DE10138540A1

DE10138540A1 - Steuereinheit für elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung

Info

Publication number: DE10138540A1
Application number: DE10138540A
Authority: DE
Inventors: Shuji Endo
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2002-03-07
Also published as: US6744232B2; US20020017885A1; JP2002046632A

Abstract

Eine Steuereinheit für eine elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung steuert einen Motor (20), der auf einen Lenkmechanismus (2-6) eine Lenk-Hilfskraft aufbringt, ausgehend von einem Lenkhilfen-Sollwert, der basierend auf dem in der Lenkwelle erzeugten Lenkmoment berechnet wird, und basierend auf einem Stromwert des Motors. Die Steuereinheit enthält eine Stromdithersignal-Erzeugungseinheit zum Erzeugen eines Stromdithersignals, wenn die Motor-Winkelgeschwindigkeit in einem vorbestimmten Bereich liegt, wobei das Stromdithersignal auf den Lenkhilfen-Sollwert aufaddiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinheit für eine elektrische Hilfskraftlenkvorrich tung, die mit einem Motor der Lenkanlage eines Kraftfahrzeugs oder sonstigen Fahrzeugs eine Hilfslenkkraft zuführt. Die Erfindung betrifft speziell eine Steuer einheit für eine elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung, die ein Stromdithersignal er zeugt, um den Einfluß statischer Reibung in einem Zustand vollständiger Unbe weglichkeit des Motors zu beseitigen.

Eine elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung, die dazu dient, der Lenkvorrichtung ei nes Kraftfahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs eine Hilfskraft unter Nutzung der Drehkraft eines Motors zuzuführen, führt die Antriebskraft des Motors einer Lenkwelle oder einer Zahnstangenachse mittels eines Übertragungsmechanismus, z. B. Zahnrädern oder Riemen über ein Untersetzungsgetriebe zu. Eine derartige bekannte elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung führt eine Regelung des Motor stroms durch, um in exakter Weise ein Hilfsmoment (ein Lenkhilfsmoment) zu er zeugen. Die Regelung dient dazu, die an den Motor angelegte Spannung so ein zuregeln, daß die Differenz zwischen einem Sollstromwert und einem Motor-Ist stromwert minimiert wird. Die Motoranschlußspannung wird im allgemeinen auf der Grundlage eines Tastverhältnisses einer PWM-Steuerung (Pulsbreitenmodula tions-Steuerung) eingestellt.

Der allgemeine Aufbau einer elektrischen Hilfskraftlenkvorrichtung soll anhand der Fig. 1 erläutert werden. Eine Lenkwelle 2 eines Lenkrads 1 ist mit einer Spurstan ge 6 der gelenkten Räder des Fahrzeugs über ein Untersetzungsgetriebe 3, Uni versalgelenke 4a und 4b und einem Zahnstangenmechanismus 5 gekoppelt. Die Welle 2 ist mit einem Drehmomentsensor 10 ausgestattet, der ein Lenkmoment des Lenkrads 1 erfaßt. Ein Motor 20, der die Lenkkraft des Lenkrads 1 unterstützt, ist mit der Welle 2 über eine Kupplung 21 und das Untersetzungsgetriebe 3 ge koppelt. Eine Steuereinheit 30 steuert die Hilfslenkvorrichtung und wird von einer Batterie 11 über ein Zündschloß 11 gespeist. Die Steuereinheit 30 berechnet einen Lenkhilfen-Sollwert I auf der Grundlage eines von dem Drehmomentsensor 10 er faßten Lenkmoments T und einer von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 aufgenommenen Fahrzeuggeschwindigkeit V. Dann steuert die Steuereinheit 30 den dem Motor 20 zuzuspeisenden Strom basierend auf dem berechneten Lenk hilfen-Sollwert I. Die Kupplung 21 wird von der Steuerung 30 einer EIN/AUS- Steuerung unterzogen, sie bleibt eingekuppelt (verbunden) während des üblichen Betriebs. Hat die Steuereinheit 30 erkannt, daß die Hilfskraftlenkvorrichtung ge stört ist, oder daß die Spannungsquelle (die Spannung Vb) in Form der Batterie 14 über das Zündschloß 11 abgeschaltet wurde, so wird die Kupplung 21 ausgekup pelt (gelöst).

Die Steuereinheit 30 besteht vornehmlich aus einer CPU. Fig. 2 zeigt allgemeine Funktionen, die durch ein Programm in der CPU auszuführen sind. Beispielsweise handelt es sich bei dem dargestellten Phasenkompensator 31 nicht um ein unab hängiges Hardware-Teil, sondern es handelt sich um eine Phasenkompensa tions-Funktion, die von der CPU auszuführen ist.

Funktionen und Betriebsweise der Steuerschaltung 30 werden im folgenden erläu tert. Ein von dem Drehmomentsensor 10 erfaßtes Lenkmoment T wird von dem Phasenkompensator 31 in der Phase kompensiert, um die Stabilität des Lenksy stems zu steigern. Das in der Phase kompensierte Lenkmoment TA wird in einen Lenkhilfen-Sollwertrechner 32 eingegeben. Von dem Fahrzeug-Geschwindig keitssensor 12 wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit V ermittelt und ebenfalls in den Lenkhilfen-Sollwertrechner 32 eingegeben. Der Lenkhilfen-Sollwertrechner 32 berechnet einen Lenkhilfen-Sollwert I als Stromsollwert für einen in den Motor 20 einzuspeisenden Strom, und zwar basierend auf den eingegebenen Lenkmoment TA und der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V. Der Lenkhilfen-Sollwert I wird in einen Subtrahierer 33A eingegeben, außerdem in einen Differential-Kom pensator 34 eines Vorwärts-Systems zur Steigerung der Ansprechempfindlichkeit. Eine von dem Subtrahierer 30A berechnete Differenz (I-i) wird in einen Propor tionalregler 35 eingegeben, außerdem in einen Integral-Rechner 36 zur Verbes serung der Kennwerte eines Rückkopplungssystems. Ausgangssignale von dem Differentialkompensator 34 und dem Integral-Rechner 36 werden auf einen Ad dierer 30B gegeben und von diesem addiert. Das Ergebnis der Addition von dem Addierer 30B bildet einen Motorstrom-Steuerwert E, und dieser wird an eine Mo tortreiberschaltung 37 als Motortreibersignal gegeben. Ein Motor-Stromwert (Ist strom) i des Motors 20 wird von einer Motorstrom-Detektorschaltung 38 erfaßt, und der Motorstromwert i wird in den Subtrahierer 30A zurückgekoppelt.

Eine hydraulische Hilfskraftlenkvorrichtung, die weit verbreitet ist, besitzt eine Charakteristik, gemäß der die Reibung eines Zylinderbereichs proportional zu dem Zylinderdruck P zunimmt, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist (auf der Abszisse ist das Lenkmoment T aufgetragen). Die Vorrichtung besitzt aufgrund der speziellen Rei bungscharakteristik eine Hysterese-Kennlinie. Fährt ein Fahrzeug z. B. um eine Biegung, so verhindert die Hysterese, daß das Lenkrad aufgrund des selbstein stellenden Drehmoments plötzlich zurückdreht. Dies verbessert das Lenkverhalten für den Fahrer. Fig. 4 zeigt diesen Zusammenhang. Wenn das Lenkmoment C sich plötzlich um ΔT ändert, ändert sich der Zylinderdruck P um P1, wenn keine Hyste rese vorhanden ist. Durch die vorhandene Hysterese hingegen ändert sich der Zy linderdruck P um P2 (<1). Mit der Hysterese ist es also möglich, die Änderung des Zylinderdrucks P im Verhältnis zu einer Änderung des Lenkmoments T zu glätten. Es ist bekannt, daß sich die Breite der Hysterese mit der Stärke der Reibung än dert. Im Fall einer Gummipackung eines Hydraulikzylinders wird der Gummi mit Zunahme des Zylinderdrucks zusammengepreßt. Die Hysteresen-Breite nimmt entsprechend einer Zunahme der Coulombschen Reibung zu. Wichtig ist für den Lenkvorgang, daß der Fahrer im neutralen Punkt ein starkes selbsteinstellendes Moment spürt, dieses starke selbsteinstellende Moment aber nicht fühlt, wenn das Fahrzeug um eine Biegung fährt. In dieser Hinsicht ist es ideal, wenn - ähnlich der hydraulischen Hilfskraftlenkvorrichtung - die Reibung (Hysterese) im Bereich klei ner Lenkwinkel θ klein wird, während die Reibung (Hysterese) in einem Bereich großer Lenkwinkel θ groß wird.

Andererseits besitzt eine elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung eine konstante Rei bung, unabhängig von dem Lenkmoment T, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen einer Motor-Winkelgeschwindigkeit a und der Reibung F. Statische Reibung herrscht in einem Bereich "A" (-ω1 bis +ω1), wo die Winkel geschwindigkeit ω des Motors klein ist. In anderen Winkelgeschwindigkeitsberei chen (unterhalb von -ω1 und oberhalb von +ω1) tritt die Reibung F in Erschei nung als die Summe als Coulombscher Reibung B, die einen konstanten Wert hat (+F2, -F2), und viskoser Reibung C, die mit größer werdender Motor-Winkelge schwindigkeit ω zweidimensional zunimmt.

Aus der Beziehung zwischen der Motor-Winkelgeschwindigkeit ω und der Reibung F nach Fig. 6 ergibt sich, daß das Reibungsverhalten an einer Stelle, an der die Winkelgeschwindigkeit des Motors ω nah bei Null liegt, diskontinuierlich wird. Des halb kommt es zu der Unzulänglichkeit, daß bei völligem Stillstand des Lenkrads zu einer gewissen Zeit der Fahrer das Gefühl hat, daß das Lenkrad in dieser Stel lung fixiert ist. Die elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung versucht eine gewisse Kompensation, darunter die Kompensation der Motorträgheit, um das Lenkverhal ten zu verbessern, ferner die Kompensation zur Beseitigung des Einflusses von Reibung. Wird eine solche Kompensationssteuerung basierend auf der Winkelge schwindigkeit des Motors durchgeführt, so besteht keine Möglichkeit, den Einfluß eines vollständig stillstehenden Motors zu beseitigen. In anderen Worten: Es ist nicht möglich, den Einfluß der statischen Reibung der elektrischen Hilfskraftlenk vorrichtung zu beseitigen.

Die vorliegende Erfindung geht von der oben geschilderten Situation aus, und es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinheit für eine elektrische Hilfskraftlenkvor richtung anzugeben, die in der Lage ist, für ein durchgängiges und stabiles Lenk gefühl dadurch zu sorgen, daß der Einfluß statischer Reibung bei vollständig still stehendem Motor der elektrischen Hilfskraftlenkvorrichtung beseitigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Steuereinheit für eine elek trische Hilfskraftlenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Demnach ist es ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß die Steuereinheit eine Stromdithersignal-Erzeugungseinheit aufweist, welche ein Stromdithersignal er zeugt, wenn die Motor-Winkelgeschwindigkeit in einem vorbestimmten Bereich ei ner Winkelgeschwindigkeit liegt, und die das Stromdithersignal auf den Lenkhilfe sollwert addiert.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung schafft diese eine Steuereinheit für eine elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung der oben genannten Art, bei der der vor bestimmte Wert eine Winkelgeschwindigkeit des Motors ist, die der statischen Reibung entspricht, wobei außerdem das Stromdithersignal ausgedrückt wird in der Form K.sin ω₀t, mit K als Konstante und ω₀ als Dither-Winkelfrequenz.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Beispiels für eine elektrische Hilfskraftlenkvor richtung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des allgemeinen internen Aufbaus einer Steuereinheit;

Fig. 3 ein Liniendiagramm für ein Beispiel einer Motor-Treiberschaltung;

Fig. 4 ein Diagramm eines Beispiels für den Betrieb einer hydraulischen Hilfs kraftlenkvorrichtung;

Fig. 5 ein Diagramm zum Erläutern der Wirkungsweise einer Hysterese-Kennli nie;

Fig. 6 ein Diagramm einer Reibungs-Kennlinie einer elektrischen Hilfskraftlenk vorrichtung;

Fig. 7 ein Diagramm zum Erläutern des grundlegenden Konzepts der vorliegen den Erfindung;

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Struktur;

Fig. 9 eine Blockdiagrammdarstellung für die Einrichtung zum Verbessern der Mitten-Ansprechempfindlichkeit;

Fig. 10 eine grafische Darstellung einer Kennlinie eines Phasenvoreil-Kompensa tionsabschnitts;

Fig. 11 ein Diagramm eines Beispiels für eine Kennlinie einer Approximations-Differenziereinrichtung;

Fig. 12 ein Diagramm einer kombinierten Kennlinie für den Phasenvoreil-Kom pensationsabschnitt und die Approximations-Differenziereinrichtung;

Fig. 13 ein Diagramm einer Grund-Hilfskennlinie;

Fig. 14 ein Diagramm eines Beispiels für eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Interpo lationsberechnung;

Fig. 15A und 15B Diagramme zum Erläutern eines Stromdithersignals gemäß der Erfindung;

Fig. 16 ein Diagramm zum Erläutern der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 ein Diagramm einer Reibungskennlinie für den Fall, daß die Winkelge schwindigkeit des Motors Null beträgt; und

Fig. 18 ein Flußdiagramm eines Beispiels für die Arbeitsweise gemäß der Erfin dung.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Erfindungsgemäß wird in einem Bereich, in welchem die Motor-Winkelgeschwin digkeit gering ist, ein feines Stromdithersignal (D.i. ein überlagerndes Hilfs- oder Zittersignal) auf einen Lenkhilfen-Sollwert angewendet, um dadurch die Rei bungscharakteristik oder -kennlinie in Relation zu der Motor-Winkelgeschwindig keit scheinbar kontinuierlich oder stetig zu machen. Durch diese Maßnahme wird der Einfluß der statischen Reibung bei einer Winkelgeschwindigkeit des Motors von Null oder in der Nähe von Null beseitigt. Mit anderen Worten: Erfindungsge mäß wird der Motor in feine Schwingungen versetzt, deren Ausmaß derart gering ist, daß die Schwingungen des Motors von dem das Lenkrad haltenden Fahrer nicht gespürt werden. Speziell wird das Stromdithersignal additiv mit dem Lenkhil fen-Sollwert verknüpft. Durch diese Maßnahme wird die Reibungskennlinie in Ab hängigkeit der Motor-Winkelgeschwindigkeit stetig oder kontinuierlich gemacht, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Als Folge dieser Maßnahme ist das dem Stand der Technik anhaftende Problem beseitigt, wonach bei einem stillstehenden Lenkrad, also bei unverändertem Lenkwinkel, der Fahrer das Gefühl hätte, daß das Lenkrad in seiner Stellung fixiert wäre.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 9 ist ein Gesamt-Blockdiagramm, welches die Steuerfunktionen gemäß der Erfindung veranschaulicht. In einen Lenkhilfensollwert-Rechner 100 wird ein Lenkmoment T eingegeben, dieser Wert wird außerdem in einen Sensorempfind lichkeitsverbesserer 101 eingegeben. Ausgangssignale dieser beiden Teile 100 und 101 werden auf einen Addierer 102 gegeben. Das Additionsergebnis von dem Addierer 102 wird auf einen Drehmomentsteuerungs-Berechnungsteil 103 gege ben. Ein Ausgangssignal dieses Berechnungsteils 103 wird in einen Motorverlust strom-Kompensationsteil 104 gegeben, dessen Ausgangssignal über einen Add dierer 105 in einen Maximalstrom-Begrenzungsteil 106 gegeben wird. Ein von dem Maximalstrom-Begrenzungsteil 106 begrenzter maximaler Stromwert wird in einen Stromsteuerteil 110 gegeben. Dessen Ausgangssignal wird über eine H-Brücken-Kennlinienkompensationsanordnung 111 auf eine Treiberstromschaltung 112 gegeben. Diese Treiberstromschaltung 112 treibt einen Motor 113.

Ein Ist-Motorstrom i des Motors 113 wird über einen Motorstrom-Offsetkorrektur teil 120 in einen Motor-Winkelgeschwindigkeits-Abschätzteil 121, einen Strom treiber-Schaltteil 122 und einen Stromsteuerteil 110 eingegeben. Eine Motorklem menspannung Vm wird in den Motor-Winkelgeschwindigkeits-Abschätzteil 121 eingegeben. Die von diesem Abschätzteil 121 abgeschätzte Winkelgeschwindig keit ω wird in einen Motor-Winkelgeschwindigkeits-Abschätzteil/Trägheits-Kom pensationsteil 123, einen Motorverlustmoment-Kompensationsteil 124 und einen Giergeschwindigkeits-Abschätzteil 125 eingegeben. Dessen Ausgangssignal wird in einen Astringenz-Steuerteil 126 gegeben. Ausgangssignale des Astringenz-Steu erteils 126 und des Motorverlustmoment-Kompensationsteils 124 werden auf einen Addierer 127 gegeben und von diesem zusammenaddiert. Das Additionser gebnis wird auf den Addierer 102 gegeben. Der Motorverlustmoment-Kompensa tionsteil 124 liefert ein Hilfsmoment entsprechend einem Drehmomentverlust des Motors 113 in einer Richtung, in der das Verlustmoment entsteht. In anderen Wor ten, der Motor-Verlustmoment-Kompensationsteil 124 unterstützt das Drehmo ment in Drehrichtung des Motors 113. Der Astringenz-Steuerteil 126 übt eine Bremswirkung auf die Schwingung des Steuerrads aus, um die Astringenz beim Gieren des Fahrzeugs zu verbessern.

Außerdem ist ein Stromdithersignal-Erzeugungsteil 130 vorgesehen, wo das Dit hersignal DS für feine Schwingungen des Motors 113 mit einem Pegel gebildet wird, bei dem der Fahrer die Schwingungen nicht spürt. Ausgangssignale des Stromdithersignal-Erzeugungsteils 130 und des Motor-Winkelgeschwindig keits-Abschätzteils/Trägheits-Kompensationsteils 123 werden von einem Addierer 131 summiert. Das Additionsergebnis wird auf den Addierer 105 gegeben. Ein Ergeb nis der Addition in dem Addierer 105 wird auf den Maximalstrom-Begrenzerteil 106 gegeben. Die von dem Motor-Winkelgeschwindigkeits-Abschätzteil 121 kom mende Winkelgeschwindigkeit ω wird auch in den Stromdithersignal-Erzeugungs teil 130 eingegeben. Dieser erzeugt ein sinusförmiges Dithersignal DS mit einer Wellenlänge Δω und einer Frequenz von 40 Hz in einem Bereich von ±ω2, in wel chem die Winkelgeschwindigkeit ω Null oder nahe Null ist.

Mit Hilfe der oben beschriebenen Einrichtung gemäß der Erfindung besteht der Mitten-Ansprechempfindlichkeits-Verbesserer 101 aus einem Phasenvoreil Kompensationsteil 101A, einem Approximations-Differenzierteil 101B und einem Verstärkungseinstellteil 101C, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Der Phasenvoreil-Kompen sationsteil 101A hat einen Frequenzgang, wie er in Fig. 10 gezeigt ist, der Appro ximations-Differenzierteil 101B hat einen Frequenzgang, der in Fig. 11 gezeigt ist. Mit dieser Anordnung erhält man eine kombinierte Kennlinie für die Phasenvoreil kompensation und die Approximations-Differenzierungs-Kompensation, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist. Im Ergebnis wird es möglich, einen Phasengang ohne Pha senverzögerung zu erhalten.

Außerdem wird erfindungsgemäß von dem Lenkhilfen-Sollwert-Rechner 100 die Hilfskennlinie für drei repräsentative Fahrzeuggeschwindigkeiten (0, 30, 254 Km/h) als Grund-Hilfskennlinie bei der Berechnung des Lenkhilfenwerts eingestellt. Der Lenkhilfen-Sollwert-Rechner 100 berechnet die Hilfswerte für die anderen Ge schwindigkeiten, indem er zwischen den Grund-Hilfskennlinien für jeweils 2 Km/h unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeiten entsprechend der Fahrzeug-Interpo lationsverstärkung interpoliert. Anschließend wird die Fahrzeuggeschwindigkeit der Hilfskennlinie auf einen Wert im Bereich von 0 bis 254 Km/h eingestellt, wobei die Auflösung auf 2 Km/h eingestellt ist. Fig. 13 zeigt den Grund-Hilfskennlinienverlauf (Strom-Drehmoment-Kennlinie). Die Grund-Hilfskennlinie ist eine Kennlinie 1c für 0 Km/h, eine Kennlinie 1a für 30 Km/h und eine Kennlinie 1b für 254 Km/h. Für die anderen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird der Hilfsstrom dadurch berechnet, daß zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeiten für jeweils 5 Km/h interpoliert wird, wo zu ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Interpolationskoeffizient γ in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit, gemessen in Km/h, verwendet wird. Liegt die Fahrzeug geschwindigkeit zwischen 0 und 30 Km/h, so beträgt der Hilfsstrom I = 1a (T) + γ (V) (1c (T) - 1a (T)). Liegt die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen 32 und 254 Km/h, so beträgt der Hilfsstrom I = 1b (T) + γ (V) (1a (T)- 1b (T)).

Erfindungsgemäß ist der Stromdithersignal-Erzeugungsteil 130 vorgesehen, um den Einfluß der statischen Reibung auszuschalten. Wenn die Motor-Winkelge schwindigkeit ω in einem Bereich von ±ω2 nahe bei Null liegt oder selbst Null ist, erzeugt der Stromdithersignal-Erzeugungsteil 130 ein Dithersignal DS mit sinus förmigem Verlauf sin ω₀t mit einem Wellenhub von Δω und einer Frequenz von 40 Hz entsprechend der Winkelfrequenz ω₀, wie in Fig. 15A und Fig. 16 gezeigt ist. Basierend hierauf wird bei einer Winkelfrequenz ω₀ von Null die Reibung zu der statischen Reibung F1, die gemäß Fig. 17 konstant ist, wenn das Dithersignal nicht vorhanden ist. Wenn die Winkelfrequenz ω₀ einen Scheitelwert der Sinuswelle darstellt, erhält man Coulombsche Reibung F2, basierend auf einer Verringerung in diesem Bereich. Während dieser Zeitspanne ändert sich die Reibung entspre chend der Zunahme und der Abnahme des Betrags der Sinuswelle, und man er hält eine Reibungskennlinie mit einem Verlauf, der in Fig. 15B dargestellt ist. Im Ergebnis heben sich Plus- und Minusanteile der Reibungskennlinie insgesamt zu Null auf, und die Reibungskennlinie wird gleichmäßig. Da der Motor an einer Stel le, an der die Motor-Winkelgeschwindigkeit ω nahe bei Null liegt, feine Schwin gungen ausführt, wird die Reibungskennlinie im Verhältnis zur Motor-Winkelge schwindigkeit ω zu einer kontinuierlichen oder stetigen Kennlinie in der Nähe einer bei Null oder in der Nähe von Null liegenden Motor-Winkelgeschwindigkeit, wie dies in Fig. 16 dargestellt ist. Im Idealfall beträgt die Winkelgeschwindigkeit ω₀ 40 Hz in dem Bereich von 30 bis 50 Hz. In diesem Bereich spürt der Fahrer solche Schwingungen des Motors nicht.

Fig. 18 zeigt ein Beispiel für das aktuelle Verfahren beim Betrieb mit dem Strom dithersignal-Erzeugungsteil 130. Zunächst entscheidet der Stromdithersignal-Er zeugungsteil 130, ob sich die Motor-Winkelgeschwindigkeit ω in einem vorbe stimmten Bereich von ±ω2 befindet oder nicht (Schritt S1). Befindet sich die Win kelgeschwindigkeit ω in dem Bereich von ±ω2, so entscheidet der Stromdithersi gnal-Erzeugungsteil 130, ob der Betrag (der Absolutwert) des Lenkmoments T kleiner als ein vorbestimmter Wert α ist oder nicht (Schritt S2). Der vorbestimmte Wert ±ω2 kann auf einen Winkelgeschwindigkeitswert ω in der Nähe von Null eingestellt sein, der Bereich ist nicht auf ±ω2 beschränkt. Wenn das Lenkmo ment C kleiner als der vorbestimmte Wert α ist, erzeugt der Stromdithersignal-Er zeugungsteil 130 ein Dithersignal DS sinusförmigen Verlaufs K.sin ω₀t, wobei K eine Konstante ist, und er wendet dieses Dithersignal auf den Lenkhilfen-Sollwert Iref an. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Motor bei einer Winkelgeschwin digkeit ωin der Nähe von Null in feine Schwingungen zu versetzen, die der Fahrer nicht spürt. Der Stromdithersignal-Erzeugungsteil 130 entscheidet bezüglich des Lenkmoments T deshalb, weil dann eine zufriedenstellende Lenkrad-Rückstell kennlinie nur erhalten wird, wenn das Drehmoment T des Lenkrads klein ist.

Wie oben ausgeführt wurde, wird erfindungsgemäß ein Dithersignal für kleine Schwingungsbewegungen des Motors bei einer Motor-Winkelgeschwindigkeit in der Nähe von Null erzeugt, und dieses Dithersignal wird an den Hilfswert (den Lenkhilfen-Sollwert) angewendet. Die Schwingung des Motors aufgrund dieses Dithersignals hat eine solche Frequenz und eine derartige Amplitude, daß der Fahrer den Vorgang nicht spürt. Hierdurch ist es möglich, den Einfluß statischer Reibung bei einer Motor-Winkelgeschwindigkeit von Null oder in der Nähe von Null zu vermeiden. Da die Reibungskennlinie bei einer Motor-Winkelgeschwindig keit von Null oder in der Nähe von Null stetig gemacht werden kann, kann man das unerwünschte Gefühl beim Lenken vermeiden, der Lenkkomfort wird gesteigert.

Claims

1. Steuereinheit für eine elektrische Hilfskraftlenkvorrichtung, die einen Motor (113) basierend auf einem Stromsteuerwert steuert, um einem Lenkmecha nismus (2-6) eine Hilfslenkkraft zuzuführen, wobei der Stromsteuerwert be rechnet wird aus erstens einem Lenkhilfen-Sollwert (I), der seinerseits anhand des in der Lenkwelle erzeugten Lenkmoments (T) errechnet wird, und zwei tens einem Motor-Stromwert (I), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit eine Stromdithersignal-Erzeugungseinheit (130) auf weist, die ein Stromdithersignal (DS) erzeugt, wenn die Motor-Winkelge schwindigkeit ω in einem vorbestimmten Bereich (±ω2) einer Winkelgeschwin digkeit liegt, und die das Stromdithersignal auf den Lenkhilfe-Sollwert addiert.

2. Steuereinheit nach Anspruch 1, bei der der vorbestimmte Wert diejenige Win kelgeschwindigkeit ω des Motors ist, die der statischen Reibung entspricht.

3. Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Stromdithersignal die Form K.sin ω₀t hat, wobei K eine Konstante ist und ω₀ eine Dither-Winkelfrequenz darstellt.

4. Steuereinheit nach Anspruch 3, bei der die Dither-Winkelfrequenz ω₀ im Be reich von 30-50 Hz liegt.

5. Steuereinheit nach Anspruch 4, bei der die Dither-Winkelfrequenz ω₀ 40 Hz beträgt.

6. Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Winkelgeschwin digkeit ω durch einen Motor-Winkelgeschwindigkeits-Abschätzteil (121) er halten wird, dem eine Motor-Klemmenspannung und ein Motorstrom zuge führt werden.