DE4402423B4 - Servolenkungs-Vorrichtung für Motorfahrzeuge - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0466—Controlling the motor for returning the steering wheel to neutral position

Abstract

Servolenkungs-Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers beim Lenken eines Motorfahrzeugs, umfassend:
a) einen Drehmoment-Sensor (1) zum Erfassen eines von einem Fahrer auf ein Lenkrad ausgeübten Lenkdrehmoments (T);
b) einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor (2) zum Erfassen einer Geschwindigkeit (v) des Motorfahrzeugs;
c) einen elektrischen Motor (3) zur Erzeugung eines Hilfsdrehmoments zur Unterstützung des Fahrers beim Drehen des Lenkrades;
d) zwei Paare von Schaltelementen (Q1, Q4; Q2, Q3), die einerseits in Form einer Brückenschaltung mit dem Motor (3) und andererseits mit einer Energiequelle (4, 5) verbunden und selektiv durch ein Ansteuersignal so schaltbar sind, dass an den Motor (3) Energie entweder für eine Rechtsdrehung durch das eine Paar (Q1, Q4) oder für eine Linksdrehung durch das andere Paar (Q2, Q3) geführt wird;
e) eine Treiberschaltung (77) zum Ansteuern der Schaltelemente (Q1–Q4) mit einem PWM-Signal;
f) eine Signalverarbeitungs-Einheit (70) zum Erzeugen eines Schaltsignals zum Ansteuern der Schaltelemente (Q1–Q4) in Abhängigkeit vom Lenkdrehmoment (T) des Fahrers, und der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) mit
f1) einer Lenkradrückführungs-Bestimmungseinrichtung (71) zum Bestimmen ob das Lenkrad sich in einem Zustand befindet, in dem es aus einer Position ungleich der Mittenposition in diese neutrale Position zurückgeführt wird, und zum Erzeugen eines Lenkradrückführungssignals (H) auf Grundlage des Lenkdrehmoments (T); und
f2) einer Lenkdrehungs-Bestimmungseinrichtung (72) zur Erzeugung eines Drehrichtungssignals (R,), das die Richtung der Lenkdrehung anzeigt;
dadurch gekennzeichnet, dass . . .

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkungs-Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers beim Lenken eines Motorfahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
  • Eine derartige Servolenkungs-Vorrichtung ist aus der DE 37 11 854 C2 bekannt.
  • Bei einer motorbetriebenen Servolenkungs-Vorrichtung ist es wichtig, ein verbessertes Rückführ-Funktionsvermögen des Lenkrads ohne ein Involvieren einer Verschlechterung in der Linearität der Hilfsdrehmomentsteuerung zu gewährleisten.
  • Ferner beschreibt die DE 38 22 171 C2 eine Servolenkungs-Vorrichtung, bei der der Strom des Motors erfasst, jedoch nicht zu einer Verarbeitung eines Steuersignals weiter verwendet wird. Die Servolenkungs-Vorrichtung umfasst dabei einen Torsionsmomentssensor und eine Beschleunigungsabtasteinrichtung zur Messung einer auf das Fahrzeugs einwirkenden Beschleunigung. Auf Grundlage dieser Beschleunigung wird ein Rückstelldrehmomentsignal erzeugt.
  • Bei den Servolenkungs-Vorrichtungen nach der DE 37 11 854 C2 und der DE 38 22 171 C2 wird nicht unterschieden zwischen ersten und zweiten Antriebsmoden in Abhängigkeit von einem Lenkrad-Rückführungssignal.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst eine Beschreibung gemacht werden einer hierzu bekannten motorbetriebenen Servolenkungs-Vorrichtung.
  • 5 ist ein Blockdiagramm zum schematischen Zeigen einer Konfiguration einer motorbetriebenen Servolenkungs-Vorrichtung, welche hierzu bekannt ist und beispielsweise offenbart ist in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungspublikation JP 60-35664 A .
  • Mit Bezug auf diese Figur ist diese Servolenkungs-Vorrichtung ausgerüstet mit einem Drehmomentsensor 1 zum Erfassen eines Lenkdrehmoments T eines Lenkrades (nicht gezeigt) und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V. Eine Ausgangswelle eines elektrischen Motors 3 ist betriebsmäßig gekoppelt mit dem Lenkrad. Der elektrische Motor 3 ist elektrisch verbunden mit einer Gleichstromleistungsversorgungsquelle, wie z.B. einer Bordbatterie 4, über eine Brückenschaltung, bestehend aus zwei Paaren von Schaltelementen, wie z.B.
  • Schalttransistoren, d.h. einem ersten Paar von Schaltelementen Q1 und Q4 und einem zweiten Paar von Schaltelementen Q2 und Q3 zum Zulassen, daß der Motor 3 selektiv entweder in der Vorwärts- oder in der Rückwärtsrichtung angetrieben wird. Freilaufdioden D1 bis D4 sind verbunden über den jeweiligen Schaltelementen Q1 bis Q4. Ein Widerstand 5 ist eingesetzt in einen Strompfad zwischen der Batterie 4 und die oben erwähnte Brückenschaltung. Eine Motorstromerfassungseinrichtung 6 ist vorgesehen zum Erfassen eines Stroms I, der über den Widerstand 5 den Motor 3 zugeführt wird.
  • Die Ausgaben des Drehmomentsensors 1, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 2 und der Motorstromerfassungseinrichtung 6 werden zugeführt an eine Signalverarbeitungseinheit 7, welche angepaßt ist zum Steuern der Schaltelemente Q1; Q4 oder Q2; Q3 auf der Basis des Lenkmoments T, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Motorstroms I und eine Zielwertberechnungseinrichtung (nicht gezeigt) zum arithmetischen Bestimmen oder Berechnen eines Zielstromwertes I0 des Motorstrom I auf der Basis des Lenkdrehmoments T und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wie erfaßt, eine Steuergrößenberechnungseinrichtung (nicht gezeigt) zum Berechnen einer Steuergröße zum Steuern des Motors 3 auf der Basis einer Abweichung oder Differenz zwischen dem erfaßten Motorstrom I und dem Zielstromwert I0, eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der Steuergröße, welche oben erwähnt ist, in ein PWM-(Pulsbreitenmodulation) Signal zum Steuern der Schaltelemente Q1; Q4 oder Q2; Q3 und eine Treiberschaltung (nicht gezeigt) zum Antreiben der Schaltelemente in Übereinstimmung mit Arbeitsverhältnissen oder Verhältnissen, wie angezeigt durch die PWM-Signale, beinhaltet.
  • Als nächstes wird sich die Beschreibung richten auf einen Betrieb der herkömmlichen Servolenkungsvorrichtung, welche in 5 gezeigt ist.
  • Es sei beispielshalber angenommen, daß ein Fahrer des Motorfahrzeugs versucht, daß Lenkrad in die rechte Richtung (im Uhrzeigersinn} zu drehen. In diesem Fall gibt die Signalverarbeitungseinheit 7 das Antriebssignal zum Steuern einer Leitung der gepaarten Schaltelemente Q1 und Q4 abhängig von dem Lenkdrehmoment T und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, wie erfaßt durch den Drehmomentsensor 1 bzw. den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 2, aus. An diesem Punkt sollte bemerkt werden, daß erste und zweite Antriebsmodi vorgesehen sind zum Steuern der Antriebselemente (Q1; Q4 oder Q2; Q3). Im ersten Antriebsmodus wird eines der Schaltelemente (Q4 oder Q3) in jedem Paar der Schaltelemente (Q1; Q4 oder Q2; Q3) in dem Leitungszustand (EIN) gehalten, während das andere (Q1 oder Q2) gesteuert wird in Abhängigkeit von dem Arbeitsverhältnis des PWM-Signals. Andererseits werden in dem zweiten Antriebsmodus beide der gepaarten Schaltelemente (Q1 und Q4 oder Q2 und Q3) angetrieben in Übereinstimmung mit dem Arbeitsverhältnis des PWM-Signals.
  • Es sei wiederum beispielshalber angenommen, daß der erste Antriebsmodus gültig ist und daß die Schaltelemente Q1 und Q4 verantwortlich sind, die Vorwärtsrotation des Motors 3 zu steuern, während die Schaltelmente Q2 und Q3 verantwortlich sind, die Rückwärtsrotation des Motors 3 zu steuern.
  • Wenn der Fahrer das Lenkrad in der Uhrzeigerrichtung dreht (was der Vorwärtsdrehung des Motors 3 entspricht), gibt die Signalsverarbeitungseinheit 7 dementsprechend ein Motorenvorwärtsdrehsignal aus. In diesem Fall wird das eine Q4 der gepaarten Schaltelemente Q1 und Q4 so gesteuert, daß es konstant in dem Leitungszustand gehalten wird, während das andere Q1 wiederholt ein- und ausgeschaltet in Übereinstimmung mit dem Arbeitsverhältnis des PWM-Signals.
  • Während einer Periode, in dem der Schalttransistor Q1 eingeschaltet ist, wird ein Gleichstrom zugeführt an den Motor 3, einen Strompfad der sich von der Batterie 4 nach Masse über den Widerstand 5, das Schaltelement Q1, den Motor 3 und das Schaltelement Q4 erstreckt, was darin resultiert, daß der Motor 3 sich in der Vorwärtsrichtung dreht (entsprechend der Drehung im Uhrzeigersinn des Lenkrades). Auf diese Art und Weise erzeugt der Motor 3 ein Ausgangsdrehmoment einer Größe, welche abhängt von dem Arbeitsverhältnis des PWM-Signals, mit dem das Schaltelement Q1 ein- und ausgeschaltet wird. Das Ausgabedrehmoment des Motors 3 unterstützt somit den Fahrer beim Lenken des Motorfahrzeuges durch entsprechendes Reduzieren des Lenkdrehmoments T, das durch den Fahrer angewendet wird. Wenn das Lenkdrehmoment T, das an das Lenkrad angelegt wird, gelöscht wird, kehrt das Lenkrad automatisch zur neutralen oder Mittenposition unter einem Selbstausrichtungdrehmoment zurück.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, wird das Schaltelement 4 in dem Leitungszustand (EIN) gehalten, sogar wenn das Schaltelement Q1 ausgeschaltet ist in dem ersten Antriebsmodus. Dementsprechend wird eine geschlossene Schaltung gebildet durch das Schaltelement Q4, die Freilaufdiode D2 und den Motor 3, wie angedeutet durch Pfeile, gezeigt in 5. Dementsprechend fließt, wenn der Motor 3 sich auf Grund externer Kräfte dreht, wie z.B. einem Selbsausrichtungsdrehmoment, einem Lastdrehmoment und dergleichen, welches agiert, um die gelenkten Straßenräder in ihre ursprünglichen Neutralpositionen zurückzuführen, in dem oben erwähnten Zustand (d.h., wenn das Schaltelement Q4 in dem Leitungszustand ist, wobei das Schaltelement Q1 aus ist) ein Strom, wie angedeutet durch die Pfeile, was darin resultiert, daß der Motor 3 ein Drehmoment erzeugt, welches völlig unabhängig von der Drehmomentsteuerung ist. In diesem Zusammenhang sollte bermerkt werden, daß keine Einrichtung vorgesehen ist zum Ausschalten des Schaltelements Q4. Dementsprechend kann der Strom, der durch den Motor 3 in dem oben erwähnten Zustand fließt, nicht gesteuert werden.
  • Das durch den Motor 3 unabhängig von der Servolenkungssteuerung erzeugte Drehmoment, wie oben beschrieben, agiert als eine regenerative Bremskraft wenn das Steuerrad zurückkehrt zur Mittenposition unter dem Selbstausrichtungsdrehmoment, und reduziert somit die Rückkehrgeschwindigkeit des Steuerrades.
  • Zum Lösen des oben erwähnten Problems, ist es vorstellbar, den zweiten Antriebsmodus gültig zumachen, um dadurch das Schaltelement Q4 ein-/auszuschalten zusammen mit dem Schaltlelement Q1 in Übereinstimmung mit dem Arbeitsverhältnis des PWM-Signals. In diesem Fall wird die Frequenz des PWM-Signals notwendigerweise ansteigen. Dementsprechend wird unter dem Einfluß der Induktivität des Motors 3 die Linearität in der Beziehung zwischen dem Arbeitverhältnis des PWM-Signals und dem Ausgangsdrehmoment des Motors 3 verschlechtert, wodurch das Steuervermögen der Servolenkungsvorrichtung ernieddrigt ist.
  • Als nächstes werden Differenzen in der Rückführcharakteristik des Lenkrades und der Linearität aufgrund der Differenz in dem Ausgangsdrehmoment des Motors 3 zwischen dem ersten und zweiten Antriebsmodus detaillierter beleuchtet werden.
  • 6A und 6B sind Wellenformdiagramme zum Illustrieren von Spannungen (durchgezogene Linie) und Strömen I (unterbrochene Linie) des Motors 3 im ersten bzw. zweiten Antriebsmodus.
  • Wie ersichtlich durch Vergleich der Wellenformen, welche in den Figuren gezeigt sind, unterscheidet sich der Motorstrom I in dem ersten Antriebsmodus von dem in dem zweiten Antriebsmodus. Solch eine Differenz in dem Motorstrom I kann einer Differenz in der Ein-/Aus-Zeitkonstanten aufgrund einer Differenz im ohmschen Widerstand beispielsweise des Schaltelements Q4 zwischen dem ersten und zweiten Antriebsmodus zugeschrieben werden. Insbesondere wenn eine Induktivität des Motors 3 als konstant angenommen wird, ist die Zeitkonstante der Motorschaltung einschließlich des Widerstandes, des Schaltelements Q4 und des Motors 3 umgekehrt proportional zum Ein-/Aus-Widerstand des Schaltelements Q4. Somit nimmt die Zeitkonstante einen großen Wert an im ersten. Antriebsmodus, in dem das Schaltelement Q4 konstant in dem ein Zustand gehalten wird, während die Zeitkonstante klein ist in dem zweiten Antriebsmodus, wo das Schaltelement Q4 ein- und ausgeschaltet wird.
  • Aus dem oben erwähnten Grunde ist die Zeitkonstante für den regenerativen Bremsstrom des Motors 3, wenn das Schaltelement Q4 ausgeschaltet ist in dem ersten Antriebsmodus groß, wie gezeigt in 6A. Das bedeutet, daß eine lange Zeit erforderlich ist für den Motorstrom I, um abgeschwächt zu werden, obwohl eine hohe Linearität gewährleistet werden kann zwischen dem Arbeitsverhältnis des SW Signals und dem durch den Motor 3 erzeugten Drehmoment. Dementsprechend ist die Rückführcharakteristik des Lenkrades verschlechtert.
  • Andererseits ist in dem zweiten Antriebsmodus, wie gezeigt in 6B, die oben erwähnte Zeitkonstante klein. Dementsprechend ändert sich der Motorstrom I schnell, wenn die Schaltelemente Q1 und Q4 ausgeschaltet werden. Mit anderen Worten tendiert der Motorstrom I zum Abnehmen auf 0 unmittelbar ansprechend auf eine Änderung des PWM-Signals auf den Aus-Pegel. Wegen schlechter Linearität wird die Steuerung des Motorstroms I oder des Ausgangsdrehmoments auf einen erwünschten Wert unstabil, insbesondere in einem Steuerbereich, in dem der Strom I groß ist, was Fluktuationen erzeugt in dem Ausgangsdrehmoment, sowie eine Erzeugung von akkustischem Steuerrauschen von dem Motor 3.
  • 7 ist ein charakteristisches Diagramm zum Illlustrieren einer Beziehung des Motorenausgangsdrehmoments (Motorstrom I) zum Arbeitsverhältnis des PWM-signals, wobei das Ausgangsdrehmoment, das erzeugt wird, wenn das Lenkrad nach rechts oder im Uhrzeigersinn gedreht wird, gezeigt ist im ersten Quadranten, wobei das Ausgangsdrehmoment, das erzeugt wird bei der Drehung nach links oder im Gegenuhrzeigersinn des Lenkrades, im dritten Quadranten gezeigt ist. Pfeile, gezeigt in 7, zeigen die Richtung an, in der die Frequenz der PWM-Frequenz ansteigt. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß die Linearität sich verschlechtert, wenn der Antriebsmodus umgeschaltet wird von dem ersten Antriebsmodus (a) auf den zweiten Antriebsmodus (b).
  • Insbesondere erscheint klar aus 7, daß die Ausgangsdrehmomentcharakteristik dargestellt wird im wesentlichen durch eine lineare Funktion des Arbeitsverhältnisses (d.h. die Ausgangsdrehmomentcharakteristik zeigt eine hohe Linearität) in dem ersten Antriebsmodus, dargestellt durch eine Darstellung (a). Andererseits in dem zweiten Antriebsmodus, dargestellt durch Kurven (b), nimmt die Ausgangsdrehmomentcharakteristik eine nicht lineare Form an, und eine Verschlechterung in der Linearität wird bemerkbar, wenn die Frequenz des PWM-Signals ansteigt.
  • Weiterhin werden in dem zweiten Antriebsmodus Rippelkompnenten des Motorstroms I, erzeugt beim Ein-/Ausschalten der Schaltelemente Q1 und Q4, mehr bemerkbar im Vergleich mit dem Motorstrom im zweiten Antriebsmodus, was in einer Erzeugung von Radiorauschen sowie einer Wärmeerzeugung der Schaltelemente Q1 bis Q4 und des Rippelunterdrückungskondensators resultiert.
  • Wie aus der vorhergehenden Diskussion ersichtlich, ist die Servolenkungsvorrichtung, welche hierzu bekannt ist und bei der die Schaltungselemente Q1, Q4 gesteuert werden nur in einem der ersten und zweiten Antriebsmodi, insofern nachteilhaft, als dass die Rückführfunktionstüchtigkeit des Lenkrades schlecht ist in dem ersten Antriebsmodus und dass die Linearität der PWM-Steuerung verschlechtert ist in dem zweiten Antriebsmodus.
    •
  • Angesichts des oben beschriebenen Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkungs-Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers beim Lenken eines Motorfahrzeuges vorzusehen, bei der eine hohe Linearität zwischen dem Motorausgangsdrehmoment und dem Arbeitsverhältnis eines zur Ansteuerung von Schaltelementen des elektrischen Motors verwendeten PWM-Signals vorhanden ist und das Lenkrad-Rückführungsvermögen verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird für eine Servolenkungs-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1 gelöst.
  • Mit der Servolenkungs-Vorrichtung nach Patentanspruch 1 kann eine hohe Linearität aufrecht erhalten werden in der Relation zwischen dem Motorenausgangsdrehmoment und dem PWM-Arbeitsverhältnis, ausgewählt für den ersten Antriebsmodus bei der normalen Manipulation des Lenkrades, wodurch eine weiche Lenkdrehmomentsteuerung realisiert werden kann, wobei ungewolltes Radiorauschen und Wärmeerzeugung der Schaltungskomponenten auf ein Minimum unterdrückt werden. Andererseits kann beim Rückführen des Lenkrades in die neutrale oder Mittenposition unter einem Selbstausrichtungsdrehmoment eine regenerative Bremsaktion des Motors unterdrückt werden über die Steuerung des zweiten Antriebsmodus. Somit kann die Lenkradmanipulations-Funktionstüchtigkeit signifikanterweise verbessert werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung geben die abhängigen Patentansprüche 2 bis 10 wieder.
  • Die vorliegende Erfindung wird leichter verstanden werden durch Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen beispielhalber im Zusammenhang genommen mit den Zeichnungen.
    •
  • Die Figuren zeigen im einzelnen:
  • 1 ein Blockdiagramm zum zeigen einer Anordnung einer motorbetriebenen Servolenkungs-Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Ansicht zum grafischen Illustrieren einer Umwandlungscharakteristik einer ersten Umwandlungseinrichtung zum Bestimmen eines ersten PWM-Arbeitsverhältnisses in einem ersten Antriebsmodus in Abhängigkeit von einer ersten Steuergröße;
  • 3 eine ähnliche Ansicht wie 2 zum Zeigen einer Umwandlungscharakteristik einer zweiten Umwandlungscharakteristik zum Bestimmen eines zweiten PWM-Arbeitsverhältnisses für einen zweiten Antriebsmodus in Abhängigkeit von einer zweiten Steuergröße;
  • 4 einen Flussplan zum Illustrieren eines Betriebs der in 1 gezeigten Servolenkungs-Vorrichtung;
  • 5 ein Diagramm zum schematischen Zeigen einer Schaltungskonfiguration einer hierzu bekannten motorbetriebenen Servolenkungs-Vorrichtung;
  • 6A und 6B sind Wellenformdiagramme zum Illustrieren von Motorströmen in dem ersten bzw. zweiten Antriebsmodus; und
  • 7 ein charakteristisches Diagramm zum Illustrieren charakteristischer Beziehungen des Motorenausgangsdrehmoments (Motorstrom I) zu Arbeitsverhältnissen eines PWM-Signals.
  • Jetzt wird die Erfindung detailliert beschrieben werden im Zusammenhang mit bevorzugten oder exemplarischen Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen einer Anordnung der motorbetriebenen Servolenkungs-Vorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Teil der Vorrichtung in einem Schaltungsdiagramm gezeigt ist. In der Figur bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 6, Q1 bis Q4 und D1 bis D4 Teile oder Komponenten, die die gleichen sind oder äquivalent sind zu jenen, die vorher mit Bezug auf 5 beschrieben wurden. Weiterhin sollte verstanden werden, dass die Referenzsymbole T, V und I die gleichen Bedeutungen haben, wie die, welche vorher beschrieben worden sind.
  • Mit Bezug auf 1 beinhaltet eine Signalverarbeitungseinheit 70, welche funktionell der entspricht, welche mit Bezugszeichen 7 in 5 bezeichnet worden ist, eine Lenkradrückführungs-Bestimmungseinrichtung 71 (nachstehend auch Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung genannt), eine Zielstromwert-Berechnungseinrichtung 72, 73 (nachfolgend auch Zielstromwert-Arithmetikeinrichtung 72 und Subtrahierer 73 genannt), eine Steuergrößen-Berechnungseinrichtung 74 (nachstehend auch Motorsteuergrößen-Arithmetikeinrichtung genannt), eine Auswahleinrichtung 75, eine Umwandlungseinrichtung 76 und eine Treiberschaltung 77.
  • Die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 dient zum Entscheiden, ob das Lenkrad in dem Rückführzustand ist (d.h. das Lenkrad ist zurückzuführen auf eine neutrale oder Mittenposition). Wenn der Rückführungszustand des Lenkrades bestimmt wird durch die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 auf der Basis von z.B. dem Lenkdrehmoment T, erfasst durch den Drehmomentsensor 1, und einer Stromabweichung oder Differenz (unten erwähnt), gibt die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 ein Lenkradrückführungssignal H (nachstehend auch Entscheidungsresultatsignal genannt) zum Anzeigen des Rückführzustandes des Lenkrades aus.
  • Die Zielstromwert-Arithmetikeinrichtung 72 dient zum arithmetischen Bestimmen oder Berechnen eines Zielstromwertes I0 des Motorstroms auf der Basis des Lenkdrehmomentes T und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, um dadurch ein Signal zu erzeugen zum Darstellen des Zielstromwertes I0 und eines Drehrichtungsbefehls R zum Anzeigen der Richtung, in der der Motor 3 zu drehen ist. Der Zielstromwert I0 wird eingegeben an den Subtrahierer 73, welcher den tatsächlichen gemessenen Wert des Motorstroms I von dem Zielstromwert I0 subtrahiert, um dadurch die Stromabweichung Delta I, oben erwähnt, zu bestimmen. Auf der Basis dieser Stromabweichung Delta I bestimmt die Steuergrößen-Arithmetikeinrichtung Punkt 74 arithmetisch eine Steuergröße C zum Steuern des Motors 3 durch eine PID-Steuerung (proportional – integral – differential). Die Stromabweichung Delta I wird ebenfalls eingegeben an die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 zusammen mit dem Lenkdrehmoment T.
  • Die Auswahleinrichtung 75 erzeugt eine erste Steuergröße C1 und eine zweite Steuergröße C2 entsprechend dem ersten bzw. dem zweiten Antriebsmodus, und zwar auf der Basis der Steuergröße C, die ausgegeben wird von der Steuergrößen-Arithmetikeinrichtung 74 und wählt eine der Steuergrößen Cl und C2 in Abhängigkeit von dem Entscheidungsresultat der Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 72. Falls das Entscheidungsresultat H zum Anzeigen des Lenkrad-Rückführungszustandes nicht ausgegeben wird von der Entscheidungseinrichtung 71, erzeugt die Auswahleinrichtung 75 die erste Steuergröße C1 entsprechend dem ersten Antriebsmodus, während die Auswahleinrichtung 75 die zweite Steuergröße C2 entsprechend dem zweiten Antriebsmodus erzeugt, wenn das Entscheidungsresultat H ausgegeben wird.
  • Hier sollte bemerkt werden, dass die Beziehung zwischen den Steuergrößen C, Cl und C2 gilt:
    C = C1 = C2.
  • Jedoch haben die ersten und zweiten Steuergrößen Cl und C2 ein Stück Information, darstellend den ersten Antriebsmodus bzw. den zweiten Antriebsmodus.
  • Bei dieser Ausführform werden P1 und P2 bestimmt durch Nachschauen in einem Plan, wie illustriert in 2 und 3, aber sie können unter Benutzung einer Funktion bestimmt werden. Beispielsweise kann P1 bestimmt werden aus einer linearen Funktion mit variablen T und V, und P2 kann bestimmt werden aus einer Kombination von zwei oder mehr linearen Funktionen.
  • Die Umwandlungseinrichtung 76 dient zum Umwandeln der ersten und zweiten Steuergrößen C1 und C2 in erste und zweite PWM-Tastverhältnisse (nachstehend auch Arbeitsverhältnisse genannt) P1 und P2 für das PWM-Signal zum Steuern der Schaltelemente Q1; Q4 oder Q2; Q3 und besteht aus einer ersten Umwandlungseinrichtung 76a zum Umwandeln der ersten Steuergröße Cl in das erste PWM-Arbeitsverhältnis P1 und einer zweiten Umwandlungseinrichtung 76b zum Umwandeln der zweiten Steuergröße C2 in das zweite PWM-Arbeitsverhältnis P2. An diesem Punkt sollte erwähnt werden, dass die Umwandlungseinrichtung 76 vorzugsweise eine Korrektureinrichtung enthalten sollte zum Glätten des Umschaltens des ersten und zweiten PWM-Arbeitsverhältnisses P1 und P2 bezüglich einander beim Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Antriebsmodus. Die Korrektureinrichtung kann miteingegliedert sein in die Umwandlungseinrichtung 76b entsprechend dem zweiten Antriebsmodus, in dem die Linearität zwischen dem Arbeitsverhältnis des PWM-Signals und dem Motordrehmoment verschlechtert ist, wie zuvor beschrieben.
  • Die Treiberschaltung 77 treibt die Schaltelemente an, wie z.B. die Schaltelemente Q1 und Q4, auf der Basis des ersten PWM-Arbeitsverhälötnisses P1 oder des zweiten PWM-Arbeitsverhältnisses P2, und zwar unter der Annahme, daß das Lenkdrehmoment zum Drehen des Lenkrades in der Uhrzeigerrichtung liegt. Insbesondere spricht die Treiberschaltung 77 auf das erste PWM-Arbeitsverhältnis P1 an, um dadurch eines (z.B. Q4) der gepaarten Schaltelemente (Q1 und Q4) der gepaarten Schaltelemente (Q1 und Q4) einzuschalten und es in dem Leitungszustand zu halten, während es das andere Schaltelement Q1 ein- und ausschaltet in Übereinstimmung mit dem Arbeitsverhältnis des ersten PWM-Rrbeistverhältnisses P1. Andererseits treibt ansprechend auf das zweite PWM-Arbeitsverhältnis P2 die Treiberschaltung 77 beide gepaarten Schaltelemente Q1 und Q4 in Übereinstimmung mit dem ersten PWM-Arbeitsverhältnis P1 an.
  • 2 ist eine Ansicht zum graphischen Illustrieren einer Umwandlungscharakteristik der ersten Umwandlungseinrichtung 76a zum Bestimmen des ersten PWM-Arbeitsverhältnisses P1 in dem ersten Antriebsmodus in Abhängigkeit von der ersten Steuergröße C1. Wie zuvor dargelegt mit Referenz auf 7, kann die Drehmomentsteuerung für den Motor 3 eine gute Linearität genießen im ersten Antriebsmodus. Dementsprechend kann die oben erwähnte Umwandlungscharakteristik zumindest annähernd durch eine lineare Funktion dargelegt werden.
  • 3 ist eine Ansicht ähnlich 2 und zeigt eine Umwandlungscharakteristik der zweiten Umwandlungseinrichtung 76b zum Bestimmen des zweiten PWM-Arbeitsverhältnisses P2 für den zweiten Antriebsmodus in Abhängigkeit von der zweiten Steuergröße C2. Im zweiten Antriebsmodus ist die Drehmomentsteuerung für den Motor 3 schlecht in der Linearität, wie vorher beschrieben mit Bezug auf 7. Dementsprechend ist die Umwandlungscharakteristik der zweiten Umwandlungseinrichtung 76b so bestimmt, daß sie die Nichtlinearität der Motordrehmomentsteuercharakteristik auslöscht.
  • Als nächstes wird sich die Beschreibung richten auf einen Betrieb der Servolenkungsvorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 2 und 3 zusammen mit einem Flußplan von 4.
  • Zunächst holt in Schritt S1 die Zielstromwert-Arithmetikeinrichtung 72 das Lenkdrehmoment T von der Ausgabe des Drehmomentsensors 1. In einem Schritt S2 holt die Zielstromwert-Arithmetikeinrichtung 72 das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 2 zum Berechnen der Fahrzeuggeschwindigkeit V. In einem Schritt S3 unterliegt das Lenkdrehmoment T einem Phasenvergleich in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V. In einem Schritt S4 bestimmt die Zielstromwert-Arithmetikeinrichtung 72 die Richtung R der Drehung des Motors 3 sowie dem Zielstromwert I0 des Motorstroms zum Assistieren des Lenkens. Insbesondere wenn das Lenkdrehmoment T sich mit einer hohen Rate als Funktion der Zeit ändert, wird der Zielstromwert I0 auf einen großen Wert gesetzt unter Berücksichtigen einer Phasenvorverschiebung des Lenkdrehmoments T. Andererseits wird in dem Laufzustand des Automobils, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, der Zielstromwert I0 auf einen kleinen Wert gesetzt, da das Unterstützungsdrehmoment in diesem Fall klein sein kann.
  • Darauffolgend in einem Schritt S5 wird der von der Motorstromerfassungseinrichtung 6 zugeführte Motorstrom I geholt und subtrahiert von der Zielstromwert I0 durch den Subtrahierer 73, um dadurch die Stromabweichung Delta I zu bestimmen (Schritt S6).
  • Weiterhin bestimmt die Steuergrößenarithmetikeinrichtung 74 die Steuergröße C zum Steuern des Motors 3 durch eine PID Steuerung (proportional – integral – differential) auf der Basis der Stromabweichung Delta I (Schritte S7 und S8). Die Steuergröße C für den Motor 3 ist gegeben in Ausdrücken des Arbeitsverhältnisses des PWM-Signals zum Antreiben der Schaltelemente Q1 und/oder Q4.
  • Die Lenkrad-Rückführ-entscheidungseinrichtung 71 eintscheidet, ob oder ob nicht das Lenkdrehmoment T größer als ein vorherbestimmter Wert ist (z.B. 10 Kgf-cm) in einem Schritt S9. Wenn das Resultat dieser Entscheidung in Schritt S9 negativ (NEIN) ist dann wird Schritt S10 ausgeführt zum Bestimmen, ob oder ob nicht die Stromabweichung Delta I (= I0 – I) größer als ein vorbestimmter Wert ist (z.B. 3 Ampere).
  • Wenn entschieden ist, daß das Lenkdrehmoment T größer als der vorbestimmte Wert im Schritt S9 ist oder alternativ die Stromabweichung Delta I kleiner als der vorher bestimmte Wert in Schritt S10 ist, dann bestimmt die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71, daß das Lenkrad nicht im Rückführzustand sondern im normalen Lenkzustand ist. Dementsprechend erzeugt die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 nicht das Entscheidungsresultat H zum Anzeigen des Lenkrad-Rückführzustandes.
  • Falls das Entscheidungsresultat H nicht erzeugt wird, erzeugt die Auswahleinrichtung 75 die erste Steuergröße C1 für den ersten Antriebsmodus auf der Basis der Steuergröße C. Ansprechend darauf bestimmt die erste Umwandlungseinrichtung 76a, die eingegliedert ist in die Umwandlungseinrichtung 76, das erste PWM-Arbeitsverhältnis auf der Basis der ersten Steuergröße C1 in Übereinstimmung mit der Umwandlungsfunktion (2) für den ersten Antriebsmodus in einem Schritt 511, wodurch das entsprechende PWM-Signal eingegeben wird an die Treiberschaltung 77.
  • Somit werden die Schaltelemente Q1 und Q4 angetrieben in dem ersten Antriebsmodus. Insbesondere wird eines (Q4) der Schaltelemente Q1 und Q4 konstant in dem Leitungszustand gehaltn, während das andere Schaltelement (Q1) angesteuert wird (d.h. ein- und ausgeschaltet wird) in Übereinstimmung mit dem ersten PWM-Arbeitsverhältnis P1.
  • Auf diese Art und Weise kann im Fall des normalen Lenkzustands der Servolenkungsbetrieb mit einer hohen Linearität in der Drehmomentsteuerung für den Motor 3 realisiert werden, wodurch eine Fluktuation in dem Unterstützungsdrehmoment, einer Erzeugung von hörbarem Rauschen des Motors 3 und Radiorauschen sowie eine Wärmeerzeugung der Schaltungskomponenten zufriedenstellend unterdrückt werden können.
  • Wenn andererseits im Schritt S9 entschieden wird, daß das Lenkdrehmoment T kleiner als der bestimmte Wert ist, wird dies dann gefolgt von der Entscheidung in Schritt S10, daß die Stromabweichung Delta I größer als der vorbestimmte Wert ist. Die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 bestimmte dann, daß das Lenkrad im Rückführzustand ist, wodurch das Entscheidungsresultat H zum Anzeigen des Lenkrad-Rückführzustand erzeugt wird.
  • Im allgemeinen zeigt eine Abnahme des Lenkdrehmoments T, angewendet durch den Fahrer, unterhalb eines vorbestimmten Wertes eine hohe Wahrscheinlichkeit des Rückführens des Lenkrades in die neutrale oder Mittenposition. Daneben zeigt gleichermaßen die Stromabweichung Delta I, welche größer als ein vorherbestimmter Wert ist, d.h. der Motorstrom I größer als der Zielstromwert I0 um einen vorbestimmten Wert, eine hohe Wehrscheinlichkeit des Rückführens des Lenkrades und daher einen regenerativen Modus des Motors 3. Wenn dementsprechend beide Bedingungen, welche oben erwähnt sind, erfüllt sind, kann es als vernünftig betrachtet werden, daß das Lenkrad in dem Rückführzustand ist.
  • Wenn das Entscheidungsresultat H erzeugt wird durch die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71, schaltet die Auswahleinrichtung 75 den ersten Antriebsmodus in den zweiten Antriebsmodus zum Verbessern des Rückführ-Funktionstüchtigkeit des Lenkrades. In dem zweiten Antriebsmodus wird die zweite Steuergröße C2 erzeugt auf der Grundlage der Steuergröße C. Somit bestimmt die zweite Umwandlungseinrichtung 72b, die eingegliedert ist in die Umwandlungseinrichtung 76, das zweite PWM-Arbeitsverhältnis P2 in Übereinstimmung mit der Funktions zur Umwandlung, illustriert in 3 (Schritt S12). Das zweite PWM-Arbeitsverhältnis P2, das so bestimmt ist, wird eingegeben an die Treiberschaltung 77.
  • Dementsprechend werden die Schaltelemente Q1 und Q4 angetrieben mit dem zweiten PWM-Arbeitsverhältnis P2 in dem zweiten Antriebsmodus. Mit anderen Worten werden beide gepaarte Schaltelemente Q1 und Q4 ein- und ausgeschaltet in Übereinstimmung mit dem zweiten PWM-Arbeitsverhältnis P2. Somit ist in dem Lenkrad-Rückführzustand die Folgecharakteristik des Motorstroms I verbessert, wodurch das durch den Motor 3 erzeugt Unterstützungsdrehmoment genau gesteuert werden kann auf einen Sollwert, woraus resultierend die Servolenkung realisiert werden kann, welche sich einer exzellenten LenkradRückführ-Funktionstüchtigkeit erfreut .
  • Die Auswahleinrichtung 75 beinhaltet einen Zeitgeber. Wenn der Zeitgeber das Streichen einer vorbestimmten Zeit nach dem Umschalten in den zweiten Antriebsmodus anzeigt entscheidet die Auswahleinrichtung 75, daß die Lenkrad-Rückführoperation vervollständigt ist und schaltet automatisch den zweiten Antriebsmodus um in den ersten Antriebsmodus zum Wiederherstellen der hohen Linearität der Unterstützungsdrehmomentsteuerung. Die bedingungen zum Umschalten der Antriebsmodi sollten vorzugsweise so gesetzt sein, daß sie Übereinstimmen mit den Spezifikationen des Automobils, in dem die Servolenkungsvorrichtung tatsächlich installiert ist, und zwar durch Auswählen des Bezugspegels für das Umschalten der Antriebsmodi unter Berücksichtung anderer Faktoren, wie z.B. einer Hysterese, die bei der Steuerung involviert ist, so daß ein ungewolltes Holpern oder ein ähnliches Phenomen unterdrückt werden kann.
  • Da die Umwandlungseinrichtung 76 geeignetermaßen das erste PWM-Arbeitsverhältnis P1 oder das zweite PWM-Arbeitsverhältnis P2 beim Umschalten zum ersten oder zweiten Antriebsmodus auswählen kann, kann das Lenkrad sicher geschützt werden gegen einen Schock oder ähnliche unerwünschte Phänomene, und zwar ohne die Notwendigkeit, Aufmerksamkeit dem Umschaltzeitpunkt basierend auf dem Entscheidungsresultat H der Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 zollen zu müssen.
  • Wie jetzt verstanden werden wird aus der vorhergehenden Beschreibung kann gemäß der Lehre der Erfindung, welche in der illustrierten Ausführungsform steckt, eine ruhige und weiche Drehmomentsteuerung für einen Lenkunterstützungsmotor realisiert werden aufgrund einer hohen Linearität zwischen dem ersten PWM-Arbeitsverhältnis P1 und dem Motorstrom I (Motorenausgangsdrehmoment) in dem ersten Antriebsmodus für den normalen Lenkbetrieb, wobei eine Erzeugung von Radiorauschen und Wärme auf ein Minimum unterdrückt sind, während in dem zweiten Antriebsmodus zum Rückführen des Lenkrades in die Mittenposition unter dem Selbstausrichtungsdrehmoment der regenerative Bremsbetrieb des Motors 3 unterdrückt werden kann durch Einstellen des zweiten Antriebsmodus.
  • Bei der vorhergehenden Beschreibung wurde angenommen, daß der Motor 3 in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung rotiert in dem ersten und zweiten Antriebsmodus durch Steuern der Schaltelemente Q1 und Q4, es ist jedoch überflüssig zu sagen, daß die gleiche Drehmomentsteuerung erzielt werden kann, wenn der Motor 3 nach links gedreht wird durch Steuern in ähnlicher Weise der Schaltelemente Q2 und Q3.
  • Ausführungsform 2
  • Im Fall der ersten Ausführungsform entscheidet die Lenkrad-Rückführ-Entscheidungseinrichtung 71 den Lenkrad-Rückführzustand auf der Basis des Lenkdrehmoments T und der Stromabweichung Delta I. Jedoch können ähnliche Effekte erzielt werden durch Schätzen der Drehzahl (Upm) des Motors 3 auf der Basis von entweder dem Lenkdrehmoment T oder der Stromabweichung Delta I oder alternativ auf der Basis eines Beobachters, welcher ein Berechnungsverfahren zum Berechnen einer Motorerzeugungsspannung Em und einer Drehzahl (Anzahl von Umdrehungen pro Minute) Nm des Motors basierend auf einem Motorwiderstand R, einem Motorenstrom Im (d.h. dem Motor zugeführten Strom) und einer Motorantriebsspannung Vm (d.h. der dem Motor zugeführten Spannung) ist. Die Motorantriebsspannung Vm und die Motorerzeugungsspannung Em werden wie folgt ausgedrückt: Vm = Im × R + Em (1) Em = K × Nm (2) wobei K ein Koeffizient ist. In Gleichung (1) oben werden Vm und Im zunächst bestimmt oder erfaßt, und R wird ermittelt, um dadurch Em zu betimmen. Aus dem so bestimmten und ermittelten Im wird Nm erhalten unter Benutzung der obigen Gleichung (2).
  • Ausführungsform 3
  • Gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, geradewegs den Lenkrad-Rückführzustand zu erfassen unter Benutzung eines Lenkradwinkelsensors oder eines Motordrehzahlsensors, um dadurch das Entscheidungsresultat H auf der Basis der Ausgabe dieser Sensoren zu erzeugen.
  • Ausführungsform 4
  • im Fall der ersten Ausführungform ist die Korrektureinrichtung miteingegliedert in die Umwandlungseinrichtung 76 zum Zweck des Glättens der Antriebsmodi durch Korrigieren des PWM-Arbeitsverhältnis. Jedoch kann die Korrektureinrichtung ausgelasssen werden. In diesem Fall kann, obwohl eine Verschlechterung der Linearität in der Drehmomentsteuerung in dem zweiten Antriebsmodus nicht vermieden werden kann, die Lenkradrückführ-Funktionstüchtigkeit verbessert werden.
  • Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erscheinen klar aus der detaillierten Beschreibung und somit ist es beabsichtigt, durch die angehängten Patentansprüche alle solchen Merkmale und Vorteile des Systems, welche in den wahren Geist der Erfindung und den Bereich davon fallen abzudecken. Da weiterhin zahlreiche Modifikationen und Kombinationen leicht den Fachleuten einfallen werden, ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die exakte Konstruktion und den illustrierten und beschriebenen Betrieb zu beschränken. Dementsprechend sollen alle gebräuchlichen Modifikationen und Äquivalente innerhalb des Geistes und des Umfanges der Erfindung liegen.

Claims (10)

  1. Servolenkungs-Vorrichtung zum Unterstützen eines Fahrers beim Lenken eines Motorfahrzeugs, umfassend: a) einen Drehmoment-Sensor (1) zum Erfassen eines von einem Fahrer auf ein Lenkrad ausgeübten Lenkdrehmoments (T); b) einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor (2) zum Erfassen einer Geschwindigkeit (v) des Motorfahrzeugs; c) einen elektrischen Motor (3) zur Erzeugung eines Hilfsdrehmoments zur Unterstützung des Fahrers beim Drehen des Lenkrades; d) zwei Paare von Schaltelementen (Q1, Q4; Q2, Q3), die einerseits in Form einer Brückenschaltung mit dem Motor (3) und andererseits mit einer Energiequelle (4, 5) verbunden und selektiv durch ein Ansteuersignal so schaltbar sind, dass an den Motor (3) Energie entweder für eine Rechtsdrehung durch das eine Paar (Q1, Q4) oder für eine Linksdrehung durch das andere Paar (Q2, Q3) geführt wird; e) eine Treiberschaltung (77) zum Ansteuern der Schaltelemente (Q1–Q4) mit einem PWM-Signal; f) eine Signalverarbeitungs-Einheit (70) zum Erzeugen eines Schaltsignals zum Ansteuern der Schaltelemente (Q1–Q4) in Abhängigkeit vom Lenkdrehmoment (T) des Fahrers, und der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) mit f1) einer Lenkradrückführungs-Bestimmungseinrichtung (71) zum Bestimmen ob das Lenkrad sich in einem Zustand befindet, in dem es aus einer Position ungleich der Mittenposition in diese neutrale Position zurückgeführt wird, und zum Erzeugen eines Lenkradrückführungssignals (H) auf Grundlage des Lenkdrehmoments (T); und f2) einer Lenkdrehungs-Bestimmungseinrichtung (72) zur Erzeugung eines Drehrichtungssignals (R,), das die Richtung der Lenkdrehung anzeigt; dadurch gekennzeichnet, dass g) eine Motorstromerfassungs-Einrichtung (6) zum Erfassen eines durch den Motor (3) fließenden Stroms (I) vorgesehen ist; die Signalverarbeitungs-Einheit (70) ferner umfasst: f3) eine Zielstromwert-Berechnungseinrichtung (72, 73) zur Berechnung eines Zielstromwerts (Io) auf Grundlage des Lenkdrehmoments (T) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) und zur Berechnung des Stromabweichungssignals (ΔI) zwischen dem Zielstromwert (Io) und dem erfassten Motorstrom (I); f4) eine Steuergrößen-Berechnungseinrichtung (74) zur Berechnung einer Steuergröße (C,) für den Motor (3) in Abhängigkeit von dem Stromabweichungssignal (ΔI); f5) eine Auswahleinrichtung (75) zum – Erzeugen einer ersten Steuergröße (C1) für einen ersten Antriebsmodus wenn das Lenkradrückführungssignal (H) nicht erzeugt wird; und – Erzeugen einer zweiten Steuergröße (C2) für einen zweiten Antriebsmodus wenn das Lenkradrückführungssignal (H) erzeugt wird; in Abhängigkeit von der berechneten Steuergröße (C); f6) eine Umwandlungseinrichtung (76) zum Umwandeln der ersten bzw. zweiten Steuergröße (Cl, C2) in ein erstes bzw. zweites PWM-Tastverhältnis (P1, P2) zum Ansteuern eines Paars der Schaltelemente (Q1, Q4; Q2, Q3) in dem ersten bzw. zweiten Antriebsmodus; f7) eine Treiberschaltung (77) zum Erzeugen des Ansteuersignals für ein Paar der Schaltelemente (Q1, Q4 oder Q2, Q3) bestimmt durch das Drehrichtungssignal (R,) auf Grundlage des ersten bzw. zweiten PWM-Tastverhältnisses (P1, P2) zum Ansteuern des Paars von Schaltelementen (Q1, Q4 oder Q3, Q4) in dem ersten oder zweiten Antriebsmodus; f8) wobei die Treiberschaltung (77) – in dem ersten Antriebsmodus, wenn das Lenkradrückführungssignal (H) nicht erzeugt wird, ein Schaltelement (Q4) des Paars konstant einschaltet und das andere Schaltelement (Q1) mit dem ersten PWM-Tastverhältnis (P1) ein- und ausschaltet, und – in dem zweiten Antriebsmodus, wenn das Lenkradrückführungssignal (H) erzeugt wird, beide Schaltelemente (Q1, Q4) des Paars mit dem zweiten PWM-Tastverhältnis (P2) ein- und ausschaltet.
  2. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergrößen-Berechnungseinrichtung (74) die Steuergröße (C,) für den Motor (3) durch eine PID-Steuerung bestimmt.
  3. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtung (76) zur Umwandlung der ersten Steuergröße (C1) in das erste Tastverhältnis (P1) eine lineare Umwandlungscharakteristik und zur Umwandlung der zweiten Steuergröße (C2) in das zweite Tastverhältnis (P2) eine nicht-lineare Umwandlungscharakteristik verwendet.
  4. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielstrom-Berechnungseinrichtung (72, 73) den Zielstromwert (I0) auf einen hohen Wert setzt, wenn sich das Lenkdrehmoment (T) mit einer hohen Rate als Funktion der Zeit ändert, und auf einen niedrigen Wert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) hoch ist.
  5. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradrückführungs-Bestimmungseinrichtung (71) den Zustand des Lenkrads bestimmt auf der Basis der Stromabweichung (ΔI) und den bestimmten Zustand des Lenkrades als Resultat ausgibt.
  6. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradrückführungs-Bestimmungseinrichtung (71) bestimmt, dass sich das Lenkrad nicht in dem Zustand befindet, in dem es aus einer Position ungleich der Mittenposition in diese neutrale Position zurückgeführt wird, und das Lenkrad-Rückführungssignal (H) nicht erzeugt, wenn das Lenkdrehmoment (T) größer als ein vorgegebener Wert oder die Stromabweichung (ΔI) kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
  7. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradrückführungs-Bestimmungseinrichtung (71) bestimmt, dass sich das Lenkrad in dem Zustand befindet, in dem es aus einer Position ungleich der Mittenposition in diese neutrale Position zurückgeführt wird, und das Lenkrad-Rückführungssignal (H) erzeugt, wenn der Motorstrom (I) den Zielstromwert (Io) um einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  8. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtung (76) eine Korrektureinrichtung beinhaltet zum Korrigieren einer Differenz zwischen dem ersten und zweiten PWM-Tastverhältnis (P1, P2) beim Umschalten des Antriebsmodus zwischen dem ersten und zweiten Antriebsmodus.
  9. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkradrückführungs-Bestimmungseinrichtung (71) den Zustand einer Rückführung in die neutrale Position ferner auf Grundlage des Stromabweichungssignals (ΔI) bestimmt.
  10. Servolenkungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtung (76) eine Korrektureinrichtung beinhaltet zum Korrigieren einer Differenz zwischen dem ersten und zweiten PWM-Tastverhältnis (P1, P2) beim Umschalten des Antriebsmodus in den ersten oder zweiten Antriebsmodus.
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