DE19821220A1 - Elektrisches Servolenkungssystem - Google Patents
Elektrisches ServolenkungssystemInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches
Servolenkungssystem, das eine geeignete Fail-Safe-
(Ausfallsicherungs)-Verarbeitung durch Einstellung einer
oberen Grenze eines Stroms oder einer Spannung, der/die an
einen Motor geführt wird, ausführen kann und den Motor
steuert, der hinsichtlich des Lenkempfindens verbessert ist.
Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, das schematisch den Aufbau
einer Steuereinrichtung in einem herkömmlichen elektrischen
Servolenkungssystem zeigt, das in der japanischen nicht
geprüften Patentveröffentlichung Nr. Hei 8-175404 offenbart
ist.
Das herkömmliche elektrische Servolenkungssystem umfaßt eine
Leistungsquelle in der Form eines Motors 1 zum Unterstützen
einer Lenkkraft oder Anstrengung eines Fahrers, einen
Drehmomentsensor 2 zum Erfassen der Lenkkraft auf einen
Lenkvorgang des Fahrers hin und ein Eingangs-Interface
(nachstehend einfach als "I/F" bezeichnet) 3 zum Eingeben
eines Erfassungssignals von dem Drehmomentsensor 2 an einen
A/D Wandler 21, der später noch beschrieben wird. Das
Interface 3 ist dafür ausgelegt, um eine D.C. Verstärkung und
eine Phasenkompensation auszuführen.
Das elektrische Servolenkungssystem 1 umfaßt auch einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 zum Erfassen einer
Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, ein Eingangs-I/F 5 zum
Eingeben eines Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
4 an einen I/O Port 20, der nachstehend noch beschrieben
wird, eine Motorstrom-Detektorschaltung 6 zum Umwandeln eines
an den Motor 1 geführten Stroms (d. h. eines Motorstroms) in
eine vorgegebene Spannung, um sie so in einen A/D Wandler 21
einzugeben, der nachstehend noch beschrieben wird, und eine
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 zum Umwandeln
eines Spannungspegels einer Anschlußspannung des Motors 1 und
zum Eingeben der umgewandelten Anschlußspannung in den A/D
Wandler 21, wobei die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 auch eine Tiefpaßcharakteristik aufweist,
die ermöglicht, daß ein Frequenzband, welches niedriger als
eine PWM Trägerfrequenz zum Ansteuern des Motors 1 ist,
durchgeht.
Die Motorstrom-Detektorschaltung 6 umfaßt einen
Stromerfassungswiderstand 7, der den Motorstrom in eine
Spannung umwandelt, und eine Verstärkerschaltung 8 zum
Verstärken einer Spannung über dem Stromerfassungswiderstand
7.
Die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 umfaßt
Widerstände 10a bis 10f und Kondensatoren 11a, 11b.
Ferner ist eine H-Typ Brückenschaltung 12 zum Ansteuern des
Motors 1 aus Leistungs-MOSFETs 13a bis 13d gebildet.
Eine Treiberschaltung 14 ist aus FET Treibern 14a bis 14d zum
Ansteuern jeweils der Leistungs-MOSFETs 13a bis 13d gebildet.
Ferner umfaßt ein Mikrocomputer 15, der als eine
Steuereinrichtung dient, eine CPU 16, ein ROM 17, um darin
ein Steuerprogramm etc. zu speichern, ein RAM 18 zum
vorübergehenden Speichern von Daten und dergleichen darin,
einen PWM Zeitgeber 19 zum Erzeugen eines Impulssignals zum
Ansteuern des Motors 1, einen I/O Port 20a, einen I/O Port
20b, einen A/D Wandler 21 und einen Zeitgeber 22, der zur
Behandlung einer Steuerperiode etc. verwendet wird.
Der PWM Zeitnehmer 19 ist mit Eingangsanschlüssen des FET
Treibers 14a und des FET Treibers 14c verbunden.
Ferner ist der I/O Port 20a mit den FET Treibern 14b und 14d
verbunden und in ähnlicher Weise ist der I/O Port 20b über
das Fahrzeuggeschwindigkeitssensor-Eingangs-I/F (Interface) 5
mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 verbunden.
Der A/D Wandler 21 ist mit Ausgangsanschlüssen der
Motorstrom-Detektorschaltung 6 und der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 verbunden und ist
ferner mit einem Ausgangsanschluß des Drehmomentsensors 2
durch die Drehmomentsensor-Eingangs-I/F 3 verbunden.
Fig. 16 ist ein Funktionsblockschaltbild, das die
Steuereinrichtung in dem in Fig. 15 gezeigten herkömmlichen
elektrischen Servolenkungssystem zeigt.
Wie in Fig. 16 gezeigt umfaßt die Steuereinrichtung 15
funktionell eine Lenkkraftunterstützungsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 23, eine
Stromsteuereinrichtung 24, eine Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 25, eine
Motorwinkelbeschleunigungs-Arithmetikoperationseinrichtung
26, eine Coulomb-Reibungskompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 27, eine Viskositätsreibungs-
Kompensationsstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 28 und
eine Trägheits-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 29. Die Funktionen dieser
Einrichtungen werden erhalten, wenn die CPU 17 das in dem ROM
17 gespeicherte Steuerprogramm ausführt.
Die Unterstützungsstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 23,
die arithmetisch den Motorstrom betreibt oder berechnet, um
die Lenkkraft statisch zu unterstützen, ist dafür ausgelegt,
um einen Lenkkraftunterstützungsstrom-Sollwert Is auf
Grundlage eines erfaßten Lenkkraftwerts Vt, der einer von dem
Drehmomentsensor 2 erfaßten Lenkkraft entspricht, und auf
Grundlage eines erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeitswerts Vs,
der einer von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 erfaßten
Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, arithmetisch zu betreiben
oder zu berechnen.
Die Stromsteuereinrichtung 24 zum Steuern eines durch den
Motor 1 fließenden Stroms ist dafür ausgelegt, um eine
Rückkopplungssteuerung derart auszuführen, daß ein erfaßter
Motorstromwert Iasns, der von der Motorstrom-Detektorschaltung
6 erfaßt worden ist, mit dem Motorsollstrom Ia1 übereinstimmt
und um eine Spannung Va1, die an den Motor 1 angelegt wird,
arithmetisch zu betreiben oder zu berechnen.
Die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 25 zum arithmetischen
Betreiben oder Berechnen der Winkelgeschwindigkeit des Motors
1 ist dafür ausgelegt, um eine
Motorwinkelgeschwindigkeitsabschätzung ω auf Grundlage einer
Motoranschlußspannung Vasns, die von Motoranschlußspannungen
V12 und V22 erhalten wird, die von der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 erfaßt werden, und
auf Grundlage des von der Motorstrom-Detektorschaltung 6
erfaßten Motorstroms Iasns arithmetisch zu betreiben oder zu
bestimmen.
Die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 26 ist dafür ausgelegt, um
eine Motorwinkelbeschleunigungsabschätzung dω/dt auf
Grundlage der Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω, die
von der Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 25 arithmetisch betrieben
oder berechnet worden ist, arithmetisch zu betreiben oder zu
berechnen.
Die Coulomb-Reibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 27 betreibt oder berechnet
arithmetisch den Motorstrom zum Kompensieren der Coulomb-
Reibung eines Lenkungssystems und ist dafür ausgelegt, um
einen Coulomb-Reibungs-Kompensationsstrom-Sollwert Ic auf
Grundlage der Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω und
der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 erfaßt worden ist,
arithmetisch zu betreiben oder zu berechnen.
Die Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 28, die den Motorstrom zum
Kompensieren der Viskositätsreibung des Lenkungssystems
arithmetisch betreibt oder berechnet, ist dafür ausgelegt, um
einen Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-Sollwert Id auf
Grundlage der Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω und
der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 erfaßt worden ist,
arithmetisch zu betreiben oder zu berechnen.
Die Trägheits-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 29, die den Motorstrom zum
Kompensieren des Trägheitsmoments des Lenkungssystems
arithmetisch betreibt oder berechnet, ist dafür ausgelegt, um
einen Trägheits-Kompensationsstrom-Sollwert Ij auf Grundlage
der Motorwinkelbeschleunigungs-Abschätzung dω/dt und der
Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die von dem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 4 erfaßt worden ist,
arithmetisch zu betreiben oder zu berechnen.
Nun wird der Betrieb des voranstehend erwähnten herkömmlichen
elektrischen Servolenkungssystems beschrieben.
Wenn ein Lenkrad gesteuert bzw. gedreht wird, um ein
Lenkdrehmoment in dem Lenkungssystem zu erzeugen, erfaßt der
Drehmomentsensor 2 das Lenkdrehmoment und gibt einen
entsprechenden Spannungswert Vt über den A/D Wandler 21 an
die CPU 16 aus.
Danach wird eine Verarbeitung gemäß dem Steuerprogramm
ausgeführt und die Lenkkraft-Unterstützungsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 23 betreibt oder berechnet
arithmetisch den Lenkkraft-Unterstützungsstrom-Sollwert Is,
der beispielsweise in Fig. 17 gezeigt ist, auf Grundlage des
erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeitswerts Vs und dem erfaßten
Lenkkraftwert Vt, um sein Ergebnis an die
Stromsteuereinrichtung 24 als den Motorsollstrom Ia1
zuzuführen.
Die Stromsteuereinrichtung 24 führt eine
Rückkopplungssteuerung aus, um so den erfaßten Motorstromwert
Iasns mit dem Motorsollstrom (Motorzielstrom) Ia1 in
Übereinstimmung zu bringen, betreibt arithmetisch die
Spannung Va1, die an den Motor 1 angelegt wird und gibt, um
Va1 an den Motor 1 anzulegen, Signale von dem PWM Zeitgeber
19 und dem I/O Port 20a an die H-Typ Brückenschaltung 12 zum
Ansteuern des Motors 1.
Beim Ansteuern des Motors 1 werden die Spannungen V12 und V22
an den jeweiligen Anschlüssen des Motors 1 von der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 erfaßt und dann
über den A/D Wandler 21 der CPU 16 eingegeben.
Danach wird eine Verarbeitung gemäß der Programme ausgeführt
und die CPU 16 betreibt oder berechnet arithmetisch den
erfaßten Motoranschlußspannungswert Vasns als Vasns = V12-V22
und gibt dann diesen Wert Vasns an die
Motorwinkelgeschwindigkeits-Arithmetikoperationseinrichtung
25.
Die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 25 betreibt oder berechnet
arithmetisch die Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω
auf Grundlage des erfaßten Motoranschlußspannungswerts Vassns
und des erfaßten Motorstromwerts Iasns und gibt diesen Wert ω
an die Motorwinkelbeschleunigungs-
Arithmetikoperationseinrichtung 26, die Coulomb-Reibungs-
Kompensationsstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 27 und die
Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikbetriebseinrichtung 28.
Die Motorwinkelbeschleunigungs-Arithmetikbetriebseinrichtung
26 ermittelt die Motorwinkelbeschleunigungs-Abschätzung
dω/dt durch Ableiten der Motorwinkelgeschwindigkeits-
Abschätzung ω und gibt diesen Wert dω/dt an die Trägheits-
Kompensationsstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 29.
Die Coulomb-Reibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 27 betreibt oder berechnet
arithmetisch den Sollwert Ic des Coulomb-Reibungs-
Kompensationsstroms aus der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs und
der Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω beispielsweise
auf Grundlage einer in Fig. 18 gezeigten Charakteristik und
addiert dann den Sollwert Ic zu dem Lenkkraft-
Unterstützungsstrom-Sollwert Is.
Der Coulomb-Reibungs-Kompensationsstrom-Sollwert Ic ist dafür
vorgesehen, um die Rückführung des Steuerrads zu verbessern,
was insbesondere bei niedriger Geschwindigkeit verschlechtert
wird.
Die Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 28 betreibt oder berechnet
arithmetisch den Sollwert Ia1 des Viskositätsreibungs-
Kompensationstroms aus der Motorwinkelgeschwindigkeits-
Abschätzung vω, z. B. auf Grundlage einer in Fig. 19
gezeigten Charakteristik, um ihn zu dem obigen Lenkkraft-
Unterstützungsstrom-Sollwert Is hinzuzufügen.
Der Sollwert Id des Viskositätsreibungs-Kompensationsstroms
übt auf das Lenkempfinden des Fahrers ein
Viskositätsempfinden aus und verbessert auch die Konvergenz
beim Zurückführen des Lenkrads an eine Ausgangs- oder
Neutralposition, was insbesondere bei hoher Geschwindigkeit
verschlechtert sein würde.
Die Trägheits-Kompensationsstrom-
Arithmetikbetriebseinrichtung 29 betreibt oder berechnet
arithmetisch den Sollwert Ij des Trägheits-
Kompensationsstroms, der eine Wirkung einer Verringerung
eines derartigen Trägheitsempfindens aufweist, so daß die
Lenkkraft insbesondere zur Zeit eines Umdrehens einer
Lenkrichtung aufgrund eines Einflusses des Trägheitsmoments
des Motors 1 erhöht wird, aus der
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung dω/dt,
beispielsweise auf Grundlage einer in Fig. 20 gezeigten
Charakteristik, und fügt dann diesen zu dem obigen Lenkkraft-
Unterstützungsstrom-Sollwert Is hinzu.
In dieser Weise wird der Motorsollstrom Ia1 aus der folgenden
Gleichung auf Grundlage des Lenkkraft-Unterstützungsstrom-
Sollwerts Is, des Coulomb-Reibungs-Kompensationsstrom-
Sollwerts Ic, des Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-
Sollwerts Id und des Trägheits-Kompensationsstrom-Sollwerts
Ij berechnet.
Ia1 = Is + Ic + Id + Ij (1).
Der so berechnete Wert Ia1 wird an die Stromsteuereinrichtung
24 gegeben, um so genauso den Motorstrom zu steuern.
Nun wird mit näheren Einzelheiten die
Motorwinkelgeschwindigkeits-Arithmetikoperationseinrichtung
25 beschrieben.
Vorausgesetzt, daß der Motor 1 ein getrennt erregter D.C.
Motor ist, kann eine Ersatzschaltung eines Ankers (einer
Ankerspule) wie in Fig. 21 gezeigt ausgedrückt werden. In
dieser Figur ist Ra ein Ankerwiderstand, La ist eine
Ankerinduktivität, Ve ist eine Motorinduktionsspannung, Va
ist eine Motoranschlußspannung und Ia ist ein Motorstrom.
Wenn in Fig. 21 transiente Terme auf Grundlage der
Ankerinduktivität La ignoriert werden, ist die folgende
Gleichung erfüllt:
Va = Ia × Ra + Ve (2).
Hierbei wird Ve wie folgt ausgedrückt.
Ve = Ke × m (3)
wobei Ke eine Motorinduktionsspannungskonstante ist und m
eine Motorwinkelgeschwindigkeit ist.
Aus den obigen Gleichungen (2) und (3) wird die folgende
Gleichung erhalten.
m = (Va - Ia × Ra)/Ke (4).
Da Ra und Ke Konstanten sind und da Va und Ia durch erfaßte
Werte ersetzt werden können, kann eine
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω durch die folgende
Gleichung berechnet werden.
ω = (Vasns - Iasns × Ra × Ra)/Ke (5)
wobei Vasns ein erfaßter Motoranschlußspannungswert ist und
Iasns ein erfaßter Motorstromwert ist.
Somit wird bei dem wie oben konstruierten herkömmlichen
elektrischen Servolenkungssystem die
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung arithmetisch auf
Grundlage der Motoranschlußspannung betrieben oder berechnet.
Wenn die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung ausfällt,
kann deshalb die Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung
nicht richtig arithmetisch betrieben werden, wodurch
ermöglicht wird, daß ein Strom in den Motor unabhängig von
dem Lenkzustand des Fahrers fließt. Infolgedessen ergibt sich
ein derartiges Problem, daß bei der Steuerung der Lenkkraft
mittels des elektrischen Servolenkungssystems eine
Abnormalität stattfindet.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt die Lösung der obigen
Probleme und deshalb ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein elektrisches Servolenkungssystem der
beschriebenen Art bereit zustellen, welches verhindern kann,
daß der Lenkbetrieb des Fahrers (d. h. eine Manipulation eines
Lenkrads) ungünstig beeinflußt wird, selbst wenn eine
Schaltung in einem Steuersystem ausfällt, und gleichzeitig
eine geeignete Ausfallsicherungsmaßnahme vornimmt, wenn
bestimmt wird, daß die Schaltung in dem Steuersystem
ausfällt.
Um die obige Aufgabe zu lösen ist gemäß einem ersten Aspekt
der vorliegenden Erfindung ein elektrisches
Servolenkungssystem vorgesehen, umfassend: eine erste
Arithmetikberechnungseinrichtung zum arithmetischen Berechnen
eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage eines erfaßten
Werts einer Lenkkraft eines Fahrers; eine zweite
Arithmetikberechnungseinrichtung zum arithmetischen Berechnen
eines zweiten Motorsollstroms, der auf Grundlage einer
gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor, der die
Lenkkraft eines Fahrers unterstützt, bestimmt wird; eine
dritte Arithmetikberechnungseinrichtung zum arithmetischen
Berechnen eines dritten Motorsollwerts, der an den Motor zum
Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers zugeführt werden soll,
auf Grundlage des ersten Motorsollstroms und des zweiten
Motorsollstroms; und eine Maximalstrom-Einstelleinrichtung
zum Einstellen einer oberen Grenze für den zweiten oder
dritten Motorsollstrom.
In einer bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der
Erfindung verändert die Maximalstrom-Einstelleinrichtung die
obere Grenze für den zweiten Motorsollstrom auf Grundlage des
erfaßten Werts der Lenkkraft des Fahrers.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des ersten
Aspekts der Erfindung wird die obere Grenze für den
Motorstrom durch eine entsprechende obere Grenze für eine an
den Motor gelieferte Spannung ersetzt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, umfassend: eine
erste Steuereinrichtung zum Bestimmen eines dritten
Motorsollstroms, der an einen Motor geliefert werden soll,
der eine Lenkkraft des Fahrers unterstützt, auf Grundlage
eines ersten Motorsollstroms, der auf Grundlage eines
erfaßten Werts der Lenkkraft des Fahrers erfaßt wird, und auf
Grundlage eines zweiten Motorsollstroms, der auf Grundlage
einer gegenelektromotorischen Spannung über dem Motor erfaßt
wird, um so den Motor zu steuern; und eine zweite
Steuereinrichtung zum Steuern des Motors auf Grundlage des
erfaßten Werts der Lenkkraft des Fahrers; wobei eine erste
obere Grenze und eine zweite obere Grenze für den Motorstrom
in den ersten bzw. zweiten Steuereinrichtungen eingestellt
werden, wobei die erste obere Grenze gleich oder kleiner als
die zweite obere Grenze ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des zweiten Aspekts der
Erfindung werden die oberen Grenzen für den Motorstrom durch
entsprechende obere Grenzen für eine an den Motor gelieferte
Spannung ersetzt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des zweiten
Aspekts der Erfindung wird dem Motorstrom oder der
Motorspannung ermöglicht, die oberen Grenzen innerhalb einer
vorgegebenen Zeitperiode zu überschreiten.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
elektrisches Servolenkungssystem vorgesehen, umfassend: eine
erste Arithmetikberechnungseinrichtung zum arithmetischen
Berechnen eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage eines
erfaßten Werts einer Lenkkraft eines Fahrers; eine zweite
Arithmetikberechnungseinrichtung zum arithmetischen Berechnen
eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage einer
gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor, der die
Lenkkraft des Fahrers unterstützt; eine dritte
Arithmetikberechnungseinrichtung zum arithmetischen Berechnen
eines dritten Motorsollstroms, der an den Motor geliefert
werden soll, auf Grundlage des ersten Motorsollstroms und des
zweiten Motorsollstroms; und eine
Ausfallbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Ausfalls,
wenn eine Anschlußspannung des Motors oder eine Differenz
zwischen den jeweiligen Anschlußspannungen davon von einem
vorgegebenen Bereich abweicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform des dritten Aspekts der
Erfindung bestimmt die Ausfallbestimmungseinrichtung einen
Ausfall, wenn die Motoranschlußspannung oder die Differenz
zwischen den jeweiligen Anschlußspannungen des Motors von dem
vorgegebenen Spannungsbereich für eine vorgegebene
Zeitperiode oder länger abweicht.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des dritten
Aspekts der Erfindung führt die Ausfallbestimmungseinrichtung
eine Ausfallbestimmung nicht aus, wenn eine an den Motor
angelegte Spannung von einem vorgegebenen Spannungsbereich
abweicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten
Aspekts der Erfindung sperrt die
Ausfallbestimmungseinrichtung die Erregung
(Energieversorgung) des Motors, wenn eine an den Motor
angelegte Spannung von einem vorgegebenen Spannungsbereich
abweicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten
Aspekts der Erfindung verändert die
Ausfallbestimmungseinrichtung den vorgegebenen
Spannungsbereich bei einer Ausfallbestimmung gemäß einer an
den Motor gelieferten Spannung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten
Aspekts der Erfindung stellt die
Ausfallbestimmungseinrichtung die obere Grenze für den
zweiten oder dritten Motorsollstrom auf fast Null ein und
hält die obere Grenze, so wie sie eingestellt ist, wenn die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines dritten
Aspekts der Erfindung stellt die Maximalstrom-
Einstelleinrichtung eine obere Grenze für die Motorspannung
auf fast Null ein und hält die obere Grenze, so wie sie
eingestellt ist, wenn die Ausfallbestimmungseinrichtung einen
Ausfall bestimmt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten
Aspekts der Erfindung umfaßt die
Ausfallbestimmungseinrichtung ferner eine
Motortreiberschaltung und eine Schalteinrichtung, die sich
zwischen einer Energieversorgung und Masse befinden, und
öffnet die Schalteinrichtung und hält diesen Zustand, wenn
die Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten
Aspekts der Erfindung umfaßt die
Ausfallbestimmungseinrichtung ferner eine
Kupplungseinrichtung zum Koppeln des Motors mit dem
Lenkungssystem oder zum Entkoppeln des Motors von dem
Lenkungssystem, wobei die Ausfallbestimmungseinrichtung die
Kupplungseinrichtung entkoppelt und diesen Zustand hält, wenn
die Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des dritten
Aspekts der Erfindung umfaßt die
Ausfallbestimmungseinrichtung ferner eine Alarmeinrichtung
zum Alarmieren des Fahrers, wobei die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Alarm an dem Fahrer
auslöst, wenn die Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall
bestimmt.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung ergäben sich näher aus der folgenden
eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden
Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild, das schematisch den Aufbau eines
elektrischen Servolenkungssystems gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Schaltbild, das schematisch einen wesentlichen
Abschnitt des elektrischen Servolenkungssystems
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Schaltbild, das schematisch eigen anderen
wesentlichen Abschnitt des elektrischen
Servolenkungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein Funktionsblockschaltbild, das die Funktion des
elektrischen Servolenkungssystems gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ein Flußdiagramm, das die Inhalte eines Betriebs
einer Ausfallbestimmungseinrichtung für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das die Inhalte eines Betriebs
einer Maximalstrom-Einstelleinrichtung in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 einen Graph, der die Charakteristik einer
Motoranschlußspannung darstellt, wenn sich eine
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung in einem Ausfall befindet;
Fig. 8 einen Graph, der die Charakteristik einer
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung darstellt,
wenn sich eine Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung in dem elektrischen
Servolenkungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem Ausfall befindet;
Fig. 9 einen Graph, der die Charakteristik eines
Motorsollstroms darstellt, wenn sich eine
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung in einem Ausfall befindet;
Fig. 10 ein Diagramm, das ein Verfahren zum Einstellen
einer oberen Grenze eines Motorstroms in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11 einen Graph, der eine Charakteristik zum Einstellen
eines Ausfallbestimmungs-Schwellwerts der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 12 ein Flußdiagramm, das die Inhalte eines Betriebs
der Sollstrom-Arithmetikoperationseinrichtungen in
dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 13 ein Schaltbild, das schematisch den Aufbau eines
elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt;
Fig. 14 einen Graph, der das Auftreten einer Veränderung in
dem Ausfallbestimmungs-Schwellwert zu einer
Versorgungsspannung in dem elektrischen
Servolenkungssystem gemäß einer anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
darstellt;
Fig. 15 ein Schaltbild, das schematisch den Aufbau eines
herkömmlichen elektrischen Servolenkungssystems
darstellt;
Fig. 16 ein Funktionsblockschaltbild, das die Funktion des
herkömmlichen elektrischen Servolenkungssystems
zeigt;
Fig. 17 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Lenkkraft-
Unterstützungsstrom-Zielwerts in dem herkömmlichen
elektrischen Servolenkungssystem zeigt;
Fig. 18 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Coulomb-
Reibungs-Kompensationsstrom-Sollwerts in dem
herkömmlichen elektrischen Servolenkungssystem
zeigt;
Fig. 19 ein Diagramm, das ein Beispiel eines
Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-Sollwerts in
dem herkömmlichen elektrischen Servolenkungssystem
zeigt;
Fig. 20 ein Diagramm, das ein Beispiel eines Trägheits-
Kompensationsstrom-Zielwerts in dem herkömmlichen
elektrischen Servolenkungssystem zeigt; und
Fig. 21 ein Diagramm, das eine Ersatzschaltung eines Ankers
eines getrennt erregten D.C. Motors zeigt.
Nun werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung eingehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Teile, die identisch zu denjenigen
in dem herkömmlichen System sind oder diesen entsprechen,
sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren
Beschreibung wird weggelassen.
Fig. 1 ist ein Schaltbild, das schematisch den Aufbau eines
elektrischen Servolenkungssystems gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fig. 2
und 3 sind Schaltbilder, die schematisch wesentliche
Abschnitte des elektrischen Servolenkungssystems dieser
Ausführungsform zeigen.
In Fig. 1 überwacht eine Drehmomentüberwachungseinrichtung
30, die eine redundante Einrichtung ist, die eine zweite
Steuereinrichtung bildet, eine Lenkkraft des Fahrers und
einen Motorstrom unabhängig von einem Mikrocomputer 15, der
als eine erste Steuereinrichtung dient. Eine
Überwachungstreiberlogik-Erzeugungseinrichtung 31 bestimmt
eine Erregungs- oder Drehrichtung eines Motors 1 auf
Grundlage eines Ausgangs des Mikrocomputers 15 und eines
Ausgangs einer Drehmomentüberwachungseinrichtung 30.
Ein Relais 32, das als eine Schalteinrichtung dient, liefert
eine elektrische Energie an eine H-Typ Brückenschaltung 12
oder unterbricht die elektrische Energie von der H-Typ
Brückenschaltung 12.
Ferner und wie in Fig. 2 gezeigt, teilt eine
Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 33 eine Spannung VBM,
die an einen Kontakt des Relais 32 angelegt wird, um die
Versorgungsspannung zu erfassen, die durch einen A/D Wandler
21 einer CPU 16 eingegeben wird.
Ferner ist zwischen dem Motor 1 und einem Lenkrad (nicht
gezeigt) eine elektromagnetische Kupplung (nicht gezeigt)
vorgesehen, um diese Elemente miteinander oder voneinander zu
koppeln oder zu entkoppeln. Ein Bezugszeichen 34 in Fig. 1
bezeichnet eine Erregungsspule, die die elektromagnetische
Kupplung ansteuert. Es sei darauf hingewiesen, daß die
zwischen dem Motor und dem Lenkrad verwendete Kupplung in
dieser Weise irgendein anderer Typ als der elektromagnetische
Typ sein kann.
Ferner löst eine Alarmlampe 35, die als eine in Fig. 3
gezeigte Alarmeinrichtung dient, einen Alarm an dem Fahrer
aus. Ein Puffer 36 verstärkt strommäßig ein Signal, das einem
I/O Port 20a zum Ansteuern des Relais 32, der Kupplung 34 und
der Alarmlampe 35 eingegeben wird.
Fig. 4 ist ein Funktionsblockschaltbild, das die Funktion des
elektrischen Servolenkungssystems gemäß dieser
Ausführungsform zeigt.
In Fig. 4 führen die jeweiligen Funktionsblöcke ihre
Funktionen aus, wenn ein in einem ROM 17 gespeichertes
Programm von der CPU 16 ausgeführt wird. Deshalb werden die
Funktionen der jeweiligen Einrichtungen von dem Mikrocomputer
15 vorgesehen, der als die erste Steuereinrichtung dient.
Eine Motoranschlußspannungs-Arithmetikoperationseinrichtung
37 betätigt (betreibt) oder berechnet eine
Motoranschlußspannung Vasns auf Grundlage von
Ausgangsspannungen V12 und V22 einer Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 arithmetisch. Eine
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung bestimmt, daß die in
Fig. 1 gezeigte Schaltung sich in einem Ausfall befindet für
den Fall, daß die Ausgangsspannungen V12 und V22 der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 von einem
vorgegebenen Spannungsbereich abweichen.
Eine Maximalstrom-Einstelleinrichtung 39 stellt eine obere
Grenze eines Stroms, der durch den Motor 1 fließt, auf
Grundlage eines erfaßten Lenkkraftwerts Vt und eines
Ausfallbestimmungsergebnisses der
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung, die als eine
Ausfallbestimmungseinrichtung dient, ein.
Eine Sollstrom-Arithmetikbetriebseinrichtung 40 betreibt oder
berechnet arithmetisch einen dritten Motorsollstrom in der
Form eines Motorsollstroms Ia1 auf Grundlage der jeweiligen
Sollströme, die einen ersten Motorsollstrom in der Form eines
Lenkkraft-Unterstützungsstrom-Sollwerts Is, einen zweiten
Motorsollstrom umfassend einen Coulomb-Reibungs-
Kompensationsstrom-Sollwert Ic, einen Viskositätsreibungs-
Kompensationsstrom-Zielwert Id und einen Trägheits-
Kompensationsstrom-Zielwert Ij, sowie obere Grenzwerte ImaxL
und ImaxR für den Motorstrom, die von der Maximalstrom-
Einstelleinrichtung 39 eingestellt werden, umfassen.
Es sei darauf hingewiesen, daß ImaxL eine obere Grenze des
Stroms für den Fall darstellt, daß der Motor die Lenkkraft in
die nach links weisende oder Gegenuhrzeigerrichtung
unterstützt, und ImaxR eine obere Grenze des Stroms für den
Fall darstellt, daß der Motor die Lenkkraft in die nach
rechts weisende oder Uhrzeigerrichtung unterstützt.
Nachstehend wird der Betrieb unter Bezugnahme auf die Fig. 1
bis 4 beschrieben.
Die Anschlußspannungen V12 und V22 des Motors 1 werden von
der Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 erfaßt und
dann durch den A/D Wandler 21, der in den Mikrocomputer 15
eingebaut ist, dann jeweils der CPU 16 eingegeben.
Danach wird eine Verarbeitung gemäß der in dem ROM 17
gespeicherten Programme ausgeführt.
Die Motoranschlußspannungs-Arithmetikoperationseinrichtung 37
betreibt oder berechnet arithmetisch den erfaßten
Motoranschlußspannungswert Vasns als Vasns = V12-V22 und gibt
dann diesen Wert Vasns an die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 25.
Nachstehend wird wie in dem herkömmlichen System der
Lenkkraft-Unterstützungsstrom-Sollwert Is durch die
Lenkkraft-Unterstützungsstrom-Arithmetikoperationseinrichtung
23, die als die erste Arithmetikoperationseinrichtung dient,
arithmetisch betrieben oder berechnet und ferner werden der
Coulomb-Reibungs-Kompensationsstrom-Sollwert Ic, der
Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-Sollwert Id und der
Trägheits-Kompensationsstrom-Zielwert Ij von der Coulomb-
Reibungs-Kompensationsstrom-Arithmetikoperationseinrichtung
28 und der Trägheitsreibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 29, die als die zweite
Arithmetikoperationseinrichtung dienen, arithmetisch
betrieben oder berechnet. Diese jeweiligen Werte werden der
Sollstrom-Arithmetikbetriebseinrichtung 40 eingegeben, die
als die dritte Arithmetikbetriebseinrichtung dient.
Die Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung bestimmt, ob die
erfaßten Motoranschlußspannungswerte V12 und V22, die von der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 erfaßt werden, in
einen geeigneten Bereich (innerhalb eines vorgegebenen
Spannungsbereichs) fallen oder nicht.
Nun wird der Betrieb der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 mit näheren Einzelheiten beschrieben.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Beziehung zwischen V11 und
V12 beschrieben wird, da die Motoranschlußspannung V21, der
erfaßte Motoranschlußspannungswert V22, die
Motoranschlußspannung V11 und der erfaßte
Motoranschlußspannungswert V12 Spannungen sind, die von einem
Paar von ähnlichen Schaltungen innerhalb der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 erfaßt werden.
Die folgende Beziehung wird zwischen der
Motoranschlußspannung V11 und dem erfaßten
Motoranschlußspannungswert V12 hergestellt. Deshalb werden
die Beziehungsausdrücke zwischen dem erfaßten
Motoranschlußspannungswert V12 und dem erfaßten
Motoranschlußspannungswert V22 durch Ersetzen von V11 und V12
durch V21 bzw. V22, des Widerstandswerts R11 und R12 durch
R21 bzw. R22 und der elektrostatischen Kapazität C11 durch
C21 in den nachstehend angegebenen Gleichungen (7) bis (11)
ermittelt.
Der erfaßte Motoranschlußspannungswert V12 wird wie folgt
ausgedrückt:
V12 = (R11 × R12 × V11 + R12 × R13 × Vcc)/[(R11 × R12 +
R12 × R13 + R13 × R11) × {1 + R11 × R12 × R13 × C11 ×
s/(R11 × R12 + R12 x R13 + R13 × R11)] (7)
wobei s die Laplacevariable ist, VB eine Versorgungsspannung
ist und Vcc eine Referenzspannung des A/D Wandlers 21 ist.
Ein Spannungsbereich, der als die Anschlußspannung V11
gegeben wird, wird wie folgt ausgedrückt, vorausgesetzt, daß
eine Vorwärtsspannung über einer parasitären Diode eines
Leistungs-MOSFETs 13 VF ist.
-VF ≦ V11 ≦ VB (8).
Wenn die transienten Terme ignoriert werden, wird ein Bereich
des erfaßten Motoranschlußspannungswerts V12 aus den
Ausdrücken (7) und (8) wie folgt erhalten:
(-R11 × R12 × VF + R12 × R13 × Vcc)/(R11 × R12 + R12 ×
R13 + R13 x R11) ≦ V12 ≦ {R11 × R12 × VB + R12 × R13 ×
Vcc}/(R11 × R12 + R12 x R13 + R13 x R11)] (9).
Da die Versorgungsspannung VB und die Vorwärtsspannung VF der
parasitären Diode des Leistungs-MOSFETs 13 als im
wesentlichen konstante Werte angesehen werden können, werden
die Widerstandswerte der Widerstände 10a, 10b und 10c und die
Referenzspannung Vcc konstante Werte, vorausgesetzt, daß eine
Temperaturcharakteristik etc. vernachlässigt werden kann.
Deshalb wird aus der obigen Gleichung (9) V12 ein Wert
innerhalb des vorgegebenen Bereichs.
Wenn deshalb V12 von dem vorgegebenen Bereich abweicht, der
gemäß der Gleichung (9) bestimmt ist, kann bestimmt werden,
daß die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 sich in
einem Ausfall befindet.
Auf Grundlage des obigen Prinzips bestimmt die
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung den Ausfall der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9.
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm zum Erläutern eines Ablaufs der
Ausfallbestimmung der Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für
die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung.
In diesem Beispiel wird ein Programm, das von dem in Fig. 5
gezeigten Flußdiagramm dargestellt wird, von der CPU 16 bei
jeder gegebenen Periode ausgeführt.
In der nachfolgenden Beschreibung werden Vorzeichen an die
Lenkkraft und den Motorstrom in solcher Weise angefügt, daß
eine Neutralstellung "0" ist und ein positives Vorzeichen und
ein negatives Vorzeichen gegeben werden, wenn das Lenkrad in
die Uhrzeigerrichtung bzw. die Gegenuhrzeigerrichtung gedreht
wird.
Da die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltungen 9a und 9b
die gleiche Funktion aufweisen und vollständig das identische
Ausfallerfassungsverfahren zueinander ausführen, wird nur die
Ausfallerfassung von der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9a alleine beschrieben.
Zunächst wird im Schritt S1 überprüft, ob V11 in einen
vorgegebenen Bereich fällt, d. h., VTHL1 < V11 < VTHH1 oder
nicht ist. Wenn V11 nicht innerhalb dieses Bereichs ist, wird
ein Zähler in dem RAM 18 im Schritt S2 um "1" erhöht. Wenn
auch V11 innerhalb des vorgegebenen Bereichs ist, wird der
Zähler in dem RAM 18 im Schritt S3 auf "0" gelöscht.
Im Schritt S4 ist der Zähler in dem RAM 18 ein vorgegebener
Wert tTH1 oder mehr, ein Ausfallflag, welches in dem RAM 18
eingestellt ist, wird auf "1" im Schritt S5 gesetzt,
wohingegen wenn der Zähler kleiner als der vorgegebene Wert
tTH1 ist, die Verarbeitung auf ein Programm zurückgeführt
wird, das das betreffende Programm zu jeder gegebenen Periode
aufruft.
Das Ausfallflag ist so ausgelegt, daß es auf "0" gelöscht
wird, wenn die CPU 16 durch Einschalten der Energieversorgung
des elektrischen Servolenkungssystems zurückgesetzt wird und
wie voranstehend erwähnt "1" hält, bis die Energieversorgung
unterbrochen wird, nachdem das Ausfallflag auf "1" gesetzt
ist.
In dieser Weise wird durch die Ausfallbestimmungseinrichtung
38 für die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung für den
Fall, daß die erfaßte Spannung der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 außerhalb des vorgegebenen Bereichs für
eine vorgegebene Dauer oder länger ist, das vorbestimmte
Flag, das sich in dem RAM 18 befindet, auf "1" in solcher
Weise gesetzt, daß das Ausfallbestimmungsergebnis gehalten
wird, bis die Energieversorgung des elektrischen
Servolenkungssystems unterbrochen wird.
Die Maximalstrom-Einstelleinrichtung 39 stellt die obere
Grenze, die für den Motorsollstrom Ia1 zulässig ist, auf
Grundlage des voranstehend erwähnten
Ausfallbestimmungsergebnisses ein.
Nachstehend wird der Betrieb der Maximalstrom-
Einstelleinrichtung 39 gemäß einem in Fig. 6 gezeigten
Flußdiagramm beschrieben. Das in Fig. 6 gezeigte Programm
wird bei jeder gegebenen Periode aufgerufen.
In Fig. 6 bezeichnet Imax einen Nennstrom des Motors 1 und
der Motor 1 ist dafür ausgelegt, um ein maximales Drehmoment
auszugeben, wenn Imax durch den Motor 1 fließt. ImaxL stellt
eine obere Grenze des Stroms für den Fall dar, daß der Motor
1 die Lenkkraft unterstützt, die erforderlich ist, wenn das
Lenkrad in der Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, und
genauso stellt ImaxR eine obere Grenze des Stroms für den
Fall dar, daß der Motor 1 die Lenkkraft unterstützt, die
erforderlich ist, wenn das Lenkrad in der Uhrzeigerrichtung
gedreht wird.
In den Schritten S6 bis S10 wird der maximale Wert eines an
den Motor 1 gelieferten Stromwerts in solcher Weise
eingestellt, daß eine übermäßige Lenkkraftunterstützung auf
Grundlage des erfaßten Lenkkraftwerts Vt zur Zeit eines
Ausfalls nicht durchgeführt wird. Der erfaßte Lenkkraftwert
Vt ist eine Kraft, so wie sie erfaßt wird, wenn der Fahrer
das Lenkrad betätigt.
Zunächst wird im Schritt S6 bestimmt, ob der erfaßte
Lenkkraftwert Vt kleiner als der vorgegebene Wert TTHL ist
oder nicht.
Wenn als ein Ergebnis der erfaßte Lenkkraftwert kleiner ist,
d. h., wenn abgeschätzt wird, daß der Fahrer das Lenkrad mit
einer Lenkkraft von mehr als TTHL in die
Gegenuhrzeigerrichtung dreht, wird die in Uhrzeigerrichtung
wirkende Lenkkraftunterstützung im Schritt S7 gesperrt (d. h.
ImaxR = 0) und der maximale Strom, der für den Motor 1
zulässig ist, wird für eine in Gegenuhrzeigerrichtung
wirkende Lenkkraftunterstützung eingestellt (ImaxL = Imax).
Dann wird im Schritt S8 bestimmt, ob der erfaßte
Lenkkraftwert Vt größer als der vorgegebene Wert TTHR ist oder
nicht.
Wenn als ein Ergebnis der erfaßte Lenkkraftwert größer ist,
d. h., wenn abgeschätzt wird, daß der Fahrer das Lenkrad mit
einer Lenkkraft mehr als TTHL in die Uhrzeigerrichtung dreht,
dann wird die in Gegenuhrzeigerrichtung wirkende
Lenkkraftunterstützung im Schritt S7 gesperrt (d. h. ImaxR
= 0) und der maximale Strom, der für den Motor 1 zulässig ist
(ImaxL = Imax) wird als Vorbereitung für eine in
Gegenuhrzeigerrichtung wirkende Lenkkraftunterstützung
eingestellt.
Wenn als Folge des obigen Vorgangs bestimmt wird, daß das
Lenkrad in den Schritten S6 und S8 weder in die
Gegenuhrzeigerrichtung noch in die Uhrzeigerrichtung gedreht
wird, wird bestimmt, daß das Lenkrad sich ungefähr in der
Nähe einer Neutralposition befindet. In diesem Fall wird im
Schritt S10 der Motorstrom auf den vorgegebenen Wert oder
darunter begrenzt, was dazu führt, daß ImaxL = IL1 und ImaxR
= IR1 ist.
Nachstehend wird der Betrieb in den Schritten S6 bis S10
unter Bezugnahme auf die Fig. 7, 8 und 10 beschrieben.
Die Fig. 7 bis 9 sind charakteristische Diagramme
(Kennliniendiagramme), die Änderungen in einem erfaßten
Motoranschlußspannungswert, einer
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung und eines
Motorsollstroms über der Zeit für den Fall zeigen, wenn die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 sich in einem
Ausfall befindet, wenn das Fahrzeug fährt, während der Fahrer
das Lenkrad in einer Neutralposition hält.
In Fig. 7 wird zur Zeit t = 0 eine Spannung, die einer
Spannung entspricht, die zu der Zeit genommen wird, wenn sich
das Lenkrad an der Neutralposition befindet, als die
Anschlußspannungen V12 und V22 von der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 ausgegeben, wie
von den folgenden Ausdrücken (10) und (11) dargestellt.
V12 = R12 × Vcc/(R11 + R12) (10)
V22 = R22 × Vcc/(R21 + R22) (11).
In dieser Situation wird die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Abschätzung ω, die von der Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 25 ausgegeben wird, Null sein
(ω = 0).
Deshalb wird der Motor 1 nicht mit Energie versorgt und Ia1 =
0 wird von der sollstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 40
ausgegeben.
Wenn zur Zeit t = t1 die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9a ausfällt, erhöht sich die
Ausgangsspannung der Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung
9 auf V12 = Vcc unabhängig von der Tatsache, daß sich das
Lenkrad an der Neutralposition befindet. Der Ausfall dieses
Typs wird beispielsweise als das Kurzschließen des
Widerstands 10a abgeschätzt oder angenommen.
Die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Arithmetikoperationseinrichtung 25 gibt eine sehr hohe
Winkelgeschwindigkeit in einer Vorwärts- oder
Uhrzeigerrichtung als die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Abschätzung gemäß den Ausdrücken (5) und (6) (siehe Fig. 8)
aus.
Somit bestimmen die Coulomb-Reibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 27 und die
Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 28, daß sich der Motor 1 bei
einer sehr hohen Geschwindigkeit dreht und sie geben sehr
große Sollströme Ic und Id aus, beispielsweise gemäß der in
den Fig. 18 und 19 gezeigten Charakteristiken.
Zu der gleichen Zeit gibt die Motorwinkelbeschleunigungs-
Arithmetikoperationseinrichtung 26 eine sehr hohe
Winkelbeschleunigung in der Vorwärts- oder Uhrzeigerrichtung
als die Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung dω/dt aus.
Zu dieser Zeit bestimmt die Trägheits-Kompensationsstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 29, daß der Motor 1 bei einer
sehr hohen Winkelgeschwindigkeit beschleunigt und gibt einen
sehr großen Sollstrom Ij aus, beispielsweise gemäß der in
Fig. 20 gezeigten Charakteristik.
Die Sollstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 40 betreibt
oder berechnet arithmetisch den Motorsollstrom Ia1 aus dem
Ausdruck (1) gemäß der obigen Berechnungsergebnisse.
Wenn wie in Fig. 9 gezeigt die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 zu der Zeit t1 ausfällt, steigt der von
der Sollstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 40 ausgegebene
Sollstrom Ia1 an.
Anders gesagt, wenn die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 ausfällt, gibt es einen Fall, bei dem der
Motor 1 unabhängig von der Tatsache, daß der Fahrer das
Lenkrad an der Neutralposition hält, erregt wird.
Auf den Abschluß der Ausfallbestimmung aufgrund der
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung zur Zeit t = t2 wird
der Motorstrom-Sollwert Ia1 auf einen geeigneten Wert in den
Schritten S11 bis S12 begrenzt, die nachstehend beschrieben
werden.
Selbst wenn wie voranstehend erwähnt, der Ausfall der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 erfaßt wird, kann
ein Strom in den Motor 1 fließen, ohne daß irgendeine
Maßnahme oder Abhilfe gegen den Ausfall bis zur Zeit t2
vorgenommen wird, zu der die Ausfallbestimmung nach dem
Ablauf der vorgegebenen zeit tTH1 abgeschlossen ist.
In dieser Situation gibt es in Fig. 9 zu der Zeit t zwischen
t1 und t2 (d. h. t1 < t < t2) die Möglichkeit, daß der
Motorsollstrom Ia1 auf Imax eingestellt wird, wie mit einer
gestrichelte Linie dargestellt, in Abhängigkeit von der
Einstellung von Ic, Id und Ij.
Wenn jedoch der Motor 1 nicht mit Energie versorgt wird, wenn
das Lenkrad sich in der Nähe der Neutralposition befindet, um
das obige Problem zu verhindern, wird das Lenkempfinden
verschlechtert.
Deshalb wird, wie in den Schritten S6 bis S10 angedeutet,
wenigstens für den Fall, daß sich das Lenkrad in der Nähe der
Neutralposition befindet, wenn der durch den Motor 1
fließende Strom auf einen vorgegebenen Wert oder darunter
begrenzt wird, der Motorstrom zur Zeit eines Ausfalls
beschränkt, so daß ein Lenkvorgang des Fahrers nicht
behindert wird. Infolgedessen wird das Lenkempfinden
verbessert und eine geeignete Ausfallssicherungsmaßnahme
gegenüber dem Ausfall kann bereitgestellt werden.
Ferner ist bislang in dem elektrischen Servolenkungssystem
als eine Sicherheitsverbesserungstechnik eine Maßnahme
dahingehend bekannt gewesen, daß eine redundante Einrichtung
unabhängig von der Hauptmotor-Steuereinrichtung
bereitgestellt wird, um die H-Typ Brückenschaltung 12 zu
unterbrechen, um so die Drehung des Lenkrads zu verhindern,
wenn bestimmt wird, daß das Lenkrad nicht als Folge einer
Bestimmung eines Lenkzustands des Fahrers auf Grundlage des
Ausgangs des Drehmomentsensors gedreht wird.
Als eine derartige Maßnahme gibt es einen Fall, bei dem die
obere Grenze von Iasns auf den erfaßten Lenkkraftwert Vt
eingestellt wird, beispielsweise wie in Fig. 10 gezeigt.
Fig. 10 ist ein charakteristisches Diagramm, das einen
erfaßten Motorstromwert gegenüber einem erfaßten
Lenkkraftwert zeigt.
Wenn die obige redundante Einrichtung ermöglicht, daß der
Strom beschränkt wird, sind der Motorsollstrom Ia1 und der
erfaßte Motorstromwert Iasns nicht identisch zueinander. Wenn
in diesem Zustand beispielsweise die Stromsteuereinrichtung
24 den Motorstrom in einer Rückkopplungsweise steuert, nimmt
ein integraler Steuerterm bis auf den maximalen Wert zu. Dies
führt zu einem ungünstigen Effekt, daß ein Überschwingen des
Motorstroms auftritt, nachdem die Strombegrenzung aufgrund
der redundanten Einrichtung gelöst wird, etc.
Um den obigen ungünstigen Effekt zu verhindern, kann die
obere Grenze IR1 aufgrund der Maximalstrom-
Einstelleinrichtung 39 von der redundanten Einrichtung vorher
auf die obere Grenze IR1 oder darunter eingestellt werden.
Damit kann nicht nur der Lenkvorgang des Fahrers während
eines Ausfalls nicht behindert werden, sondern auch ein
unnötiger Betrieb der redundanten Einrichtung kann verhindert
werden.
In den Schritten S11 bis S12 wird für den Fall, daß die
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung das Auftreten eines
Ausfalls bestimmt, die Größe des durch den Motor 1 fließenden
Stroms beschränkt. Zunächst wird im Schritt S11 ein Flag
überprüft oder es wird auf dieses Flag Bezug genommen,
welches das Bestimmungsergebnis der
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung hält.
Wenn eine Ausfallbestimmung vorhanden ist, werden sowohl
ImaxL als auch ImaxR im Schritt S12 auf "0" eingestellt. Wenn
nicht (d. h. keine Ausfallbestimmung), rückt die Verarbeitung
zum Schritt S13 weiter.
Wenn in den Schritten S13 bis S14 die Versorgungsspannung VB
schwankt, wird eine fehlerhafte oder unrichtige Bestimmung
der Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung verhindert.
Zunächst wird die Spannung von V12 zum Bestimmen eines
Ausfalls mit näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf den
Ausdruck (9) beschrieben.
In dem Fahrzeuggerät gemäß dieser Ausführungsform ist eine
Energieversorgung eine Batterie und die Versorgungsspannung
VB befindet sich normalerweise in einem Bereich zwischen 12-14
(V). Für den Fall, daß eine Stoßspannung an die Batterie
angelegt wird, steigt die Versorgungsspannung VB auf bis zu
20-30 (V) an, sogar wenn ein Stoßabsorbierer vorgesehen
ist.
In diesem Fall gibt es die Möglichkeit, daß V12 und V22 den
Ausfallbestimmungs-Schwellwert übersteigen, der die obere
Grenze ist, die gemäß dem Ausdruck (9) eingestellt wird, und
zwar unabhängig von der Tatsache, daß die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 normal arbeitet.
Um den obigen Nachteil zu verhindern, ist es wünschenswert,
daß die Versorgungsspannung VB gelesen und der Leistungs-
MOSFET 13 davon abgehalten wird, in einen leitenden Zustand
gebracht zu werden, wenn die Stoßspannung an die
Energieversorgung angelegt wird, so daß verhindert wird, daß
die Stoßspannung der Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung
9 eingegeben wird.
Nachstehend wird zurückkehrend zur Fig. 6 der Betrieb der
Maximalstrom-Einstelleinrichtung 39 beschrieben. Die Spannung
VBM, nachdem sie durch das Relais gegangen ist, wird durch
die Versorgungsspannungs-Detektorschaltung 33 dem A/D Wandler
21 eingegeben und dann wird sie der CPU 16 als ein erfaßter
Versorgungsspannungswert eingegeben.
Im Schritt S13 wird überprüft, ob VBM größer als der
Spannungswert VBTH ist oder nicht, der für den Fall genommen
wird, daß die Stoßspannung an die Energieversorgung angelegt
wird.
Infolgedessen wird für den Fall VBTH < VBM sowohl ImaxL als
auch ImaxR im Schritt S14 auf "0" gesetzt.
Die Stromsteuereinrichtung 24, die mit Einzelheiten später
noch beschrieben wird, ist so eingestellt, daß alle
Leistungs-MOSFETs 13a bis 13d für den Fall, daß der Sollstrom
Ia1 = 0 ist, ausgeschaltet werden, wodurch, wenn eine
Stoßspannung auf die Versorgungsspannung angewendet wird,
eine derartige übermäßige Spannung zum Bewirken einer
unrichtigen Ausfallbestimmung davon abgehalten wird, an die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 angelegt zu
werden.
Für den Fall von VBM ≦ VBTH wird das Programm abgeschlossen
wie es ist.
Selbst wenn eine Stoßspannung an die Energieversorgung
angelegt wird, kann mit dem obigen Betrieb die
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung eine Ausfallbestimmung fortsetzen.
Fig. 11 ist ein Graph, der eine Charakteristik zum Einstellen
eines Ausfallbestimmungs-Schwellwerts der
Motoranschlußspannungs- Detektorschaltung in dem elektrischen
Servolenkungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt.
In Fig. 11 wird der Ausfallbestimmungs-Schwellwert VTHL1
eingestellt, um niedriger zu sein, um so einen Spielraum der
unteren Grenze des normalen Betriebsbereichs bereitzustellen.
In ähnlicher Weise wird der Ausfallbestimmungs-Schwellwert
VTHH1 so eingestellt, daß er höher ist, um so einen Spielraum
der Spannung, die den Betrieb des Motors 1 stoppt,
bereitzustellen. Diese Spielräume dienen dazu, eine
fehlerhafte oder unrichtige Ausfallbestimmung aufgrund der
Einflüsse von Rauschkomponenten, der Temperaturcharakteristik
etc. der verwendeten Elemente zu verhindern.
Die Sollstrom-Arithmetikoperationseinrichtung 40 betreibt
oder berechnet arithmetisch den Sollstrom, der durch den
Motor 1 auf Grundlage von Is, Ic, Id, Ij, ImaxL und ImaxR,
die in der obigen Weise arithmetisch betrieben oder berechnet
worden sind, fließt und gibt den so berechneten Sollstrom an
die Stromsteuereinrichtung 24.
Nachstehend wird der Betrieb der Zielstrom-
Arithmetikoperationseinrichtung 40 unter Bezugnahme auf ein
in Fig. 12 gezeigtes Flußdiagramm beschrieben.
Zunächst werden in dem Schritt S15 die jeweiligen
Steuerströme Is, Ic, Id und Ij zusammenaddiert, um
arithmetisch den Sollstrom Ia1 zu betreiben oder zu
berechnen.
Dann wird in den Schritten S16 bis S19 die obere Grenze des
Motorstroms gesetzt.
Im Schritt S16 werden die obere Grenze des Motorstroms und
der Sollstrom für den Lenkvorgang in die Uhrzeigerrichtung
oder nach rechts miteinander verglichen.
Es wird bestimmt, ob der im Schritt S15 arithmetisch
betriebene Sollstrom Ia1 kleiner als ImaxR ist oder nicht,
der von der Maximalstrom-Einstelleinrichtung 39 eingestellt
wird, und wenn ImaxR ≦ Ia1 ist, wird der Sollstrom Ia1 in dem
Schritt S17 auf ImaxR begrenzt (geclipt).
Im Schritt S18 werden die obere Grenze des Motorstroms und
der Sollstrom für einen Lenkvorgang in die
Gegenuhrzeigerrichtung oder nach links miteinander
verglichen. Wenn Ia1 ≦ ImaxL ist, wird in dem Schritt S19 der
Sollstrom Ia1 auf ImaxL begrenzt (geclipt).
Die Stromsteuereinrichtung 24 arbeitet so, daß der in der
obigen Weise berechnete Sollstrom Ia1 identisch zu Iasns wird,
der durch die Motorstrom-Detektorschaltung 6 erfaßt wird, wie
in dem herkömmlichen Beispiel, und sie betreibt oder
berechnet arithmetisch die Versorgungsspannung Va1 an dem
Motor 1, um dadurch den Motor 1 durch die H-Typ
Brückenschaltung 12 anzusteuern. Für den Fall des Sollstroms
Ia1 = 0 werden sämtliche Leistungs-MOSFETs 13a bis 13d
ausgeschaltet, so daß die Energieversorgung an dem Motor 1
unterbrochen wird.
Wie voranstehend beschrieben wird der Motor 1 angesteuert, um
auf das Lenkungssystem die Lenkunterstützungskraft auszuüben,
während der Ausfall der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 überwacht wird. Wenn die
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung bestimmt, daß sich die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 in einem Ausfall
befindet, wird eine Ausfallsicherungsverarbeitung oder ein
Betrieb wie nachstehend angegeben, ausgeführt.
Zunächst stellt die Maximalstrom-Einstelleinrichtung 39 wie
voranstehend beschrieben den Sollstrom Ia1 auf "0" ein, wobei
als Ergebnis davon die Stromsteuereinrichtung 24 alle
Leistungs-MOSFETs 13a bis 13d ausschaltet.
Gleichzeitig steuert die CPU 16 den Puffer 36 durch den I/O
Port 20 an, so daß das Relais 32 ausgeschaltet wird, um
dadurch die Energieversorgung der H-Typ Brückenschaltung 12
zu unterbrechen. Ferner wird die Kupplung 34 ausgeschaltet,
um den Motor 1 von dem Lenkungssystem mechanisch zu trennen
und eine Alarmlampe 35 wird eingeschaltet, um einen Alarm
auszulösen, wodurch der Fahrer über die Tatsache informiert
wird, daß sich das Servolenkungssystem in einem Ausfall
befindet.
In dieser Weise wird der Motor 1 auf Grundlage der
gegenelektromotorischen Spannung über den Motor 1 gesteuert
und ferner wird eine geeignete Ausfallsicherungsverarbeitung
oder ein Betrieb ausgeführt, um dadurch das elektrische
Servoleistungssystem zu realisieren, das sowohl eine
Sicherheit als auch ein gutes Lenkempfinden erzielen kann.
Da ferner die obere Grenze, die sich in Abhängigkeit von dem
Lenkdrehmoment verändert, für den Motorsollstrom eingestellt
wird, kann der Motorstrom beschränkt werden, bis die
Ausfallsicherungsverarbeitung nach Auftreten eines Ausfalls
ohne Verschlechterung des Lenkempfindens ausgeführt wird,
wodurch Vorkehrungen für eine verbesserte Sicherheit
getroffen werden.
In Fällen, bei denen eine Ausfallbestimmung nicht
durchgeführt wird, kann eine obere Grenze für den
Motorsollstrom einfach eingestellt werden.
In der Maximalstrom-Einstelleinrichtung 39 gemäß der ersten
Ausführungsform wird, wie in den Schritten S6 bis S10 in Fig.
6 gezeigt, eine obere Grenze für einen dritten Motorsollstrom
in der Form des Motorsollstroms Ia1 eingestellt. Jedoch wird
in der zweiten Ausführungsform eine obere Grenze (ImaxL,
ImaxR) in solcher Weise eingestellt, daß der Coulomb-
Reibungs-Kompensationsstrom-Sollwert Ic und/oder der
Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-Sollwert Id und/oder
der Trägheits-Kompensationsstrom-Sollwert Ij, die als der
zweite Motorsollstrom dienen, der auf Grundlage der
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω berechnet wird,
niedriger als ein vorgegebener Wert eingestellt wird/werden.
Selbst in diesem Fall kann wie in der ersten Ausführungsform
die Wirkung einer Unterdrückung des Anstiegs des Motorstroms
erreicht werden, wenn sich die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 in einem Ausfall befindet.
Ferner kann in der zweiten Ausführungsform die obere Grenze
des Motorsollstroms auf Grundlage des erfaßten Lenkkraftwerts
Vt wie in der ersten Ausführungsform verändert werden.
Wenn beispielsweise die obere Grenze des Motorsollstroms so
eingestellt wird, daß sie ansteigt, wenn die Lenkkraft groß
ist, dann wird ermöglicht, obwohl das Lenkrad schnell
umgedreht wird, so daß die Lenkkraft mit dem Einfluß des
Trägheitsmoments des Motors 1 ansteigt, daß ein
zufriedenstellender Trägheits-Kompensationsstrom Ij durch den
Motor 1 wegen der erhöhten oberen Grenze fließt, wodurch das
Lenkempfinden weiter verbessert wird.
Alternativ kann eine obere Grenze für die
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω nur für eine Dauer
von dem Auftreten eines Ausfalls bis zu dem Abschluß einer
Ausfallbestimmung, d. h. nur für eine Dauer tTH1 innerhalb der
Dauer von t1 bis t2, eingestellt werden, mit im wesentlichen
der gleichen Wirkung einer Unterdrückung des Motorstroms zu
der Zeit, wenn sich die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 in einem Ausfall befindet.
Da eine Steuerung auf Grundlage der
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω in
zufriedenstellender Weise zu allen anderen Zeiten als der
Zeit eines Ausfalls ausgeführt werden kann, wird das
Lenkempfinden in diesem Beispiel weiter verbessert.
Ferner wird, wie in dem Schritt S11 bis S12 in Fig. 6
gezeigt, die obere Grenze für den Motorsollstrom Ia1
eingestellt, wenn bestimmt wird, daß sich die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 in einem Ausfall
befindet. In ähnlicher Weise kann für den Coulomb-Reibungs-
Kompensationsstrom-Zielwert Ic und/oder den
Viskositätsreibungs-Kompensationsstrom-Zielwert Id und den
Trägheits-Kompensationsstrom-Zielwert Ij, die als der
Steuerstrom dienen, der auf Grundlage der
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω berechnet wird,
eine obere Grenze eingestellt werden.
Da in diesem Fall eine Steuerung auf Grundlage der Lenkkraft
des Fahrers fortgesetzt wird, nachdem bestimmt wird, daß sich
die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 in einem
Ausfall befindet, wird eine statische Lenkkraft nicht
geändert. Deshalb kann verhindert werden, daß die Lenkkraft
aufgrund des Ausfalls schnell geändert wird.
Ferner erübrigt es sich zu erwähnen, daß selbst dann, wenn
die voranstehend erwähnte Begrenzungsverarbeitung
(Clipverarbeitung) für die Motorwinkelgeschwindigkeits-
Abschätzung ω ausgeführt wird, im wesentlichen die gleiche
Wirkung erhalten werden kann.
Ferner kann eine Konstruktion derart vorgesehen sein, daß der
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω ermöglicht wird,
vorübergehend die obere Grenze zu überschreiten.
Mit der obigen Einstellung kann beispielsweise in dem Moment,
wenn das Lenkrad schnell in die andere Richtung gedreht wird,
ein Trägheits-Kompensationsstrom Ij, der zum Unterdrücken des
Einflusses des Trägheitsmoments des Motors 1 ausreichend ist,
an den Motor 1 geführt werden, wodurch das Lenkempfinden
weiter verbessert wird.
Eine Zeitperiode, in der der Motorwinkelgeschwindigkeits-
Abschätzung ω ermöglicht wird, die obere Grenze zu
überschreiten, kann auf eine Zeitperiode eingestellt werden,
die in Hinsicht auf die Sicherheit zum Verbessern des
Lenkempfindens ausreichend ist (z. B. 50 ms).
Ferner kann eine obere Grenze für die an den Motor angelegte
Spannung Va1 eingestellt werden, so daß die vorliegende
Erfindung selbst dann anwendbar ist, wenn der Motorstrom in
einer offenen Schleife gesteuert wird.
In der Ausfallbestimmungseinrichtung 38 für die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung gemäß der ersten
Ausführungsform, wie in Fig. 5 gezeigt, wird bestimmt, ob die
jeweiligen Anschlußspannungen des Motors 1 sich in einem
vorgegebenen Bereich befinden oder nicht. Jedoch kann in
einer dritten Ausführungsform der Erfindung eine Anordnung
derart vorgesehen werden, daß die Auswahlbestimmung in
Abhängigkeit davon ausgeführt wird, ob die Anschlußspannung
Vasns (= V12-V22) als die Differenz zwischen den jeweiligen
Anschlußspannungen in einen vorgegebenen Spannungsbereich
fällt oder nicht.
Bei der Verwendung des elektrischen Servolenkungssystems ist
es unmöglich, den Motor 1 bei einer höheren Geschwindigkeit
als eine Drehgeschwindigkeit unter keiner Last zu drehen,
weil eine derartige hohe Lenkgeschwindigkeit die Begrenzung
der Lenkgeschwindigkeit des Fahrers übersteigt.
Da die gegenelektromotorische Spannung des Motors 1 immer
innerhalb des vorgegebenen Bereichs ist, fällt auch Vasns
(= V12-V22), die von der Motoranschlußspannungs-
Arithmetikoperationseinrichtung 37 ausgegeben wird, in den
vorgegebenen Spannungsbereich, solange sich die
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 in einem normalen
Betrieb befindet.
Wenn jedoch die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9a
oder 9b ausfällt, was zum Beispiel bewirkt, daß V11 oder V12
auf Vcc festgelegt sind, dann steigt der erfaßte
Motoranschlußspannungswert Vasns an, um den vorgegebenen
Spannungsbereich zu überschreiten.
In diesem Fall wird wie in der ersten Ausführungsform
bestimmt, daß sich die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 9 in einem Ausfall befindet.
Das voranstehend erwähnte Ausfallbestimmungsverfahren weist
insbesondere keinen Vorteil im Vergleich mit dem Verfahren
der ersten Ausführungsform für den Fall auf, daß Vasns durch
eine Software arithmetisch wie in der ersten Ausführungsform
betrieben oder berechnet wird. Jedoch kann für den Fall, daß
Vasns durch eine Hardware arithmetisch betrieben oder
berechnet wird, ein Vorteil dahingehend erhalten werden, daß
eine Hinzufügung der Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung
9 oder eine Zunahme der Anzahl von Kanälen des A/D Wandlers
21 unterdrückt werden kann.
Fig. 13 ist ein Schaltbild, das schematisch den Aufbau eines
elektrischen Servolenkungssystems gemäß der dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In Fig. 13 bezeichnet ein Bezugszeichen 41 eine
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung, die die
Anschlußspannung Vasns des Motors 1 arithmetisch betreibt oder
berechnet und ein Bezugszeichen 42 bezeichnet einen
Operationsverstärker.
Die übrige Konstruktion dieser Ausführungsform ist im
wesentlichen ähnlich wie die ersten und zweiten
Ausführungsformen und das voranstehend erwähnte herkömmliche
Beispiel und deshalb werden identische oder entsprechende
Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine
Beschreibung davon wird weggelassen.
Wenn zum Beispiel in der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung 41 ein Widerstand 10g abgetrennt wird,
steigt der erfaßte Motoranschlußspannungswert Vasns auf die
Nähe der Versorgungsspannung des Operationsverstärkers 42 an
oder fällt in die Nähe des Massepotentials ab, so daß ein
Ausfall von dem normalen Betriebszustand davon unterschieden
werden kann. Deshalb wird eine Ausfallbestimmung wie in der
ersten Ausführungsform ausgeführt, während im wesentlichen
die gleiche Ausfallbestimmung bereitgestellt wird.
Selbst wenn bestimmt wird, daß ein Ausfall auftritt, wenn die
Motorwinkelgeschwindigkeits-Abschätzung ω außerhalb des
vorgegebenen Bereichs ist, kann auch die gleiche Wirkung
erhalten werden.
Wenn in der ersten Ausführungsform die Versorgungsspannung VB
ansteigt, wird die Energieversorgung an den Motor 1
unterbrochen oder gestoppt, so daß die Ausfallbestimmung der
Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung 9 fortgesetzt wird,
aber alternativ kann eine Anordnung dahingehend vorgesehen
werden, daß die Ausfallbestimmung der
Ausfallbestimmungseinrichtung 38 der Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung aufgehoben oder gestoppt wird, wenn die
Versorgungsspannung VB außerhalb eines vorgegebenen Bereichs
ist.
Ferner und wie in Fig. 14 gezeigt, können die
Ausfallbestimmungs-Schwellwerte VTHH1 und VTHL1 in Abhängigkeit
von der Versorgungsspannung VB auf Grundlage des voranstehend
erwähnten Ausdrucks (9) verändert werden. Selbst für den
Fall, daß eine Stoßspannung auf die Versorgungsspannung
ausgeübt wird, kann in diesem Beispiel eine Ausfallbestimmung
fortgesetzt werden, während der Motor 1 angesteuert wird.
Das elektrische Servolenkungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung stellt die folgenden Vorteile bereit.
Das elektrische Servolenkungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt eine erste Arithmetikoperationseinrichtung
zum arithmetischen Betreiben eines ersten Motorsollstroms auf
Grundlage wenigstens eines erfaßten Werts einer Lenkkraft des
Fahrers; eine zweite Arithmetikoperationseinrichtung zum
arithmetischen Betreiben eines zweiten Motorsollstroms, der
auf Grundlage wenigstens einer gegenelektromotorische
Spannung über dem Motor bestimmt wird; eine dritte
Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen Betreiben
eines dritten Motorsollstroms, der durch den Motor zum
Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers fließt, auf Grundlage
des ersten Motorsollstroms und des zweiten Motorsollstroms;
und eine Maximalstrom-Einstelleinrichtung zum Einstellen
einer oberen Grenze des zweiten Motorsollstroms, die auf
Grundlage der gegenelektromotorischen Kraft über dem Motor
bestimmt wird. Mit dieser Anordnung kann das Lenkempfinden
verbessert werden und ferner fließt ein übermäßiger
Motorstrom in dem Motor selbst zur Zeit eines Ausfalls nicht.
In dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung ändert ferner die Maximalstrom-
Einstelleinrichtung den oberen Grenzwert des zweiten
Motorsollstroms auf Grundlage des erfaßten Lenkkraftwerts des
Fahrers. Mit dieser Anordnung kann das Lenkempfinden weiter
verbessert werden.
Ferner umfaßt das elektrische Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung eine erste
Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen Betreiben
eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage wenigstens eines
erfaßten Werts einer Lenkkraft des Fahrers; eine zweite
Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen Betreiben
eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage wenigstens einer
gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor; eine
dritte Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen
Betreiben eines dritten Motorsollstroms, der durch den Motor
zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers fließt, auf
Grundlage des ersten Motorsollstroms und des zweiten
Motorsollstroms; und eine Maximalstrom-Einstelleinrichtung
zum Einstellen eines oberen Grenzwerts für den dritten
Motorsollstrom; wobei die Maximalstrom-Einstelleinrichtung
den oberen Grenzwert des dritten Motorsollstroms auf
Grundlage des erfaßten Lenkkraftwerts ändert. Mit dieser
Anordnung kann das Lenkempfinden weiter verbessert werden.
Ferner umfaßt das elektrische Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung eine erste Steuereinrichtung zum
Bestimmen eines dritten Motorsollstroms, der durch den Motor
zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers fließt, aus einem
ersten Motorsollstrom, der auf Grundlage wenigstens eines
erfaßten Werts einer Lenkkraft des Fahrers bestimmt wird, und
aus einem zweiten Motorsollstrom, der auf Grundlage
wenigstens einer gegenelektromotorischen Kraft über einem
Motor bestimmt wird, und zum Steuern einer Ansteuerung des
Motors; und eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern des
Motors auf Grundlage wenigstens des erfaßten Werts der
Lenkkraft des Fahrers; wobei die erste und die zweite
Steuereinrichtung eine Ansteuerung des Motors, der die
Lenkkraft des Fahrers unterstützt, steuert und einen oberen
Grenzwert des Motorstroms, der in der ersten
Steuereinrichtung eingestellt wird, auf einen oberen
Grenzwert oder kleiner als der Motorstrom, der in der zweiten
Steuereinrichtung eingestellt wird, einstellt. Mit dieser
Anordnung kann das Lenkempfinden verbessert werden und
gleichzeitig fließt ein übermäßiger Motorstrom in dem Motor
selbst zur Zeit eines Ausfalls nicht.
Ferner wird in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung der obere Grenzwert des Motorstroms
durch einen oberen Grenzwert einer an den Motor angelegten
Spannung ersetzt. Mit dieser Anordnung kann ein
Ausfallsicherungsbetrieb leicht ausgeführt werden, selbst für
den Fall, daß der Motorstrom in einer offenen Schleife
gesteuert wird.
Ferner wird in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung dem Motorstrom oder der Motorspannung
ermöglicht, den oberen Grenzwert innerhalb einer vorgegebenen
Zeitperiode zu übersteigen. Mit dieser Anordnung kann das
Lenkempfinden weiter verbessert werden.
Ferner umfaßt das elektrische Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung eine erste
Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen Betreiben
eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage wenigstens eines
erfaßten Werts einer Lenkkraft des Fahrers; eine zweite
Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen Betreiben
eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage wenigstens einer
gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor; eine
dritte Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen
Betreiben eines dritten Motorsollstroms, der durch den Motor
zum Unterstützen der Lenkkraft des Fahrers fließt, auf
Grundlage des ersten Motorsollstroms und des zweiten
Motorsollstroms; und eine Ausfallbestimmungseinrichtung zum
Bestimmen eines Ausfalls, wenn die Motoranschlußspannung von
einem vorgegebenen Bereich abweicht. Mit diesem Aufbau kann
eine geeignete Ausfallsicherungsverarbeitung ausgeführt
werden, selbst wenn die Motoranschlußspannungs-
Detektorschaltung ausfällt.
Noch weiter umfaßt das elektrische Servolenkungssystem gemäß
der vorliegenden Erfindung eine erste
Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen Betreiben
eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage wenigstens eines
erfaßten Werts einer Lenkkraft des Fahrers; eine zweite
Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen Betreiben
eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage wenigstens einer
gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor; eine
dritte Arithmetikoperationseinrichtung zum arithmetischen
Betreiben eines dritten Motorsollstroms zum Unterstützen der
Lenkkraft des Fahrers auf Grundlage des ersten
Motorsollstroms und des zweiten Motorsollstroms; und eine
Ausfallbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Ausfalls,
wenn eine Differenz zwischen den jeweiligen
Anschlußspannungen des Motors von einem vorgegebenen Bereich
abweicht. Mit diesem Aufbau kann eine geeignete
Ausfallsicherungsverarbeitung ausgeführt werden, selbst wenn
die Motoranschlußspannungs-Detektorschaltung ausfällt.
Ferner bestimmt in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß
der vorliegenden Erfindung die Ausfallbestimmungseinrichtung
einen Ausfall, wenn die Motoranschlußspannung oder eine
Differenz zwischen den jeweiligen Anschlußspannungen des
Motors von dem vorgegebenen Spannungsbereich für eine
vorgegebene Dauer oder länger abweicht. Mit dieser Anordnung
kann eine unrichtige Ausfallbestimmung wegen eines Einflusses
von Rauschkomponenten etc. wirksam verhindert werden.
Zusätzlich führt in dem elektrischen Servolenkungssystem
gemäß der vorliegenden Erfindung die
Ausfallbestimmungseinrichtung eine Ausfallbestimmung nicht
aus, wenn eine Versorgungsspannung, die an den Motor angelegt
wird, von einem vorgegebenen Spannungsbereich abweicht. Mit
dieser Anordnung kann eine unrichtige Bestimmung eines
Aus falls aufgrund einer Schwankung der Versorgungsspannung
wirksam verhindert werden.
In dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung sperrt die
Ausfallbestimmungseinrichtung ferner die Erregung des Motors,
wenn eine Versorgungsspannung, die an den Motor angelegt
wird, von einem vorgegebenen Spannungsbereich abweicht. Mit
dieser Anordnung kann wirksam eine unrichtige Bestimmung
eines Ausfalls wegen einer Schwankung der Versorgungsspannung
wirksam verhindert werden.
Ferner verändert in dem elektrischen Servolenkungssystem
gemäß der vorliegenden Erfindung die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen vorgegebenen
Spannungsbereich in der Ausfallbestimmung gemäß einer
Versorgungsspannung, die an den Motor geliefert wird. Mit
dieser Anordnung kann wirksam eine unrichtige Bestimmung
eines Ausfalls aufgrund einer Schwankung der
Versorgungsspannung verhindert werden.
Ferner stellt in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß
der vorliegenden Erfindung die Ausfallbestimmungseinrichtung
den oberen Grenzwert des zweiten Motorsollstroms auf ungefähr
"0" ein und hält den oberen Grenzwert, so wie er eingestellt
ist, wenn die Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall
bestimmt. Mit dieser Anordnung wird ein Lenken des Fahrers
nicht behindert.
Noch weiter stellt in dem elektrischen Servolenkungssystem
gemäß der vorliegenden Erfindung die Maximalstrom-
Einstelleinrichtung den oberen Grenzwert des dritten
Motorsollstroms auf ungefähr "0" ein und hält den oberen
Grenzwert, so wie er eingestellt ist, wenn die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt. Mit
dieser Anordnung wird ein Lenken des Fahrers nicht behindert.
Ferner stellt die Maximalstrom-Einstelleinrichtung in dem
elektrischen Servolenkungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung den oberen Grenzwert der an den Motor angelegten
Spannung auf ungefähr "0" ein und hält den oberen Grenzwert,
so wie er eingestellt ist, wenn die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt. Mit
dieser Anordnung wird der Lenkvorgang des Fahrers nicht
behindert.
Zusätzlich sind in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß
der vorliegenden Erfindung weiter eine Motoransteuerschaltung
und eine Schalteinrichtung, die sich zwischen einer
Energieversorgung und Masse befindet, vorgesehen und öffnet
die Schalteinrichtung und hält diesen Zustand, wenn die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt. Mit
dieser Anordnung wird der Lenkvorgang des Fahrers nicht
behindert, sogar wenn der obige Ausfall und außerdem der
Ausfall der Motoransteuerschaltung gleichzeitig auftritt.
Ferner ist in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Kupplungseinrichtung zum
mechanischen Koppeln des Motors mit dem Lenkungssystem oder
zum Entkoppeln des Motors von dem Lenkungssystem vorgesehen,
wobei die Ausfallbestimmungseinrichtung die
Kupplungseinrichtung entkoppelt und diesen Zustand hält, wenn
die Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt. Mit
dieser Anordnung wird der Fahrer durch das Trägheitsmoment
des Motors während eines Lenkvorgangs selbst zur Zeit eines
Ausfalls nicht ungünstig beeinflußt.
Ferner ist in dem elektrischen Servolenkungssystem gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Alarmeinrichtung zum Alarmieren
des Fahrers vorgesehen, wobei die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Alarm für den Fahrer
auslöst, wenn die Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall
bestimmt. Mit dieser Anordnung wird die Aufmerksamkeit des
Fahrers zur Zeit der Bestimmung eines Ausfalls geweckt.
Die voranstehende Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen der Erfindung ist für Illustrationszwecke
und zur Beschreibung aufgeführt worden. Es ist nicht
beabsichtigt, daß sie erschöpfend ist oder die Erfindung auf
die genau ausgeführte Form beschränkt und Modifikationen und
Veränderungen sind angesichts der obigen Lehren möglich oder
können aus der praktischen Umsetzung der Erfindung erkannt
werden. Die Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben,
um die Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung
zu erläutern, um Durchschnittsfachleuten in dem technischen
Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung in verschiedenen
Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen zu
verwenden, so wie sie sich für die bestimmte beabsichtigte
Verwendung eignen. Es ist beabsichtigt, daß der Umfang der
Erfindung durch die hier angefügten Ansprüche und deren
Äquivalente definiert ist.
Claims (18)
1. Elektrisches Servolenkungssystem, umfassend:
eine erste Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage eines erfaßten Werts einer Lenkkraft eines Fahrers;
eine zweite Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage einer gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor, der die Lenkkraft des Fahrers unterstützt;
eine dritte Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines dritten Motorsollstroms, der an den Motor geliefert werden soll, auf Grundlage des ersten Motorsollstroms und des zweiten Motorsollstroms; und
eine Maximalstrom-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer oberen Grenze für den zweiten oder dritten Motorsollstrom, die auf Grundlage der gegenelektromotorischen Kraft über dem Motor bestimmt wird.
eine erste Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage eines erfaßten Werts einer Lenkkraft eines Fahrers;
eine zweite Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage einer gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor, der die Lenkkraft des Fahrers unterstützt;
eine dritte Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines dritten Motorsollstroms, der an den Motor geliefert werden soll, auf Grundlage des ersten Motorsollstroms und des zweiten Motorsollstroms; und
eine Maximalstrom-Einstelleinrichtung zum Einstellen einer oberen Grenze für den zweiten oder dritten Motorsollstrom, die auf Grundlage der gegenelektromotorischen Kraft über dem Motor bestimmt wird.
2. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalstrom-
Einstelleinrichtung die obere Grenze für den zweiten
oder dritten Motorsollstrom auf Grundlage des erfaßten
Werts der Lenkkraft des Fahrers verändert.
3. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenze für den
Motorstrom durch eine entsprechende obere Grenze für
eine an den Motor gelieferte Spannung ersetzt wird.
4. Elektrisches Servolenkungssystem, umfassend:
eine erste Steuereinrichtung zum Bestimmen eines an einen Motor zuführenden dritten Motorsollstroms, der eine Lenkkraft des Fahrers unterstützt, auf Grundlage eines ersten Motorsollstroms, der auf Grundlage eines erfaßten Werts der Lenkkraft des Fahrers bestimmt wird, und eines zweiten Motorsollstroms, der auf Grundlage einer gegenelektromotorischen Kraft über dem Motor bestimmt wird, um so den Motor zu steuern; und
eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern des Motors auf Grundlage des erfaßten Werts der Lenkkraft des Fahrers;
wobei eine erste obere Grenze und eine zweite obere Grenze für den Motorstrom in der ersten bzw. zweiten Steuereinrichtung eingestellt werden, wobei die erste obere Grenze gleich oder kleiner wie die zweite obere Grenze ist.
eine erste Steuereinrichtung zum Bestimmen eines an einen Motor zuführenden dritten Motorsollstroms, der eine Lenkkraft des Fahrers unterstützt, auf Grundlage eines ersten Motorsollstroms, der auf Grundlage eines erfaßten Werts der Lenkkraft des Fahrers bestimmt wird, und eines zweiten Motorsollstroms, der auf Grundlage einer gegenelektromotorischen Kraft über dem Motor bestimmt wird, um so den Motor zu steuern; und
eine zweite Steuereinrichtung zum Steuern des Motors auf Grundlage des erfaßten Werts der Lenkkraft des Fahrers;
wobei eine erste obere Grenze und eine zweite obere Grenze für den Motorstrom in der ersten bzw. zweiten Steuereinrichtung eingestellt werden, wobei die erste obere Grenze gleich oder kleiner wie die zweite obere Grenze ist.
5. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Grenzen für den
Motorstrom durch entsprechende obere Grenzen für eine an
den Motor angelegte Spannung ersetzt werden.
6. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Motorstrom ermöglicht
wird, die oberen Grenzen innerhalb einer vorgegebenen
Zeitperiode zu überschreiten.
7. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Motorspannung ermöglicht
wird, die oberen Grenzen innerhalb einer vorgegebenen
Zeitperiode zu überschreiten.
8. Elektrisches Servolenkungssystem, umfassend:
eine erste Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage eines erfaßten Werts einer Lenkkraft des Fahrers;
eine zweite Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage einer gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor, der die Lenkkraft des Fahrers unterstützt;
eine dritte Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines dritten Motorsollstroms, der an den Motor geführt werden soll, auf Grundlage des ersten Motorsollstroms und des zweiten Motorsollstroms; und
eine Ausfallbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Ausfalls, wenn eine Anschlußspannung des Motors von einem vorgegebenen Bereich abweicht.
eine erste Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines ersten Motorsollstroms auf Grundlage eines erfaßten Werts einer Lenkkraft des Fahrers;
eine zweite Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines zweiten Motorsollstroms auf Grundlage einer gegenelektromotorischen Spannung über einem Motor, der die Lenkkraft des Fahrers unterstützt;
eine dritte Arithmetikoperationseinrichtung zum Berechnen eines dritten Motorsollstroms, der an den Motor geführt werden soll, auf Grundlage des ersten Motorsollstroms und des zweiten Motorsollstroms; und
eine Ausfallbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Ausfalls, wenn eine Anschlußspannung des Motors von einem vorgegebenen Bereich abweicht.
9. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Motoranschlußspannung
durch eine Differenz zwischen den jeweiligen
Anschlußspannungen des Motors ersetzt wird.
10. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt,
wenn die Motoranschlußspannung oder die Differenz
zwischen den jeweiligen Anschlußspannungen des Motors
von dem vorgegebenen Spannungsbereich für eine
vorgegebene Zeitperiode oder länger abweicht.
11. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausfallbestimmungseinrichtung eine Ausfallbestimmung
nicht ausführt, wenn eine an den Motor angelegte
Versorgungsspannung von einem vorgegebenen
Spannungsbereich abweicht.
12. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausfallbestimmungseinrichtung die Erregung des Motors
sperrt, wenn eine an den Motor angelegte
Versorgungsspannung von einem vorgegebenen
Spannungsbereich abweicht.
13. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausfallbestimmungseinrichtung den vorgegebenen
Spannungsbereich bei einer Ausfallbestimmung gemäß einer
an den Motor angelegten Spannung verändert.
14. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausfallbestimmungseinrichtung die obere Grenze für den
zweiten oder dritten Motorsollstrom auf fast Null
einstellt und die obere Grenze, so wie sie eingestellt
ist, hält, wenn die Ausfallbestimmungseinrichtung einen
Ausfall bestimmt
15. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalstrom-
Einstelleinrichtung die obere Grenze für die
Motorspannung auf fast Null eingestellt und die obere
Grenze, so wie sie eingestellt ist, hält, wenn die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt.
16. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß es eine
Motorsteuerschaltung und eine Schalteinrichtung, die
zwischen einer Energieversorgung und Masse angeordnet
sind, umfaßt und die Schalteinrichtung öffnet und diesen
Zustand hält, wenn die Ausfallbestimmungseinrichtung
einen Ausfall bestimmt.
17. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8, ferner
umfassend eine Kupplungseinrichtung zum Koppeln des
Motors mit dem Lenkungssystem oder zum Entkoppeln des
Motors von dem Lenkungssystem, wobei die
Ausfallbestimmungseinrichtung die Kupplungseinrichtung
unterbricht und diesen Zustand hält, wenn die
Ausfallbestimmungseinrichtung einen Ausfall bestimmt.
18. Elektrisches Servolenkungssystem nach Anspruch 8, ferner
umfassend eine Alarmeinrichtung, um den Fahrer zu
alarmieren, wobei die Ausfallbestimmungseinrichtung den
Fahrer alarmiert, wenn die Ausfallbestimmungseinrichtung
einen Ausfall bestimmt.
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