DE102008000411B4

DE102008000411B4 - Method and device for controlling an electric actuator

Info

Publication number: DE102008000411B4
Application number: DE102008000411.1A
Authority: DE
Inventors: Paul Lemmer
Original assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2028-02-27
Also published as: DE102008000411A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Aktuators (200) mittels einer elektronischen Steuereinheit (100), wobei die Steuereinheit (100) und der Aktuator (200) in von einander separaten Gehäusen (101, 201) angeordnet und mittels einer elektrischen Verbindungsleitung (104) zu Steuerungszwecken verbunden sind, gekennzeichnet durch nachfolgende Merkmale: – seitens des Aktuators (200) erfolgt eine Signalauswertung (300), – die Signalauswertung (300) analysiert ein elektrisches Signal der Verbindungsleitung (104) – die Analyse des Signals erfolgt nach definierbaren Kriterien, wonach eine Gültigkeitsbewertung vorgenommen wird – in Folge des Ergebnisses der Gültigkeitsbewertung wird dem Aktuator (200) ein Betriebszustand zugeordnet.Method for controlling an electrical actuator (200) by means of an electronic control unit (100), wherein the control unit (100) and the actuator (200) are arranged in separate housings (101, 201) and by means of an electrical connection line (104) for control purposes characterized by the following features: - signal evaluation (300) takes place on the part of the actuator (200), - the signal evaluation (300) analyzes an electrical signal of the connecting line (104) - the signal is analyzed according to definable criteria, after which a validity evaluation is made - as a result of the result of the validity assessment, the actuator (200) is assigned an operating state.

Description

Nachfolgende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Aktuators nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Hilfs- oder Fremdkraftlenkung mit einem Aktuator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5. The following invention relates to a method for controlling an electric actuator according to the preamble of claim 1 and an auxiliary or external power steering with an actuator according to the preamble of claim 5.

In der Patentschrift DE 197 51 397 B4 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines Hilfskraftlenksystems der zuvor erwähnten Art beansprucht. Das Patent erstreckt sich auf einen elektrischen Stellantrieb eines Überlagerungsstellers, dessen initiierte Bewegung mit einem fahrerseitigen Lenkwinkel zur Erzeugung der Lenkbewegung des lenkbaren Rades überlagert wird. In Abhängigkeit einer zeitlichen Änderung der durch den Stellantrieb initiierter Bewegung wird die Energiezufuhr des Antriebs auf null reduziert. In the patent DE 197 51 397 B4 a method and apparatus for operating a power steering system of the aforementioned kind is claimed. The patent extends to an electric actuator of a superposition actuator whose initiated movement is superimposed with a driver-side steering angle for generating the steering movement of the steerable wheel. In response to a change over time in the movement initiated by the actuator, the energy input of the drive is reduced to zero.

In der DE 103 15 704 A1 wird eine Hilfskraftlenkung mit einer Elektromotorsperre vorgeschlagen, bei der ein Elektromotor mit einer mechanischen Sperre versehen ist, die in einer störungsbehafteten Situation ein mechanisches Getriebeteil eines Überlagerungsgetriebes fixiert, indem das Getriebeteil mit langlochförmigen Nuten versehen ist, in die Stift der mechanischen Sperre eingreift. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Sperre vor der Entriegelung auf eine fehlerfreie Sperrfunktion hin überprüft wird. In the DE 103 15 704 A1 is proposed a power steering system with an electric motor lock, in which an electric motor is provided with a mechanical lock which fixes a mechanical gear part of a superposition gear in a troubled situation by the gear member is provided with slot-like grooves, engages the pin of the mechanical lock. Furthermore, it is provided that the lock is checked prior to unlocking for a fault-free blocking function.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2004 022 493 A1 wird eine Lenkung mit variabler Lenkübersetzung vorgestellt, bei der ein Sperrteil zum Lösen einer Verbindung zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle einer Übersetzungsverstelleinheit vorgesehen ist. Zur Vermeidung einer erregerspulenverursachter Fehlfunktion ist eine Diagnostik vorgesehen, die den Sollwert des Stromes, der durch die Erregerspule fließen soll, mit dem Wert des tatsächlich fließenden Stromes vergleicht. In the published patent application DE 10 2004 022 493 A1 is proposed a steering with variable steering ratio, in which a locking member is provided for releasing a connection between an input shaft and an output shaft of a Übersetzungsverstelleinheit. To avoid a spool-induced malfunction, a diagnostic is provided which compares the set point of the current to flow through the excitation coil with the value of the actual flowing current.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen es ermöglicht wird, die Betriebssicherheit eines elektrischen Aktuators zu erhöhen. The object of the invention is to provide a method and a device with which it is possible to increase the reliability of an electric actuator.

Die verfahrensgemäße Lösung der Aufgabe wird durch den Anspruch 1 und die vorrichtungsgemäße Lösung wird durch Anspruch 5 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. The procedural solution of the problem is defined by claim 1 and the device according to the invention is specified by claim 5. Advantageous embodiments are specified in the respective subclaims.

Die Erfindung geht von einem elektrischen Aktuator aus, der mittels einer elektrischen Verbindungsleitung funktional mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden ist. Die Steuereinheit und der Aktuator sind separiert in von einander getrennten Gehäusen angeordnet. Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Signalbewertung seitens des Aktuators erfolgt. Die Auswertung des Signals basiert dabei auf einer Analyse des elektrischen Signals oder des Signalsverlaufs in der elektrischen Verbindungsleitung. Die Analyse erfolgt nach definierbaren Kriterien, wonach eine Gültigkeitsbewertung vorgenommen wird, und in Folge des Ergebnisses der Bewertung eine Zuordnung eines Betriebszustandes des Aktuators vorgenommen wird. Im Wesentlichen ist ein Wechsel zwischen zwei Betriebszuständen des Aktuators vorgesehen. Vorteilhafte Ausprägungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind nachfolgend beschrieben. The invention is based on an electric actuator, which is functionally connected to an electronic control unit by means of an electrical connection line. The control unit and the actuator are separated into arranged in separate housings. According to the invention, it is provided that a signal evaluation takes place on the part of the actuator. The evaluation of the signal is based on an analysis of the electrical signal or the signal waveform in the electrical connection line. The analysis is carried out according to definable criteria, according to which a validity evaluation is carried out, and as a result of the result of the evaluation, an assignment of an operating state of the actuator is performed. Essentially, a change between two operating states of the actuator is provided. Advantageous embodiments of the method and the device according to the invention are described below.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Kriterien der Gültigkeitsbewertung einen statischen- oder dynamischen Amplituden- und/oder Zeitverlaufs des elektrischen Signals der Verbindungsleitung beschreiben. According to the invention, it is provided that the criteria of validity assessment describe a static or dynamic amplitude and / or time characteristic of the electrical signal of the connecting line.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens ist es vorgesehen, dass die Signalauswertung eine Stabilisierungs- oder Begrenzungsstufe und/oder Komparator- und/oder Mittelwertbilder und/oder eine PWM-Normalisierungsstufe beinhaltet. In an advantageous embodiment variant of the method, it is provided that the signal evaluation includes a stabilization or limiting stage and / or comparator and / or averaging images and / or a PWM normalization stage.

Des Weiteren ist verfahrenstechnisch vorgesehen, dass ein Betriebszustand des Aktuators durch die Herstellung einer elektrisch niederohmigen oder hochohmigen Verbindung eines dem Aktuator zugeordneten elektromechanischen Wandlers mit der Verbindungsleitung gekennzeichnet ist. Furthermore, it is procedurally provided that an operating state of the actuator is characterized by the production of an electrically low-impedance or high-resistance connection of an electromechanical transducer assigned to the actuator with the connecting line.

Gemäß der Erfindung wird zur vorrichtungsgemäßen Lösung eine Hilfs- oder Fremdkraftlenkung mit einem Aktuator vorgeschlagen, bei der mit einem Überlagerungsgetriebe zur Einleitung eines Zusatzlenkwinkels zum Zwecke der additiven Überlagerung mit einem Lenkwinkel zur Bildung eines Gesamtlenkwinkels mechanisch verbunden ist, das Aktuator-Gehäuse separiert von einem der Lenkung zuordenbaren ECU-Gehäuse ist und mit einer elektrischen Verbindungsleitung zu Steuerungszwecken verbunden ist. Im Aktuator erfolgt eine Signalauswertung, wobei Schaltmittel zur Herstellung einer elektrisch niederohmigen oder hochohmigen Verbindung eines dem Aktuator zugeordneten elektromechanischen Wandlers mit der Verbindungsleitung vorgesehen sind, wobei die Signalauswertung derart ausgeführt ist, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen. According to the invention an auxiliary or external power steering with an actuator is proposed for the device according to the solution is mechanically connected to a superposition gear for initiating an additional steering angle for the purpose of additive superposition with a steering angle to form a total steering angle, the actuator housing separated from one of Steering is assignable ECU housing and is connected to an electrical connection line for control purposes. Signal evaluation takes place in the actuator, switching means being provided for producing an electrically low-impedance or high-resistance connection of an electromechanical transducer associated with the actuator to the connecting line, wherein the signal evaluation is designed to carry out the method described above.

Der elektromechanische Wandler weist einen Stift auf, der dafür vorgesehen ist, eine Rotorwelle eines Elektromotors, der zur Einleitung des Zusatzlenkwinkels vorgesehen ist, durch Einrastung in eine Ausnehmung einer mit der Rotorwelle drehfest verbundenen Ritzelscheibe zu arretieren. The electromechanical transducer has a pin which is provided to lock a rotor shaft of an electric motor, which is provided for initiating the additional steering angle, by latching into a recess of a rotatably connected to the rotor shaft pinion plate.

In einer weiteren vorrichtungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass der elektromechanische Wandler mittels einer Hebelmechanik auf eine auf Reibung basierende, Bremsbacken und Bremsscheibe aufweisende Bremsvorrichtung wirkt, die dafür vorgesehen ist, die Rotorwelle des Elektromotors durch Klemmung zu arretieren. In a further device according to the invention it is provided that the electromechanical transducer by means of a lever mechanism on a Friction-based, brake shoes and brake disc having brake device acts, which is intended to lock the rotor shaft of the electric motor by clamping.

1 zeigt schematisch eine Ausgestaltung und Einbettung der Erfindung in einer elektrischen Hilfskraftlenkung nach dem Überlagerungsprinzip. 1 schematically shows an embodiment and embedding of the invention in an electric power steering system according to the overlay principle.

2 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen einer Funktionseinheit gemäß der Erfindung. 2 show advantageous embodiments of a functional unit according to the invention.

Einem Überlagerungsgetriebe 12 wird in einem ersten Lenkwellenabschnitt 11 mittels einer Lenkhandhabe 10 fahrerseitig eingeleiteter Lenkwinkel δ_S zugeführt. Ein Zusatzlenkwinkel δ_Z wird an einer zweiten Eingangswelle 14 dem Überlagerungsgetriebes 12 zur Erzeugung des Summenlenkwinkels δ_G an der Ausgangswelle 13 zugeführt. Die zweite Eingangswelle 14 steht in getrieblicher Verbindung mir der Rotorwelle 212 eines Elektromotors 210. Mittels einer Servounterstützungseinheit 16 und eines entsprechenden Getriebes, wobei die Servounterstützung elektrisch oder hydraulisch realisiert sein kann, wird der Gesamtlenkwinkel δ_G in eine translatorische Bewegung der Zahnstange 15 überführt um einen Radlenkwinkel δ_R an den gelenkten Rädern einzustellen. A superposition gearbox 12 is in a first steering shaft section 11 by means of a steering handle 10 Driver side introduced steering angle δ _S supplied. An additional steering angle δ _Z is at a second input shaft 14 the superposition gearbox 12 for generating the sum steering angle δ _G at the output shaft 13 fed. The second input shaft 14 is in gear connection with the rotor shaft 212 an electric motor 210 , By means of a servo assistance unit 16 and a corresponding gear, wherein the power assistance can be realized electrically or hydraulically, the total steering angle δ _G in a translational movement of the rack 15 transferred to set a wheel steering angle δ _R at the steered wheels.

Der Aktuator 200 beinhaltet den Elektromotor 210 mit seiner Rotorwelle 212 zur Einprägung des vorgebbaren Zusatzlenkwinkels δ_Z. Der Elektromotor 210 wird hierfür von einer Steuer- und Regeleinheit 100 und einer elektronischen Endstufe, nach Maßgabe eines berechneten Sollwerts für den Zusatzlenkwinkel entsprechend bestromt. In der 1 ist dies jedoch nicht explizit dargestellt. In getrieblicher Verbindung zur Rotorwelle 212 des Elektromotors 210 steht eine Ritzelscheibe 211, die Aussparungen aufweist, die dafür vorgesehen sind, einen Sperrstift 221 zu Arretierung der Rotorwelle 212 aufzunehmen. Der elektromechanische Wandler 220 und der Stift 221 können radial als auch axial bezüglich der Ritzelscheibe 211 angeordnet sein. Die Aussparungen sind entsprechend auf einer Stirnseite oder am Umfang der Ritzelscheibe 211 eingebracht. The actuator 200 includes the electric motor 210 with its rotor shaft 212 for impressing the predefinable additional steering angle δ _Z. The electric motor 210 is for this purpose of a control unit 100 and an electronic output stage, according to a calculated setpoint for the additional steering angle energized accordingly. In the 1 However, this is not explicitly shown. In geared connection to the rotor shaft 212 of the electric motor 210 is a pinion disc 211 having recesses intended to provide a locking pin 221 for locking the rotor shaft 212 take. The electromechanical converter 220 and the pen 221 can be radial as well as axial with respect to the pinion plate 211 be arranged. The recesses are correspondingly on a front side or on the circumference of the pinion plate 211 brought in.

Der Sperrstift 221 bildet zusammen mit Elektromagnet 223 einen elektromechanischen Wandler 220. Der Elektromagnet 223 des Wandlers ist mit einer Verbindungsleitung 104 zu Steuerungszwecken mit der Steuer- und Regeleinheit 100 verbunden. Die Verbindungsleitung 104 kommt hierbei die Funktion einer Signal- und Energieübertragung zu. Die Verbindungsleitung 104 weist im Beispiel einen Hin- und Rückleiter auf. In einer nicht dargestellten Variante wirkt der elektromechanische Wandler über Bremsbacken auf eine Bremsscheibe, die mit der Eingangswelle 14 verbunden ist und zur Hemmung der Rotationsbewegung der Rotorwelle 212 vorgesehen ist. Das der Steuer- und Regeleinheit zugeordnete ECU-Gehäuse 101 und das dem Aktuator 200 zugeordnete Aktuator-Gehäuse 201 sind voneinander räumlich getrennt im Kraftfahrzeug angeordnet. Im stromlosen Zustand des Wandlers 220 befindet sich der Stift 221 in ausgefahrener Position und greift in die Ritzelscheibe 211 ein. In einem bestromten Zustand zieht der Wandler den Stift aus den Ritzelscheibe heraus und gibt in folge dessen die Rotorwelle 212 und somit die zweiten Eingangswelle 14 des Überlagerungsgetriebes 12 zur Einleitung einer Drehbewegung frei. Seitens des Aktuators 200 erfolgt eine Signalbewertung mittels einer Funktionseinheit 300, die ein Signal der elektrischen Verbindungsleitung an dem Knoten S_UB bezüglich des Knotens GND abfühlt. In der Funktionseinheit 300 erfolgt eine Signalauswertung unter Verwendung eines Auswerte-Verfahrens 310, 320, 330 bei dem das elektrische Signal der Verbindungsleitung 104 nach definierbaren Kriterien analysiert und eine Gültigkeitsbewertung des elektrischen Signals vorgenommen wird. Die Analyse des Signals erfolgt nach definierbaren Kriterien. Basierend auf die Analyse erfolgt eine Gültigkeitsbewertung und nach Maßgabe des Ergebnisses der Bewertung eine Zuordnung eines Betriebszustands des Aktuators 200 mittels des Schalters S_E Ist das Ergebnis der Gültigkeitsbewertung positiv, d.h. wurde das elektrische Signal als plausibel gemäß der vorgegebenen Kriterien bewertet, wird der Schalter S_E geschlossen und eine geschlossener Stromkreis hergestellt. In diesem Zustand wird es ermöglicht, dass die Steuer- und Regeleinheit 100 den Wandler 220 zur Lösung der Sperre 221 durch entsprechenden Betrieb des PWM-Generators 103 beziehungsweise des Schalters S_PWM der elektronischen Endstufe bestromt. Dementsprechend hat ein negatives Ergebnis der Gültigkeitsbewertung zur Folge, dass der Schalter S_E in geöffneten Zustand verbleibt und es nicht möglich ist, den elektromechanischen Wandler 220 ausgehend von der Steuer- und Regeleinheit 100 zu bestromen. Es kann auch vorgesehen sein, dass der elektromechanische Wandler 220 über das Aktuator-Gehäuse 201 mit der Fahrzeugmasse verbunden ist, um den Rückleiter zu ersparen. Die Herstellung einer elektrisch hoch- oder niederohmigen Verbindung mittels des Schalters S_E erfolgt dabei über die Fahrzeugmasse. The locking pin 221 forms together with electromagnet 223 an electromechanical transducer 220 , The electromagnet 223 the converter is connected to a connection 104 for control purposes with the control unit 100 connected. The connection line 104 Here comes the function of a signal and energy transfer. The connection line 104 has in the example on a return conductor. In a variant, not shown, the electromechanical converter acts via brake shoes on a brake disc which is connected to the input shaft 14 is connected and to inhibit the rotational movement of the rotor shaft 212 is provided. The ECU unit associated with the control unit 101 and that the actuator 200 associated actuator housing 201 are arranged spatially separated from each other in the vehicle. In the de-energized state of the converter 220 there is the pen 221 in the extended position and engages in the pinion plate 211 one. In an energized state, the transducer pulls the pin out of the pinion plate and, as a result, releases the rotor shaft 212 and thus the second input shaft 14 of the superposition gearbox 12 to initiate a rotational movement free. On the part of the actuator 200 a signal evaluation takes place by means of a functional unit 300 which senses a signal of the electrical connection line at the node S_UB with respect to the node GND. In the functional unit 300 a signal evaluation takes place using an evaluation method 310 . 320 . 330 in which the electrical signal of the connecting line 104 analyzed according to definable criteria and a validity evaluation of the electrical signal is made. The analysis of the signal takes place according to definable criteria. Based on the analysis, an evaluation of validity takes place and, according to the result of the evaluation, an assignment of an operating state of the actuator 200 by means of the switch S _E If the result of the validity assessment is positive, ie if the electrical signal was evaluated as plausible according to the predetermined criteria, the switch S _{E is} closed and a closed circuit is established. In this state, it will allow the control unit 100 the converter 220 to solve the lock 221 by appropriate operation of the PWM generator 103 or the switch S _PWM the electronic power amplifier energized. Accordingly, a negative result of validity evaluation results in that the switch S _E remains in the open state and it is not possible to use the electromechanical converter 220 starting from the control unit 100 to energize. It can also be provided that the electromechanical transducer 220 over the actuator housing 201 connected to the vehicle ground to save the return conductor. The production of an electrically high or low impedance connection by means of the switch S _E takes place via the vehicle mass.

In der aktuatorseitigen Funktionseinheit 300 können hierzu unterschiedliche Auswerteverfahren 310, 320, 330 als reine Hardwarelösung oder als kombinierte Hard- und Softwarelösung unter Verwendung eines computerimplementierten Verfahrens umgesetzt sein. Den Auswerteverfahren 310, 320, 330 werden eingangsseitig das Signal der elektrischen Verbindungsleitung 104, das am Knoten S_UB abgefühlt wird, zugeführt. In the actuator-side functional unit 300 For this purpose, different evaluation methods 310 . 320 . 330 be implemented as a pure hardware solution or as a combined hardware and software solution using a computer-implemented method. The evaluation process 310 . 320 . 330 be the input side, the signal of the electrical connection line 104 , which is sensed at node S_UB supplied.

Verschiedene Ausführungen der Auswerteverfahren werden anhand der 2 beschrieben. Ein erstes Auswerteverfahren 310 weist optional eine Stabilisierung und/oder Begrenzung 311 auf, welche dafür vorgesehen ist, die Spannung des abgefühlten Signals zu begrenzen oder zu stabilisieren. Von Vorteil ist es, die PWM Amplitude auf einen Wert zu stabilisieren, der kleiner ist, als die kleinste vorkommenden PWM-Amplitude. Ein nach geschalteter Mittelwertbildner 312 erzeugt an seinem Ausgang eine Gleichspannung, die proportional zum Tastverhältnis der PWM ist. In einer vorteilhaften und einfachen Ausführung besteht der Mittelwertbildner 321 aus einem RC-Tiefpassfilter. Das Ausgangssignal des Mittelwertbildners wird nachfolgend einem Komparator 313 zugeführt, der in Abhängigkeit einer festlegbaren Schaltschwelle mit einer optionalen Schalt-Hysterese den Schalter S_E in einen leitenden oder in einen sperrenden Zustand schaltet. Darüber hinaus kann der Komparator ein Speicherelement enthalten, das den Schaltzustand speichert. Different versions of the evaluation procedures are based on the 2 described. A first evaluation procedure 310 Optionally has stabilization and / or limitation 311 which is intended to limit or stabilize the voltage of the sensed signal. It is advantageous to stabilize the PWM amplitude to a value smaller than the smallest occurring PWM amplitude. An after-averager 312 generates at its output a DC voltage that is proportional to the duty cycle of the PWM. In an advantageous and simple embodiment, the averaging agent exists 321 from an RC low-pass filter. The output of the averager will subsequently become a comparator 313 fed, which switches the switch S _E in a conducting or in a blocking state in response to a definable switching threshold with an optional switching hysteresis. In addition, the comparator may include a memory element that stores the switching state.

Das zuvor beschriebene erste Auswerteverfahren analysiert somit im Wesentlichen das Tastverhältnis des PWM-Signals. The first evaluation method described above thus essentially analyzes the duty cycle of the PWM signal.

Als Alternative hierzu ist ein zweites Auswerteverfahren 320 vorgesehen, bei dem im Wesentlichen eine Frequenzanalyse des Signals vorgenommen wird. Das zweite Auswerteverfahren 320 weist ebenfalls optional eine Stabilisierung und/oder Begrenzung 321 auf, welche dafür vorgesehen ist, die Spannung des abgefühlten Signals zu begrenzen oder zu stabilisieren. Nachfolgend ist eine Schaltung 322 vorgesehen, die die unterschiedlichen Tastverhältnisse auf ein konstantes Tastverhältnis normalisiert („PWM-Normalisierer“). In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist der PWM-Normalisierer als Monoflop ausgeführt. Das Ausgangssignal des PWM-Normalisierers 322 wird einem Mittelwertbildner 323 zugeführt und nachfolgend einem Komparator 324, der in Abhängigkeit einer Schaltschwelle mit einer optionalen Schalt-Hysterese entsprechend einer festlegbaren Frequenz den Schalter S_E in einen leitenden oder sperrenden Zustand schaltet. Auch in dieser Ausführungsvariante kann der Komparator ein Speicherelement enthalten, das den Schaltzustand speichert. As an alternative to this is a second evaluation 320 provided, in which a frequency analysis of the signal is made substantially. The second evaluation procedure 320 also optionally has stabilization and / or limitation 321 which is intended to limit or stabilize the voltage of the sensed signal. Below is a circuit 322 provided that normalizes the different duty cycles to a constant duty cycle ("PWM normalizer"). In a preferred embodiment, the PWM normalizer is designed as monoflop. The output signal of the PWM normalizer 322 becomes an averager 323 fed and subsequently a comparator 324 which switches the switch S _E into a conductive or blocking state as a function of a switching threshold with an optional switching hysteresis corresponding to a definable frequency. Also in this embodiment, the comparator may include a memory element that stores the switching state.

Abschließend wird ein drittes Auswerteverfahren 330 vorgestellt, welches im Wesentlichen eine mikrorechnerbasierte Auswertung mittels computerimplementierten Algorithmen zur digitalen Signalanalyse vorsieht. Hierzu ist optional eine Stabilisierung und/oder Begrenzung 331 vorgeschaltet. Nachfolgend wird das Signal einem digitalen und/oder analogen Eingangsport des Mikrorechners 332 für den Zweck einer digitalen Signalanalyse zugeführt. In Abhängigkeit des Ergebnisses der Gültigkeitsbewertung steuert der Mikrorechner den Schalter S_E in einen leitenden oder einen sperrenden Zustand. Finally, a third evaluation procedure 330 which essentially provides a microcomputer-based evaluation by means of computer-implemented algorithms for digital signal analysis. For this purpose, optional stabilization and / or limitation 331 upstream. Subsequently, the signal is a digital and / or analog input port of the microcomputer 332 for the purpose of digital signal analysis. Depending on the result of the validity evaluation, the microcomputer controls the switch S _E in a conducting or a blocking state.

Der Schalter S_E ist bevorzugt als elektronischer Halbleiterschalter ausgeführt. Er kann auch als elektromechanischer Schalter (Relais) ausgeführt sein. The switch S _E is preferably designed as an electronic semiconductor switch. It can also be designed as an electromechanical switch (relay).

Die Kriterien der Gültigkeitsbewertung sind derart festlegbar, dass sie in der Lage sind, einen statischen- oder dynamischen Amplituden- und/oder Zeitverlauf des elektrischen Signals der Verbindungsleitung 104 zu beschreiben. The validity evaluation criteria are determinable in such a way that they are capable of providing a static or dynamic amplitude and / or time characteristic of the electrical signal of the connection line 104 to describe.

Wesentlich ist, dass ein Betriebszustand des Aktuators 200 durch die Herstellung einer elektrisch niederohmigen oder hochohmigen Verbindung eines dem Aktuator 200 zugeordneten elektromechanischen Wandlers 220 mit der Verbindungsleitung 104 gekennzeichnet ist. Die Herstellung der hoch- oder niederohmigen Verbindung erfolgt dabei mit dem Schalter S_E. It is essential that an operating condition of the actuator 200 by the production of an electrically low-impedance or high-resistance connection of the actuator 200 associated electromechanical transducer 220 with the connection line 104 is marked. The high or low impedance connection is made with the switch S _E.

Entsprechende Variation und Kombination der Auswerteverfahren mittels elektronischer Schaltung und computerimplementierten Rechenverfahren ergeben sich für den Fachmann in naheliegender Weise. Corresponding variation and combination of the evaluation methods by means of electronic circuitry and computer-implemented computation methods will be apparent to those skilled in the obvious.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Lenkhandhabe Steering handle
1111: Eingangswelle, erste Input shaft, first
1212: Überlagerungsgetriebe Superposition gear
1313: Ausgangswelle output shaft
1414: Eingangswelle, zweite Input shaft, second
1515: Zahnstange rack
1616: Servounterstützungseinheit Servo assistance unit
1717: Räder bikes
1818: Batterie battery
100100: Steuer- und Regeleinheit (ECU) Control unit (ECU)
101101: ECU-Gehäuse ECU housing
102102: Mikrorechner, ECU-seitig Microcomputer, ECU-sided
103103: PWM Signalgenerator PWM signal generator
104104: Verbindungsleitung, Hin- und Rückleiter Connecting line, forward and return line
S_PWM S _PWM: PWM-Schalter PWM switch
200200: Aktuator actuator
201201: Aktuator-Gehäuse Actuator housing
210210: Elektromotor electric motor
211211: Ritzelscheibe pinion wheel
212212: Rotorwelle rotor shaft
220220: Wandler converter
221221: Stift, Wandler Pen, transducer
223223: Elektromagnet, Wandler Electromagnet, converter
S_UB, GNDS_UB, GND: Abgreifpunkte tapping points
S_E S _E: Freigabe-Schalter Enable switch
δ_S,δ _S ,: Lenkwinkel, fahrerseitig Steering angle, driver side
δ_Z δ _Z: Zusatzlenkwinkel Additional steering angle
δ_G δ _G: Gesamtlenkwinkel Total steering angle
δ_R δ _R: Radlenkwinkel wheel steering angle
300300: Funktionseinheit functional unit
310, 320, 330310, 320, 330: Auswerteverfahren; erste, zweite und dritte Ausführung evaluation; first, second and third versions
311, 321, 331311, 321, 331: Stabilisierer/Begrenzer Stabilizer / limiter
312, 323312, 323: Mittelwertbilder Averager
313, 324313, 324: Komparator comparator
322322: PWM-Normalisierer PWM normalizer
332332: Mikrorechner, aktuatorseitig Microcomputer, actuator side

Claims

Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Aktuators (200) mittels einer elektronischen Steuereinheit (100), wobei die Steuereinheit (100) und der Aktuator (200) in von einander separaten Gehäusen (101, 201) angeordnet und mittels einer elektrischen Verbindungsleitung (104) zu Steuerungszwecken verbunden sind, gekennzeichnet durch nachfolgende Merkmale: – seitens des Aktuators (200) erfolgt eine Signalauswertung (300), – die Signalauswertung (300) analysiert ein elektrisches Signal der Verbindungsleitung (104) – die Analyse des Signals erfolgt nach definierbaren Kriterien, wonach eine Gültigkeitsbewertung vorgenommen wird – in Folge des Ergebnisses der Gültigkeitsbewertung wird dem Aktuator (200) ein Betriebszustand zugeordnet. Method for controlling an electric actuator ( 200 ) by means of an electronic control unit ( 100 ), the control unit ( 100 ) and the actuator ( 200 ) in separate housings ( 101 . 201 ) and by means of an electrical connection line ( 104 ) are connected for control purposes, characterized by the following features: - on the part of the actuator ( 200 ) there is a signal evaluation ( 300 ), - the signal evaluation ( 300 ) analyzes an electrical signal of the connecting line ( 104 ) - the analysis of the signal is carried out according to definable criteria, after which a validity assessment is made - as a result of the result of the validity assessment, the actuator ( 200 ) assigned an operating state.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kriterien der Gültigkeitsbewertung einen statischen- oder dynamischen Amplituden- und/oder Zeitverlaufs des elektrischen Signals der Verbindungsleitung (104) beschreiben. A method according to claim 1, characterized in that the criteria of validity assessment a static or dynamic amplitude and / or time course of the electrical signal of the connecting line ( 104 ).

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalauswertung (300) eine Stabilisierungs- oder Begrenzungsstufe (311), (321), (331) und/oder Komparator- und/oder Mittelwertbilder- (313, 324), (312, 323) und/oder eine PWM-Normalisierungsstufe (322) beinhaltet. Method according to Claim 2, characterized in that the signal evaluation ( 300 ) a stabilization or limiting step ( 311 ) 321 ) 331 ) and / or comparator and / or averaging ( 313 . 324 ) 312 . 323 ) and / or a PWM normalization stage ( 322 ) includes.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand des Aktuators (200) durch die Herstellung einer elektrisch niederohmigen oder hochohmigen Verbindung eines dem Aktuator (200) zugeordneten elektromechanischen Wandlers (220) mit der Verbindungsleitung (104) gekennzeichnet ist. Method according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that an operating state of the actuator ( 200 ) by the production of an electrically low-impedance or high-resistance connection of the actuator ( 200 ) associated electromechanical transducer ( 220 ) with the connecting line ( 104 ).

Hilfs- oder Fremdkraftlenkung mit einem Aktuator (200), der mit einem Überlagerungsgetriebe (12) zur Einleitung eines Zusatzlenkwinkels (δ_Z) zum Zwecke der additiven Überlagerung mit einem Lenkwinkel (δ_S) zur Bildung eines Gesamtlenkwinkels (δ_G) mechanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuator-Gehäuse (201) separiert von einem der Lenkung zugeordneten ECU-Gehäuse (101) ist und mit einer elektrischen Verbindungsleitung (104) zu Steuerungszwecken verbunden ist, und der Aktuator (200) mit einer Signalauswertung (300) und Schaltmittel (S_E) zur Herstellung einer elektrisch niederohmigen oder hochohmigen Verbindung eines dem Aktuator (200) zugeordneten elektromechanischen Wandlers (220) mit der Verbindungsleitung (104) verbunden ist, wobei die Signalauswertung (300) derart ausgeführt ist, ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4 durchzuführen. Auxiliary or external power steering with an actuator ( 200 ) equipped with a superposition gear ( 12 ) for the introduction of an additional steering angle (δ _Z ) for the purpose of additive superposition with a steering angle (δ _S ) to form a total steering angle (δ _G ) is mechanically connected, characterized in that the actuator housing ( 201 ) separated from an ECU housing associated with the steering ( 101 ) and with an electrical connection line ( 104 ) is connected for control purposes, and the actuator ( 200 ) with a signal evaluation ( 300 ) and switching means (S _E ) for producing an electrically low-impedance or high-resistance connection of the actuator ( 200 ) associated electromechanical transducer ( 220 ) with the connecting line ( 104 ), the signal evaluation ( 300 ) is designed to carry out a method according to one of the preceding claims 1 to 4.

Hilfs- oder Fremdkraftlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler (220) einen Stift (221) aufweist, der dafür vorgesehen ist, eine Rotorwelle (212) eines Elektromotors (210), der zur Einleitung des Zusatzlenkwinkels (δ_Z) vorgesehen ist, durch Einrastung in eine Ausnehmung einer mit der Rotorwelle (212) drehfest verbundenen Ritzelscheibe (211) zu arretieren. Auxiliary or external power steering according to claim 5, characterized in that the electromechanical transducer ( 220 ) a pen ( 221 ), which is intended to be a rotor shaft ( 212 ) of an electric motor ( 210 ), which is provided for introducing the additional steering angle (δ _Z ), by latching into a recess of one with the rotor shaft ( 212 ) rotatably connected pinion disc ( 211 ) to lock.

Hilfs- oder Fremdkraftlenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromechanische Wandler (220) mittels einer Hebelmechanik auf eine auf Reibung basierende, Bremsbacken und Bremsscheibe aufweisende Bremsvorrichtung wirkt, die dafür vorgesehen ist, die Rotorwelle (212) des Elektromotors (210) durch Klemmung zu arretieren. Auxiliary or external power steering according to claim 5, characterized in that the electromechanical transducer ( 220 ) acts by means of a lever mechanism on a friction-based, brake shoes and brake disc having braking device, which is provided to the rotor shaft ( 212 ) of the electric motor ( 210 ) by clamping.