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Die
Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Servolenkung, die mit
Hilfe eines Motors an ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs oder eines
anderen Fahrzeugs eine Lenkhilfskraft legt, insbesondere geht es
um eine Steuervorrichtung einer Servolenkung, die die Funktion der Überwachung
von Störungen
hat, die z. B. in Form eines vorübergehenden Versatzes
(Offset) oder einer Drift bei Signalstörungen eines Drehmomentsensors
auftreten, wobei in einem solchen Fall die Hilfsfunktion beschränkt wird.
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Eine
Servolenkung zum Unterstützen
einer Lenkanlage eines Kraftfahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs
mit einer Hilfslast auf Grund eines Drehmoments eines Motors dient
zum Aufbringen einer Hilfslast auf die Lenkwelle oder eine Zahnstange
mit Hilfe eines Übertragungsmechanismus,
z.B. in Form eines Zahnrads oder eines Riemens unter Einschaltung
eines Untersetzungsgetriebes. Bei einer herkömmlichen Servolenkung wird
zum exakten Erzeugen des Hilfsmoments (des Lenkhilfemoments) der Motorstrom
geregelt. Die Regelung soll die an den Motor angelegte Spannung
(Klemmenspannung) so einstellen, daß die Differenz zwischen dem
Stromsollwert und dem Motorstrom-Istwert minimiert wird, wozu die
Klemmenspannung des Motors im allgemeinen mit Hilfe einer Pulsweitenmodulations-Steuerung
(PWM-Steuerung) erfolgt, bei der das Tastverhältnis eingestellt wird.
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1 zeigt den allgemeinen
Aufbau einer Servolenkung ähnlich
wie in JP 63-501704A.
Eine zu einem Lenkrad 1 gehörige Welle 2 ist mit
einer Spurstange 6 der lenkbaren Räder über Universalgelenke 4a und 4b sowie
einen Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus 5 gekoppelt.
Die Welle 2 weist einen Drehmomentsensor 10 auf,
mit dem das Lenkmoment des Lenkrads 1 gemessen wird, außerdem einen
Motor zum Unterstützen
der Lenkkraft des Lenkrads 1, gekoppelt an die Welle 2 über eine
Kupplung 21 und ein Untersetzungsgetriebe 3. Eine
Steuereinheit 30 zum Steuern der Servolenkung erhält elektrische
Leistung von einer Batterie 14 über ein Zündschloß 11 und ein Relais 13.
Die Steuereinheit 30 berechnet den Lenkhilfe-Sollwert I
eines Hilfsbefehls auf der Grundlage des von dem Drehmomentsensor 10 gemessenen Lenkmoments
T und der von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit
V, und sie steuert den in den Motor 20 einzuspeisenden
Strom auf der Grundlage des berechneten Lenkhilfe-Sollwerts I. Die
Kupplung wird von der Steuereinheit 30 ein- und ausgeschaltet.
Im normalen Laufzustand ist sie eingeschaltet (eingekuppelt). Wenn
die Steuereinheit 30 zu der Entscheidung gelangt, daß die Servolenkung
abnormal arbeitet, oder wenn die Energiequelle (die Spannung Vb) der
Batterie 14 mittels des Zündschloßes 11 und des Relais 13 abgeschaltet
wird, so wird die Kupplung 21 ausgeschaltet (ausgekuppelt).
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Die
Steuereinheit 30 besteht vornehmlich aus einer CPU, die
allgemeine Arbeitsweise, die von einem Programm vorgegeben ist,
das in der CPU abläuft,
geht aus 2 hervor.
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Die
Steuereinheit 30 arbeitet und funktioniert folgendermaßen: Das
von dem Drehmomentsensor 10 gemessene und eingegebene Lenkmoment
T wird von einem Phasenkompensator 31 in der Phase kompensiert,
um die Stabilität
des Lenksystems zu vergrößern, und
das in der Phase kompensierte Lenkmoment TA wird in einen Lenkhilfe-Sollwert-Rechner 32 eingegeben.
Die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit
V wird ebenfalls in den Lenkhilfe-Sollwert-Rechner 32 eingegeben.
Der Rechner 32 nimmt Bezug auf ein Kennlinienfeld (eine
Nachschlagetabelle) 33, wobei als Grundlage die eingegebenen
Werte für
das Lenkmoment TA und die Fahrzeuggeschwindigkeit V dienen, und
er bestimmt den Lenkhilfesollwert I, bei dem es sich um den Regel-Sollwert
für den
in den Motor 20 einzuspeisenden Strom handelt.
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Der
Lenkhilfe-Sollwert I wird auf einem Subtrahierer 30A, außerdem auf
einen Differentialkompensator 34 eines Vorwärtssteuersystems
gegeben, um die Ansprechgeschwindigkeit zu erhöhen, und die von dem Subtrahierer 30A ermittelte
Abweichung (I-i) wird auf einen Proportionalrechner 35 gegeben. Die
Proportional-Ausgangsgröße wird
auf einen Addierer 30B gegeben, außerdem wird der Wert in einem
Integralrechner 36 gegeben, um die Kennlinie des Rückkopplungssystems
zu verbessern. Die Ausgangsgrößen von
dem Differentialkompensator 34 und dem Integralrechner 36 werden
auf den Addierer 30B gegeben, das Summenergebnis des Addierers 30B,
das ist der Stromsollwert E, wird als Motortreibersignal auf eine
Motortreiberschaltung 37 gegeben. Der Motorstromwert "i" des Motors 20 wird von einer
Motorstrom-Detektorschaltung 38 erfaßt, und dieser Motorstrom-Detektorwert (Motorstrom-Istwert) "i" wird auf den Subtrahierer 30A zurückgekoppelt.
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Es
wird hier als herkömmlicher
Drehmomentsensor 10 ein Sensor verwendet, der als Ausgangssignale
ein Hauptdrehmomentsignal TM und ein Subdrehmomentsignal TS liefert.
Dies ist eine Sicherheitsmaßnahme
für den
Fall einer Störung
des Drehmomentsensors 10, in welchem Fall anhand eines
einzigen Signals nicht entschieden werden kann, ob es sich um eine
wirkliche Störung
handelt oder nicht. Es erfolgt eine Überwachung der Differenz zwischen
dem Hauptdrehmomentsignal TM und dem Subdrehmomentsignal TS, und
wenn die Differenz mehr als einem vorbestimmten Wert entspricht
und über
eine vorbestimmte Zeit hinaus andauert, so wird von einer abnormalen
Situation ausgegangen, und der Hilfsbetrieb wird beendet.
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Mit
Hilfe eines in 3 dargestellten
Kennlinienverlaufs, der einen ziemlich abrupten Anstieg aufweist,
wird deutlich, daß eine
Drift des Drehmomentsensors oder eine Offset-Spannung in einem Bereich,
der keine schwerwiegenden Folgen hat, einen beträchtlichen Einfluß auf die
Lenkung haben kann, wenn eine plötzliche Änderung
während
des Lenkvorgangs auftritt, der zufolge das Ausmaß der Lenkunterstützung abhängig von
dem jeweiligen Lenkzustand exzessiv stark ausfällt. Es kann unabhängig von
dem Willen des Fahrers zu einem abnormalen Lenkverhalten kommen,
was wiederum zu einem folgenschweren Unfall führen kann.
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Bei
dem üblichen
Erfassen von Störungszuständen basierend
auf der Differenz zwischen dem Hauptdrehmomentsignal TM und dem
Subdrehmomentsignal TS läßt sich
abhängig
von der Änderung der
Drift oder dem Offset gemäß 4 ein derartiges abnormales
Verhalten nicht eher feststellen, als bis der Störungsfall nachgewiesen wurde.
Wenn man einen strengen Schwellenwert für den Nachweis einer Störung vorgibt
und versucht, eine vorübergehende Störung wie
z.B. eine Offset-Größe unter
Berücksichtigung
des Justierbereichs des Drehmomentsensors vor der Auslieferung seitens
der Fabrik zu berücksichtigen,
so kann ein strenger Schwellenwert zu einem fehlerhaften Nachweis
führen,
so daß das
Erkennen einer Störung
nicht korrekt ist.
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Ein
kleiner Offsetwert, der über
lange Zeit hinweg allmählich
zustande kommt, kann Ursache sein für eine Differenz bei linker
und rechter Lenkkraft, verursacht in der Regel jedoch kein unkontrollierbares
Verhalten der Lenkung. Ein solcher Fall, der nicht zu einem Beenden
des Lenkhilfebetriebs führt, ist
jedoch für
den Fahrer unerfreulich, und es könnte zu einem Lenkfehler kommen.
Aus diesem Grund ist es notwendig, ein Warnsignal zu erzeugen oder
den Hilfsbetrieb für
die Lenkung zu beschränken.
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In
EP 0 248 034 B1 ist
eine Steuervorrichtung einer Servolenkung zum Steuern eines Motors auf
der Grundlage eines Stromsteuerwerts offenbart, der berechnet wird
aus einem Lenkhilfe-Sollwert, der seinerseits von einer Recheneinrichtung
berechnet wird anhand eines an einer Lenkwelle vorhandenen Lenkmoments
und einer Stromstärke
des Motors. Hierbei wird auf einen Lenkmechanismus eine Lenkhilfskraft
aufgebracht, wobei ein erstes Drehmomentsignal und ein zweites Drehmomentsignal
einer zum Messen des Lenkmoments dienenden Torosionserfassungseinrichtung
verglichen wird und der Lenkhilfemotor deaktiviert wird, wenn die
sich durch den Vergleich ergebende Summe um mehr als einen vorbestimmten
Betrag von einem vorbestimmten Wert abweicht.
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In
DE 37 32 864 C2 ist
eine motorbetriebene Servolenkanlage beschrieben, die zwei Drehmomentfühler umfasst
und deren Funktion überwacht. Wenn
für einen
der Drehmomentfühler
ein Fehlerzustand erzeugt wird, wird die Servolenkfunktion von dem
anderen Drehmomentfühler
weiter durchgeführt.
Wenn beide Drehmomentfühler
fehlerhaft sind, wird die Servolenkfunktion unterbrochen. Eine Fehlererfassung
der Drehmomentfühler
erfolgt, indem entschieden wird, ob die erfassten Spannungen innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs liegen, und wenn zwischen den erfassten
Spannungen beider Fühler
eine Differenz auftritt, wird entschieden, dass an einem Fühler, bei
dem die Änderungsrate
der erfassten Spannung klein ist, ein Fehler vorliegt.
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In
DE 196 15 377 C2 ist
eine Steuer- oder Regelvorrichtung zum Steuern oder Regeln der Ausgangsleistung
eines Elektro-Servomotors eines elektrischen Lenkservosystems beschrieben.
Die Ausgangsleistung des Servomotors wird entsprechend einem Stromsteuersignalwert
gesteuert, der aus der Größe des erfassten
Motorstroms berechnet wird. Weiterhin wird der Servomotor entsprechend
einem Strombefehlssignalwert gesteuert, der aus zumindest dem Lenkdrehmoment
berechnet wird, das an einer Lenkwelle erzeugt und von einem Drehmomentsensor
erfasst wird. Weiterhin ist ein Stabilisierungskompensator in einer
dem Drehmomentsensor nachgeschalteten Stufe vorgesehen, der eine
besondere Charakteristik aufweist, um die Stabilität und das
Reaktionsvermögen
der Steuer- oder Regelvorrichtung zu verbessern.
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Vor
diesem Hintergrund ist es Ziel der Erfindung, eine Steuervorrichtung
für eine
Servolenkung anzugeben, die die Funktion hat, vorübergehende Störungen wie
z.B. Offset- oder Drifterscheinungen bei Signalstörungen des
Drehmomentsensors zu überwachen,
den Hilfsbetrieb dann zu verhindern, wenn ein relativ starker Offset
vorhanden ist, und die Hilfsfunktion einzuschränken oder zu beschränken, wenn
eine Störung
im Fall eines relativ kleinen Offsets erfaßt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung einer Servolenkung
zum Steuern eines Motors auf der Grundlage eines Stromsteuerwerts, der
berechnet wird aus einem Lenkhilfe-Sollwert, der seinerseits von
einer Recheneinrichtung berechnet wird anhand eines an einer Lenkwelle
vorhandenen Lenkmoments und einer Stromstärke des Motors, um auf einen
Lenkmechanismus eine Lenkhilfskraft aufzubringen. Das vorerwähnte Ziel
wird durch einen Aufbau erreicht, gemäß dem die Differenz eines Hauptdrehmomentsignals
und eines Subdrehmomentsignals eines Drehmomentsensors zum Erfassen
des Lenkmoments vorab gespeichert wird, und die Differenz des Hauptdrehmomentsignals
und des Subdrehmomentsignals während
des Betriebs mit dem abgespeicherten Wert verglichen wird, und zumindest
die Motorstrom-Ausgabe unterbunden wird, wenn der Zustand, daß die durch
den Vergleich ermittelte Differenz von einem zweiten vorbestimmten Wert,
der größer als
ein erster vorbestimmter Wert ist, differiert, für eine Zeit anhält, die
kürzer
ist als eine vorbestimmte Zeit.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung wird in effektiver Weise durch den
Aufbau erreicht, bei dem der Lenkhilfe-Sollwert auf der Grundlage
des Ausgangssignals eines Normalbetrieb-Kennlinienfelds berechnet
wird, und wenn der Zustand, daß die
auf den Vergleich basierende Differenz gröser ist als ein erster vorbestimmter
Wert für
eine vorbestimmte Zeit anhält,
wird umgeschaltet auf ein Kennlinienfeld für einen Drehmomentsensor-Offset-Abnormalmodus, oder
es wird der Stromsteuerwert gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit
beschränkt,
oder es wird ein Zwischen-Kennlinienfeld verwendet, um beim Wechseln
von dem Normalmodus-Kennlinienfeld zu dem Kennlinienfeld für Drehmomentsensor-Offset-Abnor malmodus
einen Übergang
zu schaffen, der ohne ein fremdartiges Gefühl für den Fahrer vonstatten geht.
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Kurze
Beschreibung der Zeichnungen
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In
den begleitenden Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Strukturdiagramm eines schematischen Aufbaus einer Servolenkung;
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2 ein
Block-Strukturdiagramm eines Beispiels für eine Steuervorrichtung einer
Servolenkung;
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3 ein
Diagramm eines Kennlinienbeispiels für das Kennlinienfeld;
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4 ein
Diagramm zum Erläutern
der Kennlinie des Drehmomentsensors;
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5 ein
Diagramm zum Erläutern
des Grundprinzips der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
Blockdiagramm eines Aufbaus einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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7 ein
Blockdiagramm eines Beispiels für die
Konfiguration der Drehmoment-Offset-Abnormalitätsdetektoreinrichtung;
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8 ein
Flußdiagramm
eines Betriebsbeispiels für
die erste Ausführungsform
der Erfindung;
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9 ein
Diagramm zum Erläutern
des Betriebs der vorliegenden Erfindung;
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10 ein
Diagramm zum Erläutern
der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung;
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11 ein
Blockdiagramm einer Konfiguration einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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12 ein
Diagramm zum Erläutern
der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung;
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13 ein
Diagramm zum Erläutern
der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung;
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14 ein
Blockdiagramm des Aufbaus einer dritten Ausführungsform der Erfindung und
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15 ein
Flußdiagramm,
das ein Betriebsbeispiel für
die dritte Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Erfindungsgemäß wird die
Differenz zwischen einem Hauptdrehmomentsignal TM und einem Subdrehmomentsignal
TS im Anfangsstadium des Versands in einem nicht-flüchtigen
Speicher abgespeichert, und dieser abgespeicherte Wert wird verglichen
mit der Differenz zwischen dem Hauptdrehmomentsignal TM und dem
Subdrehmomentsignal TS während
des Betriebs, und der Hilfsbetrieb wird bei einem relativ starken
Offset oder Versatz gesperrt, während
die Hilfsfunktion eingeschränkt
oder begrenzt wird, wenn eine Schwierigkeit oder eine Störung bei
relativ kleinem Offset festgestellt wird. Deshalb läßt sich
das Ausgangssignal für
den Fall beschränken,
daß es
zu einer plötzlichen
Zunahme des Hilfsmoments kommt, demzufolge eine nicht steuerbare
Lenkung auf Grund einer zu großen
Unterstützung
verhindert werden kann.
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5 zeigt
ein grundlegendes Beispiel für die
vorliegenden Erfindung, bei dem die gespeicherte Differenz zwischen
einem Hauptdrehmomentsignal TM und einem Subdrehmomentsignal TS
einerseits und die nachgewiesene oder gemessene Differenz zwischen
dem Hauptdrehmomentsignal TM und dem Subdrehmomentsi gnal TS andererseits
verglichen wird mit einem vorgeschriebenen oder vorbestimmten Wert
2 (> vorgeschriebener
Wert 1), und wenn die so ermittelte Differenz andauert während einer
Zeit, die kürzer
ist als eine vorbestimmte Zeit 2 (> vorbestimmte
Zeit 1), die Lenkunterstützung
gesperrt wird. Wenn die Differenz kleiner als der vorbestimmte Wert 2
ist und gleichzeitig größer als
der vorbestimmte Wert 1 ist, und wenn diese Differenz während der
vorbestimmten Zeit 1, die länger
ist als die vorbestimmte Zeit 2, anhält, so wird der Hilfsbetrieb
eingeschränkt. Auf
diese Weise wird ein sicherer Betrieb dadurch realisiert, daß man den
Stromsteuerwert sperrt oder beschränkt.
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Bei
dem Stromsperrverfahren läßt sich
die maximale Stromstärke
des Stromsteuerwerts begrenzen, oder man kann die maximale Stromstärke dadurch
beschränken,
daß man
den Stromsteuerwert oder Stromstellwert mit einer spezifischen Verstärkung multipliziert.
Wenn außerdem
der Stromsteuerwert begrenzt wird, so kann der Grenzwert etwas erhöht eingestellt
werden, wenn die Geschwindigkeit gering ist, und kann etwas niedriger
eingestellt werden, wenn die Geschwindigkeit hoch ist. Im Fall einer
Abnormalität
lassen sich ähnliche
Effekte auch dadurch erzielen, daß man von dem Normalmodus-Kennlinienfeld
für die
Lenkhilfe umschaltet auf ein Abnormalmodus-Kennlinienfeld bei einem
Drehmomentsensor-Offset. Durch Verwendung eines Zwischen-Kennlinienfelds
mit einem Zwischenwert läßt sich
außerdem
beim Wechsel vom Normalmodus-Kennlinienfeld zu dem Abnormalmodus-Kennlinienfeld
bei einem Drehmomentsensor-Offset ein glatter Übergang ohne fremdes und ungewohntes Gefühl realisieren.
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Nunmehr
auf die Zeichnungen Bezug nehmend, werden im folgenden bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung im einzelnen beschrieben.
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6 ist
ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung entsprechend
der 2 und zeigt gegenüber dieser zusätzlich eine
Detektoreinrichtung für
eine Drehmomentsensor-Offsetabnormalität 300, einen Stromvorgabe-Grenzwertgeber 310 und
einen Subtrahierer 320, wobei das Ausgangssignal des Subtrahierers 320 einen
Lenkhilfe-Sollwert I darstellt. Der Drehmomentsensor 10 gibt
ein Hauptdrehmomentsignal TM und ein Subdrehmomentsignal TS mit
der in 3 gezeigten Kennlinie aus, und das Hauptdrehmomentsignal
TA wird in den Phasenkompensator 31 und außerdem in die
Detektoreinrichtung 300 eingegeben. Das Subdrehmomentsignal
TS wird in die Detektoreinrichtung 300 für das Nach weisen
einer Offsetabnormalität
des Drehmomentsensors eingegeben. Das Subdrehmomentsignal TS wird
ebenfalls in diese Detektoreinrichtung 300 eingegeben.
Wenn ein Betriebssignal AB von der Detektoreinrichtung 300 ausgegeben wird,
liefert der Stromvorgabe-Grenzwertgeber 310 einen Grenzstrom
LT an den Subtrahierer 320.
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7 ist
ein Blockdiagramm eines Beispiels für den internen Aufbau der Detektoreinrichtung 300 zum
Nachweisen einer Offset-Abnormalität des Drehmomentsensors. Der
Aufbau enthält
einen Differenzrechner 301 zum Berechnen der Differenz
zwischen dem Hauptdrehmomentsignal TM und dem Subdrehmomentsignal
TS, eine Wechseleinheit 302 zum Zuführen der von dem Differenzrechner 301 ausgegebenen
Differenz DS1 zu einem Speicher (einem nicht-flüchtigen Speicher) 303 oder
einem Differenzrechner 304, einen Vergleicher 305 zum
Vergleichen der von dem Differenzrechner 304 ausgegebenen
Differenz DS2, der den abgespeicherten Wert und den laufenden oder
anstehenden Wert vergleicht und die Differenz der Werte bildet,
mit dem vorbestimmten Wert 1 und dem vorbestimmten Wert 2 (> vorbestimmter Wert
1), die Schwellenwerte darstellen, und eine Zeitmeßeinheit 306 zum
Messen der Zeitspanne des Zustands, in welchem ein von dem Vergleicher 305 ausgegebenes
Signal NN andauert, wobei die Zeitmeßeinheit ein spezifiziertes
Betriebssignal AB vor oder nach dem Verstreichen einer vorbestimmten
Zeit 1 und einer vorbestimmten Zeit 2 (>vorbestimmte Zeit 1) ausgibt.
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Die
Arbeitsweise für
diesen Aufbau wird anhand des in 8 gezeigten
Flußdiagramms
erläutert.
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Zunächst wird
vor dem Versand der Produkte, d.h. im Anfangsstadium, die Differenz
zwischen dem Hauptdrehmomentsignal TM und dem Subdrehmomentsignal
TS des Drehmomentsensors 10 in dem Differenzrechner 101 berechnet
und als Offset-Datenwert in dem nicht-flüchtigen Speicher 303 abgespeichert.
D. h., die Wechseleinheit 302 wechselt auf die Seite des
Speichers 303, und die Differenz TS1 zwischen dem Hauptdrehmomentsignal und
dem Subdrehmomentsignal TS wird in dem Differenzrechner 301 berechnet,
und diese Differenz DS1 wird über
die Wechseleinheit 302 in dem Speicher 303 abgespeichert
(gespeicherter Wert = MDS). Später
dann wird die Wechseleinheit 302 auf die Seite des Differenzrechners 304 umgestellt.
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Während des
Lenkvorgangs liest der Differenzrechner 301 das derzeitige
oder laufende Hauptdrehmomentsignal TM (Schritt S1), und anschließend (Schritt
S2) wird das laufende Subdrehmomentsignal TS gelesen. Die Differenz
DS1 zwischen dem Hauptdrehmomentsignal TM und dem Subdrehmomentsignal
TS wird errechnet (Schritt S3). Der Differenzrechner 304 empfängt über die
Wechseleinheit 302 die Differenz DS1 und liest aus dem
Speicher 303 den gespeicherten Wert MDS aus (Schritt S4), und
er berechnet die Differenz DS2 zwischen der Differenz DS1 und dem
gespeicherten Wert MDS. Anschließend beurteilt der Vergleicher 305,
ob die Differenz DS2, die von dem Differenzrechner 304 gebildet wird,
größer als
der vorbestimmte Wert 1 (Schwellenwert) ist oder nicht (Schritt
S5). Das heißt:
der gespeicherte Wert MDS ist die Offset-Komponente, und es wird
abgefragt, ob auf Grund einer Zunahme der Differenz DS1 über den
vorbestimmten Wert hinaus eine Abnormalität aufgetreten ist oder nicht.
Normal ist es, wenn die Differenz DS2 kleiner als der vorbestimmte
Wert 1 ist. In diesem Fall wird die Zählung der Meßzeit gelöscht (Schritt
S6), und der Prozeß kehrt
zurück
zum Schritt S1.
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Wenn
die Differenz DS2 größer als
der vorbestimmte Wert 1 ist, so wird weiterhin ermittelt, ob der
Wert größer als
der vorbestimmte Wert 2 ist oder nicht (Schritt S10). Ist die Differenz
DS2 kleiner als der vorbestimmte Wert 2, so wird ermittelt, ob dies
für eine
vorbestimmte Zeit T1 der Fall ist oder nicht (Schritt S11). Hält dieser
Zustand für
die Differenz nicht für
die vorbestimmte Zeit T1 an, so wird der Zählvorgang der Meßzeit erhöht, und
der Prozeß kehrt
zurück
zum Schritt S1 (Schritt S12), und wenn der Zustand für die vorbestimmte
Zeit 1 anhält,
wird ein Betriebssignal AB ausgegeben, und von dem Sollstrom-Grenzwertgeber 310 wird
ein Grenzstrom (oder eine Strombegrenzung) LT ausgegeben, und der
Hilfsbetrieb wird beschränkt.
Danach ist der Vorgang abgeschlossen (Schritt S13).
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Wenn
im Schritt S10 die Differenz DS2 größer ist als der vorbestimmte
Wert 2, so wird ermittelt, ob die Differenz DS2 über eine vorbestimmte Zeit
2 diesen Zustand hat oder nicht (Schritt S14). Währt der Vorgang nicht für die vorbestimmte
Zeit 2 an, so wird die Zählung
für die
Meßzeit
erhöht,
und der Prozeß kehrt
zurück
zum Schritt S1 (Schritt S15), wenn hingegen der Zustand über die
vorbestimmte Zeit 2 anhält,
wird ein Betriebssignal AB ausgegeben, und der Stromvorgabe-Grenzwertgeber 330 gibt
einen Grenzstrom LT aus. Der Hilfsbetrieb wird beendet, und der
Vorgang wird abgeschlossen (Schritt S16).
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9 zeigt
eine Betriebsart für
die Hilfsbetriebsbeschränkung,
wobei eine Kennlinie A eine Normalmodus-Drehmoment-Strom-Kennlinie
ist. Wenn ein Betriebssignal AB von der Detektoreinrichtung 300 zum
Erfassen einer Drehmomentsensor-Offsetabnormalität ausgegeben
wird, so gibt der Stromvorgabe-Grenzwertgeber 310 einen
Grenzstrom LT zum Beschränken
des Motorstroms aus, demzufolge der Lenkhilfe-Sollwert I am Ausgang
des Subtrahierers 320 die in 9 dargestellte
Kennlinie B annehmen kann. In der Zwischenzeit wird von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 ein
Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V in den Lenkhilfe-Sollwert-Rechner 32 eingegeben,
und der Stromgrenzwert kann erhöht
werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer wird, wie aus 10 hervorgeht.
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11 zeigt
eine zweite Ausführungsform der
Erfindung entsprechend der 6. Bei dieser Ausführungsform
sind als Kennlinienfeld zusätzlich ein
Normalmodus-Kennlinienfeld 33A und
ein Kennlinienfeld für
Drehmomentsensor-Offset-Abnormalitätsmodus, 33B, vorgesehen.
Außerdem
ist ein Schalter 330 zum Umschalten durch ein Betriebssignal
AB von der Detektoreinrichtung 300, die eine Drehmomentsensor-Offset-Abnormalität erkennt, vorgesehen.
Die Ausgangssignale von dem Kennlinienfeld 33A des Normalmodus
und dem Kennlinienfeld 33B für Drehmomentsensor-Offset-Abnormalitätsmodus
werden über
die Kontakte "a" und "b" des Schalters 330 in den Lenkhilfe-Sollwert-Rechner 32 eingegeben.
Die Kennlinie des Normalmodus-Kennlinienfeldes 33A ist
eine Kennlinie A, die in 12 durch
eine gestrichelte Linie dargestellt ist, und die Kennlinie des Drehmomentsensor-Offset-Abnormalitätsmodus-Kennlinienfelds 33B ist
eine Kennlinie B, die in 12 durch
eine ausgezogene Linie dargestellt ist. Im Normalfall liegt der
Schalter 330 auf dem Kontakt "a",
und der Hilfsbetrieb gemäß der Kennlinie A
des Normalmodus-Kennlinienfelds 33A wird durchgeführt. Wenn
von der Detektoreinrichtung 30 ein Betriebssignal AB ausgegeben
wird, wird der Kontakt des Schalters 330 vom Kontakt "a" auf den Kontakt "b" umgelegt,
und es wird der Hilfsbetrieb gemäß der Kennlinie
B des Kennlinienfeldes 33B für Drehmomentsensor-Offset-Abnormalitätsmodus
durchgeführt,
und es wird der Motorstrom beschränkt.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird durch Umwechseln von dem Normalmodus-Kennlinienfeld 33A auf
das Kennlinienfeld 33B für Offset-Abnormalitätsmodus
des Drehmomentsensors der Lenkhilfe-Sollwert I berechnet, und weil
die Differenz dann signifikant ist, wenn von der Kennlinie A auf
die Kennlinie B gewechselt wird, verspürt der Fahrer möglicherweise
ein fremdes Gefühl
beim Lenken. Um dieses Problem zu vermeiden, kann ein Zwischenkennlinienfeld
mit einer Zwischenkennlinie C gemäß 13 vorgesehen
werden. Durch Umwechseln in allmählichen
Schritten von der Normalmodus-Kennlinie A zu der Zwischenkennlinie
C und dann zu der Offset-Abnormalitäts-Kennlinie B läßt sich
das unangenehme Gefühl
beim Lenkvorgang auf Grund des Kennlinienwechsels vermeiden.
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Wenn
das Zwischenkennlinienfeld 33C (Kontakt "c" des Schalters 33) vorgesehen
ist, so macht man von einer Konfiguration einer dritten Ausführungsform
gemäß 14 Gebrauch.
Die Arbeitsweise ist in dem in 15 gezeigten
Flußdiagramm veranschaulicht.
Der Betrieb ist der gleiche wie bei der zweiten Ausführungsform
nach 11, nur daß die
Detektoreinrichtung 300 für Drehmomentsensor-Offset-Abnormalität das Betriebssignal
AB in drei Stufen ausgibt.
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Zunächst wird
vor dem Versand der Produkte die Differenz zwischen dem Hauptdrehmomentsignal TM
und dem Subdrehmomentsignal TS des Drehmomentsensors 10 berechnet
und in dem Speicher 303 abgespeichert, genauso wie bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform.
Der Kontakt des Schalters 330 liegt auf "a", und die Daten entsprechend dem Normalmodus-Kennlinienfeld 33A werden
auf den Lenkhilfe-Sollwert-Rechner 32 gegeben. Während des
Lenkvorgangs liest der Differenzrechner 301 das derzeitige
Hauptdrehmomentsignal TM (Schritt S20) und das derzeitige Subdrehmomentsignal
TS wird anschließend
ausgelesen (Schritt S21). Die Differenz DS1 zwischen Hauptdrehmomentsignal
TM und Subdrehmomentsignal TS wird berechnet (Schritt S22). Der
Differenzrechner 304 empfängt die Differenz DS1 über die
Wechseleinheit 302, liest aus dem Speicher 303 den
abgespeicherten Wert MDS aus (Schritt S23) und berechnet die Differenz
DS2 zwischen der Differenz DS1 und dem abgespeicherten Wert MDS.
Anschließend
daran beurteilt der Vergleicher 305, ob die Differenz DS2
aus dem Differenzrechner 304 größer ist als der vorbestimmte
Wert (Schwellenwert) oder nicht (Schritt S24). Normal ist, wenn
die Differenz DS2 kleiner als der vorbestimmte Wert 1 ist. Außerdem wird
die Meßzeitzählung gelöscht (Schritt
S25), und der Prozeß geht
zu dem Schritt S20.
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Wenn
die Differenz DS2 größer als
der vorbestimmte Wert 1 ist, so wird zusätzlich unterschieden, ob er
größer ist
als der vorbestimmte Wert 2 oder nicht (Schritt S30), und wenn die
Differenz DS2 kleiner als der vorbestimmte Wert 2 ist, wird ermittelt, ob
der Wert seinen Zustand für
eine vorbestimmte Zeit 1 eingenommen hat oder nicht (Schritt S31). Wenn
die Differenz nicht für
eine vorbestimmte Zeit 1 dauernd gegeben ist, wird es als normal
angesehen, und die Zählung
der Meßzeit
wird erhöht.
Der Prozeß geht
zurück
zum Schritt S20 (Schritt S32). Wenn der Zustand für die vorbestimmte
Zeit 1 angehalten hat, wird von der Zeitmeßeinheit ein Betriebssignal
AB ausgegeben, und der Kontakt des Schalters 330 wird umgeschaltet
vom Kontakt "a" auf "c". Die Daten des Zwischenkennlinienfeldes 33C werden
in den Lenkhilfe-Sollwert-Rechner 32 eingegeben, und der Stromsollwert
wird beschränkt
(Schritt S33).
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Anschließend wird
beurteilt, ob die Strombegrenzung für länger als den vorbestimmten
Wert 2 andauert oder nicht (Schritt S34). Dauert der Zustand nicht
für eine
vorbestimmte Zeit 2 an, so wird die Meßzeitzählung erhöht, und der Prozeß kehrt
zurück zum
Schritt S20 (Schritt S35). Wird der Zustand für die vorbestimmte Zeit 2 aufrechterhalten,
so wird der Kontakt des Schalters 330 von "c" auf "b" durch
ein Betriebssignal AB geändert,
und der Stromsollwert wird gewechselt zu der Störungskennlinie. Der Betrieb
wird beendet (Schritt S36). Die Daten für das Kennlinienfeld 33B für Drehmomentsensor-Offset-Abnormalitätsmodus
wird in den Lenkhilfe-Sollwert-Rechner 32 eingegeben.
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Wenn
andererseits die Differenz DS2 größer als der vorbestimmte Wert
2 im Schritt S30 ist, so wird ermittelt, ob dieser Zustand für die vorbestimmte Zeit
2 anhält
oder nicht (Schritt S40). Hält
der Zustand nicht für
die vorbestimmte Zeit 2 an, so wird die Meßzeitzählung erhöht, und der Prozeß kehrt
zurück zum
Schritt S20 (Schritt S41). Wenn der Zustand für die vorbestimmte Zeit 2 anhält, wird
ein Betriebssignal AB ausgegeben, und der Hilfsbetrieb wird gesperrt.
Der Vorgang wird anschließend
beendet (Schritt S42).
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Bei
der Ausführungsform
nach 14 besitzen das Normalmodus-Kennlinienfeld 33A,
das Zwischenkennlinienfeld 33C und das Kennlinienfeld 33B für die Drehmomentsensor-Offset-Abnormalität individuell
eine Hilfsbetrieb-Sperrzone und eine Hilfsbetrieb-Beschränkungszone.
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Bei
der obigen Ausführungsform
wird von einem Zwischenkennlinienfeld Gebrauch gemacht, man kann
aber auch mehr als ein Zwischenkennlinienfeld verwenden, um einen
Wechsel in mehreren Stufen zu erzielen. Die vorliegenden Er findung
kann nicht nur bei einer Lenkanlage mit Lenksäule und Ritzelantrieb eingesetzt
werden, sondern auch bei einer Lenkanlage mit Zahnstangen-Hilfsbetrieb.
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Erfindungsgemäß werden
Zwischenstörungen,
wie z.B. ein Offset oder eine Drift bei Signalstörungen des Drehmomentsensors überwacht,
und eine Störung
des Drehmomentsensors läßt sich
korrekt nachweisen. Wird eine Störung
nachgewiesen, so wird der Strom begrenzt, und die Hilfsbetriebsfunktion
wird eingeschränkt,
so daß ein
sicherer Betrieb garantiert wird. Außerdem ist der Lenkvorgang frei
von jeglichen ungewöhnlichen
oder unangenehmen Gefühl,
da die Strombegrenzung abhängig
von der Fahrzeuggeschwindigkeit geändert wird oder eine Änderung
in allmählichen
Schritten erfolgt.