DE102011111948A1

DE102011111948A1 - Elektrische Servolenkungsvorrichtung, Funktionsstörungsbeurteilungsverfahren und Stromschätzverfahren

Info

Publication number: DE102011111948A1
Application number: DE102011111948A
Authority: DE
Inventors: Jae Sang Park; Jong Kwan Kim
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: DE102011111948B4; US9085318B2; CN102407878A; US20120072077A1; KR20120029084A

Abstract

Es wird eine elektrische Servolenkungsvorrichtung offenbart. Die elektrische Servolenkungsvorrichtung umfasst: einen Drehmomentsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Drehmoment erfasst, das an ein Lenkrad angelegt wird; einen Stromdetektor, derer durch einen Antriebsmotor fließt; und eine elektronische Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Strom, der durch den Antriebsmotor fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment schätzt und den geschätzten Strom mit dem gemessenen Strom vergleicht, um eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors oder des Stromdetektors zu beurteilen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Servolenkungsvorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Wie allgemein auf dem Fachgebiet bekannt ist, umfasst ein Fahrzeug eine Servolenkungsvorrichtung zum Reduzieren einer Lenkkraft eines Lenkrades zur Sicherung der Lenksicherheit. Es gibt eine Vielfalt von Arten von Servolenkungsvorrichtungen, und neuerdings werden elektrische Servolenkungsvorrichtungen vertrieben, um eine Lenkoperation eines Fahrers unter Verwendung einer Rotationskraft eines Elektromotors zu unterstützen.
Eine solche elektrische Servolenkungsvorrichtung sieht ein leichtes und komfortables Lenkgefühl während eines Zustands des Fahrens mit niedriger Geschwindigkeit vor und sieht ein schweres Lenkgefühl und eine ausgezeichnete Richtungsstabilität während eines Zustands des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit vor, indem sie einem elektronischen Steuergerät erlaubt, einen Motor (Elektromotor) in Abhängigkeit von einem Fahrzustand eines Fahrzeugs anzutreiben.
Es ist wichtig, einen Strom, der durch einen Motor fließt, in geeigneter Weise zu steuern bzw. zu regeln, da die elektrische Servolenkungsvorrichtung eine Lenkkraft durch das Antreiben des (Elektro-)Motors unterstützt. Dementsprechend werden immer mehr Studien bezüglich einer genauen Steuerung bzw. Regelung eines Stroms durchgeführt, der durch einen Motor einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung fließt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die oben genannten Probleme, die im Stand der Technik auftreten, zu lösen, und ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine elektronische Servolenkungsvorrichtung bereit, die mit einem anormalen Betrieb eines Drehmomentsensors oder eines Stromdetektors fertig wird.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Drehmomentsensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Drehmoment erfasst, das an ein Lenkrad angelegt wird; einen Stromdetektor, der so konfiguriert ist, dass er einen Strom misst, der durch den Antriebsmotor fließt; und eine elektronische Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen Strom, der durch den Antriebsmotor fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment schätzt und den geschätzten Strom mit dem gemessenen Strom vergleicht, um eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors oder des Stromdetektors zu beurteilen.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsstörung in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Drehmoments, das an ein Lenkrad angelegt wird, durch einen Drehmomentsensor; Messen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor fließt, durch einen Stromdetektor; Schätzen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment durch eine elektronische Steuereinheit; und Vergleichen des gemessenen Werts des Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, mit dem geschätzten Wert des Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, um eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors oder des Stromdetektors zu beurteilen.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schätzen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor fließt, durch eine elektronische Steuereinheit bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines erfassten Werts eines Drehmoments, das an ein Lenkrad angelegt wird, von einem Drehmomentsensor; Ermitteln einer Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads in Abhängigkeit von dem erfassten Wert des Drehmoments; Berechnen einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors auf der Basis einer Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades und eines Untersetzungsverhältnisses eine Reduziereinrichtung; und Schätzen eines Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, auf der Basis einer Spannung über dem Antriebsmotor, einer Gegen-EMK-Konstante des Antriebsmotors, eines Widerstands des Antriebsmotors und einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors.
Wie oben erwähnt ist, kann die vorliegende Erfindung einen Betrieb einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung stoppen, wenn ein Unterschied zwischen einem gemessenen Strom und einem geschätzten Strom größer als ein kritischer Wert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, noch offensichtlicher, in denen:
1 und 2 eine elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
3 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
4 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsstörung einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Schätzen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor fließt, veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, obwohl sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Des Weiteren wird in der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine ausführliche Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die hier aufgenommen sind, weggelassen werden, wenn dies den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher undeutlich machen würde.
Außerdem können Termini wie etwa ein erster, ein zweiter, A, B, (a), (b) oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Keine dieser Terminologien wird verwendet, um eine Essenz, eine Größenordnung oder eine Sequenz einer entsprechenden Komponente zu definieren, sondern wird lediglich zur Unterscheidung der entsprechenden Komponente von einer oder mehreren anderen Komponente(n) verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Beschreibung beschrieben wird, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente „verbunden”, „gekoppelt” oder „zusammengefügt” ist, eine dritte Komponente zwischen den ersten und zweiten Komponenten „angeschlossen” bzw. „verbunden”, „gekoppelt” und damit „zusammengefügt” sein kann, obwohl die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponente verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
1 und 2 veranschaulichen eine elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst die elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Drehmomentsensor 140, der so konfiguriert ist, dass er ein Drehmoment erfasst, das an ein Lenkrad (nicht gezeigt) angelegt wird, einen Stromdetektor 160, der so konfiguriert ist, dass er einen Strom misst, der durch einen Antriebsmotor 120 fließt, und eine elektronische Steuereinheit bzw. ein elektronisches Steuergerät 150, das so konfiguriert ist, dass es einen Strom, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment schätzt und den geschätzten Strom mit dem gemessenen Strom vergleicht, um eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors 140 oder des Stromdetektors 160 zu beurteilen. Im Folgenden wird die elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben werden.
Ein Ende einer Eingangswelle 110 ist mit dem Lenkrad gekoppelt, das nahe einem Sitz eines Fahrers installiert ist, und die Eingangswelle 110 ist mit einer Ausgangswelle (nicht gezeigt) durch einen Torsionsstab verbunden. Der Antriebsmotor 120 ist so installiert, dass er ausgehend von der Eingangswelle 110 in einem bestimmten Winkel geneigt ist, um eine Hilfslenkkraft zu liefern.
Eine Reduziereinrichtung 130 umfasst ein Antriebszahnrad und ein angetriebenes Zahnrad und ist mit einem Ende einer Drehwelle des Antriebsmotors 120 und mit einem Ende der Ausgangswelle verbunden, um eine Antriebskraft des Antriebsmotors 120 auf die Ausgangswelle zu übertragen.
Der Torsionsstab wird durch die Relativrotation der Eingangswelle 110 und der Ausgangswelle verdreht, und der Drehmomentsensor 140 ist zwischen der Eingangswelle 110 und der Ausgangswelle angeordnet, um einen Verdrehwinkel des Torsionsstabs zu erfassen und ein Drehmomentmesssignal auszugeben.
Das elektronische Steuergerät 150 empfängt ein Drehmomentmesssignal von dem Drehmomentsensor 140, ermittelt ein Drehmoment, das an das Lenkrad angelegt wird, und ermittelt einen geschätzten Strom des Antriebsmotors 120 in Abhängigkeit von dem Drehmoment.
Der Stromdetektor 160 erfasst einen Strom, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, und gibt ein Stromdetektionssignal an das elektronische Steuergerät 150 aus, und das elektronische Steuergerät 150 empfängt das Stromdetektionssignal und ermittelt eine Größe eines gemessenen Stroms, der durch den Antriebsmotor 120 fließt. Der Stromdetektor 160 kann einen Hallsensor oder einen Nebenwiderstand bzw. Shunt umfassen.
Dann vergleicht das elektronische Steuergerät 150 eine Größe eines gemessenen Stroms, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, mit einer Größe eines geschätzten Stroms des Antriebsmotors 120, der durch Berechnung erhalten worden ist, und prüft auf eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors 140 oder des Stromdetektors 160.
Im Folgenden wird ein Prozess des Berechnens eines geschätzten Stroms des Antriebsmotors 120 im Einzelnen beschrieben werden.
Eine Beziehung zwischen einem geschätzten Strom und einer Spannung des Antriebsmotors 120 kann in Gleichung (1) ausgedrückt werden. Vm = Rm × Im + Ke × Wm (1)

Vm:: Spannung über dem Antriebsmotor
Rm:: Widerstand des Antriebsmotors
Im:: Geschätzter Strom des Antriebsmotors
Ke:: Gegen-EMK-Konstante des Antriebsmotors
Wm:: Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors

Ein geschätzter Strom des Antriebsmotors 120 kann in Gleichung (2) auf der Basis von Gleichung (1) berechnet werden. Im = (Vm – Ke × Wm)/Rm (2)
Da eine Spannung Vm über dem Antriebsmotor 120, ein Widerstand Rm des Antriebsmotors 120 und eine Gegen-EMK-Konstante Ke des Antriebsmotors 120 konstant sind, kann dann ein Strom, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, auf der Basis einer Winkelgeschwindigkeit Wm des Antriebsmotors 120 berechnet werden.
Eine Winkelgeschwindigkeit Wm des Antriebsmotors 120 kann durch die Gleichung (3) erhalten werden. Wm = Ws × Kg (3)

Ws:: Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads
Kg:: Untersetzungsverhältnis der Reduziereinrichtung

Da eine Winkelgeschwindigkeit Ws des Lenkrads mittels eines Drehmoments berechnet werden kann, das an das Lenkrad angelegt wird, und ein Untersetzungsverhältnis Kg der Reduziereinrichtung im voraus ermittelt worden ist, kann eine Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors 120 durch die Gleichung (3) berechnet werden. Das heißt, das elektronische Steuergerät 150 kann eine Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors 120 mittels einer Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads und eines Untersetzungsverhältnisses der Reduziereinrichtung 130 bestimmen.
In Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das elektronische Steuergerät 150 einen geschätzten Strom Im des Antriebsmotors 120 mittels der Gleichungen (1) bis (3) berechnen, und es kann eine Tabelle speichern, in der geschätzte Ströme Im des Antriebsmotors 120 auf der Basis von Winkelgeschwindigkeiten des Antriebsmotors 120 abgebildet sind, oder es kann eine Tabelle speichern, in der geschätzte Ströme Im des Antriebsmotors 120 auf der Basis von Drehmomenten, die an das Lenkrad angelegt werden, abgebildet sind. Das elektronische Steuergerät 150 kann einen geschätzten Strom Im auf der Basis einer Winkelgeschwindigkeit Wm oder eines Drehmoments unter Verwendung der gespeicherten Tabelle und ohne Berechnung ermitteln.
Im Folgenden wird ein Betrieb der elektronischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben werden.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb der elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Das elektronische Steuergerät 150 ermittelt einen gemessenen Strom des Antriebsmotors 120 auf der Basis eines Stromdetektionssignals, das von dem Stromdetektor 160 eingegeben wird, und ermittelt einen geschätzten Strom des Antriebsmotors 120 durch ein Drehmoment, das einem Drehmomentmesssignal entspricht, das von dem Drehmomentsensor 140 eingegeben wird (S200).
Das elektronische Steuergerät 150 vergleicht einen gemessenen Strom des Antriebsmotors 120, der auf der Basis eines Stromdetektionssignals ermittelt worden ist, das von dem Stromdetektor 160 eingegeben wurde, mit einem geschätzten Strom des Antriebsmotors 120, der durch ein Drehmoment ermittelt worden ist, das einem Drehmomentmesssignal entspricht, das von dem Drehmomentsensor 140 eingegeben wurde, und stellt fest, ob ein Unterschied zwischen dem gemessenen Strom und dem geschätzten Strom kleiner als ein kritischer Wert ist (S210). Die Berechnung eines geschätzten Stroms ist oben beschrieben worden, und eine ausführliche Beschreibung davon wird hier weggelassen werden.
Wenn das elektronische Steuergerät 150 feststellt, dass ein Unterschied zwischen einem gemessenen Strom und einem geschätzten Strom kleiner als ein kritischer Wert ist, dann liefert das elektronische Steuergerät 150 einen Strom zu dem Antriebsmotor 120 (S220).
Wenn das elektronische Steuergerät 150 feststellt, dass ein Unterschied zwischen einem gemessenen Strom und einem geschätzten Strom größer als ein kritischer Wert ist, dann stoppt das elektronische Steuergerät 150 die Zufuhr von Strom zu dem Antriebsmotor 120 (S230).
Das heißt, wenn ein Unterschied zwischen einem gemessenen Strom und einem geschätzten Strom größer als ein kritischer Wert ist, dann besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit eines anormalen Betriebs des Drehmomentsensors 140 und des Stromdetektors 160.
Somit kann die elektrische Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem anormalen Betrieb des Drehmomentsensors 140 oder des Stromdetektors 160 fertig werden, indem sie die Zufuhr von Strom zu dem Antriebsmotor 120 stoppt, wenn ein Unterschied zwischen einem gemessenen Strom und einem geschätzten Strom größer als ein kritischer Wert ist.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsstörung in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 4 umfasst das Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsstörung in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schritte des Erfassens eines Drehmoments, das an ein Lenkrad angelegt wird, durch einen Drehmomentsensor 140 (S400), des Messens eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor 120 fließt, durch einen Stromdetektor 160 (S402), des Schätzens eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor 120 fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment durch ein elektronisches Steuergerät 150 (S404) und des Vergleichens des gemessenen Werts (des gemessenen Stroms) des Stroms, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, mit dem geschätzten Wert (dem geschätzten Strom) des Stroms, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, um eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors 140 oder des Stromdetektors 160 zu beurteilen (S406).
Wenn im Schritt S406 ein Unterschied zwischen dem gemessenen Wert (gemessenen Strom) des Stroms, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, und dem geschätzten Wert (geschätzten Strom) größer als ein kritischer Wert ist, dann wird festgestellt, dass der Drehmomentsensor 140 oder der Stromdetektor 160 eine Funktionsstörung aufweist bzw. fehlerhaft funktioniert.
Unter Bezugnahme auf 4 kann das Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsstörung in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung des Weiteren den Schritt des Durchführens eines Steuerungsvorgangs bzw. Regelungsvorgangs derart umfassen, dass das Zuführen des Stroms zu dem Antriebsmotor 120 nach dem Schritt S406 gestoppt wird, wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor 140 oder der Stromdetektor 160 eine Funktionsstörung aufweist (S408).
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Schätzen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor 120 fließt, mittels eines elektronischen Steuergeräts 150 in einer elektronischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf 5 umfasst das Verfahren zum Schätzen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor 120 fließt, mittels eines elektronischen Steuergeräts 150 in einer elektronischen Servolenkungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schritte des Empfangens eines erfassten Werts eines Drehmoments, das an ein Lenkrad angelegt wird, von einem Drehmomentsensor 140 (S500), des Ermittelns einer Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads in Abhängigkeit von dem erfassten Wert des Drehmoments (S502), des Berechnens einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors 120 auf der Basis einer Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads und eines Untersetzungsverhältnisses einer Reduziereinrichtung 130 (S504) und des Schätzens eines Stroms, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, auf der Basis einer Spannung Vm über dem Antriebsmotor 120, einer Gegen-EMK-Konstante des Antriebsmotors 120, eines Widerstands des Antriebsmotors 120 und einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors 120 (S506).
Im Schritt S506 kann das elektronische Steuergerät 150 einen geschätzten Wert (geschätzten Strom) Im des Stroms, der durch den Antriebsmotor 120 fließt, unter Verwendung der Gleichung (2) berechnen.
Im Schritt S504 kann das elektronische Steuergerät 150 eine Winkelgeschwindigkeit Wm des Antriebsmotors 120 unter Verwendung der Gleichung (3) berechnen.
Auch wenn vorstehend beschrieben worden ist, dass alle Komponenten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit verbunden oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, dass von den Komponenten eine oder mehrere Komponenten selektiv gekoppelt werden kann/können, um als eine oder mehrere Einheiten operativ betrieben zu werden. Hinzu kommt, dass, obzwar jede der Komponenten als eine unabhängige Hardware implementiert werden kann, einige oder alle Komponenten selektiv miteinander kombinierbar sind, so dass sie als ein Computerprogramm mit einem oder mit mehreren Programmmodulen zum Ausführen von einigen oder von allen Funktionen implementiert werden können, die in einem oder in mehreren Hardware-Geräten kombinierbar sind. Codes und Codesegmente, die das Computerprogramm bilden, können von einem Durchschnittsfachmann auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung leicht konzipiert werden. Ein derartiges Computerprogramm kann die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung implementieren, indem es in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert und von einem Computer gelesen und ausgeführt wird. Ein Magnetaufzeichnungsträger, ein optisches Aufzeichnungsmedium, ein Trägerwellenmedium oder dergleichen mehr können als Speichermedium zur Anwendung kommen.
Da des Weiteren die Begriffe wie z. B. ”umfassen”, „mit” und „aufweisen” bedeuten, dass eine oder mehrere korrespondierende Komponenten vorhanden sein können – wenn nicht ausdrücklich auf das Gegenteil hingewiesen wird – ist dies so auszulegen, dass eine oder mehrere Komponenten beinhaltet sein können. Sämtliche Terminologien, die einen oder mehrere technische oder wissenschaftliche Begriffe enthalten, haben dieselbe Bedeutung, wie sie Fachleute auf dem Gebiet normalerweise verstehen, sofern sie nicht abweichend definiert worden sind. Ein normal verwendeter Begriff, wie er in einem Wörterbuch definiert ist, ist so auszulegen, dass er mit der Bedeutung in dem Kontext einer relevanten, einschlägigen Beschreibung gleichbedeutend ist, und dass er nicht in einer idealisierten oder allzu formalen Bedeutung interpretiert wird, außer wenn diese in der vorliegenden Patentspezifikation klar definiert ist.
Obwohl zum Zwecke der Veranschaulichung eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, werden die Fachleuten auf dem Gebiet erkennen, dass verschiedene Modifikationen, Erweiterungen und Ersetzungen machbar sind, ohne vom Schutzumfang und dem geistigen Inhalt der Erfindung abzuweichen, wie diese in den anhängenden Patentansprüchen definiert ist. Daher dienen die in der vorliegenden Erfindung offen gelegten Ausführungsformen zur Darstellung des Schutzumfangs der technischen Erfindungsidee der vorliegenden Erfindung, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist auf der Basis der anhängenden Patentansprüche so auszulegen, dass alle technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Patentansprüchen sind, zur vorliegenden Erfindung gehören.

Claims

Elektrische Servolenkungsvorrichtung mit: einem Drehmomentsensor, der dafür eingerichtet ist, ein Drehmoment zu erfassen, das an ein Lenkrad angelegt wird; einem Stromdetektor, der dafür eingerichtet ist, einen Strom zu messen, der durch einen Antriebsmotor fließt; und einer elektronischen Steuereinheit, die dafür eingerichtet ist, einen Strom, der durch den Antriebsmotor fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment zu schätzen und den geschätzten Strom mit dem gemessenen Strom zu vergleichen, um eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors oder des Stromdetektors zu beurteilen.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit einen geschätzten Strom berechnet, der durch Schätzen eines Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, auf der Basis einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors, einer Spannung über dem Antriebsmotor, einer Gegen-EMK-Konstante des Antriebsmotors und eines Widerstands des Antriebsmotors erhalten wird.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuereinheit eine Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads, die mittels des erfassten Drehmoments berechnet wird, ermittelt, ein Untersetzungsverhältnis einer Reduziereinrichtung für ein Übertragen einer Antriebskraft des Antriebsmotors zu einer Ausgangswelle überprüft, die mit einer Eingangswelle gekoppelt ist, die mit dem Lenkrad durch einen Torsionsstab gekoppelt ist, und eine Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors auf der Basis der Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads und des Untersetzungsverhältnisses der Reduziereinrichtung bestimmt.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuereinheit eine Tabelle speichert, in der geschätzte Ströme des Antriebsmotors auf der Basis von Drehmomenten, die an das Lenkrad angelegt werden, abgebildet sind, oder eine Tabelle speichert, in der geschätzte Ströme des Antriebsmotors auf der Basis von Winkelgeschwindigkeiten des Antriebsmotors abgebildet sind, und einen Strom, der durch den Antriebsmotor fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment schätzt.
Elektronische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei dann, wenn ein Unterschied zwischen dem geschätzten Wert und dem gemessenen Strom größer als ein kritischer Wert ist, die elektronische Steuereinheit feststellt, dass der Drehmomentsensor oder der Stromdetektor eine Funktionsstörung aufweist.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei dann, wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor oder der Stromdetektor eine Funktionsstörung aufweist, die elektronische Steuereinheit einen Steuerungsvorgang derart durchführt, dass das Zuführen des Stroms zu dem Antriebsmotor gestoppt wird.
Elektrische Servolenkungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stromdetektor einen Strom, der durch den Antriebsmotor fließt, unter Verwendung eines Hallsensors oder eines Nebenwiderstands misst.
Verfahren zum Beurteilen einer Funktionsstörung in einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Drehmoments, das an ein Lenkrad angelegt wird, durch einen Drehmomentsensor; Messen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor fließt, durch einen Stromdetektor; Schätzen eines Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, in Abhängigkeit von dem erfassten Drehmoment durch eine elektronische Steuereinheit; und Vergleichen des gemessenen Werts des Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, mit dem geschätzten Wert des Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, um eine Funktionsstörung des Drehmomentsensors oder des Stromdetektors zu beurteilen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei in dem Schritt des Beurteilens einer Funktionsstörung dann, wenn ein Unterschied zwischen dem gemessenen Wert des Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, und dem geschätzten Wert des Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, größer als ein kritischer Wert ist, festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor oder der Stromdetektor eine Funktionsstörung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, das des Weiteren den Schritt des Durchführens eines Steuerungsvorgangs derart umfasst, dass das Zuführen des Stroms zu dem Antriebsmotor nach dem Schritt des Beurteilens einer Funktionsstörung gestoppt wird, wenn festgestellt wird, dass der Drehmomentsensor oder der Stromdetektor eine Funktionsstörung aufweist.
Verfahren zum Schätzen eines Stroms, der durch einen Antriebsmotor fließt, durch eine elektronische Steuereinheit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines erfassten Werts eines Drehmoments, das an ein Lenkrad angelegt wird, von einem Drehmomentsensor; Ermitteln einer Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads in Abhängigkeit von dem erfassten Wert des Drehmoments; Berechnen einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors auf der Basis einer Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads und eines Untersetzungsverhältnisses einer Reduziereinrichtung; und Schätzen eines Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, auf der Basis einer Spannung über dem Antriebsmotor, einer Gegen-EMK-Konstante des Antriebsmotors, eines Widerstands des Antriebsmotors und einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei in dem Schritt des Schätzens eines Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, die elektronische Steuereinheit einen geschätzten Wert (Im) des Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, unter Verwendung von Im = (Vm – Ke × Wm)/Rm berechnet, wobei Vm eine Spannung über dem Antriebsmotor ist, Ke eine Gegen-EMK-Konstante des Antriebsmotors ist, Wm eine Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors ist und Rm ein Widerstand des Antriebsmotors ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei in dem Schritt des Berechnens einer Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors die elektronische Steuereinheit eine Winkelgeschwindigkeit (Wm) des Antriebsmotors unter Verwendung von Wm = Ws × Kg berechnet, wobei Ws eine Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads ist und Kg ein Untersetzungsverhältnis der Reduziereinrichtung ist.