingung, dass eine als Wirkkraft dienende Axialkraft F, die auf die Zahnstange 34 wirkt, in einem vorbestimmten engen Bereich von –γNm bis +γNm liegt. Wenn die aus den obigen drei Bedingungen gebildete Geradeausfahrtzustandsbedingung anhaltend für die in Schritt S130 eingestellte vorläufige Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer oder die in Schritt S140 eingestellte normale Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer erfüllt ist, bestimmt die CPU 11, dass das Fahrzeug geradeaus fährt.
Es erfolgt nun eine ausführliche Beschreibung bezüglich der Bestimmung. Die CPU 11 empfängt vom Lenkwinkelsensor 35 über die Eingangsschnittstelle 12 den erfassten Lenkwinkel θ, bei dem es sich um den aktuellen Lenkwinkel der Lenkwelle 33 handelt. Die CPU 11 empfängt vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 über die Eingangsschnittstelle 12 die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die CPU 11 empfängt vom Lenkmomentsensor 42 über die Eingangsschnittstelle 12 das gerade auf die Lenkwelle 33 einwirkende Lenkmoment MT. Zusätzlich empfängt die CPU 11 über die Eingangsschnittstelle 12 die interne Motvorklemmenspannung Vt des Elektromotors 30, und erfasst die Spannung an jeweils beiden Enden des Widerstands 20 der Treiberschaltung 20, wodurch sie den Motorstromwert I MOTR des Elektromotors 30 erfasst. Auf der Grundlage des erfassten Motorstromwerts I MOTR des Elektromotors 30 berechnet die CPU 11 das vom Elektromotor 30 erzeugte Hilfsmoment AT. Die CPU 11 kombiniert das Lenkmoment MT mit dem Hilfsmoment AT und berechnet dadurch die Axialkraft F der Zahnstange 34 als resultierende Kraft, die mit der externen, vom rechten und linken Vorderrad FW1 und FW2 übertragenen Kraft (Selbstausrichtungsmoment) übereinstimmt.
Die CPU 11 bestimmt, ob der empfangene Lenkwinkel θ, die empfangene Fahrzeuggeschwindigkeit V und die berechnete Axialkraft F die vorstehend genannten drei entsprechenden Bedingungen erfüllen, welche die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung bilden, und bestimmt dadurch, ob die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung erfüllt worden ist. Und zwar bestimmt die CPU 11, ob ein Betrag einer Änderung (Abweichung) im Lenkmoment, der auf der Grundlage des empfangenen Lenkwinkels θ berechnet wird, gleich oder kleiner als der vorbestimmte kleine Änderungsbetrag αdeg ist, ob die empfangene Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit β km/h ist, und ob die berechnete Axialkraft F im vorbestimmten engen Bereich von –γNm bis +γNm liegt. Wenn jeder dieser Werte die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung erfüllt, bestimmt die CPU 11, ob die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung während der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer oder während der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer anhaltend erfüllt wird. Wenn bestimmt wird, dass die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung während der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer oder der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer anhaltend erfüllt wird, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und beendet die Prozedur in Schritt S160. Wenn dagegen bestimmt wird, dass die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsbedingung während der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer oder während der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer nicht anhaltend erfüllt wird, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und führt die Schritte S110 bis S140 erneut aus. Die CPU 11 führt die vorstehend erwähnten Schritte S110 bis S140 wiederholt aus, bis sie in Schritt S150 eine affirmative Entscheidung trifft.
Nun wird das in 5 gezeigte Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm erneut beschrieben. Nach Ausführung der Geradeausfahrtzustands-Bestimmungsprozedur in Schritt S21 führt die CPU 11 in Schritt S22 eine Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur aus. Die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur beginnt in Schritt S200, wie in 7A und 7B gezeigt ist. Die CPU 11 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 und bestimmt in Schritt S205, ob der Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "1" eingestellt ist. Ist der Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "1" eingestellt, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S210 aus. In Schritt S210 berechnet die CPU 11 einen momentanen Lenkwinkelmittelpunkt gemäß der folgenden Gleichung 1. Bei dem momentanen Lenkwinkelmittelpunkt handelt es sich um einen Mittelwert der vom Lenkwinkelsensor 35 während der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer erfassten Lenkwinkel θ, d.h. um einen ersten Lenkwinkelmittelpunkt. Momentaner Lenkwinkelmittelpunkt = akkumulierter Wert von Lenkwinkeln θ, die während der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer erfasst wurden/normale Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer Gleichung 1.
Während bestimmt wird, dass das Fahrzeug geradeaus fährt, fährt die CPU 11 dann damit fort, den momentanen Lenkwinkelmittelpunkt für jede normale Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer zu berechnen, und speichert die berechneten mehreren momentanen Lenkwinkelmittelpunkte im RAM (nicht gezeigt) sequenziell und vorübergehend ab.
Nach Berechnung des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts in Schritt S210 vergleicht die CPU 11 in Schritt S215 einen Wert des berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts mit einem Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, und bestimmt, ob ein Betrag der Abweichung des Werts des berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts kleiner als ein vorbestimmter Abweichungsbetrag λ ist. Wenn der Betrag der Abweichung des Werts des in Schritt S210 berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts kleiner als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ ist, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S220 aus.
In Schritt S220 berechnet die CPU 11 einen geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt. Bei dem geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt handelt es sich um einen Lenkwinkelmittelpunkt, der erhalten wird, indem der in Schritt S210 berechnete momentane Lenkwinkelmittelpunkt gefiltert wird, d.h. um einen zweiten Lenkwinkelmittelpunkt. Nachstehend wird nun die Berechnung des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts im Einzelnen beschrieben. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, d.h. wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, kann das Fahrzeug die Geradeausfahrt leicht beibehalten, verglichen mit dem Fall, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, d.h. das Fahrzeug mit einer geringen Geschwindigkeit fährt. In dem Maß, wie die Fahrzeuggeschwindigkeit V ansteigt, wird es nämlich leichter, das rechte und linke Vorderrad FW1 und FW2 an Positionen für eine Geradeausfahrt zu halten, was auf einen Effekt des Selbstausrichtungsmoments zurückzuführen ist, und es wird für das Fahrzeug leichter, die Geradeausfahrt beizubehalten. Im Ergebnis wird eine Abweichung zwischen den gemäß Gleichung 1 in Schritt S210 berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkten kleiner, und die Zuverlässigkeit des berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts verbessert sich.
Dementsprechend verändert die CPU 11 Gewichtungen (Gewichtungsfaktoren) des gemäß Gleichung 1 berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts und des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts, der während der letztmaligen Ausführung der Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur berechnet wurde (nachfolgend wird dieser geglättete Lenkwinkelmittelpunkt als "vorheriger geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt" bezeichnet), und führt einen Filterungsvorgang aus, wodurch der aktuelle geglättete Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wird. Und zwar berechnet die CPU 11 den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt gemäß der folgenden Gleichung 2, wenn die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 41 empfangene Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vo ist. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer oder gleich der vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit Vo, berechnet die CPU 11 den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt gemäß der folgenden Gleichung 3. Geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt = {vorheriger geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt × (x – 1) + aktuell bestehender, momentaner Lenkwinkelmittelpunkt}/j Gleichung 2 Geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt = {vorheriger geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt × (k – 1) + aktuell bestehender, momentaner Lenkwinkelmittelpunkt}/k Gleichung 3
Es ist festzuhalten, dass "j" in Gleichung 2 und "k" in Gleichung 3 vorbestimmte positive ganze Zahlen sind, und "j" größer als "k" ist ( "j" > "k"). Die CPU 11 speichert den entsprechend Gleichung 2 oder Gleichung 3 berechneten, aktuellen Lenkwinkelmittelpunkt im RAM ab und beendet die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur in Schritt S260.
Wenn dagegen in Schritt S215 bestimmt wird, dass der Betrag der Abweichung des Werts des in Schritt S210 berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ ist, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und führt Schritt S225 aus. In Schritt S225 bestimmt die CPU 11, ob die Anzahl von Malen, für die der Betrag der Abweichung des Werts des in Schritt S210 berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts in Folge gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ wurde, zu einer vorbestimmten Anzahl von Malen (z.B. drei Mal) geworden ist. Wenn bestimmt wird, dass die Anzahl von Malen, für die der Betrag der Abweichung in Folge gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ wurde, zur vorbestimmten Anzahl von Malen geworden ist, kann der aktuell eingestellte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eventuell falsch sein. Demgemäß trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S230 aus.
In Schritt S230 löscht die CPU 11 den aktuellen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt und den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt, die im RAM gespeichert sind. Wie vorstehend erwähnt ist, ist es hochwahrscheinlich, dass der aktuell eingestellte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt falsch ist, wenn die Anzahl von Malen, für die der Betrag der Abweichung des Werts des berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts in Folge gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ wird, zu der vorbestimmten Anzahl von Malen geworden ist. Demgemäß löscht die CPU 11 den im RAM gespeicherten, aktuellen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt, um die Ansteuerung des Elektromotors 30 auf der Grundlage des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts zu stoppen. Wenn der aktuelle Steuerungslenkwinkelmittelpunkt gelöscht ist, muss der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt berechnet werden, indem der momentane Lenkwinkelmittelpunkt in der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer verwendet wird, und der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt muss unverzüglich eingestellt werden, wie nachfolgend beschrieben wird. Dementsprechend löscht die CPU 11 den im RAM gespeicherten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt (genauer gesagt, den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt, der berechnet wird, indem der momentane Lenkwinkelmittelpunkt in der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer verwendet wird). Nach Löschen des aktuellen Steuerungslenkwinkelmittelpunkts und des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts, die im RAM gespeichert sind, führt die CPU 11 Schritt S235 aus. In Schritt S235 setzt die CPU 11 den Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "0", da der aktuell eingestellte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt in Schritt S230 gelöscht wurde. Die CPU 11 beendet dann in Schritt S260 die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur.
Wird dagegen in Schritt S225 bestimmt, dass die Anzahl von Malen, für die der Betrag der Abweichung in Aufeinanderfolge zum vorbestimmten Abweichungsbetrag λ geworden ist, nicht zur vorbestimmten Anzahl von Malen wurde, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und beendet in Schritt S260 die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur. In diesem Fall kann, wenn das Fahrzeug z.B. auf einer Straße fährt, die in der seitlichen Richtung geneigt ist, der in Schritt S210 berechnete momentane Lenkwinkelmittelpunkt eventuell falsch sein. Wenn demzufolge der Betrag der Abweichung des Werts des berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ ist, verwendet die CPU 11 diesen momentanen Lenkwinkelmittelpunkt zur Berechnung des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts nicht, und beendet die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur. Die Genauigkeit der Berechnung des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts kann verbessert werden, indem der momentane Lenkwinkelmittelpunkt ausgeschlossen wird. Wie nachfolgend beschrieben wird, kann auch die Genauigkeit der Berechnung des zu aktualisierenden Steuerungslenkwinkelmittelpunkts verbessert werden, indem der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt verwendet wird. Und es kann auch zum Beispiel der Lenkwinkel θ, der vom Lenkwinkelsensor 35 falsch erfasst wird, effektiv eliminiert werden, indem der momentane Lenkwinkelmittelpunkt ausgeschlossen wird, der vom aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt um den vorbestimmten Abweichungsbetrag λ oder mehr abweicht. Im Ergebnis kann die Genauigkeit der Berechnung des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts und des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts verbessert werden.
Wenn in Schritt S205 bestimmt wird, dass der Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers auf "0" eingestellt ist, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und führt Schritt S240 aus. In Schritt S240 berechnet die CPU 11 einen momentanen Lenkwinkelmittelpunkt gemäß der folgenden Gleichung 4. Bei dem momentanen Lenkwinkelmittelpunkt handelt es sich um einen Mittelwert der vom Lenkwinkelsensor 35 in der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer erfassten Lenkwinkel θ, d.h. um einen ersten Lenkwinkelmittelpunkt. Momentaner Lenkwinkelmittelpunkt = akkumulierter Wert von in der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer erfassten Lenkwinkeln θ/vorläufige Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer Gleichung 4
Während bestimmt wird, dass das Fahrzeug geradeaus fährt, fährt die CPU 11 mit der Berechnung des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts in jeder vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer fort, und speichert die berechneten mehreren momentanen Lenkwinkelmittelpunkte im RAM sequenziell und vorübergehend ab.
Nach Berechnung des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts in Schritt S240 berechnet die CPU 11 in Schritt S245 einen geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt als zweiten Lenkwinkelmittelpunkt, indem der berechnete momentane Lenkwinkelmittelpunkt verwendet wird. Nachstehend wird die Berechnung des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts durch Verwendung des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts während der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer im Einzelnen beschrieben. Dabei berechnet die CPU 11 den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt gemäß der folgenden Gleichung 5, indem die momentanen Lenkwinkelmittelpunkte in der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer gefiltert werden (ein Mittelwert von ihnen gebildet wird). Geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt = {zuletzt berechneter, geglätteter Lenkwinkelmittelpunkt ×((Anzahl von Malen "m", für die der momentane Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wurde) – "1" ("m" – 1)) + aktuell bestehender, momentaner Lenkwinkelmittelpunkt}/Anzahl von Malen "m", für die der momentane Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wurde Gleichung 5
Es ist festzuhalten; dass in Gleichung 5 "m" eine vorbestimmte positive ganze Zahl ist.
Nachstehend wird nun mit Bezug auf 8 der gemäß Gleichung 5 berechnete geglättete Lenkwinkelmittelpunkt im Einzelnen beschrieben. 8 zeigt schematisch Übergänge des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts, des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts, und des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts. Ist die Anzahl von Malen "m" in Gleichung 5 auf beispielsweise "5" eingestellt ("m" = 5), berechnet die CPU 11 geglättete Lenkwinkelmittelpunkte n1, n2, n3, n4 und n5 gemäß Gleichung 5, indem gemäß Gleichung 4 berechnete momentane Lenkwinkelmittelpunkte s1, s2, s3, s4 und s5 verwendet werden.
Nachstehend erfolgt eine ausführliche Beschreibung bezüglich der Berechnung. In Schritt S240 berechnet die CPU 11 den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt n1 gemäß Gleichung 5, indem der vorübergehend im RAM gespeicherte momentane Lenkwinkelmittelpunkt s1 verwendet wird. In diesem Fall ist der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt n1 gleich dem momentanen Lenkwinkelmittelpunkt s1 (n1 = s1), da die Anzahl von Malen "m", für die der momentane Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wurde, "1" ist. Wenn das Fahrzeug weiterhin geradeaus fährt, berechnet die CPU 11 in entsprechender Weise den momentanen Lenkwinkelmittelpunkt s2 gemäß Gleichung 4 und speichert den momentanen Lenkwinkelmittelpunkt s2 im RAM vorübergehend ab. Die CPU 11 berechnet dann den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt n2 gemäß Gleichung 5, indem der momentane Lenkwinkelmittelpunkt s2 verwendet wird. Dabei entspricht der zuletzt berechnete, geglättete Lenkwinkelmittelpunkt dem geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt n1, und die Anzahl von Malen "m", für die der momentane Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wurde, beträgt "2". Der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt n2 wird berechnet, indem der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt n1 und die Anzahl von Malen "2" verwendet werden. Dann berechnet die CPU 11 den momentanen Lenkwinkelmittelpunkt s3 gemäß Gleichung 4 und speichert den momentanen Lenkwinkelmittelpunkt s3 im RAM vorübergehend ab. Die CPU 11 berechnet den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt n3 gemäß Gleichung 5, indem der momentane Lenkwinkelmittelpunkt s3 verwendet wird. Dabei entspricht der zuletzt berechnete, geglättete Lenkwinkelmittelpunkt dem geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt n2, und die Anzahl von Malen "m", für die der momentane Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wurde, beträgt "3". Der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt n3 wird berechnet, indem der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt n2 und die Anzahl von Malen "3" verwendet werden. In derselben Art und Weise berechnet die CPU 11 die geglätteten Lenkwinkelmittelpunkte n4 und n5.
Der auf diese Weise erhaltene, geglättete Lenkwinkelmittelpunkt wird berechnet, indem aus dem zuletzt berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt und dem aktuell bestehenden, momentanen Lenkwinkelmittelpunkt der Mittelwert berechnet wird, wie durch Gleichung 5 gezeigt ist. Deshalb kann entsprechend der Anzahl von Malen, für die der Vorgang der Mittelwertbildung durchgeführt wird (d.h. entsprechend der Anzahl von Malen "m", für die die Berechnung ausgeführt wird), die Genauigkeit der Berechnung verbessert werden. Genauer gesagt liegt bei dem aktuell bestehenden Fahrzeugzustand der Wert des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts n5 nahe am tatsächlichen Lenkwinkelmittelpunkt, verglichen mit dem Wert des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts n1. Anders ausgedrückt ist der Wert des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts n5 genauer als der Wert des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts n1.
Nach Berechnung des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts in Schritt S245 führt die CPU 11 Schritt S250 aus. In Schritt S250 stellt die CPU 11 den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt aus den mehreren, in Schritt S245 berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkten auf den für das m-te Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt ein. Wenn nämlich die Anzahl von Malen "m", für die die Berechnung ausgeführt wird, wie vorstehend erwähnt auf "5" eingestellt wird ("m" = "5"), stellt die CPU 11 den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt E1 auf den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt n5 ein, wie in 8 gezeigt ist. Der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt, der in dem Zustand eingestellt wird, bei dem der Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "0" festgelegt ist, d.h. in dem Zustand, wo kein Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eingestellt ist, wird auf der Grundlage des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts in der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer berechnet. Da der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt berechnet wird, wenn das Fahrzeug für eine kurze Zeit geradeaus fährt, ist in diesem Fall die Genauigkeit etwas niedriger als die des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der auf der Grundlage des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts in der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer berechnet wird. Der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt kann jedoch unverzüglich eingestellt werden, indem er auf der Grundlage des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts in der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer berechnet wird. Dementsprechend kann vom Elektromotor 30 an die Lenkwelle 33 unverzüglich eine entsprechende Hilfskraft geliefert werden.
Wie vorstehend erwähnt, ist es für das Fahrzeug leicht, die Geradeausfahrt in dem Fall beizubehalten, bei dem das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, verglichen mit dem Fall, bei dem das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt. Wenn der bereits eingestellte Steuerungslenkwinkelmitelpunkt gelöscht wird, kann die CPU 11 in Schritt S245 den geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt dementsprechend berechnen, indem der Wert "m" in Gleichung 5 auf einen kleinen Wert eingestellt wird, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die erhalten wird, wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt gelöscht wird. Beispielsweise stellt, wie in 8 gezeigt, wenn der bereits eingestellte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt E1 gelöscht ist, unmittelbar bevor ein momentaner Lenkwinkelmittelpunkt s6 berechnet wird, die CPU 11 die Anzahl von Malen "m" auf einen Wert (z.B. "m" = "3") ein, der kleiner ist als die Anzahl von Malen "m" in Gleichung 5, für die der momentane Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wird, und berechnet geglättete Lenkwinkelmittel punkte n6, n7 und n8. In Schritt S250 stellt die CPU 11 einen neuen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt E2 auf den berechneten geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt n8 ein.
Nach Einstellen des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts in Schritt S250 führt die CPU 11 Schritt S255 aus und stellt den Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "1". Die CPU 11 beendet dann in Schritt S260 die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur.
Nun wird erneut das in 5 gezeigte Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm beschrieben. Nach Ausführung der Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur in Schritt S22 führt die CPU 11 in Schritt S23 eine Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungsprozedur durch. Wie in 9 gezeigt ist, beginnt die Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungsprozedur in Schritt S300. Die CPU 11 bestimmt in Schritt S310, ob der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt, der durch Ausführung der Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur eingestellt wurde, auf der Grundlage einer Genauigkeitsbestimmungsbedingung genau ist. In diesem Fall besteht die Genauigkeitsbestimmungsbedingung aus zwei Bedingungen. Bei den beiden Bedingungen handelt es sich um eine Bedingung, dass der Betrag der Abweichung des Werts des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des gemäß Gleichung 1 berechneten, momentanen Lenkwinkelmittelpunkts kleiner ist als ein vorbestimmter Abweichungsbetrag μ, und eine Bedingung, dass der vorherige Steuerungslenkwinkelmittelpunkt aktualisiert wurde, wie später beschrieben werden wird. Es ist festzuhalten, dass der vorbestimmte Abweichungsbetrag μ auf einen Wert eingestellt wird, der kleiner ist als der vorstehend erwähnte vorbestimmte Abweichungsbetrag λ.
Wenn eine dieser beiden Bedingungen erfüllt ist, d.h. wenn die Genauigkeitsbestimmungsbedingung erfüllt ist, liegt der aktuell eingestellte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt näher am tatsächlichen Lenkwinkelmittelpunkt, d.h. der aktuell eingestellte Steuerungslenkwinkeimittelpunkt ist genau. Dementsprechend trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S320 aus. Wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt durch Ausführen einer Lenkwinkelmittelpunkt-Korrekturprozedur korrigiert wird, die später beschrieben werden wird, bestimmt die CPU 11, dass der korrigierte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt genau ist. In Schritt S320 stellt die CPU 11 die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf eine in 4 gezeigte normal Kennlinie ein, und stellt die Totzone für den erfassten Lenkwinkel θ auf einen schmalen Bereich ein (insbesondere auf die Totzone von –θ1 bis +θ1 in 4). Wenn nämlich die Genauigkeitsbestimmungsbedingung erfüllt ist, hat der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt einen Wert näher am Lenkwinkelmittelpunkt, um das Fahrzeug tatsächlich geradeaus fahren zu lassen. Deshalb verschmälert die CPU 11 die Totzone, indem die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf die normale Kennlinie eingestellt wird, und versetzt den Elektromotor 30 in die Lage, der Drehbetätigung des Lenkrads 31, die durch den Fahrer ausgeführt wird, eine optimale und genaue Hilfskraft zu liefern. Nach Ausführung von Schritt S320 beendet die CPU 11 in Schritt S340 die Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungsprozedur.
Wenn dagegen in Schritt S310 bestimmt wird, dass die Genauigkeitsbestimmungsbedingung nicht erfüllt ist, beispielsweise weil sich während der Fahrt des Fahrzeugs der Fahrzeugzustand ändert, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und führt Schritt S330 aus. In Schritt S330 stellt die CPU 11 die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf die Anfangskennlinie ein, und stellt die Totzone für den erfassten Lenkwinkel θ auf einen breiten Bereich ein (insbesondere auf die Totzone von –θ2 bis +θ2 in 4). In dem Zustand, bei dem sich der Fahrzeugzustand ändert, während das Fahrzeug fährt, und die Genauigkeitsbestimmungsbedingung nicht erfüllt ist, ist, wenn die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf die normale Kennlinie eingestellt bleibt, der Betrag der Abweichung des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom tatsächlichen Lenkwinkelmittelpunkt groß. Dementsprechend wird auf das Lenkrad 31 eventuell eine unnötige Hilfskraft aufgebracht. Deshalb verbreitert die CPU 11 die Totzone, indem in Schritt S330 die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf die Anfangskennlinie eingestellt wird. Nach Ausführung von Schritt S330 beendet die CPU 11 in Schritt S340 die Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungsprozedur.
Nun wird erneut das in 5 gezeigte Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm beschrieben. Nach Ausführung der Lenkwinkelmittelpunkt-Bestimmungsprozedur in Schritt S23 führt die CPU 11 in Schritt S24 die Lenkwinkelmittelpunkt-Korrekturprozedur durch. Wie in 10 gezeigt ist, beginnt die Lenkwinkelmittelpunkt-Bestimmungsprozedur in Schritt S400. In Schritt S410 bestimmt die CPU 11, ob der Betrag der Abweichung des Werts des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des berechneten geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts in einem vorbestimmten Bereich liegt (d.h. ob der Betrag der Abweichung ein Wert ist, der gleich groß wie oder größer als der vorstehend erwähnte vorbestimmte Abweichungsbetrag μ und kleiner als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ ist).
Wenn bestimmt wird, dass der Betrag der Abweichung des Werts des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts im vorbestimmten Bereich liegt, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S420 aus. In Schritt S420 stellt die CPU 11 einen neuen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf den für dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt ein. Wenn der Betrag der Abweichung des Werts des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts im vorbestimmten Bereich liegt, anders ausgedrückt, wenn der Wert des dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts vom Wert des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts um einen Betrag im vorbestimmten Bereich abweicht, liegt der Wert des dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts näher am tatsächlichen Lenkwinkelmittelpunkt, um das Fahrzeug geradeaus fahren zu lassen. Genauer gesagt wird der geglättete, gemäß Gleichung 2 oder Gleichung 3 berechnete Lenkwinkelmittelpunkt berechnet, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug für eine lange Zeit geradeaus fährt, d.h. für die normale Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer. Deshalb handelt es sich bei dem berechneten geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt um einen Wert, der den tatsächlichen Geradeausfahrtzustand des Fahrzeugs genauer wiedergibt, d.h. um einen Wert mit hoher Zuverlässigkeit, Dementsprechend stellt, wenn der Betrag der Abweichung des Werts des aktuellen Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des berechneten geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts zu einem Betrag im vorbestimmten Bereich wird, die CPU 11 den neuen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf den dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt ein.
Der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt, der gemäß Gleichung 5 berechnet wird, indem der momentane Lenkwinkelmittelpunkt in der vorläufigen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer verwendet wird, wird wie vorstehend erwähnt berechnet, um den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt unverzüglich einzustellen. In diesem Fall ist, wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf der Grundlage des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts eingestellt wird, der Wert des Lenkwinkelmittelpunkt-Setzmerkers FRG auf "1" eingestellt. Demgemäß wird, wenn die Lenkwinkelmittelpunkt-Korrekturprozedur für das nächste Mal und die folgenden Male ausge führt wird, der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt in der normalen Geradeausfahrtzustands-Bestimmungszeitdauer berechnet. Demgemäß trifft auch in diesem Fall die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S420 aus, wenn wie vorstehend erwähnt in Schritt S410 bestimmt wird, dass der Betrag der Abweichung des Werts des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts ein Betrag im vorbestimmten Bereich ist. In Schritt S420 stellt die CPU 11 den neuen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf den dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkt ein.
Wenn dagegen in Schritt S410 bestimmt wird, dass der Betrag der Abweichung des Werts des aktuell eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts nicht im vorbestimmten Bereich liegt, trifft die CPU 11 eine negative Entscheidung und beendet die Lenkwinkelmittelpunkt-Korrekturprozedur in Schritt S430. In diesem Fall handelt es sich bei dem Betrag der Abweichung um einen Wert unterhalb der Untergrenze (d.h. dem vorbestimmten Abweichungsbetrag μ) des vorbestimmten Bereichs. Wenn nämlich der Betrag der Abweichung ein Wert größer oder gleich der Obergrenze (d.h. dem vorbestimmten Abweichungsbetrag λ) des vorbestimmten Bereichs ist, dann muss, wie aus Gleichung 2 oder Gleichung 3 klar wird, zumindest der Wert des berechneten momentanen Lenkwinkelmittelpunkts größer oder gleich beispielsweise dem vorbestimmten Abweichungsbetrag λ sein. Wenn jedoch der Wert des momentanen Lenkwinkelmittelpunkts gleich groß wie oder größer als der vorbestimmte Abweichungsbetrag λ ist, wie in der vorstehend erwähnten Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprozedur beschrieben ist, wird der Wert zur Berechnung des geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts dieses Mal nicht verwendet. Demzufolge überschreitet der Betrag der Abweichung des Werts des aktuellen Steuerungslenkwinkelmittelpunkts vom Wert des dieses Mal berechneten, geglätteten Lenkwinkelmittelpunkts nicht die Obergrenze des vorbestimmten Bereichs. Wenn dementsprechend die CPU 11 in Schritt S410 eine negative Entscheidung trifft, ist der Betrag der Abweichung ein Wert unterhalb der Untergrenze des vorbestimmten Bereichs. In diesem Fall ist der aktuelle Steuerungslenkwinkelmittelpunkt mit hoher Genauigkeit eingestellt worden und braucht nicht verändert zu werden. Deshalb beendet die CPU 11 in Schritt S430 die Lenkwinkelmittelpunkt-Korrekturprozedur.
Eine häufige Änderung des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts kann verhindert werden, indem man berücksichtigt, ob der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf der Grundlage der Genauigkeit des aktuellen Steuerungslenkwinkelmittelpunkts aktualisiert werden muss. Demzufolge kann der Elektromotor 30, der auf der Grundlage des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts angesteuert wird, schwankungsfrei betrieben werden, und der Fahrer kann eine gute Hilfskraft verspüren.
Wenn die Lenkwinkelmittelpunkt-Korrekturprozedur endet, führt die CPU 11 Schritt S25 in dem in 5 gezeigten Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm aus und beendet erst einmal das Programm. Nach Verstreichen einer vorbestimmten kurzen Zeit startet die CPU 11 das Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm erneut. Wenn der Fahrer den Zustand des Zündschalters 22 vom EIN-Zustand in den AUS-Zustand ändert, speichert die CPU 11 den schließlich eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt im EEPROM 14 ab.
Wie aus der bisherigen Beschreibung klar geworden sein wird, ist es gemäß der ersten Ausführungsform möglich, selbst wenn der Lenkwinkelmittelpunkt abweicht und das Lenkmoment so aufgebracht wird, dass der Fahrer gegen die Rückstellsteuerung durch den Elektromotor 30 das Lenkrad in die Neutralstellung zurückbringt, zu bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, und zwar auf der Grundlage der Axialkraft F, die als Wirkkraft dient, welche auf die Zahnstange 34 wirkt. Somit ist es möglich, genau zu bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt. In dem oben erwähnten Zustand wirkt die resultierende Kraft aus dem auf die Lenkwelle 33 vom Fahrer aufgebrachten Lenkmoment und dem Hilfsmoment, das aufgrund der Ansteuerung des Elektromotors 30 aufgebracht wird und im Wesentlichen mit dem Lenkmoment übereinstimmt, auf die Zahnstange 34 als Axialkraft F. Dementsprechend wird die Axialkraft F, die auf die Zahnstange 34 wirkt, zu einer kleinen Kraft, da das Lenkmoment und das Hilfsmoment einander aufheben. In diesem Zustand hat, wenn das Fahrzeug tatsächlich geradeaus fährt, das von dem rechten und linken Vorderrad FW1 und FW2 eingehende Selbstausrichtungsmoment einen kleinen Wert. Betrachtet man den Zustand, bei dem die auf die Zahnstange 34 wirkende Axialkraft F mit dem Selbstausrichtungsmoment übereinstimmt, kann man genau bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt.
B: Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform wird, wenn der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eingestellt wird, indem der auf den Lenkwinkel θ bezogene Ausgang vom Lenkwinkelsensor 35 verwendet wird, die Totzone der Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert unmittelbar nach dem Start auf einen breiten Bereich eingestellt, der momentane Lenkwinkelmittelpunkt und der geglättete Lenkwinkelmittelpunkt werden berechnet, und die Genauigkeit des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts wird verbessert. Danach wird die Totzone der Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf einen schmalen Bereich eingestellt. Dabei kann, wenn das Fahrzeug mit einer Verhaltenssteuerungsvorrichtung, z.B. VSC (Vehicle Stability Control), versehen ist, die Einrichtungen zur Erfassung einer Bewegungszustandsgröße des Fahrzeugs umfasst, z.B. einen Beschleunigungssensor oder einen Gierratensensor, und die das Bewegungsverhalten des Fahrzeugs in angemessener Art und Weise korrigiert, die Neutralstellung der Lenkwelle 33, die von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung eingestellt wird, als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden. Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung im Einzelnen beschrieben. Es ist festzuhalten, dass der Aufbau und die Funktionsweise der Verhaltenssteuerungsvorrichtung nicht direkt mit der Erfindung in Bezug stehen, und eine ausführliche Beschreibung hiervon unterbleibt.
Wie in 1 durch eine unterbrochene Linie gezeigt ist, ist die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 mit einem Beschleunigungssensor 61 versehen, der eine Beschleunigung in der Längsrichtung des Fahrzeugs und eine Beschleunigung in der Rechts-/Linksrichtung des Fahrzeugs erfasst, und einem Gierratensensor 62, der eine Gierrate um die Zentralachse erfasst, die dann auftritt, wenn das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführt. Auf der Grundlage der vom Beschleunigungssensor 61 und Gierratensensor 62 übertragenen Werte bestimmt die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 den Bewegungsverhaltensstatus des Fahrzeugs ziemlich genau. Zum Beispiel bestimmt die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 ziemlich genau, ob das Fahrzeug geradeaus fährt oder eine Kurvenfahrt ausführt, oder ob ein Schlupf oder ein Driften auftritt, während das Fahrzeug die Kurvenfahrt ausführt. Wenn es hochwahrscheinlich ist, dass am Fahrzeug ein abnormales Verhalten auftritt, beispielsweise Schlupf oder Driften, bringt die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 auf das rechte und linke Vorderrad sowie auf das rechte und linke Hinterrad eine Bremskraft auf, wodurch sich das Verhalten des Fahrzeugs stabilisiert. Da die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 den Bewegungsverhaltensstatus des Fahrzeugs genau bestimmen muss, stellt die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 die Neutral stellung der Lenkwelle 33, d.h. den Referenzpunkt des Lenkwinkelsensors 35 mit beträchtlich hoher Genauigkeit ein.
Wenn die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist, kann die Totzone unmittelbar nach dem Start auf einen schmalen Bereich eingestellt werden, indem der hochgenaue Referenzpunkt verwendet wird, der von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt eingestellt wurde. Außerdem braucht, da der durch die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 eingestellte Referenzpunkt des Lenkwinkelsensors 35 eine hohe Genauigkeit hat, zum Beispiel der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht korrigiert zu werden, anders als bei der ersten Ausführungsform. In einigen Fahrzeugtypen ist die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 schon von vornherein eingebaut. In einigen der anderen Fahrzeugtypen kann, obwohl das Fahrzeug nicht vorab schon mit der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 versehen ist, diese optional im Fahrzeug eingebaut werden. Insbesondere bei den Fahrzeugtypen, die mit der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 optional ausgerüstet werden können, ist es für jedes Fahrzeug notwendig, festzulegen, ob das in der ersten Ausführungsform beschriebene Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm ausgeführt wird. Bei einem mit der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 versehenen Fahrzeug braucht das Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm nicht ausgeführt zu werden. Dagegen muss bei einem Fahrzeug, welches nicht mit der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 ausgestattet ist, das Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm ausgeführt werden. Dieser Festlegungsvorgang macht den Herstellungsprozess kompliziert. Selbst dann, wenn die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist und dann beispielsweise an ihr eine Abnormität auftritt, muss das in der ersten Ausführungsform beschriebene Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm ausgeführt werden.
Demgemäß wird im Speicher 11a der CPU 11 vorab ein in 11 gezeigtes Lenkwinkelmittelpunkt-Auswahlprogramm abgespeichert, und zwar ungeachtet dessen, ob die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist. Auf diese Weise lässt sich das vorstehend erwähnte Problem lösen. Nachstehend wird das Lenkwinkelmittelpunkt-Auswahlprogramm im Einzelnen mit Bezug auf 11 beschrieben.
Nachdem der Zündschalter 22 auf "EIN" gedreht ist, beginnt die CPU 11 in Schritt S30 das Lenkwinkelmittelpunkt-Auswahlprogramm. In Schritt S31 führt die CPU 11 dasselbe unmittelbar nach dem Start ablaufende Prüfprogramm durch wie in der ersten Ausführungsform. Nach Ausführung des unmittelbar nach dem Start ablaufenden Prüfprogramms bestimmt die CPU 11 in Schritt S32, ob im Fahrzeug die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 eingebaut ist. Und zwar erhält die CPU 11 beispielsweise über eine Multiplex-Datenübertragungsleitung einen Signalausgang von einer CPU 63, die den Betrieb der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 steuert (nachstehend wird dieses Signal als "VSC-Signal" bezeichnet). So bestimmt die CPU 11, ob die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist. Wenn in Schritt S32 bestimmt wird, dass die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S33 aus. In Schritt S33 bestimmt die CPU 11, ob die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 einwandfrei arbeitet. Und zwar bestimmt die CPU 11, ob die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 einwandfrei arbeitet, auf der Grundlage einer die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 betreffenden Betriebszustandsinformation, die durch das von der CPU 63 übertragene VSC-Signal angezeigt wird. Wenn in Schritt S33 bestimmt wird, dass die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 einwandfrei arbeitet, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S34 aus.
In Schritt S34 stellt die CPU 11 die Totzone der Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf einen schmalen Bereich ein, d.h. stellt die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf die normale Kennlinie ein. Da die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist und einwandfrei arbeitet, ist der Referenzpunkt des Lenkwinkelsensors 35, der von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 eingestellt wird, d.h. der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt, ziemlich genau. Dementsprechend stellt die CPU 11 unmittelbar nach dem Start die Totzone auf einen schmalen Bereich ein, indem sie die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf die normale Kennlinie einstellt. Die CPU 11 steuert den Betrieb des Elektromotors 30 auf der Grundlage der normalen Kennlinie und bringt auf die Lenkwelle 33 eine optimale Hilfskraft auf.
Wenn dagegen in Schritt S32 bestimmt wird, dass die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 nicht im Fahrzeug eingebaut ist, oder wenn in Schritt S33 bestimmt wird, dass die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 nicht einwandfrei arbeitet, trifft die CPU 11 in Schritt S32 oder Schritt S33 eine negative Entscheidung und führt Schritt S35 durch. In Schritt S35 legt die CPU 11 die Totzone unmittelbar nach dem Start auf einen breiten Bereich fest, indem die Kennlinie Lenkwinkel/Motorstromwert auf die Anfangskennlinie festgelegt wird. In diesem Fall wird die Totzone wie bei der ersten Ausführungsform unmittelbar nach dem Start auf einen breiten Bereich festgelegt, da die Genauigkeit des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts nicht hoch ist, anders ausgedrückt, da der hochgenaue Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 erhalten werden kann. Wie im Fall der ersten Ausführungsform führt die CPU 11 in Schritt S36 das Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm aus.
Nach Ausführung des Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramms führt die CPU 11 Schritt S37 aus und bestimmt, ob der Zündschalter 22 eingeschaltet ist. Ist der Zündschalter 22 eingeschaltet, trifft die CPU 11 eine affirmative Entscheidung und führt Schritt S32 und die folgenden Schritte erneut aus. Während der Zündschalter 22 eingeschaltet ist, werden Schritt S32 und die folgenden Schritte wiederholt ausgeführt. Durch Ausführung von Schritt S35 und der folgenden Schritte kann somit das Fahrzeug sicher betrieben werden, wenn in der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 eine Abnormität aufgetreten ist, während das Fahrzeug fährt. Wenn dagegen der Zündschalter 22 ausgeschaltet ist, trifft die CPU 11 in Schritt S37 eine negative Entscheidung und beendet in Schritt S38 das Lenkwinkelmittelpunkt-Auswahlprogramm.
Wie aus der bisher erfolgten Beschreibung klar sein wird, können gemäß der zweiten Ausführungsform dieselben Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden. Zusätzlich kann das Lenkwinkelmittelpunkt-Auswahlprogramm ablaufen, ungeachtet dessen, ob die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist. Somit kann, wenn die Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 im Fahrzeug eingebaut ist und einwandfrei arbeitet, der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt mit beträchtlich hoher Genauigkeit verwendet werden, und es kann für die Zeit unmittelbar nach dem Start eine angemessene Hilfskraft auf die Lenkwelle 33 aufgebracht werden. Demzufolge kann der Fahrer ein gutes Lenkgefühl verspüren. Selbst wenn in der Verhaltenssteuerungsvorrichtung 60 eine Betriebsstörung auftritt, insbesondere sogar dann, wenn das Fahrzeug fährt, kann das Fahrzeug sicher betrieben werden, indem das Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungsprogramm durchgeführt wird, wie es bei der ersten Ausführungsform der Fall ist.
Die Erfindung ist nicht auf die erste und zweite Ausführungsform beschränkt, Die Erfindung kann innerhalb des Umfangs der Erfindung in verschiedenen anderen Ausführungsformen verwirklicht werden.
Beispielsweise werden sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungsform das an der Lenkwelle 33 angebrachte Ritzel und die mit dem Ritzel kämmende Zahnstange 34 als Lenkmechanismus verwendet. Anstelle des Ritzels und der Zahnstange 34 kann als Lenkmechanismus aber auch beispielsweise ein Kugelgewindetrieb und eine Kugelumlaufmutter verwendet werden. Mit diesem Aufbau kann man dieselben Effekte wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform erwarten.
Auch wird bei der ersten und zweiten Ausführungsform jeweils die Axialkraft F der Zahnstange 34, die mit der externen Krafteinleitung (Selbstausrichtungsmoment) vom rechten und linken Vorderrad FW1 und FW2 übereinstimmt, berechnet, indem das vom Lenkmomentsensor 42 erfasste Lenkmoment MT mit dem Hilfsmoment AT des Elektromotors 30, welches auf der Grundlage des Motorstromwerts I MOTR berechnet wurde, kombiniert wird. Es kann jedoch auch ein Axialkraftsensor vorgesehen sein, der die Axialkraft F der Zahnstange 34 direkt erfasst, und die Axialkraft F kann durch den Axialkraftsensor erfasst werden. In diesem Fall erfasst der Axialkraftsensor als Axialkraft F der Zahnstange 34 die resultierende Kraft aus der Wirkkraft, die auf die Zahnstange 34 aufgrund des auf die Lenkwelle 33 über das Lenkrad 31 aufgebrachten Drehmoments wirkt, und aus der Wirkkraft, die auf die Zahnstange 34 durch das Hilfsmoment aufgrund der Ansteuerung des Elektromotors 30 wirkt. Mit diesem Aufbau kann man dieselben Effekte wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform erwarten.
Bei der ersten und zweiten Ausführungsform überträgt der Elektromotor 30 das Moment jeweils über den Untersetzungsmechanismus 32 auf die Lenkwelle 33. Der Elektromotor 30 kann das Moment über den Untersetzungsmechanismus 32 aber auch direkt auf die Zahnstange 34 übertragen.

Claims

Elektrisches Servolenksystem mit einer Lenkwelle (33), die sich zusammen mit einem Lenkrad (31) dreht, das von einem Fahrer betätigt wird; einem Lenkmechanismus (34), der die Lenkwelle (33) mit gelenkten Rädern (FW1, FW2) eines Fahrzeugs verbindet und eine Drehbewegung der Lenkwelle (33) in eine lineare Bewegung umsetzt, wodurch die gelenkten Räder (FW1, FW2) des Fahrzeugs gelenkt werden; einem Elektromotor (30), der eine Hilfskraft aufbringt, um eine Drehbetätigung des Lenkrads (31) zu unterstützen; einem Lenkwinkelsensor (35), der einen Drehwinkel der Lenkwelle (33) erfasst; und einer Antriebssteuerungseinheit (25), die die Ansteuerung des Elektromotors (30) auf der Grundlage des vom Lenkwinkelsensor (35) erfassten Drehwinkels übernimmt, und das umfasst: eine Wirkkraft-Erfassungseinrichtung, um eine Wirkkraft zu erfassen, die auf den Lenkmechanismus (34) einwirkt; eine Geradeausfahrtzustands-Bestimmungseinrichtung, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt, auf der Grundlage dessen, ob die Wirkkraft anhaltend für eine vorbestimmte Zeitdauer erfasst wird, während der die erfasste Wirkkraft kleiner als ein vorab eingestellter Referenzwert ist, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug geradeaus fährt; eine Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung, um einen Mittelwert von mehreren in der vorbestimmten Zeitdauer vom Lenkwinkelsensor (35) erfassten Winkeln zu berechnen, und um einen Steuerungslenkwinkelmittelpunkt zu berechnen, der einen Referenzpunkt angibt, welcher verwendet wird, wenn der Lenkwinkelsensor (35) den Drehwinkel der Lenkwelle (33) erfasst, indem der berechnete Mittelwert verwendet wird, wenn die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass das Fahrzeug geradeaus fährt; und eine Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung, um den von der Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung berechneten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt zu aktualisieren, und den aktualisierten Lenkwinkelmittelpunkt abzuspeichern, dadurch gekennzeichnet, dass: die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungseinrichtung umfasst: eine Speicherzustands-Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Speicherzustands des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist; und eine Einrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer, um die vorbestimmte Zeitdauer auf der Grundlage des Speicherzustands des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts zu verändern, der von der Speicherzustands-Prüfeinrichtung geprüft wird.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei in einem Fall, bei dem die Speicherzustands-Prüfeinrichtung bestätigt, dass der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt nicht in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist, die Einrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer die vorbestimmte Zeitdauer auf eine kurze Zeitdauer einstellt, im Gegensatz zu einem Fall, bei. dem der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Geradeausfahrtzustands-Bestimmungseinrichtung umfasst: eine Radschlupf-Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Radschlupfs, der an einem Antriebsrad des Fahrzeugs aufgetreten ist; und eine Einrichtung zur Unterbindung der Bestimmung eines Geradeausfahrtzustands, um eine Bestimmung eines Geradeausfahrtzustands zu unterbinden, wenn die Radschlupf-Erfassungseinrichtung den Radschlupf erfasst, der am Antriebsrad aufgetreten ist.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 3, wobei die Radschlupf-Erfassungseinrichtung den Radschlupf erfasst, der am Antriebsrad auf der Grundlage einer am Fahrzeug verursachten Beschleunigung aufgetreten ist.
Elektrisches Servolenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung umfasst: eine erste Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung, um für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer einen akkumulierten Wert der mehreren, in der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Winkel zu berechnen, und um den akkumulierten Wert durch die vorbestimmte Zeitdauer zu teilen, wodurch ein erster Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wird, der einen Mittelwert der mehreren erfassten Winkel angibt; eine zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung, um sequentiell für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer zweite Lenkwinkelmittelpunkte zu berechnen, von denen jeder einen Mittelwert einer vorbestimmten Anzahl der ersten Lenkwinkelmittelpunkte angibt, indem die vorbestimmte Anzahl der ersten Lenkwinkelmittelpunkte verwendet wird, die sequentiell von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer berechnet werden; und eine Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung zum Einstellen des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts auf den zweiten Lenkwinkelmittelpunkt, der berechnet wird, indem die vorbestimmte Anzahl der ersten Lenkwinkelmittelpunkte verwendet wird, unter den zweiten Lenkwinkelmittelpunkten, die von der zweiten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung berechnet werden.
Elektrisches Servolenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung umfasst: eine erste Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung, um für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer einen akkumulierten Wert der mehreren, in der vorbestimmten Zeitdauer erfassten Winkel zu berechnen, und den akkumulierten Wert durch die vorbestimmte Zeitdauer zu teilen, wodurch ein erster Lenkwinkelmittelpunkt berechnet wird, der einen Mittelwert der mehreren erfassten Winkel angibt; eine zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung, um einem vorbestimmtem Wert und jedem der ersten Lenkwinkelmittelpunkte, die sequentiell von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung für jede abgelaufene vorbestimmte Zeitdauer berechnet wurden, Gewichtungen zuzuweisen, und einen Filterungsvorgang durchzuführen, wodurch der zweite Lenkwinkelmittelpunkt sequentiell berechnet wird; und eine Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung, um, wenn der zweite Lenkwinkelmittelpunkt, der von der zweiten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung sequentiell berechnet wurde, einen Wert in einem vorbestimmten Bereich annimmt, den Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auf den zweiten Lenkwinkelmittelpunkt im vorbestimmten Bereich einzustellen.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 6, wobei: die Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst; und die zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung auf der Grundlage der durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit die dem ersten, zur Berechnung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts verwendeten Lenkwinkelmittelpunkt zugewiesene Gewichtung verändert.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 7, wobei sich die dem ersten Lenkwinkelmittelpunkt zugewiesene Gewichtung, der zur Berechnung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts verwendet wird, mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.
Elektrisches Servolenksystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei, wenn ein Abweichungsbetrag eines Werts des ersten Lenkwinkelmittelpunkts, der von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung berechnet wird, von einem Wert des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der von der Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung eingestellt wird, größer oder gleich einem vorab eingestellten ersten Abweichungsbetrag ist, die zweite Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung den ersten Lenkwinkelmittelpunkt, der vom Wert des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts um den ersten Abweichungsbetrag oder um mehr als den ersten Abweichungsbetrag abweicht, von der Berechnung des zweiten Lenkwinkelmittelpunkts ausschließt.
Elektrisches Servolenksystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Einstelleinrichtung den eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt streicht, wenn ein Abweichungsbetrag eines Werts des ersten, von der ersten Lenkwinkelmittelpunkt-Ermittlungseinrichtung berechneten Lenkwinkelmittelpunkts von einem Wert des eingestellten Steuerungslenkwinkelmittelpunkts größer oder gleich einem vorbestimmten zweiten Abweichungsbetrag ist, und eine Anzahl von Zeitdauern, für die der Abweichungsbetrag nacheinander größer oder gleich dem zweiten Abweichungsbetrag ist, zu einer vorbestimmten Anzahl von Zeitdauern wird.
Elektrisches Servolenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Antriebssteuerungseinheit (25) eine Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungseinrichtung umfasst, um zu bestimmen, dass der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeicherte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt genau ist, wenn ein Abweichungsbetrag des Mittelwerts der mehreren Winkel, der von der Lenkwinkelmittelpunkt-Berechnungseinrichtung berechnet wird, von einem Wert des Steuerungslenkwinkelmittelpunkts, der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeichert ist, kleiner als ein vorbestimmter dritter Abweichungsbetrag ist, oder wenn der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeicherte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt aktualisiert ist.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 11, wobei die Antriebssteuerungseinheit (25) eine Unterbindungsbereichs-Änderungseinrichtung umfasst, um einen Bereich des erfassten Winkels, in dem eine Ansteuerung des Elektromotors unterbunden ist, zu erweitern, wenn die Lenkwinkelmittelpunkt-Genauigkeitsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass der in der Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung gespeicherte Steuerungslenkwinkelmittelpunkt ungenau ist.
Elektrisches Servolenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei: die Antriebssteuerungseinheit (25) eine Einrichtung zur Überwachung des Zustands der Stromzufuhr umfasst, um einen Zustand der Stromzufuhr von einer im Fahrzeug eingebauten Batterie (50) zu überwachen, wenn das Fahrzeug abgestellt ist; und die Lenkwinkelmittelpunkt-Speichereinrichtung den gespeicherten Steuerungslenkwinkelmittelpunkt löscht, wenn die Einrichtung zur Überwachung des Zustands der Stromzufuhr bestimmt, dass der Zustand der Stromzufuhr von der Batterie (50) nicht gut ist.
Elektrisches Servolenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Antriebssteuerungseinheit (25) umfasst: eine Einbau/Nichteinbau-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Verhaltenssteuerungsvorrichtung (60) im Fahrzeug eingebaut ist, welche Verhaltenssteuerungsvorrichtung ein abnormales Verhalten erfasst, während das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführt, und das erfasste abnormale Verhalten korrigiert; eine Verwendungsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen, ob eine Neutralstellung der Lenkwelle (33), eingestellt von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung (60) zur Erfassung eines Kurvenfahrtzustands des Fahrzeugs, als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden kann; und eine Steuerungslenkwinkelmittelpunkt-Auswahleinrichtung, um die Neutralstellung als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt auszuwählen, wenn die Verwendungsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung bestimmt, dass die Neutralstellung der Lenkwelle als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden kann.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 14, wobei die Verwendungsmöglichkeits-Bestimmungseinrichtung bestimmt, ob die Neutralstellung der Lenkwelle (33), die von der Verhaltenssteuerungsvorrichtung (60) eingestellt wird, auf der Grundlage eines Betriebszustands der Verhaltenssteuerungsvorrichtung (60) als Steuerungslenkwinkelmittelpunkt verwendet werden kann.
Elektrisches Servolenksystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei die im Fahrzeug eingebaute Verhaltenssteuerungsvorrichtung (60) die Neutralstellung der Lenkwelle (33) auf der Grundlage einer am Fahrzeug verursachten Gierrate oder einer am Fahrzeug verursachten Seitenbeschleunigung einstellt.