DE4009007A1 - Verfahren zum erfassen des absoluten lenkwinkels eines lenkwinkelsensors fuer ein fahrzeug - Google Patents
Verfahren zum erfassen des absoluten lenkwinkels eines lenkwinkelsensors fuer ein fahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein Lenkanordnungen
für Fahrzeuge und insbesondere Verfahren zum Erfassen
des absoluten Lenkwinkels vom Lenkwinkelsensor oder
-meßfühler eines Fahrzeugs.
Der Lenkwinkel oder Einschlagwinkel wird entsprechend
dem Winkel, über den ein Lenkrad (d. h. die Lenkwelle)
bei einem Lenkvorgang eingeschlagen wird, bestimmt. In
Fahrzeugen solcher Art ist es notwendig, einen Sensor
oder Meßfühler für einen Lenkwellenwinkel (im folgenden
der Einfachheit halber als Lenkwinkel bezeichnet) vorzu
sehen, um den Drehwinkel der Lenkwelle zu erfassen. Ein
optischer Drehcodierer (beispielsweise im japanischen
offengelegten Gebrauchsmuster 51 214/1987 offenbart)
wurde bereits als Lenkwinkelsensor angewandt.
Beim optischen Drehcodierer wird eine mit Schlitzen
versehene Scheibe verwendet, die koaxial bezüglich der
Lenkwelle fest an dieser angebracht ist. Diese Scheibe
ist mit mehreren Schlitzen versehen, die sich radial nach
außen erstrecken und im Umfangsbereich der Scheibe winkel
mäßig gleich beabstandet eine Schlitzteilung liefern, die
den Umfang der Scheibe in gleiche Intervalle unterteilt.
Ein Fotounterbrecher mit einem lichtemittierenden Element
und einem fotoempfindlichen Detektor oder kurz einem Foto
detektor ist auf einer feststehenden Struktur, beispiels
weise der Lenksäule, mit seinen beiden Teilelementen der
geschlitzten Scheibe gegenüberliegend angeordnet, so daß
ein Schlitzbereich der Scheibe zwischen einem lichtemittie
renden Element und einem Detektor liegt. Auf diese Weise
kann durch die Schlitze hindurchgetretenes Licht vom licht
emittierenden Element von dem Fotodetektor empfangen und
erfaßt werden. Beim Drehen der Lenkwelle und der geschlitz
ten Scheibe wird das so hindurchgelassene Licht vom
Fotodetektor in Form von Impulsen erfaßt. Der Drehwinkel
der Lenkwelle wird dann aus der Anzahl dieser Impulse
bestimmt.
Der oben erläuterte Drehcodierer erfaßt im allgemein
nen eine Relativverschiebung des Lenkwinkels. Jedoch
kann der Codierer nicht den absoluten Lenkwinkel aus
einem Winkel heraus bestimmen, der einem Geradeauslenk
zustand des Fahrzeugs entspricht und einen Bezugswert
darstellt, mit einigen Winkelgrad nach links oder nach
rechts von diesem Bezugswert.
Die Erfassung eines absoluten Lenkwinkels wäre
möglich, indem zu Anfang eine Geradeauslenkstellung
der Lenkwelle festgelegt wird und die Anzahl von Impul
sen des oben erwähnten Drehcodierers von dieser Geradeaus
lenkstellung ab gezählt wird. Wird jedoch die elektrische
Spannungsversorgung einmal abgetrennt, wenn beispielsweise
eine Speicherbatterie abgetrennt wird, wird der Speicher
inhalt, der den absoluten Lenkwinkel betrifft, in diesem
Moment gelöscht. Dann wird die Erfassung absoluten
Lenkwinkels jedoch sehr schwierig.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun
de, ein Verfahren anzugeben, welches die Unmöglichkeit
der Erfassung des absoluten Lenkwinkels, nachdem der
Speicherinhalt gelöscht worden ist, überwindet.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patent
anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren angegeben, welches
einen absoluten Lenkwinkel eines Lenkwinkelsensors für
ein Fahrzeug erfaßt, wobei in diesem Verfahren der Lenk
winkelsensor ein Ausgangssignal, welches einen relativen
Drehwinkel einer Lenkwelle des Fahrzeugs anzeigt, und
zumindest ein Bezugssignal erzeugt, welches eine Bezugs
position oder Bezugsstellung für eine jede Drehung der
Lenkwelle darstellt und angibt. Das Verfahren umfaßt
die Schritte der Festlegung oder Festsetzung einer Abwei
chung zwischen dieser Bezugsposition und einer aktuellen
Geradeausfahrtstellung bzw. -position ansprechend auf
das Ausgangssignal und das Bezugssignal, ferner der
Speicherung der Abweichung in einem Speicher eines Rech
ners, wobei der Speicher diese Abweichung hält, während
der Computer von einer Batterie getrennt ist, der Be
stimmung eines Lenkwinkels mit Hilfe dieser Bezugsposi
tion ansprechend auf das Ausgangssignal und das Bezugs
signal und der Korrektur des Lenkwinkels mit Hilfe die
ser Abweichung, um auf diese Weise den absoluten Lenk
winkel zu gewinnen.
Wie oben erwähnt, können Umstände eintreten, bei
denen die Spannungsversorgung des Mikrocomputers zeit
weise abgeschnitten ist. Solche Beispiele für einen
Versorgungsausfall können bei Abtrennen eines Batterie
anschlusses vorliegen. Infolgedessen geht der gespei
cherte Inhalt des Absolutwinkels zu diesem Zeitpunkt
verloren. Da jedoch entsprechend der vorliegenden Er
findung auch in diesem Fall der gespeicherte Wert der
Abweichung ΔR noch vorliegt, ist es lediglich notwendig,
die wahre Bezugsposition erneut festzulegen, indem
hierzu mehrere erfaßter Bezugssignale verwendet werden.
Durch diese einfache Vorgehensweise ist nachfolgend die
genaue Erfassung des absoluten Lenkwinkels möglich.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeich
nungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines
Fahrzeugs mit Eigenantrieb mit einer Lenkeinrichtung
entsprechend den Merkmalen der Erfindung;
Fig. 2 und 3 eine seitliche Ansicht bzw. eine
Ansicht der Stirnseite eines Lenkwinkelsensors mit den
Merkmalen der Erfindung;
Fig. 4 eine Stirnansicht einer mit Schlitzen
ausgebildeten Scheibe des in der Erfindung verwendeten
Lenkwinkelsensors;
Fig. 5 einen Graphen zur erklärenden Beschrei
bung von Detektorpositionen für eine Neutralpositions
markierung für den Fall, daß das Lenkrad vollständig
nach rechts oder links eingeschlagen wird;
Fig. 6 zeitliche Funktionsabläufe, die die Er
zeugung von Impulsen in einem Fotounterbrecher des er
findungsgemäß verwendeten Lenkwinkelsensors zeigen;
Fig. 7 ein Blockschaltbild, welches ein System
zur Feinbestimmung des Lenkwinkels zeigt;
Fig. 8 ein Funktionsflußdiagramm, das Funktions
schritte einer Prozedur zum anfänglichen Einstellen
einer aktuellen Bezugsposition zeigt; und
Fig. 9 ein ähnliches Funktionsflußdiagramm, das
die Funktionsschritte einer Prozedur zum Nachstellen
einer aktuellen Bezugsposition in Übereinstimmung mit
der Erfindung zeigt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nun an Hand der Zeichnungen detaillierter erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen von
absoluten Lenkwinkeln kann auf verschiedenste Arten von
Fahrzeugen angewandt werden. Ein Beispiel für ein solches
Fahrzeug ist in der Fig. 1 dargestellt. Die Fig. 1 zeigt
darüber hinaus die Beziehung zwischen einem Lenkwellen
winkelsensor oder -meßfühler 10, und weitere Komponen
ten einer Lenkeinrichtung dieses Fahrzeugs.
Die wesentlichen Komponenten dieser weiteren Kom
komponenten bestehen aus einem Lenkrad 20, einer Lenksäule 7,
einer Fahrzeuggeschwindigkeitssensorwarnleuchte 12
(innerhalb des Armaturenbrettes), einer Hilfskraft- oder
Servolenksteuereinheit 11, einem Lenkdrehkraft- oder
-drehmomentsensor 13, einem Lenkgetriebegehäuse 14,
einer Speicherbatterie 15, einem Motor 16, einem Motor
relais 17 und einer Signalsteuereinheit 19 (Einstell
schalter). Diese Komponenten sind bekannt, und daher
werden sie auch nicht weiter erläutert.
Die vorliegende Erfindung wird nun bezüglich eines
Ausführungsbeispiels, bei dem der Lenkwellenwinkelsensor 10
an einer Lenksäule 7 befestigt ist, näher erläutert.
Ein Lenk- oder Einschlagwinkelsensor 10, beispiels
weise in Form eines Drehcodierers, der für die praktische
Umsetzung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist
in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt. Der Sensor 10 umfaßt
eine mit Schlitzen versehene Scheibe 1 der in Fig. 4
gezeigten Art, wobei diese Scheibe auf der Lenkwelle 6
fest und koaxial bezüglich dieser Welle angebracht ist.
Die Scheibe 1 ist mit einer spezifischen Anzahl von
Schlitzen 2 versehen, die auf ihrem Umfang unter gleichen
Winkelabständen ausgebildet sind. Zwei Fotounterbrecher
4 jeweils mit lichtemittierenden Elementen und Foto
detektorelementen 4a und 4 b sind auf der Lenkwelle an
gebracht. Licht von jedem lichtemittierenden Element 4 a
tritt durch die Schlitze 2 hindurch und erreicht das
entsprechende Fotodetektorelement 4 b. Das Fotodetektor
element 4 b erzeugt den Schlitzen 2 entsprechende Impulse.
Auf diese Weise kann durch Zählen der resultierenden Im
pulse der Drehwinkel der Lenkwelle 6 erfaßt werden. Zur
gleichen Zeit sind die jeweiligen Phasen der beiden
Fotounterbrecher 4 gegeneinander versetzt. Infolgedessen
werden zwei Phasen erzeugt. Aus diesem Grund werden zwei
Impulszüge oder Pulsfolgen mit zueinander verschobener
Phase erzeugt. Aus den beiden phasenverschobenen Impuls
zügen kann die Drehrichtung der Lenkwelle 6 festgestellt
werden. Die vorliegende Erfindung wird nun in Verbindung
mit dem Zweiphasenimpulsausgangssignal eines bekannten
Drehcodierers der inkrementellen Art näher erläutert.
Der Sensor 10 weist ferner eine Neutralpositions
markierung oder -stellungsmarkierung 3 auf, die auf der
Scheibe 1 angeordnet ist (Fig. 4). Auf einem feststehen
den Teil, beispielsweise der Lenksäule 7, ist ein Foto
unterbrecher 5 mit einem lichtemittierenden Element 5 a
und einem Fotodetektorelement 5 b vorgesehen, um die
Neutralpositionsmarkierung 3 zu erfassen. Eine Winkel
stellung A, bei der der Fotounterbrecher 5 die Neutral
positionsmarkierung 3 erfaßt, wird als Bezug genommen.
Infolgedessen repräsentiert die Anzahl von Impulsen, die
von dieser Bezugsposition oder Bezugsstellung A an ge
zählt wird, einen Lenkwinkel der Lenkwelle 6 aus der
Bezugsstellung A heraus einige Grad nach links oder nach
rechts.
Jedoch entstehen Probleme bei der tatsächlichen
Installation eines Drehcodierers 10 der oben erläuterten
Art auf Teilen wie der Lenkwelle 6 und der Lenksäule 7.
Mit anderen Worten ist es außerordentlich schwierig, den
Codierer 10 mit hoher Präzision in einer solchen Weise zu
installieren, daß die Bezugswinkelposition A tatsächlich
exakt mit der Geradeausfahrtstellung der Vorderräder des
Fahrzeugs zusammenfällt. In den meisten Fällen sind hier
bei Fehler unvermeidlich.
Auch wenn die exakte Übereinstimmung tatsächlich
bei der Installation des Drehcodierers 10 mit hoher
Genauigkeit erzielt wird, so muß jedoch immer noch die
Möglichkeit in Betracht gezogen werden, daß diese
Übereinstimmung später verlorengeht. Dies kann z. B. bei
der Einstellung einer Lenkverbindungsstange oder Spur
stange nach Installation des Codierers 10 während des
Zusammenbaus des Fahrzeugs auftreten. Bei einer solchen
Einstellung kann die tatsächliche Stellung B für die
Geradeausfahrt relativ zur Bezugsposition oder Bezugs
stellung A um ΔR abweichen. Dieses Problem wird durch
die vorliegende Erfindung in der folgenden Weise ge
löst.
Nach Abschluß des Zusammenbaus vom Fahrzeug dreht
eine Bedienungsperson das Lenkrad 20. Befindet sich
daraufhin das Lenkrad 20 in der tatsächlichen Geradeaus
fahrtstellung B, so schaltet die Bedienungsperson einen
Einstellschalter oder Festlegeschalter ein, der vorab
mit einem Mikrocomputer innerhalb der Steuereinheit 11
verbunden worden ist. Der Mikrocomputer stellt die ak
tuelle Geradeausfahrtstellung ansprechend auf ein Signal
von diesem Einstellschalter ein und legt sie fest. Da
nach schlägt die Bedienungsperson das Lenkrad 20 über
einen Winkel von ±45° alternativ nach rechts und nach
links ein. Der Mikrocomputer erfaßt während des Ein
schlagens vom Lenkrad 20 die Bezugsposition bzw. Bezugs
stellung A. Darüber hinaus berechnet der Mikrocomputer
die Abweichung ΔR zwischen der aktuellen Geradeausfahrt
stellung B und der Bezugsposition A (anfängliche Einstel
lung) ansprechend auf ein Signal vom Einstellschalter.
Die Abweichung ΔR weist in Abhängigkeit von der Richtung
der Abweichung aus der Referenzstellung A ein Plus- oder
Minuszeichen auf. Der Wert der Abweichung ΔR wird darauf
hin in einer Speichervorrichtung gespeichert, die auch
dann ihren Speicherinhalt nicht verlieren wird, wenn
die Hauptspannungsversorgung beispielsweise durch eine
Trennung vom Anschluß der Speicherbatterie 15 abgetrennt
wird. Beispiele für solche Speichervorrichtungen sind
leistungslose permanente Speicher oder Speicher mit
einer sogenannten Backup-Spannungsversorgung. Anschlie
ßend korrigiert der Mikrocomputer den Lenkwinkel, der
der Impulsanzahl von der Bezugsstellung A an entspricht,
um den Wert ΔR. Auf diese Weise können exakt absolute
Lenkwinkelwerte erfaßt werden.
Die Referenzstellung A und der Wert der Abweichung
ΔR zur Erfassung des absoluten Lenkwinkels oder Ein
schlagwinkels werden zu Anfang in der oben beschriebenen
Weise festgelegt. Anschließend werden, so wie die Impulse
aus dem Drehcodierer 10 in den Mikrocomputer eingegeben
werden, diese Impulse mittels eines Zählers gezählt. Die
auf diese Weise gezählten Impulse bzw. der resultierende
Zählwert wird daraufhin mit Hilfe des ΔR-Wertes zur
Bestimmung des absoluten Lenkwinkels korrigiert. Dann
wird der Vorgang der Speicherung des Ergebnisses im
Speicher, der Zählung der darauffolgenden Impulse des
Drehcodierers 10 und der Addition des resultierenden
Impulszählwertes zum auf diese Weise gespeicherten Wert
kontinuierlich fortgesetzt. Durch diesen Vorgang kann
der absolute Lenkwinkel kontinuierlich so lange erfaßt
werden, wie die Spannungsversorgung des Mikrocomputers
nicht abgetrennt wird.
Im weiteren Verlauf kann beispielsweise bei War
tungsarbeiten des Fahrzeugs die Spannungsversorgung
(Hauptspannungsversorgung) des Mikrocomputers durch Ab
ziehen des Speicherbatterieanschlusses abgetrennt wer
den. Infolgedessen würde der gespeicherte Inhalt des ab
soluten Lenkwinkels des Mikrocomputers gelöscht. Infolge
dessen würde die Erfassung des absoluten Lenkwinkels
unmöglich werden. Da jedoch entsprechend der vorliegen
den Erfindung der Wert der Abweichung ΔR der aktuellen
Geradeausstellung B in bezug auf die Bezugsstellung A
in einem nicht von einer Spannungsversorgung abhängigen
Speicher oder in einem Speicher mit einer Backup-Span
nungsversorgung gespeichert ist, geht der Speicherwert
nicht verloren. Somit ist sichergestellt, daß die Spei
cherung der Abweichung ΔR auch bei Abschaltungen der
Spannungsversorgung des Mikrocomputers nicht verloren
geht. Infolgedessen wird im Fall des Verlustes des
gespeicherten Werts vom absoluten Lenkwinkel in der
oben beschriebenen Weise die Erfassung des absoluten
Lenkwinkels allein dadurch wieder möglich, daß die
Bezzugsstellung A nach Wiederzuführung der Spannungs
versorgung erneut eingestellt wird.
Im allgemeinen besteht eine maximale Anzahl von
Drehungen der Lenkwelle 6 bei Einschlagen des Lenkrades
in Kraftfahrzeugen zwischen zwei Drehungen und vier
Drehungen. Infolgedessen erfaßt der Fotounterbrecher 5
die Neutralpositionsmarkierung 3 während eines Lenk
vorgangs aus einer maximalen rechten Einschlaggrenze
auf eine maximale linke Einschlaggrenze mit einer Gesamt
heit von drei Punkten, nämlich der wahren Bezugsposition
oder -stellung A und zusätzlichen Positionen A′ und A′′',
die winkelmäßig jeweils um 360° nach links und rechts
von der Position A beabstandet sind, wie in Fig. 5
angezeigt ist. Infolgedessen beginnt, nachdem dem
Mikrocomputer durch Anschließen der Batterieanschlüsse
Energie zugeführt wird, der Mikrocomputer die Wieder
einstellung oder erneute Einstellung der Bezugsposi
tion A. Auch kann der Mikrocomputer den Start der er
neuten Einstellung ansprechend auf die Betätigung eines
Wiedereinstellungsschalters freigeben. Dann werden drei
Positionen A′, A und A′′ beim Einschlagen des Lenkrades 20
aus der maximalen rechten Einschlaggrenze bis zur maxi
malen linken Einschlaggrenze in einer Richtung erfaßt.
Bei diesem Vorgang wird die mittlere Position unter den
drei erfaßten Positionen erkannt und als Bezugsposition A
festgelegt.
Die Wiedereinstellung der Bezugsposition A wird im
Mikrocomputer durchgeführt, indem die zentrale oder mitt
lere erfaßte Positionen ausgewählt wird. Infolgedessen
ist es bei der Erfassung lediglich notwendig, das Lenk
rad 20 in einer einzigen Lenkrichtung von einer Einschlag
grenze bis zur anderen Einschlaggrenze zu drehen. Die
Logik zum Erkennen und Einstellen vom Mikrocomputer ist
ebenfalls sehr einfach. Darüber hinaus liegt die auf
diese Weise neu eingestellte Bezugsposition A stets an
derselben Position wie die Bezugsposition oder -stellung
A bei der zuvor erwähnten anfänglichen Einstellung. Da
die Abweichung ΔR in einem nicht von einer Spannungs
quelle abhängigen Speicher oder in einem Speicher mit
Backup-Spannungsversorgung gespeichert wird, ist die
Absolutlenkwinkelerfassung nach der Wiedereinstellung
der Bezugsposition A ähnlich wie die Erfassung nach der
anfänglichen Einstellung der Bezugsposition von A sehr
genau. Infolgedessen besteht keinerlei Gefahr, daß
Abweichungsfehler auftreten. Die oben erläuterten Pro
zeduren sind schematisch im Funktionsflußdiagramm der
Fig. 8 und 9 angedeutet.
In der vorliegenden Erfindung kann auch jede andere
Art von optischem Drehcodierer verwendet werden. Die
Fotodetektoren 4 b und 5 b des Codierers 10 geben sinus
förmige Ausgangsspannungen aus, wie sie in Fig. 6(a)
dargestellt sind und den alternierenden Hell-Dunkel-
Variationen entsprechen, die beim Rotieren der mit
Schlitzen versehenen Scheibe 1 um einen Schlitzabstand
oder eine Schlitzteilung auftreten. Diese sinusförmigen
Ausgangsspannungen werden dann mit Hilfe einer bekannten
Wellenformungsschaltung in rechteckförmige Impulse
umgesetzt, die in Fig. 6(b) dargestellt sind. Dann ist
es durch Zählen der Impulse mittels des Mikrocomputers
möglich, den Lenkwinkel zu berechnen.
Abgesehen von dieser Anordnung zum Erfassen des
Lenkwinkels aus dem Zählwert der Impulsanzahl in der
oben beschriebenen Weise besteht eine alternative Mög
lichkeit zum Erfassen des Lenkwinkels, die ein genaueres
Ergebnis liefert. Diese Anordnung umfaßt einen A/D-Um
setzer, der die Ausgangsspannung des aus der Figur er
sichtlichen sinusförmigen Verlaufs umsetzt und den
Lenkwinkel mit Hilfe eines Mikrocomputers entsprechend
dem resultierenden digitalen Wert (Spannungswert) be
rechnet. Eine solche Anordnung ist in Fig. 7 gezeigt.
Darin werden die Signale des Lenkwinkelsensors, die in
der gezeigten Weise phasenverschoben sind, über eine
Interfaceschaltung auf den A/D-Umsetzer gegeben. Dieser
ist über eine Busleitung mit einem Mikrocomputer ver
bunden, der einen permanenten Speicher umfaßt. Der
Mikrocomputer ist mit dem Einstellschalter und dem
Wiedereinstellschalter verbunden.
Die vorliegende Erfindung wurde an Hand eines Aus
führungsbeispiels mit optischem Drehcodierer erläutert.
Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Anwendung
beschränkt. Es können zahlreiche andere Arten von Lenk
winkelsensoren verwendet werden, die den Lenkwinkel durch
Berechnung aus analogen Ausgangssignalen bestimmen. Ein
Beispiel besteht in einem magnetische Drehcodierer, der
sinusförmige Ausgangssignale entsprechend der Drehung
der Lenkwelle liefert. Ein weiteres Beispiel besteht in
einem Drehcodierer, der ein sägezahnförmiges Ausgangs
signal in Abhängigkeit von der Drehung der Lenkwelle
ausgibt. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung
auch auf einen Lenkwinkelsensor anwendbar, der zumindest
eine Bezugsposition bei einer Umdrehung der Lenkwelle
aufweist, z. B. eine Bezugsposition, die dem Nullpunkt
eines analogen Ausgangssignals entspricht.
Die vorliegende Erfindung beinhaltet zahlreiche
nützliche Merkmale. Das wichtigste Merkmal ergibt sich
aus dem Folgenden.
Zum Erfassen des Lenkwinkels bzw. Einschlagwinkels
eines Fahrzeugs wird ein Sensor, der ein digitales oder
analoges Signal in Übereinstimmung mit der Drehung der
Lenkwelle erzeugt und der zumindest eine Bezugsposition
für jede Umdrehung der Lenkwelle umfaßt, verwendet.
Aus dem Ausgangssignal des Lenkwinkelsensors bestimmt
ein Mikrocomputer über eine Berechnung den Drehwinkel
der Lenkwelle.
In einer solchen Lenkwinkelbestimmungseinrichtung
wird die Bezugsposition oder -stellung in dem Geradeaus
fahrzustand des Fahrzeugs oder in der Nähe hiervon als
Bezugsposition A festgelegt. Gleichzeitig wird, wenn
die Bezugsposition A und die tatsächliche Geradeausfahrt
stellungsposition und die tatsächliche Position oder
Stellung B der Lenkwelle für die Geradeausfahrt nicht
übereinstimmen, die Abweichung ΔR zwischen diesen beiden
Positionen bzw. Stellung A und B gespeichert und in
einem von einer Spannungsquelle unabhängigen Speicher
oder einem Speicher mit einer Backup-Spannungsversorgung
gehalten. Auf diese Weise wird die anfängliche Ein
stellung durchgeführt. Daraufhin empfängt der Mikro
computer die Ausgangssignale vom Lenkwinkelsensor und
bestimmt den Drehwinkel der Lenkwelle mit Bezug auf
diese Position A. Gleichzeitig wird der auf diese Weise
bestimmte Wert mit Hilfe der Abweichung ΔR korrigiert,
um auf diese Weise den absoluten Lenkwinkel zu gewinnen.
Infolgedessen treten auch dann, wenn der gespei
cherte Wert des absoluten Lenkwinkels infolge eines
oben beschriebenen zeitweisen Abtrennens der Mikro
computerspannungsversorgung verlorengeht, keine
Probleme auf. Dies ist der Fall, weil der Wert der
Abweichung ΔR immer noch gespeichert und gehalten wird.
Infolgedessen wird lediglich die wahre Bezugsposition A
aus mehreren oder einer Vielzahl von Bezugspositionen
bestimmt und erneut eingestellt. Durch diesen einfachen
Prozeß kann die genaue Erfassung des absoluten Lenk
winkels wieder aufgenommen werden.
Die vorliegende Erfindung wurde an Hand bevorzug
ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, es sind jedoch
zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne von
der Erfindungsidee abzuweichen oder deren Schutzumfang
zu verlassen.
Claims (9)
1. Verfahren zum Erfassen eines absoluten Lenkwinkels
eines Lenkwinkelsensors für ein Fahrzeug, in welchem
Verfahren der Lenkwinkelsensor ein Ausgangssignal, das
einen relativen Drehwinkel einer Lenkwelle des Fahrzeugs
anzeigt, und zumindest ein Bezugssignal erzeugt, das
eine Bezugsposition A für eine jede Drehung der Lenkwelle
darstellt, und welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Festsetzen einer Abweichung ΔR zwischen der Bezugs position A und einer Position B, die einem aktuellen Geradeausfahrzustand entspricht, ansprechend auf das Ausgangssignal und das Bezugssignal;
Speichern dieser Abweichung ΔR in einem Speicher eines Rechners, wobei dieser Speicher die Abweichung hält, während der Rechner von einer Batterie abgetrennt wird;
Bestimmen eines Lenkwinkels mit dieser Bezugsposi tion A ansprechend auf das Ausgangssignal und das Bezugs signal; und
Korrigieren des Lenkwinkels mit dieser Abweichung ΔR zur Gewinnung des absoluten Lenkwinkels.
Festsetzen einer Abweichung ΔR zwischen der Bezugs position A und einer Position B, die einem aktuellen Geradeausfahrzustand entspricht, ansprechend auf das Ausgangssignal und das Bezugssignal;
Speichern dieser Abweichung ΔR in einem Speicher eines Rechners, wobei dieser Speicher die Abweichung hält, während der Rechner von einer Batterie abgetrennt wird;
Bestimmen eines Lenkwinkels mit dieser Bezugsposi tion A ansprechend auf das Ausgangssignal und das Bezugs signal; und
Korrigieren des Lenkwinkels mit dieser Abweichung ΔR zur Gewinnung des absoluten Lenkwinkels.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Lenkwinkelsensor ein optischer Drehcodierer
verwendet wird, der eine mit Schlitzen versehene Scheibe,
die koaxial an der Lenkwelle fixiert ist und eine auf ihr
angeordnete Bezugsposition umfaßt, und einen Fotounter
brecher aufweist, der feststehend auf einer Lenksäule
des Fahrzeugs gegenüberliegend der mit Schlitzen versehe
nen Scheibe angebracht ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Lenkwinkelsensor ein magnetischer Drehcodierer
verwendet wird, der entsprechend der Rotation der Lenk
welle ein sinusförmiges Ausgangssignal erzeugt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Lenkwinkelsensor ein Drehcodierer verwendet wird,
der entsprechend der Rotation der Lenkwelle ein sägezahn
förmiges Ausgangssignal erzeugt.
5. Verfahren nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet,
daß als Speicher ein Permanentspeicher verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Speicher ein Speicher mit einer Backup-Spannungs
versorgung verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Festsetzschritt folgende Schritte umfaßt:
Drehen der Lenkwelle in die aktuelle Geradeausfahrt stellung nach Abschluß des Zusammebaus des Fahrzeugs;
Betätigen eines Einstellschalters zum Festsetzen der aktuellen Geradeausfahrtstellung;
abwechselndes Drehen der Lenkwelle in beide Rich tungen;
Erfassen der Bezugsposition B während dieses Schritts der Drehung; und
Berechnen der Abweichung ΔR zwischen der aktuellen Geradeausfahrtstellung A und der Bezugsposition B.
Drehen der Lenkwelle in die aktuelle Geradeausfahrt stellung nach Abschluß des Zusammebaus des Fahrzeugs;
Betätigen eines Einstellschalters zum Festsetzen der aktuellen Geradeausfahrtstellung;
abwechselndes Drehen der Lenkwelle in beide Rich tungen;
Erfassen der Bezugsposition B während dieses Schritts der Drehung; und
Berechnen der Abweichung ΔR zwischen der aktuellen Geradeausfahrtstellung A und der Bezugsposition B.
8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet
durch folgende Schritte:
Festlegen der Bezugsposition, nachdem der Rechner wieder an eine Batterie angeschlossen ist, durch Selek tion eines mittleren Bezugssignals aus mehreren Bezugs signalen, die während des Lenkens aus einem Lenkanschlag bis zum anderen Lenkanschlag vom Lenkwinkelsensor erfaßt werden.
Festlegen der Bezugsposition, nachdem der Rechner wieder an eine Batterie angeschlossen ist, durch Selek tion eines mittleren Bezugssignals aus mehreren Bezugs signalen, die während des Lenkens aus einem Lenkanschlag bis zum anderen Lenkanschlag vom Lenkwinkelsensor erfaßt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt der Festlegung umfaßt:
Wiederanschließen des Rechners an die Batterie, um auf diese Weise die Festlegung der Bezugsposition A einzuleiten;
Drehen der Lenkwelle aus einem Drehanschlag bis zum anderen Drehanschlag der Lenkwelle;
Erfassen mehrerer Bezugssignale, die vom Lenk winkelsensor ausgegeben werden; und
Bestimmen des mittleren Bezugssignals unter den erfaßten Bezugssignalen, um auf diese Weise die Bezugs position A wieder festzulegen.
Wiederanschließen des Rechners an die Batterie, um auf diese Weise die Festlegung der Bezugsposition A einzuleiten;
Drehen der Lenkwelle aus einem Drehanschlag bis zum anderen Drehanschlag der Lenkwelle;
Erfassen mehrerer Bezugssignale, die vom Lenk winkelsensor ausgegeben werden; und
Bestimmen des mittleren Bezugssignals unter den erfaßten Bezugssignalen, um auf diese Weise die Bezugs position A wieder festzulegen.
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