DE10354834B4

DE10354834B4 - Elektrische Servolenksteuervorrichtung

Info

Publication number: DE10354834B4
Application number: DE2003154834
Authority: DE
Inventors: Yuji Kobe Takatsuka; Kazushi Kobe Kimura; Shigeki Ohtagaki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: DE10354834A1; JP4105034B2; JP2004345569A

Abstract

Elektrische Servolenksteuervorrichtung, die einen elektrischen Motor zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf ein Lenksystem inkludiert und die Lenkunterstützungskraft von dem elektrischen Motor steuert, umfassend:
Drehmomenterfassungsmittel (11) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments (T), das auf das Lenksystem angewendet wird und zum Generieren eines Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) einer Größe, die dem Lenkdrehmoment entspricht;
Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) zum Einstellen einer Drehmomentsteuerausgabe (Tc) für den elektrischen Motor (15);
gekennzeichnet durch
Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel (21), die das Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) empfangen, zum Generieren eines Hilfsdrehmomentsignals (TAs) in Übereinstimmung mit einer Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) auf eine derartige Art und Weise, dass das Hilfsdrehmomentsignal (TAs) mit dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) koexistiert;
Anomalieerfassungsmittel (23) zum Generieren einer Anomalieerfassungsausgabe (ADO), wenn eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel (11) erfasst wird, auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts);
Motorstrombestimmungsmittel (27) zum Bestimmen eines Ansteuerstroms des elektrischen Motors auf der Basis der Drehmomentsteuerausgabe (Tc),
wobei die Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) ausgebildet sind, die Drehmomentsteuerausgabe (Tc)...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Servolenksteuervorrichtung, die einen elektrischen Motor verwendet und eine notwendige Lenkkraft durch Ausüben einer Antriebskraft des elektrischen Motors auf das Lenksystem als eine Lenkunterstützungskraft reduziert. Eine elektrische Servolenksteuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus DE 100 37 693 A1 bekannt.

In diesem Typ einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung wird ein Drehmomenterfassungsmittel verwendet. Das Drehmomenterfassungsmittel erfasst ein Lenkdrehmoment, das durch den Fahrer auf das Lenksystem angewendet wird, und generiert eine Erfassungsdrehmomentausgabe entsprechend dem Lenkdrehmoment. Es wird eine Drehmomentsteuerausgabe entsprechend der Erfassungsdrehmomentausgabe des Drehmomenterfassungsmittels eingestellt und ein Zielwert des Ansteuerstroms des elektrischen Motors wird in Übereinstimmung mit der Drehmomentsteuerausgabe bestimmt. Der elektrische Motor wird auf der Basis des Zielwerts des Ansteuerstroms angesteuert, wodurch eine Lenkunterstützungskraft für das Lenkdrehmoment des Fahrers vorgesehen wird.

Wenn eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel aufgetreten ist, ist es notwendig, eine Steuerung durchzuführen, um nicht eine anomale Lenkkraft vorzusehen. JP 02 262467 A hat eine Vorrichtung vorgeschlagen, in der, wenn eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel aufgetreten ist, ein Drehmomentverringerungskoeffizient auf der Basis von vergangenen Lenkdrehmomentdaten kalkuliert wird und der Wert einer anomalen Erfassungsdrehmomentausgabe durch Verwenden des Drehmomentverringerungskoeffizienten allmählich verringert wird.

Falls jedoch in dieser konventionellen Vorrichtung eine Anomalieausgabe, die eine Anomalie des Lenkdrehmomenterfassungsmittels anzeigt, in einem Zustand generiert wird, wo der Fahrer das Lenkrad dreht oder es nach einer Drehung um einen gewissen Winkel hält, wird eine Kalkulation eines Drehmomentverringerungskoeffizienten auf der Basis dieser Anomalieausgabe gestartet und daher tritt eine beträchtliche Verzögerung auf, bis der Drehmomentverringerungskoeffizient zur Wirkung kommt und die Erfassungsdrehmomentausgabe beginnt sich zu verringern. Während dieser Verzögerungsperiode setzt sich die Generierung der anomalen Erfassungsdrehmomentausgabe fort und eine Lenkunterstützungskraft wird auf der Basis der anomalen Erfassungskraftausgabe vorgesehen, als ein Ergebnis dessen das Lenkunterstützungsdrehmoment zu einem großen Ausmaß variiert.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrische Servolenksteuervorrichtung vorzusehen, die die oben beschriebene Verzögerung verkürzen kann und daher eine Drehmomentsteuerung durchführen kann, die ein Hilfsdrehmomentsignal verwendet, um unverzüglich auf eine Anomalieerfassungsausgabe zu reagieren, wenn eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel erfasst wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst wie in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung richtet sich auf eine elektrische Servolenksteuervorrichtung, die einen elektrischen Motor zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf ein Lenksystem inkludiert und die Lenkunterstützungskraft von dem elektrischen Motor steuert. Die elektrische Servolenksteuervorrichtung inkludiert Drehmomenterfassungsmittel, Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel, Anomalieerfassungsmittel, Steuerdrehmomenteinstellmittel und Motorstrombestimmungsmittel. Das Drehmomenterfassungsmittel erfasst ein Lenkdrehmoment, das auf das Lenksystem angewendet wird, und generiert ein Erfassungsdrehmomentsignal einer Größe, die dem Lenkdrehmoment entspricht. Das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel, das das Erfassungsdrehmomentsignal empfängt, generiert ein Hilfsdrehmomentsignal in Übereinstimmung mit einer Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals auf eine derartige Art und Weise, dass das Hilfsdrehmomentsignal mit dem Erfassungsdrehmomentsignal koexistiert. Das Anomalieerfassungsmittel generiert eine Anomalieerfassungsausgabe, wenn eine Anomalie in dem Lenkdrehmomenterfassungsmittel erfasst wird, auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals. Das Steuerdrehmomenteinstellmittel stellt eine Drehmomentsteuerausgabe für den elektrischen Motor auf der Basis von einem von dem Erfassungsdrehmomentsignal und dem Hilfsdrehmomentsignal ein. Das Motorstrombestimmungsmittel bestimmt einen Ansteuerstrom des elektrischen Motors auf der Basis der Drehmomentsteuerausgabe. In dieser elektrischen Servolenksteuervorrichtung stellt das Steuerdrehmomenteinstellmittel die Drehmomentsteuerausgabe auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals ein, wenn das Anomalieerfassungsmittel die Anomalieerfassungsausgabe nicht generiert hat, und das Steuerdrehmomenteinstellmittel stellt die Drehmomentsteuerausgabe auf der Basis des Hilfsdrehmomentsig nals ein, wenn das Anomalieerfassungsmittel die Anomalieerfassungsausgabe generiert hat.

Die elektrische Servolenksteuervorrichtung gemäß der Erfindung ist mit dem Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel und dem Anomalieerfassungsmittel ausgerüstet. Das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel empfängt das Erfassungsdrehmomentsignal, das durch das Drehmomenterfassungsmittel generiert wird, und generiert das Hilfsdrehmomentsignal in Übereinstimmung mit einer Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals auf eine derartige Art und Weise, dass das Hilfsdrehmomentsignal mit dem Erfassungsdrehmomentsignal koexistiert. Das Anomalieerfassungsmittel generiert die Anomalieerfassungsausgabe, wenn eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel erfasst wird, auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals. Da das Hilfsdrehmomentsignal generiert wird, um mit dem Erfassungsdrehmomentsignal zu koexistieren, kann ein Umschalten von dem Erfassungsdrehmomentsignal zu dem Hilfsdrehmomentsignal derart vorgenommen werden, um unverzüglich auf eine Generierung der Anomalieerfassungsausgabe durch das Anomalieerfassungsmittel zu reagieren. Deshalb kann die Drehmomentsteuerausgabe auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals eingestellt werden. Als ein Ergebnis wird es möglich, eine Schwankung der Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors wegen einer Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel effektiv reduzieren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die gesamte Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm einer elektrischen Steuerschaltung gemäß der ersten Ausführungsform der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Grafikdiagramm, das die Operation der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
4 ist ein Flussdiagramm der gesamten Steuerung der ersten Ausführungsform;
5 ist ein Flussdiagramm einer Kalkulation eines Hilfsdrehmomentsignals in der ersten Ausführungsform;
6 ist ein Grafikdiagramm, das die Operation einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
7 ist ein Flussdiagramm einer Kalkulation eines Hilfsdrehmomentsignals in der zweiten Ausführungsform;
8 ist ein Flussdiagramm der gesamten Steuerung einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
9(a)-9(e) sind Zeiteinstellungsdiagramme, die die Operation gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulichen;
10 ist ein Flussdiagramm eines Anomalieentscheidungsbeurteilungsprozesses gemäß der dritten Ausführungsform;
11 ist ein Flussdiagramm eines Anomalieentscheidungsbeurteilungsprozesses einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
12 ist ein Flussdiagramm der gesamten Steuerung einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
13(a)-13(e) sind Zeiteinstellungsdiagramme, die die Operation gemäß der fünften Ausführungsform veranschaulichen;
14 ist ein Flussdiagramm eines Anomalieerfassungsprozesses einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
15 ist ein Grafikdiagramm, das die Operation der sechsten Ausführungsform veranschaulicht; und
16 ist ein Blockdiagramm eines Anomalieerfassungsmittels einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden hierin nachstehend elektrische Servolenksteuervorrichtungen als spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
1 zeigt die gesamte Konfiguration einer elektrischen Servolenkvorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 zeigt die Konfiguration ihrer elektrischen Steuerschaltung, die eine Steuervorrichtungseinheit 13 inkludiert.
Die elektrische Servolenkvorrichtung 10 in 1 ist in einem Automobil angebracht und wird in Kombination mit einem Lenkrad 1 und einer Lenkwelle 2 des Automobils verwendet. Die elektrische Servolenkvorrichtung 10 hat ein Drehmomenterfassungsmittel 11, eine Steuereinheit 13, einen elektrischen Motor 15 und einen Drehzahlminderer 17. Das Drehmomenterfas sungsmittel 11, das mit der Lenkwelle 2 gekoppelt ist, erfasst über die Lenkwelle 2 ein Lenkdrehmoment T, das der Fahrer auf das Lenkrad 1 anwendet, und generiert ein Erfassungsdrehmomentsignal Ts, das das Lenkdrehmoment T darstellt. Das Drehmomenterfassungsmittel 11 ist z.B. ein Drehmomentsensor. Die Steuereinheit 13 empfängt Energie von einer Energiequelle 14, wie etwa einer Fahrzeugbatterie. Die Steuereinheit 13 empfängt das Erfassungsdrehmomentsignal Ts und generiert einen Ansteuerstrom Im für den elektrischen Motor 15. Angesteuert durch den Ansteuerstrom Im, führt der elektrische Motor 15 eine Lenkunterstützungskraft der Lenkwelle 1 über den Drehzahlminderer 17 zu.
Die elektrische Steuerschaltung der elektrischen Servolenksteuervorrichtung, die in 2 gezeigt wird, inkludiert das Drehmomenterfassungsmittel 11, die Steuereinheit 13 und den elektrischen Motor 15. Die Steuereinheit 13 inkludiert eine Steuervorrichtung 20 und ein Motoransteuermittel 30. Das Drehmomenterfassungsmittel 11 empfängt das Lenkdrehmoment T, das durch einen Block 12 in 2 dargestellt wird. Die Steuervorrichtung 20 inkludiert ein Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21, ein Anomalieerfassungsmittel 23, ein Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 und ein Motorstrombestimmungsmittel 27. Die Steuervorrichtung 20 wird z.B. durch einen Mikroprozessor aufgebaut, der in eine elektronische Fahrzeugvorrichtung einbezogen ist, und führt eine digitale Steuerung durch.
Das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21 ist mit einer Ausgabesektion des Drehmomenterfassungsmittels 11 verbunden und empfängt das Erfassungsdrehmomentsignal Ts von dem Drehmomenterfassungsmittel 11. Das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21 generiert ein Hilfsdrehmomentsignal TAs, das Hilfsdrehmoment TA darstellt, in Übereinstimmung mit Schwankungen des Erfassungsdrehmoments T und des Erfassungsdrehmo mentsignals Ts in einem Koexistenzmodus, in dem das Hilfsdrehmomentsignal TAs mit dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts koexistiert.
Das Anomalieerfassungsmittel 23 ist auch mit der Ausgabesektion des Drehmomenterfassungsmittels 11 verbunden und empfängt das Erfassungsdrehmomentsignal Ts von dem Drehmomenterfassungsmittel 11. Das Anomalieerfassungsmittel 23 führt eine Anomalieerfassungsoperation AD durch, in der das Anomalieerfassungsmittel 23 einen Anomaliezustand des Drehmomenterfassungsmittels 11 auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals Ts erfasst, und generiert eine Anomalieerfassungsausgabe ADO, wenn beurteilt wird, dass ein Anomaliezustand in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 aufgetreten ist. Die Anomalieerfassungsausgabe ADO wird aufgehoben, wenn der anomale Zustand verschwunden ist.
In oder nach einer Generierung der Anomalieerfassungsausgabe ADO führt das Anomalieerfassungsmittel 23 eine Anomalieentscheidungsoperation AC durch und generiert eine Anomalieentscheidungsausgabe ACO. Die Anomalieentscheidungsoperation AC ist eine Operation zum Entscheiden über einen anomalen Zustand des Drehmomenterfassungsmittels 11. Selbst wenn der anomale Zustand zeitweilig aufgetreten ist und dann aufgehoben wird, setzt sich eine Generierung der Anomalieentscheidungsausgabe ACO der Anomalieentscheidungsoperation AC fort, bis die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet wird. Das Anomalieerfassungsmittel 23 kann jedoch konfiguriert sein, die Anomalieerfassungsoperation AD und die Anomalieentscheidungsoperation AC zur gleichen Zeit durchzuführen. Sowohl die Anomalieerfassungsoperation AD als auch die Anomalieentscheidungsoperation AC des Anomalieerfassungsmittels 23 erlauben der Steuereinheit 13, eine Schutzoperation gegen den anomalen Zustand durchzuführen. In der ersten Ausführungsform wird die Anomalieerfassungsausgabe ADO der Ano malieerfassungsoperation AD verwendet, während die Anomalieentscheidungsausgabe ACO der Anomalieentscheidungsoperation AC nicht verwendet wird.
Das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 stellt eine Drehmomentsteuerausgabe Tc für den elektrischen Motor 15 ein und gibt sie aus. Das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 ist mit der Ausgabesektion des Drehmomenterfassungsmittels 11 verbunden und empfängt das Erfassungsdrehmomentsignal Ts von dem Drehmomenterfassungsmittel 11. Das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 ist auch mit einer Ausgabesektion des Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittels 21 verbunden und empfängt das Hilfsdrehmomentsignal TAs von dem Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21. Das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 ist weiter mit einer Ausgabesektion des Anomalieerfassungsmittels 23 verbunden und empfängt die Anomalieerfassungsausgabe ADO von dem Anomalieerfassungsmittel 23.
Das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 hat ein Wechselschalterelement 26. Das Erfassungsdrehmomentsignal Ts wird einem Eingangsanschluss a des Wechselschalterelementes 26 zugeführt und das Hilfsdrehmomentsignal TAs wird dem anderen Eingangsanschluss b zugeführt. Das Wechselschalterelement 26 wird in Übereinstimmung mit der Anomalieerfassungsausgabe ADO geschaltet.
In einem Zustand, in dem dem Wechselschalterelement 26 keine Anomalieerfassungsausgabe ADO zugeführt wird, d.h. das Drehmomenterfassungsmittel 11 in einem normalen Zustand ist, wählt das Wechselschalterelement 26 das Erfassungsdrehmomentsignal Ts, das dem Eingangsanschluss a zugeführt wird, und das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 stellt eine Drehmomentsteuerausgabe Tc für den elektrischen Motor 15 auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals Ts ein. Falls in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 ein anomaler Zustand aufgetreten ist und das Anomalieerfassungsmittel 23 eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert, wird das Wechselschalterelement 26 auf der Basis der Anomalieerfassungsausgabe ADO umgeschaltet, um das Hilfsdrehmomentsignal TAs zu wählen, das seinem Eingangsanschluss b zugeführt wird. Das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 stellt eine Drehmomentsteuerausgabe Tc für den elektrischen Motor 15 auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals TAs ein.
Bei Empfang der Drehmomentsteuerausgabe Tc von dem Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 bestimmt das Motorstrombestimmungsmittel 27 einen Zielwert Imt des Ansteuerstroms Im für den elektrischen Motor 15 auf der Basis der Drehmomentsteuerausgabe Tc. Bei Empfang des Zielwerts Imt des Ansteuerstroms Im von dem Motorstrombestimmungsmittel 27 generiert das Motoransteuermittel 30 einen Ansteuerstrom Im für den elektrischen Motor 15. Das Motoransteuermittel 30 ist eine elektrische Schaltung, die Leistungsschaltungselemente, wie etwa eine H-Brücke, verwendet.
Das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21 generiert das Hilfsdrehmomentsignal TAs, das Hilfsdrehmoment TA darstellt, in Übereinstimmung mit dem Koexistenzmodus, in dem das Erfassungsdrehmomentsignal Ts und das Hilfsdrehmomentsignal TAs koexistieren, wenn sich das Erfassungsdrehmomentsignal Ts, das das Erfassungsdrehmoment T darstellt, geändert hat. Das Hilfsdrehmomentsignal TAs inkludiert ein Nachfolgesignal TAs1, das der Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals Ts folgt, und ein Rückführungssignal TAs2, das für eine Rückführung der Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 auf Null zu verwenden ist, wenn eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert wird. Das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21 hat ein Kalkulationselement zum Kalkulieren des Nachfolgesignals TAs1 und des Rückführungssignals TAs2.
3 zeigt spezielle Beispiele des Erfassungsdrehmomentsignals Ts und des Hilfsdrehmomentsignals TAs in der ersten Ausführungsform, in der die vertikale Achse das Drehmoment darstellt und die horizontale Achse die Zeit darstellt. Ein Wert "0" bedeutet einen Signalpegel, der erhalten wird, wenn die Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 Null ist. Die durchgehende Linie repräsentiert das Erfassungsdrehmomentsignal Ts, das durch das Drehmomenterfassungsmittel 11 generiert wird, und die unterbrochene Linie repräsentiert das Hilfsdrehmomentsignal TAs, das durch das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21 generiert wird. Das Erfassungsdrehmomentsignal Ts steigt im Zeitpunkt t1 stufenweise an; in diesem Beispiel durchläuft das Erfassungsdrehmomentsignal Ts einen Schwellwert Th, wenn es ansteigt. Im Zeitpunkt t2 wird eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert.
Das Hilfsdrehmomentsignal TAs ist das Nachfolgesignal Tas1 in der Periode von Zeitpunkt t1 bis t2, und ist das Rückführungssignal TAs2 nach dem Zeitpunkt t2. Als Reaktion auf den stufenweisen Anstieg des Erfassungsdrehmomentsignals Ts in Zeitpunkt t1 beginnt das Nachfolgesignal TAs1 im Zeitpunkt t1 sich zu erhöhen und setzt fort, sich linear und allmählich zu dem Pegel des Erfassungsdrehmomentsignals Ts zu erhöhen, um dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts zu folgen. Im Zeitpunkt t2, wenn das Anomalieerfassungsmittel 23 eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert, wird eine Umschaltung von dem Nachfolgesignal TAs1 und dem Rückführungssignal TAs2 vorgenommen. Um die Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 auf Null zurückzuführen, verringert sich das Rückführungssignal TAs2 linear und allmählich zu dem Signalpegel "0". Das Rückführungssignal TAs2 wird im Zeitpunkt t3 "0".
In der ersten Ausführungsform sollte vermerkt werden, dass das Hilfsdrehmomentsignal TAs in dem Koexistenzmodus generiert wird, in dem es mit dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts koexistiert. Da das Hilfsdrehmomentsignal TAs mit dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts koexistiert, kann das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 von dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts zu dem Hilfsdrehmomentsignal TAs auf eine derartige Art und Weise umschalten, um unverzüglich auf das Auftreten einer Anomalieerfassungsausgabe ADO zu reagieren, worauf eine Anomalieschutzoperation durch Verwendung des Hilfsdrehmomentsignals TAs durchgeführt werden kann. In der Anomalieschutzoperation stellt das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 die Drehmomentsteuerausgabe Tc auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals TAs ein und das Motorstrombestimmungsmittel 27 bestimmt den Zielwert Imt des Ansteuerstroms Im des elektrischen Motors 15 auf der Basis der Drehmomentsteuerausgabe Tc. Da das Umschalten von dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts zu dem Hilfsdrehmomentsignal TAs unverzüglich als Reaktion auf die Anomalieerfassungsausgabe ADO vorgenommen wird, kann die Verzögerung von der Generierung der Anomalieerfassungsausgabe ADO zu der Wahl des Hilfsdrehmomentsignals TAs verkürzt werden, wodurch die Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals Ts in der Verzögerungsperiode unterdrückt werden kann. Dies macht es wiederum möglich, die Schwankung der Lenkunterstützungskraft zu reduzieren, die auf das Lenkrad 1 ausgeübt wird.
In den speziellen Beispielen von 3 erhöht sich nach einem stufenweisen Anstieg des Erfassungsdrehmomentsignals Ts im Zeitpunkt t1 das Hilfsdrehmomentsignal TAs (d.h. Nachfolgesignal TAs1), um der Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals Ts in dem Koexistenzmodus nachzufolgen, in dem es mit dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts koexistiert, wodurch eine Vorbereitung zur Generierung einer Anomalieerfassungsausgabe ADO vorgenommen wird. Wegen der Erhöhung des Nachfolgesignals TAs1 ist das Nachfolgesignal TAs1 dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts nahe, wenn eine Anomalieerfassungsausgabe ADO im Zeitpunkt t2 generiert wird. Der Unterschied zwischen dem Er fassungsdrehmomentsignal Ts und dem Hilfsdrehmomentsignal TAs ist klein, wenn eine Umschaltung von dem ersteren zu dem letzteren im Zeitpunkt t2 vorgenommen wird. In dieser Hinsicht kann auch die Schwankung der Drehmomentsteuerausgabe Tc, die durch das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 durch Umschalten generiert wird, unterdrückt werden.
4 ist ein Flussdiagramm einer Drehmomentsteuerung der elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Das Flussdiagramm beginnt von Schritt SO und inkludiert 13 Schritte, d.h. Schritte S1-S13. In Schritt S1 wird Lenkdrehmoment T, das durch den Fahrer auf das Lenkrad 1 angewendet wird, als Erfassungsdrehmoment T durch das Drehmomenterfassungsmittel 11 erfasst. Im nächsten Schritt S2 wird beurteilt, ob das Erfassungsdrehmoment T normal ist. Diese Beurteilung wird auf der Basis dessen vorgenommen, ob die Größe des Erfassungsdrehmoments T innerhalb eines normalen Bereichs fällt. Spezieller wird beurteilt, ob die Größe eines Erfassungsdrehmomentsignals Ts, das das Erfassungsdrehmoment T darstellt, kleiner oder gleich einem Schwellwert Th ist; das Erfassungsdrehmoment T wird als normal beurteilt, falls die Größe des Erfassungsdrehmomentsignals Ts kleiner oder gleich dem Schwellwert Th ist. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S2 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S3, wo ein Anomalieerfassungsflag F1 auf "0" gesetzt wird. Der Prozess geht zu dem nächsten Schritt S6.
Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S2 "nein" ist (d.h. die Größe des Erfassungsdrehmoments T ist anomal), geht der Prozess zu Schritt S4, wo beurteilt wird, ob der Zustand, für den das Erfassungsdrehmoment T anomal ist, eine vorbestimmte Zeit angedauert hat. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S4 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S5. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S4 "nein" ist, geht der Prozess zu Schritt S6. In Schritt S5 wird das Anomalieerfas sungsflag F1 auf "1" gesetzt, und es wird eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert.
In Schritt S6 wird beurteilt, ob das Anomalieerfassungsflag F1 einen Wert "1" hat. Falls das Anomalieerfassungsflag F1 einen Wert "0" hat und daher das Beurteilungsergebnis in Schritt S6 "nein" ist, geht der Prozess zu Schritt S7, wo das Erfassungsdrehmoment T als ein Zielwert TAt vom Hilfsdrehmoment TA eingestellt wird. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S6 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S8, wo "0" (d.h. 0 N·m) als ein Zielwert TAt vom Hilfsdrehmoment TA eingestellt wird. In Schritt S9 wird Hilfsdrehmoment TA durch Verwendung des Zielwerts TAt kalkuliert. In dem Zustand, in dem das Anomalieerfassungsflag F1 auf "0" gesetzt ist, wird das Erfassungsdrehmoment T als der Zielwert TAt eingestellt und daher wird Hilfsdrehmoment TA kalkuliert, um dem Erfassungsdrehmoment T nachzufolgen. In dem Zustand, in dem eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert wurde und das Anomalieerfassungsflag F1 auf "1" gesetzt ist, wird "0" als ein Zielwert TAt von Hilfsdrehmoment TA eingestellt und daher wird Hilfsdrehmoment TA kalkuliert, um zu "0" zurückkehren.
In dem nächsten Schritt S10 wird erneut beurteilt, ob das Anomalieerfassungsflag F1 einen Wert "1" hat. Falls das Anomalieerfassungsflag F1 einen Wert "0" hat und daher das Beurteilungsergebnis in Schritt S10 "nein" ist, geht der Prozess zu Schritt S11, wo die Drehmomentsteuerausgabe Tc des Steuerdrehmomenteinstellmittels 27 auf das Erfassungsdrehmoment T gesetzt wird. Falls das Anomalieerfassungsflag F1 einen Wert "1" hat und daher das Beurteilungsergebnis in Schritt S10 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S12, wo die Drehmomentsteuerausgabe Tc des Steuerdrehmomenteinstellmittels 27 auf das Hilfsdrehmoment TA gesetzt wird. In dem nächsten Schritt S13 wird ein Zielwert Imt des Motoransteuerstroms Im in Übereinstimmung mit der Drehmomentsteuerausgabe Tc eingestellt und es wird eine Ansteuerkontrolle in dem elektrischen Motor 15 durch Verwendung des Zielwerts Imt durchgeführt. Der Prozess kehrt von Schritt S13 zu Schritt S1 zurück, um die obige Operation erneut durchzuführen.
In der Periode von Zeitpunkt t1 zu t2 in 3 werden, da das Anomalieerfassungsflag F1 in Schritt S3 auf "0" gesetzt ist (keine Anomalie), die Beurteilungsergebnisse in Schritten S6 und S10 beide "nein". In Schritt S7 wird der Hilfsdrehmomentzielwert TAt auf das Erfassungsdrehmoment T gesetzt. In Schritt S9 wird Hilfsdrehmoment TA durch Verwendung des Erfassungsdrehmoments T als den Zielwert TAt kalkuliert. In Schritt S11 wird die Drehmomentsteuerausgabe Tc auf das Erfassungsdrehmoment T gesetzt und der elektrische Motor 15 durch Verwendung der Drehmomentsteuerausgabe Tc angesteuert.
Nach Zeitpunkt t2 werden, da das Anomalieerfassungsflag F1 in Schritt S5 auf "1" gesetzt wird (Anomalie), die Beurteilungsergebnisse in Schritten S6 und S10 beide "ja". In Schritt S8 wird der Hilfsdrehmomentzielwert TAt auf "0" gesetzt. In Schritt S9 wird Hilfsdrehmoment TA für eine Rückführung der Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 auf "0" (Zielwert) kalkuliert. In Schritt S12 wird die Drehmomentsteuerausgabe Tc auf das Hilfsdrehmoment TA gesetzt und der elektrische Motor 15 wird durch Verwendung der Drehmomentsteuerausgabe Tc angesteuert.
Das in 3 gezeigte Hilfsdrehmomentsignal TAs inkludiert das Nachfolgesignal TAs1, das sich linear erhöht, und das Rückführungssignal TAs2, das sich linear verringert. Die Kalkulation von Signalen TAs1 und TAs2 in Schritt S9 wird durchgeführt, wie in einem Flussdiagramm von 5 gezeigt, welches sechs Schritte inkludiert, d.h. Schritte S21-S26. In Schritt S21 wird beurteilt, ob der Absolutwert der Differenz zwischen dem Hilfsdrehmoment TA und dem Hilfsdrehmomentziel wert TAt kleiner als eine Vergrößerungs-/Verringerungskonstante K1 ist, d.h. ob |TA – TAt| < K1 gilt. Falls das Beurteilungsergebnis "nein" ist, geht der Prozess zu Schritt S22. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S21 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S23, wo das Hilfsdrehmoment TA auf den Hilfsdrehmomentzielwert TAt gesetzt wird.
In Schritt S22 wird das Hilfsdrehmoment TA mit dem Zielwert TAt verglichen. Falls TA < TAt ist, geht der Prozess zu Schritt S24, wo das Hilfsdrehmoment TA auf TA + K1 gesetzt wird. Der Prozess geht dann zu dem Rückkehrschritt S26. Falls TA > TAt ist, geht der Prozess zu Schritt S25, wo das Hilfsdrehmoment TA auf TA – K1 gesetzt wird. Der Prozess geht dann zu dem Rückkehrschritt S26. Falls TA = TAt ist, geht der Prozess direkt zu dem Rückkehrschritt S26. Der Prozess kehrt von dem Rückkehrschritt S26 zu Schritt S21 zurück, um die obige Operation erneut durchzuführen.
Wie in dem Flussdiagramm von 5 gezeigt, wird das Nachfolgesignal TAs1 durch wiederholte Durchführung der Operation einer Hinzufügung der Konstanten K1 kalkuliert, solange wie das Hilfsdrehmoment TA kleiner als der Zielwert TAt ist. Solange wie das Hilfsdrehmoment TA größer als der Zielwert TAt ist, wird andererseits das Rückführungssignal TAs2 durch wiederholte Durchführung der Operation einer Subtraktion der Konstanten K1 kalkuliert.
Gemäß der ersten Ausführungsform kann eine Umschaltung von einem Erfassungsdrehmomentsignal Ts zu einem entsprechenden Hilfsdrehmomentsignal TAs vorgenommen werden, um auf die Anomalieerfassungsausgabe ADO unverzüglich zu reagieren. Deshalb kann in einer Schutzoperation, die in dem Zeitpunkt einer Generierung einer Anomalieerfassungsausgabe ADO durchgeführt wird, die Schwankung der Lenkunterstützungskraft ausreichend klein gemacht werden.
In der ersten Ausführungsform wird ein Nachfolgesignal TAs1, das einem Erfassungsdrehmomentsignal Ts nachfolgt, als ein Hilfsdrehmomentsignal TAs bis zu einer Generierung einer Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert, die ein Auftreten einer Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 anzeigt. Deshalb kann die Differenz zwischen dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts und dem Hilfsdrehmomentsignal TAs im Zeitpunkt einer Generierung einer Anomalieerfassungsausgabe ADO klein gemacht werden, wodurch die Schwankung der Lenkunterstützungskraft in einer Schutzoperation, die nach der Generierung der Anomalieerfassungsausgabe ADO durchgeführt wird, ausreichend klein gemacht werden kann.
In der ersten Ausführungsform wird in einem Zustand, in dem eine Anomalieerfassungsausgabe ADO, die ein Auftreten einer Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 anzeigt, generiert wird, ein Rückführungssignal TAs2 zum Rückführen des Lenkrads 1 in die neutrale Position als ein Hilfsdrehmomentsignal TAs generiert. Während die Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert wird, kann deshalb die Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 effektiv auf Null mit nur einer schwachen Einwirkung zurückgeführt werden, während die Lenkunterstützungskraft gemäß dem Hilfsdrehmomentsignal TAs verringert wird.
Ferner wird in der ersten Ausführungsform ein Nachfolgesignal TAs1 oder ein Rückführungssignal TAs2 durch Addieren oder Subtrahieren der Konstanten K1 kalkuliert. Deshalb kann das Nachfolgesignal TAs1 oder das Rückführungssignal TAs2 vor oder nach einer Generierung einer Anomalieerfassungsausgabe ADO allmählich vergrößert oder verringert werden. Als ein Ergebnis kann die Lenkunterstützungskraft ohne Verursachen einer starken Einwirkung effektiv gesteuert werden.
Ausführungsform 2
6 zeigt ein spezielles Beispiel des Hilfsdrehmomentsignals TAs in einer elektrischen Servolenksteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Das Hilfsdrehmomentsignal TAs, das in 6 gezeigt wird, unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform, die in 3 gezeigt wird, indem es eine Wellenform aufweist, die durch eine Tiefpassfilterbearbeitung erhalten wird. Der andere Teil der Konfiguration ist der gleiche wie in der ersten Ausführungsform, und Komponenten, Signale etc. mit den gleichen wie in der ersten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen wie den letzteren gegeben und werden nicht beschrieben.
Das Hilfsdrehmomentsignal TAs, das in 6 gezeigt wird, besteht aus einem Nachfolgesignal TAs3 und einem Rückführungssignal TAs4, die durch Tiefpassfilterbearbeitung generiert werden. Vom Zeitpunkt t1 erhöht sich das Nachfolgesignal TAs3, das durch Tiefpassfilterbearbeitung generiert wird, um einem Erfassungsdrehmomentsignal Ts nachzufolgen, das stufenweise ansteigt. Zunächst folgt das Nachfolgesignal TAs3 dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts mit einer relativ großen Änderungsrate nach. Das Nachfolgesignal TAs3 setzt danach fort, dem Erfassungsdrehmomentsignal Ts nachzufolgen, während sich die Änderungsrate allmählich verringert.
Vom Zeitpunkt t2 verringert sich das Rückführungssignal TAs4 in 6 allmählich zu dem 0-Pegel. Wie das Nachfolgesignal TAs3 verringert sich zunächst das Rückführungssignal TAs2, das durch Tiefpassfilterbearbeitung generiert wird, zu dem 0-Pegel mit einer großen Änderungsrate. Das Rückführungssignal TAs2 setzt danach fort, sich allmählich zu dem 0-Pegel zu verringern, während sich die Änderungsrate allmählich verringert.
7 ist ein Flussdiagramm einer Kalkulation des Hilfsdrehmomentsignals TAs, das in 6 gezeigt wird. Dieses Flussdiagramm entspricht Schritt S9 (Kalkulation eines Hilfsdrehmomentsignals) in 4. Das Flussdiagramm von 7 inkludiert zwei Schritte, d.h. Schritte S31 und S32. In Schritt S31 wird das Hilfsdrehmoment TA auf einen Wert gesetzt, der durch Addieren des Produktes TAt × K2 und des Hilfsdrehmomentzielwerts TAt und eines Koeffizienten K2 zu dem Produkt TA_n–1 × (1 – K2) eines vorangehenden Wertes TA_n–1 des Hilfsdrehmoments TA und (1 – K2) erhalten wird; d.h. das Hilfsdrehmoment TA wird auf TAt × K2 + TA_n–1 × (1 – K2) gesetzt. Der nächste Schritt S32 ist ein Rückkehrschritt, und daher wird Schritt S31 erneut ausgeführt.
Da das Hilfsdrehmomentsignal TAs gemäß der zweiten Ausführungsform durch Tiefpassfilterbearbeitung generiert wird, variieren das Nachfolgesignal TAs3 und das Rückführungssignal TAs4 auf eine derartige Art und Weise, dass sich ihre Änderungsrate allmählich verringert. Wenn eine Anomalieerfassungsausgabe durch das Drehmomenterfassungsmittel 11 generiert wird, kann deshalb das Hilfsdrehmoment TA ohne Verursachen einer starken Einwirkung effektiv gesteuert werden.
Ausführungsform 3
Eine dritte Ausführungsform ist eine verbesserte Version der ersten Ausführungsform. Nach Generieren einer Anomalieerfassungsausgabe ADO führt das Anomalieerfassungsmittel 23 eine Anomalieentscheidungsoperation AC zum Entscheiden über ein Auftreten einer Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 durch. Die Anomalieentscheidungsoperation AC sieht eine zwingende Schutzoperation in der Steuereinheit 13 vor. Die dritte Ausführungsform ist die gleiche wie die erste Ausführungsform mit Ausnahme der Anomalieentscheidungsoperation AC und der zwingenden Schutzoperation, die durch die erstere vorgesehen wird. Daher werden auch die gesamte Konfiguration von 1 und die elektrische Steuerschaltung von 2 gemäß der ersten Ausführungsform in der folgenden Beschreibung verwendet.
Sobald über ein Auftreten einer Anomalie durch eine Anomalieentscheidungsoperation AC entschieden wird, selbst wenn die Anomalieerfassungsausgabe ADO zeitweilig aufgetreten ist und dann aufgehoben wird, setzt in der dritten Ausführungsform das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21 den Zielwert TAt des Hilfsdrehmomentsignals TAs zwingend auf "0" und generiert zwingend ein Rückführungssignal TAs2. Zur gleichen Zeit wählt das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25 das Hilfsdrehmomentsignal TAs, das von dem Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel 21 zugeführt wird, und generiert eine Drehmomentsteuerausgabe Tc unter Verwendung des Hilfsdrehmomentsignals TAs.
Spezieller wird die Anomalieentscheidungsoperation AC auf die folgende Art und Weise durchgeführt. Wenn eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert wurde und die Drehmomentsteuerausgabe Tc für den elektrischen Motors 15 kleiner als ein vorbestimmter Wert geworden ist oder der Ansteuerstrom Im des elektrischen Motors 15 kleiner als ein vorbestimmter Wert geworden ist, wird über ein Auftreten einer Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 entschieden und ein Anomalieentscheidungsflag F2 wird auf "1" gesetzt. Sobald das Anomalieentscheidungsflag F2 auf "1" gesetzt ist, selbst wenn die Anomalieerfassungsausgabe ADO dann aufgehoben wird, wird der Zielwert TAt des Hilfsdrehmomentsignals TAs zwingend auf "0" gehalten und die Drehmomentsteuerausgabe Tc wird zwingend auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals TAs eingestellt. Die Schutzoperation, die durch die Anomalieentscheidungsoperation AC vorgesehen wird, setzt sich fort, bis die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet wird, d.h. bis die Energiequelle 14 für das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungs mittel 21, das Anomalieerfassungsmittel 23, das Steuerdrehmomenteinstellmittel 25, das Motorstrombestimmungsmittel 27 und das Motoransteuermittel 30 abgeschaltet wird.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Steuerung in dem elektrischen Motor 15 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, das eine modifizierte Version des Flussdiagramms von 4 ist. Schritten mit den gleichen Schritten in 4 werden die gleiche Bezugszeichen wie den letzteren gegeben und werden auf eine vereinfachte Art und Weise beschrieben.
Das Flussdiagramm von 8 unterscheidet sich von dem Flussdiagramm von 4 in den folgenden Punkten: Schritt S40 für eine Initialisierung ist nach dem Startschritt SO hinzugefügt; Schritt S41 ist zwischen Schritten S1 und S2 hinzugefügt; Schritt S42 ist zwischen Schritten S3 und S6 hinzugefügt; Schritt S43 ist zwischen Schritten S9 und S10 hinzugefügt; Schritt S44 ist zwischen Schritten S11/S12 und Schritt S13 hinzugefügt; und Schritt S45 und ein Endschritt S46 sind nach Schritt S13 hinzugefügt. Die Operation der dritten Ausführungsform wird nachstehend unter Betonung der obigen Unterschiede beschrieben.
In Schritt S40 werden sowohl das Anomalieerfassungsflag F1 als auch das Anomalieentscheidungsflag F2, das anzeigt, ob über ein Auftreten einer Anomalie entschieden wurde, auf "0" gesetzt. In Schritt S41, der Schritt S1 folgt, wird ein Ansteuerstrom Im des elektrischen Motors 15 erfasst. In Schritt S42, der Schritt S3/S4/S5 folgt, ob das Anomalieentscheidungsflag F2 einen Wert "1" hat. Der Prozess geht zu Schritt S6, falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S42 "nein" ist, und zu Schritt S8, falls es "ja" ist.
In Schritt S43 wird erneut beurteilt, ob das Anomalieentscheidungsflag F2 einen Wert "1" hat. Der Prozess geht zu Schritt S10, falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S43 "nein" ist, und zu Schritt 12, falls es "ja" ist. In Schritt S44 wird eine Anomalieentscheidungsbeurteilungsbearbeitung durchgeführt und dann geht der Prozess zu Schritt S13. In Schritt S45, der Schritt S13 folgt, wird beurteilt, ob die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet ist. Der Prozess kehrt zu Schritt S1 zurück, falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S45 "nein" ist, und geht zu dem Endschritt S46, falls es "ja" ist. In Schritt S46 ist die Steuerung durch die Steuereinheit 13 beendet.
Falls das Anomalieentscheidungsflag F2 in Schritt S44 auf "1" gesetzt ist, wird das Entscheidungsergebnis in Schritt S42 "ja" und daher wird in Schritt S8 der Zielwert TAt des Hilfsdrehmomentsignals TAs zwingend auf "0" gesetzt (Schritt S6 wird übersprungen). Falls das Anomalieentscheidungsflag F2 in Schritt S44 auf "1" gesetzt ist, wird das Beurteilungsergebnis in Schritt S43 auch "ja" und daher wird in Schritt S12 die Drehmomentsteuerausgabe Tc zwingend auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals TAs bestimmt (Schritt S10 wird übersprungen). Schritte S42 und S43 sehen eine zwingende Schutzoperation vor und die Drehmomentsteuerausgabe Tc wird auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals TAs, insbesondere seines Rückführungssignals TAs2, bestimmt. Die Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 wird gemäß dem Rückführungssignal TAs2 allmählich auf den 0-Pegel zurückgeführt.
9(a)-(e) sind Zeiteinstellungsdiagramme, die zeigen, wie Signale etc. variieren, die in die Steueroperation gemäß der dritten Ausführungsform einbezogen sind. 9(a) zeigt ein Erfassungsdrehmomentsignal Ts, 9(b) zeigt ein Hilfsdrehmomentsignal TAs, 9(c) zeigt eine Drehmomentsteuerausgabe Tc, 9(d) zeigt ein Anomalieerfassungsflag F1 und 9(e) zeigt ein Anomalieentscheidungsflag F2. Das Erfassungsdrehmomentsignal Ts steigt stufenweise in Zeitpunkt t1 und durchläuft einen Schwellwert Th, wenn es ansteigt. In Zeitpunkt t2 steigt eine Anomalieerfassungsausgabe ADO an und das Hilfsdrehmomentsignal TAs wird von einem Nachfolgesignal TAs1 zu einem Rückführungssignal TAs2 umgeschaltet. Die Drehmomentsteuerausgabe Tc erreicht einen vorbestimmten Wert Tc0 in Zeitpunkt t4, worauf eine Anomalieentscheidungsoperation AC durchgeführt wird und das Anomalieentscheidungsflag F2 auf "1" gesetzt wird.
Sobald das Anomalieentscheidungsflag F2 in Zeitpunkt t4 auf "1" gesetzt ist, wird, selbst wenn die Generierung der Anomalieerfassungsausgabe ADO dann aufgehoben wird, das Rückführungssignal TAs2 des Hilfsdrehmomentsignals TAs zwingend allmählich zu dem neutralen Wert "0" verringert und erreicht den 0-Pegel in Zeitpunkt t3.
10 ist ein Flussdiagramm, das die Anomalieentscheidungsbeurteilungsoperation von Schritt S44 zeigt. Das Flussdiagramm von 10 inkludiert vier Schritte, d.h. Schritte S51-S54. In Schritt S51 wird beurteilt, ob das Anomalieerfassungsflag F1 einen Wert "1" hat. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S51 "nein" ist, geht der Prozess direkt zu dem Rückkehrschritt S54. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S51 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S52, wo beurteilt wird, ob der Absolutwert der Drehmomentsteuerausgabe Tc kleiner als der vorgeschriebene Wert Tc0 ist, d.h. ob |Tc| < Tc0 gilt. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S52 "nein" ist, geht der Prozess zu dem Rückkehrschritt S54. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S52 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S53, wo das Anomalieentscheidungsflag F2 auf "1" gesetzt wird.
In der dritten Ausführungsform entscheidet eine Anomalieentscheidungsoperation AC über ein Auftreten einer Anomalie nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit von einem Zeitpunkt, wenn eine Anomalieerfassungsoperation AD gestartet wird, um eine Anomalieerfassungsausgabe ADO zu generieren. Nachdem über das Auftreten einer Anomalie entschieden ist, wird eine zwingende Schutzoperation durchgeführt. Selbst wenn die Anomalieerfassungsausgabe ADO zeitweilig aufgetreten ist und dann aufgehoben wird, verringert sich das Hilfsdrehmomentsignal TAs allmählich zu einem Pegel entsprechend dem neutralen Wert "0". Da eine Drehmomentsteuerausgabe Tc auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals TAs bestimmt wird, kann eine stabile Schutzoperation nach Generierung einer Anomalieentscheidungsausgabe ACO durchgeführt werden.
Die zwingende Schutzoperation setzt sich fort, bis die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet wird. Deshalb kann die Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 unter einer stabilen Schutzoperation auf "0" zurückgeführt werden. Dies verhindert eine anomale Steuerung, in der sich die Lenkunterstützungskraft während einer Schutzoperation plötzlich erhöht.
Ausführungsform 4
Eine vierte Ausführungsform ist die gleiche wie die dritte Ausführungsform darin, dass eine Anomalieentscheidungsoperation AC über ein Auftreten einer Anomalie nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit von einem Zeitpunkt entscheidet, wenn eine Anomalieerfassungsoperation AD gestartet wird, um eine Anomalieerfassungsausgabe ADO zu generieren, und dass eine zwingende Schutzoperation danach durchgeführt wird, bis die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet wird. Andererseits wird in der vierten Ausführungsform an Stelle des Prozesses des Flussdiagramms von 10 der Prozess eines Flussdiagramms, das in 11 gezeigt wird, in Schritt S44 in dem Flussdiagramm von 8 ausgeführt. Der andere Teil der Konfiguration ist der gleiche wie in der dritten Ausführungsform, und das Flussdiagramm von 8 wird in der folgenden Beschreibung der vierten Ausführungsform verwendet wie es ist.
Das Flussdiagramm von 11 inkludiert Schritt S55 an Stelle von Schritt S52, der in dem Flussdiagramm von 10 inkludiert ist. Schritt S55 wird ausgeführt, falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S51 "ja" ist. In Schritt S55 wird beurteilt, ob der Absolutwert des Ansteuerstroms Im des elektrischen Motors 15, der in Schritt S41 in 8 erfasst wurde, kleiner als ein vorbestimmter Wert Im0 ist, d.h. ob |Im| < Im0 gilt. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S55 "nein" ist, geht der Prozess zu dem Rückkehrschritt S54. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S55 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S53, wo das Anomalieentscheidungsflag F2 auf "1" gesetzt wird.
Die vierte Ausführungsform sieht die gleichen Vorteile vor wie es die dritte Ausführungsform tut.
Ausführungsform 5
Eine fünfte Ausführungsform ist die gleiche wie die dritte Ausführungsform darin, dass eine Anomalieentscheidungsoperation AC über ein Auftreten einer Anomalie nach einer Anomalieerfassungsoperation AD entscheidet, die gestartet wird, um eine Anomalieerfassungsausgabe ADO zu generieren, und dass eine zwingende Schutzoperation danach durchgeführt wird, bis die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet wird. Andererseits wird in der fünften Ausführungsform der Prozess eines Flussdiagramms von 12 an Stelle des Prozesses des Flussdiagramms von 8 ausgeführt.
In der dritten Ausführungsform wird eine Anomalieentscheidungsoperation AC nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit seit Generierung einer Anomalieerfassungsausgabe ADO durchgeführt. Im Gegensatz dazu wird in der fünften Ausführungsform eine Anomalieentscheidungsoperation AC in dem gleichen Zeitpunkt wie eine Generierung einer Anomalieerfassungsausgabe ADO durchgeführt. Das Flussdiagramm von 12 unterscheidet sich von dem von 8 darin, dass Schritt S44 von 8 entfernt wird und Schritt S47 nach Schritt S5 hinzugefügt wird. Das Flussdiagramm von 12 ist in den anderen Punkten das gleiche wie das von 8, und Schritten in 12 mit den gleichen Schritten in 8 werden die gleichen Bezugszeichen wie den letzteren gegeben und werden nicht beschrieben.
Nachdem eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert wurde und das Anomalieerfassungsflag F1 in Schritt S5 auf "1" gesetzt wurde, wird in Schritt 47 in 12 das Anomalieentscheidungsflag F2 auf "1" gesetzt. Als ein Ergebnis wird das Beurteilungsergebnis in Schritt 42 "ja", und in Schritt S8 wird der Zielwert TAt des Hilfsdrehmomentsignals TAs zwingend auf "0" gesetzt. Das Beurteilungsergebnis in Schritt S53 wird auch "ja", und in Schritt S12 wird die Drehmomentsteuerausgabe Tc zwingend auf das Hilfsdrehmomentsignal TAs gesetzt (d.h. die Drehmomentsteuerausgabe Tc wird durch das Hilfsdrehmomentsignal TAs bestimmt). Eine zwingende Schutzoperation setzt sich in diesem Zustand fort, bis die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet wird.
13(a)-13(e) sind Zeiteinstellungsdiagramme, die zeigen, wie Signale etc. variieren, die in die Steueroperation gemäß der fünften Ausführungsform einbezogen sind. 13(a) zeigt ein Erfassungsdrehmomentsignal Ts, 13(b) zeigt ein Hilfsdrehmomentsignal TAs, 13(c) zeigt eine Drehmomentsteuerausgabe Tc, 13(d) zeigt ein Anomalieerfassungsflag F1 und 13(e) zeigt ein Anomalieentscheidungsflag F2. Das Erfassungsdrehmomentsignal Ts steigt stufenweise in Zeitpunkt t1 und durchläuft einen Schwellwert Th, wenn es ansteigt. In Zeitpunkt t2 steigt eine Anomalieerfassungsausgabe ADO an und das Hilfsdrehmomentsignal TAs wird von einem Nachfolgesignal TAs1 zu einem Rückführungssignal TAs2 umgeschaltet. In Zeitpunkt t2 wird eine Anomalieentscheidungsoperation AC durchgeführt und das Anomalieentscheidungsflag F2 wird auf "1" gesetzt.
In der fünften Ausführungsform setzt sich nach Zeitpunkt t2 eine zwingende Schutzoperation fort, bis die Energiequelle 14 für die Steuereinheit 13 abgeschaltet wird. Dies verhindert eine anomale Steuerung, in der die Lenkunterstützungskraft während einer Schutzoperation plötzlich ansteigt, selbst wenn die Anomalieerfassungsausgabe ADO zeitweilig aufgetreten ist und dann aufgehoben wird.
Ausführungsform 6
14 ist ein Flussdiagramm, das zeigt, wie eine Anomalieerfassungsausgabe ADO in einer sechsten Ausführungsform generiert wird. Der Prozess des Flussdiagramms von 14 kann Schritte S2-S5 in 4, 8 oder 12 ersetzen. Das Flussdiagramm von 14 besteht aus Schritten S2, S3 und S5 und inkludiert Schritt S4 nicht. In Schritt S2 wird beurteilt, ob das Drehmomentsignal Ts, das das Erfassungsdrehmoment T anzeigt, kleiner als ein Schwellwert Th ist. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S2 "nein" ist, geht der Prozess direkt zu Schritt S5, wo das Anomalieerfassungsflag F1 auf "1" gesetzt wird. Falls das Beurteilungsergebnis in Schritt S2 "ja" ist, geht der Prozess zu Schritt S3, wo das Anomalieerfassungsflag F1 auf "0" gesetzt wird.
In dem Prozess des Flussdiagramms von 14, wie in 15 gezeigt, steigt das Drehmomentsignal Ts in Zeitpunkt t1 stufenweise an. Falls das Drehmomentsignal Ts einen Schwellwert Th durchläuft, wenn es ansteigt, wird in Zeitpunkt t1 eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert und das Anomalieerfassungsflag F1 wird auf "1" gesetzt. Als ein Ergebnis in Zeitpunkt t1 wird der Zielwert TAt des Hilfsdrehmomentsignals TAs in Schritt S8 auf "0" gesetzt. Von Zeitpunkt t1 verringert sich das Hilfsdrehmomentsignal TAs allmählich zu dem 0-Pegel. Als ein Ergebnis nimmt das Hilfsdrehmomentsignal TAs die Form eines Rückführungssignals TAs2 von Zeitpunkt t1 an (d.h. kein Nachfolgesignal TAs1 erscheint).
Wenn in der sechsten Ausführungsform eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 erfasst wird, wird ein Rückführungssignal TAs2 als ein Hilfsdrehmomentsignal generiert, das mit einem Erfassungsdrehmomentsignal Ts koexistiert, um unverzüglich auf eine Anomalieerfassungsausgabe ADO zu reagieren. Es wird eine Drehmomentsteuerung in dem elektrischen Motor 15 durch Verwenden des Rückführungssignals TAs2 durchgeführt, wodurch sich die Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 allmählich zu dem neutralen Wert "0" verringert. Da eine Umschaltung zu dem Hilfsdrehmomentsignal TAs vorgenommen wird, um auf die Anomalieerfassungsausgabe ADO unverzüglich zu reagieren, wird die Verzögerungszeit verkürzt. Dies macht es möglich, eine Schwankung der Lenkunterstützungskraft in einer Verzögerungsperiode zu unterdrücken.
Auch nimmt in der sechsten Ausführungsform in einem Zustand, in dem eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert wird, die ein Auftreten einer Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel 11 anzeigt, das Hilfsdrehmomentsignal TAs die Form eines Rückführungssignals TAs2 für eine allmähliche Rückführung der Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 auf Null an. Während eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert wird, kann deshalb die Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors 15 gemäß einem Rückführungssignal TAs2 allmäh lich verringert und mit nur einer schwachen Einwirkung effektiv auf Null zurückgeführt werden.
Ausführungsform 7
Wie in 16 gezeigt, besteht in einer siebten Ausführungsform das Drehmomenterfassungsmittel 11 aus einer Vielzahl von Drehmomenterfassungsmitteln, z.B. zwei Drehmomenterfassungsmitteln 11a und 11b. Ein Drehmomentdifferenzerfassungsmittel 18 ist mit den Drehmomenterfassungsmitteln 11a und 11b verbunden. Es wird eine Anomalieerfassungsausgabe ADO generiert, wenn die Differenz zwischen den Drehmomentsignalen Tsa und Tsb, die von den jeweiligen Drehmomenterfassungsmitteln 11a und 11b ausgegeben werden, einen vorbestimmten Wert überschritten hat. Das Drehmomenterfassungsmittel 11 gemäß der siebten Ausführungsform erlaubt eine Erfassung einer Anomalie in sich selbst.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der elektrischen Servolenksteuervorrichtung der Erfindung, wenn eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel erfasst wird und eine Anomalieerfassungsausgabe generiert wird, eine Drehmomentsteuerausgabe auf der Basis eines Hilfsdrehmomentsignals eingestellt werden, um unverzüglich auf die Generierung der Anomalieerfassungsausgabe zu reagieren. Deshalb kann die Verzögerungszeit von der Generierung der Anomalieerfassungsausgabe zu einer Umschaltung zu dem Hilfsdrehmomentsignal verkürzt werden und die Schwankung der Lenkunterstützungskraft in der Verzögerungsperiode kann auf einen ausreichend kleinen Wert unterdrückt werden.

Claims

Elektrische Servolenksteuervorrichtung, die einen elektrischen Motor zum Ausüben einer Lenkunterstützungskraft auf ein Lenksystem inkludiert und die Lenkunterstützungskraft von dem elektrischen Motor steuert, umfassend: Drehmomenterfassungsmittel (11) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments (T), das auf das Lenksystem angewendet wird und zum Generieren eines Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) einer Größe, die dem Lenkdrehmoment entspricht; Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) zum Einstellen einer Drehmomentsteuerausgabe (Tc) für den elektrischen Motor (15); gekennzeichnet durch Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel (21), die das Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) empfangen, zum Generieren eines Hilfsdrehmomentsignals (TAs) in Übereinstimmung mit einer Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) auf eine derartige Art und Weise, dass das Hilfsdrehmomentsignal (TAs) mit dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) koexistiert; Anomalieerfassungsmittel (23) zum Generieren einer Anomalieerfassungsausgabe (ADO), wenn eine Anomalie in dem Drehmomenterfassungsmittel (11) erfasst wird, auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts); Motorstrombestimmungsmittel (27) zum Bestimmen eines Ansteuerstroms des elektrischen Motors auf der Basis der Drehmomentsteuerausgabe (Tc), wobei die Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) ausgebildet sind, die Drehmomentsteuerausgabe (Tc) für den elektrischen Motor (15) auf der Basis von einem von dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) und dem Hilfsdrehmomentsignal (TAs) einzustellen, wobei das Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) die Drehmomentsteuerausgabe (Tc) auf der Basis des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) einstellt, wenn das Anomalieerfassungsmittel (23) die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) nicht generiert hat, und das Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) die Drehmomentsteuerausgabe (Tc) auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals (TAs) einstellt, wenn das Anomalieerfassungsmittel (23) die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert hat.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenn eine Schwankung in dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) aufgetreten ist, das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel (21) als das Hilfsdrehmomentsignal (TAs) ein Nachfolgesignal (TAs1, TAs3) generiert, das der Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) nachfolgt.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Nachfolgesignal (TAs1, TAs3) sich allmählich zu dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) mit dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) als einen Zielwert ändert.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Nachfolgesignal durch eine von einer Operation zum Addieren einer Konstanten und einer Operation zum Subtrahieren einer Konstanten generiert wird, wobei die Operationen zu dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) als einen Zielwert stattfinden.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Nachfolgesignal durch eine Operation einer Tiefpassfilterung einer Schwankung des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) generiert wird, wobei die Operation zu dem Erfassungsdrehmomentsignal (Ts) als einen Zielwert stattfindet.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel (21) ein Rückführungssignal (TAs2, TAs4) zum Rückführen der Lenkunterstützungskraft von dem elektrischen Motor (15) auf Null generiert, wenn die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert wurde.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei sich das Rückführungssignal (TAs2, TAs4) allmählich zu einem Signalpegel entsprechend einer neutralen Position ändert.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Rückführungssignal (TAs2, TAs4) durch eine Operation generiert wird, die zu dem Signalpegel entsprechend der neutralen Position als ein Ziel stattfindet.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Rückführungssignal durch eine von einer Operation zum Addieren einer Konstanten und einer Operation zum Subtrahieren einer Konstanten generiert wird, wobei die Operationen zu dem Signalpegel entsprechend der neutralen Position als einen Zielwert stattfinden.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Rückführungssignal durch eine Operation einer Tiefpassfilterung einer Schwankung zu dem Signalpegel entsprechend der neutralen Position generiert wird, wobei die Operation zu dem Signalpegel entsprechend der neutralen Position als einen Zielwert stattfindet.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anomalieerfassungsmittel (21) zusätzlich zu der Anomalieerfassungsausgabe (ADO) eine Anomalieentscheidungsausgabe (ACO) bei oder nach der Generierung der Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Anomalieentscheidungsausgabe (ACO) nach einem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit seit der Generierung der Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert wird.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Anomalieentscheidungsausgabe (ACO) generiert wird, nachdem die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert wurde, und mindestens eines von der Drehmomentsteuerausgabe (Tc) und dem Ansteuerstrom (Im) des elektrischen Motors (15) kleiner als ein vorbestimmter Wert geworden ist.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Anomalieentscheidungsausgabe (ACO) in dem gleichen Zeitpunkt generiert wird wie die Generierung der Anomalieerfassungsausgabe (ADO).
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei wenn die Anomalieentscheidungsausgabe (ACO) generiert wurde, das Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) die Drehmomentsteuerausgabe (Tc) auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals (TAs) einstellt, das von dem Hilfsdrehmoment-Generierungsmittel (21) zugeführt wird, selbst wenn die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) aufgehoben wird.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei wenn die Anomalieentscheidungsausgabe (ACO) generiert wurde, das Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) die Drehmomentsteuerausgabe (Tc) auf der Basis des Hilfsdrehmomentsignals (TAs) einstellt, das von dem Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel (21) zugeführt wird, bis eine Energiequelle (14) für das Hilfsdrehmoment-Generierungsmittel (21), das Anomalieerfassungsmittel (23), das Steuerdrehmomenteinstellmittel (25) und Motorstrombestimmungsmittel (27) abgeschaltet wird, selbst wenn die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) aufgehoben wird.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenn die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert wurde, das Hilfsdrehmomentsignal-Generierungsmittel (21) als das Hilfsdrehmomentsignal (TAs) ein Rückführungssignal (TAs2, TAs4) zum Rückführen der Lenkunterstützungskraft des elektrischen Motors (15) auf Null generiert.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anomalieerfassungsmittel (23) die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert, wenn ein Zustand, in dem eine Größe des Erfassungsdrehmomentsignals (Ts) größer als einen vorbestimmten Wert ist, für eine vorbestimmte Zeit oder mehr angedauert hat.
Elektrische Servolenksteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anomalieerfassungsmittel (23) Differenzerfassungsmittel (18) zum Erfassen einer Differenz zwischen Erfassungsdrehmomentsignalen (Tsa, Tsb) umfasst, die durch eine Vielzahl der Drehmomenterfassungsmittel (11a, 11b) generiert werden, und die Anomalieerfassungsausgabe (ADO) generiert, wenn die Differenz größer als ein vorbestimmter Wert geworden ist.