DE602005003753T2

DE602005003753T2 - Elektrische Servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE602005003753T2
Application number: DE602005003753T
Authority: DE
Inventors: Terutaka Tamaizumi; Yuji Kariatsumari
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2025-10-18
Also published as: US20060085113A1; EP1650105A1; US7512468B2; EP1650105B1; DE602005003753D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkvorrichtung, die mittels eines Motors eine Lenkhilfskraft zur Verfügung stellt.
Bei einer elektrischen Servolenkvorrichtung, die mit einem Motor zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft ausgestattet ist, werden die Lenkcharakteristiken durch Korrigieren der Ausgabe dieses Motors gemäß einem auf der Basis des Lenkwinkels bestimmten Ausgabekorrekturwerts verbessert. In diesem Fall werden dann, wenn ein Sensor, der einen Wert entsprechend der Bewegung der Fahrzeugräder detektiert, verwendet wird, um den Lenkwinkel zu bestimmen, die Kosten erhöht. Demgemäß ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei welchem die elektromotorische Gegenkraft aus Detektionsergebnissen des Antriebsstroms des Motors, der am Motor angelegten Spannung und der Temperatur oder ähnlichem entsprechend dem inneren Widerstand im Motor bestimmt wird, der relative Lenkwinkel auf der Basis dieser elektromotorischen Gegenkraft bestimmt wird, es beurteilt wird, ob das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist oder nicht, und der Lenkwinkel bestimmt wird, wobei der arithmetische Mittelwert der relativen Lenkwinkel, die bestimmt werden, wenn das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, als der Mittelpunkt des Lenkwinkels genommen wird (siehe das japanische Patent Nr. 2781854 ).
Bei dem oben angegebenen Stand der Technik wird deshalb, da es schwierig ist, streng zu beurteilen, ob das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist oder nicht, der arithmetische Mittelwert der relativen Lenkwinkel, die dann bestimmt werden, wenn beurteilt wird, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, als der Mittelpunkt des Lenkwinkels genommen. Wenn jedoch die Häufigkeit von Beurteilungen reduziert wird, fällt die Genauigkeit ab, so dass eine genaue Steuerung nicht erreicht werden kann; wenn andererseits diese Häufigkeit erhöht wird, wird die Initiierung einer Steuerung verzögert. In Fällen, in welchen der Lenkwinkel mittels eines Sensors bestimmt wird, der einen Wert entsprechend der mechanischen Bewegung der Fahrzeugräder detektiert, tritt auch ein solches Problem als Ergebnis einer Verschlechterung bezüglich der Sensorgenauigkeit aufgrund eines Verstreichens an Zeit auf.
Das Dokument EP 1 172 278 A2 nach dem Stand der Technik offenbart ein elektrisches Servolenksystem, das eine Hilfssteuergröße für eine Hilfssteuerung bestimmt, eine Dämpfungssteuergröße zum Dämpfen einer Steuerung und eine Rückkoppelgröße für eine Lenkwinkelrückkopplung, und steuert einen Elektromotor mit einer Motorsteuergröße, die basierend auf der Hilfssteuergröße, der Dämpfungssteuergröße und der Rückkoppelgröße bestimmt wird. Die Steuergrößen können auf der Basis einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Änderungsrate bezüglich eines Rad-Lenkwinkels korrigiert werden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Servolenkvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die das oben angegebene Problem lösen kann.
Die elektrische Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist einen Motor auf, der eine Lenkhilfskraft gemäß einem Basis-Hilfsmoment erzeugt; einen Bestimmungsteil, der einen relativen Lenkwinkel δ_m bei jedem von n Zyklen von Berechnungen aus der Beziehung δ_m = δ_m–1 + ω_n × t1 bestimmt, wobei n die aktuelle Anzahl der Zyklen von Berechnungen ist, t1 der Zyklus einer Berechnung im Bestimmungsteil ist und ω_n eine Lenkwinkel-Veränderungsrate ist, die proportional zu einer elektromotorischen Gegenkraft Ea des Motors ist; einen Beurteilungsteil, der beurteilt, ob ein Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist oder nicht; einen Bestimmungsteil, der einen mittleren Referenz-Lenkwinkel δ_m durch Teilen einer Gesamtheit der relativen Lenkwinkel δ_r, die bestimmt werden, wenn beurteilt wird, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, durch die Anzahl von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, bestimmt; einen Bestimmungsteil, der einen Lenkwinkel δ durch Subtrahieren eines Lenkwinkel-Mittelpunkts δ₀ von dem relativen Lenkwinkel δ_r bestimmt, während der mittlere Referenz-Lenkwinkel δ_m als der Lenkwinkel-Mittelpunkt δ₀ genommen wird; einen Korrekturteil, der die Ausgabe des Motors entsprechend dem Basis-Hilfsmoment gemäß einem Ausgabekorrekturwert korrigiert, der auf der Basis des bestimmten Lenkwinkels δ bestimmt ist; und einen Änderungsteil, der den Ausgabekorrekturwert ändert, so dass dieser Wert eine positive Korrelation mit der Anzahl von Beurteilungen hat, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist.
Bei der vorliegenden Erfindung erhöht sich die Genauigkeit des mittleren Referenz-Lenkwinkels, der als der Lenkwinkel-Mittelpunkt verwendet wird, mit der Erhöhung der Häufigkeit von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist. Demgemäß erhöht sich die Genauigkeit des auf der Basis des Lenkwinkels, der bestimmt wird, während der mittlere Referenz-Lenkwinkel als der Lenkwinkel-Mittelpunkt genommen wird, bestimmten Ausgabekorrekturwerts mit der Erhöhung der Häufigkeit von Beurteilungen. Durch Ändern des Ausgabekorrekturwerts, so dass dieser Wert eine positive Korrelation mit der Häufigkeit von Beurteilungen hat, ist es möglich, das Ausmaß einer Ausgabekorrektur des Motors zu reduzieren, so dass eine Genauigkeit keinen Einfluss hat und eine Steuerung in Fällen schnell initiiert werden kann, in welchen die Häufigkeit von Beurteilungen gering ist und die Genauigkeit des Ausgabekorrekturwerts niedrig ist, und es ist möglich, das Ausmaß einer Ausgabekorrektur des Motors zu erhöhen, so dass eine Steuerung mit guter Genauigkeit durchgeführt werden kann, in Fällen, in welchen die Häufigkeit von Beurteilungen erhöht ist und die Genauigkeit des Ausgabekorrekturwerts erhöht ist.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es erwünscht, dass die elektrische Servolenkvorrichtung weiterhin einen Sensor aufweist, der ein Lenkmoment bestimmt, eine Steuerung, die den Motor so steuert, dass eine Lenkhilfskraft entsprechend dem bestimmten Lenkmoment erzeugt wird, und einen Beurteilungsteil, der beurteilt, ob eine Rückstell-Lenkoperation in Richtung zu der Geradeaus-Lenkposition durchgeführt wird oder nicht, wobei der Ausgabekorrekturwert eine inverse Korrelation zu dem bestimmten Lenkwinkel hat, wenn die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird. als Ergebnis ist die Größe des Ausgabekorrekturwerts groß, wenn der Lenkwinkel groß ist, wenn die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird, so dass der Effekt der Lenk-Reaktionskraft, die von der Straßenoberfläche über die Fahrzeugräder ausgeübt wird, reduziert werden kann.
Bei der elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Ausgabekorrektur des Motors zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft schnell initiiert und mit guter Genauigkeit durchgeführt werden, um die Lenkcharakteristiken zu verbessern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein strukturelles erklärendes Diagramm einer elektrischen Servolenkvorrichtung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden erfindungsgemäß.
2 ist ein Steuerblockdiagramm der elektrischen Servolenkvorrichtung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Lenkmoment, dem Basis-Hilfsmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit bei der elektrischen Servolenkvorrichtung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das die Steuerprozedur bei der elektrischen Servolenkvorrichtung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm der Prozedur zum Bestimmen des Lenkwinkel-Mittelpunkts bei der elektrischen Servolenkvorrichtung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Die elektrische Fahrzeug-Servolenkvorrichtung 1, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bildet, das in 1 gezeigt ist, weist einen Mechanismus auf, der die Drehung des Lenkrads 2, die durch eine Lenkoperation verursacht wird, zu den Fahrzeugrädern 3 überträgt, so dass sich der Lenkwinkel ändert. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Drehung des Lenkrads 2 zu einem Ritzel 5 über eine Lenkwelle 4 übertragen, so dass eine Zahnstange 6, die in Eingriff mit dem Ritzel 5 ist, sich bewegt, und die Bewegung dieser Zahnstange 6 wird zu den Fahrzeugrädern 3 über Spurstangen 7 und Spurhebel 8 übertragen, so dass sich der Lenkwinkel ändert.
Ein Motor 10 zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft, die auf den Pfad wirkt, über welchen die Drehung des Lenkrads 2 zu den Fahrzeugrädern 3 übertragen wird, ist vorgesehen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Lenkhilfskraft durch Übertragen der Drehung der Ausgangswelle des Motors 10 zu der Lenkwelle 4 über einen Untersetzungsgetriebemechanismus 11 zur Verfügung gestellt.
Der Motor 10 ist über eine Antriebsschaltung 21 mit einer Steuervorrichtung 20 verbunden, die durch einen Computer gebildet ist. Die Antriebsschaltung 21 steuert die Energie, die dem Motor 10 von einer Batterie 27 zugeführt wird, mit PWM-Steuersignalen von der Steuervorrichtung 20. Ein Drehmomentsensor 22, der das Lenkmoment T des Lenkrads 2 bestimmt, ein Gierratensensor 23, der die Gierrate γ des Fahrzeugs bestimmt, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24, der die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt, ein Stromsensor 26, der den Antriebsstrom i des Motors 10 bestimmt, ein Spannungsdetektionsteil 28, der die Spannung E bestimmt, die an den Motor 10 angelegt ist, und ein Temperaturdetektionsteil 29, der die Temperatur ta des Motors 10 bestimmt, sind mit der Steuervorrichtung 20 verbunden. Die positiven und negativen Vorzeichen des Lenkmoments T, der Gierrate γ, des Antriebsstroms i und der angelegten Spannung E sind wie folgt eingestellt: das bedeutet, dass die Vorzeichen in Fällen positiv sind, in welchen das Fahrzeug veranlasst wird, sich in entweder der linken oder der rechten Richtung zu drehen, und die Vorzeichen sind negativ in Fällen, in welchen das Fahrzeug veranlasst wird, sich in der entgegengesetzt Richtung zu drehen. Der Spannungsdetektionsteil 28 kann durch eine Schaltung gebildet sein, die die Spannung E, die an den Motor 10 angelegt ist, aus der Spannung zwischen den Anschlüssen der Batterie 27 und dem PWM-Tastgrad bestimmt. Der Temperaturdetektionsteil 29 kann durch einen Sensor zum Detektieren einer Temperatur des Leistungstransistors gebildet sein, der die Antriebsschaltung 21 bildet, und eine Schaltung, die die Temperatur des Motors 10 aus der Beziehung zwischen der Temperatur des Leistungstransistors und der Temperatur des Motors 10 bestimmt.
Die Steuervorrichtung 20 steuert den Motor 10 so, dass eine Lenkhilfskraft gemäß dem Basis-Hilfsmoment entsprechend dem bestimmten Lenkmoment T erzeugt wird. Weiterhin ändert die Steuervorrichtung 20 die Lenkhilfskraft gemäß der detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit V und korrigiert die Lenkhilfskraft gemäß dem Lenkwinkel.
2 zeigt ein Steuerblockdiagramm zum Steuern des Motors 10 durch die Steuervorrichtung 20. Das Ausgangssignal des Drehmomentsensors 22 wird in einem Berechnungsteil 41 über ein Tiefpassfilter 61 eingegeben und wird zum Bestimmen des Basis-Hilfsstroms io verwendet. Im Berechnungsteil 41 wird die Beziehung zwischen dem Lenkmoment T und dem Basis-Hilfsstrom io in der Form von beispielsweise einer Tabelle oder einer Berechnungsformel gespeichert und wird der Basis-Hilfsstrom io entsprechend dem detektierten Lenkmoment T berechnet. Wie es beispielsweise im Berechnungsteil 41 gezeigt ist, ist die Beziehung zwischen dem Lenkmoment T und dem Basis-Hilfsstrom io so eingestellt, dass die Größe des Basis-Hilfsstroms io mit einer Erhöhung bezüglich der Größe des Lenkmoments T größer wird.
In einem Berechnungsteil 42 wird die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Basis-Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Gv in der Form von beispielsweise einer Tabelle oder einer Berechnungsformel gespeichert und wird die Basis-Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Gv entsprechend der bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet. Wie es beispielsweise in dem Berechnungsteil 42 gezeigt ist, wird die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Basis-Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Gv so eingestellt, dass die Basis-Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Gv größer wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, als dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist. Das Produkt aus dem Basis-Hilfsstrom io und der Basis-Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Gv entspricht dem Basis-Hilfsmoment. Wie es in 3 gezeigt ist, wird dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V fest ist, die Größe des Basis-Hilfsmoments To bis zu einem eingestellten oberen Grenz wert, wenn sich die Größe des Lenkmoments T erhöht, und wenn das Lenkmoment T fest ist, wird die Größe des Basis-Hilfsmoments To größer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner wird. Die Beziehung zwischen dem Lenkmoment T und dem Basis-Hilfsstrom io und die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Basis-Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Gv werden gespeichert, was bedeutet, dass die Beziehung zwischen dem Lenkmoment T und dem Basis-Hilfsmoment To gespeichert wird.
Der Lenkwinkel δ wird in einem Berechnungsteil 43 berechnet. Das Vorzeichen des Lenkwinkels δ ist in Fällen positiv, in welchen das Fahrzeug in entweder einer linken oder einer rechten Richtung orientiert ist, und das Vorzeichen des Lenkwinkels δ ist in Fällen negativ, in welchen das Fahrzeug in der entgegengesetzten Richtung orientiert ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zuerst der innere Widerstand R des Motors 10 aus der Beziehung R = Ro + α × (ta – to) × Ro bestimmt. Hier ist ta die Temperatur des Motors 10, wie sie durch den Temperaturdetektionsteil 29 detektiert wird, ist to eine voreingestellte Referenztemperatur, ist Ro der innere Widerstand des Motors 10 bei der Referenztemperatur to und ist α der Widerstands-Temperaturkoeffizient bei der Referenztemperatur. Als Nächstes wird die elektromotorische Gegenkraft Ea des Motors 10 aus der Beziehung Ea = E – R × i bestimmt. Die Lenkwinkel-Veränderungsrate ω wird aus der Beziehung ω = Ea/K bestimmt, wobei K eine Proportionalitätskonstante ist. Demgemäß ist dort, wo t1 der Zyklus einer Berechnung in der Steuervorrichtung 20 ist, ω_n die Lenkwinkel-Veränderungsrate ω, die im n-ten Zyklus einer Berechnung bestimmt wird, und ist δ_rn der relative Lenkwinkel δ_r, der im n-ten Zyklus einer Berechnung bestimmt wird, wird der relative Lenkwinkel δ_r bei jedem Zyklus einer Berechnung aus der Beziehung δ_rn = δ_rn·1 + ω_n × t1 bestimmt. Als Nächstes wird beurteilt, ob das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist oder nicht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann, wenn ein Zustand, in welchem die Größe des Lenkmoments T gleich einem eingestellten Wert T' oder kleiner als dieser ist, aufgrund dessen, dass keine wesentliche Lenkoperation durchgeführt wird, die Größe der Gierrate γ gleich einem eingestellten Wert γ' oder kleiner als dieser wird, und zwar aufgrund dessen, dass kein wesentliches Drehen des Fahrzeugs auftritt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich einem eingestellten Wert V' oder größer als dieser ist, und zwar aufgrund dessen, dass das Fahrzeug für eine eingestellte Zeit t' oder länger fortgesetzt nicht gestoppt wird, beurteilt, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist. Die relati ven Lenkwinkel δ_r zu irgendwelchen Zeiten, zu welchen beurteilt wird, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, werden als die Referenz-Lenkwinkel genommen, und ein mittlerer Referenz-Lenkwinkel wird durch Teilen der Häufigkeit von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, in eine Gesamtheit der Referenz-Lenkwinkel bestimmt. Wo δ_rm der zu der Zeit bestimmte Referenz-Lenkwinkel ist, zu welcher die m-te Beurteilung, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, durchgeführt wird, und δ_m der zu der Zeit bestimmte mittlere Referenz-Lenkwinkel ist, zu welcher die m-te Beurteilung, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, durchgeführt wird, wird δ_m aus der Beziehung δ_m = {(m – 1) × δ_m·1 + δ_rm}/m bestimmt. Darauf folgend wird unter Nehmen des letzten mittleren Referenz-Lenkwinkels als den Lenkwinkel-Mittelpunkt δo der Lenkwinkel δ, der durch Subtrahieren des Lenkwinkel-Mittelpunkts δo von dem relativen Lenkwinkel δ_r bestimmt wird, aus der Beziehung δ = δ_r – δo bei jedem Zyklus einer Berechnung bestimmt.
In einem Beurteilungsteil 44 wird beurteilt, ob eine Rückstell-Lenkoperation in Richtung zu der Geradeaus-Lenkposition durchgeführt wird oder nicht, und in Fällen, in welchen die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird, wird der bestimmte Lenkwinkel δ in einem Berechnungsteil 45 eingegeben, während in Fällen, in welchen die Rückstell-Lenkoperation nicht durchgeführt wird, der Lenkwinkel δ, der in den Berechnungsteil 45 eingegeben wird, auf Null eingestellt wird. In Bezug auf diese Beurteilung, ob die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird oder nicht, wird es beispielsweise beurteilt, dass die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird, wenn das positive oder negative Vorzeichen des Lenkwinkel-Veränderungsverhältnisses nicht mit dem positiven oder negativen Vorzeichen des detektierten Lenkmoments T übereinstimmt.
Im Berechnungsteil 45 wird eine eingestellte Beziehung zwischen dem Lenkwinkel δ und einem Korrekturstrom i1, der der Ausgabekorrekturwert für den Motor 10 ist, in der Form von beispielsweise einer Tabelle oder einer Berechnungsformel gespeichert und wird der Korrekturstrom i1 auf der Basis dieser gespeicherten Beziehung und des bestimmten Lenkwinkels δ berechnet. In Fällen, in welchen die Rückstell-Lenkoperation nicht durchgeführt wird, da der Lenkwinkel δ, der in den Berechnungsteil 45 eingegeben wird, Null ist, ist der Korrekturstrom i1 Null. In Fällen, in welchen die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird, wie es in dem Berechnungsteil 45 in 2 gezeigt ist, wird die Beziehung zwischen dem Lenkwinkel δ und dem Korrekturstrom i1 so eingestellt, dass der Korrekturstrom i1 eine inverse Korrelation zu dem Lenkwinkel δ hat.
In einem Berechnungsteil 46 wird die Beziehung zwischen der Häufigkeit m von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, und die Mittelpunkt-Beurteilungsverstärkung Gm in der Form von beispielsweise einer Tabelle oder eine Berechnungsformel gespeichert und wird die Mittelpunkt-Beurteilungsverstärkung Gm entsprechend der Häufigkeit m von Beurteilungen berechnet. Die Mittelpunkt-Beurteilungsverstärkung Gm hat eine positive Korrelation zu der Häufigkeit m von Beurteilungen, wie es beispielsweise im Berechnungsteil 46 der 2 gezeigt ist, und diese Verstärkung wird auf Null eingestellt, bis die Häufigkeit m von Beurteilungen einen ersten eingestellten Wert Motor/Generator erreicht. Darauf folgend erhöht sich diese Verstärkung proportional zu der Häufigkeit m von Beurteilungen und wird auf einen festen Wert eingestellt, wenn die Häufigkeit m von Beurteilungen einen zweiten eingestellten Wert m2 erreicht.
In einem Addierteil 48 bestimmt die Steuervorrichtung 20 die Summe aus einem Wert, der durch Multiplizieren des Korrekturstroms i1 mit der Mittelpunkt-Beurteilungsverstärkung Gm in einem Multiplizierteil 47 erhalten ist, und einem Wert, der durch Multiplizieren des Basis-Hilfsstroms io mit der Basis-Fahrzeuggeschwindigkeitsverstärkung Gv in einem Multiplizierteil 49 erhalten ist, als den Soll-Antriebsstrom i* des Motors 10. Die Lenkhilfskraft wird durch Steuern des Motors 10 mit einer Rückkopplung zur Verfügung gestellt, so dass die Abweichung zwischen dem Soll-Antriebsstrom i* und dem bestimmten Antriebsstrom i reduziert wird. Als Ergebnis wird die Ausgabe des Motors 10 gemäß dem Korrekturstrom i1 korrigiert, der auf der Basis des bestimmten Lenkwinkels δ bestimmt ist, und dieser Korrekturstrom i1 wird geändert, um eine positive Korrelation zu der Häufigkeit m von Beurteilungen zu haben und weiterhin hat der Korrekturstrom i1 eine inverse Korrelation zu dem Lenkwinkel δ, wenn die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird.
Die Steuerprozedur des Motors 10 durch die Steuervorrichtung 20 wird unter Bezugnahme auf die in den 4 und 5 gezeigten Ablaufdiagramme beschrieben. Zuerst werden die durch die jeweiligen Sensoren detektierten Detektionswerte eingelesen (Schritt Steuerung) und wird der Lenkwinkel-Mittelpunkt δo berechnet (Schritt S2). Bei der Berechnung des Lenkwinkel-Mittelpunkts δo wird der innere Widerstand R des Motors 10 bestimmt (Schritt S101), wird die elektromotorische Gegenkraft Ea des Motors 10 bestimmt (Schritt S102) und wird der relative Lenkwinkel δ_r bestimmt (Schritt S103). Hier kann ein anfänglicher Einstellwert als der anfängliche relative Lenkwinkel und ein anfänglicher Lenkwinkel-Mittelpunkt zu der Zeit einer Initiierung einer Steuerung verwendet werden, und z.B. ist dieser Wert auf Null eingestellt. Als Nächstes wird beurteilt, ob die Größe des Lenkmoments T gleich dem eingestellten Wert T' oder kleiner als dieser ist oder nicht (Schritt S104). Wenn dieses Lenkmoment T gleich dem eingestellten Wert T' oder kleiner als dieser ist (S104: JA), wird beurteilt, ob die Größe der Gierrate γ gleich dem eingestellten Wert γ' oder kleiner als dieser ist oder nicht (Schritt S105). Wenn diese Gierrate γ gleich dem eingestellten Wert γ' oder kleiner als dieser ist (S105: JA), wird beurteilt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich dem eingestellten Wert V' oder größer als dieser ist oder nicht (Schritt S106). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich dem eingestellten Wert V' oder größer als dieser ist (S106: JA), wird der Zeitgeber eingeschaltet (Schritt S107) und wird beurteilt, ob eine eingestellte Zeit t' oder länger verstrichen ist oder nicht (Schritt S108). Wenn diese eingestellte Zeit t' oder länger verstrichen ist (S108: JA), wird die Häufigkeit m von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, um 1 erhöht (Schritt S109); darauf folgend wird der Lenkwinkel-Mittelpunkt δo bestimmt (Schritt S110) und wird die Verarbeitung zurückgebracht. In Fällen, in welchen die Beurteilung in irgendeinem der Schritt S104, S105 oder S106 negativ ist, wird der Zeitgeber rückgesetzt (Schritt S111) und wird die Verarbeitung zurückgebracht. In Fällen, in welchen die Beurteilung im Schritt S108 negativ ist (S108: NEIN), wird die Verarbeitung ohne Rücksetzen des Zeitgebers zurückgebracht. Nach der Berechnung des Lenkwinkel-Mittelpunkts δo wird der Lenkwinkel δ berechnet (Schritt S3). Als Nächstes wird beurteilt, ob die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird oder nicht (Schritt S4), und in Fällen, in welchen die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird (S4: JA), wird der Korrekturstrom i1 entsprechend dem bestimmten Lenkwinkel δ berechnet (Schritt S5) und wird die Mittelpunkt-Beurteilungsverstärkung Gm entsprechend der Häufigkeit m von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, berechnet (Schritt S6). In Fällen, in welchen die Rückstell-Lenkoperation nicht durchgeführt wird (S4: NEIN), wird der Korrekturstrom i1 auf Null eingestellt (Schritt S7). Als Nächstes wird der Basis-Hilfsstrom io entsprechend dem detektierten Lenkmoment T berechnet (Schritt S8), wird der Soll-Antriebsstrom i* = Gv × io + Gm × i1 bestimmt (Schritt S9) und wird der Motor 10 durch eine Rückkopplung so gesteuert, dass die Abweichung zwischen dem Soll-Antriebsstrom i* und dem detektierten Antriebsstrom i reduziert wird (Schritt S10). Darauf folgend wird beurteilt, ob eine Steuerung zu beenden ist oder nicht, und zwar beispielsweise demgemäß, ob der Zündschalter ein oder aus ist (Schritt S11), und in Fällen, in welchen eine Steuerung nicht zu beenden ist (S11: NEIN), springt die Verarbeitung zurück zum Schritt S1.
Bei dem oben angegebenen Ausführungsbeispiel erhöht sich die Genauigkeit des mittleren Referenz-Lenkwinkels, der als der Lenkwinkel-Mittelpunkt δo verwendet wird, mit der Erhöhung der Häufigkeit m von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand eine Geradeausbewegung ist. Demgemäß erhöht sich die Genauigkeit des Korrekturstroms i1, der auf der Basis des Lenkwinkels δ bestimmt wird, der bestimmt wird, indem der mittlere Referenz-Lenkwinkel als der Lenkwinkel-Mittelpunkt δo genommen wird, mit der Erhöhung der Häufigkeit m von Beurteilungen. Da der Korrekturstrom i1 geändert wird, um eine positive Korrelation zu der Häufigkeit m von Beurteilungen zu haben, ist es möglich, das Ausmaß einer Ausgabekorrektur des Motors 10 zu reduzieren, so dass die Genauigkeit keinen Einfluss hat und eine Steuerung schnell initiiert werden kann, in Fällen, in welchen die Häufigkeit m von Beurteilungen gering ist, und die Genauigkeit des Korrekturstroms i1 niedrig ist, und es auch möglich ist, das Ausmaß einer Ausgabekorrektur des Motors 10 zu erhöhen, so dass eine Steuerung mit guter Genauigkeit durchgeführt werden kann, in Fällen, in welchen die Häufigkeit m von Beurteilungen größer wird und die Genauigkeit des Korrekturstroms i1 erhöht wird. Weiterhin ist die Größe des Korrekturstroms i1 groß, wenn der Lenkwinkel δ groß ist, wenn die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird, so dass der Effekt der Lenk-Reaktionskraft, die von der Straßenoberfläche über die Fahrzeugräder 3 ausgeübt wird, reduziert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das oben angegebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise gibt es keine bestimmten Beschränkungen bezüglich der Einrichtung zum Beurteilen, ob das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist oder nicht. Beispielsweise kann beurteilt werden, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, wenn ein Zustand, in welchem die Größe der Lenkwinkel-Veränderungsrate gleich einem eingestellten Wert oder kleiner als dieser ist, und zwar aufgrund dessen, dass keine wesentliche Lenkoperation durchgeführt wird, die Größe der Lateralbe schleunigung gleich einem eingestellten Wert oder kleiner als dieser ist, und zwar aufgrund dessen, dass kein wesentliches Drehen des Fahrzeugs auftritt, und die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem eingestellten Wert oder größer als dieser ist und zwar aufgrund dessen, dass das Fahrzeug kontinuierlich für eine eingestellte Zeitperiode oder länger nicht gestoppt wird. Weiterhin kann der relative Lenkwinkel durch einen Winkelsensor anstelle dessen bestimmt werden, dass er durch eine Berechnung bestimmt wird; als Ergebnis kann der Lenkwinkel aus dem Lenkwinkel-Mittelpunkt selbst dann genau bestimmt werden, wenn die Genauigkeit des Winkelsensors aufgrund eines Verstreichens an Zeit und von anderem verschlechtert ist. Weiterhin ist der Ausgabekorrekturwert des Motors nicht auf den Wert beschränkt, der auf der Basis des Lenkwinkels allein bestimmt wird, und beispielsweise kann dieser Wert gemäß der Lenkwinkel-Veränderungsrate, der Lenkwinkel-Veränderungsbeschleunigung oder ähnlichem variieren, so dass die Effekte eines Trägheitsmoments des Motors und einer Störung kompensiert werden können. Der Mechanismus, der die Drehung des Lenkrads zu den Fahrzeugrädern überträgt, so dass der Lenkwinkel sich ändert, ist nicht auf das oben angegebene Ausführungsbeispiel beschränkt; dieser kann auch ein System sein, das die Drehung des Lenkrads zu den Fahrzeugrädern über die Lenkwelle überträgt, und ein Verbindungsmechanismus, der ein anderer als der Ritzel- und Zahnstangenmechanismus ist. Weiterhin ist, solange der Mechanismus, der die Ausgabe des Motors zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft zu dem Lenksystem überträgt, eine Lenkhilfskraft zur Verfügung stellen kann, dieser Mechanismus nicht auf das oben angegebene Ausführungsbeispiel beschränkt; beispielsweise kann die Lenkhilfskraft auch durch Antreiben einer Kugelmutter zur Verfügung gestellt werden, die auf eine Kugelumlaufspindel geschraubt ist, die mit der Zahnstange mittels der Ausgabe des Motors integriert ist.

Claims

Elektrische Servolenkvorrichtung, die folgendes aufweist: einen Motor (10), der eine Lenkhilfskraft gemäß einem Basis-Hilfsmoment erzeugt; einen Bestimmungsteil (20), der einen relativen Lenkwinkel (δ_m) bei jedem von n Zyklen von Berechnungen aus der Beziehung δ_m = δ_m–1 + ω_n × t1 bestimmt, wobei n die tatsächliche Anzahl der Zyklen von Berechnungen ist, t1 der Zyklus einer Berechnung im Bestimmungsteil (20) und δ_n eine Lenkwinkel-Veränderungsrate ist, die proportional zu einer elektromotorischen Gegenkraft (Ea) des Motors (10) ist; einen Beurteilungsteil (20), der beurteilt, ob ein Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist oder nicht; einen Bestimmungsteil (20), der einen mittleren Referenz-Lenkwinkel (δ_m) durch Teilen einer Gesamtheit der relativen Lenkwinkel (δ_r), die bestimmt werden, wenn beurteilt wird, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, durch die Anzahl von Beurteilungen, dass das Fahrzeug in einem Zustand einer Geradeausbewegung ist, bestimmt; einen Bestimmungsteil (20), der einen Lenkwinkel (δ) durch Subtrahieren eines Lenkwinkel-Mittelpunkts (δ₀) von dem relativen Lenkwinkel (δ_r) bestimmt, während der mittlere Referenz-Lenkwinkel (δ_m) als der Lenkwinkel-Mittelpunkt (δ₀) genommen wird; einen Korrekturteil (20), der die Ausgabe des Motors (10) entsprechend dem Basis-Hilfsmoment gemäß einem Ausgabekorrekturwert korrigiert, der auf der Basis des bestimmten Lenkwinkels (δ) bestimmt ist; und einen Änderungsteil (20), der den Ausgabekorrekturwert ändert, so dass dieser Wert eine positive Korrelation mit der Anzahl von Beurteilungen hat, dass das Fahrzeug in dem Zustand einer Geradeausbewegung ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin folgendes aufweist: einen Sensor (22), der ein Lenkmoment bestimmt; eine Steuerung (20), die den Motor (10) so steuert, dass eine Lenkhilfskraft entsprechend dem bestimmten Lenkmoment erzeugt wird; und einen Beurteilungsteil (20), der beurteilt, ob eine Rückstell-Lenkoperation in Richtung zu der Geradeaus-Lenkposition durchgeführt wird oder nicht; wobei der Ausgabekorrekturwert eine inverse Korrelation zu dem bestimmten Lenkwinkel (δ) hat, wenn die Rückstell-Lenkoperation durchgeführt wird.