DE4215630A1

DE4215630A1 - Electronically controlled vehicular steering with redundant safety circuit - imposes safety routing when set-point value for motor-positioning signal departs from within memorised limits

Info

Publication number: DE4215630A1
Application number: DE19924215630
Authority: DE
Inventors: Armin Lang; Peter Brenner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-05-12
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1992-12-03

Abstract

A processor (1) responsive to signals from duplicated speed sensors (4) and a steering column angle encoder (2) draws on a characteristic stored in a first read-only memory (13) to obtain a set-point value for a motor (16) with a brake (7). Allowable limits for the control signal are held in a second ROM (26). Upper and lower limits are addressed alternately at a rate governed by safety logic (17) also controlling the discriminator (23). ADVANTAGE - Safety is enhanced with redundant sensors for memory address (19,25) and motor position detection (5). Successive faults arising during safety routine are ineffectual.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkung für Kraftfahrzeuge mit einer elektronischen Steuereinrichtung für einen Stellmotor mit einer Auswerteeinheit, die in Abhängigkeit von Eingangsparametern und einem abgespeicherten Kennfeld einen Sollwert bestimmt und diesen mit einem Stellungs-Istwert des Stellmotors zu einem Stellsignal für den Stellmotor verarbeitet, und mit einer Sicherheitslogik.The invention relates to a steering system for motor vehicles with an electronic control device for one Actuator with an evaluation unit that depends on Input parameters and a stored map Setpoint determined and this with an actual position value of Servomotor to a control signal for the servomotor processed, and with a safety logic.

Eine derartige Lenkung ist durch die EP-A2-02 43 180 bekannt. Ein Lenkungssensor erfaßt die Lenkungszustände des Lenkrades, wie z. B. die Lenkrichtung, den Verdrehwinkel, das Lenkmoment, die Lenkgeschwindigkeit usw. Eine Auswerteeinheit bestimmt mit Hilfe wenigstens eines dieser Eingangsparameter einen Sollwert und verarbeitet diesen mit einem Stellungs- Istwert des Stellmotors zu einem Stellsignal für den Stellmotor. Eine Sicherheitslogik blockiert die gelenkten Hinterräder in einer Position, wenn sie Fehler oder ein anormales Verhalten der Lenkung feststellt.Such steering is through EP-A2-02 43 180 known. A steering sensor detects the steering states of the Steering wheel such. B. the steering direction, the angle of rotation, the Steering torque, steering speed, etc. An evaluation unit determined using at least one of these input parameters a setpoint and processes it with a position Actual value of the servomotor for a control signal for the Servomotor. A security logic blocks the steered Rear wheels in one position if they fail or one detects abnormal behavior of the steering.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln die Sicherheit einer Lenkung der eingangs beschriebenen Art zu verbessern. Sie wird erfindungsgemäß zusammen mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The invention has for its object with simple Means the security of steering the entrance to improve described type. It is invented along with the characteristics of the characteristic part of Claim 1 solved.

Es sind Allrad-Lenksysteme bei Personenwagen bekannt (Allrad-Lenksysteme bei Personenwagen, Tagung im Haus der Technik, Essen, vom 28. bis 29.11.89; Vortrag: Dr.-Ing. Hans Ranner, Firma Siemens). Um die Sicherheit zu verbessern, sind die Bauteile, z. B. die Mikroprozessoren, redundant vorgesehen. Die Mikroprozessoren überwachen sich gegenseitig über einen Dual-Port und leiten im Fehlerfalle eine Sicherheitsroutine ein. Die Sicherheitsphilosophie geht davon aus, daß in der Regel zur gleichen Zeit nur ein einziger Fehler vorliegt, der sicher erkannt wird und eine Sicherheitsroutine auslöst. Dadurch ist ein möglicher zweiter Fehler, der später auftritt, unwirksam.All-wheel steering systems in passenger cars are known (All-wheel steering systems for passenger cars, conference in the Haus der Technik, Essen, from November 28th to 29th, 1989; Lecture: Dr.-Ing. Hans Ranner, Siemens company). To the The components to improve safety are, for. B. the Microprocessors, provided redundantly. The microprocessors monitor each other via a dual port and route a safety routine in the event of an error. The Security philosophy assumes that usually to at the same time there is only one error that is certain is recognized and a safety routine is triggered. This is a possible second error that occurs later is ineffective.

Es besteht jedoch grundsätzlich die Möglichkeit, daß zwei Fehler gleichzeitig, z. B. infolge elektromagnetischer Felder, auftreten oder von beiden Mikroprozessoren gleichermaßen fehlinterpretiert werden. In einem solchen Fall ist die Sicherheit der Anlage nicht gewährleistet. Ein weiteres Problem stellt der Dual-Port-Speicher dar, der als Schnittstelle zwischen beiden Mikroprozessoren systembedingt nur einmal vorhanden ist.However, there is basically the possibility that two errors at the same time, e.g. B. due to electromagnetic Fields, occur or from both microprocessors are equally misinterpreted. In such a case the safety of the system is not guaranteed. A Another problem is the dual-port memory, which as System-specific interface between the two microprocessors only exists once.

Die elektronische Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Lenkung besitzt nur einen Steuerkreis mit einer Auswerteeinheit, die ein Mikrocomputer sein kann, und einer Sicherheitslogik. Zur Überwachung dieses Steuerkreises dient ferner ein redundanter Sicherheitskreis mit einer fest verdrahteten Logik, die im wesentlichen aus einem Festwertspeicher besteht. In diesem sind zulässige Grenzwerte für das Stellsignal in Abhängigkeit der Eingangsparameter der Steuereinrichtung in Kennfeldern, getrennt nach dem oberen oder unteren Grenzwert, abgespeichert. Der obere und untere Grenzwert werden wechselweise im Takt, der von der Sicherheitslogik vorgegeben wird, mit Hilfe der Eingangsparameter angesteuert. Dadurch wird ein Wechselsignal erzeugt, das in einem Diskriminator mit dem Sollwert der Auswerteeinheit und dem Stellungs-Istwert des Stellmotors verglichen wird. Überschreitet der vom Steuerkreis ermittelte Sollwert die im Festwertspeicher abgespeicherten Grenzwerte, wird als Ausgangssignal des Diskriminators ein konstantes Signal erzeugt, durch das eine Bremse am Stellmotor betätigt wird. Liegt der Sollwert jedoch innerhalb der Grenzwerte, so bewirkt das nun erzeugte Wechsel-Ausgangssignal mittels eines Übertragers, daß die Bremse des Stellmotors geöffnet wird. The electronic control device of the Steering according to the invention has only one control circuit an evaluation unit, which can be a microcomputer, and a security logic. To monitor this control circuit also serves a redundant safety circuit with a fixed wired logic that essentially consists of one Read-only memory exists. In this are permissible limit values for the control signal depending on the input parameters of the Control device in maps, separated by the upper one or lower limit. The top and bottom Limit value are alternated in time by the Security logic is specified using the Input parameters controlled. This creates an alternating signal generated in a discriminator with the setpoint of Evaluation unit and the actual position value of the servomotor is compared. Exceeds that determined by the control circuit Setpoint the limit values stored in the read-only memory, becomes a constant as the output signal of the discriminator Signal generated by which a brake is actuated on the servomotor becomes. However, if the setpoint lies within the limit values, then causes the now generated alternating output signal by means of a Transmitter that the brake of the servomotor is opened.

Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, sind redundante Sensoren für die Ansteuerung des Festwertspeichers und die Erfassung der Istwert-Stellung des Stellmotors vorgesehen.To further increase security, there are redundant ones Sensors for the control of the read-only memory and the Detection of the actual value position of the servomotor provided.

Die weiteren Ansprüche enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung. Die einzelnen Merkmale sind für den Fachmann leicht verständlich und können auch in anderer Kombination miteinander verknüpft werden.The other claims contain expedient Embodiments of the invention. The individual characteristics are easy to understand for the expert and can also in other combination.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing shown.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau einer Steuereinrichtung für eine erfindungsgemäße Lenkung; Fig. 1 shows a schematic representation of the construction of a controller for an inventive steering;

Fig. 2 eine Ausgestaltung eines Sicherheitskreises; FIG. 2 shows a configuration of a safety circuit;

Fig. 3 eine Variante zur Ausführung nach Fig. 2; FIG. 3 shows a variant of the embodiment of FIG. 2;

Fig. 4 Kennlinien einer Vierradlenkung; Fig. 4 characteristics of a four-wheel steering;

Fig. 5 beispielhaft an einer Kennlinie nach Fig. 4 die Kennlinien-Auswertung des Sicherheitskreises. FIG. 5 shows the characteristic curve evaluation of the safety circuit using a characteristic curve according to FIG. 4.

Die Lenkung läßt sich grob in einen Steuerkreis I und einen Sicherheitskreis II unterteilen.The steering can be roughly in a control circuit I and subdivide a safety circle II.

Zum Steuerkreis I gehören eine Auswerteeinheit 1, ein Lenkrad 3, ein Stellmotor 6 mit einer Bremse 7 und Sensoren zur Erfassung von Eingangs-Parametern, z. B. ein Drehwinkelsensor 2 für das Lenkrad 3, ein Stellungssensor 5 für den Stellmotor 6, Geschwindigkeitsmesser 4, die in einem Antiblockiersystem oder Tachometer eines Fahrzeugs integriert sein können, sowie eine Diagnoseeinrichtung 8. The control circuit I includes an evaluation unit 1 , a steering wheel 3 , a servomotor 6 with a brake 7 and sensors for detecting input parameters, e.g. B. a rotation angle sensor 2 for the steering wheel 3 , a position sensor 5 for the servomotor 6 , speedometer 4 , which can be integrated in an anti-lock braking system or speedometer of a vehicle, and a diagnostic device 8 .

Die Auswerteeinheit 1 besitzt eine Drehwinkelauswertung 9, eine Geschwindigkeitsauswertung 10, eine Stellungsauswertung 11, eine Sollwert-Berechnung 12 mit einem ersten Festwertspeicher 13 zum Abspeichern von Kennfeldern, einer Vergleichereinheit 14, einen Regler 15, eine Aktivtesteinrichtung 16, eine Sicherheitslogik 17 und eine Schnittstelle 18 zur Diagnosevorrichtung 8.The evaluation unit 1 has a rotation angle evaluation 9 , a speed evaluation 10 , a position evaluation 11 , a setpoint calculation 12 with a first read-only memory 13 for storing characteristic maps, a comparator unit 14 , a controller 15 , an active test device 16 , a safety logic 17 and an interface 18 to the diagnostic device 8 .

Der Sicherheitskreis II umfaßt einen redundanten, digitalen Drehwinkelsensor 19 für das Lenkrad 3, einen redundanten Geschwindigkeitsmesser 20, eine Geschwindigkeits- Auswerteeinheit 22, einen Diskriminator 23, einen redundanten Stellungssensor 25 und einen zweiten Festwertspeicher 26, in dem zulässige Grenzwerte für das Stellsignal in Abhängigkeit der Eingangsparameter in Kennfeldern, getrennt nach dem oberen oder unteren Grenzwert, abgespeichert sind.The safety circuit II comprises a redundant, digital rotation angle sensor 19 for the steering wheel 3 , a redundant speedometer 20 , a speed evaluation unit 22 , a discriminator 23 , a redundant position sensor 25 and a second read-only memory 26 , in which permissible limit values for the control signal as a function of Input parameters are stored in maps, separated according to the upper or lower limit.

Dreht man an dem Lenkrad 3, so gibt der Drehwinkelsensor 2 ein entsprechendes Signal ab. Zur Erhöhung der Störsicherheit ist dieses zweckmäßigerweise in ein Grob- und Feinsignal aufgeteilt, wobei der Drehwinkelsensor als Grobsignal die Anzahl der Umdrehungen und als Feinsignal den Drehwinkel zwischen 0 und 360 Grad erfaßt. Aus diesen beiden Signalen wird in der Drehwinkelauswertung 9 ein genaues Drehwinkelsignal ermittelt. Zusammen mit einem vom Geschwindigkeitsmesser 4 erzeugten Geschwindigkeitssignal wird, unter Zuhilfenahme von Kennfeldern, die im ersten Festwertspeicher 13 abgespeichert sind, durch die Sollwert- Berechnung 12 ein Stellungs-Sollwert für den Stellungsmotor 6 ermittelt.If you turn the steering wheel 3 , the angle of rotation sensor 2 emits a corresponding signal. To increase the interference immunity, this is expediently divided into a coarse and fine signal, the rotation angle sensor detecting the number of revolutions as a coarse signal and the angle of rotation between 0 and 360 degrees as a fine signal. An exact rotation angle signal is determined in the rotation angle evaluation 9 from these two signals. Together with a speed signal generated by the speedometer 4 , with the aid of maps that are stored in the first read-only memory 13 , a setpoint value for the position motor 6 is determined by the setpoint value calculation 12 .

Die Lage des Stellmotors 6 wird von einem Stellungssensor 5, der zweckmäßigerweise ebenfalls ein Grob- und Feinsignal erzeugt, erfaßt und über eine Stellungsauswertung 11 einer Vergleichereinheit 14 zugeführt. Durch Vergleich von Ist- und Sollwert wird über einen Regler 15 ein Lageregelkreis gebildet, der den Stellmotor 6 entsprechend verstellt.The position of the servomotor 6 is detected by a position sensor 5 , which also expediently also generates a coarse and fine signal, and fed to a comparator unit 14 via a position evaluation 11 . By comparing the actual and target values, a position control loop is formed via a controller 15 , which adjusts the servomotor 6 accordingly.

Im Aktivtest läuft über eine Aktivtesteinrichtung 16 eine Testroutine ab, die die Funktion einer Fehleranzeige 24 und der Bremse 7 sicherstellt. Hierzu wird beim Startvorgang der von der Sicherheitslogik 17 erzeugte Sicherheitstakt kurzzeitig unterbrochen, wodurch die Bremse 7 stromlos und damit der Stellmotor 6 blockiert wird. Gleichzeitig wird der Stellmotor 6 bestromt und über die Stellungsauswertung 11 ermittelt, ob eine Bewegung des Stellmotors 6 stattfindet. Anschließend erfolgt zur Gegenkontrolle mit vorhandenem Sicherheitstakt die Funktionsprüfung mit geöffneter Bremse 7.In the active test, a test routine runs via an active test device 16 , which ensures the function of an error display 24 and the brake 7 . For this purpose, the safety cycle generated by the safety logic 17 is briefly interrupted during the starting process, as a result of which the brake 7 is de-energized and the servomotor 6 is blocked. At the same time, the servomotor 6 is energized and the position evaluation 11 determines whether the servomotor 6 is moving. The function test is then carried out with the brake 7 open for a counter-check with an existing safety cycle.

Der Stellmotor 6 ist mit nicht dargestellten, gelenkten Rädern eines Fahrzeugs gekoppelt, wobei die Lage des Stellmotors 6 ein Maß für den Einschlagwinkel der Räder ist. In der Regel sind bei einer Vierradlenkung die hinteren Räder mit dem Stellmotor 6 gekoppelt, während die Vorderräder mit dem Lenkrad 3 gekoppelt sind. In diesem Fall ist der Drehwinkel des Lenkrades 3 unmittelbar ein Maß für den Einschlagwinkel der Vorderräder.The servomotor 6 is coupled to steered wheels (not shown) of a vehicle, the position of the servomotor 6 being a measure of the turning angle of the wheels. In a four-wheel steering system, the rear wheels are usually coupled to the servomotor 6 , while the front wheels are coupled to the steering wheel 3 . In this case, the angle of rotation of the steering wheel 3 is directly a measure of the turning angle of the front wheels.

Fig. 4 zeigt ein Kennfeld mit Kennlinien für verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeiten, aus dem die Abhängigkeit des Einschlagwinkels der Hinterräder vom Einschlagwinkel der Vorderräder hervorgeht. Ein solches Kennfeld ist z. B. im ersten Festwertspeicher 13 abgespeichert. Da bei einer Kopplung des Lenkrades 3 mit den Vorderrädern zwischen dem Einschlagwinkel der Vorderräder und dem Drehwinkel des Lenkrades 3 ein bestimmter Zusammenhang besteht, kann durch die Drehwinkelauswertung 9 aus dem gemessenen Drehwinkel des Lenkrades 3 auf den Einschlagwinkel der Räder geschlossen werden. FIG. 4 shows a map with characteristic curves for different vehicle speeds, from which the dependence of the turning angle of the rear wheels on the turning angle of the front wheels is evident. Such a map is such. B. stored in the first read-only memory 13 . Since there is a certain connection between the steering wheel 3 and the front wheels between the turning angle of the front wheels and the turning angle of the steering wheel 3 , the turning angle evaluation 9 can be used to deduce the turning angle of the steering wheel 3 from the turning angle of the wheels.

Der Sicherheitskreis II der Fig. 1 hat die Aufgabe, den Steuerkreis I derart zu überwachen, daß die Kennlinien des Kennfeldes nach Fig. 4 jeweils innerhalb gewisser Grenzen garantiert sind. Für den Bereich 0 bis 20 km/h sind eine obere Grenzwertkurve 27 und eine untere Grenzwertkurve 28 mit gestrichelten Linien beispielsweise angegeben. In dem zweiten Festwertspeicher 26 sind nun entsprechend einer möglichen Auflösung einer Geschwindigkeits-Auswerteeinheit 22 für jede Geschwindigkeit eine obere und untere Grenzkurve getrennt abgelegt.The safety circuit II of FIG. 1 has the task of monitoring the control circuit I in such a way that the characteristics of the characteristic diagram according to FIG. 4 are guaranteed within certain limits. For the range 0 to 20 km / h, an upper limit value curve 27 and a lower limit value curve 28 are indicated, for example, with dashed lines. In accordance with a possible resolution of a speed evaluation unit 22, an upper and lower limit curve are now stored separately in the second read-only memory 26 .

Der zweite Festwertspeicher 26 hat zweckmäßigerweise eine Adreßbreite von 17 Bit, wobei die unteren 8 Bit, also Bit 0 bis Bit 7, vom Drehwinkelsignal, und die oberen Bit, nämlich Bit 8 bis Bit 15, vom Geschwindigkeitssignal adressiert werden. Das 16. Bit dient zur Umschaltung der beiden Grenzkurven. Die entsprechenden Signale werden vom Drehwinkelsensor 2 bzw. einem redundanten Drehwinkelsensor 19 und von dem Geschwindigkeitsmesser 4 bzw. einem redundanten Geschwindigkeitsmesser 20 mittels einer Geschwindigkeits-Auswerteeinheit 22 zur Verfügung gestellt. Die Adressen sind so gesteuert, daß sie jeweils auf die untere Grenzkurve zugreifen, wenn das 16. Adreß-Bit Low-Pegel hat, und entsprechend auf die obere Grenzkurve zugreifen, wenn dieses High-Pegel hat. Das 16. Adreß-Bit wird im Takt, der von einer Sicherheitslogik 17 erzeugt wird, angesteuert. Dadurch wird vom zweiten Festwertspeicher 26 im taktmäßigen Wechsel zum jeweiligen Verdrehwinkel, entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeit, ein oberer oder unterer Grenzwert ausgegeben. Entsprechendes gilt, wenn weitere Eingangsparameter vorgesehen sind. The second read-only memory 26 expediently has an address width of 17 bits, the lower 8 bits, ie bits 0 to bit 7, being addressed by the angle of rotation signal, and the upper bits, namely bits 8 to 15, being addressed by the speed signal. The 16th bit is used to switch the two limit curves. The corresponding signals are provided by the rotation angle sensor 2 or a redundant rotation angle sensor 19 and by the speedometer 4 or a redundant speedometer 20 by means of a speed evaluation unit 22 . The addresses are controlled in such a way that they each access the lower limit curve when the 16th address bit has a low level, and correspondingly access the upper limit curve if this has a high level. The 16th address bit is driven in time, which is generated by a safety logic 17 . As a result, an upper or lower limit value is output by the second read-only memory 26 alternating with the respective angle of rotation in accordance with the respective speed. The same applies if additional input parameters are provided.

Fig. 5 zeigt ein Kennfeld mit einer Kennlinie für eine niedrige und eine hohe Geschwindigkeit. Die zu den Kennlinien mäanderförmig verlaufenden Kurven sollen den in der Zeitachse taktmäßig wechselnden Verlauf der Grenzwerte darstellen. Die Ausgangssignale der Sollwert-Berechnung 12 des zweiten Festwertspeichers 26 der Sicherheitslogik 17 und des redundanten Stellungssensors 25 wirken auf einen Diskriminator 23, dessen Funktion in Fig. 2 ausführlicher dargestellt ist. Das Ausgangssignal des zweiten Festwertspeichers 26 wird mittels eines Digital- Analogwandlers 29 in ein gepulstes Signal gewandelt, das zwischen dem oberen und unteren jeweiligen Grenzwert wechselt. Dieses wird auf den invertierenden Eingang 30 eines ersten Komparators 31 gegeben, an dessen nichtinvertierendem Eingang 32 das konstante Signal des redundanten Stellungssensors 25 anliegt. Liegt das Ausgangssignal des Stellungssensors 25 innerhalb des vom Digital- Analog-Wandlers 29 gelieferten gepulsten Signals, so ergibt sich am Ausgang 33 des Komparators 31 ein gepulstes Signal. Liegt das Ausgangssignals des Drehwinkelsensors 25 unter dem gepulsten Signal des Digital-Analog-Wandlers 29, ergibt sich als Ausgangssignal des ersten Komparators 31 ein konstantes Low-Signal, liegt jedoch das Ausgangssignal des Drehwinkelsensors über dem Signal des Digital- Analog-Wandlers 29, dann ergibt sich am Ausgang 40 des Komparators 31 ein konstantes High-Signal. Mit anderen Worten: am Ausgang des Komparators 31 ergibt sich nur dann ein Wechselspannungssignal, wenn das Ausgangssignal des Stellungssensors 25 sich exakt innerhalb der durch die Kennfelder bestimmten Sollwert-Grenzen befindet. Fig. 5 shows a map of a characteristic curve for a low and a high speed. The curves meandering to the characteristic curves are intended to represent the course of the limit values, which changes in time in the time axis. The output signals of the setpoint calculation 12 of the second read-only memory 26 of the safety logic 17 and of the redundant position sensor 25 act on a discriminator 23 , the function of which is shown in more detail in FIG. 2. The output signal of the second read-only memory 26 is converted by means of a digital-to-analog converter 29 into a pulsed signal which changes between the upper and lower respective limit values. This is applied to the inverting input 30 of a first comparator 31 , at whose non-inverting input 32 the constant signal of the redundant position sensor 25 is present. If the output signal of the position sensor 25 lies within the pulsed signal supplied by the digital / analog converter 29 , then a pulsed signal results at the output 33 of the comparator 31 . If the output signal of the rotation angle sensor 25 is below the pulsed signal of the digital / analog converter 29 , the output signal of the first comparator 31 is a constant low signal, but if the output signal of the rotation angle sensor is above the signal of the digital / analog converter 29 then there is a constant high signal at the output 40 of the comparator 31 . In other words: an AC voltage signal only results at the output of the comparator 31 if the output signal of the position sensor 25 is exactly within the setpoint limits determined by the characteristic diagrams.

Um in gleicher Weise auch die Funktion der Sollwert- Berechnung 12 des Steuerkreises I zu überprüfen, wird aus dem Ausgangssignal des Digital-Analog-Wandlers 29, das ja die oberen und unteren Grenzwerte des Sollwertes darstellt, mit Hilfe eines RC-Gliedes 34 ein mittleres Sollwert-Signal gebildet, das dem invertierenden Eingang 35 eines zweiten Komparators 36 zugeführt wird. Aus dem Ausgangssignal der Sollwert-Berechnung 12 wird mit Hilfe des Taktsignals der Sicherheitslogik 17, eines weiteren RC-Gliedes 37 und einer Widerstandskombination 38 ein gepulstes Sollwert-Signal erzeugt, das an einem nichtinvertierenden Eingang 39 des zweiten Komparators 36 anliegt. Am Ausgang des zweiten Komparators 36 ergibt sich nur dann ein Wechselspannungssignal, wenn das gemittelte Sollwert-Signal am invertierenden Eingang 35 innerhalb der durch die Widerstandskombination 38 gegebenen Grenzen des Sollwert- Signals liegt, das vom Steuerkreis I kommt.In order to also check the function of the setpoint calculation 12 of the control circuit I in the same way, the output signal of the digital-to-analog converter 29 , which represents the upper and lower limit values of the setpoint, becomes an intermediate one with the aid of an RC element 34 Setpoint signal is formed, which is fed to inverting input 35 of a second comparator 36 . A pulsed setpoint signal is generated from the output signal of the setpoint calculation 12 with the aid of the clock signal from the safety logic 17 , a further RC element 37 and a resistor combination 38 and is applied to a non-inverting input 39 of the second comparator 36 . An AC voltage signal only results at the output of the second comparator 36 if the averaged setpoint signal at the inverting input 35 lies within the limits of the setpoint signal given by the resistor combination 38 , which comes from the control circuit I.

Durch entsprechende Polung der Komparatoren 31 und 36 sind deren Wechselspannungssignale an ihren Ausgängen 33, 41 um 180 Grad Phase verschoben. Sie werden über Verstärkerstufen 42, 43 auf eine Primärspule 44 eines Übertragers 45 geschaltet. An der Primärspule 44 liegt nur dann eine Wechselspannung an, wenn die Steuereinrichtung vollständig intakt ist, d. h., die Sollwert-Signale innerhalb der Grenzwerte liegen und die Verstärkerstufen 42 und 43 nicht ausgefallen sind. Mit Hilfe eines Vollbrückengleichrichters 46 wird die übertragene Wechselspannung gleichgerichtet. Ein Betätigungsmagnet 47 der Bremse 7 wird somit nur bestromt und geöffnet, wenn die Gesamtelektronik fehlerfrei arbeitet und die Position des Stellmotors 6 innerhalb der durch Fahrgeschwindigkeit und Lenkradpositionen gegebenen Grenzen liegt.By appropriate polarity of the comparators 31 and 36 , their AC signals at their outputs 33 , 41 are shifted by 180 degrees phase. They are connected to a primary coil 44 of a transformer 45 via amplifier stages 42 , 43 . An alternating voltage is only present at the primary coil 44 when the control device is completely intact, ie the setpoint signals lie within the limit values and the amplifier stages 42 and 43 have not failed. With the help of a full bridge rectifier 46 , the transmitted AC voltage is rectified. An actuating magnet 47 of the brake 7 is thus only energized and opened when the overall electronics are working correctly and the position of the servomotor 6 is within the limits given by the driving speed and steering wheel positions.

Fig. 3 zeigt eine Variante zur Ausführung nach Fig. 2. Da in der Regel der Betrag des Auslenkwinkels der Hinterräder bei Rechts- und Linkseinschlag der Vorderräder gleich ist und nur die Richtung, d. h. das Vorzeichen, unterschiedlich ist, kann bei der Abspeicherung des Kennfeldes auf diese Information im Festwertspeicher verzichtet werden. Das Vorzeichen Bit des Einschlagwinkels der Vorderräder braucht somit nicht im Kennfeldspeicher verarbeitet zu werden, sondern es genügt eine vorzeichen-richtige Korrektur der Ausgangsdaten des zweiten Festwertspeichers 26. Aufgrund dieser Symmetrie kann somit die Speichergröße des zweiten Festwertspeichers 26 halbiert werden und es ist eine Adreßleitung weniger erforderlich. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird der Digital-Wert in zwei Bestandteile zerlegt, nämlich in einen Betrags- und Vorzeichenbestandteil. Die Betragsinformation des redundanten Drehwinkelsignals wird in den zweiten Festwertspeicher 26 gegeben und die Vorzeicheninformation am zweiten Festwertspeicher 26 vorbei dem Digital-Analog-Wandler 29 zugeleitet, der entsprechend der Vorzeicheninformation ein invertiertes oder nichtinvertiertes Ausgangssignal liefert. FIG. 3 shows a variant of the embodiment according to FIG. 2. Since the amount of the deflection angle of the rear wheels is generally the same when the front wheels are turned to the right and left and only the direction, ie the sign, is different, the characteristic map can be saved this information can be dispensed with in the read-only memory. The sign bit of the steering angle of the front wheels therefore does not need to be processed in the map memory, but a correct sign correcting of the output data of the second read-only memory 26 is sufficient. Because of this symmetry, the memory size of the second read-only memory 26 can thus be halved and an address line is less required. As shown in Fig. 3, the digital value is broken down into two components, namely an amount and sign component. The amount information of the redundant angle of rotation signal is given in the second read-only memory 26 and the sign information is fed past the second read-only memory 26 past the digital-to-analog converter 29 , which delivers an inverted or non-inverted output signal according to the sign information.

BezugszeichenReference numerals

I Steuerkreis
II Sicherheitskreis
1 Auswerteeinheit
2 Drehwinkelsensor
3 Lenkrad
4 Geschwindigkeitsmesser
5 Stellungssensor
6 Stellmotor
7 Bremse
8 Diagnosevorrichtung
9 Drehwinkelauswertung
10 Geschwindigkeitsauswertung
11 Stellungsauswertung
12 Sollwert-Berechnung
13 erster Festwertspeicher
14 Vergleichereinheit
15 Regler
16 Aktivtesteinrichtung
17 Sicherheitslogik
18 Schnittstelle
19 redundanter Drehwinkelsensor
20 redundanter Geschwindigkeitsmesser
21 Analog-Digital-Wandler
22 Geschwindigkeits-Auswerteeinheit
23 Diskriminator
24 Fehleranzeige
25 redundanter Stellungssensor
26 zweiter Festwertspeicher
27 obere Grenzwertkurve
28 untere Grenzwertkurve
29 Digital-Analog-Wandler
30 invertierender Eingang
31 erster Komparator
32 nichtinvertierender Eingang.
33 Ausgang
34 RC-Glied
35 invertierender Eingang
36 zweiter Komparator
37 weiteres RC-Glied
38 Widerstandskombination
39 nichtinvertierender Eingang
40 -
41 Ausgang zweiter Komparator
42 Verstärkerstufe
43 Verstärkerstufe
44 Primärspule
45 Übertrager
46 Gleichrichterbrücke
47 BetätigungsmagnetI control circuit
II safety circuit
1 evaluation unit
2 rotation angle sensor
3 steering wheel
4 speedometers
5 position sensor
6 servomotor
7 brake
8 diagnostic device
9 Angle evaluation
10 speed evaluation
11 Position evaluation
12 Setpoint calculation
13 first read-only memory
14 comparator unit
15 controllers
16 Active test facility
17 Security logic
18 interface
19 redundant rotation angle sensor
20 redundant speedometers
21 analog-to-digital converters
22 speed evaluation unit
23 discriminator
24 Error display
25 redundant position sensor
26 second read-only memory
27 upper limit curve
28 lower limit curve
29 digital-to-analog converters
30 inverting input
31 first comparator
32 non-inverting input.
33 exit
34 RC link
35 inverting input
36 second comparator
37 further RC link
38 resistor combination
39 non-inverting input
40 -
41 Second comparator output
42 amplifier stage
43 amplifier stage
44 primary coil
45 transformers
46 rectifier bridge
47 actuating magnet

Claims

1. Steering for motor vehicles with an electronic control device (I) for a servomotor ( 6 ) with an evaluation unit ( 1 ) which determines a setpoint for the servomotor ( 6 ) as a function of input parameters and a map stored in a first read-only memory ( 13 ) and processes this with an actual position value of the servomotor ( 6 ) to an actuating signal for the servomotor ( 6 ), and with a safety logic ( 17 ), characterized in that
that in a second read-only memory ( 26 ) permissible limit values for the actuating signal are stored as a function of the input parameters, in maps separated according to the upper and lower limit values, of which the upper and lower limit values alternate in time, which is specified by the safety logic ( 17 ) is controlled with the aid of the input parameters and the second read-only memory ( 26 ) outputs an alternating signal which is compared in a discriminator ( 23 ) with the setpoint of the evaluation unit ( 1 ) and the actual position value of the servomotor ( 6 ),
that a constant output signal is generated when the limit value is exceeded or undershot in order to actuate a safety level by means of a transmitter ( 45 ),
and that redundant sensors ( 19 , 25 ) are provided for controlling the second read-only memory ( 26 ) by the input parameters and for detecting the actual value position of the servomotor ( 6 ).

2. Steering according to claim 1, characterized characterized in that as an input parameter Driving speed signal redundant from speedometer and ABS Signals is derived.

3. Steering according to claim 1, characterized in that the discriminator ( 23 ) contains a digital-to-analog converter ( 29 ) which supplies the alternating signal to a first comparator ( 31 ), at whose other input ( 32 ) the position signal of the redundant position sensor ( 25 ) is present.

4. Steering according to claim 3, characterized in that the output ( 33 ) of the comparator ( 31 ) via an amplifier stage ( 42 ) with two transistors, a transformer ( 45 ) and a rectifier bridge ( 46 ) on an actuating magnet ( 47 ) for one Brake ( 7 ) of the servomotor ( 6 ) is connected.

5. Steering according to claim 3, characterized in that from the analog alternating signal via an RC element ( 34 ) a medium setpoint signal is formed, which is applied to a second comparator ( 36 ), at the other input ( 39 ) of the setpoint Signal of the evaluation unit ( 1 ) is present as an alternating signal with a defined amplitude.

6. Steering according to claim 4 and 5, characterized in that the second comparator ( 36 ) via an amplifier stage ( 43 ) with two transistors is connected to the transformer ( 45 ).