DE3908854A1

DE3908854A1 - Lenkwinkeldetektorvorrichtung fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3908854A1
Application number: DE3908854A
Authority: DE
Inventors: Shuji Shiraishi; Takashi Nishihara; Hironobu Kiryu; Naoki Omomo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-03-18
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1989-09-28
Also published as: US4996657A; GB2217005B; GB2217005A; GB8906128D0; DE3908854C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkwinkeldetektorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die insbesondere den Lenkwinkel mit höherer Zuverlässigkeit ermittelt.

In der jüngsten Zeit sind Vierrad-Kraftfahrzeuge mit Steuerungen ausgerüstet worden, die auf den Lenkwinkel an sprechend einen gegebenen Steuervorgang durchführen. Derar tige Steuerungen enthalten eine Lenkwinkeldetektorvorrich tung, die einen Lenkwinkelsensor zum Erfassen des Lenkwin kels verwendet.

Der Lenkwinkelsensor der Lenkwinkeldetektorvorrichtung ist gewöhnlich so aufgebaut, daß das Signal, das den Lenkwinkel angibt, mit Hilfe von Impulsen erzeugt wird. Der Sensor um faßt beispielsweise eine optische, Impulse erzeugende Ein richtung, die optische Signalimpulse nach Maßgabe der Dehnung eines Lenkrades erzeugt, wenn der Fahrer das Lenkrad betä tigt, wodurch eine Information über den Lenkwinkel des Fahr zeuges mit Hilfe eines Zählers erhalten wird, der Signalim pulse auf der Grundlage der optischen Signalimpulse zählt. Eine Lenkwinkeldetektorvorrichtung mit diesem Aufbau, die ei nen Lenkwinkelsensor verwendet, hat den Vorteil, daß auf grund der Tatsache, daß Impulse als Verarbeitungssignal im Sensor erzeugt werden, der Lenkwinkel hoch aufgelöst werden kann, um dadurch die Genauigkeit der Erfassung des Lenkwin kels zu erhöhen.

Wenn jedoch nicht normale Verhältnisse in der die Impulse erzeugenden Einrichtung oder im Impulsverarbeitungsteil der Lenkwinkeldetektorvorrichtung auftreten, dann wird es jedoch unmöglich sein, eine geeignete Steuerung auf den Lenkwinkel ansprechend durchzuführen. Die Feststellung von nicht norma len Verhältnissen in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung ist daher wesentlich, um eine Fehlfunktion der Steuerung aufgrund derartiger Verhältnisse zu vermeiden. Wenn insbesondere die Lenkwinkeldetektorvorrichtung so aufgebaut ist, daß die An zahl der erzeugten Impulse das Maß an Lenkung, d. h. den Lenk winkel angibt, über den das Lenkrad gedreht worden ist, füh ren nicht normale Verhältnisse, beispielsweise Fehlzählungen der Signalimpulse aufgrund des Fehlens von Signalimpulsen oder der Überlagerung der Signalimpulse durch ein Rauschen, dazu, daß das Zählerausgangssignal an Maß an Lenkung angibt, das sich von dem tatsächlichen Maß an Lenkung unterscheidet. Es ist daher von außerordentlicher Wichtigkeit, derartige, nicht normale Verhältnisse in geeigneter Weise festzustellen.

Nicht normale Verhältnisse, die zu einer plötzlichen Änderung im Signal führen, das den Lenkwinkel angibt, beispielsweise Fehlfunktionen des Zählers, beeinflussen weiterhin plötzlich die Arbeitsweise der Steuerung. Es ist daher insbesondere wichtig, sofort derartige, nicht normale Verhältnisse festzu stellen.

Durch die Erfindung soll eine Lenkwinkeldetektorvorrichtung geschaffen, werden, die bei ihr auftretende fehlerhafte Ver hältnisse wahrnehmen kann, um die Zuverlässigkeit der Ermitt lung des Lenkwinkels zu erhöhen.

Durch die Erfindung soll insbesondere eine Lenkwinkeldetek torvorrichtung geschaffen werden, die bei ihr auftretende, nicht normale Verhältnisse feststellen kann, die zu einer plötzlichen Änderung ihres Ausgangssignals führen, das den Lenkwinkel angibt, um dadurch die Zuverlässigkeit der Ermitt lung des Lenkwinkels zu erhöhen.

Durch die Erfindung soll weiterhin eine Lenkwinkeldetektor vorrichtung geschaffen werden, die bei ihr auftretende, nicht normale Verhältnisse genau und sofort feststellen kann.

Dazu umfaßt die erfindungsgemäße Lenkwinkeldetektorvorrich tung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung, die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl einem Lenk winkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist, ei nen einen Bezugsimpuls erzeugende Einrichtung, die bei einem be stimmten Winkel des Lenkelementes einen bestimmten Bezugsim puls erzeugt, einen Zähler zum Zählen der Winkelimpulse von der die Winkelimpulse erzeugenden Einrichtung und zum Erzeu gen eines Zählwertes als Daten des Lenkwinkels und eine nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung, die mit der einen Bezugsimpuls erzeugenden Einrichtung und dem Zähler verbun den ist und feststellt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn der Zählwert vom Zähler nicht in nerhalb eines bestimmten Wertebereiches liegt, wenn der be stimmte Bezugsimpuls erzeugt wird.

Vorzugsweise weist die Lenkwinkeldetektorvorrichtung eine ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugende Einrichtung, die ein Signal erzeugt, das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges wie dergibt, wenn das Fahrzeug fährt, und eine Sperreinrichtung auf, die die Einrichtung zum Feststellen von nicht normalen Verhältnissen an der Feststellung der nicht normalen Verhält nisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung hindert, wenn das Signal, das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angibt, von der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugenden Einrich tung nicht erzeugt wird, während der bestimmte Bezugsimpuls von der einen Bezugsimpuls erzeugenden Einrichtung erzeugt wird.

Vorzugsweise verhindert die Sperreinrichtung die Feststellung von nicht normalen Verhältnissen in der Lenkwinkeldetektor vorrichtung, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges an gebende Signal anzeigt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einem bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert liegt.

Vorzugsweise weist die Lenkwinkeldetektorvorrichtung eine Gierdetektoreinrichtung, die das Maß an Gierbewegung ermit telt, mit dem das Fahrzeug fährt, und eine Sperreinrichtung auf, die die Einrichtung, die nicht normale Verhältnisse feststellt, daran hindert, derartige Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung festzustellen, wenn das Signal, das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angibt, einen Fahr zeuggeschwindigkeitswert anzeigt, der über einem bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert liegt, und gleichzeitig das Maß an Gierbewegung des Fahrzeuges, daß durch die Gierdetek toreinrichtung festgestellt wird, unter einem vorbestimmten Wert liegt.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Lenkwinkeldetektor vorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement geschaf fen, die eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung, die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist, einen Zähler zum Zählen der Winkelimpulse von der Winkelimpulse erzeugenden Einrichtung und zum Erzeugen eines Zählwertes als Daten des Lenkwinkels, eine eine Lenkwinkeländerung feststellende Einrichtung, die das Maß der Änderung des Zählwertes des Zählers feststellt, und eine, nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung umfaßt, die feststellt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn das Maß an Änderung des Zählwer tes, das durch die eine Lenkwinkeländerung feststellende Einrichtung ermittelt wird, über einem vorbestimmten Wert liegt.

Vorzugsweise ist der vorbestimmte Wert des Maßes an Änderung des Zählwertes auf einen Wert festgelegt, der über dem maximal möglichen Wert liegt, der angenommen werden kann, wenn das Lenkelement normal betätigt wird.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Lenkwinkeldetektor vorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement geschaf fen, die eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung, die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse er zeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist, einen Zähler zum Zählen der Winkelimpulse von der Winkelimpulse erzeugenden Einrichtung und zum Erzeugen eines Zählwertes als Daten des Lenkwinkels, eine eine Lenkwinkeländerung feststellende Einrichtung, die das Maß an Änderung des Zählwertes des Zählers ermittelt, ei ne die Lenkwinkeländerung beurteilende Einrichtung, die beur teilt, ob das Maß an Änderung des Zählwertes, das durch die eine Lenkwinkeländerung feststellende Einrichtung ermittelt wird, unter einem bestimmten Wert liegt, eine Zeitzählein richtung, die mit dem Zählen der Zeit beginnt, die von dem Zeitpunkt an abläuft, an dem die die Lenkwinkeländerung beur teilende Einrichtung zum ersten Mal feststellt, daß das Maß an Änderung des Zählwertes, das durch die eine Lenkwinkelände rung feststellende Einrichtung ermittelt wurde, unter dem vor bestimmten Wert liegt, und eine, nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung umfaßt, die auf das Ausgangssignal der Zeitzähleinrichtung anspricht und feststellt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn das Maß an Änderung des Zählwertes ununterbrochen für ein be stimmtes Zeitintervall oder länger kleiner als der bestimmte Wert war.

Vorzugsweise ist der bestimmte Wert des Maßes an Änderung des Zählwertes auf einen Wert festgelegt, der kleiner als der kleinstmögliche Wert ist, der angenommen werden kann, wenn das Lenkelement normal für das bestimmte Zeitintervall betätigt wird, während das Fahrzeug fährt.

Vorzugsweise weist die Lenkwinkeldetektorvorrichtung eine ein Geschwindigkeitssignal erzeugende Einrichtung, die ein Signal erzeugt, das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angibt, und eine Sperreinrichtung auf, die die nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung daran hindert, derartige Verhältnis se in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung festzustellen, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angebende Signal, das von der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugenden Ein richtung erzeugt wird, einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert un ter einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert angibt.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Lenkwinkeldetektorvor richtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement geschaffen, die eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung, die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement gedreht worden ist, eine einen Bezugsimpuls erzeugende Einrich tung, die einen bestimmten Bezugsimpuls bei einem bestimmten Winkel des Lenkelementes erzeugt, und eine, nicht normale Ver hältnisse feststellende Einrichtung umfaßt, die feststellt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn der bestimmte Bezugsimpuls, der von der einen Bezugsim puls erzeugenden Einrichtung erzeugt wird, über ein bestimm tes Zeitintervall fortgesetzt gleichgeblieben ist.

Durch die Erfindung wird weiterhin eine Lenkwinkeldetektor vorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement geschaffen, die eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung, die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist, eine einen Bezugsimpuls erzeugende Ein richtung, die einen bestimmten Bezugsimpuls bei einem be stimmten Winkel des Lenkelementes erzeugt, und eine, nicht nor male Verhältnisse feststellende Einrichtung umfaßt, die fest stellt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn der bestimmte Bezugsimpuls über ein bestimmtes Zeitintervall nicht erzeugt worden ist.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrie ben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch den Gesamtaufbau eines Ausfüh rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lenk winkeldetektorvorrichtung,

Fig. 2 schematisch ein Beispiel des Aufbaus eines Licht aussendenden Elementes und eines Licht empfangenen Elementes des in Fig. 1 darge stellten Photosensors,

Fig. 3 in einem Blockschaltbild ein Beispiel des Innenaufbaus des in Fig. 1 dargestellten Zählers,

Fig. 4 in einem Zeitdiagramm Signalimpulse zur Er läuterung der Funktion des Ausführungs beispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 5 in einem Flußdiagramm ein Beispiel eines Programms zum Feststellen nicht normaler Ver hältnisse bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lenkwinkeldetektorvorrich tung.

In Fig. 1 ist der Gesamtaufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lenkwinkeldetektorvorrichtung dargestellt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Lenkwinkelsensor vorge sehen, der in Form eines optischen Übertragungselementes aus gebildet ist. Der Lenkwinkelsensor umfaßt ein sich bewegendes Element, das sich entsprechend der Drehung eines Lenkrades (Lenkelement) bewegt und in Form einer sich drehenden Scheibe (Sensorscheibe) 1 ausgebildet ist, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, eine Photosensoreinrichtung 2, die Winkelimpulse zum Messen des Lenkwinkels erzeugt, und eine Photosensoreinrich tung 3, die einen Bezugsimpuls erzeugt.

Die sich drehende Scheibe 1 ist an einer Lenkwelle 4 ange bracht, so daß sie sich gemeinsam mit der Lenkwelle 4 dreht. Die sich drehende Scheibe 1 ist am Umfangsabschnitt mit meh reren Schlitzen 11 versehen, die in gleichen Abständen ent lang des gesamten Außenumfangs angeordnet sind. Die Breite oder die Umfangslänge der Schlitze 11 und der Abstand zwischen den benachbarten Schlitzen 11 sind so gewählt, daß das Tast verhältnis (EIN/AUS-Verhältnis) der Signalimpulse von der Pho tosensoreinrichtung 2 bei einer Drehung der sich drehenden Scheibe 1 mit konstanter Geschwindigkeit beispielsweise 50% beträgt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Photosensoreinrichtung 2 ist an einer derartigen Stelle angeordnet, daß sie der Reihe der Schlitze 11 gegenüberliegt, und umfaßt zwei Photosensoren 21, 22. Ein Photosensor 21 umfaßt ein Licht aussendendes Element 21 a und ein Licht empfangendes Element 21 b, die einander gegenüber auf den gegenüberliegenden Seiten der sich drehenden Scheibe 1 angeordnet sind. Der an dere Photosensor 22 umfaßt gleichfalls ein Licht aussendendes Element 22 a und ein Licht empfangendes Element 22 b, die ähn lich wie die Elemente 21 a, 21 b des Photosensors 21 einander gegenüber angeordnet sind. Diese Photosensoren 21, 22 sind relativ zueinander in Umfangsrichtung der sich drehenden Scheibe 1 so angeordnet, daß ein Phasenunterschied von 90° zwischen den beiden Impulssignalen besteht, die von den je weiligen Photosensoren erzeugt werden, wenn sich die Scheibe 1 mit konstanter Geschwindigkeit dreht (siehe Fig. 4).

Wenn das Lenkrad nach rechts oder nach links aus der Bezugs position (neutrale Position) gedreht wird, um das Fahrzeug nach links oder nach rechts zu lenken, werden immer dann Im pulse erzeugt, wenn ein Schlitz an der Photosensoreinrichtung 2 bei einer Drehung der sich drehenden Scheibe 1 nach rechts (in Fig. 1 im Uhrzeigersinn) oder nach links (entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 1) nach Maßgabe der Drehung der Lenkwelle 4 vorbeigeht. Die Anzahl der von der Photosensoreinrichtung 2 erhaltenen Impulse entspricht daher dem Maß an Änderung in der Richtung der Fahrzeugräder, und das Ausgangssignal der Photosensoreinrichtung 2 enthält eine Information über den Lenkwinkel. Das Ausgangssignal der Photosensoreinrichtung 2 enthält weiterhin nicht nur eine Information über den Dreh winkel der Lenkwelle 4, d. h. über den Lenkwinkel, sondern auch eine Information über das Maß an Änderung des Lenkwin kels oder über die Lenkgeschwindigkeit. Das heißt mit ande ren Worten, daß die Anzahl der Impulse, die pro Zeiteinheit erzeugt wird, die Winkelgeschwindigkeit (Geschwindigkeit der Drehung) der Lenkwelle 4 angibt. Da zwei Photosensoren 21, 22 vorgesehen sind, wie es oben beschrieben wurde, kann weiter hin die Richtung (im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhr zeigersinn) der Drehung der Lenkwelle 4 unter Verwendung des Phasenunterschiedes zwischen den Impulsen ermittelt werden, die durch die jeweiligen Photosensoren 21, 22 erzeugt werden. Das Ausgangssignal der Photosensoreinrichtung 2 enthält da her auch eine Information über die Richtung der Drehung der Lenkwelle 4. Die Art der Ermittlung der Richtung der Drehung wird später im einzelnen beschrieben.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung arbei ten die sich drehende Scheibe 1, die mit der Reihe von Schlit zen 11 ausgebildet ist, und die Photosensoreinrichtung 2 so zusammen, daß sie eine Einrichtung bilden, Winkelimpulse erzeugt, die eine Information über den Lenkwinkel nach Maß gabe der Drehung der Lenkwelle 4 liefert.

Die sich drehende Scheibe 1 weist auch einen einzelnen Schlitz 12 auf, der an einer Stelle radial innen von der Reihe der Schlitze 11 ausgebildet ist. Die Photosensoreinrichtung 3, die den Bezugsimpuls erzeugt, wie es oben beschrieben wurde, umfaßt einen einzigen Photosensor, der an einer bestimmten Stelle im Weg der Drehung des Schlitzes 12 angeordnet ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Photosensor einrichtung 3 neben und direkt unter der Photosensoreinrich tung 2 angeordnet. Die Photosensoreinrichtung 3 umfaßt gleich falls ein Licht aussendendes Element 3 a und ein Licht empfan gendes Element 3 b, die auf den gegenüberliegenden Seiten der sich drehenden Scheibe 1 einander gegenüber angeordnet sind, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Licht aussendenden Elemente 21 a, 22 a, 3 a der Photosensor einrichtung 2 und der Photosensoreinrichtung 3 können jeweils aus einer Leuchtdiode LED bestehen, und die Licht empfangen den Elemente 21 b, 22 b, 3 b können jeweils Phototransistoren sein. Die Leuchtdioden und die Photosensoren können an einem Ge häuse mit einem U-förmigen Querschnitt angebracht sein, das einen Teil der sich drehenden Scheibe 1 überdeckt, wie es durch eine strichpunktierte Linie in Fig. 2 dargestellt ist.

Die sich drehende Scheibe 1 ist an der Lenkwelle so angebracht, daß die Drehstellung der Lenkwelle 4, die sie dann einnimmt, wenn das Lenkrad sich in der Bezugsposition (neutrale Po sition) befindet, d. h. wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, ei ne Bezugsposition (0°) ist, in der die Photosensoreinrich tung 3 dem einzelnen Schlitz 12 zugewandt ist. Durch eine der artige Festlegung erreicht dann, wenn die Lenkwelle 4 die Be zugsposition hat (0°) das von dem Licht aussendenden Element 3 a der Photosensoreinrichtung 3 ausgesandte Licht das Licht empfangende Element 3 b über den einzelnen Schlitz 12, so daß das das Licht empfangende Element 3 b ein Ausgangssignal mit hohem Pegel erzeugt. Wenn andererseits die Lenkwelle 4 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn aus der Bezugs position (0°) herausgedreht wird, dann kommt das Ausgangs signal des Licht empfangenden Elementes 3 b auf einen niedri gen Pegel. Die Photosensoreinrichtung 3 erzeugt somit einen Signalimpuls (Signal RST ₃) immer, wenn das Lenkrad so betätigt wird, daß die Lenkwelle 4 durch die Bezugsposition (0°) hindurchgeht.

Wenn jedoch der Bereich von einem Anschlag zum anderen, d. h. der maximale Drehbereich des Lenkrades, mehr als eine vollstän dige Umdrehung (360°), beispielsweise bei Vierrad-Fahrzeugen, 2,5 Umdrehungen (900°) beträgt, dann ist der maximale Lenk raddrehwinkel, (der dem Sperrwinkel der Vorderräder entspricht), auf jeder Seite gleich 450°. Wenn daher das Lenkrad im Uhrzei gersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Winkel von 360° (eine vollständige Umdrehung) aus der Bezugsposition ge dreht wird, dann kommt der einzelne Schlitz 12 gleichfalls in eine Position, in der er der Photosensoreinrichtung 3 zuge wandt ist, die ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Position ist, so daß die Photosensoreinrichtung 3 gleichfalls ein Aus gangssignal mit hohem Pegel erzeugt.

Das Licht empfangende Element 3 b der Photosensoreinrichtung 3 ist elektrisch mit einer elektronischen Steuereinheit ECU 6 verbunden, um diese mit seinem Ausgangssignal als Rücksetz signal RST zu versorgen.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet die Photosensoreinrichtung 3 eine Einrichtung, die den Be zugsimpuls bei einem bestimmten Drehwinkel der Lenkwelle 4 erzeugt.

Die Lenkwinkeldetektorvorrichtung weist weiterhin einen Zäh ler IC 7 auf. Die Photosensoreinrichtung 2, die die Winkel impulse erzeugt, ist elektrisch mit dem Zähler IC 7 verbun den. Der Zähler IC 7 empfängt die Winkelimpulse von der Pho tosensoreinrichtung 2 und wandelt diese in Daten des Lenk winkels um.

Der Zähler IC 7 umfaßt eine D-Flip-Flop-Schaltung 71 und ei nen Auf-Ab-Zähler 72, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die in Fig. 3 dargestellte D-Flip-Flop-Schaltung 71 weist einen Dateneingang D, der mit dem Ausgang des Photosensors 21 ver bunden ist, und einen Taktimpulseingang CK auf, der mit dem Ausgang des Photosensors 22 verbunden ist. Das Ausgangssignal vom Photosensor 21 liegt somit am Dateneingang D, und das Ausgangssignal vom Photosensor 22 liegt am Taktimpulseingang CK. Der Auf-Ab-Zähler 72 hat einen Auf-Ab-Umschaltanschluß U/D, der elektrisch mit einem Ausgang Q der D-Flip-Flop- Schaltung 71 verbunden ist.

Die beiden Impulsketten, die von den jeweiligen Photosensoren 21, 22 erzeugt werden, haben einen Phasenunterschied, wie es oben beschrieben wurde. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, wird daher die Phasenbeziehung zwischen den beiden Impulsketten umgekehrt, wenn das Lenkrad im Uhrzeigersinn (a, b in Fig. 4) und entgegen dem Uhrzeigersinn (c, d in Fig. 4) gedreht wird. Wenn insbesondere das Lenkrad im Uhrzeigersinn gedreht wird, sind die Impulse, die vom Photosensor 22 erzeugt werden, in ihrer Phase gegenüber den Impulsen verzögert, die vom Photo sensor 21 erzeugt werden. Da heißt mit anderen Worten, daß der Eingangssignalpegel am Eingang D vom Photosensor 21 zum Zeitpunkt des Ansteigens jedes Eingangstaktimpulses hoch ist. Wenn in diesem Fall ein Taktimpuls vom Photosensor 22 am Eingang CK liegt, wird daher ein Ausgangssignal mit hohem Pegel am Ausgang Q erzeugt, das denselben Pegel wie das Ein gangssignal am Eingang D vom Photosensor 21 hat. Solange die Phasenbeziehung in Fig. 4a, b weiterbesteht, d. h. solange das Lenkrad im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird weiterhin ein Ausgangssignal mit hohem Pegel am Ausgang Q erzeugt.

Wenn andererseits das Lenkrad entgegen dem Uhrzeigersinn ge dreht wird, ist die Phasenbeziehung umgekehrt, so daß die Phase der Impulse vom Photosensor 22, verglichen mit der der Impulse vom Photosensor 21, vorläuft. Da daher das Eingangs signal am Dateneingang D zum Zeitpunkt des Anstiegs jedes Eingangstaktimpulses weiter auf einem niedrigen Pegel bleibt, wird weiterhin ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel vom Ausgang Q erzeugt. Über eine Beurteilung, ob ein Ausgangssi gnal mit hohem oder mit niedrigem Pegel am Ausgang Q der D- Flip-Flop-Schaltung 71 erzeugt wird, kann daher die Richtung (im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn) der Dre hung des Lenkrades bestimmt werden. Das Ausgangssignal am Ausgang Q liegt am Auf-Ab-Zähler 72 als Steuersignal zum Um schalten zwischen dem Auf- und dem Abzählen.

Einer der Photosensoren 21, 22 ist elektrisch mit dem Zählim pulseingang C _NT des Auf-Ab-Zählers 72 verbunden, um sein Aus gangssignal an diesen Anschluß zu legen. Die von diesem einen Photosensor 21 oder 22 kommende Impulskette kann direkt am Anschluß C _NT oder nach einer Frequenzmultiplikation (z. B. ei ner Verdopplung) der Impulskette über eine Multiplizierein richtung liegen, die aus einer geeigneten logischen Schal tung aufgebaut ist. Der Auf-Ab-Zähler 72 zählt die Anzahl der am Anschluß C _NT liegenden Impulse in Abhängigkeit vom Aus gangssignal am Ausgang Q der D-Flip-Flop-Schaltung 71 auf oder ab und gibt den Zählwert aus. Das Ausgangssignal vom Auf-Ab- Zähler 72 enthält eine Information über den Lenkwinkel, die sich ändert, wenn das Lenkrad durch den Fahrer gedreht wird, sowie gleichfalls über die Richtung der Drehung des Lenkrades.

Wenn angenommen wird, daß der Auf-Ab-Zähler 72 aufzählt, wenn das Ausgangssignal am Ausgang Q einen hohen Pegel hat, und ab zählt, wenn dieses Ausgangssignal einen niedrigen Pegel hat, dann nimmt der Zählwert zu, wenn das Lenkrad im Uhrzeigersinn gedreht wird, und ab, wenn das Lenkrad entgegen dem Uhrzeiger sinn gedreht wird. Wenn daher dafür gesorgt ist, daß der Dreh winkel des Lenkrades oder der Lenkwelle 4 dem Inhalt des Auf-Ab-Zählers 72 derart entspricht, daß der Auf-Ab-Zähler ei nen Wert gleich 0 ausgibt, wenn die Lenkwelle 4 sich in der Bezugsposition (0°) befindet, dann nimmt der Zählwert bei ei ner Drehung des Lenkrades im Uhrzeigersinn um einen Betrag zu, der dem Maß an Drehung der Lenkwelle aus der Bezugsposition (0°) entspricht, und nimmt der Zählwert bei einer weiteren Drehung des Lenkrades im Uhrzeigersinn weiter um den Betrag zu, der der weiteren Drehung des Lenkrades entspricht. Wenn sich andererseits das Lenkrad entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen beginnt, dann wird das Eingangssignal an der D-Flip- Flop-Schaltung 71 in den in Fig. 4c und d dargestellten Zu stand geändert. Bei einem Eingangssignal an der D-Flip-Flop- Schaltung 71 mit diesem Zustand kommt das Ausgangssignal am Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 71 auf den niedrigen Pegel, so daß der Auf-Ab-Zähler 72 abzuzählen beginnt, und der Zähl wert auf 0 zurückkehrt, wenn die Lenkwelle 4 in einem Maß entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, das der vorher er folgten Drehung der Lenkwelle 4 im Uhrzeigersinn aus der Be zugsposition entspricht.

Der Zähler IC 7 liefert die Information über den Lenkwinkel und die Drehrichtung, die in dieser Weise auf der Grundlage der Winkelimpulse erhalten wird, der ECU 6.

Mit der ECU 6 sind weiterhin ein Fahrzeuggeschwindigkeits sensor 8, der ein Signal liefert, das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angibt, und ein Giersensor 13 verbunden, der ein Signal liefert, das das Maß an Gierbewegung des Fahrzeuges angibt.

Die ECU 6 umfaßt eine Eingangsschaltung 6 a, die die Wellenform der Eingangssignale von den verschiedenen Sensoren formt, die Spannungspegel der Ausgangssignale von den Sensoren mit analo gem Ausgangssignal auf einen bestimmten Pegel verschiebt usw., eine Zentraleinheit CPU 6 b, eine Speichereinrichtung 6 c, die die verschiedenen Betriebsprogramme speichert, die in der CPU 6 b ausgeführt werden und ein Programm zum Bestimmen nicht normaler Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung einschließen, wie es später im einzelnen beschrieben wird, und die die Ergebnisse der Rechenvorgänge usw. speichert, sowie eine Ausgangsschaltung 6 d. Mit der ECU 6 ist eine Einrichtung 9 verbunden, die durch die CPU 6 b zu steuern ist, die auf das Ausgangssignal der Lenkwinkeldetektorvorrichtung ansprechend arbeitet. Die erfindungsgemäße Lenkwinkeldetektorvorrichtung kann bei beliebigen verschiedenen Steuervorrichtungen eines Kraftfahrzeuges angewandt werden, die eine Information über den Lenkwinkel für ihren Steuerbetrieb benötigen. Die Steuer einrichtung 9 kann beispielsweise ein Betätigungsglied sein, um den Dämpfungsfaktor der Fahrzeugaufhängung auf den Lenk winkel ansprechend zu ändern, oder eine Steuereinrichtung sein, die zur Steuerung der Vierrad-Lenkung benutzt wird.

Die Steuereinrichtung 9 wird mit einem Steuersignal von der CPU 6 b über die Ausgangsschaltung 6 d versorgt.

Mit der ECU 6 ist eine Warneinrichtung 10 verbunden, die beispielsweise eine Anzeige nicht normaler Verhältnisse über eine Leuchtdiode oder eine ähnliche Einrichtung als Sicher heitsfunktion liefert, wenn nicht normale Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung festgestellt werden. Wenn durch das obengenannte, nicht normale Verhältnisse feststellende Programm derartige Verhältnisse festgestellt werden, dann liegt ein Steuersignal, das das Auftreten von nicht normalen Verhältnissen angibt, über die Ausgangsschaltung 6 d an der Warneinrichtung 10. Der Zähler IC ist weiterhin mit der ECU 6 verbunden, um durch diese rückgesetzt zu werden. Das heißt im einzelnen, daß ein Zählerrücksetzsignal am Rücksetzanschluß R des Auf-Ab-Zählers 72 über die Ausgangsschaltung 6 d liegt.

Fig. 5 zeigt das Flußdiagramm des nicht normale Verhältnisse feststellenden Programms für die Lenkwinkeldetektorvorrich tung, das durch die CPU ausgeführt wird. Dieses Unterprogramm wird synchron mit der Erzeugung jedes Signalimpulses für den oberen Totpunkt (ein Impuls, der bei einem bestimmten Kurbel wellenwinkel jedes Mal dann erzeugt wird, wenn die Kurbel welle sich um 180° dreht) oder in bestimmten konstanten Zeit intervallen ausgeführt.

In einem Schritt 501 werden zunächst immer dann, wenn das vor liegende Programm ausgeführt wird, ein Signal RST ₃ von der Photosensoreinrichtung 3 als Bezugsimpuls und ein Zählwert CNT vom Auf-Ab-Zähler 72, der den Lenkwinkel angibt, gelesen, wobei im Schritt 502 ermittelt wird, ob das Signal RST ₃ ei nen hohen Pegel hat oder nicht. Wenn die Antwort auf die Fra ge im Schritt 502 positiv ist, d. h. wenn das Signal RST ₃ ei nen hohen Pegel hat, dann geht das Programm auf die Schritte 503 und die folgenden Schritte aus folgendem Grund über:

Das Signal RST ₃ hat einen hohen Pegel, wenn der Lenkradbetä tigungswinkel 0° oder 360° beträgt, d. h. wenn der einzelne Schlitz 12 der Photosensoreinrichtung 3 zugewandt ist, wäh rend sich die Lenkwelle in der Bezugsposition (0°), die in Fig. 1 dargestellt ist, befindet, oder wenn der einzelne Schlitz 12 der Photosensoreinrichtung 3 zugewandt ist, während die Lenkwelle im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeiger sinn um 360° gedreht ist. Die Tatsache, daß das Signal RST ₃ einen hohen Pegel hat, kann mit anderen Worten bedeuten, daß das Fahrzeug geradeaus läuft, oder daß das Lenkrad im Uhr zeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn genau um 360° ge dreht ist. Wenn die Antwort auf die Frage im Schritt 502 po sitiv ist, wird daher zunächst im Schritt 503 ermittelt, ob die Geschwindigkeit V des Fahrzeuges über einem vorbestimmten Wert V _MIN (beispielsweise 5 km/h) liegt oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 503 negativ ist, d. h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich dem oder kleiner als der bestimmte Wert V _MIN ist, dann werden der Schritt 514 und die folgenden Schritte ausgeführt, wie es später beschrieben wird.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 503 positiv ist, d. h. wenn V < V _MIN, dann werden die folgenden Ermittlungen durchgeführt. In einem Schritt 504 wird festgestellt, ob ein erfaßter Wert Y des Maßes an Gierbewegung kleiner als ein be stimmter Wert Y _G (3°/s) ist, d. h. ob das Fahrzeug nahezu gera deaus läuft oder nicht. Das Maß an Gierbewegung wird durch den Giersensor 13 wahrgenommen, der ein Gyroskop sein kann oder so ausgebildet sein kann, daß er den Unterschied zwischen den Drehgeschwindigkeiten des rechten und linken Hinterrades fest stellt.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 504 negativ ist, dann geht das Programm auf die Schritte 514 und die folgenden Schritte über, wohingegen dann, wenn diese Antwort positiv ist, in einem Schritt 505 ermittelt wird, ob die vorliegende Schleife fortlaufend wiederholt für ein bestimmtes Zeitinter vall t ₁ (beispielsweise 120 s) ausgeführt worden ist oder nicht, d. h. die Antwort auf die Frage des Schrittes 504 fort laufend bestätigend oder positiv für das Zeitintervall t ₁ war. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 505 negativ ist, dann geht das Programm auf die Schritte 506 und die fol genden Schritte über.

Das heißt mit anderen Worten, daß dann, wenn das bestimmte Zeitintervall t ₁ seit der Umschaltung des Signals RST ₃ auf den hohen Pegel nicht abgelaufen ist, und die Geschwindig keit V des Fahrzeuges über dem vorbestimmten Wert V _MIN liegt, die folgenden Schritte ausgeführt werden.

Zunächst wird in einem Schritt 506 ermittelt, ob der Absolut wert |CNT | des Ausgangssignals des Auf-Ab-Zählers 72 kleiner als ein bestimmter Wert α (beispielsweise 2°) ist oder nicht.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 506 positiv ist, d. h. wenn |CNT | < α ist und das Signal RST ₃ einen hohen Pe gel hat, dann befindet sich die Lenkwelle 4 in der Bezugspo sition (0°), in der der einzelne Schlitz 12 der Photosensor einrichtung 3 zugewandt ist. In diesem Fall liegt daher das Zählerrücksetzsignal am Auf-Ab-Zähler 72 im Schritt 507, woraufhin die Schritte 514 und die folgenden Schritte ausge führt werden. Der Zähler 72 wird somit gelöscht, wenn die Lenkwelle sich in der Bezugsposition (0°) befindet, so daß der Zähler 72 ein Ausgangssignal gleich 0 erzeugt. Der vor bestimmte Winkel α, der am Schritt 506 anliegt, soll einen Toleranzwert bei der Durchführung der oben beschriebenen Er mittlung geben.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 506 negativ ist, d. h., wenn der Absolutwert |CNT | den bestimmten Wert über steigt, dann wird in einem Schritt 504 ermittelt, ob der Abso lutwert |CNT | nicht kleiner als 360° -α und nicht größer als 360° +α ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 508 positiv ist, d. h., wenn der Absolutwert |CNT | im Bereich 360° ±α liegt, dann bedeutet dies, daß der einzelne Schlitz 12 der Photosensoreinrichtung 3 zugewandt ist, nachdem die Lenkwelle 4 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um 360° gedreht ist, so daß das Signal RST ₃ auf einen hohen Pegel kommt. Wenn mit anderen Worten die Lenkwinkeldetektorvorrichtung normal arbeitet und die Lenkwel le im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um eine volle Umdrehung (360°) gedreht wird, erfolgt ein Auf- oder Ab zählen der eingegebenen Winkelimpulse, um einen Zählwert zu erzeugen, der 360° angibt. Wenn daher von der Photosensorein richtung 3 unter der Bedingung |CNT | = 360° ±α ein Impuls erhal ten wird, wird davon ausgegangen, daß ein normaler Zählvorgang durchgeführt wurde. In diesem Fall erfolgt daher kein Rück setzen des Zählers 72 und geht das Programm auf die Schritte 514 und die folgenden Schritte über, wobei der Zählwert CNT in diesem Fall beibehalten wird.

Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schrittes 508 negativ ist, d. h., wenn als Signal RST ₃ ein Signal mit hohem Pegel erzeugt wird, obwohl weder |CNT | < α noch |CNT | = 360° ±α, wird in einem Schritt 509 beurteilt, daß der Zählwert CNT aufgrund von Störungen oder ähnlichem kein normaler Wert ist und wird dann das Rücksetzsignal im Schritt 510 an den Auf-Ab-Zähler 72 gelegt, woraufhin das vorliegende Programm beendet wird. Nicht normale Verhältnisse in der Lenkwinkelde tektorvorrichtung können somit genau darüber festgestellt wer den, daß ermittelt wird, ob der Absolutwert von CNT, der den Lenkwinkel wiedergibt, ein anderer Wert als 0° oder 360° ist, wenn der Bezugsimpuls erzeugt wird. In dieser Weise können mit hoher Zuverlässigkeit nicht normale Verhältnisse in der Lenk winkeldetektorvorrichtung infolge einer fehlerhaften Zählung von Impulsen aufgrund des Fehlens von Zählimpulsen oder auf grund einer Überlagerung der Impulse durch Rausch- oder Stör signale festgestellt werden.

Die Betriebssicherheits-Überwachungsfunktionen beim Auftreten von nicht normalen Verhältnissen in der Lenkwinkeldetektor vorrichtung im Schritt 509 können die Ausgabe eines Warnsi gnals durch die Warneinrichtung 10, beispielsweise das Auf leuchten der Leuchtdiode LED einschließen, so daß der Fahrer das Auftreten von nicht normalen Verhältnissen in der Lenk winkeldetektorvorrichtung bemerken kann. Das Rücksetzen des Auf-Ab-Zählers 72, das zwangsweise beim Auftreten von nicht normalen Verhältnissen erfolgt, dient dazu, die Erzeugung ei nes den Lenkwinkel angebenden Signales zu verhindern, wenn die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, um dadurch die Funktion des Auf-Ab-Zählers 72 (d. h. die Funktion der Lieferung einer Information über den Lenkwinkel auf der Grundlage der anliegenden Winkelimpulse) unwirksam zu machen und das Ausgangssignal bei 0 zu halten. Diese Betriebssicher heitsfunktion der Lenkwinkeldetektorvorrichtung macht es möglich zu verhindern, daß eine daran angeschlossene Steuer vorrichtung nach Maßgabe eines fehlerhaften Lenkwinkelsignals arbeitet.

Wenn jedoch die Antwort auf die Frage im Schritt 505 positiv ist, d. h., wenn ununterbrochen ein Signal mit hohem Pegel für ein bestimmtes Zeitintervall t ₁ oder länger als Signal RST ₃ erzeugt wurde, was bedeutet, daß sich das Signal RST ₃ nicht ein einziges Mal in ein Signal mit niedrigem Pegel im vorbe stimmten Zeitintervall t ₁ oder einem längeren Intervall ge ändert hat, während die Geschwindigkeit V des Fahrzeuges über einem vorbestimmten Wert V _MIN (beispielweise 5 km/h) liegt, dann geht das Programm auf die Schritte 509 und 510 über, woraufhin das vorliegende Programm endet. Die bestätigende Antwort, d. h. die positive Antwort auf die Frage des Schrit tes 505 bedeutet, daß die Position des Lenkrades aus der Be zugsposition (neutralen Position) nicht verschoben wurde, oder daß das Lenkrad eine Position nach einer Umdrehung um 360° für das Zeitintervall t ₁, während das Fahrzeug fährt, einge nommen hat, vorausgesetzt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrich tung normal arbeitet. Wenn das Fahrzeug tatsächlich mit ei ner gegebenen Geschwindigkeit oder einer höheren Geschwindig keit fährt, kann ein Zustand nicht für ein langes Zeitinter vall, wie beispielsweise t ₁, fortgesetzt werden, in dem die Position des Lenkrades überhaupt nicht geändert wird. Unter den obigen Bedingungen kann daher angenommen werden, daß in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung irgendein Fehler aufgetre ten ist, der die normale Funktion der Vorrichtung beeinträch tigt, so daß nach Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalls t ₁ festgestellt wird, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet.

Wenn im Schritt 502 die Antwort auf die Frage negativ ist, d. h., wenn das Signal RST ₃ einen niedrigen Pegel hat, dann wird in einem Schritt 511 ermittelt, ob die vorliegende Schleife fortlaufend für ein bestimmtes Zeitinter vall t ₂ (beispielsweise 360 s) oder länger, wiederholt wurde, d. h., ob die Antwort auf die Frage des Schrittes 502 fort laufend für das Zeitintervall t ₂ negativ war, und wird in ei nem Schritt 512 ermittelt, ob der Absolutwert |CNT | des Zähl wertes CNT größer als ein bestimmter Wert G _MAX ist. Der be stimmte Wert G _MAX ist nach Maßgabe des Anschlagwinkels des Lenkrades des Fahrzeuges festgelegt. Wenn der Bereich von ei nem Anschlag zum anderen des Drehwinkels des Lenkrades 2,5 Um drehungen (900°) beträgt, dann liegt der vorbestimmte Wert G _MAX bei 450°.

Wenn beide Antworten auf die Fragen der Schritte 511 und 512 negativ sind, dann geht das Programm auf einen Schritt 514 über, wohingegen dann, wenn eine der Antworten positiv ist, in einem Schritt 513 festgestellt, daß die Lenkwinkelde tektorvorrichtung nicht normal arbeitet, woraufhin das vor liegende Programm beendet wird.

Der Schritt 511 ist in Hinblick auf die Tatsache vorgesehen, daß dann, wenn das Fahrzeug mit einer gegebenen Geschwindig keit oder einer höheren Geschwindigkeit normal fährt, das Rücksetzsignal mit hohem Pegel als Ausgangssignal der Photo sensoreinrichtung 3 innerhalb des bestimmten Zeitintervalls t ₂ erzeugt werden muß. Wenn das Signal RST ₃ auf einem be stimmten Pegel für das bestimmte Zeitintervall t ₂ oder länger bleibt, wird aus dem oben angegebenen Standpunkt heraus be urteilt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtng nicht normal arbeitet.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 512 positiv ist, dann bedeutet das, daß das Ausgangssignal des Auf-Ab-Zählers 72 einen Wert angibt, der größer als der tatsächlich mögliche maximale Bereich des Drehwinkels des Lenkrades ist. Auch in diesem Fall wird daher beurteilt, daß die Lenkwinkeldetektor vorrichtung den Lenkwinkel aus irgendeinem Grunde, beispiels weise aufgrund der Einflüsse von Störsignalen auf den Zählwert CNT nicht normal ermitteln kann, so daß die Lenkwinkeldetek torvorrichtung nicht normal arbeitet.

Im Schritt 514 wird die Änderung Δ CNT im Zählwert CNT, d. h. der Unterschied zwischen CNT _n _{- 1} der unmittelbar vorhergehenden Schleife und CNT _n der vorliegenden Schleife berechnet, wobei in einem Schritt 515 ermittelt wird, ob der Absolutwert |Δ CNT| von Δ CNT größer als ein erster vorbestimmter Wert Δ G ₁⁺ ist, um die Änderung im Lenkwinkel zu bestimmten (beispielsweise 500°C/s × 1,5, vorzugsweise 700°/s). Der erste bestimmte Wert Δ G ₁⁺ ist auf einen Wert gesetzt, der größer als der maximal mögliche Wert ist, der dann angenommen werden kann, wenn das Lenkrad normal betätigt wird. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 515 positiv ist, d. h., wenn |Δ CNT| größer Δ G ₁⁺ ist, was bedeutet, daß das Maß an Änderung des Lenkwin kels wesentlich größer als der Wert ist, der dann angenommen wird, wenn das Lenkrad normal betätigt wird, dann wird in ei nem Schritt 513 festgestellt, daß die Lenkwinkeldetektorvor richtung nicht normal arbeitet. Die Tatsache, daß |Δ CNT | größer als Δ G ₁⁺ ist, bedeutet, daß der Drehwinkel des Lenkra des sich augenblicklich von einem Wert, der zu dem Zeitpunkt angenommen wurde, an dem der Zählwert CNT in der unmittelbar vorhergehenden Schleife eingelesen wurde, auf einen Wert ge ändert hat, der sich beträchtlich vom früheren Wert unter scheidet. Das kann jedoch nicht der Fall sein, wenn das Lenk rad durch den Fahrer normal betätigt wird, und bedeutet, daß eine große Wahrscheinlichkeit besteht, daß nicht normale Ver hältnisse, beispielsweise eine Fehlfunktion des Zählers IC 7, aufgetreten sind. Es wird daher festgestellt, daß die Lenk winkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn die Zählwertänderung den bestimmten Wert Δ G ₁⁺ überschreitet.

Durch eine Überwachung der Änderung des Zählwertes CNT vom Zähler 7 ist es somit möglich, sofort nicht normale Verhält nisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung als Folge einer starken Änderung des Signals, das den Lenkwinkel wiedergibt, festzustellen, wodurch die Zuverlässigkeit der Ermittlung des Lenkwinkels erhöht ist.

Die Betriebssicherheitsfunktionen, die beim Auftreten nicht normaler Verhältnisse der Lenkwinkeldetektorvorrichtung ab laufen, die im Schritt 513 festgestellt wurde, können eine Sichtanzeige der nicht normalen Verhältnisse usw. einschlie ßen, wie es ähnlich dann der Fall ist, wenn die nicht norma len Verhältnisse dann festgestellt werden, wenn der Zählwert CNT nicht bestimmte Werte angibt, wenn ein Bezugsimpuls er zeugt wird.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 515 negativ ist, d. h., wenn |Δ CNT| den Wert Δ G ₁⁺ nicht überschreitet, dann wird beurteilt, daß keine derartigen nicht normalen Verhält nisse aufgetreten sind, wie es oben beschrieben wurde, und geht das Programm auf den Schritt 516 und die folgenden Schritte über. Es wird in einem Schritt 516 ermittelt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V über dem bestimmten Wert V _MIN liegt oder nicht, und es wird in einem Schritt 517 ermittelt, ob der Absolutwert |Δ CNT| der Änderung Δ CNT, der im Schritt 514 erhalten wurde, kleiner als ein zweiter vorbe stimmter Wert Δ G ₂⁺ von beispielsweise 3°/s ist oder nicht. Dieser zweite vorbestimmte Wert Δ G ₂⁺ ist auf einen Wert fest gelegt, der kleiner als der kleinste mögliche Wert ist, der dann angenommen werden kann, wenn das Lenkrad normal während des bestimmten Zeitintervalls t ₁ betätigt wird, während das Fahrzeug fährt.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 516 negativ ist, d. h., wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht höher als der vorbestimmte Wert V _MIN ist, oder wenn die Antwort auf die Fra ge des Schrittes 517 negativ ist, d. h., wenn |Δ CNT |≧Δ G ₂⁺ ist, dann wird das vorliegende Programm sofort beendet. Wenn andererseits beide Antworten auf die Fragen der Schritte 516 und 517 positiv sind, d. h., wenn V < V _MIN und |Δ CNT| ≦G ₂⁺ ist, dann wird im Schritt 518 ermittelt, ob die vorliegende Schleife fortlaufend über das vorbestimmte Zeit intervall t ₁ oder länger wiederholt wurde oder nicht. Die Überwachung der vom Zeitpunkt der Erfüllung der obigen beiden Bedingungen im Schritt 515 abgelaufenen Zeit erfolgt bei spielsweise unter Verwendung eines Zeitgebers, der in der CPU 6 b vorgesehen ist.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes 518 negativ ist, d. h., wenn das vorbestimmte Zeitintervall t ₁ seit Beginn der Überwachung der abgelaufenen Zeit noch nicht abgelaufen ist, dann wird das vorliegende Programm beendet, wobei davon aus gegangen wird, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung normal arbeitet. Wenn die Antwort positiv ist, d. h., wenn der Abso lutwert der Änderung des Lenkwinkels kleiner als Δ G ₂⁺ ununter brochen über das bestimmte Zeitintervall t ₁ oder länger ist, und unter der Bedingung, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher als der bestimmte Wert V _MIN ist, wird im Schritt 513 festgestellt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht nor mal arbeitet.

Wenn im obengenannten Schritt 515 die Änderung des Lenkwin kels extrem groß ist, wird sofort bestimmt, daß die Lenkwin keldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, da eine derar tige große Änderung bei der normalen Betätigung des Lenkrades nicht erhalten werden kann. In den Schritten 516 bis 518 wird im Gegensatz dazu eine extrem kleine Änderung des Lenkwinkels zum Feststellen von nicht normalen Verhältnissen der Lenkwin keldetektorvorrichtung verwandt. Die Tatsache, daß |Δ CNT |<Δ G ₂⁺ ist, bedeutet insbesondere, daß der Drehwinkel des Lenkrades sich zwischen der unmittelbar vorhergehenden Schleife und der vorliegenden Schleife nicht stark geändert hat. Ein derar tiger Zustand des Fahrzeuges kann sich für ein kurzes Zeitin tervall fortsetzen. Wenn beispielsweise das Fahrzeug geradeaus fährt, wird der Fahrer versuchen, das Lenkrad in der neutra len Position zu halten, um den Geradeauslauf des Fahrzeuges beizubehalten, so daß es möglich ist, daß der Absolutwert |Δ CNT | des Zählwertes CNT auch dann kleiner als Δ G ₂⁺ ist, wenn das Fahrzeug fährt.

Normalerweise ist es jedoch unmöglich, daß sich der Zustand |Δ CNT| < Δ G ₂⁺ über ein langes Zeitintervall fortsetzt. Selbst wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wird beispielsweise ab wechselnd das Lenkrad wiederholt im Uhrzeigersinn und entge gen dem Uhrzeigersinn gedreht. Wenn insbesondere das Fahrzeug etwas nach rechts läuft, wird das Lenkrad entgegen dem Uhr zeigersinn gedreht, um die Richtung des Fahrzeuges wieder herzustellen, woraufhin derartige Betätigungen wiederholt er folgen. Während das Fahrzeug normal fährt, muß daher |Δ CNT |≦Δ G ₂⁺, d. h. die Antwort auf die Frage im Schritt 517 negativ werden, bevor das bestimmte Zeitintervall t ₁ abgelau fen ist. Wenn sich der Zustand |Δ CNT |<Δ G ₂⁺ über das be stimmte Zeitintervall t ₁ oder länger fortsetzt, dann besteht daher die große Wahrscheinlichkeit, daß nicht normale Verhält nisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung, insbesondere in dem Datenverarbeitungssystem, mit dem Zähler IC 7 aufgetreten sind.

Unter den obigen Bedingungen V < V _MIN und |Δ CNT |<Δ G ₂⁺ werden daher nicht normale Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektor vorrichtung in Abhängigkeit vom Ablauf des vorbestimmten Zeit intervalls t ₁ festgestellt und wird bestimmt, daß die Vor richtung nicht normal arbeitet, wenn unter diesen Bedingungen das vorbestimmte Zeitintervall t ₁ abgelaufen ist.

Die Ermittlung nicht normaler Verhältnisse, die in den Schrit ten 516 bis 518 erfolgt, ist im Grunde ähnlich dem Arbeits vorgang, der in den obengenannten Schritten 502 bis 505 durchgeführt wird. Da die Änderung des Zählwertes CNT auf der Grundlage der Winkelimpulse in den zuerst genannten Schritten geprüft wird, kann jedoch insbesondere ein nicht normales Ar beiten des Zählers wirksam festgestellt werden.

Die Schritte 516 bis 518 bewirken, daß nicht normale Ver hältnisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung, insbesondere im Zähler, festgestellt werden. Da ermittelt wird, daß die Lenkwinkeldetektorvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn sich der Zustand, in dem der Absolutwert der Änderung des Zählwertes kleiner als der vorbestimmte Wert ist, über das bestimmte Zeitintervall oder länger fortsetzt, ist es möglich, eine fehlerhafte Ermittlung von nicht normalen Verhältnissen zu vermeiden, wenn die Lenkwinkeldetektorvorrichtung normal arbeitet, und gleichzeitig nicht normale Verhältnisse so schnell wie möglich festzustellen, wodurch die Zuverlässig keit der Ermittlung des Lenkwinkels erhöht ist.

Obwohl bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Lenkwinkelsensor in Form eines optischen Übertragungsglie des ausgebildet ist, kann auch ein optisches Reflexionsglied statt des optischen Übertragungsgliedes verwandt werden. Der Sensor selbst muß auch kein optischer Sensor sein.

Obwohl das sich bewegende Element des Sensors durch die sich drehende Scheibe 1 gebildet ist, kann auch ein sich linear bewegendes Element verwandt werden.

Obwohl weiterhin bei dem oben beschriebenen Ausführungsbei spiel verschiedene Arten der Feststellung von nicht normalen Verhältnissen vorgesehen sind, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, kann auch nur eine Art der Feststellung von nicht norma len Verhältnissen verwandt werden oder können Teile oder alle Arten der Feststellung der nicht normalen Verhältnisse in Kombination mit anderen Feststellungen derartiger Verhältnis se verwandt werden.

Lenkwinkeldetektorvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Sensor, der auf die Drehung eines Lenkrades anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel des Lenkrades entspricht. Ein weiterer Sensor erzeugt einen Bezugsimpuls bei einem bestimmten Winkel des Lenkrades. Die Winkelimpulse werden durch einen Zähler gezählt. Die Lenkwinkeldetektorvorrichtung wird als nicht normal arbeitend eingestuft, wenn der Zählwert des Zählers nicht innerhalb eines bestimmten Wertebereiches liegt, wenn der Bezugsimpuls erzeugt wird. Weiterhin wird das Maß an Änderung des Zählwer tes vom Zähler ermittelt und wird die Lenkwinkeldetektor vorrichtung als nicht normal arbeitend eingestuft, wenn das ermittelte Maß an Änderung des Zählwertes größer als ein vor bestimmter Wert ist. Die Lenkwinkeldetektorvorrichtung wird weiterhin als nicht normal arbeitend eingestuft, wenn das er mittelte Maß an Änderung des Zählwertes fortlaufend über ein bestimmtes Zeitintervall oder länger kleiner als ein bestimm ter Wert geblieben ist.

Claims

1. Lenkwinkeldetektorvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement, gekennzeichnet durch
eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung (1, 2), die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpul se erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist,
eine einen Bezugsimpuls erzeugende Einrichtung (3), die einen bestimmten Bezugsimpuls bei einem bestimmten Winkel des Lenkelementes erzeugt,
einen Zähler (7), der die Winkelimpulse von der Winkel impulse erzeugenden Einrichtung (1, 2) zählt und einen Zahlwert als Daten des Lenkwinkels erzeugt, und
eine nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung (6), die mit der den Bezugsimpuls erzeugenden Einrichtung (3) und dem Zähler (7) verbunden ist und die Lenkwinkel detektorvorrichtung als nicht normal beurteilt, wenn der durch den Zähler (7) erzeugte Zählwert nicht innerhalb eines bestimmten Wertebereiches liegt, wenn der bestimmte Bezugsimpuls erzeugt wird.

2. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugende Ein richtung (8), die ein Signal erzeugt, das die Geschwin digkeit des Fahrzeuges angibt, wenn das Fahrzeug fährt, und durch eine Sperreinrichtung, die verhindert, daß die nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung (6) wirksam derartige Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektor vorrichtung feststellt, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angebende Signal von der das Fahrzeuggeschwin digkeitssignal erzeugenden Einrichtung (8) nicht erzeugt wird, wenn der bestimmte Bezugsimpuls von der den Be zugsimpuls erzeugenden Einrichtung (3) erzeugt wird.

3. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung die Feststellung nicht normaler Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung verhin dert, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ange bende Signal einen Geschwindigkeitswert unter einem vor bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert anzeigt.

4. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugende Ein richtung (8), die ein Signal erzeugt, das die Geschwin digkeit des Fahrzeuges angibt, eine Gierdetektoreinrich tung (13), die das Maß an Gierbewegung wahrnimmt, mit dem das Fahrzeug fährt, und eine Sperreinrichtung, die die nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung (6) daran hindert, derartige Verhältnisse in der Lenk winkeldetektorvorrichtung festzustellen, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angebende Signal einen Fahrzeuggeschwindigkeitswert anzeigt, der über einem bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert liegt und gleich zeitig das Maß an Gierbewegung des Fahrzeuges, das durch die Gierdetektoreinrichtung (13) erfaßt wird, kleiner als ein bestimmter Wert ist.

5. Lenkwinkeldetektorvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement, gekennzeichnet durch eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung (1, 2), die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpul se erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist, einen Zähler (7), der die Winkelimpulse von der die Winkelimpulse er zeugenden Einrichtung (1, 2) zählt und einen Zählwert als Daten des Lenkwinkels erzeugt, eine die Lenkwinkelände rung feststellende Einrichtung, die das Maß an Änderung des Zählwertes ermittelt, der vom Zähler (7) erzeugt wird, und eine nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung (6), die beurteilt, daß die Lenkwinkeldetek torvorrichtung nicht normal arbeitet, wenn das Maß an Änderung des Zählwertes, das durch die die Lenkwinkelän derung feststellende Einrichtung ermittelt wird, über einem vorbestimmten Wert liegt.

6. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Wert des Maßes der Änderung des Zähl wertes auf einen Wert gesetzt ist, der größer als der maximal mögliche Wert, der dann angenommen werden kann, wenn das Lenkelement normal betätigt wird.

7. Lenkwinkeldetektorvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement, gekennzeichnet durch
eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung (1, 2), die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist,
einen Zähler (7), der die Winkelimpulse von der Winkel impulse erzeugenden Einrichtung (1, 2) zählt und einen Zählwert als Daten des Lenkwinkels erzeugt,
eine die Lenkwinkeländerung feststellende Einrichtung, die das Maß an Änderung des Zählwertes ermittelt, der durch den Zähler (7) erzeugt wird,
eine die Lenkwinkeländerung beurteilende Einrichtung, die beurteilt, ob das Maß an Änderung des Zählwertes, das durch die die Lenkwinkeländerung feststellende Einrich tung ermittelt wird, kleiner als ein bestimmter Wert ist oder nicht,
eine Zeitzähleinrichtung, die mit dem Zählen der von dem Zeitpunkt ablaufenden Zeit beginnt, an dem die die Lenk winkeländerung beurteilende Einrichtung zum ersten Mal feststellt, daß das Maß an Änderung des Zählwertes, das durch die die Lenkwinkeländerung feststellende Einrich tung ermittelt wird, kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und
eine nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung (6), die auf das Ausgangssignal der Zeitzähleinrichtung anspricht und beurteilt, daß die Lenkwinkeldetektorvor richtung nicht normal arbeitet, wenn das Maß an Änderung des Zählwertes fortlaufend über ein bestimmtes Zeitinter vall oder länger kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

8. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert des Maßes der Änderung des Zählwertes auf einen Wert gesetzt ist, der kleiner als der kleinste mögliche Wert ist, der dann angenommen wer den kann, wenn das Lenkelement normal für das bestimmte Zeitintervall betätigt wird, während das Fahrzeug fährt.

9. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (8) erzeugende Einrichtung, die ein Signal erzeugt, das die Geschwindig keit des Fahrzeuges angibt, und eine Sperreinrichtung, die verhindert, daß die nicht normale Verhältnisse her stellende Einrichtung (6) derartige Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektoreinrichtung feststellt, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigende Signal, das durch die ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugende Einrichtung (8) erzeugt wird, einen Fahrzeuggeschwindig keitswert unter einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindig keitswert angibt.

10. Lenkwinkeldetektorvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement, gekennzeichnet durch
eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung (1, 2), die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist,
eine einen Bezugsimpuls erzeugende Einrichtung (3), die einen bestimmten Bezugsimpuls bei einem bestimmten Winkel des Lenkelementes erzeugt, und
eine nicht normale Verhältnisse feststellende Einrichtung (6), die feststellt, daß die Lenkwinkeldetektorvorrich tung nicht normal arbeitet, wenn der bestimmte Bezugsim puls, der durch die einen Bezugsimpuls erzeugende Einrich tung (3) erzeugt wird, im selben Zustand unverändert über ein bestimmtes Zeitintervall geblieben ist.

11. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugende Ein richtung (8), die ein Signal erzeugt, das die Geschwin digkeit des Fahrzeuges angibt, wenn dieses fährt, und eine Sperreinrichtung, die verhindert, daß die nicht nor male Verhältnisse feststellende Einrichtung (6) derartige Verhältnisse in der Lenkwinkeldetektorvorrichtung fest stellt, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges an gebende Signal von der ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugende Einrichtung (8) nicht erzeugt wird, wenn der bestimmte Bezugsimpuls von der den Bezugsimpuls erzeugen den Einrichtung (3) erzeugt wird.

12. Lenkwinkeldetektorvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal erzeugende Ein richtung (8), die ein Signal erzeugt, das die Geschwindig keit des Fahrzeuges angibt, eine Gierdetektoreinrichtung (13), die das Maß an Gierbewegung ermittelt, mit dem das Fahrzeug fährt, und eine Sperreinrichtung, die verhindert, daß die nicht normale Verhältnisse feststellende Einrich tung (6) derartige Verhältnisse in der Lenkwinkeldetek torvorrichtung feststellt, wenn das die Geschwindigkeit des Fahrzeuges angebende Signal einen Fahrzeuggeschwin digkeitswert über einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwin digkeitswert angibt und gleichzeitig das Maß an Gierbe wegung des Fahrzeuges, das durch die Gierdetektoreinrich tung (13) wahrgenommen wird, kleiner als ein bestimmter Wert ist.

13. Lenkwinkeldetektorvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkelement, gekennzeichnet durch
eine Winkelimpulse erzeugende Einrichtung (1, 2), die auf die Drehung des Lenkelementes anspricht und Winkelimpulse erzeugt, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht, um den das Lenkelement betätigt worden ist,
eine einen Bezugsimpuls erzeugende Einrichtung (3), die einen bestimmten Bezugsimpuls bei einem bestimmten Win kel des Lenkelementes erzeugt, und
eine nicht normale Verhältnisse feststellende Einrich tung (6), die feststellt, daß die Lenkwinkeldetektorvor richtung nicht normal arbeitet, wenn der bestimmte Be zugsimpuls über ein bestimmtes Zeitintervall nicht er zeugt wurde.