DE3626597C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3626597C2 DE3626597C2 DE3626597A DE3626597A DE3626597C2 DE 3626597 C2 DE3626597 C2 DE 3626597C2 DE 3626597 A DE3626597 A DE 3626597A DE 3626597 A DE3626597 A DE 3626597A DE 3626597 C2 DE3626597 C2 DE 3626597C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- determining
- motor
- drive
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Servolenksystem
für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein nach der GB-A-21 32 950 bekanntes Servolenksystem
dieser Art berücksichtigt nicht die von Reibungselementen
der Servoeinrichtung herrührende Last. Eine von solchen
Reibungselementen herrührende Last muß daher manuell überwunden
werden, was das Lenkgefühl beeinträchtigt.
Auch ähnliche Servolenksysteme, wie sie nach der US-PS
45 27 653 und nach der DE-OS 34 00 914 bekannt sind, berücksichtigen
nicht die von Reibungselementen der Servoeinrichtung
herrührende Last.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Servolenksystem nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, das das Lenkgefühl
durch Berücksichtigung der von Reibungselementen der Servoeinrichtung
herrührenden Last und der von der Straßenoberfläche
herrührenden Last in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit
verbessert.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel
unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Servoeinrichtung;
Fig. 2A einen Schnitt durch einen beweglichen Kern eines
Sensors für das Lenkdrehmoment entlang der Linie II-II
in Fig. 1;
Fig. 2B und 2C eine Seitenansicht bzw. eine Aufsicht des
beweglichen Kerns der Fig. 2A;
Fig. 3 ein Schaltbild eines Steuerkreises der Servoeinrichtung;
Fig. 4A und 4B schematisch Ablaufdiagramme, die durch eine
in dem Steuerkreis der Fig. 3 enthaltenen Mikrocomputereinheit
auszuführen sind;
Fig. 5 ein Diagramm, das Charakteristiken eines Signals
zur Ermittlung des Lenkdrehmoments zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm eines Signals, das der Reibung der Servoeinrichtung
entspricht;
Fig. 7 ein Diagramm eines Signals, das der Last von der
Straßenoberfläche aus entspricht;
Fig. 8 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Periode
eines von dem Sensor für die Fahrzeuggeschwindigkeit abgegebenen
Pulssignals und der Fahrzeuggeschwindigkeit;
Fig. 9 ein Diagramm einer Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit
und einem der Last von der Straßenoberfläche
aus entsprechenden Signal;
Fig. 10 ein Diagramm einer Beziehung zwischen dem Lenkdrehmoment
und einem provisorischen Steuersignal eines Elektromotors
für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten;
Fig. 11 ein Diagramm von Charakteristiken eines Signals zur
Ermittlung der Lenkdrehgeschwindigkeit;
Fig. 12 ein Diagramm eines der Lenkdrehgeschwindigkeit entsprechenden
Signals;
Fig. 13 ein Blockschaltbild des Steuerkreises in Fig. 3.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine elektromagnetische
Servoeinrichtung, die ein wesentliches Teil eines
elektrischen Servolenksystems 60 für Kraftfahrzeuge darstellt.
In Fig. 1 ist die Servoeinrichtung 1 in einem Längsschnitt
dargestellt, bei dem Bereiche entlang der Längsachse um
einen Winkel von 90° gegeneinander versetzt sind. Mit dem
Bezugszeichen 2 ist eine Lenksäule bezeichnet. Das Bezugszeichen
3 bezeichnet einen Stator. Mit 5 und 6 sind eine Eingangswelle
und eine Ausgangswelle bezeichnet, die koaxial
zueinander angeordnet sind. Das Bezugszeichen 6c bezeichnet
eine Leistungsabnahmewelle, die an die Ausgangswelle 6 durch
eine Kerbverzahnung angesetzt ist.
Die Eingangswelle 5 ist an ihrem äußeren Ende mit einem
nicht dargestellten Lenkrad verbunden. Die Leistungsabnahmewelle
6c der Ausgangswelle 6 ist an ihrem äußeren Ende
über ein Zahnstangengetriebe (nicht dargestellt) mit
gelenkten Rädern (ebenfalls nicht dargestellt) verbunden.
Ein im Durchmesser verkleinerter innerer Endbereich 5b der
Eingangswelle 5 ist in einen im Durchmesser vergrößerten
inneren Endbereich 6a der Ausgangswelle 6 eingesetzt und
durch ein dazwischen angeordnetes Lager 7 gelagert. Die Eingangswelle
5 und die Ausgangswelle 6 sind miteinander durch
einen Torsionsstab 8 verbunden, der koaxial zu diesen beiden
Wellen 5, 6 angeordnet ist. Außerdem ist die Eingangswelle 5
in einem Lager 9 in der Lenksäule 2 gelagert. Die Ausgangswelle
6 ist durch zwei Lager 10, 11 im Ende der Lenksäule 2 und
in einem Deckel 4 gelagert, der an dem Stator 3 befestigt
ist.
Die Servoeinrichtung 1 enthält einen um die Eingangswelle 5
herum angeordneten Sensor 12 zur Ermittlung der Lenkdrehgeschwindigkeit,
einen um den gegenseitigen Eingriffsbereich
der Eingangswelle 5 und der Ausgangswelle 6 angeordneten
Sensor 13 für das Lenkdrehmoment, einen elektrischen Gleichstrommotor
14 und ein Untersetzungsgetriebe 15, die beide um
die Ausgangswelle 6 herum angeordnet sind, sowie einen Steuerkreis
16 (Fig. 3) zum Antrieb des Motors 14 in Übereinstimmung
mit Signalen vom Sensor 12 und vom Sensor 13.
Der Sensor 12 für die Lenkdrehgeschwindigkeit weist einen
Gleichstromgenerator 12a auf, der am Außenumfang der Lenksäule
2 befestigt ist. Die Drehachse des Generators 12a
verläuft parallel zur Drehachse der Eingangswelle 5. An
einem axialen Ende des Generators 12a ist eine Riemenscheibe
12b mit einem kleinen Durchmesser angeordnet. Ein Bereich
großen Durchmessers der Eingangswelle 5 weist an einer axialen
Position, die der Riemenscheibe 12b entspricht, eine in
seinem Außenumfang ausgebildete Riemennut 5a auf. Über die
Riemennut 5a und die Riemenscheibe 12b ist ein Riemen 12c
gespannt. Wenn sich daher die Eingangswelle 5 bei einer Drehung
der Lenkwelle dreht, wird dadurch der Generator 12a
gedreht. Der Generator 12a sendet zwei Signale in Übereinstimmung
mit der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit
der Eingangswelle 5 und daher auch des Lenkrads aus.
Der Sensor 13 für das Lenkdrehmoment ist als ein Differentialtransformator
ausgebildet. Er weist einen röhrenförmigen,
beweglichen Kern 13a auf, der axial gleitbar auf den
äußeren Umfang des Bereiches aufgesetzt ist, in dem die
Eingangswelle 5 und die Ausgangswelle 6 ineinander greifen,
und einen Spulenträger 13b, der an dem inneren Umfang der
Lenksäule 2 befestigt ist.
Wie in Fig. 2A dargestellt, sind in dem Außenumfang der Eingangswelle
5 zwei sich in axialer Richtung erstreckende
Schlitze 5c vorgesehen, die in Umfangsrichtung um 180°
gegeneinander versetzt sind. Die Ausgangswelle 6 weist zwei
Vorsprünge 6b auf, die in axialer Richtung vom inneren
Endbereich 6a an Stellen vorstehen, die den Schlitzen 5c entsprechen.
Die Vorsprünge 6b sind in die Schlitze 5c eingeführt,
wobei jeweils vorbestimmte Zwischenräume zwischen den
Schlitzen 5c und den Vorsprüngen 6b verbleiben.
Wie in den Fig. 2A bis 2C dargestellt, weist der bewegliche
Kern 13a je zwei längliche Löcher 13i und 13h auf, die durch
ihn verlaufen. In die Löcher 13i greifen zwei Stifte 13g
ein, die in radialer Richtung von den Vorsprüngen 6b der
Ausgangswelle 6 nach außen ragen. In die Löcher 13h greifen
zwei Stifte 13f ein, die in radialer Richtung von der Eingangswelle
5 an Stellen nach außen vorstehen, die in Umfangsrichtung
in bezug auf die Stifte 13g jeweils um 90°
versetzt sind. Die länglichen Löcher 13i verlaufen in bezug
zur axialen Richtung geneigt. Die länglichen Löcher 13h
verlaufen parallel zur axialen Richtung. Aus diesem Grund
wird, wenn ein Lenkdrehmoment auf die Eingangswelle 5 einwirkt
und wenn dieses Lenkdrehmoment über den Torsionsstab
8 zur Ausgangswelle 6 übertragen wird, weil die Last an der
Welle 6 größer ist als das Lenkdrehmoment, zwischen der
Eingangswelle 5 und der Ausgangswelle 6 unter Verformung
des Torsionsstabes 8 in Umfangsrichtung eine relative Winkeldifferenz
hervorgerufen. Dadurch wird der Kern 13a in
axialer Richtung verschoben. Der bewegliche Kern 13a besteht
in seinem mittleren Bereich aus einem magnetischen
Material und weist nichtmagnetische, stromleitende Bereiche
13j, 13j an seinen beiden Enden auf. Wie in Fig. 1
dargestellt, ist zwischen dem rechten Ende des beweglichen
Kerns 13a und einem Anschlagflansch 5d, der an der Eingangswelle
5 befestigt ist, eine Feder 5e aus einem nichtmagnetischen
Material angeordnet, die den Kern 13a normalerweise
nach links drückt, um einen toten Gang zu verhindern,
der sonst durch die Zwischenräume zwischen den Stiften 13f,
13g und den länglichen Löchern 13h, 13i, die auf Herstellungsfehler
zurückzuführen sind, entstehen könnte.
Der Spulenträger 13b ist um den beweglichen Kern 13a herum
angeordnet und weist eine Primärwicklung 13c auf, an die
ein pulsähnliches Wechselstromsignal gelegt wird, und zwei
Sekundärwicklungen 13d, 13e, die an beiden Seiten der Primärwicklung
13c angeordnet sind und Signale aussenden, die der
axialen Verschiebung des Kerns 13a entsprechen.
Wird eine relative Winkeldifferenz zwischen der Eingangswelle
5 und der Ausgangswelle 6 als Folge eines auf das
Lenkrad ausgeübten Lenkdrehmoments erzeugt, so wird diese
Winkeldifferenz in eine axiale Verschiebung des beweglichen
Kerns 13a umgewandelt und diese Verschiebung in Signale
umgesetzt, die von den Sekundärspulen 13d, 13e ausgesendet
werden.
Wird beispielsweise ein Lenkdrehmoment an die Eingangswelle
5 im Uhrzeigersinn angelegt, während ein Lastmoment, das
größer ist als das Lenkdrehmoment, auf die Ausgangswelle
6 einwirkt, so wird der bewegliche Kern 13a in Fig. 1,
Fig. 2B und Fig. 3 nach rechts, d. h. in Fig. 2C nach
oben, bewegt.
Wird hingegen die Eingangswelle 5 relativ zur Ausgangswelle
6 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so wird der bewegliche
Kern 13a entgegengesetzt zu der eben genannten
Richtung bewegt.
In jedem Fall wird der bewegliche Kern 13a um eine Strecke
aus einer ursprünglichen mittleren Position in eine
seiner axialen Richtungen proportional zur relativen
Winkeldifferenz zwischen der Eingangswelle 5 und der Ausgangswelle
6 bewegt, weil die geneigten länglichen Löcher
13i des Kerns 13a, in die Stifte 13g eingreifen, geradlinig
sind.
Wenn kein Lenkdrehmoment auf die Eingangswelle 5 einwirkt
und wenn keine relative Winkeldifferenz zwischen der Eingangswelle
5 und der Ausgangswelle 6 vorliegt, befindet sich
der bewegliche Kern 13a in der ursprünglichen mittleren
Position in Ruhe. In dem in den Fig. 1 und 2A bis 2C dargestellten
Zustand ist der bewegliche Kern 13a in dieser
mittleren Position.
Infolge der Eingriffsbeziehung zwischen den Vorsprüngen
6b der Ausgangswelle 6 und den Schlitzen 5c der Eingangswelle
5 kann die relative Winkeldifferenz zwischen den
Wellen 5 und 6 einen vorbestimmten Wert nicht überschreiten.
Wenn nämlich die relative Winkeldifferenz zwischen den
Wellen 5 und 6 bis zu dem vorbestimmten Wert vergrößert
wird, wird eine Seitenfläche jedes der Vorsprünge 6b zur
Anlage an einer Seitenfläche des entsprechenden Schlitzes
5c gebracht, so daß sich danach die Ausgangswelle 6 zusammen
mit der Eingangswelle 5 dreht. Eine solche Eingriffsbeziehung
zwischen den Vorsprüngen 6b und den Schlitzen 5c
spielt die Rolle eines Sicherheitsmechanismus der Servoeinrichtung
1. Wird der Antrieb des Elektromotors 15 beendet,
so ist durch diesen Sicherheitsmechanismus und den
Torsionsstab 8 das Servolenksystem 60 manuell ohne Hilfsleistung
zu betätigen.
Der Stator 3 des Motors 14 ist fest mit der Lenksäule 2 verbunden.
Er weist wenigstens zwei Magnete 3a auf, die an
seinem Innenumfang befestigt sind. Ein Rotor 14a ist drehbar
auf der Ausgangswelle 6 gelagert. Zwei Bürsten 14b
in an dem Stator 3 befestigten Bürstenhaltern 14h werden
durch Federn 14g radial nach innen gedrückt. Der Rotor 14a
weist eine röhrenförmige Welle 14c auf, die an der Ausgangswelle
6 und an dem Stator 3 durch Rollen- und Kugellager
16, 17 drehbar abgestützt ist. Die röhrenförmige
Welle 14c ist koaxial zur Ausgangswelle 6 angeordnet
und weist einen an ihrem Außenumfang befestigten geschichteten
Ferrokern 14d mit schrägen Nuten und darin eingelegten
Mehrfachwindungen 14e auf. Ein vorbestimmter feiner Luftspalt
besteht zwischen den Innenumfängen der Magnete 3a
und den Außenumfängen der Windungen 14e. Außerdem ist an der
Welle 14c ein Kommutator 14f befestigt, der in Umfangsrichtung
unter gleichen Winkeln in eine Mehrzahl von Segmenten
unterteilt ist, die jeweils mit Anschlüssen 14i der Windungen
14e verbunden sind. An den Kommutator 14f werden die Bürsten
14b elastisch gedrückt.
Das Untersetzungsgetriebe 15 weist ein Sonnenrad 15a auf,
das auf dem äußeren Umfang des äußeren Endes der röhrenförmigen
Welle 14c des Motors 14 ausgebildet ist, einen Zahnkranz
15b, der am inneren Umfang des Deckels 4 angeordnet
ist, drei Planetenräder 15c, die zwischen dem Sonnenrad 15a
und dem Zahnkranz 15b angeordnet sind, und einen Träger
15d, an dem die Planetenräder 15c drehbar gelagert sind. Der
Träger 15d ist an der Ausgangswelle 6 befestigt. Eine Drehung
des Motors 14 wird durch das Untersetzungsgetriebe 15 untersetzt
auf die Ausgangswelle 6 übertragen.
In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 30 eine Antriebssteuereinrichtung
mit einer Mikrocomputereinheit MCU. Der
Mikrocomputereinheit MCU werden über einen Analog-Digital-
Wandler 31 Ausgangssignale S₁ bis S₄ von einem Kreis 32
zur Ermittlung des Lenkdrehmoments und einem Kreis 36 zur
Ermittlung der Lenkdrehgeschwindigkeit in Übereinstimmung
mit Befehlen von der Mikrocomputereinheit MCU
eingegeben. Außerdem wird von einem Kreis 50 zur Ermittlung
der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Ausgangssignal S₅
in die Mikrocomputereinheit MCU über eine Eingangs-/Ausgangseinheit
in Übereinstimmung mit einem Befehl von der
Mikrocomputereinheit MCU eingegeben.
Der Kreis 32 zur Ermittlung des Lenkdrehmoments umfaßt
den zuvor genannten Sensor 13 für das Lenkdrehmoment,
eine Antriebseinheit 33, durch die ein Taktimpuls T₁, der
in der Mikrocomputereinheit MCU erzeugt wird, in eine Anzahl
von Stufen geteilt und verstärkt wird, so daß er in Form
eines Wechselstromsignals als Rechteckwelle oder Sinuswelle
an die Primärwicklung 13c des Sensors 13 gelegt wird, zwei
Gleichrichter 34a, 34b zum Gleichrichten der Signale,
die von den Sekundärwicklungen 13d, 13e des Sensors 13
in Übereinstimmung mit der axialen Verschiebung des beweglichen
Kerns 13a ausgesendet werden, und zwei Tiefpaßfilter
35a, 35b (L.P.F.), die Hochfrequenzkomponenten aus den
Signalen der Gleichrichter 34a, 34b beseitigen, um diese
Signale in stabile Gleichstromspannungs-Ausgangssignale S₁,
S₂ umzuwandeln, die das Lenkdrehmoment kennzeichnen.
Der Kreis 36 zur Ermittlung der Lenkdrehgeschwindigkeit umfaßt
den Gleichstromgenerator 12a des Sensors 12 für die
Lenkdrehgeschwindigkeit, wobei dieser Generator 12a zwei
Anschlüsse 12d, 12e zum Aussenden der zuvor genannten Signale
aufweist, zwei Subtrahierglieder 37a, 37b zum Subtrahieren
der Werte dieser Signale voneinander und zwei Tiefpaßfilter
38a, 38b (L.P.F.), durch die Hochfrequenzkomponenten aus den
Signalen der Subtrahierglieder 37a, 37b beseitigt werden,
so daß Ausgangssignale S₃, S₄ erhalten werden, die der
Lenkdrehgeschwindigkeit entsprechen.
Der Kreis 50 zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit enthält
einen Sensor 51 für die Fahrzeuggeschwindigkeit, der
einen mit einem Tachometerkabel verbundenen Magneten 51a
aufweist, und einen Reedschalter 51b, der in Übereinstimmung
mit der Drehung des Magneten 51a Schließ- und Unterbrechungsoperationen
ausführen kann. Der Kreis 50 weist
außerdem einen Impulswandler 52 auf, durch den eine elektrische
Leistung an den Reedschalter 51b angelegt wird und
durch den ein impulsförmiges Signal in Übereinstimmung mit
dem Schließen und Unterbrechen des Reedschalters 51b ausgesendet
wird, und einen Wellenformerkreis 53, durch den
die Wellenform des impulsförmigen Signals des Impulswandlers
52 geformt wird, um ein Rechteckimpulssignal herzustellen,
das als Ausgangssignal S₅ ausgesendet wird.
Die Mikrocomputereinheit MCU enthält übliche, nicht dargestellte
Schaltungen, beispielsweise eine Eingangs-/Ausgangs-
Einheit, einen Speicher, ein Rechen- und Steuerwerk, ein
Steuerteil und einen Taktgenerator, an den ein Taktimpuls
eines Kristalloszillators angelegt wird.
Die Mikrocomputereinheit MCU, die Kreise 32, 36, 50 und
eine Antriebssteuereinrichtung 40 werden von einer Batterie
(nicht dargestellt) über einen nicht dargestellten
Zündschalter mit elektrischer Leistung versorgt. Die Mikrocomputereinheit
MCU wird, wenn der Zündschalter eingeschaltet
wird, in einen erregten Zustand gebracht, in dem sie
die Ausgangssignale S₁ bis S₅ der Kreise 32, 36 und 50
nach einem in ihrem Speicher gespeicherten Programm zu
Steuersignalen verarbeitet. Die Steuersignale dienen zum
Steuern des Motors 14 und werden an die Antriebssteuereinrichtung
40 angelegt. Bei diesen Steuersignalen handelt
es sich um Signale T₂ und T₃, die die Drehrichtung des
Motors 14 repräsentieren und die Anschlußpolarität einer
Ankerspannung Va des Motors 14 in Übereinstimmung mit der
Drehrichtung festlegen, und um ein Signal T₄, das die
Größe der Ankerspannung Va des Motors 14 festlegt.
Die Antriebssteuereinrichtung 40 umfaßt eine Antriebseinheit
41 und einen Brückenkreis 46 mit vier Feldeffekttransistoren
42, 43, 44, 45. Die Drainanschlüsse der
Transistoren 42, 45, die zwei benachbarte Zweige der
Brücke bilden, sind mit einem positiven Anschluß der
Batterie verbunden. Die Sourceanschlüsse dieser Transistoren
42, 45 sind mit den Drainanschlüssen der anderen
beiden Transistoren 43, 44 verbunden. Die Sourceanschlüsse
dieser Transistoren 43, 44 sind mit Masse und daher
mit einem negativen Anschluß der Batterie verbunden.
Alle vier Feldeffekttransistoren 42, 43, 44, 45 weisen
Gateanschlüsse auf, die mit Ausgangsanschlüssen 41a, 41d,
41b, 41c der Antriebseinheit 41 verbunden sind. Die entsprechenden
Sourceanschlüsse der Transistoren 42, 45 sind als
Ausgangsanschlüsse des Brückenkreises 46 über die Bürsten
14b mit den Mehrfachwindungen 14e des Motors 14 verbunden.
Die Antriebseinheit 41 kann vom Anschluß 41a oder 41c ein
Signal aussenden, um ausschließlich den Feldeffekttransistor
42 oder 45 in Übereinstimmung mit den Signalen T₂,
T₃, die als Steuersignale für die Drehrichtung des Motors
14 von der Mikrocomputereinheit MCU ausgesendet werden, durchzuschalten
und kann gleichzeitig ein Signal vom Anschluß
41b oder 41d aussenden, um ausschließlich den Feldeffekttransistor
44 oder 43 anzusteuern und dadurch den Antrieb
des Motors 14 zu steuern. Im Falle eines Signals vom Anschluß
41b oder 41d wird die Impulsdauer eines Rechteckimpulssignals
mit einem Batteriepegel und einer konstanten
Frequenz moduliert, um ausschließlich an den Gateanschluß
des Feldeffekttransistors 44 oder 43 in Übereinstimmung mit
dem Signal T₄ ein Steuersignal für die Ankerspannung Va
des Motors 14 abzugeben.
In der Antriebssteuereinrichtung 40 wird daher in Übereinstimmung
mit den Steuersignalen T₂, T₃, T₄ der eine Feldeffekttransistor
42 der beiden Feldeffekttransistoren 42,
45 und der mit diesem zusammenarbeitende Feldeffekttransistor
44 eingeschaltet und durch Pulsbreitenmodulation
gesteuert, oder es wird der andere Feldeffekttransistor 45
und der mit diesem zusammenwirkende Feldeffekttransistor
43 eingeschaltet und durch Pulsbreitenmodulation gesteuert,
um dadurch die Drehrichtung und die Ausgangsleistung (Anzahl
der Umdrehungen und Drehmoment) des Motors 14 zu
steuern. Werden die Feldeffekttransistoren 42 und 44 in der
beschriebenen Weise angesteuert, so erhält die Ankerspannung
Va eine Größe, die proportional zur Impulsdauer des
von dem Ausgangsanschluß 41b der Antriebseinheit 41 ausgesendeten
Impulssignals ist, und eine Polarität, die einen
Ankerstrom Ia in einer Richtung B fließen läßt, wodurch
sich der Motor 14 im Uhrzeigersinn dreht. Werden hingegen
die Feldeffekttransistoren 45 und 43 angesteuert, so wird
die Größe der Ankerspannung Va proportional zur Impulsdauer
des Impulssignals von dem Ausgangsanschluß 41d der Antriebseinheit
41 bestimmt und es wird die Polarität der Ankerspannung
Va derart festgelegt, daß der Ankerstrom Ia in
einer Richtung A fließt, wodurch sich der Motor 14 entgegen
dem Uhrzeigersinn dreht.
Die Fig. 4A und 4B zeigen Ablaufdiagramme der in der Mikrocomputereinheit
MCU auszuführenden Schritte 100 bis 134.
Durch Drehen des Zündschalters wird an die Mikrocomputereinheit
MCU und an die anderen Kreise eine elektrische
Leistung angelegt.
Zuerst werden in einem Schritt 101 Register und Daten eines
RAM-Speichers und die anderen Kreise in der Mikrocomputereinheit
MCU initialisiert.
Als nächstes werden in Schritten 102, 103 die Ausgangssignale
S₁, S₂ zur Ermittlung des Lenkdrehmoments der Reihe nach
eingelesen. Obwohl nicht gezeigt, wird nach dem Schritt 103
eine Diagnose ausgeführt, ob die Werte der gelesenen Ausgangssignale
S₁, S₂ normal sind oder nicht. Wenn eine Unregelmäßigkeit
herausgefunden wird, werden die Steuersignale
T₂, T₃, T₄ von der Mikrocomputereinheit MCU zur Antriebssteuereinrichtung
40 unterbrochen, so daß der Antrieb des
Motors 14 beendet wird. Dadurch wird es möglich, manuelle
Steueroperationen ohne Hilfsleistung auszuführen.
Da der Sensor 13 für das Lenkdrehmoment Ts als Differentialtransformator
ausgebildet ist, haben die Ausgangssignale
S₁, S₂ die in Fig. 5 dargestellten Beziehungen zum Lenkdrehmoment
Ts, wenn der Kreis 32 zur Ermittlung des Lenkdrehmoments
Ts normal arbeitet. Die Hälfte der Summe der Ausgangssignale
S₁, S₂ nimmt dann einen im wesentlichen konstanten
Wert k an. Nach dem Schritt 103 wird beurteilt, ob die
Differenz zwischen (S₁ + S₂)/2 und k in einem vorbestimmten
Bereich liegt oder nicht. Liegt die Differenz nicht in dem
vorbestimmten Bereich, wird gefolgert, daß der Kreis 32 zur
Ermittlung des Lenkdrehmoments Ts defekt ist. Sind die gelesenen
Ausgangssignale S₁, S₂ zur Ermittlung des Lenkdrehmoments
Ts normal, wird zum Schritt 104 übergegangen. Legen
sich, wie im Zusammenhang mit Fig. 2A beschrieben, die Seitenflächen
der Vorsprünge 6b der Ausgangswelle 6 an die entsprechenden
Seitenflächen der Schlitze 5c der Eingangswelle
5 an, so handelt es sich um jene Bereiche der Fig. 5, in
denen das Lenkdrehmoment Ts einen vorbestimmten Wert in
der Links- oder Rechtsrichtung überschritten hat, und die
Werte der Ausgangssignale S₁, S₂ werden konstant gehalten.
Im Schritt 104 wird aus S₁ - S₂ das Lenkdrehmoment Ts berechnet.
In der Praxis kann das Ergebnis von S₁ - S₂ mit
einer vorbestimmten Zahl multipliziert und an die Stelle
von Ts gesetzt werden.
Als nächstes wird in einem Schritt 104 zur Unterscheidung
der Richtung des Lenkdrehmoments Ts beurteilt, ob der Wert
von Ts positiv oder negativ ist. Wenn das Lenkdrehmoment
Ts im Uhrzeigersinn wirkt, d. h. wenn der Wert von Ts
positiv oder Null ist, erfolgt in einem Schritt 106 eine
Markierung F = "0", und es wird zu einem Schritt 109 übergegangen.
Wenn das Lenkdrehmoment Ts einen negativen Wert
aufweist, wird in einem Schritt 107 der absolute Wert von
Ts gebildet und in einem Schritt 108 die Markierung
F = "1" vorgenommen. Dann wird in einem Schritt 109 die
Markierung F als ein Parameter verwendet, der das Vorzeichen
des Lenkdrehmoments Ts repräsentiert.
In dem Schritt 109 wird in Abhängigkeit von dem absoluten
Wert des Lenkdrehmoments Ts aus einer Tabelle 1 in
einem ROM-Speicher (nicht dargestellt) direkt durch Adressenbezeichnung
ein Signal D(F) ausgelesen, das der Reibung
in der Servoeinrichtung 1 entspricht und zum absoluten Wert
des Lenkdrehmoments Ts in der in Fig. 6 dargestellten Beziehung
steht. In Fig. 6 stellt D₁ eine tote Zone dar. Die
Tabelle 1 ist so beschaffen, daß in einem Bereich, in dem
Ts größer ist als ein vorbestimmter Wert Ta, D(F) einen
konstanten Wert k₁ aufweist, wobei k₁ ein Signalwert ist, der
dem Motor 14 eine Drehmomentkomponente erteilt, die der
Reibung der Servoeinrichtung 1 entspricht. Das jeweilige
Signal D(F) wird in eine Komponente der Ankerspannung Va
umgesetzt, die der Reibung der Servoeinrichtung 1 entspricht.
In einem Schritt 110 wird dann in Abhängigkeit vom absoluten
Wert des Lenkdrehmoments Ts aus einer Tabelle 2 in
dem ROM-Speicher direkt durch Adressenbezeichnung ein Signal
D(L) ausgelesen, das der Last von der Straßenoberfläche aus
entspricht und zum absoluten Wert des Lenkdrehmoments Ts
in der in Fig. 7 dargestellten Beziehung steht.
In Fig. 7 stellt D₂ eine tote Zone dar, die breiter eingestellt
wird als die tote Zone D₁ der Fig. 6. Aus Fig. 7
ist ersichtlich, daß das Signal D(L) Null bleibt, wenn Ts
von Null aus zunimmt, bis Ts den vorbestimmten Wert Ta erreicht.
D(L) erhält einen Wert Ko, wenn das Lenkdrehmoment
Ts auf einen vorbestimmten Wert Tb vergrößert wird. D(L)
ist übrigens gleich einem Term D(Ia · Ra) von Ia · Ta,
der Ankerspannung Va, wobei Ia der Ankerstrom des Motors
14 und Ra die Summe der Widerstände des Motors 14, beispielsweise
der Ankerwicklungen, der Bürsten und der Verdrahtung,
ist. Das Signal D(L) muß in der Praxis im Schritt 110 durch
Adressenbezeichnung ausgelesen werden, nachdem eine Anfangsadresse
der Tabelle 2 als ein Distanzwert zum absoluten
Wert des Lenkdrehmoments Ts addiert wurde. Das Signal D(L)
bildet eine Komponente der Ankerspannung Va, die der Last
von der Straßenoberfläche aus entspricht.
In einem Schritt 111 wird dann das Ausgangssignal S₅ des
Kreises 50 zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelesen.
Danach wird in einem Schritt 112 die Impulsperiode Ps des
Ausgangssignals S₅ ermittelt.
Danach wird in einem Schritt 113 in Abhängigkeit von dem
erhaltenen Wert der Impulsperiode Ps aus einer Tabelle 3 in
dem ROM-Speicher direkt durch Adressenbezeichnung ein Signal
K(V) ausgelesen, das fortschreitend abnimmt, wenn die Impulsperiode
Ps kleiner wird und das Signal Null wird, wenn
Ps kleiner geworden ist als ein vorbestimmter Wert. Die
Impulsperiode Ps steht zur Fahrzeuggeschwindigkeit V in
der aus Fig. 8 ersichtlichen Beziehung. Die Fahrzeuggeschwindigkeit
V steht zum Signal K(V) in der aus Fig. 9 ersichtlichen
Beziehung. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, nimmt das
Signal K(V) einen vorbestimmten Wert k₂ in einem Intervall
von V an, in dem 0 ≦ V < V₁ gilt, und nimmt fortschreitend
ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem
Intervall V₁ ≦ V < V₄ zunimmt. Das Signal K(V) wird Null,
wenn V₄ ≦ V. V₁ und V₄ sind vorbestimmte Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit
V. In Fig. 9 sind V₂ und V₃ vorbestimmte
Zwischenwerte der Fahrzeuggeschwindigkeit V, für die
V₁ < V₂ < V₃ < V₄ gilt. 0 ≦ V < V₁ stellt einen Bereich
niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, V₁ ≦ V < V₃ einen Bereich
mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit, V₃ ≦ V < V₄ einen
Bereich relativ hoher Fahrzeuggeschwindigkeit und V₄ ≦ V
einen Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
In einem dann folgenden Schritt 114 wird das der Last von
der Straßenoberfläche aus entsprechende Signal D(L) mit
dem Signal K(V) multipliziert. Das Ergebnis ist ein korrigiertes
Signal D′(L) der Last von der Straßenoberfläche aus.
Dann wird in einem Schritt 115 eine Addition D′(L) + D(F)
ausgeführt und das Ergebnis als ein provisorischer Signalwert
D(Ts) für das Signal T₄ gespeichert. Der Signalwert
D(Ts) steht mit Ts in der aus Fig. 10 ersichtlichen Beziehung.
Nimmt das Lenkdrehmoment Ts über die Totzone D₁ zu
und nähert es sich der Grenze der Totzone D₂, so nimmt der
Signalwert D(Ts) allmählich von Null aus unabhängig vom
Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V zu. Der Signalwert D(Ts)
beträgt k₁, wenn das Lenkdrehmoment Ts die Grenze der Totzone
D₂ erreicht hat, d. h. wenn Ts = Ta gilt. Überschreitet
das Lenkdrehmoment Ts die Totzone D₂, so folgt der Signalwert
D(Ts) einer von verschiedenen charakteristischen Kurven
in Abhängigkeit vom Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit
V. In Fig. 10 sind vier charakteristische Kurven dargestellt,
die 0 ≦V < V₁, V = V₂, V = V₃ und V₄ ≦ V entsprechen.
Bei V₄ = V ist der provisorische Signalwert D(Ts)
immer gleich der dem Signal D(F) entsprechenden Reibung,
nämlich k₁.
In einem dann folgenden Schritt 116 wird, um dem provisorischen
Signalwert D(Ts) ein der Richtung des Lenkdrehmoments
Ts entsprechendes Vorzeichen zu geben, der Wert
der Markierung F ermittelt. Ist F = "0", wirkt das Lenkdrehmoment
Ts im Uhrzeigersinn, und es folgt direkt ein
Schritt 118. Ist F = "1", so wirkt Ts entgegen dem Uhrzeigersinn,
und es folgt ein Schritt 117, in dem der Signalwert
D(Ts) als negativer Wert vor dem Schritt 118 gespeichert
wird.
Im Schritt 118 und einem folgenden Schritt 119 werden die
Ausgangssignale S₃, S₄ von dem Kreis 36 zur Ermittlung der
Lenkdrehgeschwindigkeit der Reihe nach ausgelesen. Nach
dem Schritt 119 wird ermittelt, ob die ausgelesenen Werte
von S₃, S₄ normal sind oder nicht. Sind sie nicht normal,
so wird die Abgabe der Steuersignale T₂, T₃, T₄ von der
Mikrocomputereinheit MCU an die Antriebssteuereinrichtung
40 unterbrochen, so daß der Antrieb des Motors 14 beendet
wird, wonach manuelle Steueroperationen ohne Hilfsleistung
ausgeführt werden können.
Arbeitet der Kreis 36 normal, so stehen die Ausgangssignale
S₃, S₄ zu der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns in der aus Fig. 11
ersichtlichen Beziehung. Haben die Gleichspannungspegel beider
Ausgangssignale S₃, S₄ gleichzeitig positive Werte oder
ist der Gleichspannungspegel eines der Ausgangssignale S₃
oder S₄ im wesentlichen gleich einem Batteriepegel Vcc,
so wird beurteilt, daß der Kreis 36 zur Ermittlung der Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns anomal arbeitet. Der Generator 12a
des Kreises 36 hat eine solche Charakteristik, daß der zu
erwartende höchste Pegel der Ausgangssignale S₃, S₄ um
eine vorbestimmte abschätzbare Spannungsdifferenz kleiner
ist als Vcc.
Wird beurteilt, daß die bei den Schritten 118, 119 ausgelesenen
Ausgangssignale S₃, S₄ normal sind, folgt in einem
Schritt 120 eine Berechnung von S₃ - S₄, also der Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns.
Dann wird in einem Schritt 121 zur Unterscheidung der Richtung
der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns ermittelt, ob der Wert
von Ns positiv oder negativ ist. Entspricht die Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns einer Drehung im Uhrzeigersinn, so ist
Ns positiv oder Null, und es folgt in einem Schritt 122
eine Markierung F = "0". Entspricht die Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, so ist
Ns negativ, und es folgt in einem Schritt 123 eine Markierung
F = "1". Danach wird in einem Schritt 124 die Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns zu einem absoluten Wert gemacht.
Daraufhin wird in einem Schritt 125 in Abhängigkeit vom absoluten
Wert der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns aus einer Tabelle
4 in dem ROM-Speicher direkt durch Adressenbezeichnung
ein Signalwert D(K · Nm) ausgelesen, der derjenigen
Induktionsspannung K · Nm des Motors 14 entspricht, die
zum absoluten Wert der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns die aus
Fig. 12 ersichtliche Beziehung hat. In Fig. 12 bezeichnet
D₃ eine Totzone, K eine Konstante und Nm die Drehgeschwindigkeit
des Motors 14. Im Schritt 125 wird daher aus dem
Speicher eine Adresse ausgelesen, die dem absoluten Wert
der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns entspricht, also ein Signalwert
D(K · Nm) von K · Nm. Zwischen der Ankerspannung Va
und dem Ankerstrom Ia des Motors 14 besteht die Beziehung
Va = Ia · Ra + K · Nm, wobei Ra der Innenwiderstand des
Motors 14 ist. Die Induktionsspannung K · Nm des Motors 14
hängt von der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns ab, weil die Drehung
des Motors 14 über das Untersetzungsgetriebe 15 zur
Ausgangswelle 6 übertragen wird und weil das Untersetzungsverhältnis
des Untersetzungsgetriebes 15 konstant ist. Der
Signalwert D(K · Nm) erscheint als eine Komponente der
Ankerspannung Va, die der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns entspricht.
Danach wird in einem Schritt 126 der Wert der Markierung F
ermittelt, um dem Signalwert D(K · Nm) der Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns ein Vorzeichen zu geben, das der Richtung
der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns entspricht. Wenn F = "0"
ist, liegt die Richtung der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns
im Uhrzeigersinn, und es folgt direkt ein Schritt 128. Wenn
F = "1" ist, liegt die Richtung der Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns entgegen dem Uhrzeigersinn, und vor dem Schritt 128 erfolgt
ein Schritt 127, bei dem der Signalwert D(K · Nm) als ein
negativer Wert gespeichert wird.
Im Schritt 128 wird die Summe aus den Signalwerten D(Ts)
und D(K · Nm) gebildet und das Ergebnis als ein bestimmter
Wert des Steuersignals T₄ gespeichert, der die Basis der
Größe der an den Motor 14 anzulegenden Ankerspannung Va bildet.
Der Wert des Steuersignals T₄ ist der Wert des Impulssignals,
das von der Antriebseinheit 41 dem Feldeffekttransistor
43 oder 44 zuzuführen ist.
Danach wird in einem Schritt 129 das Vorzeichen des Signals
T₄ ermittelt, um die Polarität der Ankerspannung Va festzulegen.
Wenn T₄ positiv ist, werden in einem Schritt 130
die Werte der für die Richtung des Antriebs des Motors 14
verantwortlichen Steuersignale T₂, T₃ auf T₂ = "1" und
T₃ = "0" festgelegt.
Ist der Wert von T₄ Null oder negativ, so werden in einem
Schritt 131 die Steuersignale T₂, T₃ auf T₂ = "0" und T₃ = "1"
festgelegt. Dann wird in einem Schritt 132 T₄ mit
einem Faktor -1 multipliziert und dadurch in einen positiven
Wert umgewandelt.
Danach werden in einem Schritt 133 die Signale T₂, T₃
ausgegeben, und es wird in einem nächsten Schritt 134 das
Signal T₄ ausgegeben. Danach schreitet der Ablauf zum
Schritt 102 fort.
Die Antriebseinheit 41 der Antriebssteuereinrichtung 40
liefert die zur Steuerung der Größe und der Polarität der
Ankerspannung Va erforderlichen Steuersignale an die Ausgangsanschlüsse
41a bis 41d derart, daß, wenn T₂ = "1"
und T₃ = "0", der Feldeffekttransistor 42 eingeschaltet
und der Feldeffekttransistor 44 in einen ansteuerbaren Zustand
gebracht wird, und daß, wenn T₂ = "0" und T₃ = "1",
der Feldeffekttransistor 45 eingeschaltet und der Feldeffekttransistor
43 in einen ansteuerbaren Zustand gebracht
wird. Das Steuersignal T₄ ist für die Bestimmung
der Größe der von dem Brückenkreis 46 dem Motor 14 einzuprägenden
Ankerspannung Va verantwortlich. Beispielsweise
wird, wenn die Steuersignale T₂, T₃ die Werte T₂ = "1" und
T₃ = "0" haben, der Feldeffekttransistor 44 in Übereinstimmung
mit dem Signal T₄ durch Pulsbreitenmodulation angesteuert.
Ist hingegen T₂ = "0" und T₃ = "1", so wird der Feldeffekttransistor
43 durch Pulsbreitenmodulation in Übereinstimmung
mit dem Signal T₄ angesteuert.
In den Stufen 109, 110, 113 und 125 erfolgt die Bestimmung
des der Reibung entsprechenden Signals D(F), des der Last
von der Straßenoberfläche aus entsprechenden Signals D(L),
des der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signals K(V)
und des der Lenkdrehgeschwindigkeit Ns entsprechenden
Signals D(K · Nm) direkt durch Adressenbezeichnung ohne
komplizierte Rechenprozesse. Die Zeit, die erforderlich
ist, um die Schritte 102 bis 134 zu durchlaufen, ist im
wesentlichen konstant.
Fig. 13 zeigt in einem Blockdiagramm verschiedene Funktionen
des Steuerkreises 16 schematisch, insbesondere
Beziehungen zwischen den wesentlichen Elementen des Steuerkreises
16 gemäß Fig. 3 und den Schritten, die in den Fig. 4A
und 4B dargestellt sind.
Durch die Schritte 100 bis 134 wird der Motor 14 in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit V angetrieben.
Wird das Lenkdrehmoment Ts auf einem bestimmten Wert,
beispielsweise auf dem Wert Tc in Fig. 10, gehalten, so
wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V von Null aus auf
einen vorbestimmten Wert V₄ zunimmt. das durch den Motor
14 erzeugte Hilfsdrehmoment allmählich kleiner. Überschreitet
die Fahrzeuggeschwindigkeit V den Wert V₄,
entspricht das Hilfsdrehmoment des Motors 14 der Reibung
der Servoeinrichtung 1. Selbst dann, wenn das Fahrzeug mit
einer hohen Geschwindigkeit fährt, die den vorbestimmten
Wert V₄ überschreitet, kann daher das Lenkrad, ohne ein
Reibungsgefühl zu verursachen, gedreht werden.
Auch wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die
den vorbestimmten Wert V₄ nicht überschreitet, d. h. wenn
das Fahrzeug bei einer nur mäßig hohen, mittleren oder
niedrigen Geschwindigkeit fährt, wird das der Reibung entsprechende
Signal D(F) und das der Last von der Straßenoberfläche
aus entsprechende Signal D(L) bei der Bestimmung
des Steuersignals T₄, von dem die dem Motor 14 einzuprägende
Ankerspannung Va abhängt, berücksichtigt. Ist die Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns klein und auch das davon abhängende,
der Last von der Straßenoberfläche aus entsprechende Signal
D(L) klein, so beträgt der provisorische Signalwert D(Ts)
des Steuersignals T₄ für die der Reibung entsprechende
Komponente k₁, wie in Fig. 10 dargestellt, auch dann, wenn
das Lenkdrehmoment Ts gleich der oberen Grenze Ta der Totzone
D₂ ist, wie in Fig. 7 dargestellt.
Der Motor 14 kann daher selbst dann, wenn das Lenkrad aus
seiner neutralen Position nach links oder rechts mit niedriger
Drehgeschwindigkeit und relativ kleiner Kraft gedreht
wird und dabei das Fahrzeug mit einer relativ hohen, mittleren
oder niedrigen Geschwindigkeit fährt, ein Hilfsdrehmoment
erzeugen, das dem Lenkwiderstand entspricht, der auf
die Reibung der Servoeinrichtung 1 zurückzuführen ist. Es
wird daher ein sanftes Lenkgefühl erreicht, das frei von
irgendeinem Reibungsgefühl ist, wenn das Lenkrad gedreht
wird.
Obwohl der Steuerkreis 16, der die Mikrocomputereinheit
MCU enthält, als Steuereinrichtung des gesamten Servolenksystems
60 verwendet wird, werden die Werte der Signale
D(F), D(L); D(K · Nm) und K(V) als Parameter zur Bestimmung
des Steuersignals T₄ aus den Ausgangssignalen S₁, S₂, S₃
und S₄ grundsätzlich durch Adressenbezeichnung bestimmt.
Als Ergebnis wird der Motor 14 so gesteuert, daß er mit
einer ausreichenden Genauigkeit der Lenkdrehgeschwindigkeit
Ns nachfolgt.
Das Lenkgefühl kann übrigens durch eine geeignete Modifizierung
des Inhalts der Tabellen 1 bis 4 geändert werden.
In dem Steuerkreis 16 kann anstelle der Mikrocomputereinheit
MCU eine Schaltkreisanordnung mit kompatiblen Funktionen
angewendet werden.
Claims (10)
1. Elektrisches Servolenksystem (60) für Kraftfahrzeuge
mit einer Servoeinrichtung (1), die eine wirksam mit einem
Lenkrad verbundene Eingangswelle (5), eine wirksam mit
einem gelenkten Rad verbundene Ausgangswelle (6), einen
Elektromotor (14), durch den ein Hilfsdrehmoment an die
Ausgangswelle (6) anlegbar ist, eine Einrichtung (32)
zur Ermittlung des auf die Eingangswelle (5) wirkenden
Lenkdrehmoments (Ts), eine Einrichtung (50) zur Ermittlung
der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und eine Antriebssteuereinrichtung
(30, 40) aufweist, die ein Ausgangssignal
(S₁, S₂) von der Einrichtung (32) zur Ermittlung
des Lenkdrehmoments (Ts) und ein Ausgangssignal (S₅) von
der Einrichtung (50) zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) aufnimmt und an den Elektromotor (14) ein Motorantriebssignal
(Va) in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen
(S₁, S₂, S₅) anlegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebssteuereinrichtung (30, 40) eine erste
Bestimmungseinrichtung (109, 110) aufweist, die in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal (S₁, S₂) der Einrichtung
(32) zur Ermittlung des Lenkdrehmoments (Ts) ein erstes
Signal (D(F)) erzeugt, das der von Reibungselementen
der Servoeinrichtung (1) herrührenden Last entspricht,
und ein zweites Signal (D(L)) erzeugt, das der von der
Straßenoberfläche herrührenden Last entspricht, daß die
Antriebssteuereinrichtung (30, 40) eine zweite Bestimmungseinrichtung
(113) aufweist, die in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal (S₅) der Einrichtung (50) zur
Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) ein drittes
Signal (K(V)) erzeugt, das der Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) entspricht, daß eine Multipliziereinrichtung (114)
zum Multiplizieren des zweiten Signals (D(L)) mit dem
dritten Signal (K(V)) und zur Erzeugung eines dem Multiplikationsergebnis
entsprechenden vierten Signals (D′(L))
vorgesehen ist und daß eine Addiereinrichtung (115)
zum Addieren des ersten Signals (D(F)) und des vierten
Signals (D′(L)) und zur Erzeugung eines dem Additionsergebnis
entsprechenden fünften Signals (T₄) vorgesehen
ist, das das Motorantriebssignal (Va) bestimmt.
2. Servolenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebssteuereinrichtung (30, 40) eine
Mikrocomputereinheit (MCU) aufweist, die das Ausgangssignal
(S₁, S₂) von der Einrichtung (32) zur Ermittlung
des Lenkdrehmoments (Ts) und das Ausgangssignal (S₅)
von der Einrichtung (50) zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) empfängt und ein auszusendendes
Motorsteuersignal (T₂, T₃, T₄) bestimmt, das den Inhalt
des dem Elektromotor (14) zuzuführenden Motorantriebssignals
(Va) repräsentiert, und eine Motorantriebseinrichtung
(40) aufweist, die das Motorsteuersignal (T₂,
T₃, T₄) empfängt und das Motorantriebssignal (Va) an den
Elektromotor (14) in Übereinstimmung mit dem Motorsteuersignal
(T₂, T₃, T₄) aussendet, daß die erste Bestimmungseinrichtung
(109, 110) und die zweite Bestimmungseinrichtung
(113) ein Programm (100 bis 134) für die
Mikrocomputereinheit (MCU) enthalten, und daß die Mirkocomputereinheit
(MCU) das erste Signal (D(F)), das
zweite Signal (D(L)) und das dritte Signal (K(V)) durch
Adressenbezeichnung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen
(S₁, S₂, S₅) der Ermittlungseinrichtungen (32,
50) in Übereinstimmung mit dem Programm (100 bis 134)
bestimmt.
3. Servolenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das von der Motorantriebseinrichtung (40)
an den Elektromotor (14) anzulegende Motorantriebssignal
(Va) ein Ankerspannungssignal (Va) ist, daß die Motorantriebseinrichtung
(40) einen Antriebskreis (30) zum
Einprägen des Ankerspannungssignals (Va) als ein pulsbreitenmoduliertes
Signal an den Elektromotor (14)
aufweist, und daß die Mikrocomputereinheit (MCU) an die
Motorantriebseinrichtung (40) das Motorsteuersignal
(T₂, T₃, T₄) aussendet.
4. Servolenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebssteuereinrichtung (30, 40) einen
Antriebskreis (30) aufweist, der das Ausgangssignal
(S₁, S₂) von der Einrichtung (32) zur Ermittlung des
Lenkdrehmoments (Ts) und das Ausgangssignal (S₅) von der
Einrichtung (50) zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) empfängt und ein auszusendendes Motorsteuersignal
(T₂, T₃, T₄) bestimmt, das den Inhalt des dem Elektromotor
(14) zuzuführenden Antriebssignals (Va) repräsentiert,
daß die Antriebssteuereinrichtung (30, 40)
eine Motorantriebseinrichtung (40) enthält, die das Motorsteuersignal
(Va) an den Elektromotor (14) in Übereinstimmung
mit dem Motorsteuersignal (T₂, T₃, T₄) aussendet, und
daß der Antriebskreis (30) die drei Signale (D(F),
D(L), K(V)) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen
(S₁, S₂, S₅) der Ermittlungseinrichtungen (32, 50) bestimmt.
5. Servolenksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das von der Motorantriebseinrichtung (40) an
den Elektromotor (14) anzulegende Motorantriebssignal
(Va) ein Ankerspannungssignal (Va) ist, daß die Motorantriebseinrichtung
(40) das Ankerspannungssignal (Va)
als ein pulsbreitenmoduliertes Signal dem Elektromotor
(14) einprägt und daß der Antriebskreis (30) an die
Motorantriebseinrichtung (40) das Motorsteuersignal
(T₂, T₃, T₄) aussendet.
6. Servolenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Bestimmungseinrichtung (109, 110)
das erste Signal (D(F)) auf einem konstanten Wert (k₁)
hält, wenn das Lenkdrehmoment (Ts) größer ist als ein
vorbestimmter Wert (Ta), und daß dieser konstante Wert
(k₁) eine Größe hat, die ein Drehmoment des Elektromotors
(14) entsprechend der von den Reibungselementen der
Servoeinrichtung (1) herrührenden Last erzeugt.
7. Servolenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das dritte Signal (K(V)) progressiv von einem
vorbestimmten Wert (k₂) abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) allmählich von Null aus zunimmt und
Null wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) eine
erste vorbestimmte, relativ große Fahrzeuggeschwindigkeit
(V₄) überschreitet.
8. Servolenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es eine Einrichtung (36) zur Ermittlung der Lenkdrehgeschwindigkeit
(Ns) des Lenkrades aufweist, daß die
Antriebssteuereinrichtung (30, 40) eine dritte Bestimmungseinrichtung
(125) zur Bestimmung einer Komponente
(D(K · Nm)) des Motorantriebssignals (Va), das der Lenkddrehgeschwindigkeit
(Ns) entspricht, in Abhängigkeit
von einem Ausgangssignal (S₃, S₄) der Einrichtung (36)
zur Ermittlung der Lenkdrehgeschwindigkeit (Ns) aufweist,
und daß eine Addier- und Ausgabeeinrichtung (105, 128,
40) diese Komponente (D(K · Nm)) zum Ergebnis (D(Ts))
der Addition des ersten Signals (D(F)) und des vierten
Signals (D′(L)) addiert, um die Größe des Motorantriebssignals
(Va) zu bestimmen.
9. Servolenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Untersetzungsgetriebe
(15) zur Übertragung des vom Elektromotor (14) erzeugten
Drehmoments an die Ausgangswelle (6) vorgesehen ist.
10. Servolenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Bestimmungseinrichtung (109, 110) eine vierte
Bestimmungseinrichtung (109) zur Bestimmung des ersten
Signals (D(F)) in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal
(S₁, S₂) der Einrichtung (32) zur Ermittlung des Lenkdrehmoments
(Ts) und eine fünfte Bestimmungseinrichtung
(110) zur Bestimmung des zweiten Signals (D(L)) in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal (S₁, S₂) der Einrichtung
(32) zur Ermittlung des Lenkdrehmoments (Ts) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60173470A JPS6234854A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 電動式パワ−ステアリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3626597A1 DE3626597A1 (de) | 1987-02-19 |
DE3626597C2 true DE3626597C2 (de) | 1991-09-26 |
Family
ID=15961076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863626597 Granted DE3626597A1 (de) | 1985-08-06 | 1986-08-06 | Elektrisches leistungssteuersystem fuer kraftfahrzeuge |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4681181A (de) |
JP (1) | JPS6234854A (de) |
DE (1) | DE3626597A1 (de) |
FR (1) | FR2585997B1 (de) |
GB (1) | GB2179309B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4334261B4 (de) * | 1992-10-09 | 2008-10-02 | Mitsubishi Denki K.K. | Steuervorrichtung für ein Lenkservo |
US8046131B2 (en) | 2005-11-02 | 2011-10-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicular steering apparatus |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62221966A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Honda Motor Co Ltd | 電動式パワ−ステアリング装置 |
JPH0662092B2 (ja) * | 1986-04-11 | 1994-08-17 | 本田技研工業株式会社 | 電動式パワ−ステアリング装置 |
JP2511441B2 (ja) * | 1987-02-19 | 1996-06-26 | 本田技研工業株式会社 | 車両の電動パワ−ステアリング装置 |
GB2202501B (en) * | 1987-03-24 | 1991-08-21 | Honda Motor Co Ltd | Electric power steering system for vehicles |
JPS63306968A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-14 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電動式パワステアリング装置の制御装置 |
JPH01218972A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-01 | Omron Tateisi Electron Co | 車速連動型モータ制御装置 |
DE3922527A1 (de) * | 1989-07-08 | 1991-01-17 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur einstellung einer unterstuetzenden kraft in einer servolenkung in abhaengigkeit von mehreren fahrbedingungsparametern |
FR2658148B1 (fr) * | 1990-02-12 | 1992-11-20 | Paugam Rene | Dispositif d'assistance de direction de vehicule automobile ou equivalent. |
GB9100736D0 (en) * | 1991-01-14 | 1991-02-27 | Adwest Eng Ltd | Power assisted steering mechanism |
JP2932335B2 (ja) * | 1993-07-30 | 1999-08-09 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
DE4422386C1 (de) * | 1994-06-27 | 1995-09-28 | Daimler Benz Ag | Vorrichtung zur parameterabhängigen Steuerung einer Rückwirkungskraft |
US5475289A (en) * | 1994-11-04 | 1995-12-12 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering system using two-dimensional interpolation for current commands |
JPH09132153A (ja) * | 1995-11-06 | 1997-05-20 | Toyoda Mach Works Ltd | 電気式動力舵取装置 |
US5743351A (en) * | 1996-05-29 | 1998-04-28 | Trw Inc. | Method and apparatus for controlling an electric assist steering sysem by linearizing system input-output torque gain |
US5861725A (en) * | 1996-08-19 | 1999-01-19 | Nsk Ltd. | Control apparatus for electric power steering system |
JP3481468B2 (ja) * | 1998-09-30 | 2003-12-22 | 三菱電機株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
JP2001138938A (ja) * | 1999-11-15 | 2001-05-22 | Toyota Motor Corp | 車両の電動パワーステアリング装置 |
JP3663332B2 (ja) * | 2000-03-15 | 2005-06-22 | 光洋精工株式会社 | 電動パワーステアリング制御装置 |
US7070019B2 (en) * | 2001-06-21 | 2006-07-04 | Yamaha Motor Corporation Usa | Power assisted steering for all terrain vehicle |
JP4736285B2 (ja) * | 2001-09-12 | 2011-07-27 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
JP2003149063A (ja) * | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Yamaha Motor Co Ltd | トルク検出装置 |
EP1331158A1 (de) * | 2002-01-28 | 2003-07-30 | Ford Global Technologies, Inc., A subsidiary of Ford Motor Company | Verfahren zur Kompensation von Lenkmomentstörungen |
US6966399B2 (en) * | 2002-11-26 | 2005-11-22 | Yamaha Motor Corporation, U.S.A. | Small vehicle with power steering assembly |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4458795A (en) * | 1982-06-28 | 1984-07-10 | Peter Norton | Coupling for drive shaft and servo-motor driven shaft |
JPS59100059A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Aisin Seiki Co Ltd | 電動パワ−ステアリング装置 |
JPS59130780A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-27 | Aisin Seiki Co Ltd | 電動パワ−ステアリング装置 |
JPS6035662A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-23 | Aisin Seiki Co Ltd | 電動パワ−ステアリング装置 |
US4527653A (en) * | 1984-01-23 | 1985-07-09 | General Motors Corporation | Road load insensitive electric power steering system |
JPS61218437A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-27 | Toyoda Mach Works Ltd | 路面状況検出装置 |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60173470A patent/JPS6234854A/ja active Granted
-
1986
- 1986-07-23 US US06/887,304 patent/US4681181A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-08-05 GB GB08619070A patent/GB2179309B/en not_active Expired
- 1986-08-05 FR FR868611321A patent/FR2585997B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1986-08-06 DE DE19863626597 patent/DE3626597A1/de active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4334261B4 (de) * | 1992-10-09 | 2008-10-02 | Mitsubishi Denki K.K. | Steuervorrichtung für ein Lenkservo |
US8046131B2 (en) | 2005-11-02 | 2011-10-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicular steering apparatus |
DE102006051747B4 (de) * | 2005-11-02 | 2014-07-10 | Mitsubishi Electric Corp. | Fahrzeuglenkvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0510271B2 (de) | 1993-02-09 |
GB8619070D0 (en) | 1986-09-17 |
FR2585997B1 (fr) | 1990-11-09 |
GB2179309B (en) | 1988-11-16 |
US4681181A (en) | 1987-07-21 |
FR2585997A1 (fr) | 1987-02-13 |
JPS6234854A (ja) | 1987-02-14 |
GB2179309A (en) | 1987-03-04 |
DE3626597A1 (de) | 1987-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3626597C2 (de) | ||
DE3627107C2 (de) | ||
DE3626811C2 (de) | ||
DE3601851C2 (de) | ||
DE3712154C2 (de) | ||
DE3532627C2 (de) | ||
DE3703701C2 (de) | ||
DE3711854C2 (de) | ||
DE3844578C2 (de) | ||
DE3617772A1 (de) | Elektrisches servolenksystem fuer fahrzeuge | |
DE19758827B4 (de) | Drehmomentsensor, Spulenkörper und elektrischer Servolenkapparat | |
DE3540884C2 (de) | ||
DE3604396C2 (de) | ||
DE3700900C2 (de) | ||
DE3821789C2 (de) | Motorgetriebene Servolenkungseinheit | |
DE3529475C2 (de) | ||
DE3711099C2 (de) | Elektrische servolenkanlage fuer fahrzeuge | |
DE68907448T2 (de) | Elektromagnetische Kontrollvorrichtung zur Änderung der vom Fahrer aufzubringenden Lenkkraft einer hydraulischen Servolenkung. | |
DE3538028C2 (de) | ||
DE3606234C2 (de) | ||
DE19901178B4 (de) | Drehmomentsensor | |
EP1050437B1 (de) | Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug | |
DE2752080C3 (de) | Drehmoment- und Drehzahlmeß- und -anzeigegerät | |
DE3539106A1 (de) | Elektromagnetische servoanordnung | |
DE1908579A1 (de) | Buersten- und lagerloser Drehfeldgeber |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |