DE19837665B4

DE19837665B4 - Elektrische Servolenkeinrichtung

Info

Publication number: DE19837665B4
Application number: DE19837665A
Authority: DE
Inventors: Akio Kobayashi; Osamu Tsurumiya; Takao Kurosawa; Nobuo Sugitani
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: JP3390333B2; US6148949A; DE19837665A1; JPH1159447A

Abstract

Elektrische Servolenkeinrichtung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, umfassend:
– einen Elektromotor (10) zum Aufbringen einer elektrischen Lenkunterstützung für ein Lenksystem des Fahrzeugs;
– einen Lenkwinkelsensor (18; 18a, 18b) zum Erfassen eines Lenkwinkels im Lenksystem;
– einen Lenkdrehmomentsensor (12; 12a, 12b) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments im Lenksystem;
– einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (17; 17a, 17b) zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
– eine Steuer-/Regeleinheit (15; 15a, 15b) zum Festlegen eines Motorsteuer-/Motorregelsignals, um den Betrieb des Elektromotors (10) zumindest auf Grundlage des durch den Lenkdrehmomentsensor (12; 12a, 12b) erfaßten Lenkdrehmoments und der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (17; 17a, 17b) erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern/regeln; und
– einen Motortreiber (16; 16a, 16b) zum Betreiben des Motors (10) auf Grundlage des durch die Steuer-/Regeleinheit (15; 15a, 15b) festgelegten Motorsteuer-/Motorregelsignals,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrische Servolenkeinrichtung ferner einen in der Steuer/Regeleinheit (15; 15a, 15b) vorgesehenen Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt (26; 26a, 26b) umfaßt zum...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen elektrische Lenkeinrichtungen für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte elektrische Servolenkeinrichtung, welche dann, wenn ihr Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist oder nicht korrekt arbeitet, das Lenkdrehmoment auf Grundlage einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und eines erfaßten Lenkwinkels schätzen kann, um einen dauerhaft gesteuerten/geregelten Betrieb des Hilfsmotors auf Grundlage des geschätzten Lenkdrehmoments zu ermöglichen.
Heutzutage werden weitgehend elektrische Servolenkeinrichtungen eingesetzt, welche einen Soll-Motorstrom auf Grundlage eines Lenkdrehmomentsignals und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals festlegen, um einen elektrischen Krafthilfsmotor auf Grundlage des somit festgelegten Soll-Motorstroms zu betreiben. Insbesondere stellen diese elektrischen Servolenkeinrichtungen einen gegenwärtig durch den Motor fließenden Strom als Rückkopplung bereit, um einen Versatz zwischen dem Soll-Motorstrom und dem Ist-Motorstrom zu minimieren, so daß die Regelung zum Betreiben des Motors durchgeführt wird, um konstant eine geeignete Lenkunterstützung für das Fahrzeuglenksystem bereitzustellen. Die elektrischen Servolenkeinrichtungen steuern/regeln den Hilfsmotor auf verschiedene Weise, wie beispielsweise in Antwort auf die Erfassung einer schwankenden Fahrzeuggeschwindigkeit oder in Antwort auf die Anzahl von Maschinenumdrehungen; d.h. derartige Motorsteuerpläne sind im allgemeinen ausgelegt, um die Ausgangsleistung des Motors auf Grundlage einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl zu verändern.
Allerdings treten bei den elektrischen Servolenkeinrichtungen verschiedene Probleme auf, wenn der Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist oder nicht korrekt arbeitet, da alle diese Motorsteuerpläne hauptsächlich auf Ausgabesignalen vom Lenkdrehmomentsensor basieren. Insbesondere können die elektrischen Servolenkeinrichtungen aufgrund ihrer Abhängigkeit vom Lenkdrehmomentsensor und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor den Hilfsmotor dann nicht geeignet steuern/regeln, wenn der Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist.
Um die Probleme zu vermeiden, wurden verbesserte elektrische Servolenkeinrichtungen vorgeschlagen, bei welchen doppelt vorgesehene Sätze von Lenkdrehmomentsensoren, Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren und CPUs (zentrale Steuereinheiten) verwendet werden, um eine erforderliche Lenkunterstützung vom Motor für das Lenksystem in einer "ausfallsicheren" Weise vorzusehen. Jedoch vergrößert die zweifache Bereitstellung des Lenkdrehmomentsensors, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors und der CPU die Kosten der Einrichtungen beträchtlich. Außerdem ist es in dem Fall, in welchem sowohl die Haupt- als auch die Hilfssteuersensoren ausfallen, nicht länger möglich, den Hilfsmotor geeignet zu steuern/regeln.

Eine Vorrichtung zum Feststellen einer Fehlfunktion bei einer gattungsgemäßen Servolenkung ist aus der DE 40 23 812 A1 bekannt.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkeinrichtung bereitzustellen, welche dann, wenn ihr Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist oder nicht korrekt arbeitet, das Lenkdrehmoment auf Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Lenkwinkels schätzen kann, um einen elektrischen Krafthilfsmotor auf Grundlage des geschätzten Lenkdrehmoments zu betreiben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Servolenkeinrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen, welche umfaßt:

– einen Elektromotor zum Aufbringen einer elektrischen Lenkunterstützung für ein Lenksystem des Fahrzeugs;
– einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen eines Lenkwinkels im Lenksystem;
– einen Lenkdrehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmoments im Lenksystem;
– einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs;
– eine Steuer-/Regeleinheit (im folgenden nur noch Steuereinheit genannt) zum Festlegen eines Motorsteuer-/Motorregel-Signals (im folgenden nur noch Motorsteuersignal genannt), um den Betrieb des Elektromotors zumindest auf Grundlage des durch den Lenkdrehmomentsensor erfaßten Lenkdrehmoments und der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern/regeln;
– einen Motortreiber zum Betreiben des Motors auf Grundlage des durch die Steuereinheit festgelegten Motorsteuersignals; und
– einen in der Steuereinheit vorgesehenen Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt zum Schätzen des Lenkdrehmoments auf Grundlage der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und des durch den Lenkwinkelsensor erfaßten Lenkwinkels.

Somit steuert/regelt dann, wenn entschieden wird, daß der Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist oder fehlerhaften Betrieb aufweist, die Steuereinheit den Betrieb des Elektromotors auf Grundlage des durch den Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt geschätzten Lenkdrehmoments. Folglich kann der gesteuerte/geregelte Betrieb des Motors ohne Rücksicht auf den Ausfall des Lenkdrehmomentsensors fortgesetzt werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schätzt der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt das Lenkdrehmoment durch Berechnen einer Summe aus einem Wert, welcher der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel entspricht, und einem Wert, welcher durch zweimaliges Differenzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels und anschließendem Modifizieren der berechneten Summe erhalten wird.

Das oben genannte und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher, in welchen:
1 ein Diagramm ist, welches eine beispielhafte allgemeine Anordnung einer elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm ist, welches die elektrischen Grundkomponenten der elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, welches die elektrischen Grundkomponenten der elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ein Blockdiagramm ist, welches einen beispielhaften detaillierten Aufbau eines Lenkdrehmoment-Schätzabschnitts zeigt, der in der elektrischen Servolenkeinrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
5A und 5B Graphen sind, welche charakteristische Kurven eines ersten und eines zweiten geschätzten Drehmoments zeigen, welche im Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt tabellarisch vorliegen;
6A und 6B Graphen sind, welche charakteristische Kurven eines ersten und eines zweiten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten zeigen, welche im Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt tabellarisch vorliegen;
7 ein Graph ist, welcher eine charakteristische Kurve des Soll-Motorstroms über der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkdrehmoment zeigt, welcher tabellarisch in einem bei der elektrischen Servolenkeinrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzten Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt vorliegt; und
8 ein Graph ist, welcher eine charakteristische Kurve des Soll-Motorstroms über der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel zeigt, welcher in dem Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt tabellarisch vorliegt.
1 zeigt als Blockdiagramm einen beispielhaften allgemeinen Aufbau einer elektrischen Servolenkeinrichtung zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
Eine elektrische Servolenkeinrichtung 1 umfaßt eine manuelle Lenkkraft-Erzeugungseinheit 6, welche einen Lenkschaft 3 aufweist, der integral an einem Ende an ein Lenkrad 2 angeschlossen ist und am anderen Ende über einen Verbindungsschaft 4 mit Universalgelenken 4a und 4b mit einem Zahnstangen-Ritzel-Lenkgetriebemechanismus 5 verbunden ist, der von einem Lenkgetriebekasten umschlossen ist. Der Lenkgetriebemechanismus wandelt Drehbewegungen des Lenkschafts 3 in wechselseitige Linearbewegungen eines Zahnstangenschafts 7 um, welcher mit dem gesteuerten linken und rechten Vorderrad 9 über Spurstangen 8 verbunden ist. Um einen manuell über den manuellen Lenkkraft-Erzeugungsabschnitt 6 aufzubringenden Lenkaufwand eines Fahrzeugfahrers zu verringern, sind ein elektrischer (Kraft-) Hilfsmotor 10 und ein Kugel-Spindel- Umlaufmechanismus 11 koaxial mit dem Zahnstangenschaft 7 vorgesehen, so daß eine elektrische Lenkunterstützung vom Motor 10 über den Mechanismus 11 in eine Axialwirkung auf den Zahnstangenschaft 7 umgewandelt wird.
Der Lenkgetriebekasten umfaßt auch einen Lenkdrehmomentsensor 12 zum Erfassen eines manuell aufgebrachten Drehmoments und einen Lenkwinkelsensor 18 zum Erfassen eines Drehwinkels des Lenkschafts 3. Diese Sensoren erzeugen ein Lenkdrehmomentsignal T bzw. ein Lenkwinkelsignal D, die einer elektronischen Steuereinheit 15 zugeführt werden. Die elektrische Servolenkeinrichtung gemäß der Erfindung umfaßt ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, welcher Sensor 17 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V erzeugt und dieses der elektronischen Steuereinheit 15 zuführt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Lenkdrehmomentsensor 12 ein Potentiometer zum Umwandeln einer Torsion einer Torsionsstange entsprechend einem Wechsel des Lenkrad-Betriebswinkels in eine Spannung, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 umfaßt ein Magnet und eine in gegenüberliegender Lage zum Magneten angeordnete Spule, einen Reed-Schalter oder dergleichen, und der Lenkwinkelsensor 18 umfaßt eine Kombination aus einer geschlitzten Drehscheibe und einem Fotokoppler.
2 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrischen Grund-Bauteile der elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die elektrische Servolenkeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel umfasst den Lenkdrehmomentsensor 12, den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17, den Lenkwinkelsensor 18, die Steuereinheit 15, den Motortreiber 16, den Motorstrom-Erfassungsabschnitt 54, den Hilfsmotor 10 und einen Warnabschnitt 30.
Die Steuereinheit 15, welche bevorzugt von einem Mikroprozessor gebildet ist, umfaßt verschiedene Abschnitte zum Ausführen arithmetischer Operationen und einen Speicher, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Die Steuereinheit 15 erzeugt ein Soll-Motorstromsignal, welches zumindest einem Lenkdrehmomentsignal T entspricht, und gibt dann an den Motortreiber 16 ein Motorsteuersignal Vo auf Grundlage des Soll-Motorstromsignals aus, welcher Motortreiber 16 dann den Motor 10 über eine Motorspannung V_M unter Verwendung des bekannten PWM ("pulse width modulation", Pulsbreitenmodulation)-Steuer-Schemas betreibt. Wenn ein Lenkwinkelsignal D vom Lenkwinkelsensor 18 ohne Ausgabe eines Lenkdrehmomentsignals T (T=0) ausgegeben wird, bestimmt die Steuereinheit 15, daß der Lenkdrehmomentsensor 12 außer Betrieb ist oder nicht korrekt arbeitet, und er berechnet ein geschätztes Lenkdrehmoment entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V und dem Lenkwinkelsignal D, um den Motor 10 nach Maßgabe des geschätzten Lenkdrehmoments und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V zu steuern/regeln. Nach Erfassung eines Defekts oder einer Fehlfunktion des Lenkdrehmomentsensors 12 gibt die Steuereinheit 15 auch eine Warnung aus.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt der Motortreiber 16 eine Brückenschaltung aus vier Schaltvorrichtungen, wie beispielsweise FETs (Feldeffekttransistoren) oder IGBTs ("insulated-gate bipolar transistors", bipolare Transistoren mit Isolierschicht), welche Schaltung die Motorspannung V_M entsprechend dem Motorsteuersignal Vo (PWM-Steuersignal) erzeugt und dem Motor 10 einen Motorstrom I_M entsprechend dem Absolutwert und der Richtung des Lenkdrehmoments T zuführt, um den Motortreiber 16 in Abhängigkeit vom Lenkdrehmomentsignal T in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung zu betreiben. Der Motorstrom-Erfassungsabschnitt 54 erfaßt den gegenwärtig durch den Hilfsmotor 10 fließenden Motorstrom I_M durch Erfassen eines Potentials über einen zwischen dem Abschnitt 54 und dem Motor 10 geschalteten, kleinen Widerstand, um ein erfaßtes Motorstromsignal I_MO zur Steuereinheit 15 als negative Rückkopplung zum Soll-Motorstromsignal zu leiten.
Genauer gesagt umfaßt die Steuereinheit 15 einen Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 13, einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsabschnitt 14, einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt 19, einen Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25, einen Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26, einen Motortreiber-Steuerabschnitt 22, einen Fehler-Erfassungsabschnitt 27, einen Subtrahierer 52 und einen Wahlschalter 28.
Der Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 13 erzeugt ein Lenkdrehmoment-Erfassungssignal Ts und ein Richtungssignal auf Grundlage des Absolutwerts des Lenkdrehmomentsignals T vom Sensor 12, welche Signale über den Auswahlschalter 28 zum Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25 zur Motordrehmoment-Steuerung/Regelung geleitet werden und auch zum Fehler-Erfassungsabschnitt 27 geleitet werden. Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsabschnitt 14 erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungssignal Vs und ein Richtungssignal auf Grundlage des Absolutwerts des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V vom Sensor 17, welche Signale von dem Soll-Motorstrom-Erfassungsabschnitt 25 zur Motordrehmoment-Steuerung/Regelung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit geleitet werden und auch zum Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 geleitet werden. Ferner erzeugt der Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt 19 ein Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds und ein Richtungssignal auf Grundlage des Absolutwerts des Lenkwinkelsignals vom Sensor 18, welche Signale zu dem Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 zur Motordrehmoment-Steuerung/Regelung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit geleitet werden und auch zum Fehler-Erfassungsabschnitt 27 geleitet werden.
Der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26, welcher einen Speicher, wie beispielsweise einen ROM ("read only memory", Nur-Lese-Speicher) umfaßt, erzeugt ein erstes geschätztes Drehmoment Ts1 entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignal Vs und entsprechend einem aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkel θs, und erzeugt ein zweites geschätztes Drehmoment Ts2 entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignal Vs und entsprechend einer Lenkwinkelbeschleunigung des aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkels θs. Der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 multipliziert das erste und das zweite geschätzte Drehmoment Ts1 und Ts2 jeweils mit einem ersten und einem zweiten Koeffizienten k1 und k2, wobei der zweite Koeffizient k2 viermal so groß ist wie der erste Koeffizient k1 (k2 = 4k1). Dann addiert der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 die Multiplikationsergebnisse, um ein Schätz-Drehmoment-Signal Tg ( = k1 × Ts1 + k2 × Ts2) zu erhalten.
4 ist ein Blockdiagramm, welches einen beispielhaften detaillierten Aufbau des Lenkdrehmoment-Schätzabschnitts 26 zeigt, welcher einen Differenzierabschnitt 27c, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d und einen Abschnitt 27e für arithmetische Operationen umfaßt. Der Differenzierabschnitt 27c differenziert zweimal den aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkel θs, um ein Lenkwinkel-Beschleunigungssignal (d²θ/dt²) zu erzeugen, welches dann dem Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d zugeführt wird.
Der Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d des Lenkdrehmoment-Schätzabschnitts 26 enthält vorgespeichert eine Tabelle, welche, wie in 5A gezeigt, Werte des ersten geschätzten Drehmoments Ts1 enthält, die den verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs und des aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkels θs entsprechen, und die durch Versuche oder logische Operationen erhalten wurden. Somit liest der Lenkwinkel-Schätzabschnitt 26 wahlweise einen der ersten geschätzten Drehmomentwerte Ts1 entsprechend den digital-gewandelten Werten des eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkwinkelsignals D aus und leitet diesen Wert zu dem Abschnitt 27e für arithmetische Operationen. Der Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d enthält eine weitere Tabelle vorgespeichert, welche, wie in 5B gezeigt, Werte des zweiten geschätzten Drehmoments Ts2 enthält, die den verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs und der durch zweifache Differentiation des Lenkwinkels θs berechneten Lenkwinkelbeschleunigung entsprechen und welche durch Versuche oder logische Operationen erhalten wurden. Somit liest der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 wahlweise einen der zweiten geschätzten Drehmomentwerte Ts2 entsprechend den digital-gewandelten Werten des eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkwinkelsignals D aus und leitet diesen Wert zu dem Abschnitt 27e für arithmetische Operationen.
Der Abschnitt 27e für arithmetische Operationen multipliziert das aus dem Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d ausgelesene erste und zweite geschätzte Drehmoment Ts1 und Ts2 mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Koeffizienten k1 und k2 und addiert die Multiplikationsergebnisse, um das vorstehend erwähnte Schätz-Drehmoment-Signal Tg ( = k1 × Ts1 + k2 × Ts2) zu erhalten. Der Abschnitt 27e für arithmetische Operationen leitet das Schätz-Drehmoment-Signal Tg an den Wahlschalter 28.
Ferner enthält der Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d des Lenkdrehmoment-Schätzabschnitts 26 vorgespeichert eine weitere Tabelle, welche, wie in 6A gezeigt, Werte eines ersten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ1 enthält, welche den verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs und des aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkels θs entsprechen und welche durch Versuche und logische Operationen erhalten wurden. Somit liest der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 wahlweise einen der ersten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungswerte μ1 entsprechend den digital-gewandelten Werten des eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkwinkelsignals D aus. Außerdem enthält der Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d vorgespeichert eine weitere Tabelle, welche, wie in 6B gezeigt, Werte eines zweiten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ2 enthält, welche verschiedenen, möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs und der durch zweimalige Differentiation des Lenkwinkels θs berechneten Lenkwinkelbeschleunigung entsprechen, und welche durch Versuche oder logische Operationen erhalten wurden. Somit liest der Lenkwinkel-Schätzabschnitt 26 wahlweise einen der zweiten geschätzten Drehmomentwerte Ts2 entsprechend den digital-gewandelten Werten des eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkwinkelsignals D aus. Dann modifiziert der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 den ersten und den zweiten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ1 und μ2 gemäß dem vorher gewählten ersten und zweiten geschätzten Drehmomentwert Ts1 und Ts2, um dadurch das geschätztes Drehmoment-Signal Tg bereitzustellen.
Der Fehler-Erfassungsabschnitt 27, welcher ein ODER-Gatter aufweist, führt eine ODER-Operation zwischen dem Lenkdrehmoment-Erfassungssignal Ts des Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitts 13 und dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds des Lenkwinkel-Erfassungsabschnitts 19 durch. Somit bestimmt dann, wenn das Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds ohne Ausgabe des Lenkdrehmoment-Erfassungssignals Ts (Ts = 0) ausgegeben wird, der Fehler-Erfassungsabschnitt 27, daß der Lenkdrehmomentsensor 12 außer Betrieb ist, und gibt ein Fehlersignal Ss sowohl an den Warnabschnitt 30 als auch an den Wahlschalter 28 aus.
Der Betrieb des Wahlschalters 28 mit Software-gesteuerter Schaltfunktion sieht vor, daß das Lenkdrehmoment-Erfassungssignal Ts ausgewählt wird, wenn kein Fehlersignal Ss von dem Fehler-Erfassungsabschnitt 27 ausgegeben wird, d.h. dann, wenn der Lenkdrehmomentsensor 12 korrekt funktioniert, daß jedoch das Schätz-Lenkdrehmoment-Signal Tg ausgewählt wird, wenn das Fehlersignal Ss von dem Fehler-Erfassungsabschnitt 27 ausgegeben wird, d.h. dann, wenn der Lenkdrehmomentsensor 12 außer Betrieb ist. Das somit durch den Wahlschalter 28 ausgewählte Signal Ts oder Tg wird dann dem Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25 als ausgewähltes Lenkdrehmoment-Signal Tf zugeführt.
Der Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25 umfaßt einen Speicher, wie beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM), welcher eine Tabelle speichert, welche, wie in 7 gezeigt, Werte eines Soll-Motorstroms Ti enthält, die verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeitsignals V und des Lenkdrehmomentsignals T entsprechen und welche durch Versuche oder logische Operationen auf Grundlage des über den Wahlschalter 28 geleiteten ausgewählten Lenkdrehmomentsignals Tf und des Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungssignals Vs erhalten wurden. Somit liest der Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25 wahlweise einen der Soll-Motorstromwerte Ti entsprechend dem eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungssignal Vs und dem ausgewählten Lenkdrehmomentsignal Tf (Ts oder Tg) aus und leitet diesen Wert dem Treibersteuerabschnitt 22 über den Subtrahierer 52 zu.
Der Subtrahierer 52 subtrahiert den erfaßten Motorstrom I_MO, welcher vom Motorstrom-Erfassungsabschnitt 54 ausgegeben wird, von dem Soll-Motorstrom Ti, um dadurch ein Differenz- oder Versatzsignal ΔI = (Ti – I_MO) an den Treibersteuerabschnitt 22 auszugeben. Nach Maßgabe des Versatzsignals ΔI erzeugt der Treibersteuerabschnitt 22 ein Motorsteuersignal Vo, welches dem Motortreiber 16 zuzuführen ist.
Nach dem Empfang des Fehlererfassungssignals Ss von dem Fehlererfassungsabschnitt 27 warnt der Warnabschnitt 30 den Fahrzeugfahrer und Passagiere vor dem ungewöhnlichen Zustand, d.h. der Fehlfunktion, über eine sichtbare Azeige und/oder eine hörbare Ausgabe; die sichtbare Anzeige kann durch Beleuchten oder Flackern einer Warnlampe erfolgen, und die hörbare Ausgabe kann durch Anregen eines Summers oder Erzeugen eines optionalen Warntons über einen Lautsprecher erfolgen.
Wie vorstehend beschrieben, ist die elektrische Servolenkeinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn der Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist, die Steuereinheit 15 den Betrieb des Hilfsmotors auf Grundlage des von dem Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 basierend auf einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Lenkwinkels berechneten geschätzten Lenkdrehmoments steuert/regelt, mit dem Ergebnis, daß der gesteuerte/geregelte Betrieb des Motors ohne Rücksicht auf einen Fehler (Ausfall) des Lenkdrehmomentsensors fortgesetzt werden kann.
3 ist ein Blockdiagramm, welches die elektrischen Grundbauteile der elektrischen Servolenkeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die elektrische Servolenkeinrichtung aus 3 umfaßt jeweils einen doppelten Satz von Lenkdrehmomentsensoren 12a, 12b, Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 17a, 17b, Lenkwinkelsensoren 18a, 18b, Steuereinheiten 15a, 15b, Motortreiber 16a, 16b und Motorstrom-Erfassungsabschnitte 54a, 54b, einen Warnabschnitt 30 und eine Motorantriebsenergieversorgung 23.
Die Hauptsteuereinheit 15a, welche bevorzugt durch einen Mikroprozessor realisiert ist, umfaßt einen Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 13a, einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsabschnitt 14a, einen Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt 19a, einen Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a, einen Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a, einen Motortreiber-Steuerabschnitt 22a, einen Fehler-Erfassungsabschnitt 27a, einen Subtrahierer 52a, und einen Wahlschalter 28a, ähnlich der Steuereinheit 15 des ersten Ausführungsbeispiels.
Im Fall eines geringfügigen Fehlers in der Hauptsteuereinheit 15a tritt keine bedeutende Veränderung in der Größe der Lenkunterstützung durch den Motor 10 auf, obwohl sich das Lenkgefühl aufgrund eines Verlusts einiger der für die Steuerung/Regelung des Motors 10 zu verwendenden Sensorsignale verschlechtert. Allerdings steuert/regelt im Fall eines relativ großen Fehlers die Steuereinheit 15a den Motor 10 zum Verringern seiner Lenkunterstützung durch Erzeugen eines Motorsteuersignals, welches für ein reduziertes Unterstützungsverhältnis bemessen ist, so daß zumindest der Fahrzeugfahrer durch eine Veränderung des Lenkgefühls auf den Fehler aufmerksam wird. Wenn die Hauptsteuereinheit 15a einmal vollständig zusammenbricht, wird von der Hauptsteuereinheit 15a zu einer Hilfssteuereinheit 15b umgeschaltet, so daß anstelle der Hauptsteuereinheit 15a die Hilfssteuereinheit 15b beginnt, den Motor 10 auf Grundlage des erfaßten Lenkdrehmoments zu steuern/regeln. Diese Zweifach-Anordnung sieht einen ununterbrochen gesteuerten/geregelten Betrieb des Hilfsmotors 10 vor.
Wenn der zugeordnete Lenkdrehmomentsensor 12a außer Betrieb ist, berechnet die Steuereinheit 15a ein geschätztes Lenkdrehmoment auf Grundlage eines Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs vom Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsabschnitt 14a und auf Grundlage eines Lenkwinkel-Erfassungssignals Ds vom Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt 19a, um den Motor 10 auf Grundlage des geschätzten Lenkdrehmoments, der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkdrehmomentwinkels zu steuern/regeln.
Der Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 13a erzeugt ein Lenkdrehmoment-Erfassungssignal Ts und ein Richtungssignal auf Grundlage des Absolutwerts des Lenkdrehmomentsignals T vom Sensor 12a, welche Signale über den Wahlschalter 28a zum Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a zur Motordrehmomentsteuerung geleitet werden und auch zum Fehler-Erfassungsabschnitt 27a geleitet werden. Der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsabschnitt 14a erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignal Vs und ein Richtungssignal auf Grundlage des Absolutwerts des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V vom Sensor 17a, welche Signale zu dem Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a für eine Motordrehmoment-Steuerung/Regelung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit geleitet werden und auch zu dem Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a geleitet werden. Darüber hinaus erzeugt der Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt 19a ein Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds und ein Richtungssignal auf Grundlage des Absolutwerts des Lenkwinkelsignals vom Sensor 18a, welche Signale zu dem Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a für eine Motordrehmoment-Steuerung/Regelung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit geleitet werden und auch zu dem Fehler-Erfassungsabschnitt 27a geleitet werden.
Der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a ist im Aufbau ähnlich dem Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 des ersten Ausführungsbeispiels und wird nachfolgend mit Bezug auf 4 beschrieben. Der Abschnitt 26a umfaßt einen Speicher, wie beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d, einen Differenzierabschnitt 27c und einen Abschnitt 27e für arithmetische Operationen, wie in 4 gezeigt. Der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a erzeugt ein erstes geschätztes Drehmoment Ts1 entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungssignal Vs und entsprechend dem aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkel θs, und erzeugt ein zweites geschätztes Drehmoment Ts2 entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungssignal Vs und entsprechend einer aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkelbeschleunigung des Lenkwinkels θs. Der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a multipliziert dann das erste und das zweite geschätzte Drehmoment Ts1 und Ts2 mit einem ersten bzw. einem zweiten Koeffizienten k1 und k2, wobei der zweite Koeffizient k2 viermal so groß ist wie der erste Koeffizient k1 (k2 = 4k1). Im weiteren (Berechnungs-) Weg addiert der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a die Multiplikationsergebnisse, um ein Schätz-Drehmomentsignal Tg ( = k1 × Ts1 + k2 × Ts2) an den Wahlschalter 28a auszugeben.
Ferner enthält der Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d des Lenkdrehmoment-Schätzabschnitts 26a eine weitere Tabelle vorgespeichert, welche, wie in 6A gezeigt, Werte eines ersten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ1 enthält, die verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignal Vs und des aus dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds berechneten Lenkwinkels θs entsprechen, und die durch Versuche und logische Operationen erhalten wurden. Somit liest der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a wahlweise einen der ersten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizientenwerte μ1 entsprechend den digital-gewandelten Werten des eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkwinkelsignals D ein. Ferner enthält der Nur-Lese-Speicher (ROM) 26d eine weitere Tabelle vorgespeichert, welche, wie in 6B gezeigt, Werte eines zweiten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ2 enthält, die verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs und der durch zweimalige Differentiation des Lenkwinkels θs berechneten Lenkwinkelbeschleunigung entsprechen und die durch Versuche und logische Operationen erhalten wurden. Somit liest der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a wahlweise einen der zweiten geschätzten Drehmomentwerte Ts2 entsprechend den digital-gewandelten Werten des eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkwinkelsignals D aus. Dann modifiziert der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26a den ersten und den zweiten geschätzten Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten μ1 und μ2 entsprechend dem vorher ausgewählten ersten und zweiten geschätzten Drehmomentwert Ts1 und Ts2, um dadurch das Schätz-Drehmomentsignal Tg bereitzustellen.
Der Fehlererfassungsabschnitt 27a, welcher ein ODER-Gatteraufweist, führt eine ODER-Operation zwischen dem Lenkdrehmoment-Erfassungssignal Ts von dem Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 13a und dem Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds von dem Lenkwinkel-Erfassungsabschnitt 19a durch. Somit bestimmt dann, wenn das Lenkwinkel-Erfassungssignal Ds ohne Ausgabe des Lenkdrehmoment-Erfassungssignals Ts (Ts = 0) ausgegeben wird, der Fehlererfassungsabschnitt 27a, daß der Lenkdrehmomentsensor 12a außer Betrieb ist, und gibt ein Fehlersignal Ss an den Warnabschnitt 30, den Wahlschalter 28 und an einen Umschaltabschnitt 40 aus.
Der Betrieb des Wahlschalters 28a mit Software-gesteuerter Umschaltfunktion sieht vor, daß das Lenkdrehmoment-Erfassungssignal Ts ausgewählt wird, wenn kein Fehlersignal Ss von dem Fehlererfassungsabschnitt 27a ausgegeben wird, d.h. dann, wenn der Lenkdrehmomentsensor 12a korrekt funktioniert, daß jedoch der Wahlschalter 28a das Schätz-Lenkdrehmoment-Signal Tg auswählt, wenn das Fehlersignal Ss von dem Fehler-Erfassungsabschnitt 27a ausgegeben wird, d.h. dann, wenn der Lenkdrehmomentsensor 12a außer Betrieb ist. Das somit durch den Wahlschalter 28a ausgewählte Signal Ts oder Tg wird dann dem Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a als ein ausgewähltes Lenkdrehmoment-Signal Tf zugeführt.
Der Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a umfaßt einen Speicher, wie beispielsweise einen Nur-Lese-Speicher (ROM), welcher eine Tabelle speichert, die, wie in 7 gezeigt, Werte des Soll-Motorstroms Ti1 enthält, die verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeitsignals V und des Lenkdrehmomentsignals T entsprechen und die durch Versuche oder logische Operationen auf Grundlage des über den Wahlschalter 28a geleiteten, ausgewählten Lenkdrehmoment-Signals Tf und auf Grundlage des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs erhalten wurden.
Somit liest der Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a wahlweise einen der Soll-Motorstromwerte Ti1 ensprechend dem eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignal Vs und entsprechend dem auf dem Lenkdrehmoment T basierenden ausgewählten Lenkdrehmomentsignal Tf (Ts oder Tg) aus, und leitet diesen Wert an den Subtrahierer 52a.
Der Speicher des Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitts 25a speichert auch eine Tabelle, welche, wie in 8 gezeigt, Werte des Soll-Motorstroms Ti2 enthält, die verschiedenen möglichen Werten des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkwinkelsignals D entsprechen und die durch Versuche oder durch logische Operationen auf Grundlage des Lenkwinkelerfassungssignals Ds und des Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungssignals Vs erhalten wurden. Somit liest der Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a wahlweise einen der Soll-Motorstromwerte Ti2 entsprechend dem eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungssignal Vs und einem basierend auf dem Lenkwinkelerfassungssignal Ds ausgewähltem Lenkdrehmomentsignal Tf (Ts oder Tg) aus.
Ferner subtrahiert der Soll-Motorstrom-Erzeugungsabschnitt 25a im zweiten Ausführungsbeispiel den Soll-Motorstrom Ti2 von dem Soll-Motorstrom Ti1, um dann die Differenz (Ti1 – Ti2) dem Subtrahierer 52a als einen Soll-Motorstromwert Ti für eine Bewegung nach außen (weg von der Mitte zu einer der Endstellungen hin) oder für eine Rückbewegung des Lenkrads 2 zuzuführen.
Der Subtrahierer 52a subtrahiert den erfaßten, von dem Motorstrom-Erfassungsabschnitt 54a ausgegebenen Motorstrom I_MO von dem Soll-Motorstrom Ti, um dadurch ein Differenz- oder Versatzsignal ΔI (= Ti – I_MO) an den Treibersteuerabschnitt 22a auszugeben. Nach Maßgabe des Versatzsignals ΔI erzeugt der Treibersteuerabschnitt 22a ein dem Motortreiber 16a zum Betreiben des Hilfsmotors 10 zuzuführendes Motorsteuersignal Vo.
Der Umschaltabschnitt 40, welcher eine Oszillatorschaltung, eine Komparatorschaltung usw. aufweist, gibt dann ein Steuerwechselsignal Ta an die Hilfssteuereinheit 15b in Antwort auf das durch den Fehler-Erfassungsabschnitt 27a oder dergleichen erzeugte Fehlersignal Ss aus, wenn die Hauptsteuereinheit 15a oder dieser zugeordnete Sensoren außer Betrieb sind oder sich in einem ungewöhnlichen Zustand befinden, so daß die Hilfssteuereinheit 15b die Steuerung/Regelung von der Hauptsteuereinheit 15a übernimmt. Der Umschaltabschnitt 40 empfängt auch ein ähnliches Steuerwechselsignal Tb von der Hilfssteuereinheit 15b, wenn die Steuereinheit 15b oder dieser zugeordnete Sensoren außer Betrieb sind oder sich in einem ungewöhnlichen Zustand befinden. Die Steuerwechselsignale Ta und Tb werden zwei Eingängen eines ODER-Gatters 31 zugeführt, so daß das ODER-Gatter 31 dann ein Fehlererfassungssignal Ar an den Warnabschnitt 30 ausgibt, wenn zumindest eine der Haupt- oder der Hilfssteuereinheit 15a und 15b außer Betrieb ist. Bevorzugt stuft der Umschaltabschnitt 40 verschiedene Fehler der Sensoren und anderer Bauteile nach Maßgabe deren Positionierung und deren Fehlergrad ein und führt eine vorbestimmte Modusumwandlung in Abhängigkeit von der Einstufung des erfaßten Fehlers durch.
Nach Empfang des Fehlererfassungssignals Ar von dem ODER-Gatter 31 warnt der Warnabschnitt 30 den Fahrzeugfahrer und die Passagiere vor dem ungewöhnlichen Zustand, d.h. vor dem Fehler, über eine sichtbare Anzeige und/oder eine hörbare Ausgabe; die sichtbare Anzeige kann durch Beleuchten oder Flackern einer Warnlampe erfolgen, und die hörbare Ausgabe kann durch Anregen eines Summers oder Erzeugen eines optionalen Warntons über einen Lautsprecher erfolgen.
Obwohl nicht im einzelnen beschrieben, ist die Hilfssteuereinheit 15b in einer ähnlichen Art und Weise wie die Hauptsteuereinheit 15a aufgebaut, außer daß ein Fehlersignal von ihrem Fehlererfassungsabschnitt (nicht gezeigt) entsprechend dem Fehlererfassungsabschnitt 27a der Hauptsteuereinheit 15a, wie vorstehend angegeben, an den Umschaltabschnitt 40 ausgegeben wird.
Wie vorstehend beschrieben, ist die elektrische Servolenkeinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Gründen der Ausfallsicherheit jeweils zwei Sätze der Lenkdrehmomentsensoren 12a, 12b, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 17a, 17b, der Lenkwinkelsensoren 18a, 18b, der Steuereinheiten 15a, 15b, der Motortreiber 16a, 16b und der Motorstrom-Erfassungsabschnitte 54a, 54b zu ausfallsicheren Zwecken aufweist, und daß dann, wenn der Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist, jede der Steuereinheiten 15a und 15b den Betrieb des Hilfsmotors 10 auf Grundlage des durch den Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26 basierend auf einer erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkwinkel berechneten geschätzten Lenkdrehmoment mit dem Ergebnis steuert/regelt, so daß der gesteuerte/geregelte Betrieb des Motors 10 ohne Rücksicht auf den Fehler (Ausfall) der Lenkdrehmomentsensoren fortgesetzt werden kann.
Zusammengefaßt ist die elektrische Servolenkeinrichtung der soweit beschriebenen vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt zum Schätzen des Lenkdrehmoments auf Grundlage einer durch den Fahrzeuggeschwindigkeitsensor erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und eines durch den Lenkwinkelsensor erfaßten Lenkwinkels umfaßt. Wenn der Lenkdrehmomentsensor außer Betrieb ist oder nicht korrekt arbeitet, steuert/regelt die Steuereinheit den Betrieb des Elektromotors auf Grundlage des durch den Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt geschätzten Lenkdrehmoments. Somit kann ein gesteuerter/geregelter Betrieb des elektrischen (Kraft-) Hilfsmotors ohne Rücksicht auf einen Fehler bzw. Ausfall des Lenkdrehmomentsensors fortgesetzt werden; und es wird jederzeit ein gutes Lenkgefühl erreicht, ohne dafür die Herstellungskosten vergrößern zu müssen. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine elektrische Servolenkeinrichtung bereitzustellen, welche eine gesteigerte Zuverlässigkeit und Kostengünstigkeit erreicht.
Die Erfindung betrifft also eine elektrische Servolenkeinrichtung umfassend eine Steuereinheit 15, 15a, 15b zum Festlegen eines Motorsteuersignals zum Steuern/Regeln eines Betriebs eines elektrischen Servohilfsmotors 10 zumindest auf Grundlage des durch einen Lenkdrehmomentsensor 12, 12a, 12b erfaßten Lenkdrehmoments und einer durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17, 17a, 17b erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Steuereinheit 15, 15a, 15b umfaßt einen Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26, 26a, 26b zum Schätzen des Lenkdrehmoments auf Grundlage der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17, 17a, 17b erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und eines durch einen Lenkwinkelsensor 18, 18a, 18b erfaßten Lenkwinkels. Wenn der Lenkdrehmomentsensor 12, 12a, 12b außer Betrieb ist oder fehlerhaften Betrieb aufweist, steuert/regelt die Steuereinheit 15, 15a, 15b den Betrieb des Elektromotors 10 auf Grundlage des durch den Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt 26, 26a, 26b geschätzten Lenkdrehmoments.

Claims

Elektrische Servolenkeinrichtung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, umfassend: – einen Elektromotor (10) zum Aufbringen einer elektrischen Lenkunterstützung für ein Lenksystem des Fahrzeugs; – einen Lenkwinkelsensor (18; 18a, 18b) zum Erfassen eines Lenkwinkels im Lenksystem; – einen Lenkdrehmomentsensor (12; 12a, 12b) zum Erfassen eines Lenkdrehmoments im Lenksystem; – einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (17; 17a, 17b) zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs; – eine Steuer-/Regeleinheit (15; 15a, 15b) zum Festlegen eines Motorsteuer-/Motorregelsignals, um den Betrieb des Elektromotors (10) zumindest auf Grundlage des durch den Lenkdrehmomentsensor (12; 12a, 12b) erfaßten Lenkdrehmoments und der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (17; 17a, 17b) erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern/regeln; und – einen Motortreiber (16; 16a, 16b) zum Betreiben des Motors (10) auf Grundlage des durch die Steuer-/Regeleinheit (15; 15a, 15b) festgelegten Motorsteuer-/Motorregelsignals, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Servolenkeinrichtung ferner einen in der Steuer/Regeleinheit (15; 15a, 15b) vorgesehenen Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt (26; 26a, 26b) umfaßt zum Schätzen des Lenkdrehmoments auf Grundlage der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (17; 17a, 17b) erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit und des durch den Lenkwinkelsensor (18; 18a, 18b) erfaßten Lenkwinkels, und daß dann, wenn entschieden wird, daß der Lenkdrehmomentsensor (12; 12a, 12b) eine Fehlfunktion aufweist, die Steuer-/Regeleinheit (15; 15a, 15b) den Betrieb des Elektromotors (10) auf Grundlage des durch den Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt (26; 26a, 26b) geschätzten Lenkdrehmoments steuert/regelt.
Elektrische Servolenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkdrehmoment-Schätzabschnitt (26; 26a, 26b) das Lenkdrehmoment durch Berechnen einer Summe aus einem Wert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel und einem Wert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem zweifach differenzierten Lenkwinkel und durch Verändern der berechneten Summe schätzt.