DE69624737T2

DE69624737T2 - Hydraulische Servolenkung

Info

Publication number: DE69624737T2
Application number: DE69624737T
Authority: DE
Inventors: Kimihito Chino; Hirofumi Matsuoka
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: EP0731013A3; EP0731013B1; DE69624737D1; JPH08244638A; JP3525269B2; EP0731013A2; US5762159A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Servolenkvorrichtung, bei der der Lenkvorgang durch einen Arbeitsöldruck unterstützt wird, der von einer von einem Elektromotor angetriebenen Hydraulikpumpe erzeugt wird.

Beschreibung der verwandten Technik

Eine Servolenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist beim Stand der Technik generell bekannt. Insbesondere zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer herkömmlichen Servolenkvorrichtung zur Lenkunterstützung mittels des Arbeitsöldrucks, der von der von einem Elektromotor angetriebenen Hydraulikpumpe erzeugt wird. Bei dieser Servolenkvorrichtung wird ein Elektromotor 4 mit einer Spannung versorgt und von einer Motorantriebsschaltung 2 entsprechend einer angelegten Target-Spannung angetrieben, die einer Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 entspricht, welche von einer Steuereinrichtung 1 angezeigt wird, und erzeugt der Elektromotor 4 durch Antreiben der Hydraulikpumpe 5 den Arbeitsöldruck.
Ein Lenkrad 7 wird betätigt, wodurch eine Getriebeeinheit einschließlich eines am unteren Ende einer Lenksäule angeordneten Ritzels 6c aktiviert wird. Ein Steuerventil 6 steuert somit den Druck des Arbeitsöls, das unter Druck zu Rohrleitungen 6a, 6b, die mit einem Arbeitszylinder in Verbindung stehen, transportiert wird. Dadurch wird der Arbeitszylinder betätigt, wodurch eine Lenkunterstützungskraft in einem Ausmaß und einer Richtung erzeugt wird, in der das Lenkrad 7 betätigt wird.
Eine Motorstrom-Detektierschaltung 3 (Lastdetektiereinrichtung) zum Detektieren des in dem Elektromotor 4 fließenden Stroms ist zwischen der Motorantriebsschaltung 2 und dem Elektromotor 4 angeordnet, um den in dem Elektromotor 4 fließenden Strom zu detektieren. Das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 detektierte Motorstrom-Detektiersignal wird an die Steuereinrichtung 1 angelegt. Die Steuereinrichtung 1 steuert durch Umschalten die Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 entsprechend dem Motorstrom-Detektiersignal.
Bei einer herkömmlichen Servolenkvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration setzt die Steuereinrichtung 1 die Motorantriebssteuerung in den Warte-Rotationsmodus (niedrige Drehgeschwindigkeit), wie in Fig. 2 gezeigt, und reduziert somit die Leistung des Elektromotors 4, um den Energieverbrauch zu senken, wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt und keine Lenkunterstützungskraft benötigt wird (wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom klein ist). Es sei angenommen, dass das Lenkrad 7 betätigt und somit das Steuerventil 6 aktiviert wird, der Arbeitsöldruck mit steigender Last ansteigt, und dass der in dem Elektromotor 4 fließende Strom ebenfalls ansteigt, wobei das Motorstrom-Detektiersignal der Motorstrom-Detektierschaltung 3 einen vorbestimmten Schwellenwert zum Bewirken eines Übergangs von einem Warte-Rotationsmodus zu einem Unterstützungs-Rotationsmodus mit hoher Drehgeschwindigkeit erreicht. Dann schaltet die Steuereinrichtung 1 die Motorantriebssteuerung in den Unterstützungs-Rotationsmodus (hohe Drehgeschwindigkeit), wodurch die Leistung des Elektromotors 4 gesteigert wird.
Bei dieser Servolenkvorrichtung wird, wenn das Motorstrom-Detektiersignal eine Veränderung ungefähr bei dem oben beschriebenen Schwellenwert erfährt, wie in Fig. 3 gezeigt, das Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus wiederholt (Schlagen), wie in Fig. 3B gezeigt, und zwar mit dem Ergebnis, dass die Lenkunterstützungskraft verändert wird, wodurch sich die Lenk-Griffigkeit verschlechtert.
Ferner verändert sich der viskose Widerstand des Arbeitsöls mit der Temperatur. Die Last des Elektromotors 4 verändert sich daher ebenfalls mit der Temperatur. Selbst wenn kein Lenk-Eingangssignal vorhanden ist, weil kein Lenkvorgang erfolgt ist, erfährt das Motorstrom-Detektiersignal vom Beginn der Operation an mit der Zeit eine Veränderung. Das Motorstrom-Detektiersignal erfährt auch eine Veränderung aufgrund anderer Faktoren als den viskosen Widerstand, z. B. aufgrund von Fahrzeugvibrationen. Folglich muss der Schwellenwert des Motorstrom-Detektiersignals zum Übergang vom Warte- Rotationsmodus zum Unterstützungs-Rotationsmodus auf einen Pegel eingestellt werden, der im Vergleich zu dem Motorstrom-Detektiersignal bei Abwesenheit einer Last (bei Abwesenheit eines Lenk-Eingangssignals), wie in Fig. 2 gezeigt, ausreichend groß ist, um einen Übergang zum Unterstützungs-Rotationsmodus als Folge der Veränderung des Motorstrom-Detektiersignals aufgrund anderer Faktoren als des Lenk-Eingangssignals zu verhindern. Dies verschlechtert das Ansprechen der Lenkunterstützung.
Der viskose Widerstand des Öls wird durch säkulare Schwankung reduziert, und das Motorstrom-Detektiersignal verkleinert sich bei Abwesenheit einer Last. Die säkulare Schwankung vergrößert daher die Differenz zwischen dem Schwellenwert und dem Motorstrom-Detektiersignal bei Abwesenheit einer Last, wodurch das Problem eines verschlechterten Ansprechens der Lenkunterstützung auftritt.

ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist entwickelt worden, um die oben genannten Probleme zu lösen, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Servolenkvorrichtung mit einer besseren Lenk-Griffigkeit ohne Schlagen der Lenkunterstützung bereitzustellen, bei der der Einfluss der säkularen Schwankung und Temperaturveränderung auf das Ansprechen der Lenkunterstützung eliminiert werden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Servolenkvorrichtung vorgesehen, die eine Glättungseinrichtung zum Glätten des durch das Detektieren der Last einer Hydraulikpumpe erhaltenen Lastdetektiersignals und eine Einrichtung zum Steuern der Drehgeschwindigkeit eines Elektromotors auf der Basis eines von der Glättungseinrichtung geglätteten Signal aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Servolenkvorrichtung vorgesehen mit einer Korrigierreinrichtung für das geglättete Signal zum Korrigieren des geglätteten Signals bei Abwesenheit eines Lenk-Eingangssignals und Anlegen des korrigierten Signals an die Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung den Antrieb des Elektromotors bei einer niedrigen Drehgeschwindigkeit steuert, wenn das korrigierte geglättete Signal kleiner ist als ein vorbestimmter Wert (Warte-Rotationsmodus), und bei einer hohen Drehgeschwindigkeit steuert, wenn das korrigierte geglättete Signal größer ist als der vorbestimmte Wert (Unterstützungs-Rotationsmodus).
Bei der Korrigiereinrichtung für das geglättete Signal detektiert und hält eine Mindestwert-Halteeinrichtung einen sich ständig verändernden Mindestwert des geglätteten Signals und gibt diesen aus und berechnet eine Abweichungs- Berechnungseinrichtung die Abweichung zwischen dem geglätteten Signal und dem in der Mindestwert-Halteeinrichtung gehaltenen und von dieser ausgegebenen Mindestwert und legt die Abweichung als das korrigierte geglättete Signal an die Steuereinrichtung an. Es ist somit möglich, den Einfluss der Veränderung des Lastdetektiersignals bei Abwesenheit einer Last (bei Abwesenheit eines Lenk-Eingangssignals) aufgrund der säkularen Schwankung und Temperaturveränderung auf das Ansprechen der Lenkunterstützung zu eliminieren.
Die Mindestwert-Halteeinrichtung weist eine Einrichtung auf, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv vergrößert, wenn das geglättete Signal von der Glättungseinrichtung größer ist als das gehaltene und ausgegebene Signal. Die Versorgungsspannung für den Elektromotor kann somit der ab Beginn der Operation mit der Zeit erfolgenden Veränderung des Lastdetektiersignals bei Abwesenheit einer Last korrekt folgen, wodurch der Einfluss der Veränderung des Lastdetektiersignals auf das Ansprechen der Lenkunterstützung eliminiert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Servolenkvorrichtung mit einer Rücksetzschaltung zum Rücksetzen des Ausgangssignals der Mindestwert-Halteeinrichtung zum Zeitpunkt des Beginns der Operation bei einem vorbestimmten Wert vorgesehen. Die Mindestwert-Halteschaltung kann daher das Lastdetektiersignal bei Abwesenheit einer Last vom Zeitpunkt des Beginns der Operation an detektieren, halten und ausgeben.
Die Glättungseinrichtung ist eine erste Spitzenwert-Halteschaltung mit einer Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wenn das Lastdetektiersignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebenen Signal. Die Steuereinrichtung kann daher den Antrieb des Elektromotors nach der über einen großen Zeitraum erfolgenden Veränderung, jedoch nicht der über einen kurzen Zeitraum erfolgenden Veränderung des Lastdetektiersignals zum Zeitpunkt des Übergangs vom Unterstützungs-Rotationsmodus zum Warte-Rotationsmodus steuern, wodurch es möglich wird, das Schlagen zum Zeitpunkt der Lenkunterstützung zu reduzieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Servolenkvorrichtung mit einer Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung zum Entfernen einer Signalkomponente der Hydraulikpumpe und des Elektromotors, die in dem geglätteten Signal von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung enthalten ist und zu Beginn des Übergangs vom Unterstützungs-Rotationsmodus zum Warte-Rotationsmodus erzeugt wird, und zum Anlegen des durch das Entfernen der Komponente erhaltenen Signals an die Mindestwert-Halteeinrichtung vorgesehen. Die Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung ist eine zweite Spitzenwert-Halteschaltung, die z. B. eine Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals aufweist, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wenn das geglättete Signal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal. In einem solchen Fall kann die Mindestwert-Halteschaltung eine momentane Verkleinerung des Lastdetektiersignals aufgrund einer Trägheitslast nicht detektieren und halten.
Die Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung kann das Lastdetektiersignal direkt glätten, die Trägheitslastkomponente der Hydraulikpumpe entfernen, die zum Zeitpunkt des Übergangs vom Unterstützungs-Rotationsmodus zum Warte-Rotationsmodus erzeugt wird und in dem Lastdetektiersignal enthalten ist, und das daraus resultierende geglättete Signal an die Korrigiereinrichtung für das geglättete Signal anlegen.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Servolenkvorrichtung bereitzustellen, die sowohl eine bessere Lenk-Griffigkeit als auch ein besseres Ansprechen der Lenkunterstützung bietet und bei der bei der Lenkunterstütz- Operation kein Schlagen auftritt.
Eine erfindungsgemäße Servolenkvorrichtung weist ein Tiefpassfilter als Glättungseinrichtung auf.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Servolenkvorrichtung bereitzustellen, die sowohl eine bessere Lenk-Griffigkeit als auch ein besseres Ansprechen der Lenkunterstützung bei schlagfreier Lenkunterstützung bietet und bei der die Lenkunterstützung nicht durch die Schwankung im Motorstrom-Detektiersignal aufgrund anderer Faktoren als des Lenkvorgangs beeinträchtigt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Servolenkvorrichtung vorgesehen mit einer Parameter-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Parameters auf der Basis des geglätteten Signals, einer Parameter-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen der relativen Größen zwischen den Parametern und einem vorbestimmten Wert und zum Anlegen des Beurteilungsergebnisses an die Steuereinrichtung, und einer Steuereinrichtung zum Steuern durch Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus auf der Basis des Beurteilungsergebnisses der Parameter-Beurteilungseinrichtung. Die Parameter-Berechnungseinrichtung kann eine Einrichtung zum Differenzieren des geglätteten Signals oder eine Kombination aus der Differenziereinrichtung und einer Einrichtung zum Addieren des von der Differenziereinrichtung differenzierten Signals zu dem geglätteten Signal und Ausgeben des addierten Signals als Parameter sein. Die Vorrichtung gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann ferner aufweisen: eine Beurteilungseinrichtung für das geglättete Signal zum Beurteilen der relativen Größen zwischen dem geglätteten Signal und einem vorbestimmten Wert und eine Logik- Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Logik zwischen dem Beurteilungsergebnis der Beurteilungseinrichtung für das geglättete Signal und dem Beurteilungsergebnis der Parameter-Beurteilungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung durch Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus auf der Basis des Berechnungsergebnisses der Logik-Berechnungseinrichtung die Steuerung durchführt.
Die oben genannten und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.

FIGURENKURZBESCHREIBUNG

Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer herkömmlichen Servolenkvorrichtung;
Fig. 2 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation der herkömmlichen Servolenkvorrichtung;
Fig. 3A eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation der herkömmlichen Servolenkvorrichtung;
Fig. 3B eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Steuermodus gemäß Fig. 3A;
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5A eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation einer in Fig. 4 gezeigten ersten Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 5B eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation einer in Fig. 4 gezeigten zweiten Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 6A eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation der in Fig. 4 gezeigten ersten Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 6B eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Steuermodus gemäß Fig. 6A;
Fig. 7A eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation der in Fig. 4 gezeigten ersten und zweiten Spitzenwert-Halteschaltungen;
Fig. 7B eine grafische Darstellung des Steuermodus gemäß Fig. 7A;
Fig. 8A eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung und einer Mindestwert-Halteschaltung, die in Fig. 4 gezeigt sind;
Fig. 8B eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation einer in Fig. 4 gezeigten Rücksetzschaltung;
Fig. 9 einen Schaltplan einer beispielhaften Schaltung der in Fig. 4 gezeigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 10A einen Schaltplan einer Modifikation einer Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 108 ein Wellenformdiagramm für die in Fig. 10A gezeigte Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 10C einen Schaltplan einer Modifikation der Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 10D ein Wellenformdiagramm für die in Fig. 10C gezeigte Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 11A einen Schaltplan einer Modifikation der Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 11B ein Wellenformdiagramm für die in Fig. 11A gezeigte Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 11C einen Schaltplan einer Modifikation der Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 11D ein Wellenformdiagramm für die in Fig. 11C gezeigte Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 12 ein Wellenformdiagramm der Operation jeder Spitzenwert-Halteschaltung;
Fig. 13A einen Schaltplan einer Modifikation der Mindestwert-Halteschaltung;
Fig. 13B ein Wellenformdiagramm für die in Fig. 13A gezeigte Mindestwert-Halteschaltung;
Fig. 13C einen Schaltplan einer Modifikation der Mindestwert-Halteschaltung;
Fig. 13D ein Wellenformdiagramm für die in Fig. 13C gezeigte Mindestwert-Halteschaltung;
Fig. 14 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15 ein Wellenformdiagramm der Operation eines in Fig. 4 gezeigten Tiefpassfilters;
Fig. 16 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation der in Fig. 14 gezeigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 17 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 18 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 19A bis 19D grafische Darstellungen zur Erläuterung der Operation der in Fig. 18 gezeigten Servolenkvorrichtung;
Fig. 20 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 21 ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 22 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Operation der in Fig. 18 und 20 gezeigten Servolenkvorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

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

Ausführungsform 1:

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. Bei dieser Servolenkvorrichtung treibt eine Motorantriebsschaltung 2 einen Elektromotor 4 drehend an, und zwar durch Anlegen einer Spannung an den Elektromotor 4, die von einer Steuereinrichtung 1 angezeigt wird und einer Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 entspricht, und erzeugt der Elektromotor 4 einen Arbeitsöldruck durch Antreiben einer Hydraulikpumpe 5.
Bei Betätigung eines Lenkrads 7 wird eine Getriebeeinheit mit einem am unteren Ende einer Lenksäule angeordneten Ritzel 6c aktiviert. Dann steuert ein Steuerventil 6 den Druck des Arbeitsöls, das unter Druck zu Rohrleitungen 6a, 6b, die mit einem Arbeitszylinder in Verbindung stehen, transportiert wird. Dadurch wird der Arbeitszylinder aktiviert, wodurch eine Lenkunterstützungskraft in einem Ausmaß und einer Richtung erzeugt wird, in der das Lenkrad 7 betätigt wird.
Eine Motorstrom-Detektierschaltung (Lastdetektiereinrichtung) zum Detektieren des in dem Elektromotor 4 fließenden Stroms ist zwischen der Motorantriebsschaltung 2 und dem Elektromotor 4 angeordnet. Das so erzeugte Motorstrom-Detektiersignal (Lastdetektiersignal) wird an eine erste Spitzenwert- Halteschaltung 11 angelegt. Die erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 ist zum Detektieren, Halten und Ausgeben des Spitzenwerts des Motorstrom-Detektiersignals vorgesehen. Wenn das eingegebene Motorstrom-Detektiersignal zu diesem Zeitpunkt kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, verkleinert eine Einrichtung (R1 und C1 in Fig. 9) zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals progressiv das so gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik (Fig. 5A). Wenn andererseits das Eingangssignal größer ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird bewirkt, dass das Eingangssignal dem Ausgangssignal folgt.
Das von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 ausgegebene Signal wird an eine zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 angelegt. Die zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 ist zum Detektieren, Halten und Ausgeben des Spitzenwerts des an die zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 angelegten Signals vorgesehen. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, verkleinert eine Einrichtung (R6 und C3 in Fig. 9) zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals progressiv das so gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik (Fig. 5B). Das gehaltene und ausgegebene Signal wird jedoch mit einer Rate, die kleiner ist als die für das von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 ausgegebene Signal, progressiv verkleinert. Wenn andererseits das Eingangssignal größer ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird bewirkt, dass das Ausgangssignal dem Eingangssignal folgt.
Das von der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12 gehaltene und ausgegebene Signal wird an eine Mindestwert-Halteschaltung 15 angelegt. Die Mindestwert-Halteschaltung 15 detektiert und hält den Mindestwert des angelegten Signals und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal größer ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, vergrößert eine Einrichtung (R8, R9, R10 und C4 in Fig. 9) zum progressiven Vergrößern des Ausgangssignals progressiv das gehaltene und ausgegebene Signal in Richtung eines vorbestimmten Werts Vref entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik, wie in Fig. 8A gezeigt. Wenn andererseits das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird bewirkt, dass das Ausgangssignal dem Eingangssignal folgt. Ferner ist die Mindestwert-Halteschaltung 15 mit einer Rücksetzschaltung 17 zum Rücksetzen des Ausgangssignals von der Mindestwert-Halteschaltung 15 zum Zeitpunkt des Beginns der Operation auf einen vorbestimmten Wert verbunden.
Das von der Mindestwert-Halteschaltung 15 gehaltene und ausgegebene Signal wird an eine Abweichungs-Berechnungseinrichtung 16 angelegt, Die Abweichungs-Berechnungseinrichtung 16 berechnet die Abweichung zwischen dem von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 ausgegebenen Signal und dem von der Mindestwert-Halteeinrichtung 15 ausgegebenen Signal und legt die Abweichung an die Steuereinrichtung 1 an. In Reaktion auf diese Abweichung steuert die Steuereinrichtung 1 durch Umschalten des Warte-Rotationsmodus zum Antreiben des Elektromotors 4 bei niedriger Spannung und niedriger Drehgeschwindigkeit einerseits und des Unterstützungs-Rotationsmodus zum Antreiben des Elektromotors 4 bei hoher Spannung und hoher Drehgeschwindigkeit andererseits, wie in Fig. 6B gezeigt. Die Steuereinrichtung 1 zeigt somit die an den Elektromotor 4 anzulegende Spannung an.
Die Operation einer Servolenkvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration ist nachstehend beschrieben.
Wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt und keine Lenkunterstützungskraft benötigt wird (wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom klein ist), gibt die Steuereinrichtung 1 ein Anzeigesignal zum Reduzieren der an den Elektromotor 4 anzulegenden Spannung um eine Stufe aus und reduziert somit die Leistung des Elektromotors 4, um den Energieverbrauch zu senken, wie in Fig. 6B gezeigt (Warte-Rotationsmodus).
Bei Betätigung des Lenkrads 7 wird das Steuerventil 6 aktiviert und steigt der Arbeitsöldruck mit steigender Last, wodurch der in dem Elektromotor 4 fließende Strom vergrößert wird. Wenn das mit dem Ausgangssignal von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und dem Ausgangssignal von der Mindestwert-Halteschaltung 15 gelieferte Ausgangssignal (die Abweichung) der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 einen vorbestimmten Wert erreicht, schaltet die Steuereinrichtung 1 den Motorantriebs-Steuermodus in den Unterstützungs-Rotationsmodus und erhöht somit die Leistung des Elektromotors 4.
Die erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 ist zum Detektieren, Halten und Ausgeben des Spitzenwerts des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals vorgesehen. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wie in Fig. 6A gezeigt, wird das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert.
Fig. 6A zeigt eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Motorstrom-Detektiersignal und dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 für den Fall, in dem der Schwellenwert des Ausgangssignals der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 auf einen konstanten Wert für das Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus gesetzt ist.
Selbst wenn sich das Motorstrom-Detektiersignal nahe einem Schwellenpegel nach oben oder unten verändert, hält die erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 den Spitzenwert des Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus, während das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert wird. Folglich schaltet die Steuereinrichtung 1 den Steuermodus nur einmal vom Warte-Rotationsmodus in den Unterstützungs-Rotationsmodus um, ohne ein Schlagen hervorzurufen, wie in Fig. 6B gezeigt. Wenn jedoch das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 aufgrund der progressiven Verkleinerung unter den Schwellenpegel fällt, schaltet die Steuereinrichtung 1 den Steuermodus vom Unterstützungs-Rotationsmodus in den Warte-Rotationsmodus um.
Die zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 detektiert und hält den Spitzenwert des Ausgangssignals der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und gibt diesen aus. Wenn jedoch das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal mit einer Rate, die kleiner ist als die für das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert- Halteschaltung 11, progressiv verkleinert, wie in Fig. 7A gezeigt.
Folglich wird das Ausgangssignal der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12, das dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 im wesentlichen gleich ist, wenn der Spitzenwert detektiert wird, mit einer Rate, die kleiner ist als die für das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11, progressiv verkleinert, wenn das gehaltene und ausgegebene Signal progressiv verkleinert wird. In der Einrichtung (R8, R9 und R10 in Fig. 9) zum progressiven Vergrößern des Ausgangssignals der Mindestwert-Halteschaltung 15 und der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12 wird daher die Komponente (in Fig. 7A mit A bezeichnet), die durch die Trägheitsdrehung der Hydraulikpumpe 5 zum Zeitpunkt des Übergangs vom Unterstützungs-Rotationsmodus (hohe Drehgeschwindigkeit) zum Warte-Rotationsmodus (niedrige Drehgeschwindigkeit) erzeugt wird und in dem Motorstrom-Detektiersignal und dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 enthalten ist, entfernt. Eine solche Komponente wird daher nicht von der Mindestwert-Halteschaltung 15 detektiert.
Die Mindestwert-Halteschaltung 15 detektiert und hält den Mindestwert des Ausgangssignals der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12 und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal größer ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik (z. B. mit einer Zeitkonstante von mehreren zehn Sekunden bis mehreren Minuten) progressiv in Richtung eines vorbestimmten Werts Vref erhöht, wie in Fig. 8A gezeigt.
Der viskose Widerstand des Öls verändert sich mit der Temperatur, wodurch wiederum die Last des Elektromotors 4 verändert wird. Selbst in Abwesenheit einer Last (in Abwesenheit eines Lenk-Eingangssignals bei nicht betätigtem Lenkrad) bleibt das Motorstrom-Detektiersignal (Leerlaufstrom) daher über den Zeitraum ab dem Beginn der Operation nicht konstant, der Leerlaufstrom erfährt jedoch mit steigender Öltemperatur (die bei einer vorbestimmten Temperatur im wesentlichen festgelegt ist) ab dem Beginn der Operation eine Veränderung nach unten, wie in Fig. 7A gezeigt.
Ferner wird der viskose Widerstand des Öls durch säkulare Schwankungen verringert, und daher verändert sich der Leerlaufstrom mit der Zeit (nach unten).
Die Mindestwert-Halteschaltung 15 kann die von den oben genannten Faktoren hervorgerufenen Schwankungen des Leerlaufstroms detektieren. Das von der Mindestwert-Halteschaltung 15 gehaltene und ausgegebene Signal wird progressiv in Richtung des vorbestimmten Werts Vref vergrößert, um die Vergrößerung des Leerlaufstroms aufgrund des Abfalls der Öltemperatur oder ähnlicher Faktoren aufzunehmen. Das von der Mindestwert-Halteschaltung 15 ausgegebene Signal wird zum Berechnen der Abweichung gegenüber dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 an die Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 angelegt, und die so erhaltene Abweichung (Offset) wird an die Steuereinrichtung 1 angelegt.
Diese Abweichung enthält keine Schwankung des Leerlaufstroms, und die Beurteilungseinrichtung in der Steuereinrichtung 1 führt eine Beurteilung hinsichtlich des Warte-Rotationsmodus durch, oder der Unterstützungs-Rotationsmodus wird auf der Basis des Leerlaufstroms beurteilt.
Angesichts der Tatsache, dass die Zeitkonstante zum Vergrößern des Ausgangssignals z. B. mehrere zehn Sekunden bis mehrere Minuten beträgt, kann die Mindestwert-Halteschaltung 15 das Ausgangssignal nicht sofort zum Zeitpunkt des Beginns der Operation (wenn das unmittelbar vorhergehende Eingangssignal zu der Mindestwert-Halteschaltung 15 Null ist) auf den Pegel des Leerlaufstroms vergrößern, sondern sie benötigt dazu mehrere Minuten. Somit setzt die Rücksetzschaltung 17 zum Zeitpunkt des Beginns der Operation das Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung 15 auf den vorbestimmten Wert Vref, der gleich oder höher ist als der Leerlaufstrompegel, wie in Fig. 8A gezeigt, und wird die Rücksetzbedingung innerhalb einer kurzen Zeit freigegeben (Fig. 8B). Der vorbestimmte Wert Vref nimmt einen Wert entsprechend einem vorstellbaren Maximalwert (z. B. 15 A) des Leerlaufstroms an.
Fig. 9 zeigt eine beispielhafte Schaltung für die oben beschriebene Servolenkvorrichtung.
In der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 ist eine Diode D1 in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgangsanschluss eines Operationsverstärkers 20 verbunden, dessen nicht invertierendem Eingangsanschluss ein Motorstrom-Detektiersignal zugeführt wird. Die Kathode der Diode D1 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 20 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Die Kathode der Diode D1 ist einerseits mit einem Widerstand R1 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und andererseits mit einem Widerstand R2 verbunden, dessen anderer Anschluss mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 21 verbunden ist. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 21 ist andererseits mit einem Kondensator C1 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist.
Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 21 wird über eine Parallelschaltung mit einem Widerstand R4 und einem Kondensator C2 negativ zurückgeführt, und der Operationsverstärker 21 bildet einen Differentialverstärker, dessen invertierender Eingangsanschluss mit einem Widerstand R3 verbunden ist und dessen anderer Anschluss geerdet ist. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 21 ist mit einem Widerstand R5 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist.
Die erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 wäre bei Nichtvorhandensein des Widerstands R1 eine normale Spitzenwert-Halteschaltung. Durch Vorsehen des Widerstands R1 wird jedoch das gehaltene und ausgegebene Signal gemäß der von dem Widerstand R1 und dem Kondensator C1 bestimmten Zeitkonstante gedämpft. Das so gedämpfte Signal wird von dem Differentialverstärker des Operationsverstärkers 21 verstärkt und an die zweite Spitzenwert- Halteschaltung 21 angelegt.
In der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12 wird eine Diode D2 in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgangsanschluss eines Operationsverstärkers 22 verbunden, dessen nicht invertierender Eingangsanschluss mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 21 verbunden ist. Die Kathode der Diode D2 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 22 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Die Kathode der Diode D2 ist einerseits mit einem Widerstand R6 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und andererseits mit einem Widerstand R7 verbunden, dessen anderer Anschluss mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 23 der Mindestwert-Halteschaltung 15 verbunden ist. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 ist andererseits mit einem Kondensator C3 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist.
Die zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 wäre bei Nichtvorhandensein des Widerstands R6 eine normale Spitzenwert-Halteschaltung. Durch Vorsehen des Widerstands R6 wird jedoch das gehaltene und ausgegebene Signal gemäß der von dem Widerstand R6 und dem Kondensator C3 bestimmten Zeitkonstante gedämpft. Das so gedämpfte Signal wird an den Operationsverstärkers 23 der Mindestwert-Halteschaltung 15 angelegt.
In der Mindestwert-Halteschaltung 15 ist eine Diode D3 in umgekehrter Richtung mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 23 verbunden. Die Anode der Diode D3 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 23 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Die Anode der Diode D3 ist mit einem Widerstand R8 verbunden, dessen anderem Anschluss eine vorbestimmte Spannung Vref zugeführt wird, die durch Dividieren der Spannung einer 8 V-Energiequelle durch Widerstände R9 und R10 erhalten wird.
Die Anode der Diode D3 ist mit einem Widerstand R11 verbunden, dessen anderer Anschluss mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 24 verbunden ist. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 24 ist wiederum mit einem Kondensator C4 verbunden, dessen andere Anschluss geerdet ist. Der Operationsverstärker 24 ist eine Pufferschaltung, deren Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird.
Die Mindestwert-Halteschaltung 15 wäre bei Nichtvorhandensein des Widerstands R8 eine normale Mindestwert-Halteschaltung. Durch Vorsehen des Widerstands R8 wird jedoch das gehaltene und ausgegebene Signal gemäß der von dem Widerstand R8 und dem Kondensator C4 bestimmten Zeitkonstante progressiv in Richtung des vorbestimmten Spannungswerts Vref vergrößert. Das so progressiv vergrößerte Signal wird über die Pufferschaltung des Operationsverstärkers 24 an die Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 angelegt.
Die Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 ist ein Differentialverstärker, dessen Ausgangssignal über eine Parallelschaltung mit einem Widerstand R13 und einem Kondensator C6 negativ zu einem Operationsverstärker 25 zurückgeführt wird. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 25 ist mit einem Widerstand R16 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist.
Dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 25 wird das Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung 15 über einen Widerstand R12 zugeführt. Dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 25 wird andererseits das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert- Halteschaltung 11 über eine Glättungsschaltung mit Widerständen R14, R15 und einen Kondensator C5 zugeführt.
Die Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 berechnet mittels des Differentialverstärkers des Operationsverstärkers 25 die Abweichung zwischen dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und dem Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung 15. Die so berechnete Abweichung wird an die Steuereinrichtung 1 angelegt.
In der Steuereinrichtung 1 wird die von der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 berechnete und erzeugte Abweichung an den invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 26 angelegt. Der Operationsverstärker 26 ist ein Komparator, dessen nicht invertierendem Eingangsanschluss das Ausgangssignal einer (in Fig. 4 nicht gezeigten) Schwellenwert-Bestimmungsschaltung 18, die später beschrieben wird, zugeführt wird. Der Operationsverstärker 26 schaltet einen NPN-Transistor 29 ab, dessen Emitter geerdet ist und dessen Basis mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 26 verbunden ist, wenn die Abweichung von der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 größer ist als das Ausgangssignal der Schwellenwert-Bestimmungsschaltung 18, und schaltet den NPN-Transistor 29 ein, wenn die Abweichung von der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 kleiner ist als das Ausgangssignal der Schwellenwert-Bestimmungsschaltung 18.
Der Kollektor des NPN-Transistors 29 ist einerseits mit einem Widerstand R18 verbunden, dessen anderer Anschluss mit einer 8 V-Energiequelle verbunden ist, und andererseits mit einem Schiebewiderstand R17 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist. Der Schiebeanschluss des Schiebewiderstands R17 ist mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 27 verbunden. Der Operationsverstärker 27 ist eine Spitzenwert-Halteschaltung, deren Ausgangsanschluss in Vorwärtsrichtung mit einer Diode D4 verbunden ist, deren Kathode einerseits mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 27 und andererseits mit einem Kondensator C7 verbunden ist, dessen anderer Anschluss geerdet ist. Die Kathode der Diode D4 ist ferner über einen Widerstand R20 mit dem Schiebeanschluss eines Schiebewiderstands R19 verbunden, dessen einer Anschluss mit einer 8 V-Energiequelle verbunden ist und dessen anderer Anschluss geerdet ist.
Wenn der NPN-Transistor 29 abgeschaltet ist, wird dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 27 ein von dem Widerstand R18 und dem Schiebewiderstand R17 bestimmtes positives Potential zugeführt, so dass die Kathode der Diode D4 auf einem hohen Potential gehalten wird. Dieses hohe Potential wird als Motorsteuerungs-Targetwert (ein Targetwert der an den Elektromotor 4 angelegten Spannung) (Unterstützungs-Rotationsmodus) an die Motorantriebsschaltung 2 (Fig. 4) angelegt.
Solange der NPN-Transistor 29 eingeschaltet bleibt, nimmt der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R18 und dem Schiebewiderstand R17 im wesentlichen ein Nullpotential an. In diesem Zustand wird dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 27 im wesentlichen ein Nullpotential zugeführt und nimmt der Ausgang des Operationsverstärkers 27 im wesentlichen ein Nullpotential an. Dabei nimmt die Kathode der Diode D4 ein von dem Schiebewiderstand R19 und einem Widerstand R20 bestimmtes vergleichsweise niedriges Potential an und wird dieses niedrige Potential als Motorsteuerungs-Targetwert an die Motorantriebsschaltung 2 angelegt (Warte-Rotationsmodus).
Der Motorsteuerungs-Targetwert wird an den nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 28 der Schwellenwert-Bestimmungsschaltung 18 angelegt. Die Schwellenwert-Bestimmungsschaltung 18 ist ein Differentialverstärker, dessen Ausgangssignal über eine Parallelschaltung mit einem Widerstand R24 und einem Kondensator C9 negativ zu dem Operationsverstärker 28 zurückgeführt wird. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 28 ist mit einem Widerstand R25 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist.
Der invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 28 ist über einen Widerstand R23 mit dem Schiebeanschluss eines Schiebewiderstands R22 verbunden, dessen einer Anschluss mit einer 8 V-Energiequelle verbunden ist und dessen anderer Anschluss geerdet ist.
Die Schwellenwert-Bestimmungsschaltung 18 berechnet die Differenz zwischen einem Motorsteuerungs-Targetwert und einem von dem Schiebewiderstand R22 und dem Widerstand R23 über den Differentialverstärker des Operationsverstärkers 28 bestimmten Potential. Die so berechnete Differenz wird an den nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 26 der Steuereinrichtung 1 angelegt.
In der Rücksetzschaltung 17 ist die Anode einer Zener-Diode D5, deren Kathode von einer 12 V-Energiequelle versorgt wird, mit der Basis eines NPN- Transistors 30 verbunden, wobei der Emitter geerdet ist. Der Kollektor des NPN-Transistors 30 ist einerseits mit einem Widerstand R21 verbunden, dessen anderer Anschluss mit einer 8 V-Energiequelle verbunden ist, und andererseits mit der Basis eines NPN-Transistors 31 verbunden, wobei der Emitter geerdet ist.
Der Kollektor des NPN-Transistors 31 ist mit einem Kondensator C8 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und ferner mit einem Widerstand R32 verbunden, dessen anderer Anschluss mit der Basis eines PNP-Transistors 32 verbunden ist. Der Emitter des PNP-Transistors 32 ist mit einer 8 V-Energiequelle verbunden, und der Kollektor des PNP-Transistors 32 ist mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 24 (Pufferschaltung) der Mindestwert-Halteschaltung 15 verbunden.
Wenn die Energie zum Zeitpunkt des Beginns der Operation eingeschaltet wird, schalten sich die NPN-Transistoren 30 und 31 in der Rücksetzschaltung 17 ein; das gleiche gilt für den PNP-Transistor 32. Ein Potential von ungefähr 8 V wird somit an den nicht invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 24 angelegt. Trotzdem wird der Kondensator C8 von dem Basisstrom des PNP-Transistors 32 geladen, wobei der Widerstand R32 eine Begrenzung darstellt, und mit dem Anstieg des Basispotentials des PNP-Transistors 32 schaltet sich der PNP-Transistor 32 ab, was dazu führt, dass das Potential des nicht invertierenden Eingangsanschlusses des Operationsverstärkers 24 den gleichen Pegel annimmt wie am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R11 und dem Kondensator C4.
Fig. 10A zeigt eine Modifikation der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12. In den Spitzenwert-Halteschaltungen wird dem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 32 ein Signal zugeführt, dessen Spitzenwert detektiert werden soll, und ist der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 33 in Vorwärtsrichtung mit einer Diode D6 verbunden. Die Diode D6 ist mit einem Widerstand R26 parallelgeschaltet, und die Kathode der Diode D6 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 33 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Ferner ist die Kathode der Diode D6 mit einem Kondensator C10 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und wird das gehaltene und ausgegebene Signal der Spitzenwert-Halteschaltung von der Kathode der Diode D6 ausgegeben.
Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung wird durch den in dem Widerstand R26 (Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals) fließenden Strom entsprechend der von dem Widerstand R26 und dem Kondensator C10 bestimmten Zeitkonstante in Richtung des Eingangssignals (Ausgangssignal des Operationsverstärkers 33) gedämpft, wie in Fig. 10B gezeigt (Eingang und Ausgang sind durch dünne bzw. dicke Linien dargestellt, wie es in ähnlicher Weise in der folgenden Beschreibung der Fall ist).
Fig. 10C zeigt eine weitere Modifikation der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12. Bei dieser Spitzenwert- Halteschaltung wird ein Signal, dessen Spitzenwert detektiert werden soll, an den nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 34 angelegt und ist eine Diode D7 in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 34 verbunden. Die Kathode der Diode D7 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 34 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Ferner ist die Kathode der Diode D7 einerseits mit einem Kondensator C11 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und andererseits mit einem Widerstand R27 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist. Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung wird von der Kathode der Diode D7 erzeugt.
Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung wird entsprechend der von dem Widerstand R27 und dem Kondensator C11 bestimmten Zeitkonstante in Richtung des 0 V-Potentials gedämpft, wie in Fig. 10D gezeigt, und zwar durch den in dem Widerstand R27 (Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals) fließenden Strom.
Fig. 11A zeigt eine weitere Modifikation der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12. Bei dieser Modifikation der Spitzenwert-Halteschaltung wird dem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 35 ein Signal zugeführt, dessen Spitzenwert detektiert werden soll, und ist eine Diode D8 in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 35 verbunden. Die Kathode der Diode D8 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 35 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Ferner ist die Kathode der Diode D8 mit einem Kondensator C12 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und ferner mit einer Konstantstromquelle 39 verbunden, deren anderer Anschluss geerdet ist. Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung wird von der Kathode der Diode D8 erzeugt.
Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung wird entsprechen einer linearen Charakteristik mit einem von dem Kondensator C12 und dem Konstantstrom der Konstantstromquelle 39 bestimmten Neigungswinkel in Richtung des Eingangssignals (Ausgangssignal des Operationsverstärkers 35) gedämpft, wie in Fig. 11B gezeigt, und zwar durch den Konstantstrom der Konstantstromquelle 39 (Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals).
Fig. 11C zeigt eine weitere Modifikation der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12. Bei dieser Modifikation der Spitzenwert-Halteschaltung wird dem nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 36 ein Signal zugeführt, dessen Spitzenwert detektiert werden soll, und ist eine Diode D9 in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 36 verbunden. Die Kathode der Diode D9 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 36 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Ferner ist die Kathode der Diode D9 über einen Widerstand R28 mit einem Kondensator C13 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und mit einem Widerstand R29 verbunden, dessen anderer Anschluss ebenfalls geerdet ist. Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung wird von dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R28, dem Kondensator C13 und dem Widerstand R29 erzeugt (es wird angenommen, dass R28 < < R29 ist).
Das Ausgangssignal von der Spitzenwert-Halteschaltung, wie in Fig. 11D gezeigt, wird durch die Operation des Widerstands R28 und des Kondensators C13 an der ansteigenden Flanke des Eingangssignals leicht beeinträchtigt, und dem folgt eine Dämpfung des Ausgangssignals in Richtung des 0 V-Potentials entsprechend der von dem Widerstand R29 (Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals) und dem Kondensator C13 bestimmten Zeitkonstante an der abfallenden Flanke des Eingangssignals.
Die Spitzenwert-Halteschaltung, die durch Vorsehen eines Widerstands R28 in der in Fig. 100 gezeigten Spitzenwert-Halteschaltung gebildet wird, reduziert die durch das Ansprechen des Operationsverstärkers hervorgerufene Ausgangswelligkeit (Schwankungsbreite) der Spitzenwert-Halteschaltung, was zu einem größeren Glättungseffekt führt, wie in Fig. 12 gezeigt.
Fig. 13A zeigt eine Modifikation der Mindestwert-Halteschaltung 15. Bei dieser Modifikation der Mindestwert-Halteschaltung wird ein Signal, dessen Mindestwert detektiert werden soll, an den nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 37 angelegt und ist eine Diode D10 in umgekehrter Richtung mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 37 verbunden. Die Diode D10 ist mit einem Widerstand R30 parallelgeschaltet, und die Anode der Diode D10 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 37 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Ferner ist die Anode der Diode D10 mit einem Kondensator C14 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und wird das Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung von der Anode der Diode D10 ausgegeben.
Das Ausgangssignal dieser Mindestwert-Halteschaltung wird entsprechend der von dem Widerstand R30 und dem Kondensator C14 bestimmten Zeitkonstante in Richtung des Eingangssignals (Ausgangssignal des Operationsverstärkers 37) vergrößert, wie in Fig. 13B gezeigt, und zwar durch den Strom dividiert durch den Widerstand R30 (Einrichtung zum progressiven Vergrößern des Ausgangssignals).
Eine weitere Modifikation der Mindestwert-Halteschaltung 15 ist in Fig. 13C gezeigt. Bei dieser Mindestwert-Halteschaltung wird ein Signal, dessen Mindestwert detektiert werden soll, an den nicht invertierenden Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers 38 angelegt und ist eine Diode D11 in umgekehrter Richtung mit dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 38 verbunden. Die Anode der Diode D11 ist mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 38 verbunden, dessen Ausgangssignal negativ zurückgeführt wird. Ferner ist die Anode der Diode D11 einerseits mit einem Kondensator C15 verbunden, dessen anderer Anschluss geerdet ist, und andererseits mit einem Widerstand R31 verbunden, dessen anderem Anschluss ein vorbestimmtes Potential Vref zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung wird von der Anode der Diode D11 erzeugt.
Das Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung wird entsprechend der von dem Widerstand R31 (Einrichtung zum progressiven Vergrößern des Ausgangssignals) und dem Kondensator C15 bestimmten Zeitkonstante in Richtung des vorbestimmten Potentials Vref erhöht, dessen Obergrenze das Eingangssignal (Ausgangssignal des Verstärkers 38) ist, wie in Fig. 13D gezeigt, und zwar durch den in dem Widerstand R31 fließenden Strom.

Ausführungsform 2:

Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Bei dieser Servolenkvorrichtung legt eine Motorantriebsschaltung 2 eine Spannung an einen Elektromotor 4 an und treibt diesen drehend an, und zwar gemäß der angelegten Spannung entsprechend einer von einer Steuereinrichtung 1 spezifizierten Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4, so dass der Elektromotor 4 durch Antreiben einer Hydraulikpumpe 5 einen Arbeitsöldruck erzeugt.
Das Lenkrad 7 wird betätigt, wodurch eine Getriebeeinheit einschließlich eines am unteren Ende einer Lenksäule angeordneten Ritzels 6c aktiviert wird, ein Steuerventil 6 steuert den Druck des Arbeitsöls, das unter Druck zu Rohrleitungen 6a, 6b, die mit einem Arbeitszylinder in Verbindung stehen, transportiert wird. Dadurch wird der Arbeitszylinder aktiviert, wodurch eine Lenkunterstützungskraft in einem Ausmaß und einer Richtung erzeugt wird, in der das Lenkrad 7 betätigt wird.
Eine Motorstrom-Detektierschaltung 3 (Lastdetektiereinrichtung) ist zwischen der Motorantriebsschaltung 2 und dem Elektromotor 4 angeordnet, um den in dem Elektromotor 4 fließenden Strom zu detektieren. Das daraus resultierende Motorstrom-Detektiersignal wird an ein Tiefpassfilter 19 angelegt, das zum Glätten des Motorstrom-Detektiersignals wie in Fig. 15 gezeigt vorgesehen ist.
Das von dem Tiefpassfilter 19 geglättete Motorstrom-Detektiersignal wird an die Mindestwert-Halteschaltung 15 angelegt. Die Mindestwert-Halteschaltung 15 wiederum detektiert und hält den Mindestwert des Eingangssignals und gibt diesen aus. Dabei wird, wenn das Eingangssignal größer ist als das so gehaltene und ausgegebene Signal, das gehaltene und ausgegebene Signal von der Einrichtung zum progressiven Vergrößern des Ausgangssignals entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv in Richtung eines vorbestimmten Werts Vref vergrößert, wie in Fig. 8A gezeigt. Wenn andererseits das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird bewirkt, dass das Ausgangssignal dem Eingangssignal folgt.
Ferner ist die Mindestwert-Halteschaltung 15 mit einer Rücksetzschaltung 17 zum Rücksetzen des Ausgangssignals der Mindestwert-Halteschaltung 15 zum Zeitpunkt des Beginns der Operation auf einen vorbestimmten Wert verbunden.
Das von der Mindestwert-Halteschaltung 15 ausgegebene Signal wird an eine Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 angelegt. In der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 wird eine Abweichung zwischen dem von dem Tiefpassfilter 19 geglätteten Motorstrom-Detektiersignal und dem Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung 15 berechnet und an die Steuereinrichtung 1 angelegt. Mittels dieser Abweichung steuert die Steuereinrichtung 1 durch Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus zum Antreiben des Elektromotors 4 bei niedriger Drehgeschwindigkeit und dem Unterstützungs-Rotationsmodus zum Antreiben des Elektromotors 4 bei hoher Drehgeschwindigkeit, wie in Fig. 16 gezeigt, wodurch die an den Elektromotor 4 anzulegende Spannung angezeigt wird.
Nachstehend wird die Operation der Servolenkvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
Wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt und keine Lenkunterstützungskraft benötigt wird (wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom klein ist), gibt die Steuereinrichtung 1 ein Anzeigesignal zum Anzeigen einer niedrigen Target- Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 aus, wie in Fig. 16 gezeigt, wodurch die Leistung des Elektromotors 4 gesenkt wird (Warte-Rotationsmodus), um den Energieverbrauch zu senken.
Bei Betätigung des Lenkrads 7 wird dagegen das Steuerventil 6 aktiviert und steigt der Arbeitsöldruck mit steigender Last, wodurch der in dem Elektromotor 4 fließende Strom vergrößert wird. Wenn das Ausgangssignal (die Abweichung) der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 einen vorbestimmten Wert erreicht, wobei das Ausgangssignal der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 zusammen mit dem Ausgangssignal von dem Tiefpassfilter 19 geliefert wird, an welches das Motorstrom-Detektiersignal der Motorstrom-Detektierschaltung 3 einerseits und das Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung 15, das mit dem Ausgangssignal des Tiefpassfilters 19 geliefert wird, angelegt ist, schaltet die Steuereinrichtung 1 den Motorantriebs-Steuermodus in den Unterstützungs-Rotationsmodus und erhöht somit die Leistung des Elektromotors 4.
Das Tiefpassfilter 19 glättet das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal. Die Mindestwert-Halteschaltung 15 detektiert und hält den Mindestwert des Ausgangssignals des Tiefpassfilters 19 und gibt diesen aus. Wenn das Ausgangssignal größer ist als das so gehaltene und ausgegebene Signal, wie in Fig. 8A gezeigt, wird das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik (mit einer Zeitkonstante von z. B. mehreren zehn Sekunden bis mehreren Minuten) progressiv in Richtung des vorbestimmten Werts Vref erhöht. Die weiteren Operationen der Mindestwert-Halteschaltung 15 und der Rücksetzschaltung 17, die denen der Mindestwert-Halteschaltung 15 bzw. der Rücksetzschaltung 17 der Servolenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform im wesentlichen gleich sind, werden an dieser Stelle nicht weiter erläutert.
Das von der Mindestwert-Halteschaltung 15 ausgegebene Signal wird an die Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 angelegt, in der die Abweichung zwischen diesem Signal und dem von dem Tiefpassfilter 19 ausgegebenen Signal berechnet und an die Steuereinrichtung 1 angelegt wird. Diese Abweichung enthält die Schwankungen des Leerlaufstroms, und daher erfolgt die Beurteilung zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus in der Steuereinrichtung 1 auf der Basis des Leerlaufstroms.
Ferner wird in dem Tiefpassfilter 19 das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal geglättet und wird die Schwankungsbreite reduziert, wie in Fig. 15 gezeigt. Das Schlagen der Lenkunterstützung kann somit reduziert werden, während gleichzeitig bewirkt werden kann, dass sich der Schwellenwert zum Steuern der Umschaltung zwischen Warte-Rotationsmodus und Unterstützungs-Rotationsmodus der Steuereinrichtung 1 dem Leerlaufstrom annähert, wie in Fig. 16 gezeigt, wodurch das Ansprechen der Lenkunterstützung verbessert wird.

Ausführungsform 3:

Fig. 17 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. Bei dieser Servolenkvorrichtung wird ein von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 (Lastdetektiereinrichtung) ausgegebenes Motorstrom-Detektiersignal an eine erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 angelegt. Die erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 detektiert und hält den Spitzenwert dieses Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus. Unter der Annahme, dass das so eingegebene Motorstrom-Detektiersignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, verkleinert dabei die Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals das von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorgegebenen Charakteristik (Fig. 5A). Das von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 ausgegebene Signal wird an die Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 angelegt.
Das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 (Lastdetektiereinrichtung) ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal wird ferner an die zweite Spitzenwert- Halteschaltung 12 angelegt. Die zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 detektiert und hält den Spitzenwert des eingegebenen Signals und gibt diesen aus. Wenn das eingegebene Signal kleiner ist als das so gehaltene und ausgegebene Signal, verkleinert die Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals progressiv das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik (Fig. 5B). Das so gehaltene und ausgegebene Signal wird jedoch mit einer Rate verkleinert, die kleiner ist als die für das von der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 gehaltene und ausgegebene Signal. Die übrigen Teile der Konfiguration sind den entsprechenden Teilen der Servolenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform im wesentlichen gleich und werden daher hier nicht beschrieben.
Die Operation der Servolenkvorrichtung mit der oben beschriebenen Konfiguration wird nachstehend erläutert.
Wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt und keine Lenkunterstützungskraft benötigt wird (wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom klein ist), gibt die Steuereinrichtung 1 ein Anzeigesignal aus, das eine Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen niedrigen Pegel spezifiziert, wie in Fig. 6B gezeigt, um den Energieverbrauch zu senken, wodurch die Leistung des Elektromotors 4 (Warte-Rotationsmodus) verringert wird.
Bei Betätigung des Lenkrads 7 wird dagegen das Steuerventil 6 aktiviert und steigt der Arbeitsöldruck mit steigender Last, wodurch der in dem Elektromotor 4 fließende Strom vergrößert wird. Wenn ein vorbestimmter Wert der von der Abweichungs-Berechnungsschaltung 16 berechneten Abweichung zwischen dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 und dem Ausgangssignal der Mindestwert-Halteschaltung 15 erreicht ist, schaltet die Steuereinrichtung 1 den Motorantriebs-Steuermodus in den Unterstützungs-Rotationsmodus und erhöht somit die Leistung des Elektromotors 4.
Die erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 detektiert und hält den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wie in Fig. 6A gezeigt.
Fig. 6A zeigt die Beziehung zwischen dem Motorstrom-Detektiersignal und dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 für den Fall, in dem der Schwellenwert des Ausgangssignals der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 zum Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus konstant gehalten wird. Selbst wenn sich das Motorstrom-Detektiersignal nahe einem Schwellenpegel nach oben oder unten verändert, hält die erste Spitzenwert-Halteschaltung 11 den Spitzenwert des Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus. Das gehaltene und ausgegebene Signal wird jedoch entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert. Folglich schaltet die Steuereinrichtung 1 den Steuermodus nur einmal vom Warte-Rotationsmodus in den Unterstützungs-Rotationsmodus um, ohne ein Schlagen hervorzurufen, wie in Fig. 6B gezeigt. Wenn andererseits das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 progressiv auf einen Pegel unterhalb des Schwellenwerts verkleinert wird, schaltet die Steuereinrichtung 1 den Steuermodus vom Unterstützungs-Rotationsmodus in den Warte-Rotationsmodus um.
Die zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 detektiert und hält den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal mit einer Rate, die kleiner ist als die für das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11, progressiv verkleinert, wie in Fig. 7 gezeigt. Folglich wird das Ausgangssignal der zweiten Spitzenwert-Halteschaltung 12, das dem Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11 im wesentlichen gleich bleibt, solange der Spitzenwert detektiert wird, mit einer Rate, die kleiner ist als die für das Ausgangssignal der ersten Spitzenwert-Halteschaltung 11, progressiv verkleinert.
Die zweite Spitzenwert-Halteschaltung 12 und die Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals entfernen die Signalkomponente (in Fig. 7A mit A bezeichnet), die in dem Ausgang des Motorstrom-Detektiersignals enthalten ist und durch die Trägheitsdrehung der Hydraulikpumpe 5 und des Elektromotors 4 zum Zeitpunkt des Übergangs (Fig. 7B) vom Unterstützungs- Rotationsmodus (hohe Drehgeschwindigkeit) zum Warte-Rotationsmodus (niedrige Drehgeschwindigkeit) erzeugt wird. Die Mindestwert-Halteschaltung 15 detektiert somit diese spezielle Signalkomponente nicht. Die weiteren Operationen sind den entsprechenden Operationen der Servolenkvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform im wesentlichen gleich und werden daher nicht detailliert beschrieben.

Ausführungsform 4:

Fig. 18 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform. Bei dieser Servolenkvorrichtung führt eine Motorantriebsschaltung 2 einen Drehantrieb durch Anlegen einer Spannung an den Elektromotor 4 durch, und zwar gemäß der angelegten Spannung entsprechend einer von einer Steuereinrichtung 1a spezifizierten Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4, und der Elektromotor 4 erzeugt somit durch Antreiben einer Hydraulikpumpe 5 einen Arbeitsöldruck.
Bei Betätigung eines Lenkrads 7 und der daraus resultierenden Operation einer Getriebeeinheit mit einem am unteren Ende einer Lenksäule angeordneten Ritzel 6c steuert ein Steuerventil 6 den Druck des Arbeitsöls, das unter Druck zu Rohrleitungen 6a, 6b, die mit einem Arbeitszylinder in Verbindung stehen, transportiert wird. Dadurch wird der Arbeitszylinder aktiviert, wodurch eine Lenkunterstützungskraft in einem Ausmaß und einer Richtung erzeugt wird, in der das Lenkrad 7 betätigt wird.
Eine Motorstrom-Detektierschaltung 3 ist zwischen der Motorantriebsschaltung 2 und dem Elektromotor 4 angeordnet, um den in dem Elektromotor 4 fließenden Strom zu detektieren. Das Motorstrom-Detektiersignal wird an eine Spitzenwert-Halteschaltung 8 angelegt, in der der Spitzenwert des Signals gehalten und ausgegeben wird, der danach an eine Differenzierschaltung 10 angelegt wird. Die Differenzierschaltung 10 differenziert das so gehaltene und ausgegebene Signal, und das so differenzierte Signal (Parameterberechnungswert) wird an einen Beurteilungsabschnitt 9a angelegt. Der Beurteilungsabschnitt 9a beurteilt die relativen Größen zwischen dem differenzierten Wert und einem vorbestimmten Wert und legt das Ergebnis der Beurteilung an die Steuereinrichtung 1a an. Die Steuereinrichtung 1a spezifiziert eine Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 entsprechend der Beurteilung.
Die Spitzenwert-Halteschaltung 8 detektiert und hält den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das so gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal von der Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wie in Fig. 19C gezeigt.
Die Operation der Servolenkvorrichtung mit der oben genannten Konfiguration wird nachstehend beschrieben.
Wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt und keine Lenkunterstützungskraft benötigt wird (z. B. wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom klein ist), gibt die Steuereinrichtung 1a ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen niedrigen Pegel aus und reduziert somit die Leistung des Elektromotors 4, um den Energieverbrauch zu senken, wie in Fig. 22 gezeigt (Warte-Rotationsmodus).
Eine Spitzenwert-Halteschaltung 8 detektiert den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals, hält den so detektierten Wert und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert. Ein Differenzierabschnitt 10 differenziert normalerweise das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 und legt den differenzierten Wert an einen Beurteilungsabschnitt 9a an. Der Beurteilungsabschnitt 9a beurteilt die relativen Größen des differenzierten Werts und eines vorbestimmten Werts und legt das Beurteilungsergebnis an die Steuereinrichtung 1a an.
Bei Betätigung des Lenkrads 7 wird ein Steuerventil 6 aktiviert und steigt der Arbeitsöldruck mit steigender Last, wodurch der in dem Elektromotor 4 fließende Strom vergrößert wird. Wenn das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal so vergrößert wird, wird auch das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 vergrößert, was zu einem höheren Wert des gehaltenen und ausgegebenen Signals führt, das von dem Differenzierabschnitt 10 differenziert wird. Wenn dieser differenzierte Wert (Parameter-Berechnungswert) auf einen Wert steigt, der größer ist als ein vorbestimmter Wert P1, legt der Beurteilungsabschnitt 9a das Beurteilungsergebnis an die Steuereinrichtung 1a an. In Reaktion auf das Beurteilungsergebnis gibt die Steuereinrichtung 1a ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen hohen Pegel aus, wie in Fig. 22 gezeigt. Entsprechend diesem Anzeigesignal treibt die Motorantriebsschaltung 2 den Elektromotor 4 durch Erhöhen der angelegten Spannung um eine Stufe drehend an und vergrößert dadurch die Leistung des Elektromotors 4 (Unterstützungs-Rotationsmodus).
Wenn andererseits die Betätigung des Lenkrads 7 beendet wird, fällt der Arbeitsöldruck mit reduzierter Last, was dazu führt, dass in dem Elektromotor 4 weniger Strom fließt, wodurch das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal verkleinert wird. Dann wird das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, so dass der Wert des gehaltenen und ausgegebenen Signals, das von dem Differenzierabschnitt 10 differenziert wird, ebenfalls verringert wird (und einen negativen Wert annimmt). Wenn der differenzierte Wert (Parameterberechnungswert) unter einen vorbestimmten Wert P2 fällt, legt der Beurteilungsabschnitt 9a das Beurteilungsergebnis an die Steuereinrichtung 1a an. Die Steuereinrichtung 1a, wie in Fig. 22 gezeigt, gibt ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf den niedrigen Pegel entsprechend dem Beurteilungsergebnis an. In Reaktion auf das Anzeigesignal verringert die Motorantriebsschaltung 2 die an den Elektromotor 4 anzulegende Spannung um eine Stufe und treibt den Elektromotor 4 drehend an, so dass die Leistung des Elektromotors verringert wird (Warte-Rotationsmodus).
Bei Nichtvorhandensein der Spitzenwert-Halteschaltung 8 würde der Wert des in dem Elektromotor 4 fließenden Stroms, der z. B. in Fig. 19A gezeigt ist und von dem Differenzierabschnitt 10 differenziert wird, keinen Teil aufweisen, der besonders hervorgehoben ist, wie in Fig. 19B gezeigt.
Im Gegensatz dazu folgt bei dieser Servolenkvorrichtung, bei der die Betätigung des Lenkrads 7 den in dem Elektromotor 4 fließenden Strom rasch vergrößert, das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 der raschen Vergrößerung des Stroms, wie in Fig. 19C gezeigt. So wird z. B. bei einer periodischen und monotonen Veränderung der Charakteristiken, wie z. B. bei unregelmäßigem Drehen des Elektromotors 4, die nicht auf den Lenkvorgang zurückzuführen ist, die Veränderung des Ausgangssignals der Spitzenwert- Halteschaltung 8 abgeglättet. Gemäß Fig. 19D kann daher der von dem Differenzierabschnitt 10 differenzierte Wert erhalten werden, der nur die durch die Lenkvorgang hervorgerufene rasche Vergrößerung des in dem Elektromotor fließenden Stroms verstärkt werden.
Aus diesem Grund kann ein vorbestimmter Wert für den Beurteilungsabschnitt 9a, der zum Beurteilen des von dem Differenzierungsberechnungsabschnitt 10 erzeugten differenzierten Werts (Parameterberechnungswert) kleiner eingestellt werden. Die Zeitverzögerung zwischen dem Beginn des Lenkvorgangs und dem Zeitpunkt des Umschaltens vom Warte-Rotationsmodus zum Unterstützungs-Rotationsmodus kann somit verringert werden.
Selbst wenn das Motorstrom-Detektiersignal nahe dem Schwellenpegel eine Veränderung entweder nach oben oder nach unten erfährt, hält die Spitzenwert-Halteschaltung 8 den Spitzenwert des Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus. Das gehaltene und ausgegebene Signal wird jedoch entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, so dass der von dem Differenzierabschnitt 10 erzeugte differenzierte Wert nur einen geringfügig negativen Wert annimmt. Die Steuereinrichtung 1a schaltet somit den Steuermodus nur einmal vom Warte-Rotationsmodus in den Unterstützungs-Rotationsmodus um, und daher tritt kein Schlagen auf.

Ausführungsform 5:

Fig. 20 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform. Bei dieser Servolenkvorrichtung ist eine Motorstrom-Detektierschaltung 3 zum Detektieren des in einem Elektromotor 4 fließenden Stroms zwischen einer Motorantriebsschaltung 2 und dem Elektromotor 4 angeordnet. Das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 detektierte Motorstrom-Detektiersignal wird über eine Spitzenwert-Halteschaltung 8 zum Halten und Ausgeben des Spitzenwerts des Stroms an einen Differenzierabschnitt 10 angelegt.
Der Differenzierabschnitt 10 differenziert das eingegebene Signal, und der so differenzierte Wert wird dem Ausgangssignal von einer Spitzenwert-Halteschaltung 8 an einem Summierpunkt 13 hinzuaddiert, wobei die Summe an einen Beurteilungsabschnitt 9c angelegt wird. Der Beurteilungsabschnitt 9c beurteilt die relativen Größen zwischen der Summe (Parameterberechnungswert) und einem vorbestimmten Wert und legt das Beurteilungsergebnis an eine Steuereinrichtung 1a an. Die Steuereinrichtung 1a spezifiziert entsprechend dem Beurteilungsergebnis eine Target-Drehgeschwindigkeit für den Elektromotor 4.
Die Spitzenwert-Halteschaltung 8 detektiert und hält den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, verkleinert die Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals das von der Spitzenwert-Halteschaltung 8 gehaltene und ausgegebene Signal progressiv entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik, wie in Fig. 19C gezeigt. Die Konfiguration der anderen Teile der wesentlichen Teile ist der der entsprechenden Teile der Servolenkvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform im wesentlichen gleich und wird daher nicht weiter beschrieben.
Die Operation einer Servolenkvorrichtung mit der oben dargestellten Konfiguration wird nachstehend beschrieben.
Wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt und keine Lenkunterstützungskraft benötigt wird (z. B. wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom klein ist), gibt die Steuereinrichtung 1a ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen niedrigen Pegel aus und reduziert somit die Leistung des Elektromotors 4 (Warte-Rotationsmodus), um den Energieverbrauch zu senken, wie in Fig. 22 gezeigt.
Die Spitzenwert-Halteschaltung 8 detektiert den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals, hält den so detektierten Wert und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert.
Der Differenzierabschnitt 10 differenziert normalerweise das Ausgangssignal von der Spitzenwert-Halteschaltung 8 und der so differenzierte Wert wird dem Ausgangssignal von der Spitzenwert-Halteschaltung 8 an einem Summierpunkt 13 hinzuaddiert. Die so erhaltene Summe wird an den Beurteilungsabschnitt 9c angelegt, in dem die relativen Größen zwischen der Summe und einem vorbestimmten Wert beurteilt werden, wobei das Beurteilungsergebnis an eine Steuereinrichtung 1a angelegt wird.
Es sei angenommen, dass durch die Betätigung des Lenkrads 7 ein Steuerventil 6 aktiviert wird, der Arbeitsöldruck mit steigender Last vergrößert wird und ferner der Strom in dem Elektromotor 4 vergrößert wird, wodurch das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal vergrößert wird. Dann wird auch das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 vergrößert, was zu einem höheren Wert führt, der in dem Differenzierabschnitt 10 differenziert wird. Der Summierpunkt 13 addiert das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 dem differenzierten Wert des Ausgangssignals der Spitzenwert-Halteschaltung 8 hinzu und legt die Summe an den Beurteilungsabschnitt 9c an.
Wenn die Summe (Parameterberechnungswert) einen vorbestimmten Wert P1 übersteigt, legt der Beurteilungsabschnitt 9c das Beurteilungsergebnis an die Steuereinrichtung 1a an. Entsprechend dem Beurteilungsergebnis gibt die Steuereinrichtung 1a ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen hohen Pegel aus, wie in Fig. 22 gezeigt. In Reaktion auf dieses Anzeigesignal treibt die Motorantriebsschaltung 2 den Elektromotor 4 bei einer um eine Stufe höheren angelegten Spannung drehend an und vergrößert dadurch die Leistung des Elektromotors (Unterstützungs-Rotationsmodus).
Wenn andererseits die Betätigung des Lenkrads 7 beendet wird, fällt der Arbeitsöldruck mit reduzierter Last und wird der in dem Elektromotor 4 fließende Strom verringert, wodurch das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal verkleinert wird. Folglich verkleinert sich das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 progressiv entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik, wodurch der von dem Differenzierabschnitt 10 differenzierte Wert (der ein negativen Wert annimmt) ebenfalls verringert wird. Der Summierpunkt 13 addiert das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 zu dem differenzierten Wert des Ausgangssignals der Spitzenwert-Halteschaltung 8 und legt die Summe an den Beurteilungsabschnitt 9c an.
Wenn die Summe (Parameterberechnungswert) unter einen vorbestimmten Wert P2 fällt, legt der Beurteilungsabschnitt 9c das Beurteilungsergebnis an die Steuereinrichtung 1a an. Entsprechend dem Beurteilungsergebnis gibt die Steuereinrichtung 1a wiederum, wie in Fig. 22 gezeigt, das Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen niedrigen Pegel aus. Entsprechend dem Anzeigesignal treibt die Motorantriebsschaltung 2 den Elektromotor 4 bei einer um eine Stufe niedrigeren angelegten Spannung drehend an und verringert somit die Leistung des Elektromotors 4 (Warte-Rotationsmodus).
Gegenüber der Servolenkvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform bietet die Servolenkvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform den zusätzlichen Vorteil, dass selbst bei nur leichter Betätigung des Lenkrads 7 mit einer kleinen Vergrößerungsrate (differenzierter Wert) des Motorstrom-Detektiersignals die Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 zumindest mit dem Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 gesteuert werden kann.

Ausführungsform 6:

Fig. 21 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration der wesentlichen Teile einer Servolenkvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform. Bei dieser Servolenkvorrichtung ist eine Motorstrom-Detektierschaltung 3 zum Detektieren des in einem Elektromotor 4 fließenden Stroms zwischen einer Motorantriebsschaltung 2 und dem Elektromotor 4 angeordnet. Das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 detektierte Motorstrom-Detektiersignal wird an einen Differenzierabschnitt 10 angelegt, nachdem der Spitzenwert des Motorstrom-Detektiersignals von einer Spitzenwert-Halteschaltung 8 gehalten und ausgegeben worden ist. Die Spitzenwert-Halteschaltung 8 detektiert und hält den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom Detektiersignals und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, verkleinert die Einrichtung zum progressiven Verkleinern des Ausgangssignals das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik, wie in Fig. 19C gezeigt.
Der Differenzierabschnitt 10 differenziert das von der Spitzenwert-Halteschaltung 8 ausgegebene Signal, und der so differenzierte Wert wird an einen Beurteilungsabschnitt 9f für den differenzierten Wert angelegt. Der Beurteilungsabschnitt 9f für den differenzierten Wert beurteilt die relativen Größen zwischen dem differenzierten Wert und einem vorbestimmten Wert und legt das Beurteilungsergebnis an einen UND-Abschnitt 14 an.
Das von der Spitzenwert-Halteschaltung 8 ausgegebene Signal wird andererseits auch an einen Motorstrom-Beurteilungsabschnitt 9e angelegt. Der Motorstrom-Beurteilungsabschnitt 9e beurteilt die relativen Größen zwischen dem so eingegebenen Signal und einem vorbestimmten Wert und legt das Beurteilungsergebnis an einen UND-Abschnitt 14 an.
Der UND-Abschnitt 14 berechnet das logische Produkt aus dem Beurteilungsergebnis des Beurteilungsabschnitts 9f für den differenzierten Wert und dem Beurteilungsergebnis des Motorstrom-Beurteilungsabschnitts 9e und legt das Berechnungsergebnis an die Steuereinrichtung 1a an. Entsprechend dem Berechnungsergebnis zeigt die Steuereinrichtung 1a eine Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 an. Die Konfiguration der übrigen wesentlichen Teile ist der der entsprechenden Teile der Servolenkvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform im wesentlichen gleich und wird daher nicht weiter beschrieben.
Die Operation einer Servolenkvorrichtung mit der oben dargestellten Konfiguration wird nachstehend beschrieben.
Wenn das Lenkrad 7 nicht betätigt und keine Lenkunterstützungskraft benötigt wird (z. B. wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom klein ist), gibt die Steuereinrichtung 1a ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen niedrigen Pegel aus und reduziert somit die Leistung des Elektromotors 4, um den Energieverbrauch zu senken (Warte-Rotationsmodus), wie in Fig. 22 gezeigt.
Die Spitzenwert-Halteschaltung 8 detektiert den Spitzenwert des von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebenen Motorstrom-Detektiersignals, hält den so detektierten Wert und gibt diesen aus. Wenn das Eingangssignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal, wird das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert.
Der Differenzierabschnitt 10 differenziert normalerweise das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 und der so differenzierte Wert wird an den Beurteilungsabschnitt 9f für den differenzierten Wert angelegt. Der Beurteilungsabschnitt 9f für den differenzierten Wert beurteilt die relativen Größen zwischen dem differenzierten Wert und einem vorbestimmten Wert und legt das Beurteilungsergebnis an den UND-Abschnitt 14 an. Der Motorstrom-Beurteilungsabschnitt 9e beurteilt normalerweise die relativen Größen zwischen dem Ausgangssignal von der Spitzenwert-Halteschaltung 8 und einem vorbestimmten Wert und legt das Beurteilungsergebnis an den UND-Abschnitt 14 an.
Der UND-Abschnitt 14 berechnet das logische Produkt aus dem Beurteilungsergebnis des Beurteilungsabschnitts 9f für den differenzierten Wert und dem Beurteilungsergebnis des Motorstrom-Beurteilungsabschnitts 9e und legt das Berechnungsergebnis an die Steuereinrichtung 1a an. Entsprechend dem Ergebnis der logischen Berechnung zeigt die Steuereinrichtung 1a eine Target- Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 an.
Es sei angenommen, dass durch die Betätigung des Lenkrads 7 und die Aktivierung eines Steuerventils 6 der Arbeitsöldruck mit steigender Last ansteigt, der in dem Elektromotor 4 fließende Strom vergrößert wird und das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal ebenfalls vergrößert wird. Dann wird auch das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 vergrößert und ebenso der von dem Differenzierabschnitt 10 differenzierte Wert. Wenn der differenzierte Wert (Parameterberechnungswert) über einen vorbestimmten Wert steigt, legt der Beurteilungsabschnitt 9f für den differenzierten Wert das Beurteilungsergebnis als H- Signal an den UND-Abschnitt 14 an.
Wenn das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 über einen vorbestimmten Wert steigt, legt der Motorstrom-Beurteilungsabschnitt 9e das Beurteilungsergebnis als H-Signal an den UND-Abschnitt 14 an.
Wenn das Beurteilungsergebnis sowohl des Beurteilungsabschnitts 9f für den differenzierten Wert als auch des Motorstrom-Beurteilungsabschnitts 9e auf H-Pegel stehen, legt der UND-Abschnitt 14 ein H-Signal an die Steuereinrichtung 1a an. Die Steuereinrichtung 1a gibt in Reaktion auf das H-Signal ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf einen H-Pegel aus, wie in Fig. 22 gezeigt. In Reaktion auf dieses Anzeigesignal treibt die Motorantriebsschaltung 2 den Elektromotor 4 bei einer um eine Stufe größeren angelegten Spannung drehend an und vergrößert dadurch die Leistung des Elektromotors (Unterstützungs-Rotationsmodus).
Wenn andererseits die Betätigung des Lenkrads 7 beendet wird, fällt der Arbeitsöldruck mit reduzierter Last, und durch die daraus resultierende Verkleinerung des in dem Elektromotor 4 fließenden Stroms wird das von der Motorstrom-Detektierschaltung 3 ausgegebene Motorstrom-Detektiersignal verkleinert. Das Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 wird entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wodurch der Wert des von dem Differenzierabschnitt 10 differenzierten Werts ebenfalls verringert wird (und einen negativen Wert annimmt). Wenn der differenzierte Wert (Parameterberechnungswert) unter einen vorbestimmten Wert fällt, legt der Beurteilungsabschnitt 9f für den differenzierten Wert das Beurteilungsergebnis als L-Signal an den UND-Abschnitt 14 an.
Wenn das Ausgangssignal von der Spitzenwert-Halteschaltung 8 unter einen vorbestimmten Wert fällt, legt der Motorstrom-Beurteilungsabschnitt 9e das Beurteilungsergebnis als L-Signal an den UND-Abschnitt 14 an.
Wenn zumindest das Beurteilungsergebnis des Beurteilungsabschnitts 9f für den differenzierten Wert oder des Motorstrom-Beurteilungsabschnitts 9e auf L-Pegel steht, legt der UND-Abschnitt 14 ein L-Signal an die Steuereinrichtung 1a an. In Reaktion auf dieses L-Signal gibt die Steuereinrichtung 1a ein Anzeigesignal zum Einstellen der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 auf den L-Pegel aus, wie in Fig. 22 gezeigt. In Reaktion auf dieses Anzeigesignal treibt die Motorantriebsschaltung 2 den Elektromotor 4 bei der um eine Stufe kleineren angelegten Spannung drehend an und verringert dadurch die Leistung des Elektromotors 4 (Unterstützungs-Rotationsmodus).
Bei dieser Servolenkvorrichtung steuert die Steuereinrichtung 1a durch Umschalten der Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 entsprechend dem logischen Produkt aus den Beurteilungen des Beurteilungsabschnitts 9f für den differenzierten Wert und des Motorstrom-Beurteilungsabschnitts 9e. Daher kann der vorbestimmte Wert des Ausgangssignals von der Spitzenwert- Halteschaltung 8 des Motorstrom-Beurteilungsabschnitts 9e zum Beurteilen der relativen Größen auf einen relativ niedrigen Pegel eingestellt werden. Folglich hat diese Ausführungsform zusätzlich zu dem Vorteil, den die Servolenkvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform bietet, den Vorteil einer geringeren Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem mit der Betätigung des Lenkrads begonnen wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Target- Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 einen H-Pegel erreicht und der Steuermodus vom Warte-Rotationsmodus zum Unterstützungs-Rotationsmodus umgeschaltet wird. Dadurch wird das Ansprechen der Lenkunterstützung verbessert.
Der UND-Abschnitt 14 kann alternativ eine logische Einrichtung zum Berechnen der logischen Summe aus den Beurteilungen in dem Beurteilungsabschnitt 9f für den differenzierten Wert und dem Motorstrom-Beurteilungsabschnitt 9e sein. In einem solchen Fall kann der vorbestimmte Wert für den Motorstrom-Beurteilungsabschnitt 9e zum Beurteilen der relativen Größen nicht auf einen vergleichsweise niedrigen Pegel eingestellt werden. Wenn der in dem Elektromotor 4 fließende Strom jedoch beginnt, einem Aufwärtstrend zu folgen, bewirkt der differenzierte Wert des Ausgangssignals der Spitzenwert-Halteschaltung 8, dass die Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 unverzüglich auf einen hohen Pegel erhöht wird. Die Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem mit der Betätigung des Lenkrads 7 begonnen wird, und dem Zeitpunkt, zu dem der Steuermodus vom Warte-Rotationsmodus zum Unterstützungs-Rotationsmodus umgeschaltet wird, wird daher verringert. Selbst wenn die Betätigung des Lenkrads 7 so schwach ist, dass die Rate der Vergrößerung (differenzierter Wert) des Motorstrom-Detektiersignals klein ist, kann die Target-Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 durch Umschalten zumindest mit dem Ausgangssignal der Spitzenwert-Halteschaltung 8 gesteuert werden.
Da die vorliegende Erfindung mehrere Ausführungsformen umfassen kann, dienen die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erläuterung und dürfen nicht als einschränkend angesehen werden. Der Umfang der Erfindung wird nur durch die beiliegenden Ansprüche festgelegt.

Claims

1. Servolenkvorrichtung, bei der die Last einer von einem Elektromotor (4) angetriebenen Hydraulikpumpe (5) detektiert wird, die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors (4) durch Schalten auf der Basis des sich ergebenden Lastdetektiersignals von einer Steuereinrichtung (1) gesteuert wird und der Lenkvorgang von einem von der Hydraulikpumpe (5) erzeugten Arbeitsöldruck unterstützt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Servolenkvorrichtung ferner eine Glättungseinrichtung (11, 19, 8) zum Glätten des Lastdetektiersignals aufweist; und

die Steuereinrichtung (1) die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors (4) auf der Basis eines von der Glättungseinrichtung geglätteten Signals steuert.

2. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Korrigierreinrichtung (15, 16) für das geglättete Signal zum Korrigieren des geglätteten Signals auf der Basis des geglätteten Signals bei Abwesenheit eines Lenk-Eingangssignals und Anlegen des korrigierten Signals an die Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung (1) einen Warte-Rotationsmodus aufweist, in dem der Elektromotor (4) mit einer niedrigen Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, wenn das korrigierte geglättete Signal kleiner ist als ein vorbestimmter Wert, und einen Unterstützungs-Rotationsmodus aufweist, in dem der Elektromotor mit einer hohen Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, wenn das korrigierte geglättete Signal größer ist als der vorbestimmte Wert.

3. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Korrigiereinrichtung (15, 16) für das geglättete Signal aufweist:

eine Mindestwert-Halteeinrichtung (15) zum Detektieren, Halten und Ausgeben eines sich ständig verändernden Mindestwerts des geglätteten Signals; und

eine Abweichungs-Berechnungseinrichtung (16) zum Berechnen der Abweichung zwischen dem geglätteten Signal und dem in der Mindestwert-Halteeinrichtung (15) gehaltenen und von dieser ausgegebenen Mindestwert und Anlegen der Abweichung als das korrigierte geglättete Signal an die Steuereinrichtung (1).

4. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Mindestwert-Halteeinrichtung (15) eine Einrichtung (R8, R9, R10) aufweist, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv vergrößert, wenn das geglättete Signal größer ist als das gehaltene und ausgegebene Signal.

5. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 4, ferner mit einer Rücksetzschaltung (17) zum Rücksetzen des Ausgangssignals der Mindestwert-Halteeinrichtung (15) zum Zeitpunkt des Beginns der Operation bei einem vorbestimmten Wert.

6. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Glättungseinrichtung eine erste Spitzenwert-Halteschaltung (11) ist.

7. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Glättungseinrichtung ein Tiefpassfilter (19) ist.

8. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die erste Spitzenwert- Halteschaltung (11) eine Einrichtung (R1, C1) aufweist, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wenn das Lastdetektiersignal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebenen Signal.

9. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, ferner mit einer Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung zum Entfernen einer Signalkomponente, die auf der Trägheitslast der Hydraulikpumpe und des Elektromotors (4) beruht und in dem geglätteten Signal von der ersten Spitzenwert- Halteschaltung (11) enthalten ist und zu Beginn des Übergangs vom Unterstützungs-Rotationsmodus zum Warte-Rotationsmodus erzeugt wird, und Anlegen des durch das Entfernen der Komponente erhaltenen Signals an die Mindestwert-Halteeinrichtung.

10. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung eine zweite Spitzenwert-Halteschaltung (12) ist und eine Einrichtung (R6, C3) aufweist, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wenn das geglättete Signal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal.

11. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, ferner mit einer Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung (12) zum Glätten des Lastdetektiersignals und Entfernen der Signalkomponente, die auf der Trägheitslast der Hydraulikpumpe und des Elektromotors (4) beruht und in dem Lastdetektiersignal enthalten ist und zu Beginn des Übergangs vom Unterstützungs-Rotationsmodus zum Warte-Rotationsmodus erzeugt wird, wobei die Korrigiereinrichtung für das geglättete Signal aufweist:

eine Mindestwert-Halteeinrichtung (15) zum Detektieren, Halten und Ausgeben eines sich ständig verändernden Mindestwerts des von der Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung ausgegebenen geglätteten Signals; und

eine Abweichungs-Berechnungseinrichtung (16) zum Berechnen der Abweichung zwischen dem geglätteten Signal von der Glättungseinrichtung und dem von der Mindestwert-Halteeinrichtung gehaltenen und ausgegebenen Mindestwert und Ausgeben der Abweichung als das korrigierte geglättete Signal, wobei

die Steuereinrichtung (1) den Elektromotor durch Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus auf der Basis des korrigierten geglätteten Signals steuert.

12. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Mindestwert-Halteeinrichtung eine Einrichtung (R8, R9, R10) aufweist, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv vergrößert, wenn das geglättete Signal von der Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung (12) größer ist als das gehaltene und ausgegebene Signal.

13. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 12, ferner mit einer Rücksetzschaltung (17) zum Rücksetzen des Ausgangssignals der Mindestwert- Halteeinrichtung zum Zeitpunkt des Beginns der Operation bei einem vorbestimmten Wert.

14. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Glättungseinrichtung und die Trägheitslastkomponenten-Entferneinrichtung jeweils Spitzenwert-Halteschaltungen (11, 12) sind.

15. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 14, bei der jede Spitzenwert-Halteschaltung (11, 12) eine Einrichtung (R1, C1/R6, C3) aufweist, die das gehaltene und ausgegebene Signal entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik progressiv verkleinert, wenn ein in die Einrichtung eingegebenes Signal kleiner ist als das gehaltene und ausgegebene Signal.

16. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit:

einer Parameter-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Parameters auf der Basis des geglätteten Signals; und

einer Parameter-Beurteilungseinrichtung (9a, 9c, 9f) zum Beurteilen der relativen Größen zwischen den Parametern und einem vorbestimmten Wert und Anlegen des Beurteilungsergebnisses an die Steuereinrichtung (1),

wobei die Steuereinrichtung (1) durch Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus zum Antreiben des Elektromotors (4) bei einer niedrigen Drehgeschwindigkeit und dem Unterstützungs-Rotationsmodus zum Antreiben des Elektromotors bei einer hohen Drehgeschwindigkeit auf der Basis des Beurteilungsergebnisses der Parameter-Beurteilungseinrichtung (9a, 9c, 9f) die Steuerung durchführt.

17. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Parameter-Berechnungseinrichtung eine Einrichtung (10) zum Differenzieren des geglätteten Signals ist.

18. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Parameter-Berechnungseinrichtung aufweist:

eine Einrichtung (10) zum Differenzieren des geglätteten Signals und

eine Einrichtung (13) zum Addieren des von der Differenziereinrichtung differenzierten Signals zu dem geglätteten Signal und Ausgeben des addierten Signals als Parameter.

19. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 16, ferner mit:

einer Beurteilungseinrichtung (9e) für das geglättete Signal zum Beurteilen der relativen Größen zwischen dem geglätteten Signal und einem vorbestimmten Wert; und

einer Logik-Berechnungseinrichtung (14) zum Berechnen der Logik zwischen dem Beurteilungsergebnis der Beurteilungseinrichtung (9e) für das geglättete Signal und dem Beurteilungsergebnis der Parameter-Beurteilungseinrichtung (9f),

wobei die Steuereinrichtung (1) durch Umschalten zwischen dem Warte-Rotationsmodus und dem Unterstützungs-Rotationsmodus auf der Basis des Berechnungsergebnisses der Logik-Berechnungseinrichtung (14) die Steuerung durchführt.