DE10035356A1

DE10035356A1 - Elektrisches Servolenkgerät

Info

Publication number: DE10035356A1
Application number: DE10035356A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Okanoue; Takayuki Kifuku; Katsuya Ikemoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-07-20
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2020-07-21
Also published as: US6404156B1; FR2802493A1; JP3678097B2; JP2001171542A; DE10035356B4; FR2802493B1

Abstract

Ein elektrisches Servolenkgerät gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Motor (4) zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft bei einer Lenkwelle (1), eine Drehmoment-Detektionsvorrichtung (3) zum Detektieren eines Lenkdrehmoments, eine Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung (13) zum Verstärken und Phasenkompensieren eines detektierten Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung (3) und eine Steuervorrichtung (8) zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung (13). Die Steuervorrichtung (8) beschränkt ein Steuersignal zum Antreiben des Motors (4) durch einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der Drehmoment-Detektionsvorrichtung (3) festgelegt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Servolenkgerät für ein Fahrzeug und so weiter, und insbesondere eine Verbesserung eines Lenkgefühls im Zeitpunkt eines Fehlers bei einem Drehmomentsensor- Eingangsschaltkreis.

Die Fig. 1 zeigt eine Konfiguration eines elektrischen Servolenkgeräts nach dem Stand der Technik. In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Lenkrad, 2 eine Lenkwelle, 3 einen Drehmomentsensor zum Detektieren einer Lenkkraft eines Fahrzeugführers, 4 einen Motor zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrzeugführers, 5 ein Untersetzungsgetriebe zum Übertragen eines Ausgangsdrehmoments des Motors 5 an die Lenkwelle 2, 6 einen Geschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Reisegeschwindigkeit eines Fahrzeugs, 7 eine in dem Fahrzeug installierte Batterie und 8 einen Controller zum Antreiben des Motors 4 auf der Grundlage der Ausgangssignale des Drehmomentsensors 3 und des Geschwindigkeitssensors 6.

Die Fig. 2 zeigt eine Detailansicht des Controllers 8 des elektrischen Servolenkgeräts. Ein Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Mikrocontroller mit einem Mikroprozessor MPU, mit Speichereinrichtungen (ROM und RAM), einem Eingabe/Ausgabe-Anschluss I/O, einem Analog/Digital- Umsetzer A/D und eine Pulsbreitenmodulationssignal- Ausgabeschaltung PWM, und so weiter. Ein Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Motorantriebsschaltung mit einer Brückenschaltung, bestehend aus vier Leistungs-MOSFETs, 11 eine Gate-Treiberschaltung zum Treiben der Motor- Treiberschaltung 10, und 13 eine Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung zum Verarbeiten eines Ausgangssignals des Drehmomentsensors 3.

Ein derartiges elektrisches Servolenkgerät gemäss dem Stand der Technik detektiert eine Lenkkraft, d. h. ein Eingangsdrehmoment durch den Drehmomentsensor 3 dann, wenn der Fahrzeugführer das Lenkrad 1 betätigt, und anschließend verarbeitet es ein Drehmomentsensorsignal mit dem Verstärker und mit der Phasenkompensationsschaltung 13.

Der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 bewirkt ein Verstärken und Phasenkompensieren des Drehmomentsensorsignals. Der Mikrocontroller 9 führt einen Berechnungsbetrieb in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Steuerprogramm auf der Grundlage des verarbeiteten Drehmomentsensorsignals aus, und er bewirkt dann, dass der Motor 4 ein erforderliches Hilfs- bzw. Unterstützungsdrehmoment erzeugt. Auf diese Weise gewährleisten bei dem elektrischen Servolenkgerät nach dem Stand der Technik die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 die erforderliche Auflösung für das Steuern, um hierdurch das Ansprechverhalten für das Motorstromregeln bzw. Gegenkoppeln bzw. Rückkopplungssteuern zu gewährleisten.

Bei dem oben erläuterten elektrischen Servolenkgerät nach dem Stand der Technik wird der Verstärkungs- und Phasenkompensationsprozess durch die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 ausgeführt, und zwar in Ansprechen auf das durch den Drehmomentsensor 3 detektierte Drehmomentsensorsignal, und anschließend erfolgt das Steuern des Motors 4 auf der Grundlage des verarbeiteten Drehmomentsensorsignals. Hierbei entsteht bei einem Fehlbetrieb der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 eine Situation derart, dass das Signal ohne Korrelation zu dem durch den Drehmomentsensor 3 detektieren Drehmomentsensorsignal, d. h. der Lenkkraft des Fahrzeugführers, ausgegeben wird. Demnach besteht ein Problem dahingehend, dass die Steuerung nicht in Übereinstimmung mit dem Willen des Fahrzeugführers erzielt werden kann.

Zum Lösen eines derartigen Problems wurde im Stand der Technik, wie in Fig. 3 gezeigt, ein anderer Controller 8 für das elektrische Servolenkgerät vorgeschlagen. D. h., es erfolgt eine Eingabe von Signalen vor und nach der Verstärkungs- und Phasenkompensationsschaltung 13, d. h. von Signalen, die vor und nach dem Verstärkungs- und Phasenkompensationsprozess detektiert werden, bei dem Mikrocontroller 9, und anschließend wird ein Fehler der Verstärker- und der Phasenkompensationsschaltung 13 durch Überwachen der Korrelation zwischen diesen entschieden.

Bei einem solchen Controller wird zum Festlegen des Fehlers das Ereignis überwacht, dass die Korrelation zwischen den vor und nach dem Verstärkungs- und Phasenkompensationsprozess detektierten Signalen anormal während einer vorgegebenen Zeitperiode ist. In diesem Fall gibt es folgende Probleme. Wird die vorgegebene Zeitperiode zu einem langen Wert festgelegt, so ist eine lange Zeit zum Bestimmen eines solchen Fehlers nach dem Auftreten des Fehlers erforderlich, und demnach erfolgt ein Steuern des Motor in Ansprechen auf das falsche Drehmomentsensorsignal während einer derartigen Zeitperiode zum Erzeugen des Hilfsdrehmoments, so dass das Verhalten des Fahrzeugs instabil wird. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei einer Festlegung der derartigen vorgegebenen Zeitperiode auf einen kurzen Wert aufgrund der Tatsache, dass die vor und nach dem Verstärkungs- und Phasenkompensationsprozess detektierten Signale unterschiedliche Phasen durch die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung aufweisen, eine Entscheidung im Hinblick auf die für den Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 als fehlerhaft in ihrem Übergangszustand, obgleich das elektrische Servolenkgerät normal ist.

Die vorliegende Erfindung wurde zum Überwinden derartiger Probleme geschaffen, und ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrischen Servolenkgeräts mit der Fähigkeit zum Unterdrücken der Steuerung, die aufgrund eines falschen Drehmomentsensorsignals im Zeitpunkt des Fehlers einer Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung erfolgt, bis ein derartiger Fehler sich detektieren läßt.

Ein elektrisches Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung enthält einen Motor zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft bei einer Lenkwelle; eine Drehmoment- Detektionsvorrichtung zum Detektieren eines Lenkdrehmoments; eine Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren eines detektierten Werts der Drehmoment- Detektionsvorrichtung; und eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart dass die Steuervorrichtung ein Steuersignal zum Antreiben des Motors einschränkt, gemäss einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der Drehmoment-Detektionsvorrichtung festgelegt sind.

Ein elektrisches Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung enthält einen Motor zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft bei einer Lenkwelle; eine erste Drehmoment- Detektionsvorrichtung und eine zweite Drehmoment- Detektionsvorrichtung zum Detektieren jeweils eines Lenkdrehmoments; eine Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren eines detektierten Werts der ersten Drehmoment-Detektionsvorrichtung; und eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart, dass die Steuervorrichtung ein Steuersignal zum Antreiben des Motors einschränkt, durch Verwenden eines oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der zweiten Drehmoment- Detektionsvorrichtung festgelegt sind.

Ein elektrisches Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung enthält einen Motor zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft bei einer Lenkwelle; eine erste Drehmoment- Detektionsvorrichtung und eine zweite Drehmoment- Detektionsvorrichtung, jeweils zum Detektieren eines Lenkdrehmoments; eine Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren eines detektierten Werts der ersten Drehmoment-Detektionsvorrichtung; und eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart, dass die Steuervorrichtung einen kleineren oberen Grenzwert und einen kleineren unteren Grenzwert auswählt, aus einem ersten oberen Grenzwert und einem ersten unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der ersten Drehmoment-Detektionsvorrichtung festgelegt sind, und einem zweiten oberen Grenzwert und einem zweiten unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf einen detektierten Wert der zweiten Drehmoment-Detektionsvorrichtung festgelegt sind, und zwar als einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert, und ein Steuersignal zum Antreiben des Motors einschränkt, durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts.

Zudem enthält die Steuervorrichtung eine Verstärkungs- und Phasenkompensations-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der Verstärkung und Phasenkompensation des detektieren Werts der Drehmomentdetektionsvorrichtung, und der obere Grenzwert und der untere Grenzwert werden in Ansprechen auf ein berechnetes Ergebnis der Verstärkungs- und Phasenkompensations-Berechnungsvorrichtung festgelegt.

Zudem beschränkt die Steuervorrichtung eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung durch Verwenden des oberen Grenzwertes und des unteren Grenzwertes.

Zudem begrenzt die Steuervorrichtung einen in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung berechneten Motorstrom durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts.

Zudem beschränkt die Steuervorrichtung ein in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- Phasenkompensationsvorrichtung berechnete und an dem Motor anliegende Spannung durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts.

Zudem vergleicht die Steuervorrichtung einen vorangehenden Wert zum Beschränken und einen nachfolgenden Wert zum Beschränken während dem Beschränken unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts, und sie steuert einen Antrieb des Motors durch Verwenden eines Wertes an einer neutralen Seite.

Weiterhin enthält das elektrische Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung ferner eine Geschwindigkeits- Detektionsvorrichtung zum Detektieren einer Geschwindigkeit, und die Steuervorrichtung ändert eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf die Geschwindigkeit.

Weiterhin ändert die Steuervorrichtung eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf eine Größe des detektierten Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung.

Weiterhin setzt die Steuervorrichtung eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert auf einen großen Wert entlang derselben Richtung wie einer Richtung des detektieren Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung, und sie setzt die Breite zwischen diesen auf einen kleinen Wert entlang einer entgegengesetzt zu der Richtung des detektierten Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung verlaufenden Richtung.

Weiterhin stoppt die Steuervorrichtung die Motorantriebssteuerung dann, wenn der detektierte Wert der Drehmoment-Detektionsvorrichtung außerhalb eines vorgegebenen Bereichs gerät.

Weiterhin ändert die Steuervorrichtung eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf eine verstrichene Zeit, nachdem eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung oder entweder ein Motorstrom oder eine am Motor anliegende Spannung, berechnet in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, außerhalb eines Bereichs zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt.

Weiterhin sperrt die Steuervorrichtung das Einschränken durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts, bis eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung oder entweder ein Motorstrom oder eine am Motor anliegende Spannung, berechnet in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, außerhalb eines Bereichs zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht zum Darstellen eines Aufbaus eines elektrischen Servolenkgeräts gemäss dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine Ansicht zum Darstellen eines Controllers des elektrischen Servolenkgeräts nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine Ansicht zum Darstellen eines anderen Controllers für das elektrische Servolenkgerät nach dem Stand der Technik;

Fig. 4 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs eines elektrischen Servolenkgeräts gemäss einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Ansicht zum Darstellen eines Betriebs eines Controllers für das elektrische Servolenkgerät gemäss der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine Ansicht zum Darstellen eines Betriebs eines anderen Controllers für das elektrische Servolenkgerät gemäss der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine Ansicht zum Darstellen eines Controllers für ein elektrisches Servolenkgerät gemäss einer Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für das elektrische Servolenkgerät gemäss der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs eines elektrischen Servolenkgeräts gemäss einer Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für ein elektrisches Servolenkgerät gemäss einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für das elektrische Servolenkgerät gemäss der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12A und 12B Ansichten zum Darstellen eines Betriebs für einen Controller des elektrischen Servolenkgeräts gemäss der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für ein elektrisches Servolenkgerät gemäss einer Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für das elektrische Servolenkgerät gemäss der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15A und 15B Ansichten zum Darstellen des Betriebs für das elektrische Servolenkgerät gemäss der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für ein elektrisches Servolenkgerät gemäss einer Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 17 ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für einen Controller des elektrischen Servolenkgeräts gemäss der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung.

Ein elektrisches Servolenkgerät gemäss einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 4 bis 6 erläutert. Da eine Konfiguration des elektrischen Servolenkgeräts gemäss der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung ähnlich zu der in Fig. 3 gezeigten ist, wird hier nachfolgend deren detaillierte Erläuterung weggelassen.

Nun wird ein Betrieb der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit dem in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramm erläutert. Im Schritt s1 werden Signale empfangen, die für die Servolenkgerät-Motorsteuerung bzw. -Regelung erforderlich ist, d. h. ein Drehmomentsensor- Eingangssignal (d. h., ein Eingangssignal für die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13), ein Drehmomentsensor-Phasenkompensations-Ausgabesignal (d. h., ein Ausgangssignal von der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13), ein Geschwindigkeitssignal, und so weiter.

Anschließend erfolgt in Schritt s2 eine Diagnose des Fehlers durch Prüfen der Tatsache, ob die empfangenen Signale falsche Werte anzeigen oder nicht. Beispielsweise wird geprüft, ob das Drehmomentsensor-Eingangssignal den falschen Wert aufgrund eines Abtrennens, eines Leitungskurzschlusses, und so weiter des Sensorkabelbaums aufweist. Weiterhin prüft zum Ausführen der Phasenkompensation die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 im Zusammenhang mit dem Überschwingen aufgrund des Einschwingverhaltens, ob ein Fehler, der erzeugt wird, wenn das Drehmomentsensor- Phasenkompensations-Ausgangssignal einen vorgegebenen Schwellwert als drehmoment-korrigierter Wert gegenüber dem Drehmomentsensor-Eingangssignal übersteigt, während einer vorgegebenen Zeitperiode vorliegt. Da die vorgegebene Zeitperiode im Hinblick auf eine Zeitkonstante bei der Phasenkompensation festzulegen ist, wird eine derartige vorgegebene Zeitperiode zu einer relativ langen Zeit festgelegt (z. B., ungefähr 100 msek). Zudem überprüft die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 auch einen Fehler des Sensors und des Kabelbaums durch Überprüfen der Tatsache, ob ein Geschwindigkeitssignal-Detektierenswert abrupt reduziert ist.

Anschließend wird in dem Schritt s3 das Drehmomentsensor- Phasenkompensations-Ausgangssignal durch eine oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert gekappt, der anhand des Drehmomentsensor-Eingangssignals definiert ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, werden der obere Grenzwert und der untere Grenzwert durch Vorgeben eines vorgegebenen oberen und unteren Abweichungsschwellwerts Th für eine Phasenkompensations-Ausgangsgröße TV1 festgelegt, die sich anhand einer Lenkkraft ableiten lässt, wenn der Fahrzeugführer das Lenkrad 1 dreht, d. h. anhand eines Eingabedrehmoments T1 und einem Verstärkungsfaktor der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13. Im Schritt s3 wird dann, wenn das Drehmomentsensor- Phasenkompensations-Ausgangssignal einen derartigen oberen Grenzwert übersteigt oder unterhalb eines solchen unteren Grenzwerts abfällt, unmittelbar ein Prozess zum Kappen des Drehmomentsensor-Phasenkompensations-Ausgangssignals unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts ausgeführt.

Anschließend geht im Schritt s4 der Prozess zu dem Schritt s5 dann über, wenn der Fehler anhand des Ergebnisses der Fehlerdiagnose detektiert wird, die im Schritt s2 ausgeführt wird, wohingehend der Prozess zu dem Schritt s6 dann übergeht, wenn der Fehler nicht detektiert wird. Im Schritt s5 wird ein Lenkkraft-Hilfsstrom bzw. Unterstützungsstrom zu dem Wert 1 gesetzt, da der Fehler detektiert wird. Im Gegensatz hierzu wird im Schritt s6 unter Bezug auf das nach dem Kappungsprozess im Schritt s3 erhaltene Drehmomentsignal und die Geschwindigkeit der Lenkkraft-Hilfsstrom durch Nachsehen in einer vorab in einer Speichereinrichtung, etc., berechneten Tabelle berechnet. Wie in Fig. 6 gezeigt, folgt beispielsweise der Lenkkraft-Hilfsstrom einer vorgegebenen Kennlinie, die bei erhöhten Lenkdrehmomenten ansteigt und mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt.

Im Schritt s7 erfolgt ein Vergleich des mit einer (nicht gezeigten) Motorstrom-Detektionsschaltung detektierten tatsächlichen Strom des Motors 4 mit einem Sollwert für den Lenkkraft-Hilfsstrom, der anhand des Berechnungsergebnisses im Schritt s5 oder im Schritt s6 abgeleitet wird. Dann wird eine sogenannte Motorstromregelung (Engl.: motor current feedback control) so durchgeführt, dass sie miteinander übereinstimmen, und es erfolgt ein PWM-Antrieb der Motortreiberschaltung 10 durch die Gate-Treiberschaltung 11. Schließlich geht im Schritt s8 der Prozess in einen Wartezustand, bis eine Periode so verstrichen ist, dass eine Reihe von Prozessen innerhalb einer vorgegebenen Periode ausgeführt werden. Anschließend geht der Prozess zu dem Schritt s1 nach dem Verstreichen einer Periode über, und ähnliche Regelvorgänge werden wiederholt.

Gemäss der oben beschriebenen Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung erfolgt selbst dann, wenn die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 das Verstärken und die Phasenkompensation nicht normal durchführen können, da sie nicht ordnungsgemäß arbeiten, und demnach der Ausgangswert TV1 einen übermäßigen zur rechten Seite oder zur linken Seite abweichenden Wert aufweist, ein Kappen des Ausgangswerts TV1 der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 im Schritt s3 zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert, die anhand des Eingangswerts T1 der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 festgelegt sind. Im Ergebnis wird ein übermäßiges Hilfsdrehmoment niemals bis zu dem Durchführen der Fehlerdiagnose im Schritt s2 erzeugt, und demnach lässt sich das Verhalten des Fahrzeugs stabil ausbilden.

Nun wird eine Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung hier nachfolgend erläutert. Obgleich der Controller mit einem einzelnen Drehmomentsensor für die Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist normalerweise der Controller mit mehreren Drehmomentsensoren als ein redundantes System des Drehmomentsensors bekannt. Für die Ausführungsform 2 wird hier nachfolgend der Fall beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung bei einem Controller mit mehreren Drehmomentsensoren angewandt wird. Insbesondere wird auf der Grundlage eines zweiten Drehmoment-Detektionswerts 2 der Kappungsprozess auf den Ausgangswert (Steuerdrehmoment) TV1 angewandt, der (das) über die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung auf der Grundlage des ersten Drehmomentsensor-Detektionwerts T1 abgeleitet wird.

Die Fig. 7 zeigt eine Ansicht zum Darstellen eines Controllers für ein elektrisches Servolenkgerät gemäss der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Gleiche Symbole sind bei den gleichen Abschnitten angebracht, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind, und ihre detaillierte Erläuterung wird hier nachfolgend weggelassen. Bei der Ausführungsform 2 ist ein zweiter Drehmomentsensor 14 für das elektrische Servolenkgerät vorgesehen. Das Drehmomentsensorsignal T2 von dem zweiten Drehmomentsensor 14 wird auch bei dem Mikrocontroller 9 eingegeben.

Der Mikrocontroller 9 führt vorgegebene Berechnungsprozesse aus. In diesem Fall unterscheidet sich nur der Inhalt des Kappungsprozesses im Schritt s3 bei den Berechnungsprozessen, jedoch sind andere Prozesse ähnlich zu denjenigen der Ausführungsform 1. Demnach wird der Kappungsprozess mit dem unterschiedlichen Verarbeitungsinhalt unter Bezug auf die Fig. 8 hier erläutert.

Im Schritt s21 werden der obere Grenzwert Th1 und der untere Grenzwert Th2 für das Drehmomentsensorsignal T2 von dem zweiten Drehmomentsensor 14 so festgelegt, dass sie jeweils eine vorgegebene Breite aufweisen.

Im Schritt s22 erfolgt ein Vergleich des Ausgangswerts TV1 der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 mit dem oberen Grenzwert Th1, der im Schritt s21 festgelegt wird. Ist der Ausgangswert TV1 größer als der obere Grenzwert Th1, so schreitet der Prozess zu dem Schritt s23 fort. Ist der Ausgangswert TV1 kleiner als der obere Grenzwert Th1, so geht der Prozess zu dem Schritt s26 voran.

Im Schritt s23 wird entschieden, ob für den Ausgangswert TV1 und den oberen Grenzwert Th1 die Drehmomente in dieselbe Richtung laufen. Laufen sie in dieselbe Richtung, so geht der Prozess zu dem Schritt s24 über, in dem der Ausgangswert TV1 durch den oberen Grenzwert Th1 gekappt wird. Anschließend ist der Prozess beendet. Verlaufen sie nicht in derselben Richtung, wird entschieden, dass entweder der Ausgangswert TV1 oder der obere Grenzwert Th1 falsch ist. Anschließend geht der Prozess zu dem Schritt s25 über, in dem der Ausgangswert TV1 zu einem neutralen Wert von beispielsweise 2.5 V festgelegt wird. Anschließend ist der Prozess beendet.

Im Schritt s26 erfolgt ein Vergleich des Ausgangswerts TV1 mit dem unteren Grenzwert Th2, der im Schritt s21 festgelegt ist. Ist der Ausgangswert TV1 größer als der untere Grenzwert Th1, so geht anschließend der Prozess zu dem Schritt s27 über, indem kein Kappungsprozess durchgeführt wird. Anschließend ist der Prozess beendet. Im Gegensatz hierzu geht dann, wenn der Ausgangswert TV1 kleiner als der untere Grenzwert Th2 ist, anschließend der Prozess zu dem Schritt s28 über, in dem entschieden wird, ob für den Ausgangswert TV1 und den unteren Grenzwert Th1 ihre Drehmomente in derselben Richtung laufen.

Im Schritt s28 schreitet dann, wenn für den Ausgangswert TV1 und den unteren Grenzwert Th1 ihre Drehmomente in dieselbe Richtung laufen, der Prozess zu dem Schritt s29 fort, in dem der Ausgangswert TV1 durch den unteren Grenzwert Th2 gekappt wird. Anschließend ist der Prozess beendet. Im Gegensatz hierzu wird im Schritt s28 dann, wenn der Ausgangswert TV1 und der untere Grenzwert Th2 ihre Drehmomente entlang derselben Richtung haben, entschieden, dass entweder der Ausgangswert TV1 oder der obere Grenzwert Th1 falsch ist. Anschließend geht der Prozess zu dem Schritt s30 über, in dem der Ausgangswert TV1 zu dem Neutralwert von beispielsweise 2.5 V gesetzt wird. Anschließend ist der Prozess beendet.

Gemäss der oben beschriebenen Ausführungsform 2 lässt sich aufgrund der Tatsache, dass das elektrische Servolenkgerät mehrere Drehmomentsensoren hat und das Ausgangssignal auf der Grundlage des anderen Drehmomentsensorsignals selbst dann gekappt werden kann, wenn die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung nicht ordnungsgemäß vorliegt, eine solche Situation vermeiden, dass ein übermäßiges Hilfsdrehmoment aufgrund eines übermäßigen Ausgangswerts der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung erzeugt wird. Demnach lässt sich derselbe Vorteil wie bei der obigen Ausführungsform 1 erzielen, so dass sich das Verhalten des Fahrzeugs stabilisieren lässt, und beide Drehmomentsensorsignale lassen sich wechselseitig überwachen, und Fehler wie der Fehler bei dem Drehmomentsensor per se, Leerlauf und Kurzschluss bei dem Kabelbaum, und so weiter, lassen sich absichern. Im Ergebnis lässt sich die Sicherheit der elektrischen Servolenkhilfe viel mehr verbessern.

Nun wird eine Variation der obigen Ausführungsform 2 als Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung nachfolgend erläutert. Der Schritt s21 in Fig. 8 wird variiert, wie in den Schritten s31, s32, s33 und s34 gezeigt. Detaillierter erfolgt im Schritt s31 zunächst ein Vergleich des Änderungsumfangs für das erste Drehmomentsensorsignal T1 gegenüber dem Neutralwert (z. B., 2,5 V) mit demjenigen für das zweite Drehmomentsensorsignal T2 gegenüber derselben Größe, und anschließend wird das Drehmomentsensorsignal, das einen geringeren Änderungsumfang gegenüber dem Neutralwert aufweist, als Referenzdrehmoment T ausgewählt. In anderen Worten ausgedrückt, geht der Prozess dann, wenn das erste Drehmomentsensorsignal T1 einen geringeren Änderungsumfang gegenüber dem Neutralwert aufweist, zu dem Schritt s32 über, in dem das erste Drehmomentsensorsignal T1 als das Referenzdrehmoment T festgelegt wird. Im Gegensatz hierzu geht der Prozess dann, wenn das zweite Drehmomentsensorsignal T2 einen geringeren Änderungsumfang gegenüber dem Neutralwert aufweist, der Prozess zu dem Schritt s33 über, in dem das zweite Drehmomentsensorsignal T2 als das Referenzdrehmoment T festgelegt wird. Anschließend geht der Prozess zu dem Schritt s34 über, in dem der obere Grenzwert Th1 und der untere Grenzwert Th2 durch Vorgeben einer vorgegebenen Breite für die obere Seite und die untere Seite des Referenzdrehmoments T festgelegt werden. Hiernach werden dieselben Prozesse wie diejenigen der oberen Ausführungsform 2 ausgeführt.

Bei einer derartigen Ausführungsform 3 lassen sich aufgrund der Tatsache, dass der obere Grenzwert und der untere Grenzwert durch Verwenden desjenigen Drehmomentsensorsignals festgelegt sind, das einen geringeren Änderungsumfang gegenüber dem Neutralwert als Referenz aufweist, Vorteile dahingehend erzielen, dass das im Zeitpunkt eines Fehlers erforderliche Hilfsdrehmoment erheblich mehr reduziert sein kann, und demnach lässt sich die Sicherheit des elektrischen Servolenkgeräts zusätzlich weiter verbessern.

Gemäss der obigen Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 3 wird der Drehmomentwert so gekappt, dass sich ein Drehmomentabweichung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 unterhalb einem vorgegebenen Wert festlegen lassen. Jedoch kann derselbe Vorteil dann erzielt werden, wenn der Motorsollstrom in Ansprechen auf das Eingangsdrehmoment gekappt wird.

Die Fig. 10 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs für ein elektrisches Servolenkgerät gemäss einer Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung. Dieses Flussdiagramm beschreibt im wesentlichen einen ähnlichen Betrieb wie das in Fig. 4 gezeigte Flussdiagramm, das für die obige Ausführungsform 1 erläutert wurde, jedoch ist der Kappungsprozess für den Lenkkraft-Hilfsstrom im Schritt s9 anstelle dem Schritt s3 nach Fig. 4 hinzugefügt. Durch den Schritt s9 lässt sich derselbe Vorteil wie derjenige der obigen Ausführungsform 1 durch Anwenden des Kappungsprozesses für den Lenkkraft-Hilfsstrom erzielen, nachdem der Lenkkraft-Hilfsstrom im Schritt s5 oder im Schritt s6 festgelegt ist.

Die Fig. 11 zeigt detaillierte Prozessinhalte für den in der Fig. 10 gezeigten Schritt s9. Im Schritt s41 erfolgt gemäss der Größe und der Richtung des Drehmomentsensorsignals T1 ein Festlegen sowohl eines Vorwärts-Kappungsstroms If_clp und eines Rückwärts- Kappungsstroms Ir_clp auf der Grundlage beispielsweise der in Fig. 12(a) gezeigten Kennlinien. Anschließend erfolgt im Schritt s42 ein Festlegen sowohl einer Vorwärtsverstärkung Gf_clp als auch einer Rückwärtsverstärkung Gr_clp des Kappungsstroms relativ zu der Geschwindigkeit beispielsweise auf der Grundlage der in Fig. 12(b) gezeigten Kennlinien.

Anschließend wird im Schritt s43 festgelegt, ob der detektierte Lenkkraft-Hilfsstrom und das Drehmomentsensorsignal T1 dieselbe Richtung haben. Haben sie dieselbe Richtung, so geht der Prozess zu dem Schritt s44 über, in dem der Kappungsstrom I_Clp auf der Grundlage des Vorwärts-Kappungsstroms If_clp und der Vorwärtsverstärkung Gf_clp berechnet werden. Haben sie die entgegengesetzte Richtung, so geht der Prozess zu dem Schritt s45, in dem der Kappungsstrom I_Clp auf der Grundlage des Rückwärts-Kappungsstroms Ir_clp und der Rückwärtsverstärkung Gr_clp berechnet werden.

Im Schritt s46 erfolgt ein Vergleich eines in dem Schritt s44 oder dem Schritt s45 berechneten Absolutwerts für den Kappungsstrom I_Clp und eines Absolutwerts des Lenkkraft- Hilfsstroms. Ist der Absolutwert des Lenkkraft-Hilfsstroms kleiner als der Absolutwert des Kappungsstroms I_Clp, so wird der Kappungsprozess nicht ausgeführt. Anschließend ist der Stromkappungsprozess beendet. Ist im Gegensatz hierzu der Absolutwert des Lenkkraft-Hilfsstroms größer als der Absolutwert des Kappungsstroms I_Clp, so wird der Lenkkraft-Hilfsstrom durch den Kappungsstrom I_Clp im Schritt s47 gekappt. Anschließend ist der Stromkappungsprozess beendet.

Auf diese Weise wird bei der Ausführungsform 4 der obere Grenzwert für den Grenzwert-Hilfsstrom, der sich zuführen lässt, gemäss dem Eingangsdrehmoment und der Geschwindigkeit bereit gestellt. Demnach lässt sich mit der Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung ein Vorteil dahingehend erzielen, dass selbst bei Zuführen eines übermäßigen Lenkkraft-Hilfsstroms aufgrund des Fehlers der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung der Lenkkraft- Hilfsstrom auf einen geeigneten oberen Grenzwert beschränkt werden kann, gemäss dem tatsächlichen Eingangsdrehmoment, und demnach lässt sich die Sicherheit gewährleisten.

Weiterhin ist es, wie bei der Ausführungsform 2 und der Ausführungsform 3, möglich, die zweite Drehmoment- Detektionsvorrichtung als Index bereitzustellen, zum Entscheiden des Grenzwerts und zum Durchführen der Beschränkung des Lenkkraft-Hilfsstroms unter Verwendung dieses Signals. Es versteht sich von selbst, dass sich in diesem Fall ein Vorteil dahingehend erzielen lässt, dass sich eine übermäßige Unterstützung vermeiden lässt, nicht nur gegen das Absichern des Fehlers der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung, sondern auch des Fehlers des Drehmomentsensors per se, des Kabelbaums, etc..

Bei der obigen Ausführungsform 4 wird der Lenkkraft- Hilfsstrom gekappt. Hier wird nachfolgend eine Ausführungsform 5 eines elektrischen Servolenkgeräts beschrieben, bei dem eine an dem Motor anliegende Spannung gekappt wird.

Die Fig. 13 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Gesamtprozesses in dem elektrischen Lenkkraftgerät gemäss der Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung. Dieses Flussdiagramm ist im wesentlichen ähnlich zu dem Betrieb gemäss dem in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramm, jedoch ist der Kappungsprozess für die an dem Motor anliegende Spannung im Schritt s10 anstelle des in Fig. 4 gezeigten Schritts s3 ergänzt. Da andere Abschnitte ähnlich zu den in Fig. 4 gezeigten sind, wird hier nachfolgend lediglich der Kappungsprozess für die an dem Motor anliegende Spannung im Schritt s10 erläutert.

Die Fig. 14 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines detaillierten Betriebs des Spannungskappungsprozesses. Zunächst erfolgt im Schritt s51 gemäss der Größe und der Richtung des Drehmomentsensorsignals T1 ein Festlegen der Vorwärts-Kappungsspannung Vf_clp und einer Rückwärts- Kappungsspannung Vr_clp auf der Grundlage beispielsweise der in Fig. 15A gezeigten Kennlinie. Anschleißend erfolgt im Schritt s52 ein Festlegen sowohl der Vorwärtsverstärkung Gf_clp als auch der Rückwärtsverstärkung Gr_clp der Kappungsspannung relativ zu der Geschwindigkeit beispielsweise anhand der in Fig. 15(b) gezeigten Kennlinien.

Anschließend wird im Schritt s53 entschieden, ob die Stromzuführrichtung des Motors und das Drehmomentsensorsignal T1 dieselbe Richtung haben. Haben sie dieselbe Richtung, so geht der Prozess zu dem Schritt s54 über, in dem die Kappungsspannung V_Clp auf der Grundlage der Vorwärts-Kappungsspannung Vf_clp und der Vorwärtsverstärkung Gf_clp festgelegt werden. Haben sie die entgegengesetzte Richtung, so geht der Prozess zu dem Schritt s55 über, in dem die Kappungsspannung V_Clp auf der Grundlage der Rückwärts-Kappungsspannung Vr_clp und der Rückwärtsverstärkung Gr_clp festgelegt.

Im Schritt s56 wird ein Absolutwert der an dem Motor anliegenden Spannung mit einem Absolutwert der in dem Schritt s54 oder in dem Schritt s55 berechneten Kappungsspannung V_Clp verglichen. Ist der Absolutwert der an dem Motor anliegenden Spannung kleiner als der Absolutwert der Kappungsspannung V_Clp, so wird kein Kappungsprozess durchgeführt. Anschließend ist der Spannungskappungsprozess beendet. Andererseits wird dann, wenn der Absolutwert der an dem Motor anliegenden Spannung größer als der Absolutwert der Kappungsspannung V_Clp ist, die an dem Motor anliegende Spannung durch Verwendung der Kappungsspannung V_Clp in dem Schritt s57 gekappt. Anschließend ist der Motorkappungsprozess beendet.

Hier wird die an dem Motor anliegende Spannung gemäss einem Tastverhältnis des PWM-Signals festgelegt, die an einer Motortreiberschaltung 10 anliegt, durch die Motorstromregelung. Bei der Ausführungsform 5 lässt sich ein Vorteil dahingehend erzielen, dass selbst dann, wenn der Befehlswert für den Lenkkraft-Hilfsstrom fälschlicherweise erhöht ist, sich ein übermäßiger Strom für den Motor durch Kappen der an dem Motor anliegenden Spannung vermeiden lässt, d. h. durch das Tastverhältnis des PWM-Signals in Ansprechen auf das Drehmomentsensorsignal. Zusätzliche lässt sich auch ein anderer Vorteil dahingehend erzielen, dass sich eine übermäßige anliegende Spannung aufgrund des Fehlers der Motorstromregelung vermeiden lässt.

Bei der obigen Ausführungsform 1, 2, 3, 4 oder 5 wird das von der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 ausgegebene anormale Signal direkt gekappt, durch den drehmoment-korrigierten Wert des Drehmomentsensorsignals, jedoch lässt sich die Berechnung für die Phasenkompensation auf das Drehmomentsensorsignal durch Software anwenden, und dann kann ein Ausgangssignal der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 auf der Grundlage des Ergebnisses gekappt werden. Ein Filter in Übereinstimmung mit einer Zeitkonstante einer Phasenvoreilung/Nacheilung in der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 kann unter Verwendung einer Vorgehensweise wie einer bilinearen Transformation, und so weiter, aufgebaut sein.

Die Fig. 16 zeigt ein Flussdiagramm zum Darstellen eines Betriebs eines elektrischen Servolenkgeräts gemäss der Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung. Dieses Flussdiagramm ist im wesentlichen ähnlich zu dem Betrieb gemäss dem in Fig. 4 gezeigten Flussdiagramm. Da sich jedoch Schritt s11 und Schritt s12 unterscheiden, werden die Prozessabläufe für diese Schritte hier nachfolgend erläutert.

Im Schritt s11 erfolgt das Anwenden eines Software- Filterprozesses, der eine Phasencharakteristik äquivalent zu dem Ausgangs der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 hat, auf das Drehmomentsensorsignal T1. Ein sich nach der Berechnung ergebendes Drehmomentsensorsignal wird als das Drehmomentsensorsignal verwendet.

Im Schritt s12 wird ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert berechnet, durch Bereitstellen einer vorgegebenen Breite für die obere und untere Seite des Drehmomentsensorsignals, das in dem Schritt s11 der Phasenkompensation unterzogen wird. Die Phasenkompensations-Ausgangsgröße TV1 der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 wird durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts gekappt.

Das Drehmomentsensorsignal, dessen Phase durch das Softwarefilter als Referenz kompensiert wird, wird so kompensiert, dass es eine Charakteristik äquivalent zu dem Ausgangs der Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung 13 aufweist. Wie in Fig. 17 gezeigt, kann die in dem Schritt s12 gebildete vorgegebene Breite den Randabstand des Kappungs-Drehmoment-Schwellwerts im Hinblick auf den Einfluss des Einschwingverhaltens reduzieren, im Gegensatz zu dem Schwellwert, der bei der obigen Ausführungsform 1 festgelegt ist. Im Ergebnis wird ein sicherer Kappungsprozess erzielt.

Bei der obigen Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 6 sind der vorgegebene obere Grenzwert und der vorgegebene untere Grenzwert festgelegt, und anschließend wird der Kappungsprozess für das Stellsignal unmittelbar dann ausgeführt, wenn das Stellsignal außerhalb dieses Bereichs liegt. Jedoch lassen sich der obere Grenzwert und der untere Grenzwert allmählich in Übereinstimmung mit der fortgesetzten Zeit ändern, während der das Sollsignal außerhalb des Bereichs liegt, und anschließend kann das Sollsignal gemäss dem kleineren Wert gekappt werden.

Gemäss der Ausführungsform 7 lässt sich ein Kappungswert allmählich mit dem Verlauf der Zeit selbst dann reduzieren, wenn die Verstärker- und Phasenkompensationsschaltung zusammenbricht. Demnach können Vorteile dahingehend erzielt werden, dass - bedingt durch das allmähliche Reduzieren des erzeugten Hilfsdrehmoments im Verlauf der Zeit - das Erzeugen eines übermäßigen Hilfsdrehmoments vermieden werden kann, und dass selbst dann, wenn die vorgegebene Breite, d. h. die für die Fehlerentscheidung verwendete Randabstandsbreite, relativ groß festgelegt ist, sich das Hilfsdrehmoment nicht abrupt ändert.

In diesem Fall ändert sich der obere Grenzwert und der untere Grenzwert im Verlauf der Zeit. Alle Änderungsmodi wie die lineare Änderung, die nicht lineare Änderung, usw., können auf ihren Änderungsmodus angewandt werden. Ein derartiger Änderungsmodus kann unter Berücksichtigung des Leistungsvermögens des Fahrzeugs, der Wünsche des Fahrzeugführers, usw., festgelegt sein.

Bei der obigen Ausführungsform 7 ändert sich der im Rahmen des Kappungsprozesses verwendete obere Grenzwert und der untere Grenzwert im Verlauf der Zeit. Wie der Änderungsmodus kann der Kappungsprozess innerhalb eines vorgegebenen Zeitperiode unterbrochen werden, nachdem das Sollsignal außerhalb des Bereichs zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt, und anschließend kann der Kappungsprozess nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit gestartet werden.

Auf diese Weise kann aufgrund der Tatsache, dass der Kappungsprozess solange unterbrochen ist, bis die vorgegebene Zeit verstrichen ist, das Verhalten vermieden werden, das gegen den Willen des Fahrzeugführers ist, und ebenso kann das Steuerdrehmoment ohne Beeinflussung des Lenkgefühls jedoch in einer erforderlichen und ausreichend kurzen Zeit zur Zeit eines Fehlers gekappt werden. Im Ergebnis lassen sich das Lenkgefühl und die Sicherheit zusammen zufriedenstellend erzielen.

Bei allen obigen Ausführungsformen 1 bis 8 wird die vorgegebene Breite, die durch den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert definiert ist, zu einer Konstante festgelegt. In diesem Fall lässt sich die Sicherheit bei einem Reisen mit hoher Geschwindigkeit durch Ändern der vorgegebenen Breite in Ansprechen auf die Geschwindigkeit aufrecht erhalten, insbesondere durch Reduzieren der vorgegebenen Breite bei sich erhöhender Geschwindigkeit.

Ebenso lässt sich dann, wenn die vorgegebene Breite gemäss der Größe des detektieren Drehmomentwerts von dem Drehmomentsensor geändert wird, das Ereignis vermeiden, dass ein übermäßiges Hilfsdrehmoment dann erzeugt wird, wenn der Fahrzeugführer ruhig das Lenkrad dreht, und somit lässt sich ein Instabilwerden des Verhaltens des Fahrzeugs vermeiden.

Zudem lässt sich dann, wenn die vorgegebene Breite relativ breit in derselben Richtung wie der detektierte Drehmomentwert von dem Drehmomentsensor, jedoch relativ schmal entlang der entgegengesetzten Richtung, festgelegt ist, das Verhalten gegen den Willen des Fahrzeugführers unter viel weitgehenderer Verbesserung der Sicherheit vermeiden.

Ferner kann entschieden werden, ob der detektierte Wert des Drehmomentsensors innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (von beispielsweise 0.2 bis 4.8 V) liegt, und anschließend kann die Motorantriebssteuerung selbst gesperrt werden, wenn der detektierte Wert außerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. Gemäss diesem System wird dann, wenn der Drehmomentsensor nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet, der Kappungsprozess niemals auf der Grundlage des anormal detektierten Werts ausgeführt, und die Sicherheit lässt sich weiter verbessern.

Weiterhin wird bei allen obigen Ausführungsformen 1 bis 8 der Kappungsprozess unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts ausgeführt. In diesem Fall erfolgt ein Vergleich des Werts vor dem Kappungsprozess und des Werts nach dem Kappungsprozess miteinander, und anschließend ist zum Ausführen der Regelung der Einsatz des Wertes auf der neutralen Seite möglich, d. h. an der Seite, bei der das durch den Motor, dessen Antrieb gesteuert wird, erzeugte Hilfsdrehmoment klein ist. Demnach lässt sich das Erzeugen des übermäßigen Hilfsdrehmoments vermeiden, ohne Beeinträchtigung der Steuerbarkeit bei einem Rückführen ohne Handeingriff.

Das elektrische Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung enthält den Motor zum Bereitstellen der Lenkhilfskraft bei der Lenkwelle, die Drehmoment- Detektionsvorrichtung zum Detektieren des Lenkdrehmoments, die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren des detektierten Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung, und die Steuervorrichtung zum Steuern des Antriebs des Motors auf der Grundlage der Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart, dass die Steuervorrichtung das Steuersignal zum Antreiben des Motors um den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert begrenzt, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der Drehmoment- Detektionsvorrichtung festgelegt sind. Demnach wird das elektrische Servolenkgerät erhalten, das das Erzeugen des übermäßigen Hilfsdrehmoments solange vermeiden kann, bis ein Fehler festgestellt wird, nachdem die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung nicht mehr ordnungsgemäß arbeitet; zusätzlich ist es möglich, eine höhere Sicherheit zu erzielen.

Weiterhin enthält das elektrische Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung den Motor zum Bereitstellen der Lenkhilfskraft bei der Lenkwelle, die erste Drehmoment- Detektionsvorrichtung und die zweite Drehmoment- Detektionsvorrichtung zum Detektieren des Lenkdrehmoments, die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren des detektierten Werts der ersten Drehmoment-Detektionsvorrichtung und die Steuervorrichtung zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage der Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart, dass die Steuervorrichtung das Steuersignal zum Treiben des Motors einschränkt, und zwar durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der zweiten Drehmoment- Detektionsvorrichtung festgelegt sind. Demnach kann das elektrische Servolenkgerät erhalten werden, mit dem sich das Erzeugen des übermäßigen Hilfsdrehmoments vermeiden lässt, bis der Fehler festgestellt wird, nachdem die erste Drehmoment-Detektionsvorrichtung oder die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten. Zusätzlich lässt sich die hohe Sicherheit gewährleisten.

Weiterhin enthält das elektrische Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung den Motor zum Bereitstellen der Lenkhilfskraft bei der Lenkwelle, die erste Drehmoment- Detektionsvorrichtung und die zweite Drehmoment- Detektionsvorrichtung zum Detektieren des Lenkdrehmoments, die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren des detektierten Werts der ersten Drehmoment-Detektivnsvorrichtung und die Steuervorrichtung zum Steuern des Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, der Art, dass die Steuervorrichtung den kleineren oberen Grenzwert und den kleineren unteren Grenzwert aus dem ersten oberen Grenzwert und dem ersten unteren Grenzwert auswählt, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der ersten Drehmoment- Detektionsvorrichtung festgelegt sind, sowie den zweiten oberen Grenzwert und den zweiten unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der zweiten Drehmoment-Detektionsvorrichtung festgelegt sind, und war als oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert, und sie dann das Steuersignal zum Treiben des Motors unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts einschränkt. Demnach lässt sich das elektrische Servolenkgerät erhalten, mit dem das Erzeugen eines übermäßigen Hilfsdrehmoments solange vermieden wird, bis der Fehler festgestellt wird, nachdem entweder die Drehmoment-Detektionsvorrichtung oder die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung in den nicht ordnungsgemäßen Zustand übergehen. Zusätzlich lässt sich eine hohe Sicherheit erzielen.

Ferner enthält die Steuervorrichtung die Verstärkungs- und Phasenkompensations-Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der Verstärkung der Phasenkompensation für den detektierten Wert der Drehmoment-Detektionsvorrichtung, und der obere Grenzwert und der untere Grenzwert werden in Ansprechen auf das berechnete Ergebnis der Verstärkungs- und Phasenkompensations-Berechnungsvorrichtung festgelegt.

Ferner begrenzt die Steuervorrichtung das Steuersignal durch Einschränken der Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts. Demnach lässt sich das elektrische Servolenkgerät erhalten, mit dem sich das Erzeugen des übermäßigen Hilfsdrehmoments solange vermeiden lässt, bis der Fehler festgestellt ist, nachdem die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung in den nicht ordnungsgemäßen Zustand übergeht, und es lässt sich auch die hohe Sicherheit erzielen.

Weiterhin beschränkt die Steuervorrichtung den in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung berechneten Motorstrom unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts. Demnach lässt sich das elektrische Servolenkgerät erhalten, mit dem sich das Erzeugen eines übermäßigen Hilfsdrehmoments solange vermeiden lässt, bis der Fehler festgestellt ist, nachdem die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung in den nicht ordnungsgemäßen Zustand übergeht, und sie kann unmittelbar das durch den Motor erzeugte Drehmoment durch Begrenzen des Motorstroms beschränken, der einen direkten Einfluss auf das Steuersignal hat, und es kann die höhere Sicherheit erzielen.

Zudem begrenzt die Steuervorrichtung das Steuersignal durch Einschränken der an dem Motor anliegenden Spannung, die in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung berechnet wird, durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts. Demnach kann das elektrische Servolenkgerät erhalten werden, das die Erzeugung des übermäßigen Hilfsdrehmoments solange vermeiden kann, bis der Fehler festgestellt wird, nachdem die Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung in den nicht ordnungsgemäßen Zustand übergeht, das das durch den Motor erzeugte Drehmoment durch Einschränken der an dem Motor anliegenden Spannung dann einschränken kann, wenn die in der sogenannten Stromregelschleife eingesetzte Stromdetektionsschaltung zusammenbricht, und das auch die höhere Sicherheit erzielen kann.

Ferner vergleicht die Steuervorrichtung den vorangehenden Wert zum Einschränken und den nachfolgenden Wert zum Einschränken während dem Einschränken unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts, und sie steuert den Antrieb des Motors unter Verwendung des Werts auf der neutralen Seite. Demnach lässt sich das Erzeugen des übermäßigen Hilfsdrehmoments ohne Verschlechterung der Steuerbarkeit bei einem Rückführen "ohne Handeingriff" unterdrücken.

Ferner enthält das elektrische Servolenkgerät gemäss der vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeits- Detektionsvorrichtung zum Detektieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und die Steuervorrichtung ändert die Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf die Geschwindigkeit. Demnach lässt sich die Sicherheit während einem Reisen mit hoher Geschwindigkeit gewährleisten.

Weiterhin ändert die Steuervorrichtung die Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf die Größe des detektierten Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung. Demnach lässt sich das Ereignis vermeiden, dass das übermäßige Hilfsdrehmoment dann erzeugt wird, wenn der Fahrer ruhig das Lenkrad dreht und hierbei das Verhalten des Fahrzeugs instabil wird.

Übrigens ersetzt die Steuervorrichtung die Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert groß entlang derselben Richtung wie der Richtung des detektierten Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung und die Breite zwischen diesem klein entlang der Richtung, die zu der Richtung des detektierten Werts der Drehmoment- Detektionsvorrichtung entgegengesetzt ist. Demnach lässt sich ein Verhalten entgegen der Intention des Fahrzeugführers vermeiden, und demnach kann die Sicherheit viel weitgehender verbessert werden.

Zudem steuert die Steuervorrichtung die Motorantriebssteuerung dann, wenn der detektierte Wert der Drehmoment-Detektionsvorrichtung außerhalb des vorgegebenen Bereichs gelangt. Demnach lässt sich der auf der Grundlage des detektierten Werts der falschen Drehmoment- Detektionsvorrichtung basierende Kappungsprozess vermeiden, und demnach lässt sich die Sicherheit vielmehr verbessern.

Weiterhin ändert die Steuervorrichtung die Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf die verstrichene Zeit, nachdem eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung oder entweder der Motorstrom oder die an dem Motor anliegende Spannung, berechnet in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, außerhalb eines Bereichs zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt. Demnach lassen sich aufgrund der Tatsache, dass sich der Kappungswert allmählich mit dem Verlauf der Zeit selbst dann reduzieren lässt, wenn die Verstärkungs- und Phasenkompensationsschaltung nicht in den ordnungsgemäßen Zustand übergeht, Vorteile dahingehend erzielen, dass sich das erzeugte Hilfsdrehmoment allmählich mit dem Verlauf der Zeit reduzieren lässt, und das Erzeugen eines übermäßigen Hilfsdrehmoments lässt sich vermeiden, und das Hilfsdrehmoment ändert sich nicht abrupt selbst dann, wenn die vorgegebene Breite, d. h. die Randbreite für die Fehlerentscheidung, relativ groß festgelegt ist.

Schließlich sperrt die Steuervorrichtung das Einschränken durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts, bis die vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung oder entweder des Motorstroms oder der an dem Motor anliegenden Spannung, berechnet in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, außerhalb des Bereichs zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt. Demnach lässt sich ein Verhalten gegen den Willen des Fahrzeugführers vermeiden, und auch die Sicherheit lässt sich viel mehr verbessern.

Claims

1. Elektrisches Servolenkgerät, enthaltend:
einen Motor zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft bei einer Lenkwelle;
eine Drehmoment-Detektionsvorrichtung zum Detektieren eines Lenkdrehmoments;
eine Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren eines detektierten Werts der Drehmoment- Detektionsvorrichtung; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart, dass
die Steuervorrichtung ein Steuersignal zum Antreiben des Motors einschränkt, gemäss einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der Drehmoment-Detektionsvorrichtung festgelegt sind.

2. Elektrisches Servolenkgerät, enthaltend:
einen Motor zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft bei einer Lenkwelle;
eine erste Drehmoment-Detektionsvorrichtung und eine zweite Drehmoment-Detektionsvorrichtung zum Detektieren jeweils eines Lenkdrehmoments;
eine Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren eines detektierten Werts der ersten Drehmoment- Detektionsvorrichtung; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart, dass
die Steuervorrichtung ein Steuersignal zum Antreiben des Motors einschränkt, durch Verwenden eines oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der zweiten Drehmoment-Detektionsvorrichtung festgelegt sind.

3. Elektrisches Servolenkgerät, enthaltend:
einen Motor zum Bereitstellen einer Lenkhilfskraft bei einer Lenkwelle;
eine erste Drehmoment-Detektionsvorrichtung und eine zweite Drehmoment-Detektionsvorrichtung, jeweils zum Detektieren eines Lenkdrehmoments;
eine Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung zum Verstärken und Phasenkompensieren eines detektierten Werts der ersten Drehmoment- Detektionsvorrichtung; und
eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Antriebs des Motors auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, derart, dass
die Steuervorrichtung einen kleineren oberen Grenzwert und einen kleineren unteren Grenzwert auswählt, aus einem ersten oberen Grenzwert und einem ersten unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf den detektierten Wert der ersten Drehmoment-Detektionsvorrichtung festgelegt sind, und einem zweiten oberen Grenzwert und einem zweiten unteren Grenzwert, die in Ansprechen auf einen detektierten Wert der zweiten Drehmoment- Detektionsvorrichtung festgelegt sind, und zwar als einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert, und sie ein Steuersignal zum Antreiben des Motors einschränkt, durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts.

4. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Verstärkungs- und Phasenkompensations-Berechnungsvorrichtung enthält, zum Berechnen der Verstärkung und Phasenkompensation für den detektierten Wert der Drehmoment- Detektionsvorrichtung, und den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert in Ansprechen auf ein berechnetes Ergebnis der Verstärkungs- und Phasenkompensations-Berechnungsvorrichtung berechnet.

5. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts einschränkt.

6. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen in Ansprechen auf eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung berechneten Motorstrom durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts einschränkt.

7. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen in Ansprechen auf eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung berechnete und an dem Motor anliegende Spannung durch Verwenden des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts einschränkt.

8. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen vorangehenden Wert zum Einschränken und einen nachfolgenden Wert zum Einschränken während dem Einschränken unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts vergleicht und einen Antrieb des Motors unter Verwendung eines Werts auf einer neutralen Seite steuert.

9. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner enthält:
eine Geschwindigkeits-Detektionsvorrichtung zum Detektieren einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, derart, dass
die Steuervorrichtung eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf die Geschwindigkeit ändert.

10. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert in Ansprechen auf eine Größe des detektierten Werts der Drehmoment- Detektionsvorrichtung ändert.

11. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert groß in derselben Richtung wie er Richtung des detektierten Werts der Drehmoment-Detektionsvorrichtung festlegt und die Breite zwischen diesen entlang einer Richtung klein festlegt, die entgegengesetzt zu der Richtung des detektierten Werts der Drehmoment- Detektionsvorrichtung ist.

12. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung die Motorantriebssteuerung dann stoppt, wenn der detektierte Wert der Drehmoment- Detektionsvorrichtung außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.

13. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eine Breite zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert ändert, in Ansprechen auf eine verstrichene Zeit, nachdem eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung oder entweder ein Motorstrom oder eine an dem Motor anliegende Spannung, berechnet in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung, außerhalb eines Bereichs zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegen.

14. Elektrisches Servolenkgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung das Einschränken unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts sperrt, bis eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem eine Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung oder entweder ein Motorstrom oder eine an dem Motor anliegende Spannung, berechnet in Ansprechen auf die Ausgangsgröße der Verstärkungs- und Phasenkompensationsvorrichtung außerhalb eines Bereichs zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert liegt.