DE60311709T2 - Elektrische Servolenkung - Google Patents

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Koyo Seiko Co. Yuki Matsuoka
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-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
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0466Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung zum Ausüben einer unterstützenden Lenkkraft auf einen Lenkmechanismus eines Fahrzeugs durch Antreiben eines Elektromotors entsprechend einer Lenkbetätigung, die von einer Lenkeinheit zum Lenken des Fahrzeugs durchgeführt wird.
  • Das Patent EP 1 170 196 bezieht sich auf Verbesserungen bei elektrisch unterstützten Lenksystemen. In dem genannten Dokument werden eine Strom-Befehlswert-Berechnungseinheit, eine Antriebssteuereinheit und eine Konvergenz-Steuereinheit offenbart. Darüber hinaus werden in dem genannten Dokument ein Dämpfungskompensationsstrom-Berechnungsabschnitt, ein Verstärkungs-Entscheidungsabschnitt und ein Multiplikator beschrieben.
  • Auf die herkömmliche Art und Weise wird eine elektrische Servolenkvorrichtung bereitgestellt, in der durch Antreiben eines Elektromotors entsprechend einem Lenkmoment, das von einem Fahrer auf einen Griff (Lenkrad) übertragen wird, eine unterstützende Lenkkraft auf einen Lenkmechanismus ausgeübt wird. In dieser elektrischen Servolenkvorrichtung wird ein Drehmomentsensor bereitgestellt, durch den ein auf das Lenkrad (eine Lenkeinheit) ausgeübtes Lenkmoment erkannt wird. Entsprechend dem von dem Drehmomentsensor erkannten Lenkmoment wird ein Strom-Befehlswert als ein Sollwert des Stroms eingestellt, der in dem Elektromotor fließen soll. Entsprechend der Abweichung zwischen diesem Strom-Befehlswert und dem Wert des tatsächlich in dem Elektromotor fließenden Stromes wird ein Spannungs-Befehlswert erzeugt, der an eine Antriebseinheit des Elektromotors angelegt werden soll. So umfasst die Antriebseinheit zum Antreiben des Elektromotors beispielsweise: eine PWM-Signalerzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Pulsweitenmodulationssignals (PWM-Signal) einer Einschaltdauer entsprechend dem Spannungs-Befehlswert; und eine Motorantriebsschaltung, die aus einem Leistungstransistor besteht, der entsprechend der Einschaltdauer des PWM-Signals eingeschaltet und ausgeschaltet wird. An den Elektromotor wird eine Spannung entsprechend der Einschaltdauer, das heißt, eine Spannung entsprechend dem Spannungs-Befehlswert angelegt. Ein Strom, der durch das Anlegen dieser Spannung in dem Elektromotor fließt, wird von dem Stromdetektor erkannt, und eine Differenz zwischen diesem erkannten Wert und dem oben genannten Strom-Befehlswert wird als Abweichung zum Erzeugen des oben genannten Spannungs-Befehlswertes genutzt. Wie oben beschrieben, wird in der elektrischen Servolenkvorrichtung eine Regelung durchgeführt, so dass der Sollstrom (der Strom-Befehlswert) in dem Elektromotor fließen kann, der entsprechend dem Lenkmoment eingestellt wurde.
  • In der oben genannten elektrischen Servolenkvorrichtung wird darüber hinaus eine Konvergenzsteuerung durchgeführt, um das Lenkrad (eine Lenkeinheit zum Lenken des Fahrzeugs) der Neutralstellung anzunähern. Diese Konvergenzsteuerung wird durch das Korrigieren des Sollwertes des Motorstroms entsprechend der Lenkgeschwindigkeit und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges durchgeführt. In diesem Fall wird das Maß der Korrektur als „Konvergenzstromwert" oder „Dämpfungskompensations-Stromwert" bezeichnet. Ein spezielles Verfahren dieser Konvergenzsteuerung wird im Foigenden beschrieben. So werden beispielsweise vorher eine Dämpfungskompensations-Stromkarte, das ist eine Tabelle zum Angeben einer Beziehung zwischen dem Dämpfungskompensationsstrom und der Lenkgeschwindigkeit, und eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Verstärkungskarte vorbereitet, das ist eine Tabelle zum Angeben einer Beziehung zwischen der mit dem Dämpfungskompensations-Stromwert zu multiplizierenden Verstärkung und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Entsprechend dieser Karten werden die Lenkgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt und der Dämpfungskompensations-Stromwert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
  • Wie oben beschrieben, wird bei der herkömmlichen Konvergenzsteuerung der Dämpfungskompensationsstrom entsprechend der Lenkgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. So wird der Motorstrom selbst dann entsprechend dem Dämpfungskompensationsstrom korrigiert, wenn keine Konvergenzsteuerung erforderlich ist. Wenn beispielsweise das Lenkrad schnell gedreht wird, das heißt, im Fall einer schnellen Lenkbetätigung, fühlt ein Fahrer, dass sich das Lenkrad aufgrund der Konvergenzsteuerung nur schwer bewegen lässt. Mit anderen Worten, die Korrektur eines Motorstroms im Falle einer Konvergenzsteuerung entspricht dem Erzeugen eines Drehmoments in einer Richtung, die der Drehrichtung des Lenkrades entgegengesetzt ist. Die Konvergenzsteuerung beeinflusst also das Lenkgefühl des Fahrers.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkvorrichtung bereitzustellen, bei der das Lenkgefühl des Fahrers verbessert wird, indem die Konvergenzsteuerung daran gehindert wird, das Lenkgefühl des Fahrers zu beeinträchtigen, während ein hervorragender Konvergenzkennwert sichergestellt wird.
  • Zum Lösen der voranstehend genannten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgende Bauart besitzt. Aspekt 1. Eine elektrische Servolenkvorrichtung zum Ausüben einer unterstützenden Lenkkraft auf einen Lenkmechanismus eines Fahrzeugs durch Antreiben eines Elektromotors entsprechend einer Lenkbetätigung, die von einer Lenkeinheit zum Lenken des Fahrzeugs durchgeführt wird, die Folgendes umfasst:
    eine Strom-Befehlswert-Berechnungseinheit, die einen Strom-Befehlswert berechnet, indem sie einen Sollwert eines Stromes korrigiert, der in dem Elektromotor fließen soll;
    eine Antriebssteuereinheit, die den Antrieb des Elektromotors steuert, so dass ein Strom des Strom-Befehlswertes in dem Elektromotor fließt; und
    eine Konvergenz-Steuereinheit, die einen Dämpfungskompensationswert bestimmt, der ein Korrekturwert des Sollwertes ist, der durch die Strom-Befehlswert-Berechnungseinheit korrigiert werden soll, so dass ein Maß der durch die Lenkeinheit durchgeführten Lenkbetätigung einem neutralen Punkt angenähert wird; die Konvergenz-Steuereinheit umfasst:
    eine Kompensationsstrom-Einstelleinheit, die einen Grund-Dämpfungskompensationsstromwert entsprechend dem Korrekturwert des Sollwertes auf Basis einer Lenkgeschwindigkeit bestimmt, die eine Änderungsgeschwindigkeit des Maßes der Lenkbetätigung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und
    eine Kompensationsstrom-Reguliereinheit, die den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert auf Basis des Lenkmomentes, das auf die Lenkeinheit ausgeübt wird, und des Maßes der Lenkbetätigung reguliert, wodurch der Dämpfungskompensationswert berechnet wird.
  • Aspekt 2. Die elektrische Servolenkvorrichtung gemäß dem Aspekt 1, wobei die Kompensationsstrom-Reguliereinheit den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert reguliert, so dass der Dämpfungskompensationswert erhöht wird, wenn das Maß der Lenkbetätigung über den neutralen Punkt hinaus zunimmt und dann in einem vorgegebenen Zeitraum abnimmt und das Lenkmoment nicht höher ist als ein vorgegebener Wert.
  • Aspekt 3. Die elektrische Servolenkvorrichtung gemäß dem Aspekt 2, wobei die Kompensationsstrom-Reguliereinheit Folgendes umfasst:
    eine Verstärkungs-Festlegeeinheit, die eine Verstärkung in Bezug auf den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert auf Basis des Maßes der Lenkbetätigung und des Lenkmomentes festlegt, und
    eine Multipliziereinheit, die den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert mit der Verstärkung multipliziert, wodurch der Dämpfungskompensationswert berechnet wird, und wobei die Verstärkungs-Festlegeeinheit die Verstärkung erhöht, wenn das Maß der Betätigung über den neutralen Punkt hinaus zunimmt und abnimmt und das Lenkmoment nicht höher ist als ein vorgegebener Wert.
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer elektrischen Servolenkvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Aufbau eines Fahrzeugs darstellt.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Hardware einer ECU darstellt, die eine Steuereinheit der elektrischen Servolenkvorrichtung der oben genannten Ausführungsform ist.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das einen funktionalen Aufbau eines Motorsteuerungsabschnittes der elektrischen Servolenkvorrichtung der oben genannten Ausführungsform darstellt.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das einen funktionalen Aufbau eines Konvergenzsteuerungsabschnittes in dem Motorsteuerungsabschnitt der oben genannten Ausführungsform darstellt.
  • 5A und 5B sind Ablaufdiagramme, die den Ablauf der Motorsteuerung in der oben genannten Ausführungsform darstellen.
  • 6A und 6B sind Ablaufdiagramme, die den Ablauf der Konvergenzsteuerungsverarbeitung in der Motorsteuerung in der oben genannten Ausführungsform darstellen. In Bezug auf die beigefügten Zeichnungen werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wie folgt erläutert.
  • 1. GESAMTAUFBAU
  • 1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau einer elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit dem Aufbau eines Fahrzeugs darstellt. Diese elektrische Servolenkvorrichtung umfasst: eine Lenkwelle 102, deren eines Ende an dem Griff (Lenkrad) 100 befestigt ist (eine Lenkeinheit); einen Zahnstangenmechanismus 104, der mit dem anderen Ende der Lenkwelle 102 verbunden ist; einen Lenkwinkelsensor 2 zum Erkennen eines Lenkwinkels des Lenkrades 100; einen Drehmomentsensor 3 zum Erkennen eines Lenkmomentes, das durch den Betrieb des Lenkrades 100 auf die Lenkwelle 102 ausgeübt wird; einen Elektromotor 6 zum Erzeugen einer unterstützenden Lenkkraft, um die auf einen Fahrer beim Betätigen des Lenkrades einwirkende Last zu verringern; ein Untersetzungsgetriebe 7 zum Übertragen einer von dem Motor 6 erzeugten, unterstützenden Lenkkraft auf die Lenkwelle 102; und eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit – ECU) 5 zum Steuern des Antriebs des Motors 6 entsprechend den von dem Lenkwinkelsensor 2, dem Drehmomentsensor 3 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 gesendeten Sensorsignalen. Die elektronische Steuereinheit (ECU) 5 wird von der an dem Fahrzeug befestigten Batterie 8 über den Zündschalter 9 mit elektrischem Strom versorgt. Betätigt ein Fahrer das Lenkrad 100 in einem Fahrzeug, das mit der elektrischen Servolenkvorrichtung ausgerüstet ist, wird das durch die Lenkbetätigung erzeugte Lenkmoment von dem Drehmomentsensor 3 erkannt, und die ECU 5 treibt den Elektromotor 6 entsprechend dem durch den Lenkmomentsensor 3 erkannten Lenkmoment, der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 erkannten Fahrzeuggeschwindigkeit und dem durch den Lenkwinkelsensor 2 erkannten Lenkwinkel an. Aufgrund der oben geschilderten Abläufe erzeugt der Motor eine unterstützende Lenkkraft. Wird diese unterstützende Lenkkraft über das Untersetzungsgetriebe 7 auf die Lenkwelle 102 ausgeübt, kann eine auf den Fahrer einwirkende Lenkbelastung vermindert werden. Das heißt, an den Zahnstangenmechanismus 104 wird über die Lenkwelle 102 ein Drehmoment ausgegeben, das sich aus dem durch die Lenkbetätigung erzeugten Lenkmoment und dem Drehmoment, das von dem Motor 6 als unterstützende Lenkkraft erzeugt wird, zusammensetzt. Wird die Lenkspindel von diesem ausgegebenen Drehmoment gedreht, wird die Rotationsbewegung der Zahnstange von dem Zahnstangenmechanismus 104 in eine Hin- und Herbewegung umgewandelt. Beide Endabschnitte der Zahnstange sind mit den Rädern 108 über die Verbindungsteile 106 verbunden, die sich aus den Spurstangen und den Spurstangenhebeln zusammensetzen. So können entsprechend der Hin- und Herbewegung der Zahnstange die Richtungen der Räder 108 geändert werden.
  • 2. ZUSAMMENSETZUNG DER STEUEREINHEIT
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Hardware einer ECU 5 darstellt, die als Steuereinheit der oben genannten elektrischen Servolenkvorrichtung fungiert. Diese ECU 5 umfasst: einen Mikrocomputer 10, in den die Zeitgeberfunktion eingebaut ist; eine PWM-Signalerzeugungsschaltung 32; eine Motorantriebsschaltung 34; einen Stromdetektor 36; und einen Spannungsdetektor 37. In den Mikrocomputer 10 wird das Lenkwinkelsignal θ von dem Lenkwinkelsensor 2 eingegeben, das Lenkmomentsignal Ts wird von dem Drehmomentsensor 3 eingegeben, das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vs wird von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 eingegeben. In dieser ECU 5 erkennt der Stromdetektor 36 einen an den Motor 6 angelegten Strom, das heißt, der Stromdetektor 36 erkennt einen Motorstrom, und das Ergebnis der Erkennung wird als der Stromerkennungswert Im ausgegeben. Der Spannungsdetektor 37 erkennt eine Spannung zwischen den Anschlüssen des Motors 6, und das Ergebnis der Erkennung wird als der Spannungserkennungswert Vm ausgegeben. Der Stromerkennungswert Im und der Spannungserkennungswert Vm werden ebenfalls in den Mikrocomputer 10 eingegeben. Führt der Mikrocomputer 10 ein Programm aus, das in dem inneren Speicher gespeichert ist, fungiert er als Motorsteuerungsabschnitt. Der Spannungs-Befehlswert Vd ist ein Spannungswert, der an den Motor 6 angelegt werden soll, er wird so berechnet, dass der Motor 6 ein geeignetes unterstützen des Lenkmoment erzeugen kann, das dem Lenkmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend dem Lenkwinkelsignal θ, dem Lenkmomentsignal Ts, der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, dem Stromerkennungswert Im und dem Spannungserkennungswert Vm entspricht. Die PWM-Signalerzeugungsschaltung 32 erzeugt ein PWM-Signal, dessen Einschaltdauer sich entsprechend dem Spannungs-Befehlswert Vd ändert, und versorgt die Motorantriebsschaltung 34 mit diesem Signal. Die Motorantriebsschaltung 34 besteht aus einer Vielzahl von Leistungstransistoren als Schaltelementen. Diese Schaltelemente werden entsprechend dem in der PWM-Signalerzeugungsschaltung 32 erzeugten PWM-Signal eingeschaltet und ausgeschaltet. Wegen der vorgenannten Vorgänge erzeugt die Motorantriebsschaltung 34 eine Spannung entsprechend dem Spannungs-Befehlswert Vd und legt diese Spannung an den Motor θ an.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das einen funktionalen Aufbau des Motorsteuerungsabschnittes (Mikrocomputer) 10 der oben genannten ECU darstellt. Dieser Motorsteuerungsabschnitt 10 umfasst: einen Abschnitt zum Einstellen des unterstützenden Stroms 12; einen den Lenkwinkel beschränkenden Steuerabschnitt 14; einen Addierer 16; einen Differenzierer 18; einen Konvergenzsteuerungsabschnitt 20; einen Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 22; einen Subtrahierer 24; und einen Steuerungs-Berechnungsabschnitt 30. Diese Komponenten werden durch Software gelöst, wenn der Mikrocomputer 10 ein vorgegebenes Programm ausführt.
  • In dem oben genannten Motorsteuerungsabschnitt 10 wird das von dem Drehmomentsensor 3 ausgegebene Lenkmomentsignal Ts in den Abschnitt zum Einstellen des unterstützenden Stroms 12, den den Lenkwinkel beschränkenden Abschnitt 14 und den Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 eingegeben. Das von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 ausgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vs wird in den Abschnitt zum Einstellen des unterstützenden Stroms 12, den den Lenkwinkel beschränkenden Abschnitt 14 und den Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 eingegeben. Das von dem Lenkwinkelsensor 9 ausgegebene Lenkwinkelsignal θ wird in den den Lenkwinkel beschränkenden Abschnitt 14, den Differenzierer 18 und den Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 eingegeben. Führt der Differenzierer 18 eine Zeitdifferentiation an dem Lenkwinkelsignal θ zum Berechnen der Lenkgeschwindigkeit ω durch, wird die Lenkgeschwindigkeit ω berechnet. Die auf diese Weise erhaltene Lenkgeschwindigkeit ω wird in den Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 eingege ben.
  • Der Abschnitt zum Einstellen des unterstützenden Stroms 12 berechnet den Wert des unterstützenden Stroms Ia, dies ist ein Stromwert, der an den Motor 6 angelegt werden soll, um entsprechend dem Lenkmoment Ts und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vs eine geeignete unterstützende Lenkkraft zu erzeugen.
  • Der den Lenkwinkel beschränkende Steuerabschnitt 14 berechnet den den Lenkwinkel beschränkenden Stromwert Iss als ein Maß der Korrekur in Bezug auf den Wert des unterstützenden Stroms Ia, um zu verhindern, dass das Lenkrad 100 in dem Fall übermäßig gedreht wird, wenn ein Fahrer das Lenkrad 100 schnell bewegt, um einen Zusammenstoß mit einem Hindernis auf einer Straße zu vermeiden, wenn sich das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt. Der den Lenkwinkel beschränkende Steuerabschnitt 14 bestimmt die Größe des Lenkwinkels, die eine geeignete Größe für das Bedienen eines Lenkrades entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit auf Basis des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals Vs ist (dies wird im Folgenden als „eine geeignete Größe des Lenkwinkels" bezeichnet). Übersteigt die tatsächliche Größe des Lenkwinkels des Lenkrades 100 einen oberen Grenzwert der geeigneten Größe des Lenkwinkels entsprechend dem Lenkwinkelsignal θ, wird festgelegt, dass der den Lenkwinkel beschränkende Stromwert Iss den Wert des unterstützenden Stroms Ia korrigiert, so dass die unterstützende Lenkung stufenweise verringert werden kann, oder, dass der Motor 6 eine Lenkkraft in die der Lenkrichtung entgegengesetzte Richtung erzeugen kann.
  • Wird der oben festgelegte, den Lenkwinkel beschränkende Stromwert Iss von dem Addierer 16 zu dem unterstützenden Strom Ia addiert, kann der Strom-Sollwert It errechnet werden, der ein unterstützender Strom nach der Korrektur ist. Dieser Strom-Sollwert It wird in den Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 22 eingegeben.
  • Der Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 legt den Dämpfungskompensations-Stromwert fest, der im Folgenden als „ein Dämpfungskompensationswert" als ein Maß der Korrektur (subtrahierter Wert) in Bezug auf den Strom-Sollwert It betrachtet wird, so dass das Lenkrad 100 entsprechend der Lenkgeschwindigkeit ω, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vs, dem Lenkwinkelsignal θ und dem Lenkmomentsignal Ts einer Neutralstellung angenä hert werden kann. Der Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 in dieser Ausführungsform legt den Dämpfungskompensationswert Idc für die Konvergenzsteuerung fest, wobei nicht nur die Lenkgeschwindigkeit und die Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern auch der Lenkwinkel und das Lenkmoment berücksichtigt werden. Unter diesem Blickwinkel unterscheidet sich die Konvergenzsteuerung dieser Ausführungsform von der herkömmlichen Konvergenzsteuerung. Die Einzelheiten des Verfahrens zum Festlegen des Dämpfungskompensationswerts Idc werden zu einem späteren Zeitpunkt beschrieben.
  • Der auf diese Weise festgelegte Dämpfungskompensationswert Idc wird in den Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 22 eingegeben. Auch die anderen Kompensationsstromwerte, beispielsweise ein Trägheitskompensationsstromwert, werden von dem Motorsteuerungsabschnitt 10 berechnet und in den Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 22 eingegeben. Der Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 22 korrigiert den Strom-Sollwert It entsprechend dem Dämpfungskompensationswert Idc und den anderen Kompensationswerten und gibt den korrigierten Strom-Sollwert als Strom-Befehlswert Id aus.
  • Der Motor 6 wird entsprechend diesem Strom-Befehlswert Id wie folgt von der Antriebssteuereinheit gesteuert, die aus dem Subtrahierer 24, dem Steuerungs-Berechnungsabschnitt 30, der PWM-Signalerzeugungsschaltung 32, der Motorantriebsschaltung 34 und dem Stromdetektor 36 besteht.
  • Der Subtrahierer 24 berechnet die Abweichung (ΔI = Id – Im) zwischen dem Strom-Befehlswert Id (der Strom-Sollwert nach der Korrektur), der von dem Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 22 ausgegeben wird, und dem Stromerkennungswert Im, der von dem Stromdetektor 36 als ein tatsächlicher Motorstrom ausgegeben wird. Diese Abweichung ΔI wird in den Steuerungs-Berechnungsabschnitt 30 eingegeben. Der Steuerungs-Berechnungsabschnitt 30 berechnet den Spannungs-Befehlswert Vd durch die Steuerberechnung (üblicherweise Proportional-Integralrechnung) entsprechend der oben genannten Abweichung ΔI = Id – Im. Dieser Spannungs-Befehlswert Vd wird von dem Mikrocomputer 10 ausgegeben, der ein Abschnitt der Motorsteuerung ist. Der von dem Mikrocomputer 10 ausgegebene Spannungs-Befehlswert Vd wird in die PWM-Signalerzeugungsschaltung 32 eingegeben. In der PWM-Signalerzeugungsschaltung 32 wird ein PWM-Signal erzeugt, dessen Einschaltdauer sich entsprechend dem Spannungs-Befehlswert Vd ändert. Wird das Schaltelement in der Motorantriebsschaltung 34 durch das PWM-Signal eingeschaltet und ausgeschaltet, wird eine Spannung entsprechend dem Spannungs-Befehlswert Vd erzeugt und diese Spannung an den Motor 6 angelegt. Durch das Anlegen dieser Spannung fließt in dem Motor 6 ein Strom, und der Motor 6 erzeugt entsprechend diesem Strom ein Drehmoment. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motorstrom durch den Stromdetektor 36 erkannt, und der Stromerkennungswert Im als das Ergebnis der Erkennung wird zum Berechnen der oben genannten Abweichung ΔI = Id – Im genutzt. Auf diese Weise wird eine Regelung durchgeführt, so dass in dem Motor 6 ein Strom fließen kann, der gleich dem Strom-Befehlswert (Strom-Sollwert nach der Korrektur) Id ist, der von dem Motorsteuerungsabschnitt (Mikrocomputer 10) berechnet wurde.
  • 3. AUFBAU DES KONVERGENZSTEUERUNGSABSCHNITTES
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das einen funktionalen Aufbau des Konvergenzsteuerungsabschnittes 20 in dem Motorsteuerungsabschnitt 10 darstellt. Dieser Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 umfasst: einen Dämpfungskompensationsstrom-Berechnungsabschnitt 202; einen Verstärkungs-Entscheidungsabschnitt 204 für jede Lenkbedingung; und einen Addierer 206.
  • Auf dieselbe Weise wie bei der herkömmlichen Konvergenzsteuerung legt der Dämpfungskompensationsstrom-Berechnungsabschnitt 202 einen Dämpfungskompensations-Stromwert entsprechend der Lenkgeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt auf Basis der Lenkgeschwindigkeit ω und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals Vs fest. Dieser Dämpfungskompensations-Stromwert wird „Grund-Dämpfungskompensationsstromwert" genannt und durch die Abkürzung „Idco" dargestellt, so dass dieser Dämpfungskompensations-Stromwert von dem Dämpfungskompensationswert Idc unterschieden werden kann, der von dem Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 ausgegeben wird.
  • Der Verstärkungs-Entscheidungsabschnitt 204 für jede Lenkbedingung legt die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc entsprechend dem Lenkzustand auf der Basis des Lenkwinkelsignals θ und des Lenkmomentsignals Ts fest. Die Einzelheiten des Verfahrens zum Festlegen dieser Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc werden zu ei nem späteren Zeitpunkt beschrieben.
  • Der Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco und die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc, die wie oben beschrieben festgelegt wird, werden in den Multiplikator 206 eingegeben, und der Multiplikator 206 berechnet das Produkt aus Gc × Idco. Dieses Produkt aus Gc × Idco wird von dem Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 als Dämpfungskompensationswert Idc ausgegeben und zum Korrigieren des Strom-Sollwertes It in dem Strom-Befehlswert-Berechnungsabschnitt 22 genutzt, um den Strom-Befehlswert Id zu finden.
  • 4. MOTORSTEUERUNGSVERARBEITUNG
  • In dieser Ausführungsform wird der Motorsteuerungsabschnitt mit dem oben genannten Aufbau durch Software gelöst, wenn der Mikrocomputer 10 ein vorgegebenes Programm ausführt, das heißt, wenn der Prozess durchgeführt wird, der in den 5 und 6 dargestellt und im Folgenden „Ablauf der Motorsteuerung" genannt wird. Dieser Ablauf der Motorsteuerung wird im Folgenden erläutert.
  • In dieser Ausführungsform initialisiert der Mikrocomputer 10 in der ECU 5 beim Einschalten des Zündschalters 9 eine Variable und einen Bitschalter, der im Ablauf der Motorsteuerung genutzt wird, wie in 5A (Schritt 12) dargestellt ist. Bei diesem Initialisierungsprozess wird der erste Verstärkungswert G1 als die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc eingestellt, und der Bitschalter Flg, der zum Erkennen des spezifischen Lenkzustandes, der später beschrieben wird, genutzt wird, wird zurückgesetzt (Flg = 0). In diesem Fall ist der erste Verstärkungswert G1 ein vorgegebener Wert, der als Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc eingestellt werden soll, wenn der Lenkzustand kein spezifischer Lenkzustand ist. Also wird der erste Verstärkungswert G1 so eingestellt, dass der Dämpfungskompensations-Stromwert Idc geringer ist als der herkömmliche. In diesem Zusammenhang ist der zweite Verstärkungswert G2, der später beschrieben wird, ein vorgegebener Wert, der als Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc eingestellt werden soll, wenn der Lenkzustand ein spezifischer Lenkzustand ist. Der zweite Verstärkungswert G2 wird so eingestellt, dass der Dämpfungskompensations-Stromwert Idc höher ist als der herkömmliche in dem spezifischen Lenkzustand.
  • Als Nächstes empfängt der Mikrocomputer 10 das Lenkmomentsignal Ts von dem Drehmomentsensor 3 und empfängt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal Vs von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 (Schritte S14, S16). In den folgenden Erläuterungen wird der Wert des auf diese Weise erhaltenen Lenkmomentsignals Ts als ein Lenkmoment-Erkennungswert bezeichnet und durch die Kennzeichnung „Ts" dargestellt. Der Wert der auf diese Weise erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vs wird als Fahrzeuggeschwindigkeits-Erkennungswert bezeichnet und durch die Kennzeichnung „Vs" dargestellt. Danach empfängt der Mikrocomputer 10 den Stromerkennungswert Im von dem Stromdetektor 36 (Schritt S18).
  • Anschließend führt der Mikrocomputer 10 eine Zeitdifferentiation an dem Lenkwinkelsignal θ durch, das von dem Lenkwinkelsensor 2 gesendet wurde, und berechnet somit die Lenkgeschwindigkeit ω (Schritt S20).
  • Anschließend führt der Mikrocomputer 10 die Verarbeitung der Sollstrom-Einstellung durch, die in 5B dargestellt wird, der Strom-Befehlswert Id wird berechnet (Schritt S22). In dieser Verarbeitung der Sollstrom-Einstellung arbeitet der Mikrocomputer 10 wie folgt.
  • Zuerst wird der Wert des unterstützenden Stroms Ia entsprechend dem Lenkmoment-Erkennungswert Ts und dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erkennungswert Vs festgelegt (Schritt S32). Insbesondere der Wert des unterstützenden Stroms Ia wird wie folgt festgelegt. Eine Tabelle (als „Hilfstabelle" bezeichnet), in der eine Beziehung zwischen dem Wert eines unterstützenden Stroms, der zum Erzeugen einer geeigneten unterstützenden Lenkkraft dem Motor 6 zugeführt wird, und dem Lenkmoment unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit als ein Parameter gezeigt wird, wird vorher in dem Speicher des Mikrocomputers 10 gespeichert, der Wert des unterstützenden Stroms Ia wird durch Verweisen auf diese Hilfstabelle festgelegt.
  • Anschließend wird die den Lenkwinkel beschränkende Verarbeitung durchgeführt, dies ist eine Verarbeitung zum Einschränken der Größe des Lenkwinkels, so dass eine Größe des Lenkwinkels des Lenkrades 100 (Betrag |θ| des Lenkwinkel-Erkennungswertes θ) ein geeigneter Wert sein kann (Schritt S34). In dieser den Lenkwinkel beschränkenden Verarbei tung wird zunächst eine geeignete Größe des Lenkwinkels entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erkennungswert Vs festgelegt. Anschließend wird abgeschätzt, ob der derzeitige Betrag |θ| des Lenkwinkels des Lenkrades 100 den oberen Grenzwert der geeigneten Größe des Lenkwinkels überschreitet. Übersteigt der derzeitige Betrag |θ| des Lenkwinkels des Lenkrades 100 den oberen Grenzwert der geeigneten Größe des Lenkwinkels, wird der den Lenkwinkel beschränkende Stromwert Iss so festgelegt, dass er den Wert des unterstützenden Stroms Ia korrigiert, so dass die unterstützende Lenkung stufenweise verringert werden kann oder dass der Motor 6 entsprechend dem Lenkmoment-Erkennungswert Ts und dem Lenkwinkel-Erkennungswert θ eine Lenkkraft in die der Lenkrichtung entgegengesetzten Richtung erzeugen kann. So wird beispielsweise von einer vorher vorbereiteten Karte entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel eine Größe des Abfalls in der unterstützenden Lenkkraft oder dem den Lenkwinkel beschränkenden Stromwert Iss festgelegt, der einer Lenkkraft in die entgegengesetzte Richtung entspricht. Wird der den Lenkwinkel beschränkende Stromwert Iss zu dem oben beschriebenen Wert des unterstützenden Stroms Ia addiert, ist das Ergebnis von (dem Wert des unterstützenden Stroms Ia, der der den Lenkwinkel beschränkenden Verarbeitung unterworfen wurde) + (Iss) der Strom-Sollwert It.
  • Wird der unterstützende Strom Ia durch die den Lenkwinkel beschränkende Verarbeitung wie oben beschrieben korrigiert, ist es möglich, das Auftreten eines Falles zu verhindern, bei dem ein Fahrer das Lenkrad exzessiv dreht, um mit äußeren Umständen fertig zu werden (beispielsweise, wenn ein Fahrer das Lenkrad exzessiv dreht, um eine Kollision mit einem Hindernis auf der Straße zu vermeiden). In diesem Zusammenhang wird in der den Lenkwinkel beschränkenden Verarbeitung der den Lenkwinkel einschränkende Stromwert Iss nicht nur entsprechend dem Lenkwinkel-Erkennungswert θ, sondern darüber hinaus auch entsprechend dem Lenkmoment-Erkennungswert Ts berechnet. Dies geschieht, damit die Lenkbetätigung, die beim Verhindern eines Zusammenstoßes mit einem Hindernis notwendig ist, nicht blockiert wird, während ein unnötiger Anstieg in der Größe des Lenkwinkels verhindert wird. Dementsprechend wird in dem Fall, wenn das Lenkmoment nicht geringer ist als ein vorgegebener Wert, in der den Lenkwinkel beschränkenden Verarbeitung der den Lenkwinkel beschränkende Stromwert Iss als ein Wert berechnet, dessen Betrag gering ist, selbst wenn der derzeitige Betrag |θ| des Lenkwinkels des Lenkrades 100 den oberen Grenzwert der geeigneten Größe des Lenkwinkels überschreitet. Als ein Er gebnis wird ein Maß der Korrektur des Wertes des unterstützenden Stroms Ia gering. Daher kann das Fahrzeug stabil mit hoher Geschwindigkeit fahren, ohne dass das gute Lenkgefühl des Fahrers beeinträchtigt würde.
  • Nachdem die oben genannte, den Lenkwinkel beschränkende Verarbeitung vollständig durchgeführt wurde, wird die Konvergenzsteuerungsverarbeitung ausgeführt, die zum Annähern der Größe des Lenkwinkels des Lenkrades 100 an den neutralen Punkt dient (Schritt S36). In diesem Fall beträgt die Größe des Lenkwinkels an dem neutralen Punkt üblicherweise 0, was dem Geradeauslauf des Fahrzeuges entspricht. 6A ist ein Ablaufdiagramm, das diese Konvergenzsteuerungsverarbeitung darstellt.
  • In dieser Konvergenzsteuerungsverarbeitung wird zuerst der Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco durch denselben Dämpfungskompensationsstrom berechnet wie der herkömmliche (Schritt S52). Insbesondere wird in dem Speicher, der in den Mikrocomputer 10 eingebaut ist, im Voraus eine Dämpfungskompensations-Stromkarte gespeichert, auf der eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Grund-Dämpfungskompensationsstromwert unter Verwendung der Lenkgeschwindigkeit als ein Parameter gespeichert ist; wenn auf die Karte verwiesen wird, kann der Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco festgelegt werden, der der Lenkgeschwindigkeit θ, die in Schritt S20 berechnet wird, und darüber hinaus auch dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erkennungswert Vs entspricht, der in Schritt S16 eingegeben wird. Anstelle des oben genannten Verfahrens kann auch das folgende Verfahren verwendet werden. Eine Dämpfungskompensations-Stromkarte, die eine Beziehung zwischen der Lenkgeschwindigkeit und dem Dämpfungskompensationsstrom angibt, und eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Verstärkungskarte, die eine Beziehung zwischen der mit dem Dämpfungskompensations-Stromwert zu multiplizierenden Verstärkung und der Fahrzeuggeschwindigkeit angibt, wird im Voraus in dem Speicher gespeichert, der in den Mikrocomputer 10 eingebaut ist. Zunächst wird ein Dämpfungskompensations-Stromwert entsprechend der oben genannten Lenkgeschwindigkeit ω festgelegt, wenn die auf Dämpfungskompensations-Stromkarte verwiesen wird. Danach wird eine Verstärkung entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erkennungswert Vs festgelegt, wenn auf die Fahrzeuggeschwindigkeits-Verstärkungskarte verwiesen wird. Wenn der Dämpfungskompensations-Stromwert und die Verstärkung miteinander multipliziert werden, kann der Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco festgelegt werden.
  • In diesem Zusammenhang wird das Einstellen so durchgeführt, dass der Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco entsprechend einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und darüber hinaus entsprechend einem Anstieg der Lenkgeschwindigkeit ω erhöht wird.
  • Nachdem der Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco wie oben beschrieben festgelegt wurde, wird als Nächstes die Verarbeitung für die Verstärkungs-Festlegung zum Festlegen der Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc, die mit diesem Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco multipliziert werden soll, durchgeführt (Schritt S54).
  • In dieser Verarbeitung für die Verstärkungs-Festlegung wird die Größe |θ| des Lenkwinkels in dem vorgegebenen Zeitraum Tm0 von dem neutralen Punkt aus erhöht und danach abgesenkt. Darüber hinaus wird ein Zustand als ein spezifischer Lenkzustand erkannt, in dem der Lenkmoment-Erkennungswert Ts nicht größer ist als der vorgegebene Wert Ts0. In diesem spezifischen Lenkzustand wird die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf den zweiten Verstärkungswert G2 eingestellt, der ein hoher Wert ist. In einem normalen Lenkzustand außer diesem spezifischen Lenkzustand wird die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf den ersten Verstärkungswert G1 (G1 < G2) eingestellt, der ein relativ niedriger Wert ist. In diesem Fall ist der oben genannte, vorgegebene Zeitraum Tm0 ein ausreichend kurzer Zeitraum, verglichen mit dem Zeitraum, in dem ein Fahrer (Mensch) das Lenkrad bedient, so dass die Größe des Lenkwinkels von dem neutralen Punkt aus erhöht und dann abgesenkt werden kann. So beträgt beispielsweise der oben genannte, vorgegebene Zeitraum Tm0 etwa 500 ms bis 1 s. Der oben genannte, vorgegebene Zeitraum ist ein Wert, der auf einen Referenzwert eingestellt ist, um abzuschätzen, ob der Fahrer (Mensch) das Lenkrad 100 bedient, um die Räder 108 zu lenken.
  • Der oben genannte, spezifische Lenkzustand entspricht einem Zustand, in dem eine Konvergenzsteuerung erforderlich ist. So entspricht beispielsweise der oben genannte, spezifische Lenkzustand einem Zustand, in dem das Lenkrad plötzlich zurückgedreht wird, wenn ein Rad (Reifen) beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit in ein Loch auf der Straße gerät.
  • Wird die Konvergenzsteuerung in dem oben genannten Lenkzustand nicht ausreichend durchgeführt, wird eine Änderung in dem Lenkwinkel (Lenkbewegung) vergrößert, und das Fahrzeug kann sich gefährlich verhalten. In dieser Ausführungsform wird durch die Verarbeitung für die Verstärkungs-Festlegung in dem spezifischen Lenkzustand, verglichen mit einem normalen Lenkzustand, die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc ein hinreichend hoher Wert G2 (beispielsweise ein Wert, der 1,5 Mal so groß ist wie der erste Verstärkungswert G1). Aufgrund der vorstehenden Ausführungen kann die Konvergenzsteuerung hinreichend durchgeführt werden. Das Beispiel in 6B für die Verarbeitung für die Verstärkungs-Festlegung wird im Folgenden erläutert.
  • In der Verarbeitung für die Verstärkungs-Festlegung, wie in 6B dargestellt, arbeitet der Mikrocomputer 10 wie folgt. Zunächst wird entsprechend dem Lenkwinkel-Erkennungswert θ abgeschätzt, ob die Größe des Lenkwinkels |θ| von dem neutralen Punkt erhöht wurde (Schritt S62). Wurde die Größe des Lenkwinkels |θ| von dem neutralen Punkt als ein Ergebnis der Abschätzung erhöht, wird der in den Mikrocomputer 10 eingebaute Zeitgeber zurückgesetzt und danach gestartet (Schritt S64). Der Bitschalter Flg wird gesetzt (Flg = 1) (Schritt S66). Danach setzt das Programm mit Schritt S68 fort. Wenn die Größe des Lenkwinkels |θ| von dem neutralen Punkt nicht erhöht wurde, setzt das Programm so, wie es ist, mit Schritt S68 fort.
  • In Schritt S68 wird abgeschätzt, ob der Lenkmoment-Erkennungswert Ts größer ist als der vorgegebene Wert Ts0 oder nicht. Ist als Ergebnis der Abschätzung Ts > Ts0, wird der Bitschalter Flg zurückgesetzt, um anzuzeigen, dass das Lenkrad durch den Fahrer bedient wird (Flg = 0) (Schritt S70).
  • Danach setzt das Programm mit Schritt S72 fort. Ist als Ergebnis der Abschätzung Ts < Ts0 setzt das Programm so, wie es ist, mit Schritt S72 fort.
  • In Schritt S72 wird entsprechend dem Lenkwinkel-Erkennungswert θ abgeschätzt, ob die Größe des Lenkwinkels |θ| abgesenkt wurde. Wurde die Größe des Lenkwinkels |θ| als Ergebnis der Abschätzung abgesenkt, setzt das Programm mit Schritt S74 fort. Wurde die Größe des Lenkwinkels |θ| als Ergebnis der Abschätzung nicht abgesenkt, setzt das Programm mit der Konvergenzsteuerungsverarbeitungsroutine fort.
  • In Schritt S74 wird abgeschätzt, ob der Wert Tm des in den Mikrocomputer 10 eingebauten Zeitgebers größer ist als der vorgegebene Zeitraum Tm0. Ist als Ergebnis der Abschätzung Tm ≤ Tm0, setzt das Programm mit Schritt S76 fort. Ist Tm > Tm0, wird die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf die erste Verstärkung G1 (Schritt S80) eingestellt, und das Programm kehrt zu der Konvergenzsteuerungsverarbeitungsroutine zurück.
  • In Schritt S76 wird abgeschätzt, ob der Bitschalter Flg eingestellt wurde oder nicht (Flg = 1 oder nicht). Ist der Bitschalter Flg als Ergebnis der Abschätzung eingestellt (Flg = 1), das heißt, wenn der Lenkmoment-Erkennungswert Ts den vorgegebenen Wert Ts0 nach dem Zeitpunkt des letzten Starts des Zeitgebers nicht überschreitet, wird die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf den zweiten Verstärkungswert G2 eingestellt, der höher ist als der erste Verstärkungswert G1 (Schritt S78), und das Programm kehrt zu der Konvergenzsteuerungsverarbeitungsroutine zurück. Wurde der Bitschalter Flg als Ergebnis der Abschätzung zurückgesetzt (Flg = 0), das heißt, wenn der Lenkmoment-Erkennungswert Ts den vorgegebenen Wert Ts0 nach dem Zeitpunkt des letzten Starts des Zeitgebers überschreitet, wird die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf den ersten Verstärkungswert G1 eingestellt (Schritt S78), und das Programm kehrt zu der Konvergenzsteuerungsverarbeitungsroutine zurück.
  • Kehrt das Programm von der oben genannten Verarbeitungsroutine für die Verstärkungs-Festlegung zu der Konvergenzsteuerungsverarbeitungsroutine zurück, wenn der Grund-Dämpfungskompensationsstromwert Idco zu diesem Zeitpunkt mit der Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc multipliziert wird, wird der Dämpfungskompensationswert Idc berechnet (Schritt S56 in 6A). Danach kehrt das Programm zu der Verarbeitungsroutine der Sollstrom-Einstellung zurück.
  • Nachdem das Programm von der Konvergenzsteuerungsverarbeitungsroutine zu der Verarbeitungsroutine für die Sollstrom-Einstellung zurückgekehrt ist, wenn der Strom-Sollwert It entsprechend dem Dämpfungskompensationswert Idc korrigiert wurde, der durch die Konvergenzsteuerungsverarbeitung erhalten wurde, und darüber hinaus auch entsprechend den anderen Kompensationsstromwerten, wird der Strom-Befehlswert Id berechnet (Schritt S38 in 5B). Danach kehrt das Programm zu der in 5A gezeigten Haupt routine zurück.
  • Kehrt das Programm von der Verarbeitungsroutine der Sollstrom-Einstellung zu der Hauptroutine zurück, wird die Abweichung ΔI = Id – Im zwischen dem Strom-Befehlswert Id und dem Stromerkennungswert Im berechnet, der von dem Stromdetektor 36 ausgegeben wird, und der Spannungs-Befehlswert Vd wird durch die Regelungsberechnung (üblicherweise eine Proportional-Integralrechnung) entsprechend dieser Abweichung ΔI (Schritt S24) berechnet. Danach wird der Spannungs-Befehlswert Vd von dem Mikrocomputer 10 ausgegeben, der ein Abschnitt der Motorsteuerung ist (Schritt S26 in 5A). Danach kehrt das Programm zu Schritt S14 zurück. Danach werden die oben genannten Schritte S14 bis S26 so lange wiederholt, bis der Zündschalter 9 ausgeschaltet wird.
  • Wie aus dem Ablauf (Ablauf der Motorsteuerung) des Mikrocomputers 10 ersichtlich ist, kann die Konvergenzsteuerungsabschnitt 20 (in 3 dargestellt) in dem Motorsteuerungsabschnitt durch die Konvergenzsteuerungsverarbeitung (durch Schritt S36 in 5B und 6A dargestellt) gelöst werden, und der Verstärkungs-Entscheidungsabschnitt 204 für jede Lenkbedingung (in 4 dargestellt), der ein Bauteil des Konvergenzsteuerungsabschnittes 20 ist, kann durch die Verarbeitung für die Verstärkungs-Festlegung (Schritt S54 in 6A und 6B) gelöst werden.
  • 5. AUSWIRKUNG
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, wird bei der Verarbeitung für die Verstärkungs-Festlegung, insbesondere bei dem spezifischen Lenkzustand, in dem die Konvergenzsteuerung erforderlich ist, das heißt, in einem Zustand, wenn die Größe des Lenkwinkels |θ| in dem vorgegebenen Zeitraum Tm0 von dem neutralen Punkt aus erhöht und dann wieder abgesenkt wird und wenn des Weiteren der Lenkmoment-Erkennungswert Ts nicht größer ist als der vorgegebene Wert Ts0, die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf den zweiten Verstärkungswert G2 eingestellt, der höher ist als der erste Verstärkungswert G1 (Schritt S78 in 6B). In einem normalen Lenkzustand außer diesem spezifischen Lenkzustand wird jedoch die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf den ersten Verstärkungswert G1 eingestellt, der ein relativ niedriger Wert ist (Schritt S80). In dem oben genannten, spezifischen Lenkzustand, in dem die Konvergenzsteuerung entsprechend dem Lenkwinkel-Erkennungswert θ und dem Lenkmoment-Erkennungswert Ts besonders erforderlich ist, wenn beispielsweise ein Fall eintritt, in dem das Rad 108 in ein Loch gerät, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt und das Lenkrad sofort zurückgedreht wird, wird die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc erhöht. Somit wird die Konvergenzeigenschaft des Lenkrades 100 des Zurückführens in die Neutralstellung im Vergleich mit der Konvergenzeigenschaft der herkömmlichen Vorrichtung verbessert. In einem normalen Lenkzustand wird jedoch eine Intensität der Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc geringer als die der herkömmlichen Vorrichtung, so dass der Dämpfungskompensationswert Idc unterdrückt werden kann. Somit kann ein ungünstiger Einfluss der Konvergenzsteuerung auf das Lenkgefühl des Fahrers vermieden werden. Es ist also möglich, das gute Lenkgefühl eines Fahrers zu erhalten. In diesem Zusammenhang wird selbst in dem normalen Lenkzustand die Konvergenzsteuerung ausgeführt, obwohl der Dämpfungskompensationswert Idc geringer ist als der der herkömmlichen Vorrichtung. Somit kann das Fahrverhalten des Fahrzeugs stabilisiert werden, wenn es beispielsweise beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit die Fahrspur wechselt. Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei dem normalen Lenkzustand, während die Konvergenzsteuerung unterdrückt wird, im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung die Konvergenzsteuerung hinreichend ausgeführt, wenn dies nötig ist. Dementsprechend können gleichzeitig eine Verbesserung der Konvergenzeigenschaft zum Zurückführen des Lenkrades in die Neutralstellung und eine Verbesserung des Lenkgefühls des Fahrers erreicht werden.
  • 6. VARIATION
  • In der oben genannten Ausführungsform wird die Größe des Lenkwinkels |θ| in dem vorgegebenen Zeitraum Tm0 von dem neutralen Punkt aus vergrößert und verringert, des Weiteren wird der Zustand, wenn ein Lenkmoment-Erkennungswert Ts erkannt wird, der nicht größer ist als der vorgegebene Wert Ts0, als ein spezifischer Lenkzustand erkannt, in dem die Konvergenzsteuerung besonders erforderlich ist, das heißt, der Zustand wird als ein Zustand erkannt, in dem die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc auf einen höheren Wert G2 eingestellt werden sollte (in Schritt S78 in 6B dargestellt). Als Erkennungsbedingung dieses spezifischen Lenkzustandes kann jedoch die Bedingung hinzugefügt werden, dass die Größe des Lenkwinkels |θ| nicht größer sein darf als ein vorgegebe ner Wert (beispielsweise |θ| ≤ 45 Grad). Die Erkennungsbedingung für das Erkennen des spezifischen Lenkzustandes, in dem die Dämpfungskompensationsstromverstärkung Gc erhöht ist, ist jedoch nicht auf die oben genannte Bedingung beschränkt. Solange die Bedingung ist, einen Lenkzustand festzustellen, in dem die Konvergenzsteuerung entsprechend dem Lenkmoment-Erkennungswert Ts und dem Lenkwinkel-Erkennungswert θ erforderlich ist, wenn das Rad (der Reifen) verdreht wird, weil es von dem Zustand einer Straße beeinflusst wird, kann jede Bedingung angenommen werden, die sich von der oben genannten Ausführungsform unterscheidet.
  • Wenn in der oben genannten Ausführungsform das von dem Lenkwinkelsensor 2 in den Mikrocomputer 10 eingegebene Lenkwinkelsignal θ differenziert wird, wird die Lenkgeschwindigkeit ω entsprechend der aktuellen Lenkgeschwindigkeit berechnet (in 3 dargestellt). Anstelle davon kann die Lenkgeschwindigkeit ω jedoch auch entsprechend dem Spannungserkennungswert Vm (Spannung zwischen den Anschlüssen des Motors 6), der von dem Spannungsdetektor 37 eingegeben wird, berechnet werden. Darüber hinaus kann stattdessen ein Sensor zum Erkennen des Drehwinkels des Motors 6 bereitgestellt werden, und die Lenkgeschwindigkeit ω kann entsprechend einer Änderungsgeschwindigkeit des Drehwinkels berechnet werden.

Claims (3)

  1. Elektrische Servolenkvorrichtung zum Ausüben einer unterstützenden Lenkkraft auf einen Lenkmechanismus eines Fahrzeugs durch Antreiben eines Elektromotors (6) entsprechend einer Lenkbetätigung, der durch eine Lenkeinheit (100) zum Lenken des Fahrzeugs durchgeführt wird, wobei sie umfasst: eine Strom-Befehlswert-Berechnungseinheit (22), die einen Strom-Befehlswert (Id) berechnet, indem sie einen Sollwert eines Strom (It) korrigiert, der in dem Elektromotor (6) fließen soll; eine Antriebssteuereinheit (34), die den Antrieb des Elektromotors (6) so steuert, dass ein Strom des Strom-Befehlswertes (Id) in dem Elektromotor (6) fließt; und eine Konvergenz-Steuereinheit (20), die einen Dämpfungskompensationswert (Idc) bestimmt, der ein Korrekturwert des Sollwertes (It) ist, der durch die Strom-Befehlswert-Berechnungseinheit (22) zu korrigieren ist, so dass ein Maß der Lenkbetätigung, die durch die Lenkeinheit (100) durchgeführt wird, einem neutralen Punkt angenähert wird, wobei die Konvergenz-Steuereinheit (20) enthält: eine Kompensationsstrom-Einstelleinheit (202), die einen Grund-Dämpfungskompensationsstromwert (Idco) entsprechend dem Korrekturwert des Sollwertes auf Basis einer Lenkgeschwindigkeit (ω), die eine Änderungsgeschwindigkeit des Maßes der Lenkbetätigung ist, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) bestimmt, und eine Kompensationsstrom-Reguliereinheit (204, 206), die den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert (Idco) auf Basis des auf die Lenkeinheit (100) ausgeübten Lenkmoments (Ts) und des Maßes der Lenkbetätigung (θ) reguliert und so den Dämpfungskompensationswert (Idc) berechnet.
  2. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kompensationsstrom-Reguliereinheit (204, 206) den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert (Idco) so reguliert, dass der Dämpfungskompensationswert (Idc) erhöht wird, wenn das Maß der Lenkbetätigung über den neutralen Punkt hinaus zunimmt, und dann in einem vorgegebenen Zeitraum abnimmt und das Lenkmoment nicht höher ist als ein vorgegebener Wert.
  3. Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kompensationsstrom-Reguliereinheit enthält: eine Verstärkungs-Festlegeeinheit (204), die eine Verstärkung in Bezug auf den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert (Idco) auf Basis des Maßes der Betätigung und des Lenkmomentes festlegt, und eine Multipliziereinheit (206), die den Grund-Dämpfungskompensationsstromwert mit der Verstärkung multipliziert und so den Dämpfungskompensationswert (Idc) berechnet, und wobei die Verstärkungs-Festlegeeinheit (204) die Verstärkung erhöht, wenn das Maß der Betätigung über den neutralen Punkt hinaus zunimmt und dann in einem vorgegebenen Zeitraum abnimmt und das Lenkmoment nicht höher ist als ein vorgegebener Wert.
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DE102009009032A1 (de) * 2009-02-16 2010-08-19 Volkswagen Ag Verfahren zur Erkennung von Gierschwingungen eines Kraftfahrzeugs im Hands-Off-Fall

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