DE19509421A1 - Electronically controlled power steering system - Google Patents
Electronically controlled power steering systemInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch gesteuerte Servolenkeinrichtung, deren Lenkverhalten in der Weise gesteuert werden kann, daß nicht nur die Fahrgeschwindigkeit eines Automobils, sondern auch der Lenkeinschlagwinkel berücksichtigt wird.The present invention relates to a electronically controlled power steering device, Steering behavior can be controlled in a way that not only the driving speed of an automobile, but also the Steering angle is taken into account.
Bei einem großen Fahrzeug oder Automobil, das Niederdruckreifen verwendet, erhöht sich der Walkwiderstand der Vorderräder, und daher wird für die Vorderräder eine hohe Lenkkraft benötigt, mit der Folge, daß der Fahrer keine schnelle Lenkbewegung durchführen kann. Ferner wird auch gemäß dem aktuellen "VV"-Trend (vorne liegender Motor und Vorderradantrieb) [FF: front engine front wheel drive] und wegen einer Tendenz zu immer breiteren Reifen eine hohe Lenkkraft am Lenkrad erforderlich, mit der Folge, daß dem Fahrer beim Lenken eine hohe Belastung aufgebürdet wird.For a large vehicle or automobile that Using low pressure tires increases the flex resistance of the Front wheels, and therefore becomes high for the front wheels Steering force required, with the result that the driver has none can perform fast steering movement. Furthermore, according to the current "VV" trend (front engine and Front wheel drive] and because of a tendency towards wider and wider tires Steering force on the steering wheel required, with the result that the Driver is burdened with a high load when steering.
Um die Belastung des Fahrers zu mildern, eine schnellere Lenkarbeit zu ermöglichen und das Lenksystem platzsparend zu gestalten, ist in einem die Lenkkraft übertragenden Pfad ein druckverstärkendes Gerät eingebaut. Mithin wird die zum Betätigen der Lenkeinrichtung erforderliche Lenkkraft mit Hilfe dieses Druckverstärkers gemindert, und solche Servolenkeinrichtungen werden in Automobile eingebaut. Grundsätzlich wird der Druckverstärker mit hydraulischem Druck betrieben, der von einer durch einen Motor angetriebenen Hydraulikpumpe erzeugt wird.To alleviate the driver's burden, a faster one To enable steering work and the steering system to save space shape, is in a path transmitting the steering force pressure-boosting device installed. So it becomes Actuate the steering device required steering force with the help this pressure booster diminished, and such Power steering devices are installed in automobiles. Basically, the pressure booster with hydraulic pressure operated by one powered by a motor Hydraulic pump is generated.
Das vorstehend beschriebene Servolenksystem ist jedoch so aufgebaut, daß der Lenkkraftaufwand des Lenksystems umso kleiner ist, je höher die Motordrehzahl ist.However, the power steering system described above is so built that the steering effort of the steering system all the more is smaller, the higher the engine speed.
Bei einer Servolenkeinrichtung, in der die Druckverstärkung ständig beibehalten wird, wird daher bei hohen Fahrgeschwindigkeiten des Automobils das servounterstützte Lenkrad zu leichtgängig, so daß ein Unfall verursacht werden kann. In a power steering system in which the pressure boost is constantly maintained, therefore at high Driving speeds of the automobile the servo-assisted Steering wheel too easy to cause an accident can.
Es wurde bereits versucht, das vorstehend beschriebene Problem zu überwinden, indem eine elektronisch gesteuerte Servolenkeinrichtung entworfen und in die Praxis umgesetzt wurde, bei der ein Mikroprozessor die zum Betätigen des Lenkrads erforderliche Kraft in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Automobils und der Drehzahl des Motors einstellt.Attempts have been made to do the above Overcome problem by using an electronically controlled one Power steering device designed and put into practice was in which a microprocessor to operate the Steering wheel required force depending on the Driving speed of the automobile and the speed of the engine sets.
Bei der vorstehend genannten herkömmlichen Art von elektronisch gesteuerter Servolenkeinrichtung werden Daten über den Zustand des Automobils, wie z. B. die Geschwindigkeit des Automobils, die Veränderung der Motordrehzahl und dgl., in einen Mikroprozessor eingegeben. Dann gibt der Mikroprozessor Steuersignale in der Weise aus, daß der Innendruck eines Zylinders auf einen richtigen Pegel, gemäß dem vom Mikroprozessor beurteilten Zustand des Automobils, eingestellt werden kann. Auf diese Weise wird die zum Betätigen des Lenkrads erforderliche Kraft angemessen verändert.In the conventional type of electronically controlled power steering device data over the condition of the automobile, such as B. the speed of the Automobiles, the change in engine speed and the like, in entered a microprocessor. Then the microprocessor gives Control signals in such a way that the internal pressure of a Cylinder to a correct level, according to the Microprocessor assessed condition of the automobile, set can be. In this way, the one for actuating the Steering wheel required force changed appropriately.
Die vorstehend genannte herkömmliche Art von elektronisch gesteuerter Servolenkeinrichtung steuert die Lenkkraft jedoch nur unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Automobils und der Drehzahl des Motors. Sie berücksichtigt beim Verändern der Lenkkraft nicht den Lenkeinschlagwinkel. Wenn die Geschwindigkeit des Automobils oder die Drehzahl des Motors sich abrupt ändert, ändert sich deshalb auch das Betätigungsverhalten des Lenkrads, was einen Nachteil darstellt.The aforementioned conventional type of electronic controlled power steering device controls the steering force only taking into account the speed of the automobile and the speed of the engine. It takes into account when changing the steering force not the steering angle. If the Speed of the automobile or the speed of the engine therefore, that changes abruptly Operating behavior of the steering wheel, which is a disadvantage represents.
In diesem Fall führt der Fahrer nämlich das Lenkrad, ohne sich der plötzlichen Änderung der Lenkkraft bewußt zu sein, und folglich kann das Lenkrad mit geringer Kraft zu einem großen Einschlagwinkel gedreht werden.In this case, the driver guides the steering wheel without to be aware of the sudden change in steering force, and consequently, the steering wheel can become a large one with little force Turn angle can be rotated.
Wenn während einer schnellen Fahrt das Lenkrad entgegen der Absicht der Fahrers infolge einer plötzlichen Änderung der Lenkkraft zu einem großen Einschlagwinkel gedreht wird, ändert sich abrupt die Fahrrichtung des Automobils und behindert die Fahrt anderer Automobile oder verursacht einen Zusammenstoß oder Auffahrunfall, mit der möglichen Folge, daß Sachschäden entstehen oder Menschenleben gefährdet werden.If the steering wheel turns against the Intention of the driver due to a sudden change in the Steering force is turned to a large steering angle changes abruptly changes the direction of the automobile and hinders it Driving other automobiles or causing a collision or rear-end collision, with the possible consequence that property damage arise or human lives are endangered.
In schwerwiegenden Fällen kann infolge des plötzlichen Verdrehens des Lenkrads die Mittellinie der Straße überfahren werden, oder der Wagen kann ohne Warnsignal aus der Fahrspur ausbrechen, so daß ein schwerer Unfall die Folge ist.In severe cases, the sudden Turn the steering wheel to cross the center line of the road or the car can leave the lane without a warning signal break out, resulting in a serious accident.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Überwindung der vorstehend genannten Nachteile der herkömmlichen Verfahren.The present invention aims to overcome disadvantages of the conventional methods mentioned above.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Angabe einer elektronisch gesteuerten Servolenkeinrichtung, bei der sich die zum Betätigen des Lenkrads erforderliche Kraft nicht nur in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eines Automobils, sondern auch in Abhängigkeit vom Lenkeinschlagwinkel ändert, damit die Fahrsicherheit eines Automobils gewährleistet ist.An object of the present invention is therefore in the specification of an electronically controlled power steering device, at which the force required to operate the steering wheel not just depending on the speed of one Automobiles, but also depending on Steering angle changes so that the driving safety of a Automobile is guaranteed.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe einer elektronisch gesteuerten Servolenkeinrichtung, bei der die zum Betätigen des Lenkrads erforderliche Kraft ohne Rücksicht auf den Fahrzustand des Automobils auf einem konstanten Wert gehalten wird, wenn für ein Automobil Geschwindigkeitssignale erfaßt werden, die außerhalb des Normalbereichs liegen; dadurch wird ein fehlerhafter Betrieb, nämlich eine durch ein abnormales Geschwindigkeits-Istsignal beeinflußte Änderung der zum Betätigen des Lenkrads erforderlichen Kraft, verhindert.Another object of the present invention is Specification of an electronically controlled power steering device, at the force required to operate the steering wheel without Consideration of the driving condition of the automobile on one constant value is kept when for an automobile Speed signals are detected that are outside the Normal range; this will result in faulty operation, namely by an abnormal speed actual signal influenced change in the actuation of the steering wheel required force prevented.
Zur Erreichung des vorgenannten Ziels ist die
erfindungsgemäße elektronisch gesteuerte Servolenkeinrichtung
mit folgenden Merkmalen versehen:
einem Energieversorgungsabschnitt zum Liefern von
elektrischem Strom;
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen der
Geschwindigkeit eines Automobils und zum Umwandeln der erfaßten
Geschwindigkeit in elektrische Signale;
einem Lenkeinschlagwinkel-Sensor zum Erfassen des
Lenkeinschlagwinkels eines Lenkrads und zum Umwandeln des
erfaßten Winkels in elektrische Signale;
einer mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und dem
Lenkeinschlagwinkel -Sensor verbundenen Mikrosteuereinheit zur
Ausgabe von Steuerdatensignalen zum Einstellen eines
Servohydraulikdrucks unter Verwendung von Daten, die den vom
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gelieferten
Fahrzeuggeschwindigkeitssignalen und den vom
Lenkeinschlagwinkel-Sensor gelieferten Lenkeinschlagwinkel-
Signalen entsprechen; und
einer mit der Mikrosteuereinheit verbundenen
Hydrauliksteuereinrichtung zum Umsetzen der Steuerdatensignale
in eine Ausgangsspannung von variablem Zyklus gemäß den Werten
der von der Mikrosteuereinheit ausgegebenen Steuerdatensignale,
um einen Spulenstrom zu steuern und dadurch den Öffnungsgrad
eines Magnetventils zu verändern.To achieve the aforementioned goal, the electronically controlled power steering device according to the invention is provided with the following features:
a power supply section for supplying electric power;
a vehicle speed sensor for detecting the speed of an automobile and converting the detected speed into electrical signals;
a steering angle sensor for detecting the steering angle of a steering wheel and for converting the detected angle into electrical signals;
a microcontroller connected to the vehicle speed sensor and the steering angle sensor for outputting control data signals for setting a servo hydraulic pressure using data corresponding to the vehicle speed signals provided by the vehicle speed sensor and the steering angle signals provided by the steering angle sensor; and
a hydraulic control device connected to the micro control unit for converting the control data signals into an output voltage of variable cycle according to the values of the control data signals output by the micro control unit in order to control a coil current and thereby to change the opening degree of a solenoid valve.
Das oben genannte Ziel sowie weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die eingehende, sich auf die bei liegenden Zeichnungen beziehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung noch deutlicher; in den Zeichnungen zeigenThe above goal as well as other advantages of present invention are characterized by the detailed, on the description of the accompanying drawings preferred embodiment of the present invention more clear; show in the drawings
Fig. 1A und 1B im einzelnen die Schaltkreise der erfindungsgemäßen elektronisch gesteuerten Servolenkeinrichtung; und Fig. 1A and 1B in detail the circuits of the electronically controlled power steering device according to the invention; and
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Betriebsweise der erfindungsgemäßen elektronisch gesteuerten Servolenkeinrichtung. Fig. 2 is a flow chart illustrating the operation of the electronically controlled power steering device according to the invention.
Die Fig. 1A und 1B zeigen im einzelnen die Schaltkreise der erfindungsgemäßen elektronisch gesteuerten Servolenkeinrichtung. FIGS. 1A and 1B show in greater detail the circuits of the electronically controlled power steering device according to the invention.
Wie in den Fig. 1A und 1B gezeigt, enthält die
erfindungsgemäße elektronisch gesteuerte Servolenkeinrichtung:
einen Energieversorgungsabschnitt 1 zum Liefern der Energie,
die zum Betrieb der Servolenkeinrichtung erforderlich ist;
einen Istwert-Erfassungsabschnitt 2 zum Erfassen der
Geschwindigkeit eines Automobils, des Lenkeinschlagwinkels und
der Motordrehzahl und zu deren Umwandlung in elektrische
Signale; eine mit dem Energieversorgungsabschnitt 1 und dem
Istwert-Erfassungsabschnitt 2 verbundene Mikrosteuereinheit 3
zur Ausgabe von Steuersignalen, um die Lenkkraft der
Servolenkeinrichtung zu verändern; einen mit der
Mikrosteuereinheit 3 verbundenen Hydrauliksteuerabschnitt 4 zum
Einstellen einer Ausgangsspannung gemäß den von der
Mikrosteuereinheit 3 ausgegebenen Daten und zum Verändern der
Zyklen der Steuersignale; eine Magnetventilspule L51, deren
elektrischer Strom gemäß den Zyklen der Steuersignale des
Hydrauliksteuerabschnitts 4 geändert wird; und einen mit der
Magnetventilspule L51 verbundenen Fehlerkompensationsabschnitt
5 zum Zurückkoppeln einer Information über die der
Magnetventilspule L51 zugeführte Spannung, um Fehler der
Hydrauliksteuerung zu kompensieren, die durch eine - sich in
einem veränderten Widerstandswert ausdrückende -
Verschlechterung der Magnetventilspule L51 verursacht werden.As shown in FIGS. 1A and 1B, the electronically controlled power steering device according to the invention contains:
a power supply section 1 for supplying the power required to operate the power steering device; an actual value detection section 2 for detecting the speed of an automobile, the steering angle and the engine speed and converting them into electrical signals; a micro control unit 3 connected to the power supply section 1 and the actual value detection section 2 for outputting control signals to change the steering force of the power steering device; a hydraulic control section 4 connected to the micro control unit 3 for setting an output voltage in accordance with the data output from the micro control unit 3 and for changing the cycles of the control signals; a solenoid valve coil L51 whose electric current is changed in accordance with the cycles of the control signals of the hydraulic control section 4 ; and an error compensation section 5 connected to the solenoid valve coil L51 for feeding back information about the voltage supplied to the solenoid valve coil L51 to compensate hydraulic control errors caused by deterioration of the solenoid valve coil L51 expressed in a changed resistance value.
Der Energieversorgungsabschnitt 1 enthält: eine Batterie B+; eine Diode D11, deren Anode an der Batterie B+ angeschlossen ist; Kondensatoren C11 und C12, von denen je ein Anschluß mit der Kathode der Diode D11 verbunden ist, während der jeweilige zweite Anschluß der Kondensatoren C11 und C12 an Masse liegt; einen Spannungsregler 11, dessen Eingang VI mit dem gemeinsamen Anschluß der Kondensatoren C11 und C12 verbunden ist; und Kondensatoren C13 und C14, von denen je ein Anschluß mit einem Verbindungspunkt zwischen dem Ausgang VO des Spannungsreglers 11 und einem Spannungsversorgungseingang -EA/VP der Mikrosteuereinheit 3 verbunden ist, während der jeweilige zweite Anschluß der Kondensatoren C13 und C14 an Masse liegt.The power supply section 1 includes: a battery B +; a diode D11 whose anode is connected to the battery B +; Capacitors C11 and C12, of which one connection is connected to the cathode of the diode D11, while the respective second connection of the capacitors C11 and C12 is grounded; a voltage regulator 11 , the input VI of which is connected to the common connection of the capacitors C11 and C12; and capacitors C13 and C14, each of which is connected to a connection point between the output VO of the voltage regulator 11 and a voltage supply input -EA / VP of the microcontroller 3 , while the respective second connection of the capacitors C13 and C14 is connected to ground.
Der Istwert-Erfassungsabschnitt 2 enthält: einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24; einen mit dem Ausgang des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 24 verbundenen Abschnitt 21 zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals; einen Lenkeinschlagwinkel-Sensor 25; einen mit dem Ausgang des Lenkeinschlagwinkel-Sensors 25 verbundenen Abschnitt 22 zur Verarbeitung des Lenkeinschlagwinkel-Signals; und einen Abschnitt 23 zur Verarbeitung des Motordrehzahl-Signals.The actual value detection section 2 includes: a vehicle speed sensor 24 ; a section 21 connected to the output of the vehicle speed sensor 24 for processing the vehicle speed signal; a steering angle sensor 25 ; a section 22 connected to the output of the steering angle sensor 25 for processing the steering angle signal; and a section 23 for processing the engine speed signal.
Der Abschnitt 21 zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und der Abschnitt 22 zur Verarbeitung des Lenkeinschlagwinkel-Signals weisen die gleiche Schaltkreisform auf; daher wird nachfolgend nur der Abschnitt 21 zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals beschrieben, um sich überlappende Beschreibungen zu vermeiden.The section 21 for processing the vehicle speed signal and the section 22 for processing the steering angle signal have the same circuit shape; therefore, only the section 21 for processing the vehicle speed signal is described below in order to avoid overlapping descriptions.
Der Abschnitt 21 zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals enthält: einen Widerstand R211, dessen erster Anschluß mit einer Spannungsquelle Vcc und dessen zweiter Anschluß mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 verbunden ist; einen Widerstand R212, dessen erster Anschluß mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 verbunden ist; eine Diode D211, deren Kathode mit der Spannungsquelle Vcc und deren Anode mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R212 verbunden ist; einen Kondensator C211, dessen erster Anschluß mit der Anode der Diode D211 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Widerstand R213, dessen erster Anschluß mit der Spannungsquelle Vcc verbunden ist; einen Widerstand R214, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R214 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Operationsverstärker Q211, dessen nicht invertierender Eingang mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R212 und dessen invertierender Eingang mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt der Widerstände R213 und R214 und dessen Ausgang mit einem ersten Interrupt-Eingang - INT0 der Mikrosteuereinheit 3 verbunden ist; und einen Widerstand R215, dessen erster Anschluß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q211 und dessen zweiter Anschluß mit der Spannungsquelle Vcc verbunden ist.The vehicle speed signal processing section 21 includes: a resistor R211, the first terminal of which is connected to a voltage source Vcc and the second terminal of which is connected to the vehicle speed sensor 24 ; a resistor R212, the first terminal of which is connected to the vehicle speed sensor 24 ; a diode D211, the cathode of which is connected to the voltage source Vcc and the anode of which is connected to the second terminal of the resistor R212; a capacitor C211, the first terminal of which is connected to the anode of the diode D211 and the second terminal of which is connected to ground; a resistor R213, the first terminal of which is connected to the voltage source Vcc; a resistor R214, the first terminal of which is connected to the second terminal of the resistor R214 and the second terminal of which is connected to ground; an operational amplifier Q211, the non-inverting input of which is connected to the second connection of the resistor R212 and the inverting input of which is connected to the common connection point of the resistors R213 and R214 and the output of which is connected to a first interrupt input - INT0 of the microcontroller 3 ; and a resistor R215, the first terminal of which is connected to the output of the operational amplifier Q211 and the second terminal of which is connected to the voltage source Vcc.
Der Abschnitt 23 zur Verarbeitung des Motordrehzahl-Signals enthält: einen Widerstand R231 zum Empfangen von Motordrehzahl- Istwertsignalen an einem seiner Anschlüsse; einen Widerstand R232, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R231 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Kondensator C231, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R231 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Widerstand R233, von dem ein Anschluß mit der Spannungsquelle Vcc verbunden ist; einen Widerstand R234, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R233 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Operationsverstärker Q231, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem zweiten Anschluß des Widerstands 231 und dessen invertierender Eingang mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt der Widerstände R233 und R234 verbunden ist; einen Widerstand R235, dessen erster Anschluß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q231 und dessen zweiter Anschluß mit der Spannungsquelle Vcc verbunden ist; einen Kondensator C232, von dem ein erster Anschluß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q231 verbunden ist; einen Widerstand R236, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Kondensators C232 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; eine Diode D231, deren Anode mit dem zweiten Anschluß des Kondensators C232 verbunden ist; einen Kondensator C233, dessen erster Anschluß mit der Kathode der Diode D231 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Widerstand R237, dessen erster Anschluß mit der Kathode der Diode D231 und dessen zweiter Anschluß mit einem Eingang P1 der Mikrosteuereinheit 3 verbunden ist; und einen Kondensator C234, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R237 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist.The engine speed signal processing section 23 includes: a resistor R231 for receiving actual engine speed signals at one of its terminals; a resistor R232, the first terminal of which is connected to the second terminal of the resistor R231 and the second terminal of which is connected to ground; a capacitor C231, the first terminal of which is connected to the second terminal of resistor R231 and the second terminal of which is connected to ground; a resistor R233, one terminal of which is connected to the voltage source Vcc; a resistor R234, the first terminal of which is connected to the second terminal of the resistor R233 and the second terminal of which is connected to ground; an operational amplifier Q231 whose non-inverting input is connected to the second terminal of resistor 231 and whose inverting input is connected to the common terminal of resistors R233 and R234; a resistor R235, the first terminal of which is connected to the output of the operational amplifier Q231 and the second terminal of which is connected to the voltage source Vcc; a capacitor C232, a first terminal of which is connected to the output of the operational amplifier Q231; a resistor R236, the first terminal of which is connected to the second terminal of capacitor C232 and the second terminal of which is connected to ground; a diode D231, the anode of which is connected to the second terminal of the capacitor C232; a capacitor C233, the first terminal of which is connected to the cathode of the diode D231 and the second terminal of which is connected to ground; a resistor R237, the first terminal of which is connected to the cathode of the diode D231 and the second terminal of which is connected to an input P1 of the microcontroller 3 ; and a capacitor C234, the first terminal of which is connected to the second terminal of resistor R237 and the second terminal of which is connected to ground.
Der Hydrauliksteuerabschnitt 4 enthält: Widerstände R41 bis R48, deren erste Anschlußseite mit je einem Ausgang P0, P1, bzw. P7 der Mikrosteuereinheit 3 verbunden ist; Widerstände R49 und R410 bis R416, deren Anschlußpaare jeweils zwischen den gegenüberliegenden zweiten Anschlüssen der Widerstände R41 bis R48 angeschlossen sind; einen Widerstand R417, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R41 verbunden ist; einen Widerstand R418, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R417 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Operationsverstärker Q41, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R417 verbunden ist; einen Widerstand R419, dessen erster Anschluß mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q41 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen veränderlichen Widerstand R420, dessen erster Anschluß mit dem ersten Anschluß des Widerstands R419 und dessen zweiter Anschluß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q41 verbunden ist; einen Kondensator C41, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des veränderlichen Widerstands R420 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Operationsverstärker Q41, dessen invertierender Eingang mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q41 verbunden ist; einen Widerstand R421, dessen erster Anschluß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q42 verbunden ist; einen Widerstand R422, dessen erster Anschluß mit einer Spannungsquelle Vdd und dessen zweiter Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R421 verbunden ist; einen Transistor T41, dessen Emitter mit der Spannungsquelle Vdd verbunden ist; einen Transistor T42, dessen Emitter mit der Basis des Transistors T41 und dessen Basis mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R421 und dessen Kollektor mit dem Kollektor des Transistors T41 verbunden ist; eine Diode D41, deren Kathode mit dem Kollektor des Transistors T42 und mit einem Anschluß der Magnetventilspule L51 verbunden ist; und einen Widerstand R423, dessen erster Anschluß mit der Anode der Diode D41 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist.The hydraulic control section 4 contains: resistors R41 to R48, the first connection side of which is connected to an output P0, P1 or P7 of the microcontroller 3 ; Resistors R49 and R410 to R416, the pairs of which are each connected between the opposite second terminals of the resistors R41 to R48; a resistor R417, the first terminal of which is connected to the second terminal of the resistor R41; a resistor R418, the first terminal of which is connected to the second terminal of the resistor R417 and the second terminal of which is grounded; an operational amplifier Q41 whose non-inverting input is connected to the second terminal of the resistor R417; a resistor R419, the first terminal of which is connected to the inverting input of the operational amplifier Q41 and the second terminal of which is connected to ground; a variable resistor R420, the first terminal of which is connected to the first terminal of resistor R419 and the second terminal of which is connected to the output of operational amplifier Q41; a capacitor C41 having its first terminal connected to the second terminal of variable resistor R420 and its second terminal connected to ground; an operational amplifier Q41, the inverting input of which is connected to the output of the operational amplifier Q41; a resistor R421, the first terminal of which is connected to the output of the operational amplifier Q42; a resistor R422, the first terminal of which is connected to a voltage source Vdd and the second terminal of which is connected to the second terminal of the resistor R421; a transistor T41 whose emitter is connected to the voltage source Vdd; a transistor T42 whose emitter is connected to the base of transistor T41 and whose base is connected to the second terminal of resistor R421 and whose collector is connected to the collector of transistor T41; a diode D41, the cathode of which is connected to the collector of the transistor T42 and to a connection of the solenoid valve coil L51; and a resistor R423, the first terminal of which is connected to the anode of the diode D41 and the second terminal of which is connected to ground.
Der Fehlerkompensationsabschnitt 5 enthält: einen Widerstand R51, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß der Magnetventilspule L51 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Widerstand R52, dessen erster Anschluß mit dem ersten Anschluß des Widerstands R51 verbunden ist; einen Widerstand R53, dessen erster Anschluß mit dem zweiten Anschluß des Widerstands R52 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Operationsverstärker Q51, dessen nicht invertierender Eingang mit dem ersten Anschluß des Widerstands R53 verbunden ist; einen Widerstand R54, dessen erster Anschluß mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q51 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist; einen Widerstand R55, dessen erster Anschluß mit dem ersten Anschluß des Widerstands R54 und dessen zweiter Anschluß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q51 verbunden ist; und einen Kondensator C51, dessen erster Anschluß mit dem Ausgang des Operationsverstärkers Q51 und mit dem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q42 des Hydrauliksteuerabschnitts 4 und dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist.The error compensation section 5 includes: a resistor R51, the first terminal of which is connected to the second terminal of the solenoid valve coil L51 and the second terminal of which is grounded; a resistor R52, the first terminal of which is connected to the first terminal of the resistor R51; a resistor R53, the first terminal of which is connected to the second terminal of the resistor R52 and the second terminal of which is grounded; an operational amplifier Q51 whose non-inverting input is connected to the first terminal of resistor R53; a resistor R54, the first terminal of which is connected to the inverting input of the operational amplifier Q51 and the second terminal of which is connected to ground; a resistor R55, the first terminal of which is connected to the first terminal of the resistor R54 and the second terminal of which is connected to the output of the operational amplifier Q51; and a capacitor C51, the first terminal of which is connected to the output of the operational amplifier Q51 and to the non-inverting input of the operational amplifier Q42 of the hydraulic control section 4 and the second terminal of which is connected to ground.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Betriebsweise der erfindungsgemäßen elektronisch gesteuerten Servolenkeinrichtung. Fig. 2 is a flowchart illustrating the operation of the electronically controlled power steering device according to the invention.
Die gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildete elektronisch gesteuerte Servolenkeinrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend hinsichtlich ihrer Betriebsweise beschrieben.The trained as described above electronically controlled power steering device according to the present invention is hereinafter referred to in terms of their Operating mode described.
Sobald vom Fahrer Strom aus der Batterie B+ des Energieversorgungsabschnitts 1 freigegeben wird, wird die erfindungsgemäße elektronisch gesteuerte Servolenkeinrichtung in Betrieb gesetzt.As soon as the driver releases power from the battery B + of the energy supply section 1 , the electronically controlled power steering device according to the invention is put into operation.
Die aus der Batterie B+ des Energieversorgungsabschnitts 1 ausgegebene Spannung wird durch die Diode D11 übertragen, so daß ein Zurückfließen von Strom verhindert wird. Dann wird die Spannung durch die Kondensatoren C11 und C12 gefiltert und anschließend dem Eingang VI des Spannungsreglers 11 zugeführt.The voltage output from the battery B + of the power supply section 1 is transmitted through the diode D11, so that a back flow of current is prevented. The voltage is then filtered by the capacitors C11 and C12 and then fed to the input VI of the voltage regulator 11 .
Der Spannungsregler 11 verändert die Spannung der Batterie B+ so, daß sie der geforderten Form entspricht, und gibt sie am Ausgang VO aus. Die vom Spannungsregler 11 ausgegebenen Signale werden durch die Kondensatoren C13 und C14 gefiltert und dann dem Spannungsversorgungseingang -EA/VP der Mikrosteuereinheit 3 zugeführt, wodurch die Mikrosteuereinheit 3 in betriebsbereiten Zustand versetzt wird.The voltage regulator 11 changes the voltage of the battery B + so that it corresponds to the required form and outputs it at the output VO. The signals output by the voltage regulator 11 are filtered by the capacitors C13 and C14 and then fed to the voltage supply input -EA / VP of the micro-control unit 3 , whereby the micro-control unit 3 is put into an operational state.
Sobald die Mikrosteuereinheit 3 durch den Energieversorgungsabschnitt 1 in der vorstehend beschriebenen Weise betriebsbereit wird (S10) und die Spannungsquellen Vcc und Vdd an die betreffenden Schaltungsteile angelegt werden, so daß auch diese in Betrieb gehen, liest die Mikrosteuereinheit 3 über den ersten Interrupteingang -INT0, den zweiten Interrupteingang -INT1 und den Eingang P1 die erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeits-, Lenkeinschlagwinkel- bzw. Motordrehzahlsignale, um sie zu beurteilen (S20).As soon as the microcontroller 3 becomes operational through the power supply section 1 in the manner described above (S10) and the voltage sources Vcc and Vdd are applied to the relevant circuit parts, so that these also go into operation, the microcontroller 3 reads via the first interrupt input -INT0, the second interrupt input -INT1 and the input P1 the detected vehicle speed, steering angle or engine speed signals to evaluate them (S20).
Nachstehend werden die Betriebsvorgänge des Istwert- Erfassungsabschnitts 2 näher beschrieben.The operations of the actual value detection section 2 will be described below.
Zuerst werden vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 und Lenkeinschlagwinkel-Sensor 25 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. dem Lenkeinschlagwinkel frequenzvariable Impulssignale ausgegeben. Diese Impulssignale werden zunächst von dem zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals dienenden Abschnitt 21 und von den Widerständen R211, R212, R221 und R222 und den Kondensatoren C211 und C221 des zur Verarbeitung des Lenkeinschlagwinkel-Signals dienenden Abschnitts 22 gefiltert. Dann werden die Signale den nicht-invertierenden Eingängen der Operationsverstärker Q211 und Q221 zugeführt.First, the vehicle speed sensor 24 and the steering angle sensor 25 output frequency-variable pulse signals in accordance with the vehicle speed and the steering angle. These pulse signals are first filtered by the section 21 used to process the vehicle speed signal and by the resistors R211, R212, R221 and R222 and the capacitors C211 and C221 of the section 22 used to process the steering angle signal. Then the signals are applied to the non-inverting inputs of operational amplifiers Q211 and Q221.
Die invertierenden Eingänge der Operationsverstärker Q211 und Q221 empfangen Bezugssignale, die durch die die Versorgungsspannung Vcc teilenden Widerstände R213 und R214 bzw. R223 und R224 vorgegeben sind.The inverting inputs of the operational amplifier Q211 and Q221 receive reference signals through the Supply voltage Vcc dividing resistors R213 and R214 or R223 and R224 are specified.
Wenn den nicht-invertierenden Eingängen der Operationsverstärker Q211 und Q221 eine die Bezugsspannung übersteigende Spannung zugeführt wird, dann werden an den Ausgängen der Operationsverstärker Q211 und Q221 Signale hohen Pegels, d. h. "H"-Signale, ausgegeben. Wenn den nicht invertierenden Eingängen der Operationsverstärker Q211 und Q221 eine die Bezugsspannung unterschreitende Spannung zugeführt wird, dann werden an den Ausgängen der Operationsverstärker Q21l und Q221 Signale niedrigen Pegels, d. h. "L"-Signale, ausgegeben.If the non-inverting inputs of the Operational amplifiers Q211 and Q221 have the reference voltage Excess voltage is supplied, then the Outputs of the operational amplifiers Q211 and Q221 signals high Levels, d. H. "H" signals output. If not inverting inputs of operational amplifiers Q211 and Q221 a voltage below the reference voltage is supplied will then be at the outputs of the operational amplifiers Q21l and Q221 low level signals, i. H. "L" signals, spent.
Das heißt, die nicht notwendigen Signalbestandteile, die an der ersten Stufe noch nicht ausgefiltert wurden, werden durch die als Komparatoren arbeitenden Operationsverstärker Q211 und Q221 entfernt. Danach werden Impulssignale, die der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkeinschlagwinkel entsprechen, an die Mikrosteuereinheit 3 geleitet, so daß eine genaue Steuerung erfolgen kann.This means that the unnecessary signal components that have not yet been filtered out at the first stage are removed by the operational amplifiers Q211 and Q221, which act as comparators. Thereafter, pulse signals corresponding to the vehicle speed and the steering angle are sent to the micro control unit 3 so that precise control can be performed.
Was die Motordrehzahl-Istsignale anbelangt, die dem Abschnitt 23 zur Verarbeitung des Motordrehzahl-Signals zugeführt werden, ist zu sagen, daß Impulssignale einer bestimmten Frequenz vom Operationsverstärker Q231 ausgegeben werden, der über die Widerstände R231 bis R234 und den Kondensator C231 in gleicher Weise betrieben wird wie der Abschnitt 21 zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und der Abschnitt 22 zur Verarbeitung des Lenkeinschlagwinkel-Signals. Dann werden die Impulssignale durch die Widerstände R236 und R237 und die Kondensatoren C233 und C234, die als Integrator wirken, in eine der Höhe der Frequenz entsprechende Spannung umgewandelt.As for the actual engine speed signals supplied to the engine speed signal processing section 23 , it should be noted that pulse signals of a certain frequency are output from the operational amplifier Q231, which operates in the same manner via the resistors R231 to R234 and the capacitor C231 becomes like section 21 for processing the vehicle speed signal and section 22 for processing the steering angle signal. Then, the pulse signals are converted into a voltage corresponding to the frequency by the resistors R236 and R237 and the capacitors C233 and C234, which act as an integrator.
Daher werden die Impulssignale des Operationsverstärkers Q231 des Abschnitts 23 zur Verarbeitung des Motordrehzahl- Signals durch die Widerstände R235 und R236 und den Kondensator C232, die als Integrator wirken, in Spannungssignale umgewandelt. Dann werden die Signale über die Diode D231 und den Widerstand R237 an den Eingang P1 der Mikrosteuereinheit 3 geführt.Therefore, the pulse signals of the operational amplifier Q231 of the section 23 for processing the engine speed signal are converted into voltage signals by the resistors R235 and R236 and the capacitor C232, which act as an integrator. The signals are then fed via diode D231 and resistor R237 to input P1 of microcontroller 3 .
Auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Betriebsweise werden die erfaßten Signale des Lenkeinschlagwinkel-Sensors 25 und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 24 des Istwert- Erfassungsabschnitts 2 sowie die von außen zugeführten Motordrehzahl-Istsignale in entsprechende Impulssignale oder Spannungen umgewandelt, die der Mikrosteuereinheit 3 zuzuführen sind.Based on the above-described mode of operation, the detected signals of the steering angle sensor 25 and the vehicle speed sensor 24 of the actual value detection section 2 and the actual engine speed signals supplied from the outside are converted into corresponding pulse signals or voltages to be supplied to the microcontroller 3 .
Die Mikrosteuereinheit 3 liest die erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeits-, Lenkeinschlagwinkel- und Motordrehzahlsignale, die vom Istwert-Erfassungsabschnitt 2 geliefert werden. Das heißt, die Mikrosteuereinheit 3 liest die den vorstehenden Signalen entsprechenden Spannungen sowie eine vorgegebene Periode.The microcontroller 3 reads the detected vehicle speed, steering angle and engine speed signals, which are supplied from the actual value detection section 2 . That is, the microcontroller 3 reads the voltages corresponding to the above signals and a predetermined period.
Dann führt die Mikrosteuereinheit 3 eine Beurteilung dahin durch, ob die erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeitssignale, die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 ausgegeben und durch den zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals dienenden Abschnitt 21 weitergegeben werden, von normaler Verfassung sind (S30).Then, the microcontroller 3 makes a judgment as to whether the detected vehicle speed signals output from the vehicle speed sensor 24 and transmitted through the vehicle speed signal processing section 21 are in normal condition (S30).
Wenn der dem erfaßten Motordrehzahlsignal entsprechende Spannungswert keinen angehaltenen Zustand, sondern eine gewisse Drehzahl anzeigt und die Fahrzeuggeschwindigkeit - nach dem erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zu urteilen - trotzdem einen angehaltenen Zustand anzeigt, dann schließt die Mikrosteuereinheit 3 daraus, daß die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 ausgegebenen Istwert-Signale für die Fahrzeuggeschwindigkeit von abnormaler Verfassung sind. If the voltage value corresponding to the detected engine speed signal does not indicate a stopped state, but rather a certain speed, and the vehicle speed - judging from the detected vehicle speed signal - nevertheless indicates a stopped state, then the microcontroller 3 concludes that the actual value signals output by the vehicle speed sensor 24 for the vehicle speed is abnormal.
Wenn jedoch die vom Abschnitt 23 zur Verarbeitung des Motordrehzahl-Signals gelieferte Spannung eine gewisse Drehzahl anzeigt und die Istwert-Signale für die Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals dienenden Abschnitt 21 geliefert werden, eine gewisse Geschwindigkeit anzeigen, dann urteilt die Mikrosteuereinheit 3, daß die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 abgegebenen Istwert-Signale für die Fahrzeuggeschwindigkeit von normaler Verfassung sind.However, if the voltage supplied by the engine speed signal processing section 23 indicates a certain speed and the actual vehicle speed signals provided by the vehicle speed signal processing section 21 indicate a certain speed, then the micro control unit 3 judges that the actual value signals emitted by the vehicle speed sensor 24 for the vehicle speed are of normal condition.
Wenn die Ausgangssignale des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 24 normal sind, liest die Mikrosteuereinheit 3 die Istwerte für den Lenkeinschlagwinkel, die vom Lenkeinschlagwinkel-Sensor 25 abgegeben und über den zur Verarbeitung des Lenkeinschlagwinkel-Signals dienenden Abschnitt 22 weitergeleitet werden. Danach bestimmt die Mikrosteuereinheit 3 entsprechend den vorstehend erfaßten Lenkeinschlagwinkel-Signalen den Kompensationswert, der im voraus als Funktion des Lenkeinschlagwinkels festgelegt wurde (S40).If the output signals of the vehicle speed sensor 24 are normal, the microcontroller 3 reads the actual values for the steering angle, which are output by the steering angle sensor 25 and passed on via the section 22 which is used to process the steering angle signal. Thereafter, the microcontroller 3 determines, according to the steering angle signals detected above, the compensation value that was previously set as a function of the steering angle (S40).
Dann bestimmt die Mikrosteuereinheit 3 die Ausgangsdaten, die im voraus auf der Grundlage der jeweiligen Daten als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkeinschlagwinkels festgelegt wurden (S50). Schließlich gibt die Mikrosteuereinheit 3 die Ausgangsdaten über die Ausgänge P0 bis P7 aus (S60).Then, the microcontroller 3 determines the output data which has been set in advance based on the respective data as a function of the vehicle speed and the steering angle (S50). Finally, the microcontroller 3 outputs the output data via the outputs P0 to P7 (S60).
Unter diesen Umständen gehören die Ausgangsdaten, die gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem dem Lenkeinschlagwinkel entsprechenden Kompensationswert eingestellt werden, zu den Daten, die in einen Bereich von OH bis FFH fallen.In these circumstances, the output data, which according to the vehicle speed and the steering angle corresponding compensation value can be set to the Data that fall in a range from OH to FFH.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch abnormal ist und die erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeitssignale vom Abschnitt 21 zur Verarbeitung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals abnormal sind, gibt die Mikrosteuereinheit 3 die entsprechenden Ausgangsdaten über die Ausgänge P0 bis P7 in der Weise aus, daß die Lenkkraft unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkeinschlagwinkel auf einem bestimmten vorgegebenen Wert gehalten wird (S70).However, when the vehicle speed is abnormal and the detected vehicle speed signals from the vehicle speed signal processing section 21 are abnormal, the microcontroller 3 outputs the corresponding output data via the outputs P0 to P7 in such a manner that the steering force is at one regardless of the vehicle speed and the steering angle certain predetermined value is held (S70).
Wenn in diesem Fall infolge eines abnormalen Verhaltens des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 24, wie vorstehend erläutert, keine der genauen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Istwertsignale geliefert werden, legt die Mikrosteuereinheit 3 die Lenkkraft auf ein bestimmtes Niveau fest. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Fahrer bei der Durchführung der Lenktätigkeit wegen einer Schwankung der Lenkkraft infolge eines fehlerhaften Fahrzeuggeschwindigkeits-Istwertsignals auf Schwierigkeiten stößt. Ferner wird auch verhindert, daß infolge einer zu geringen Lenkkraftanforderung eine Lenkbewegung entgegen der Absicht des Fahrers erfolgt.In this case, if, due to an abnormal behavior of the vehicle speed sensor 24 , as explained above, no actual value signals corresponding to the exact vehicle speed are delivered, the microcontroller 3 sets the steering force to a certain level. In this way, the driver is prevented from encountering difficulties when performing the steering operation due to a fluctuation in the steering force as a result of a faulty actual vehicle speed signal. Furthermore, it is also prevented that a steering movement takes place contrary to the driver's intention as a result of an insufficient steering force requirement.
Sobald die für die gegebene Fahrzeuggeschwindigkeit und den gegebenen Lenkeinschlagwinkel gültigen Ausgangsdaten von der Mikrosteuereinheit 3 an den Hydrauliksteuerabschnitt 4 ausgegeben werden, werden die den Ausgangsdaten entsprechenden Spannungen mittels der Widerstände R41 bis R49 und R410 bis R416 bestimmt, die leiterförmig mit den Ausgängen P0 bis P7 der Mikrosteuereinheit 3 verbunden sind. Diese Spannungen werden über die Widerstände R417 und R418 an den nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q41 geleitet.As soon as the output data valid for the given vehicle speed and the given steering angle are output by the microcontroller 3 to the hydraulic control section 4 , the voltages corresponding to the output data are determined by means of the resistors R41 to R49 and R410 to R416, which are ladder-like with the outputs P0 to P7 of the Microcontroller 3 are connected. These voltages are passed through resistors R417 and R418 to the non-inverting input of operational amplifier Q41.
Diese an den nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q41 geleiteten Spannungen entsprechen den Spannungen der Ausgangssignale, die über den veränderlichen Widerstand R420 und den Widerstand R419 und den Kondensator C41 zum invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q41 zurückgekoppelt wurden.This to the non-inverting input of the Operational amplifier Q41 conducted voltages correspond to the Voltages of the output signals, which are variable Resistor R420 and resistor R419 and capacitor C41 to the inverting input of the operational amplifier Q41 were fed back.
Die Impulssignale, die vom Operationsverstärker Q41 (der einen Komparator beinhaltet) ausgegeben werden, werden an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q42 der nächsten Stufe geleitet, so daß sie als Bezugsspannungen verwendet werden können.The pulse signals from the operational amplifier Q41 (der a comparator) are output to the inverting input of the operational amplifier Q42 next stage, so that they are used as reference voltages can be used.
Die Ausgangssignale des Operationsverstärkers Q42 werden über den Widerstand R421 an die Basis der Darlington- Transistoren T42 und T41 gelegt und steuern somit das Ein- und Ausschalten der Darlington-Transistoren T42 und T41.The output signals of the operational amplifier Q42 are through resistor R421 to the base of the Darlington Transistors T42 and T41 are placed and thus control the input and Turn off Darlington transistors T42 and T41.
Entsprechend dem Pulsbreitenverhältnis des Ein- und Ausschaltens der Darlington-Transistoren T42 und T41 ändert sich der durch die Magnetventilspule L51 fließende Strom.According to the pulse width ratio of the input and Turning off the Darlington transistors T42 and T41 changes the current flowing through the solenoid valve coil L51.
Wenn der durch die Magnetventilspule L51 fließende Strom geändert wird, dann wird entsprechend dem Stromfluß durch die Magnetventilspule L51 der Zustand des Magnetventils, welches den Fluß des Hydraulikmediums steuert, geändert, mit dem Ergebnis, daß sich der Druck des Servozylinders der Servolenkeinrichtung entsprechend dem Fahrzustand des Automobils und dem Einschlagwinkel des Lenkrads ändert.When the current flowing through the solenoid valve coil L51 is changed, then according to the current flow through the Solenoid valve coil L51 the state of the solenoid valve, which controls the flow of the hydraulic medium, changed with the Result that the pressure of the servo cylinder Power steering device according to the driving state of the Automobile and the steering angle of the steering wheel changes.
Deshalb fühlt der Fahrer beim Betätigen des Lenkrads allzeit eine angemessene Kraft.The driver therefore feels when operating the steering wheel adequate strength at all times.
Bei dieser Anordnung erleidet beim Steuern des Betriebszustands des Magnetventils, welches den Fluß des Hydraulikmediums verändert, die Magnetventilspule L51 infolge der Wärmeentwicklung aufgrund des durch sie fließenden Stroms eine Änderung ihres eigenen Widerstands. Wenn sich der Widerstand ändert, kann das Magnetventil nicht genau arbeiten.With this arrangement, when the Operating state of the solenoid valve, which the flow of Hydraulic medium changed, the solenoid valve coil L51 as a result the development of heat due to the current flowing through them a change in their own resistance. If the If the resistance changes, the solenoid valve cannot work exactly.
Um die Betriebsfehler zu kompensieren, die durch die Wärmeentwicklung in der Magnetventilspule L51 entstehen, wird der durch die Magnetventilspule L51 fließende Strom über die Widerstände R51 bis R53 des Fehlerkompensationsabschnitts 5 an den nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q51 geführt.In order to compensate for the operating errors which arise due to the heat development in the solenoid valve coil L51, the current flowing through the solenoid valve coil L51 is conducted via the resistors R51 to R53 of the error compensation section 5 to the non-inverting input of the operational amplifier Q51.
Die Ausgangssignale des Operationsverstärkers Q51 werden über die Widerstände R55 und R54 an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q51 zurückgekoppelt. Der Ausgang des Operationsverstärkers Q51 ist mit dem nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q42 des Hydrauliksteuerabschnitts 4 verbunden.The output signals of the operational amplifier Q51 are fed back via the resistors R55 and R54 to the inverting input of the operational amplifier Q51. The output of the operational amplifier Q51 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier Q42 of the hydraulic control section 4 .
Wenn sich der Ausgangszustand des Operationsverstärkers Q51 ändert, weil sich infolge Wärmeentwicklung in der Magnetventilspule L51 der Widerstandswert ändert, dann werden die geänderten Ausgangssignale des Operationsverstärkers Q51 an den nicht-invertierenden Eingang des Operationsverstärkers Q42 des Hydrauliksteuerabschnitts 4 geführt. Danach werden die Ausgangssignale des Operationsverstärkers Q42 an die Basis der Darlington-Transistoren T42 und T41 geleitet.When the output state of the operational amplifier Q51 changes because heat changes in the solenoid valve coil L51, the changed output signals of the operational amplifier Q51 are fed to the non-inverting input of the operational amplifier Q42 of the hydraulic control section 4 . The output signals of the operational amplifier Q42 are then passed to the base of the Darlington transistors T42 and T41.
Unter diesen Umständen werden die Ein- und Ausschalt-Zyklen der Darlington-Transistoren T42 und T41 so geändert, daß der durch die Magnetventilspule L51 fließende Strom entsprechend dem Wärmeentwicklungszustand der Magnetventilspule L51 angepaßt werden kann.Under these circumstances, the on and off cycles of the Darlington transistors T42 and T41 changed so that the current flowing through the solenoid valve coil L51 accordingly adapted to the heat development state of the solenoid valve coil L51 can be.
Somit kann entsprechend der durch die Wärmeentwicklung in der Magnetventilspule L51 bedingten Änderung des Widerstandswerts der Betriebszustand des Magnetventils geändert werden, so daß eine Abweichung der Lenkkraft verhindert werden kann.Thus, according to the heat generated in change of the solenoid valve coil L51 Resistance value of the operating state of the solenoid valve changed be so that a deviation of the steering force can be prevented can.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, wird die elektronisch gesteuerte Servolenkeinrichtung hydraulisch betätigt, indem nicht nur die Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern auch der Einschlagwinkel des Lenkrads berücksichtigt wird, so daß Lenkfehler verhindert werden können, die auf eine plötzliche Änderung der Lenkkraft infolge einer plötzlichen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit zurückgehen.According to the present invention as described above has been described, the electronically controlled Power steering mechanism operated hydraulically by not only the Vehicle speed, but also the turning angle of the Steering wheel is taken into account so that steering errors prevented may be due to a sudden change in steering force due to a sudden change in vehicle speed go back.
Ferner wird, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor sich in einem abnormalen Zustand befindet, die Lenkkraft unabhängig vom Fahrzustand des Automobils konstant gehalten, so daß eine abnormale Änderung der Lenkkraft vermieden werden kann.Furthermore, when the vehicle speed sensor turns off is in an abnormal state, the steering force is independent kept constant by the driving condition of the automobile, so that a abnormal change in steering force can be avoided.
Ferner können selbst dann, wenn die Magnetventilspule einen Qualitätsverlust erleidet, die durch die Veränderung ihres Widerstandswerts hervorgerufenen Fehler ausgeglichen werden, und daher kann das Lenkrad mit einer genauen Lenkkraft beherrscht werden.Furthermore, even if the solenoid valve coil is one Loss of quality suffers from the change in their Resistance-induced errors are compensated, and therefore the steering wheel can with an accurate steering force be mastered.
Claims (8)
einem Energieversorgungsabschnitt (1) zum Liefern von elektrischem Strom;
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (24) zum Erfassen der Geschwindigkeit eines Automobils und zum Umwandeln der erfaßten Geschwindigkeit in elektrische Signale;
einem Lenkeinschlagwinkel-Sensor (25) zum Erfassen des Lenkeinschlagwinkels eines Lenkrads und zum Umwandeln des erfaßten Winkels in elektrische Signale;
einer mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (24) und dem Lenkeinschlagwinkel-Sensor (25) verbundenen Mikrosteuereinheit (3) zur Ausgabe von Steuerdatensignalen zum Einstellen eines Servohydraulikdrucks unter Verwendung von Daten, die den vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (24) gelieferten Fahrzeuggeschwindigkeitssignalen und den vom Lenkeinschlagwinkel-Sensor (25) gelieferten Lenkeinschlagwinkel-Signalen entsprechen;
einer mit der Mikrosteuereinheit (3) verbundenen Hydrauliksteuereinrichtung (4) zum Umsetzen der Steuerdatensignale in eine Ausgangsspannung von variablem Zyklus gemäß den Werten der von der Mikrosteuereinheit (3) ausgegebenen Steuerdatensignale, um einen Spulenstrom zu steuern und den Öffnungsgrad eines Magnetventils zu verändern; und
einer Magnetventilspule (L51) zum Steuern des Schließens und Öffnens des Magnetventils gemäß den an die Hydrauliksteuereinrichtung (4) gelieferten Steuerdatensignalen.1. Electronically controlled power steering device with:
a power supply section ( 1 ) for supplying electric power;
a vehicle speed sensor ( 24 ) for sensing the speed of an automobile and converting the sensed speed into electrical signals;
a steering angle sensor ( 25 ) for detecting the steering angle of a steering wheel and for converting the detected angle into electrical signals;
a microcontroller ( 3 ) connected to the vehicle speed sensor ( 24 ) and the steering angle sensor ( 25 ) for outputting control data signals for setting a servo-hydraulic pressure using data which correspond to the vehicle speed signals provided by the vehicle speed sensor ( 24 ) and those from the steering angle sensor ( 25 ) delivered steering angle signals correspond;
hydraulic control means ( 4 ) connected to the micro control unit ( 3 ) for converting the control data signals into a variable cycle output voltage according to the values of the control data signals output from the micro control unit ( 3 ) to control a coil current and change the opening degree of a solenoid valve; and
a solenoid valve coil (L51) for controlling the closing and opening of the solenoid valve according to the control data signals supplied to the hydraulic control device ( 4 ).
einen Operationsverstärker (Q51) zum Empfangen der Spannung eines Stroms an einem Eingang des Operationsverstärkers (Q51), wobei dieser Strom durch Widerstände (R51 bis R53) zur Magnetventilspule (L51) fließt; und
eine Mehrzahl von Widerständen (R54, R55), die mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (Q51) und mit Masse verbunden sind und dazu dienen, eine an einem weiteren Eingang des Operationsverstärkers (Q51) liegende Spannung einzustellen.4. Electronically controlled power steering device according to claim 3, wherein the error compensation device has the following features:
an operational amplifier (Q51) for receiving the voltage of a current at an input of the operational amplifier (Q51), this current flowing through resistors (R51 to R53) to the solenoid valve coil (L51); and
a plurality of resistors (R54, R55) which are connected to the output of the operational amplifier (Q51) and to ground and serve to set a voltage at a further input of the operational amplifier (Q51).
eine Mehrzahl von Widerständen (R41 bis R49, R410 bis R416), die mit einer Mehrzahl von Ausgängen (P0 bis P7) der Mikrosteuereinheit (3) verbunden sind, um Spannungen zu bestimmen, die den Ausgangsdaten entsprechen;
einen ersten Operationsverstärker (Q41) zum Empfangen einer von Widerständen (R417, R418) eingestellten Spannung an einem seiner Eingänge und zum Rückkoppeln seines eigenen Ausgangssignals über Widerstände (R419, R420) an einen weiteren eigenen Eingang;
einen zweiten Operationsverstärker (Q42) zum Empfangen von Ausgangssignalen des ersten Operationsverstärkers (Q41) an einem Eingang zur Verwendung als Bezugsspannung, und zum Empfangen der Ausgangsspannung der Fehlerkompensationseinrichtung (Q51, R54, R55) an einem weiteren Eingang, um diese zwei Spannungen zu vergleichen; und
Schalteinrichtungen (T41, T42) zum Steuern des an die Magnetventilspule (L51) gelieferten Stroms, wobei der Öffnungsgrad des Magnetventils durch Ausgangssignale des zweiten Operationsverstärkers (Q42) gesteuert wird.7. Electronically controlled power steering device according to claim 1, wherein the hydraulic control device ( 4 ) has the following features:
a plurality of resistors (R41 to R49, R410 to R416) connected to a plurality of outputs (P0 to P7) of the microcontroller ( 3 ) to determine voltages corresponding to the output data;
a first operational amplifier (Q41) for receiving a voltage set by resistors (R417, R418) at one of its inputs and for feeding back its own output signal via resistors (R419, R420) to another own input;
a second operational amplifier (Q42) for receiving output signals of the first operational amplifier (Q41) at one input for use as a reference voltage, and for receiving the output voltage of the error compensation device (Q51, R54, R55) at a further input to compare these two voltages; and
Switching devices (T41, T42) for controlling the current supplied to the solenoid valve coil (L51), the degree of opening of the solenoid valve being controlled by output signals from the second operational amplifier (Q42).
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