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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine elektrische Servolenkvorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Im
allgemeinen werden elektrische Servolenkvorrichtungen für Kraftfahrzeuge
derart ausgelegt, daß dann,
wenn der Fahrzeugfahrer das Lenkrad nach einem Drehen desselben
zur Veränderung der
Fahrtrichtung des Fahrzeugs freigibt, die Räder einer Kraft ausgesetzt
sind (Selbstausrichtungs-Drehmoment), welche derart wirkt, daß die Räder in die
Gerade-aus-Position zurückgestellt
werden, wodurch bewirkt wird, daß das Lenkrad automatisch in
seine Mittelposition zurückgedreht
wird.
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Allerdings
ist es bekannt, daß dann,
wenn das Lenkrad während
der Bewegung des Fahrzeugs stärker
gedreht wird, das Fahrzeug dazu neigt, eine weniger scharfe Kurve
zu fahren als dies der Fahrzeugfahrer beabsichtigt (d.h. das Fahrzeug
zeigt eine stärkere
Untersteuerungsneigung) und ein automatisches Zurückkehren
des Lenkrads in seine Mittelposition nach dessen Freigabe ist erschwert.
Eine derartige Untersteuerungsneigung tritt aufgrund der Tatsache
auf, daß das
Selbstausrichtungs-Drehmoment abnimmt, wenn die Rutschwinkel der
Reifen auf einer Straßenoberfläche größer werden.
Insbesondere tritt die Untersteuerungsneigung dann merklich in Erscheinung,
wenn die Straßenoberfläche einen
geringen Reibungskoeffizienten (μ)
aufweist (und damit rutschig ist) oder wenn das Lenkrad unbeabsichtigterweise
aufgrund eines von der elektrischen Servolenkvorrichtung ermöglichten
geringen Lenkaufwands übermäßig stark
gedreht wird.
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Wenn
das Lenkrad auf einer rutschigen Straßenoberfläche stark gedreht wird, wird
die automatische Rückkehrbewegung
des Lenkrads nach dessen Freigabe durch den Fahrer aufgrund des
verringerten selbstausrichtenden Drehmoments beträchtlich
verzögert,
was unerwünschterweise
zu einer Störung der
Fahrzeugbewegungsbahn führt.
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11 zeigt
einen Graph einer typischen Beziehung zwischen einem Lenkwinkel δ und einem Drehmoment
TH, welches von den Reifen auf das Lenkrad
ausgeübt
wird, wenn das Lenkrad von dem Fahrer gedreht wird (dieses Drehmoment
TH wird nachfolgend als "Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment" bezeichnet). In 11 wächst das
Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment
TH zunächst
stärker
als der Lenkwinkel δ an,
indem der Fahrer das Lenkrad von seiner Mittelposition aus nach
außen
(nach links oder nach rechts) dreht. Nachdem der Lenkwinkel δ einen Stabilitäts-Schwellenwert δK überschritten
hat und in einen Bereich gelangt, welcher einen Zustand starker Lenkraddrehung
wiedergibt, nimmt jedoch das Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment TH ab,
wie durch die Kurve mit durchgezogener Linie gezeigt. Nachfolgend
kehrt dann, wenn der Fahrzeugfahrer das Lenkrad bei einem Lenkwinkel δY freigibt,
das Lenkrad eher schrittweise als unmittelbar in seine Mittelposition
zurück,
da die Reifen ein sehr kleines Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment TH aufbringen, wie durch die Kurve in gestrichelter
Linie gezeigt. Wenn dann einmal der Lenkwinkel δ kleiner wird als der Stabilitäts-Schwellenwert δK,
kehrt das Lenkrad mit normaler Rate zurück.
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Der
Bereich (oder die Fläche)
des Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoments TH, welcher
durch die charakteristische Lenkbewegungs-Kurve und die charakteristische
Rückkehrbewegungs-Kurve
des Lenkrads definiert ist, gibt das Maß der Rückkehrfähigkeit des Lenkrads an; d.h.
eine kleinere Fläche des
Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoments TH, welche durch
die charakteristische Lenkbewegungs-Kurve und die charakteristische
Rückkehrbewegung-Kurve des
Lenkrads definiert ist, gibt eine größere Rückkehrfähigkeit des Lenkrads an.
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Wenn
die Rückkehrfähigkeit
des Lenkrads sehr klein wird, nachdem der Lenkwinkel δ den Stabilitäts-Schwellenwert δK überschreitet,
ist eine größere Zeit
erforderlich, bis das Lenkrad in seine Mittelposition zurückkehrt.
Somit weisen herkömmliche elektrische
Servolenkvorrichtungen das Problem auf, daß die Bewegungsbahn des Fahrzeugs
sich unerwünscht
nach außen
erweitert, was zu einer Störung des
Fahrzeugverhaltens führt.
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Aus
der
DE 39 17 053 A1 ist
eine elektrische Servolenkvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch
1 bekannt. Dort wird in einem Korrekturbereich des Lenkrads ein
von Lenkdrehmoment und Lenkgeschwindigkeit abhängiges Lenkunterstüzungs-Korrektursignal
mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit verringert.
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Es
ist demzufolge eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische
Servolenkvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche es selbst dann, wenn das
Lenkrad in sehr starkem Maß derart
gedreht wird, daß der
Lenkwinkel einen Stabilitäts-Schwellenwert überschreitet,
ermöglicht,
daß das
Lenkrad mit größerer Geschwindigkeit
in seine Mittelposition zurückkehrt,
und welche dadurch ein stabilisiertes Fahrzeugverhalten erreicht.
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Um
die vorstehend genannte Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende
Erfindung eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß Anspruch
1 bereit.
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Bei
der derart aufgebauten elektrischen Servolenkvorrichtung wird das
Soll-Motorstrom-Signal, welches
eine Bereitstellung eines elektrischen Lenkunterstützungs-Drehmoments
entsprechend dem manuellen Lenkdrehmoment bewirkt, von dem Modifikationsbereich
der Steuer-/Regeleinheit nach Maßgabe des Modifikationssignals
modifiziert, welches Modifikationssignal von dem Detektorbereich
für einen
instabilen Zustand erzeugt wird, wobei der Detektorbereich den instabilen
Zustand, d.h. eine sehr starke Drehung des Lenkrads erfaßt. Durch
die Modifikation des Soll-Motorstrom-Signals
wird bewirkt, daß die
elektrische Lenkdrehmoment-Unterstützung in
Rückkehrrichtung
des Lenkrads wirkt, wodurch ermöglicht
wird, daß das
Lenkrad mit erhöhter
Geschwindigkeit in seine Mittelposition zurückkehrt.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird der instabile Zustand des Fahrzeugs
durch Bestimmung einer Differenz der Rutschwinkel zwischen den vorderen
und den hinteren Rädern
des Fahrzeugs erfaßt.
Die Differenz der Rutschwinkel kann durch Auswerten einer Gleichung: βfr
= (Y·L/V) – δ bestimmt
werden, wobei βfr
die Differenz der Rutschwinkel wiedergibt, V eine Fahrzeuggeschwindigkeit
wiedergibt, δ einen
Lenkwinkel wiedergibt, Y eine Gierrate wiedergibt und L einen Radstand
wiedergibt, d.h. einen Abstand zwischen den Mittellinien der Vorder-
und Hinterräder.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann
die Steuer-/Regeleinheit ferner einen Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich
aufweisen, welcher eine Drehbewegung nach außen (weg von der Mittelposition)
und eine Rückkehrbewegung
des Lenkrads (zur Mittelposition hin) erfaßt. In diesem Fall modifiziert
der Modifikationsbereich das Soll-Motorstrom-Signal in Rückkehrrichtung
des Lenkrads nach Maßgabe
des Modifikationssignals, wenn der Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich
die Rückkehrbewegung
des Lenkrads erfaßt.
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Die
Steuer-/Regeleinheit kann einen Untersteuerungs-Detektorbereich
umfassen, welcher einen Untersteuerungszustand des Fahrzeugs erfaßt. In diesem
Fall modifiziert der Modifikationsbereich der Steuer-/Regeleinheit
das Soll-Motorstrom-Signal in der Rückkehrrichtung des Lenkrads
nach Maßgabe
des Modifikationssignals auf Grundlage eines Untersteuerungszustand-Erfassungssignals,
welches von dem den Untersteuerungszustand des Fahrzeugs erfassenden
Untersteuerungs-Detektorbereich erfaßt wurde, und auf Grundlage
eines Rückkehrbewegung-Erfassungssignals
von dem Lenkradbewegungs-Detektorbereich.
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In
einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann die Steuereinheit einen
Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich umfassen, welcher einen
Reibungs-Modifikationskoeffizienten entsprechend eines Reibungskoeffizienten
einer Straßenoberfläche erzeugt.
In diesem Fall modifiziert der Modifikationsbereich das Soll-Motorstrom-Signal
in Rückkehrrichtung
des Lenkrads nach Maßgabe
eines zusammengesetzten Modifikationssignals, welches erzeugt wird,
indem das Modifikationssignal von dem Detektorbereich für einen
instabilen Zustand und der Reibungs- Modifikationskoeffizient von dem Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich kombiniert
werden. Der Reibungs-Modifikationskoeffizienten-Generatorbereich
erzeugt nämlich
bei einer rutschigen Straßenoberfläche mit
geringem Reibungskoeffizienten einen kleinen Reibungs-Modifikationskoeffizienten,
so daß das
zusammengesetzte Modifikationssignal, welches eine Kombination des Modifikationssignals
von dem Detektorbereich für
einen instabilen Zustand und des Reibungs-Modifikationskoeffizienten ist, einen
größeren Wert
annimmt und dadurch ermöglicht,
daß das
Lenkrad mit größerer Geschwindigkeit
in die Mittelposition zurückkehrt. Bei
einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist der Reibungs-Modifikationskoeffizient
auf Grundlage eines Verhältnisses
der Gierrate und des Lenkwinkels bestimmt.
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Bestimmte
bevorzugte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung werden detaillierter mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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1 ein
Blockdiagramm ist, welches einen allgemeinen Aufbau einer elektrischen
Servolenkvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein
Funktionsblockdiagramm einer Steuer-/Regeleinheit ist, welche in
der elektrischen Servolenkvorrichtung aus 1 eingesetzt
wird;
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3 ein
Blockdiagramm ist, welches Details eines Detektorbereichs für einen
instabilen Zustand in der Steuer-/Regeleinheit aus 2 zeigt;
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4 ein
Blockdiagramm ist, welches eine Modifikation der Steuer-/Regeleinheit der
erfindungsgemäßen elektrischen
Servolenkvorrichtung zeigt;
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5 ein
Blockdiagramm ist, welches eine weitere Modifikation der Steuer-/Regeleinheit
der erfindungsgemäßen elektrischen
Servolenkvorrichtung zeigt;
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6 ein
Blockdiagramm ist, welches eine weitere Modifikation der Steuer-/Regeleinheit
der erfindungsgemäßen elektrischen
Servolenkvorrichtung zeigt;
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7 ein
Graph ist, welcher eine charakteristische Steuer-/Regelkurve eines Soll-Motorstrom-Signals über einem
Lenkdrehmoment mit Fahrzeuggeschwindigkeiten als Parameter zeigt;
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8 ein
Graph ist, welcher eine charakteristische Steuer-/Regelkurve einer Modifikationsgröße über einer
Differenz zwischen den Rutschwinkeln der Vorder- und Hinterräder des
Fahrzeugs zeigt;
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9 ein
Graph ist, welcher eine charakteristische Steuer-/Regelkurve eines Reibungs-Modifikationskoeffizienten über einem
Verhältnis
einer Gierrate zu einem Lenkwinkel zeigt;
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10 ein
Graph ist, welcher die charakteristische Steuer-/Regelkurve eines
Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoments über
einem Lenkwinkel gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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11 ein
Graph ist, welcher eine typische Beziehung zwischen dem Lenkwinkel
und dem Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment in einer herkömmlichen
elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt.
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Zunächst wird
auf 1 Bezug genommen, welche als Blockdiagramm einen
allgemeinen Aufbau einer elektrischen Servolenkvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Hinsichtlich ihrer Mechanik umfaßt die elektrische
Servolenkvorrichtung 1 ein Lenkrad 2, eine Lenkwelle 3, ein
Kegelrad 4, einen Ritzel-und-Zahnstangen-Lenkgetriebe-Mechanismus 5,
umfassend ein Kitzel 5a und eine Zahnstange 5b,
linke und rechte lenkbare Vorderräder 7, welche mit
entgegengesetzten Enden der Zahnstange 5b über Verbindungsstangen 6 verbunden
sind, und einen Elektromotor 8 zum Erzeugen und Zuführen einer
elektrischen Lenkunterstützung
zu dem Fahrzeuglenksystem.
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Als
elektrische Komponenten umfaßt
die elektrische Servolenkvorrichtung 1, einen Gierratesensor 9,
einen Lenkwinkelsensor 10, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 11,
einen Lenkdrehmomentsensor 12, eine Steuer-/Regeleinheit 13,
einen Motortreiber 14 und einen Motorstrom-Detektorbereich 15.
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Der
Gierratesensor 9 erfaßt
eine Gierrate des Fahrzeugs und erzeugt ein Gierratesignal Y, welches
ein die erfaßte
Gierrate wiedergebendes elektrisches Signal ist. Der Lenkwinkelsensor 10 erfaßt einen
Lenkwinkel der Vorderräder 7 und
erzeugt ein Lenkwinkelsignal δ,
welches ein den erfaßten
Lenkwinkel wiedergebendes elektrisches Signal ist; als Alternative
kann der Lenkwinkel δ arithmetisch
auf Grundlage eines Betätigungsswinkels
des Lenkrads 2 unter Verwendung eines Übersetzungsverhältnisses
in einer Lenkgetriebebox (nicht gezeigt) erzeugt werden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 erfaßt eine
Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal
V, welches ein die erfaßte
Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergebendes elektrisches Signal ist.
Der Lenkdrehmomentsensor 12 erfaßt ein auf das Lenkrad 2 ausgeübtes Lenkdrehmoment
und erzeugt ein Lenkdrehmomentsignal T, welches ein das erfaßte Lenkdrehmoment
wiedergebendes elektrisches Signal ist.
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Das
Gierratesignal Y, das Lenkwinkelsignal δ und das Lenkdrehmomentsignal
T, welche jeweils eigene Beträge
und Richtungen (d.h. Polungen) aufweisen, werden der Steuer-/Regeleinheit 13 für eine nachfolgend
noch zu beschreibende Verarbeitung zugeführt. In der folgenden Beschreibung
wird angenommen, daß die
Richtung oder Polung des Gierratesignals Y, des Lenkwinkelsignals δ und des
Lenkdrehmomentsignals T positiv (plus) sind, wenn die erfaßte Gierrate,
der erfaßte
Lenkwinkel und das erfaßte
Lenkdrehmoment in Uhrzeigerrichtung gerichtet sind, und negativ
(minus), wenn die erfaßte
Gierrate, der erfaßte
Lenkwinkel und das erfaßte
Lenkdrehmoment in Gegenuhrzeigerrichtung orientiert sind.
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Wenn
der Fahrzeugfahrer das Lenkrad 2 nach links oder nach rechts
dreht, d.h. von der Mittelposition aus nach außen, wird das auf die Lenkwelle 3 ausgeübte manuelle
Lenkdrehmoment über
den Zahnstangen-Ritzel-Lenkgetriebemechanismus 5 in eine
axiale lineare Bewegung der Zahnstange 5b umgewandelt,
welche die Richtung der Vorderräder 7 über die
Verbindungsstangen 6 verändert. Um den manuellen Lenkaufwand
des Fahrers zu unterstützen,
wird der Elektromotor 8 nach Maßgabe des Lenkdrehmomentsignals
T und der Fahrzeuggeschwindigkeit V angetrieben und eine somit durch den
Elektromotor 8 erzeugte Ausgangskraft oder ein Ausgangsdrehmoment
wird zweifach über
das Kegelrad 4 verstärkt
und der Lenkwelle 3 als elektrisches Lenkhilfsdrehmoment
zugeführt,
um den manuellen Lenkaufwand des Fahrers zu reduzieren.
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Die
Steuer-/Regeleinheit 13 der Lenkvorrichtung, welche einen
Mikroprozessor und einen Speicher umfaßt, erzeugt ein Soll-Motorstrom- Signal IMS (2)
auf Grundlage des Lenkdrehmoment-Signals T und des Fahrzeuggeschwindigkeits-Signals
V, sowie ein Motor-Steuer-/Regel-Signal VO entsprechend dem
Soll-Motorstrom-Signal IMS. Der Motortreiber 14 treibt
den elektrischen Hilfsmotor mit einer Motorspannung VM auf
Grundlage des Motor-Steuer-/Regel-Signals VO,
unter Verwendung der bekannten PWM (Pulse Width Modulation; Pulsbreitenmodulation)-Steuer-/Regeltechnik.
Der Motorstrom-Erfassungsbereich 15 erfaßt einen
aktuellen Motorstrom IM entsprechend einer
Vorwärts-
oder Rückwärtsbewegung
des Motors 8 und erzeugt ein Motorstrom-Signal IMF, welches den erfaßten aktuellen Motorstrom IM wiedergibt.
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Die
Steuer-/Regeleinheit 13 erzeugt das Motorstrom-Signal VO entsprechend einer Differenz der Werte
zwischen dem Soll-Motorstrom-Signal IMS und dem
Motorstrom-Signal IMF und steuert/regelt
den Motortreiber 14 derart, daß die Differenz zwischen dem
Soll-Motorstrom-Signal IMS und dem Motorstrom-Signal IMF schnell
null wird. Das Motor-Steuer-/Regel-Signal VO ist
beispielsweise zusammengesetzt aus EIN/AUS- und PWM-Signalen.
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2 ist
ein Funktions-Blockdiagramm der elektrischen Servolenkvorrichtung 1 aus 1.
In 2 umfaßt
die Steuereinheit 13 einen Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand, um ein sehr starkes manuelles Lenken (nachfolgend "instabiler Zustand" genannt) des Fahrers
an dem Lenkrad 2 zu erfassen und um ein Modifikations-Signal
DH zum Modifizieren oder Einstellen des
Werts oder der Größe des Soll-Motorstrom-Signals IMS in Antwort auf die Erfassung eines derartigen
instabilen Zustands zu erzeugen, und einen Modifikationsbereich 26.
Die Steuer-/Regeleinheit 13 bestimmt einen Wert des Modifikations-Signals
DH, d.h. eine Modifikationsgröße, auf
Grundlage einer Differenz der Rutschwinkel zwischen den Vorderrädern und
den Hinterrädern (Winkeldifferenz-Signal βfr). Insbesondere
erfaßt
die Steuer-/Regeleinheit 13 einen derartigen instabilen Zustand
oder ein sehr starkes Drehen an dem Lenkrad 2 auf Grundlage
des Lenkwinkel-Signals δ vom Lenkwinkelsensor 10 und modifiziert
das Soll-Motorstrom-Signal IMS in Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH, welches von
dem Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
zugeführt
wird.
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Der
Motortreiber 14 umfaßt
eine aus einer Mehrzahl (beispielsweise vier) von Schaltelementen, wie
beispielsweise Leistungs-FETs (Feldeffekttransistoren) oder IGBTs
(isolierte Tor-Bipolar-Transistoren), bestehende Brückenschaltung
und erzeugt die PWM-Motorspannung VM auf
Grundlage des Motor-Steuer-/Regel-Signals VO,
so daß der
Motor 8 derart getrieben wird, daß er in Vorwärts- oder
Rückwärtsrichtung
in Antwort auf die Motorspannung VO rotiert.
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Der
Motorstrom-Detektorbereich 15 wandelt den aktuellen Motorstrom
IM mittels eines in Reihe mit dem Elektromotor 8 geschalteten
Widerstands, einer Hall-Effektvorrichtung oder dergleichen in eine
Spannung um und sendet das Motorstrom-Signal IMF,
welches den gegenwärtigen
Motorstrom IM wiedergibt, an die Steuer-/Regeleinheit 13 zur
Gegenkopplung zu dem Soll-Motorstrom-Signal IMS.
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Der
Soll-Motorstrom-Setzbereich 21 umfaßt einen Speicher, wie beispielsweise
einen ROM, welcher vorgespeicherte Daten beinhaltet, die für eine charakteristische
Steuer-/Regelkurve des Soll-Motorstrom-Signals IMS über das
Lenkdrehmoment mit Fahrzeuggeschwindigkeiten V als Parameter charakteristisch
sind, wie in 7 gezeigt, wo "VL" einen niedrigen
Fahrzeuggeschwindigkeits-Wert angibt, "VM" einen mittleren
Fahrzeuggeschwindigkeits-Wert angibt und "VH" einen hohen Fahrzeuggeschwindigkeits-Wert
angibt. Nach Empfang des Lenkdrehmoment-Signals T vom Lenkdrehmomentsensor 12 und des
Fahrzeuggeschwindigkeits-Signals V vom Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 11,
liest der Soll-Motorstrom-Setzbereich 21 einen der vorgespeicherten Werte
des Soll-Motorstrom-Signals IMS entsprechend des
Werts des empfangenen Lenkdrehmoment-Signals T aus und leitet den
ausgelesenen Wert an den Modifikationsbereich 26 als Soll-Motorstrom-Signal IMS.
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Wie
aus 7 deutlich wird, wird das Soll-Motorstrom-Signal
IMS im Ausführungsbeispiel derart gesetzt,
daß es
betragsmäßig abnimmt,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V wächst, so daß ein großes elektrisches Lenkhilfsdrehmoment
bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten gegeben ist während eine
stabile Lenkung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten erreicht wird.
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Die
Steuer-/Regeleinheit 13 umfaßt auch einen Versatz-Berechnungsbereich 22,
welcher eine Differenz oder einen Versatz ΔI zwischen den Werten eines
von dem Modifikationsbereich 26 zugeführten modifizierten Soll-Motorstrom-Signals
IMH und des Motorstrom-Signals IMF von dem Motorstrom-Detektorbereich 15 (d.h., ΔI = IMH – IMF) berechnet und dann dem Treiber-Steuer-/Regelbereich 23 ein
elektrisches Signal zuführt,
welches den derart berechneten Versatz ΔI (= IMH – IMF) wiedergibt. Der Treiber-Steuer-/Regelbereich 23,
welcher einen PID-Regler und einen Motor-Steuer-/Regel-Signal-Generator umfaßt, führt PID
(Proportional- Integral- und Differential)-Regel-Schritte anhand
des von dem Versatz-Berechnungsbereich 22 zugeführten Versatz-Signals ΔI aus und
erzeugt das Motor-Steuer-/Regel-Signal VO,
welches einer Drehbewegung des Lenkrads 2 durch einen Fahrer
im Uhrzeigersinn (nach rechts) oder im Gegenuhrzeigersinn (nach links)
entspricht, auf Grundlage einer Zusammensetzung der einzelnen Signale,
welche den PID-Regel-Schritten unterzogen wurden. Dann führt der Treiber-Steuer/Regel-Bereich 23 das
somit erzeugte Motor-Steuer-/Regel-Signal VO dem
Motortreiber 14 zu.
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Auf
Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeits-Signals V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11,
des Lenkwinkel-Signals δ vom
Lenkwinkelsensor 10 und des Gierraten-Signals Y vom Gierratesensor 9 berechnet
der Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
die Differenz /βfr
der Rutschwinkel zwischen den Vorder- und Hinterrädern des
Fahrzeugs, berechnet auf Grundlage der Rutschwinkel-Differenz βfr, das Modifikations-Signal DH,
welches eine Größe angibt,
durch welche das Soll-Motorstrom-Signal
IMS betragsmäßig oder in der Höhe zu verändern oder
einzustellen ist, und führt
das so erzeugte Modifikations-Signal DH dem
Modifikationsbereich 26 zu.
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Insbesondere
wird die vorstehend erwähnte Rutschwinkeldifferenz βfr durch
einen Rutschwinkeldifferenz-Schätzbereich 31 des
Detektorbereichs 24 für
einen instabilen Zustand berechnet, wie in 3 gezeigt.
Der Rutschwinkeldifferenz-Schätzbereich 31 berechnet
nämlich
auf Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeits-Signals V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11,
des Lenkwinkel-Signals δ vom Lenkwinkelsensor 10,
des Gierrate-Signals Y vom Gierratesensor 9 und der größenmäßigen Parameter des
Fahrzeugs (wie beispielsweise des Radstands L), welche im Speicher
vorgespeichert sind, die Rutschwinkeldifferenz βfr wie folgt: βfr = (Y·L/V) – δ (1)
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Es
ist anzumerken, daß die
Rutschwinkeldifferenz βfr
eine Winkeldifferenz zwischen der Richtung der Reifen und der Richtung
des Fahrzeugs wiedergibt, welche auftritt, wenn ein Fahrzeug eine
Kurvenfahrt ausführt.
Dies bedeutet, daß dann
wenn das Lenkrad 2 vom Fahrzeugfahrer in Uhrzeigerrichtung gedreht
wird, das Fahrzeug relativ zur Richtung der Vorderräder in Gegenuhrzeigerrichtung
orientiert ist, in welchem Fall dann, wenn die Richtung im Uhrzeigersinn
als positive (plus) Richtung bestimmt ist, der Rutschwinkel (βf) der Vorderräder in negativer
(minus) Richtung wiedergegeben ist. In einem derartigen Fall liegt
auch der Rutschwinkel (βr)
der Hinterräder
in negativer (minus) Richtung, so daß die Richtung (Vorzeichen)
des Rutschwinkel-Differenz-Signals βfr als negativer (minus) Wert
ausgedrückt
wird bis der Absolutwert |βr|
des Rutschwinkels der hinteren Räder
(βr) gleich
oder größer als
der Absolutwert |βf|
des Rutschwinkels (βf)
der vorderen Räder
wird.
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Der
Detektorbereich 24 der Steuer-/Regeleinheit 13 für einen
instabilen Zustand umfaßt
einen Modifikations-Signal-Generatorbereich 32, dessen Details
in 3 dargestellt sind. Der Modifikations-Signal-Generatorbereich 32,
welcher einen Speicher umfaßt,
wie beispielsweise einen ROM, weist vorgespeichert eine charakteristische
Steuer-/Regelkurve der Soll-Motorstrom-Signal-Modifikationsgrößeauf, welche
durch das Modifikations-Signal
DH über
dem Absolutwert |βfr|
der Rutschwinkeldifferenz βfr
angegeben ist, wie in 8 gezeigt. Nach Empfangen des
Rutschwinkel-Differenz-Signals βfr von dem
Rutschwinkeldifferenz-Schätzbereich 31 liest
der Modifikations-Signal-Generatorbereich 32 eine der Modifikationsgrößen für den instabilen
Zustand aus einer Tabelle aus, welche Modifikationsgröße dem Wert
des empfangenen Rutschwinkel-Differenz-Signals βfr entspricht und erzeugt das Modifikations-Signal
DH, welches die ausgelesene Modifikationsgröße angibt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus 8 ist eine „Tot"- oder Null-Modifikationsgrößen-Zone
für einen
Anfangsbereich der Rutschwinkeldifferenz βfr festgelegt, welcher sich
bis zu einem Schwellenwert "X" erstreckt, an welchem die
Rutschwinkeldifferenz βfr
in den Stabilitätsbereich
fällt.
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In 2 berechnet
der Modifikationsbereich 26 eine Differenz IMH zwischen
den Werten des Soll-Motorstrom-Signals IMS aus
dem Soll-Motorstrom-Setzbereich 21 und
des Modifikations-Signals DH aus dem Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand (IMH = IMS – DH) und führt
die berechnete Differenz IMH als modifiziertes
Soll-Motorstrom-Signal IMH dem Versatzberechnungsbereich 22 zu.
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Wenn
die Rutschwinkeldifferenz βfr
größer als
der Stabilitäts-Schwellenwert
X (βfr > X) ist und einen Zustand
sehr starker Drehung des Lenkrads 2 anzeigt, wie durch
die durchgezogene Linie in 8 gezeigt,
modifiziert der Modifikationsbereich 26 das Soll-Motorstrom-Signal
IMS in Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH, so daß das Soll-Motorstrom-Signal
IMS derart modifiziert wird, daß es betragsmäßig selbst
während
einer nach außen
gerichteten Drehbewegung des Lenkrads abfällt; somit kann eine sehr starke
Drehbewegung des Lenkrads 2 wirksam unterdrückt werden.
Auch wenn einmal der Fahrzeugfahrer das Lenkrad 2 während einer
nach außen
gerichteten Drehbewegung freigibt, wird das Soll-Motorstrom-Signal
IMS auf null gesetzt (IMS =
O) und der Modifikationsbereich 26 unterstützt das
Lenkrad 2 in seiner Rückkehrrichtung
nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH, wodurch die
Rückkehrbewegung des
Lenkrads 2 zur Mittelposition hin beschleunigt wird.
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Da
die Steuer-/Regeleinheit 13 aus 2 den Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand zum Erfassen eines instabilen Zustands oder eines stark
verdrehten Zustands des Lenkrads 2 aufweist, um das Modifikations-Signal
DH zu erzeugen, und den Modifikationsbereich 26 aufweist
zum Modifizieren der Bewegung des Lenkrads 2 in seiner
Rückkehrrichtung
nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH wie vorstehend
beschrieben, kann die elektrische Servolenkvorrichtung 1 gemäß des bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung das Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment in Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH unterstützen und
ermöglicht
dadurch, daß das
Lenkrad automatisch mit erhöhter Geschwindigkeit
zur Mittelposition zurückkehrt.
Als Folge kann die elektrische Servolenkvorrichtung 1 mit
der Steuer-/Regeleinheit 13 eine Störung der Bewegungsbahn des
Fahrzeugs wirksam verhindern, wodurch ein stabilisiertes Fahrzeugverhalten
erreicht wird.
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4 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Abwandlung (d.h. ein zweites Ausführungsbeispiel) der
Steuer-/Regeleinheit der erfindungsgemäßen elektrischen Lenkvorrichtung 1 zeigt.
Diese abgewandelte Steuer- /Regeleinheit 35 umfaßt den Versatzberechnungsbereich 22 und
den Treiber-Steuer-/Regelbereich 23, wie vorstehend mit
Bezug auf 2 beschrieben, welche allerdings
in 4 nicht gezeigt sind und hier zur Vermeidung einer überflüssigen Wiederholung
nicht noch einmal beschrieben werden.
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Die
Steuereinheit 35 aus 4 ist dadurch gekennzeichnet,
daß sie
auch einen Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38 umfaßt, welcher
eine Auswärtsdrehbewegung
oder eine Rückkehrbewegung des
Lenkrads 2 auf Grundlage der Richtung S des Lenkdrehmoment-Signals
T erfaßt,
welches vom Lenkdrehmomentsensor 12 (2)
zugeführt
wird, und auf Grundlage der Richtung Q des Lenkwinkel-Signals δ erfaßt, welches
vom Lenkwinkelsensor 10 (2) zugeführt wird.
Wenn der Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38 die
Rückkehrbewegung des
Lenkrads 2 aus einem instabilen oder sehr stark verdrehten
Zustand erfaßt,
modifiziert die Steuer-/Regeleinheit 35 das Soll-Motorstrom-Signal
IMS in Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe des
Modifikations-Signals DH von dem Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand.
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Der
Modifikationsbereich 36 in dieser Steuer-/Regeleinheit 35 umfaßt einen
Subtrahierer 27 und einen Schaltbereich 28. Wenn
ein hochwertiges (H)-Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signal
MO von dem Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38 erfaßt wird,
wird der Schaltbereich 28 eingeschaltet (wie in unterbrochener
Linie dargestellt), um das Modifikations-Signal DH aus
dem Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
zum Subtrahierer 27 hindurchzulassen. Wenn andererseits
ein niederwertiges (L)-Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signal
MO von dem Lenkrad-Bewegungs-Erfassungsbereich 38 empfangen
wird, wird der Schaltbereich 28 ausgeschaltet (wie in durchgezogener
Linie gezeigt), um das Modifikations-Signal DH nicht
zum Subtrahierer 27 hindurchzulassen. Der Subtrahierer 27 berechnet eine
Differenz oder einen Versatz zwischen den Werten des Soll-Motorstrom-Signals
IMS von dem Soll-Motorstrom-Setzbereich 21 und
des Modifikations-Signals DH, welches über den
Schaltabschnitt 28 von dem Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand zugeführt
wurde, um dadurch ein modifiziertes Soll-Motorstrom-Signal IMH auszugeben.
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Genauer
gesagt bestimmt dann, wenn die Richtungen S und Q des Lenk-Drehmoment-Signals T
und des Lenk-Winkel-Signals δ miteinander
zusammenfallen (S = Q), der Lenkwinkel-Bewegungs-Detektorbereich 38 der
Steuer-/Regeleinheit 35, daß das Lenkrad in Antwort auf
eine manuelle Lenkbetätigung
durch den Fahrer eine Lenkbewegung von seiner Mittelposition aus
nach außen
ausführt
und führt
dem Schaltbereich 28 ein niederwertiges Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signal
MO zu. Wenn andererseits die Richtungen
S und Q des Lenkdrehmoment-Signals T und des Lenkwinkel-Signals δ nicht miteinander
zusammenfallen (S ≠ Q),
bestimmt der Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38, daß das Lenkrad 2 eine
Rückkehrbewegung
zur Mittelposition ausführt
und führt
dem Schaltbereich 28 ein hochwertiges Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signal
MO zu.
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Wenn
einmal der Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
einen instabilen oder sehr stark verdrehten Zustand des Lenkrads 2 bestimmt, so
daß er
das Modifikations-Signal DH ausgibt, und wenn
auch der Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38 die
Rückkehrbewegung
des Lenkrads 2 erfaßt,
so daß er
ein hochwertiges Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signal
MO ausgibt, wird der Schaltbereich 28 eingeschaltet
und läßt das Modifikations-Signal
DH von dem Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand zum Subtrahierer 27, so daß der Subtrahierer 27 die
Modifikationsgröße, welche
durch das Modifikations-Signal DH wiedergegeben
ist, vom Soll-Motorstrom-Signal IMS abzieht.
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Da
die Steuer-/Regeleinheit 35 aus 4 mit dem
Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38 zum Erfassen
einer Auswärtslenkbewegung
oder einer Rückkehrbewegung
des Lenkrads 2 und mit dem Modifikationsbereich 26 zum
Modifizieren des Soll-Motorstrom-Signals IMS in
Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH vom Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand versehen ist, kann die Steuer-/Regeleinheit 35 nach einer
Erfassung des stark gedrehten Zustands des Lenkrads 2 das
Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment in Rückkehrrichtung des Lenkrads 2 nach
Maßgabe des
Modifikations-Signals DH unterstützen, und
erlaubt dadurch, daß das
Lenkrad 2 zur Mittelposition mit größerer Geschwindigkeit zurückkehrt.
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches eine weitere Modifikation (drittes Ausführungsbeispiel)
der Steuereinheit der erfindungsgemäßen elektrischen Lenkvorrichtung 1 zeigt.
Diese modifizierte Steuereinheit 40 ist dadurch gekennzeichnet,
daß sie
einen Untersteuerungs-Detektorbereich 43 zum Erfassen eines
Untersteuerungszustands des Kraftfahrzeugs auf Grundlage der Richtung
N des Gierrate-Signals Y vom Gierratesensor 9 (2)
und der Richtung P des Rutschwinkel-Differenz-Signals βfr erfaßt. Wenn das
Kraftfahrzeug sich in einem Untersteuerungszustand befindet und
das Lenkrad 2 eine Rückkehrbewegung
aus dem stark verdrehten oder instabilen Zustand ausführt, modifiziert
die Steuer-/Regeleinheit 40 das Soll-Motorstrom-Signal IMS in
Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH von dem Detektorbereich 24 für einen instabilen
Zustand.
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Genauer
gesagt erzeugt dann, wenn der Untersteuerungs-Detektorbereich 43 den
Untersteuerungszustand des Kraftfahrzeugs auf Grundlage der Richtung
N des Gierrate-Signals Y zur Richtung P des Rutschwinkel-Differenz-Signals βfr von dem
Detektorbereich 24 für
einen instabilen Zustand erfaßt, der
Untersteuerungs-Detektorbereich 43 ein Untersteuerungszustand-Erfassungs-Signal
UO, welches einem UND-Operationsbereich 42 des Modifikationsbereichs 41 zugeführt wird.
Wenn die Richtungen P und N des Rutschwinkel-Differenz-Signals βfr und des
Gierrate-Signals Y nicht miteinander übereinstimmen (P ≠ N), erfaßt der Untersteuerungs-Detektorbereich 43,
daß das
Fahrzeug sich im Untersteuerungszustand befindet und erzeugt ein
hochwertiges Untersteuerungszustand-Erfassung-Signal UO.
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Der
Modifikationsbereich 41 umfaßt einen Subtrahierbereich 57 und
einen Schaltbereich 58 zusätzlich zu dem UND-Operations-Bereich 42.
Nach Empfangen sowohl eines hochwertigen Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signals MO, welches durch den die Rückkehrbewegung
des Lenkrads 2 erfassenden Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38 erzeugt wurde,
als auch des hochwertigen Untersteuerungszustands-Erfassungs-Signals
UO, welches durch den den Untersteuerungszustand
des Fahrzeugs erfassenden Untersteuerungs-Detektorbereich 43 erzeugt wurde,
gibt der UND-Operations-Bereich 42 ein hochwertiges
UND-Signal AO an den Schaltbereich 28 aus.
In Antwort auf das hochwertige UND-Signal AO,
wird der Schaltbereich 28 eingeschaltet (wie durch unterbrochene
Linie dargestellt, um das Modifikations-Signal DH von
dem Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
zum Substrahierer 27 hindurchzulassen. In der Folge berechnet
der Subtrahierer 27 eine Differenz oder einen Versatz zwischen den
Werten des Soll-Motorstrom-Signals IMS vom Soll-Motorstrom-Setzbereich 21 und
des Modifikations-Signals DH, welches über den
Schaltbereich 28 von dem Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand zugeführt
wird, um dadurch ein modifiziertes Soll-Motorstrom-Signal IMH auszugeben.
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Der
UND-Operations-Bereich 42 schaltet nämlich den Schaltbereich 28 auf
Grundlage des hochwertigen Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signals
MO an, welches von dem die Rückkehrbewegung
des Lenkrads 2 erfassenden Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38 erzeugt
wurde, und auf Grundlage des hochwertigen Untersteuerungszustand-Erfassungs-Signals
UO, welches von dem den Untersteuerungszustand
des Fahrzeugs erfassenden Untersteuerungs-Detektorbereich 43 erzeugt wurde,
so daß der
Schaltbereich 28 das Modifikations-Signal DH von
dem Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
zum Subtrahierer 27 hindurchläßt und der Subtrahierer 27 in
Folge die Modifikationsgröße, welche
durch das Modifikations-Signal DH wiedergegeben
ist, von dem Soll-Motorstrom-Signal IMS abzieht.
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Da
die Steuer-/Regeleinheit 40 aus 5 mit dem
Untersteuerungs-Detektorbereich 43 zum
Erfassen des Untersteuerungszustands des Kraftfahrzeugs versehen
ist und mit dem Modifikationsbereich 41 versehen ist zum
Modifizieren des Soll-Motorstroms IMS in
Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH, und zwar auf Grundlage
des Untersteuerungszustand-Erfassungs-Signals UO vom
Untersteuerungsdetektorbereich 43 und auf Grundlage des
Rückkehrbewegungs-Erfassungs-Signals
MO vom Lenkrad-Bewegungs-Detektorbereich 38, kann die
Steuer-/Regeleinheit 40 – nach einer Erfassung der
Rückkehrbewegung
des Lenkrads 2 und des Untersteuerungszustands des Fahrzeugs – das Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment
in Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 nach Maßgabe
des Modifikations-Signals DH unterstützen und
ermöglicht
dadurch, daß das
Lenkrad mit vergrößerter Geschwindigkeit
in seine Mittelposition zurückkehrt.
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6 ist
ein Blockdiagramm, welches eine weitere Abwandlung (viertes Ausführungsbeispiel) der
Steuer-/Regeleinheit der erfindungsgemäßen elektrischen Lenkvorrichtung 1 zeigt.
Diese abgewandelte Steuer-/Regeleinheit 45 ist
dadurch gekennzeichnet, daß sie
einen Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich 46 umfaßt. Die
Steuer-/Regeleinheit 45 modifiziert
den Soll-Motorstrom IMS nach Maßgabe eines
zusammengesetzten Modifikations-Signals DHO,
welches erzeugt wird, indem das vorstehend beschriebene Modifikations-Signal DH von dem Detektorbereich 24 für einen
instabilen Zustand und ein von dem Erzeugerbereich 46 erzeugter
Reibungs-Modifikationskoeffizient Kα kombiniert werden.
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Der
Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich 46,
welcher einen arithmetischen Operator und einen Speicher umfaßt, wie
beispielsweise einen ROM, berechnet ein Verhältnis der Gierrate Y zum Lenkwinkel δ (Y/δ), unter
Berücksichtigung
der Tatsache, daß die
Gierrate Y relativ zum Lenkwinkel δ abfällt, wenn der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche kleiner
wird. Im Speicher ist eine charakteristische Steuer-/Regelkurve
des Reibungs-Modifikationskoeffizienten Kα über dem Verhältnis der
Gierrate Y zum Lenkwinkel δ (Y/δ) gespeichert,
wie in 9 dargestellt, welche Kurve empirisch bestimmt
wurde. Nach Empfangen der durch den Gierratesensor 9 (2)
erfaßten
Gierrate Y und des durch den Lenkwinkelsensor 10 (2)
erfaßten Lenkwinkels δ, liest der
Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich 46 einen
der Reibungs-Modifikationskoeffizienten
Kα; aus,
welcher der empfangenen Gierrate Y und dem empfangenen Lenkwinkel δ entspricht
und schickt den ausgelesenen Reibungs-Modifikationskoeffizient Kα zu einem
Multiplizierer 47. Gemäß der charakteristischen
Steuer-/Regelkurve des Reibungs-Modifikationskoeffizienten
Kα über dem
Verhältnis
der Gierrate Y zum Lenkwinkel δ (Y/δ) aus 9 nimmt
dann, wenn der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche kleiner wird, das Verhältnis Y/δ derart ab,
daß der
Reibungs-Modifikationskoeffizient Kα einen Wert annimmt, der größer als "1" ist. Andererseits nimmt dann, wenn
der Reibungskoeffizient μ der
Straßenoberfläche größer wird,
das Verhältnis
Y/δ zu,
so daß der
Reibungs-Modifikationskoeffizient
Kα einen
Wert von "1 "annimmt.
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Der
vorstehend erwähnte
Multiplizierer 47 führt
eine Multiplikation zwischen dem Modifikations-Signal DH von
dem Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
und dem Reibungs-Modifikationskoeffizienten Kα von dem Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich 46 (Kα·DH) durch, um ein zusammengesetztes Modifikations-Signal
DHO zu erzeugen, welches anstelle des Modifikations-Signals DH dem zugeordneten Modifikationsbereich 26 (in 6 nicht
gezeigt) zuzuführen
ist. Durch das Durchführen
einer derartigen Multiplikation zwischen dem Modifikations- Signal DH und
dem Reibungs-Modifikationskoeffizienten Kα kann das zusammengesetzte Modifikations-Signal
DHO einen großen Wert für eine Straßenoberfläche mit geringem Reibungskoeffizienten μ annehmen,
so daß das
Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment in Rückkehrrichtung unterstützt wird
und somit das Lenkrad zu seiner Mittelposition mit vergrößerter Geschwindigkeit
zurückgestellt
werden kann.
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Da
die Steuer-/Regeleinheit 45 aus 6 mit dem
Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich 46 zum
Erzeugen des Reibungs-Modifikationskoeffizienten
Kα entsprechend
dem Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ versehen
ist und das Soll-Motorstrom-Signal IMS nach
Maßgabe
des zusammengesetzten Modifikations-Signals DHO modifiziert,
welches durch Kombination des Modifikations-Signals DH von
dem Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
und des durch den Generatorbereich 46 erzeugten Reibungs-Modifikationskoeffizienten
erzeugt wird, kann dieses das Reifen-zum-Lenkrad-Drehmomentin Rückkehrrichtung des
Lenkrads unterstützen,
indem das zusammengesetzte Modifikations-Signal DHO für eine rutschige Straßenoberfläche mit
geringem Reibungskoeffizienten μ vergrößert wird,
und ermöglicht
dadurch, daß das
Lenkrad in seine Mittelposition mit vergrößerter Geschwindigkeit zurückkehrt.
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Es
ist anzumerken, daß das "zusammengesetzte
Modifikations-Signal" DHO auch durch Addieren einer gegebenen Größe entsprechend
dem Reibungskoeffizienten μ zum
Modifikations-Signal DH erzeugt werden kann,
statt durch Multiplizieren des Modifikations-Signals DH mit
dem Reibungs-Modifikationskoeffizienten
Kα wie in 6 gezeigt.
Ferner kann der Reibungs-Modifikationskoeffizient-Generatorbereich 46 jeweils
auch in jedem der anderen Ausführungsbeispiele
der Steuer-/Regeleinheit 26, 36 und 41 vorgesehen
seien, welche in 2, 4 und 5 gezeigt
sind, so daß das
zusammengesetzte Modifikations-Signal DHO dem
zugeordneten Modifikationsbereich anstelle des Modifikations-Signals
DH zugeführt
wird.
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10 ist
ein Graph, welcher eine beispielhafte charakteristische Steuer-/Regelkurve des Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoments
TH über
dem Lenkwinkel δ zeigt,
wie sie in der vorliegenden Erfindung Verwendung findet. Gemäß der charakteristischen Steuer-/Regelkurve
aus 10 wird selbst dann, wenn der Lenkwinkel δ den Schwellenwert δK eines stabilen
Zustands überschreitet
und in einen Bereich eindringt, welcher einen Zustand einer starken
Verdrehung des Lenkrads 2 wiedergibt, die Lenkradbewegung
in ihrer Rückkehrrichtung
nach Maßgabe des
Modifikations-Signals DH unterstützt, so
daß verhindert
wird, daß das
Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment
TH stark abfällt, selbst wenn der große Lenkwinkel δX über dem
Schwellenwert δK des stabilen Zustands liegt. Wenn das Lenkrad
bei einem starken Lenkwinkel δX freigegeben wird, kann das Lenkrad 2 durch
die Unterstützung
des Modifikations-Signals DH in Rückkehrrichtung
schnell in seine Mittelposition zurückgestellt werden. Eine derartige
Unterstützung kann
wirksam eine Störung
der Bewegungsspur des Fahrzeugs verhindern, wodurch ein stabilisiertes Fahrzeugverhalten
erreicht wird.
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Eine
elektrische Servolenkvorrichtung umfaßt eine Steuereinheit 13, 35, 40, 45 zum
Steuern/Regeln eines Elektromotors 8, um ein elektrisches
Lenkhilfsdrehmoment zu einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs zu übertragen.
Die Steuer-/Regeleinheit 13, 35, 40, 45 ist
mit einem Detektorbereich 24 für einen instabilen Zustand
versehen, welcher ein Modifikations-Signal DH erzeugt,
wenn er einen instabilen Zustand des Fahrzeugs erfaßt, bei welchem
das Lenkrad 2 zu einem übermäßig starken Ausmaß gedreht
ist. Ein Soll-Motorstrom-Signal IMS, welches
derart wirksam ist, daß es
ein elektrisches Lenkhilfsdrehmoment entsprechend dem manuellen Lenkdrehmoment
bereitstellt, wird durch die Steuer-/Regeleinheit 13, 35, 40, 45 nach
Maßgabe
des Modifikations-Signals DH modifiziert,
welches Modifikations-Signal DH von dem
Detektorbereich 24 für
einen instabilen Zustand erzeugt wird. Somit wird das Reifen-zum-Lenkrad-Drehmoment in einer
Rückkehrrichtung
des Lenkrads 2 derart unterstützt, daß das Lenkrad 2 mit
erhöhter
Geschwindigkeit in seine Mittelposition zurückkehren kann.