DE4230516A1 - Controller for servomotor or power-assisted steering gear - compensates for errors in measurement of manual steering torque by averaging for calculation of phase compensation - Google Patents
Controller for servomotor or power-assisted steering gear - compensates for errors in measurement of manual steering torque by averaging for calculation of phase compensationInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein mit einem Motor ausgestattetes Servolenksystem für einen Hilfskraft-Lenkvorgang, der durch den Fahrer eines Fahrzeuges veranlaßt wird. Insbesondere betrifft sie eine Steuervorrichtung für ein derartiges Servolenksystem, bei dem ein Motor zur Servolenkung, abhängig von einem Mittelwert von Ausgangssignalen einer Anzahl von Lenkmomentsensoren gesteuert wird, so daß bei Versagen der Drehmomentsensoren eine Hilfskraft der Motoren zu einer sicheren Seite hin verschoben wird.The invention relates to a motor equipped Power steering system for an assistant steering operation, the is caused by the driver of a vehicle. In particular, it relates to a control device for a such a power steering system in which a motor for Power steering, depending on an average of Output signals from a number of steering torque sensors is controlled so that if the Torque sensors an auxiliary to the motors safe side is moved.
Es sind verschiedene Arten von mit Motor ausgestatteten Servolenkvorrichtungen bekannt, bei denen ein Lenkmoment eines Lenksystems erfaßt wird, so daß ein Strom, der zum Antrieb eines Elektromotors als Hilfskraft für das Lenksystem zugeführt wird, auf der Grundlage des dabei erfaßten Lenkmomentes gesteuert wird. Unter derartigen bekannten, mit Motor ausgestatteten Servolenkvorrichtungen wird eine durch die japanische, offengelegte Patentanmeldung 62-1 52 880 offenbart, bei welcher eine Anzahl Drehmomentsensoren zur Erfassung eines Lenkmomentes derart vorgesehen sind, daß, wenn die durch die Drehmomentsensoren erfaßten Werte des Lenkmomentes sich wesentlich voneinander unterscheiden, die Hilfskraft des Motors angehalten wird.There are different types of motorized ones Power steering devices are known in which a steering torque a steering system is detected, so that a current to the Drive an electric motor as an assistant for the Steering system is fed based on this detected steering torque is controlled. Among such known, motorized power steering devices is one disclosed by the Japanese Patent application 62-1 52 880, in which one Number of torque sensors to record a steering torque are provided such that when by the Torque sensors recorded values of the steering torque differ significantly from each other, the assistant of the Motor is stopped.
Jedoch wird bei dieser Vorrichtung ein Ausgangssignal von einem der Drehmomentsensoren dazu verwendet, die Lenkhilfskraft des Motors zu steuern, und es erfolgt ein Vergleich zwischen den Ausgangssignalen aus den Drehmomentsensoren, so daß, wenn ein unter ihnen vorhandener Unterschied einen vorgegebenen Wert unterschreitet, ein Versagen mindestens eines der Drehmomentsensoren bestimmt wird und somit die Hilfskraft des Motors beendet wird. Infolgedessen wird zum Zeitpunkt eines Versagens eines Drehmomentsensors eine zuverlässige Funktion gewährleistet, die dem Fahrzeug eine kontinuierliche Fahrt ohne Schwierigkeit gestattet und ein sicheres Fahren gewährleistet. Überschreitet andererseits der Unterschied zwischen den Ausgangssignalen aus den Drehmomentsensoren, von denen einer versagt hat, einen vorgegebenen Wert, so kann die Hilfskraft für die Lenkung fortgeführt werden, bis eine Fehlerbestimmung beendet ist, falls eine derartige Bestimmung eine längere Zeit erfordert. Dies veranlaßt Stoßeinwirkungen auf das Lenksystem.However, in this device, an output signal of one of the torque sensors used to Steering assist of the engine to control, and it takes place Comparison between the output signals from the Torque sensors so that if one among them existing difference a predetermined value falls below, a failure of at least one of the Torque sensors is determined and thus the assistant the engine is stopped. As a result, at the time a failure of a torque sensor a reliable Function guaranteed that the vehicle Continuous driving allowed without difficulty and one ensures safe driving. On the other hand, passes the difference between the output signals from the Torque sensors, one of which has failed, one predetermined value, so the assistant for the steering be continued until an error determination has ended, if such a determination takes a long time required. This causes impacts on the Steering system.
Ist jedoch die zur Fehlerbestimmung erforderliche Zeit kurz, so können derartige Stoßeinwirkungen vermieden werden, aber es entsteht ein weiteres Problem insofern, als, wenn eine zeitweilige Störspannung zufällig auf das Ausgangssignal aus einem der Drehmomentsensoren überlagert wird, fälschlich bestimmt wird, daß ein Drehmomentversagen entstanden ist. Infolgedessen wird die Lenkhilfe beendet.However, is the time required to determine the fault in short, such impacts can be avoided but there’s another problem in that than if a temporary interference voltage happened to the Output signal from one of the torque sensors superimposed is incorrectly determined that a Torque failure has arisen. As a result, the Steering aid ended.
Es ist eine weitere Servolenkvorrichtung bekannt, die eine Anzahl Drehmomentsensoren umfaßt und die betrieben wird, um einen Strom zum Antrieb eines Elektromotors abhängig von dem kleinsten der Drehmomentsensor-Ausgangssignale zu steuern. In diesem Falle ist bei einem Versagen von einem der Drehmomentsensoren von Vorteil, daß das Hilfsmoment des Motors im Sinne einer Verringerung gesteuert wird. Jedoch ist ein geringeres Hilfsmoment nicht immer auf der sicheren Seite für den jeweils vorliegenden Lenkzustand. Insbesondere ist, wenn das Drehmomentsensor-Ausgangssignal kurzzeitig niedrig wird, das höhere Drehmoment auf der sicheren Seite. Für den Fall einer Berechnung einer Phasenkompensierungskomponente, abhängig vom Drehmomentsensor-Ausgangssignal, wird eine berechnete Unterschiedskompensierung umso größer, je größer die Änderungsrate eines Fehlersignals mit niedrigem Pegel ist, so daß die Motorstromsteuerung in einer unerwünschten oder nachteiligen Richtung erfolgt.Another power steering device is known, the one Number of torque sensors included and operated dependent on a current to drive an electric motor from the smallest of the torque sensor outputs Taxes. In this case, failure of one of the torque sensors is advantageous that the auxiliary torque the engine is controlled in terms of a reduction. However, a lower auxiliary torque is not always on the safe side for the current steering condition. In particular, when the torque sensor output signal momentarily low, the higher torque on the safe side. In the event of a calculation of a Phase compensation component, depending on Torque sensor output signal, a calculated one Difference compensation the greater the larger the Rate of change of a low level error signal, so that the motor current control in an undesirable or adverse direction.
Die Erfindung ist darauf abgestellt, die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden, die bei den aufgeführten bekannten Vorrichtungen auftreten.The invention is based on the above to overcome the problems described in the known devices listed occur.
Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung ist es, eine neue und verbesserte Steuervorrichtung für ein mit Motor ausgestattetes Servolenksystem zu schaffen, bei dem, selbst wenn irgendein fehlerhafter Betrieb der Drehmomentsensoren vorliegt, die Hilfskraft zur Lenkung gegen eine sichere Seite des Betriebes hin verschoben wird, während eine irrtümliche Fehlerbestimmung als Folge von Störspannungen verhindert wird, um dadurch eine genaue Erfassung eines Drehmomentsensorversagens zu gewährleisten.One of the problems underlying the invention is it, a new and improved control device for a to provide motorized power steering system at even if any faulty operation of the Torque sensors are present, the assistant for steering is moved towards a safe side of the company, while an erroneous error determination as a result of Interference voltages is prevented in order to ensure an accurate To ensure detection of a torque sensor failure.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Steuervorrichtung für ein Servolenksystem geschaffen, das gekennzeichnet ist durch: eine Anzahl von Lenkmomentsensoren, wovon jeder unabhängig voneinander ein Lenkmoment erfaßt, das einem Lenkrad seitens eines Fahrers eines Fahrzeuges erteilt wird und der ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt; eine Mittelwertbildungsvorrichtung zur Bildung eines Mittelwertes der Ausgangssignale aus den Lenkmomentsensoren zur Lieferung eines Durchschnittslenkmomentes; eine Motorstrom-Steuervorrichtung zur Steuerung eines Motorantriebsstromes, der einen Motor als Hilfskraft einer Lenkbewegung des vom Fahrer initiierten Lenksystems in Einklang mit dem Durchschnittslenkmoment zugeführt wird.To solve this problem, the invention Control device for a power steering system created is characterized by: a number of Steering torque sensors, each of which is an independent one Steering torque detected by a steering wheel on the part of a Driver of a vehicle is issued and the one corresponding output signal generated; a Averaging device for forming a Average value of the output signals from the Steering torque sensors for the delivery of a Average steering torque; a Motor current control device for controlling a Motor drive current, the motor as an auxiliary one Steering movement of the steering system initiated by the driver in Is supplied in accordance with the average steering torque.
Mit der vorstehend aufgeführten Anordnung wird das Lenkmoment, das auf das Lenkrad durch den Fahrer ausgeübt wird, durch die Anzahl der Lenkmomentsensoren erfaßt, so daß der dem Motor zugeführte Strom für die Servolenkung auf der Grundlage eines Mittelwertes der Ausgangssignale der Lenkmomentsensoren gesteuert wird. Infolgedessen wird die Antriebskraft des Motors durch den Mittelwert der Lenkmomentsensor-Ausgangssignale gesteuert, selbst wenn einige der Lenkmomentsensoren versagen und ihre Ausgangssignale gegenüber dem Normalwert zu einem höheren oder niedrigeren Wert verschoben werden, so daß die nachteiligen Wirkungen der fehlerhaften Lenkmomentsensoren erheblich verringert werden, womit ein sicheres Fahren gewährleistet wird. Da darüber hinaus die Hilfskraft des Motors bei einem Versagen der Lenkmomentsensoren immer zu einem Betrieb mit größerer Sicherheit verschoben wird, kann die benötigte Zeit zur Bestimmung eines Lenkmomentsensorversagens ausreichend länger sein, um eine ungenaue oder fehlerhafte Fehlerbestimmung infolge von Störspannung und dergleichen zu verhindern.With the arrangement listed above, that Steering torque exerted on the steering wheel by the driver is detected by the number of steering torque sensors, so that the power supplied to the motor for power steering based on an average of the output signals the steering torque sensors are controlled. As a result the driving force of the motor by the mean of the Steering torque sensor output signals controlled even if some of the steering torque sensors fail and theirs Output signals higher than normal or lower value so that the adverse effects of the faulty steering torque sensors be significantly reduced, making safe driving is guaranteed. In addition, since the assistant of the Motors always fail if the steering torque sensors fail an operation is postponed with greater certainty, can be the time needed to determine a Steering torque sensor failure to be sufficiently longer to inaccurate or incorrect error determination as a result of To prevent interference voltage and the like.
Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung ferner eine Erfassungsvorrichtung für ein Lenkmomentsensorversagen, um ein Versagen der Lenkmomentsensoren zu ermitteln. Die Motorstrom-Steuervorrichtung schaltet die Stromzufuhr zum Motor ab, wenn die Erfassungsvorrichtung für ein Lenkmomentsensorversagen ein Lenkmomentsensorversagen ermittelt.Advantageously, the device further comprises a Steering torque sensor failure detection device to to determine a failure of the steering torque sensors. The Motor current control device switches the power supply on Engine off when the detection device for a Steering Torque Sensor Failure A steering torque sensor failure determined.
Vorteilhafterweise umfaßt die Vorrichtung ferner eine Kupplungssteuervorrichtung, um selektiv eine Kupplung einzuschalten und auszuschalten, die die Übertragung einer Hilfskraft vom Motor zu lenkbaren Rädern des Fahrzeuges steuert. Die Kupplungssteuervorrichtung wird betrieben, um die Kupplung zu lösen, wenn die Erfassungsvorrichtung für ein Lenkmomentsensorversagen ein Lenkmomentsensorversagen ermittelt.Advantageously, the device further comprises a Clutch control device to selectively engage a clutch turn on and turn off the transmission of a Assistant from engine to steerable wheels of the vehicle controls. The clutch control device is operated to to release the clutch when the detection device for a steering torque sensor failure a steering torque sensor failure determined.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Erfassungsvorrichtung für ein Lenkmomentsensorversagen: eine Erfassungsvorrichtung für einen Lenkmomentunterschied, die derart angeschlossen ist, um die Ausgangssignale aus den Lenkmomentsensoren zu empfangen, um zu ermitteln, ob das Ausgangssignal eines jeden der Lenkmomentsensoren innerhalb eines vorgegebenen Normalbereiches liegt, die Erfassungsvorrichtung für den Lenkmomentunterschied betreibbar ist, um zu ermitteln, ob der Absolutwert eines Unterschiedes zwischen beliebigen zwei der Lenkmomentsensor-Ausgangssignale einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet und ein Ausgangssignal zu erzeugen, falls das Ausgangssignal irgendeines der Lenkmomentsensoren außerhalb des normalen Bereiches liegt oder falls der Absolutwert des Unterschiedes der Lenkmomentsensor-Ausgangssignale einen vorgegebenen Wert überschreitet; und eine Zählvorrichtung zum Zählen der Ausgangssignale der Erfassungsvorrichtung für den Lenkmomentunterschied und zur Erfassung eines Versagens der Lenkmomentsensoren, wenn die Anzahl der Ausgangssignale der Erfassungsvorrichtung für den Lenkmomentunterschied einen vorgegebenen Wert innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne überschreitet.In a preferred embodiment, the Detection device for a steering torque sensor failure: a detection device for one Steering torque difference, which is connected to the output signals from the steering torque sensors received to determine whether the output signal of a each of the steering torque sensors within a predetermined Normal range lies, the detection device for the Steering torque difference is operable to determine whether the absolute value of a difference between any two of the steering torque sensor output signals one does not exceed the specified value and a Generate output signal if the output signal any of the steering torque sensors outside of normal Range or if the absolute value of the Difference of the steering torque sensor output signals one exceeds the predetermined value; and a counting device for counting the output signals of the detection device for the steering torque difference and for recording a Failure of the steering torque sensors when the number of Output signals of the detection device for the Steering torque difference within a predetermined value exceeds a predetermined period of time.
Die vorstehend aufgeführten und weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich mühelos aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen; es zeigen:The above and others Problems, features and advantages of the invention result effortlessly from the detailed below Description of a preferred embodiment of the Invention in connection with the accompanying drawings; show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Servolenksystems, das mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ausgestattet ist; Figure 1 is a schematic view of a power steering system which is equipped with a control device according to the invention.
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer Steuereinheit und ihrer zugeordneten Teile nach der Vorrichtung der Fig. 1 darstellt; und Fig. 2 is a block diagram showing the structure of a control unit and its associated parts according to the device of Fig. 1; and
Fig. 3 eine Ablaufdarstellung des Betriebes der Steuervorrichtung nach Fig. 1. Fig. 3 is a flow chart of the operation of the control device of FIG. 1.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr im einzelnen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.A preferred embodiment of the invention will now in detail with reference to the attached Described drawings.
Fig. 1 stellt den allgemeinen Aufbau eines Servolenksystems dar, das mit einer erfindungsgemäß aufgebauten Steuervorrichtung ausgestattet ist. In Fig. 1 ist ein Lenkrad 1, das zum Lenken durch den Fahrer eines Fahrzeuges gedreht werden soll, mit einer Lenkachse oder Lenksäule (2) verbunden, die einen ersten Lenksäulenabschnitt (2a) umfaßt, der an seinem oberen Ende mit dem Lenkrad (1) verbunden ist, einen zweiten Lenksäulenabschnitt (2b), der an seinem oberen Ende mit einem unteren Ende des ersten Lenksäulenabschnittes (2a) verbunden ist, und einen dritten Lenksäulenabschnitt (2c), der an seinem oberen Ende mit einem unteren Ende des zweiten Lenksäulenabschnittes (2b) über eine erste Gelenkkupplung (4a) verbunden ist. Ein erster Drehmomentsensor (3a) ist am ersten Lenksäulenabschnitt (2a) befestigt, um ein auf diesen ausgeübtes Drehmoment zu erfassen und ein entsprechendes Ausgangssignal (T1) zu erzeugen, und ein zweiter Drehmomentsensor (2b) ist auf dem zweiten Lenksäulenabschnitt (2b) befestigt, um ein auf diesen ausgeübtes Drehmoment zu erfassen und ein entsprechendes Ausgangssignal (T2) zu erzeugen. Der dritte Lenksäulenabschnitt (2c) ist über eine zweite Gelenkkupplung (4b) mit einer ersten Ritzelwelle (5) verbunden. Eine Zahnstange (6), die einen ersten, mit Verzahnung versehenen Abschnitt (6a) und einen zweiten, mit Verzahnung versehenen Abschnitt (6b) aufweist, ist an ihrem einen Ende über ein erstes Kugelgelenk (7a) mit einem Ende einer ersten Spurstange (8a) verbunden, deren anderes Ende an ein nicht dargestelltes, erstes lenkbares Rad angeschlossen ist, und an ihrem anderen Ende über ein zweites Kugelgelenk (7b) an ein Ende einer zweiten Spurstange (8b), deren anderes Ende an ein nicht dargestelltes zweites lenkbares Rad angeschlossen ist. Der erste, mit Verzahnung versehene Abschnitt (6a) der Zahnstange (6) steht in Eingriff mit der ersten Ritzelwelle (5), so daß sie in Fig. 1 zu einer Bewegung nach rechts und links in Einklang mit der Drehung der ersten Ritzelwelle (5) veranlaßt wird. Fig. 1 shows the general structure of a power steering system which is equipped with a control device constructed according to the invention. In Fig. 1, a steering wheel 1 , which is to be turned for steering by the driver of a vehicle, is connected to a steering axle or steering column ( 2 ) which comprises a first steering column section ( 2 a) which is connected at its upper end to the steering wheel ( 1 ) is connected, a second steering column section ( 2 b) which is connected at its upper end to a lower end of the first steering column section ( 2 a), and a third steering column section ( 2 c) which is connected at its upper end to a lower end of the second steering column section ( 2 b) is connected via a first articulated coupling ( 4 a). A first torque sensor ( 3 a) is attached to the first steering column section ( 2 a) in order to detect a torque exerted thereon and to generate a corresponding output signal (T 1 ), and a second torque sensor ( 2 b) is on the second steering column section ( 2 b) attached to detect a torque exerted on this and to generate a corresponding output signal (T 2 ). The third steering column section ( 2 c) is connected to a first pinion shaft ( 5 ) via a second articulated coupling ( 4 b). A rack ( 6 ), which has a first toothed section ( 6 a) and a second toothed section ( 6 b), is at one end via a first ball joint ( 7 a) with one end of a first Tie rod ( 8 a) connected, the other end of which is connected to a first steerable wheel, not shown, and at its other end via a second ball joint ( 7 b) to one end of a second tie rod ( 8 b), the other end of which is connected to one not shown second steerable wheel is connected. The first toothed section ( 6 a) of the rack ( 6 ) is in engagement with the first pinion shaft ( 5 ), so that it moves in Fig. 1 to the right and left in accordance with the rotation of the first pinion shaft ( 5 ) is initiated.
Eine Steuereinheit (9) ist angeschlossen und empfängt die Ausgangssignale aus dem ersten und zweiten Drehmomentsensor (3a, 3b), und ein Ausgangssignal aus dem Geschwindigkeitssensor (10), der die Geschwindigkeit des Fahrzeuges erfaßt. Die Steuereinheit (9) ist ferner an eine Stromversorgung in Gestalt einer Batterie (11) mit einem dazwischengeschalteten Zündschlüssel (12) angeschlossen, wobei der Zündschalter (12) geschlossen wird, um einen nicht dargestellten Fahrzeugmotor zu starten.A control unit ( 9 ) is connected and receives the output signals from the first and second torque sensors ( 3 a, 3 b), and an output signal from the speed sensor ( 10 ), which detects the speed of the vehicle. The control unit ( 9 ) is also connected to a power supply in the form of a battery ( 11 ) with an ignition key ( 12 ) connected in between, the ignition switch ( 12 ) being closed in order to start a vehicle engine (not shown).
Ein als Gleichstrommotor (13) ausgebildeter Motor steht in Wirkungsverbindung mit der Zahnstange (6) über eine Kupplung, die als Elektromagnetkupplung (14) ausgebildet ist, ein Untersetzungsgetriebe (15) und eine zweite Ritzelwelle (18) als Hilfskraft für den Lenkvorgang der vom Fahrer über das Lenkrad (1) veranlaßt wird. Insbesondere ist die Elektromagnetkupplung (14) unmittelbar an eine Ausgangswelle des Motors (13) zur Drehung mit dieser angeschlossen. Das Untersetzungsgetriebe (15) umfaßt einen Spindeltrieb (15a), der fest mit einer Ausgangswelle der Kupplung (14) verbunden ist, und ein Schneckenrad (15b), das in Eingriff mit dem Spindeltrieb (15a) steht, so daß es durch den Spindeltrieb mit einer vorgegebenen Untersetzung gedreht wird. Die zweite Ritzelwelle (18) ist an ihrem einen Ende fest mit dem Mittelpunkt des Schneckenrades (15b) zur Drehung mit diesem verbunden, und steht in Eingriff mit dem zweiten, mit der Verzahnung versehenen Abschnitt (6b) der Zahnstange (6), um diese in Einklang mit ihrer Drehbewegung nach rechts und links gemäß Fig. 1 zu bewegen. Der Motor (13) und die Kupplung (14) werden von der Batterie (11) über die Steuereinheit (9) mit Strom versorgt.A motor designed as a DC motor ( 13 ) is operatively connected to the toothed rack ( 6 ) via a clutch which is designed as an electromagnetic clutch ( 14 ), a reduction gear ( 15 ) and a second pinion shaft ( 18 ) as an auxiliary force for the steering process by the driver is initiated via the steering wheel ( 1 ). In particular, the electromagnetic clutch ( 14 ) is directly connected to an output shaft of the motor ( 13 ) for rotation therewith. The reduction gear unit (15) comprises a spindle drive (15 a) which is fixedly connected to an output shaft of the clutch (14), and a worm wheel (15 b) which is in engagement with the spindle drive (15 a), so that by the spindle drive is rotated with a predetermined reduction. The second pinion shaft ( 18 ) is fixedly connected at one end to the center of the worm wheel ( 15 b) for rotation therewith, and is in engagement with the second, toothed section ( 6 b) of the toothed rack ( 6 ), to move them in accordance with their rotational movement to the right and left according to FIG. 1. The motor ( 13 ) and the clutch ( 14 ) are supplied with current by the battery ( 11 ) via the control unit ( 9 ).
Fig. 2 stellt in Blockform den detaillierten Aufbau der Steuereinheit (9) dar. Wie in dieser Figur gezeigt ist, umfaßt die Steuereinheit folgende Elemente. Eine Motorstrom-Meßvorrichtung (903) erfaßt einen dem Motor (13) zugeführten Motorstrom und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal. Eine Lenkmoment-Mittelwertbildungsvorrichtung (904) ist derart angeschlossen, daß sie die Ausgangssignale aus dem ersten und zweiten Drehmomentsensor (3a, 3b) aufnimmt und ihren Mittelwert bildet, um ein Durchschnittslenkmomentsignal zu liefern, das einer Phasenkompensierungsfaktor-Berechnungsvorrichtung (910) zugeführt wird, die dann einen Phasenkompensierungsfaktor berechnet und ein entsprechendes Ausgangssignal einer Motorstrom-Steuervorrichtung (906) und einer Kupplungssteuervorrichtung (907) zuführt. Eine Geschwindigkeitsmeßvorrichtung (905) ist derart angeschlossen, daß sie das Ausgangssignal vom Geschwindigkeitssensor (10) empfängt und ein entsprechendes Geschwindigkeitssignal erzeugt, das der Motorstrom-Steuervorrichtung (906) und der Kupplungssteuervorrichtung (907) zugeführt wird. Eine Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied ist derart angeschlossen, daß sie die Ausgangssignale (T1, T2) aus dem ersten und dem zweiten Drehmomentsensor (3a, 3b) zur Feststellung eines zwischen ihnen vorliegenden Unterschiedes erhält. Abhängig von den Lenkmomentsensor-Ausgangssignalen (T1, T2) bestimmt die Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied, ob der erste und zweite Lenkmomentsensor (3a, 3b) normal arbeiten, d. h. ob die Lenkmomentsensor-Ausgangssignale (T1, T2) nicht kleiner als ein unterer Grenzwert (Tmin) und nicht größer als ein oberer Grenzwert (Tmax) sind und ob der Absolutwert eines Unterschiedes (T) zwischen den ersten und zweiten Lenkmomentsensor-Ausgangssignalen (T1, T2) nicht größer als ein vorgegebener Wert (delta T) ist. Die Vorrichtung erzeugt ein Ausgangssignal für eine Zählvorrichtung in Gestalt eines Zeitgebers (912), wenn mindestens eine der vorstehenden Bedingungen nicht erfüllt ist, d. h., wenn T1, T2 < Tmin; oder T1, T2 < Tmax; oder |T1-T2|< delta T. Fig. 2 shows in block form the detailed structure of the control unit ( 9 ). As shown in this figure, the control unit comprises the following elements. A motor current measuring device ( 903 ) detects a motor current supplied to the motor ( 13 ) and generates a corresponding output signal. A steering torque averaging device ( 904 ) is connected such that it receives the output signals from the first and second torque sensors ( 3 a, 3 b) and averages them to provide an average steering torque signal that is supplied to a phase compensation factor calculation device ( 910 ) which then calculates a phase compensation factor and supplies a corresponding output signal to a motor current control device ( 906 ) and a clutch control device ( 907 ). A speed measuring device ( 905 ) is connected such that it receives the output signal from the speed sensor ( 10 ) and generates a corresponding speed signal which is fed to the motor current control device ( 906 ) and the clutch control device ( 907 ). A detection device ( 908 ) for a steering torque difference is connected in such a way that it receives the output signals (T 1 , T 2 ) from the first and second torque sensors ( 3 a, 3 b) to determine a difference between them. Depending on the steering torque sensor output signals (T 1 , T 2 ), the detection device ( 908 ) for a steering torque difference determines whether the first and second steering torque sensors ( 3 a, 3 b) are operating normally, ie whether the steering torque sensor output signals (T 1 , T 2 ) are not less than a lower limit (Tmin) and are not greater than an upper limit (Tmax) and whether the absolute value of a difference (T) between the first and second steering torque sensor output signals (T 1 , T 2 ) is not greater than one is the specified value (delta T). The device generates an output signal for a counting device in the form of a timer ( 912 ) if at least one of the above conditions is not fulfilled, ie if T 1 , T 2 <Tmin; or T 1 , T 2 <Tmax; or | T 1 -T 2 | <delta T.
Der Zeitgeber (912) umfaßt einen Zähler, um die Anzahl der Ausgangssignale aus der Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied zu zählen und um ein Ausgangssignal zu erzeugen, wenn der Zählwert des Zählers einen vorgegebenen Wert innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne erreicht. Die vorgegebene Zeitspanne beginnt, wenn ein Ausgangssignal aus der Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied erstmals in den Zeitgeber (912) nach der Rückstellung des Zählers eingegeben wird, was jedesmal erfolgt, wenn der Zähler ein Ausgangssignal erzeugt.The timer ( 912 ) includes a counter to count the number of outputs from the steering torque difference detector ( 908 ) and to generate an output when the count of the counter reaches a predetermined value within a predetermined period. The predetermined period of time begins when an output signal from the steering torque difference detector ( 908 ) is first input to the timer ( 912 ) after the counter is reset, which occurs each time the counter produces an output signal.
Eine Motorspannung-Meßvorrichtung (911) mißt eine dem Motor (13) zugeführte Motorspannung und erzeugt ein entsprechendes Ausgangssignal für die Kupplungssteuervorrichtung (907). Die Motorstrom-Steuervorrichtung (906) steuert einen dem Motor (13) zugeführten Motorantriebsstrom, abhängig von den Ausgangssignalen aus der Phasenkompensierungsfaktor-Berechnungsvorrichtung (910), der Geschwindigkeitsmeßvorrichtung (905) und der Motorstrom-Meßvorrichtung (903), und sie schaltet die Stromzuführung zum Motor (13) bei Empfang eines Ausgangssignals aus dem Zeitgeber (912) ab. Die Kupplungssteuervorrichtung (907) schaltet selektiv die Kupplung (14) ein und aus, abhängig von den Ausgangssignalen aus der Geschwindigkeitsmeßvorrichtung (905), der Phasenkompensierungsfaktor-Berechnungsvorrichtung (910) und der Motorspannung-Meßvorrichtung (911), und sie löst oder trennt die Kupplung (14) bei Empfang eines Ausgangssignals aus dem Zeitgeber (912). A motor voltage measuring device ( 911 ) measures a motor voltage supplied to the motor ( 13 ) and generates a corresponding output signal for the clutch control device ( 907 ). The motor current control device ( 906 ) controls a motor drive current supplied to the motor ( 13 ) depending on the outputs from the phase compensation factor calculating device ( 910 ), the speed measuring device ( 905 ) and the motor current measuring device ( 903 ), and it switches the power supply on Motor ( 13 ) when receiving an output signal from the timer ( 912 ). The clutch control device ( 907 ) selectively turns the clutch ( 14 ) on and off depending on the outputs from the speed measuring device ( 905 ), the phase compensation factor calculating device ( 910 ) and the motor voltage measuring device ( 911 ), and releases or disconnects the clutch ( 14 ) upon receipt of an output signal from the timer ( 912 ).
Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Ablaufdarstellung der Fig. 3 beschrieben. In dieser Figur wird zunächst in der Stufe (301) die Steuereinheit (9) initialisiert, um ihren Betrieb zu starten, und anschließend wird in der Stufe (302) das Ausgangssignal (T1) des ersten Dreh- oder Lenkmomentsensors (3a) der Lenkmoment-Mittelwertbildungsvorrichtung (904) eingegeben, und in der Stufe (303) wird das Ausgangssignal (T2) des zweiten Lenkmomentsensors (3b) der Lenkmoment-Mittelwertbildungsvorrichtung (904) zugeführt. In der Stufe (304) bestimmt die Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied, ob jedes der Ausgangssignale (T1, T2) nicht größer als ein vorgegebener oberer Grenzwert (Tmax) und nicht geringer als ein vorgegebener unterer Grenzwert (Tmin) ist. Ist die Antwort auf diese Frage in der Stufe (304) negativ, so wird in der Stufe (306) ein Fehlerzähler im Zeitgeber (912) inkrementiert, und es wird darauffolgend in der Stufe (307) bestimmt, ob der Fehlerzähler im Zeitgeber (912) einen vorgegebenen Zählwert erreicht. Trifft dies zu, so wird in der Stufe (308) die Stromzufuhr zum Motor (13) durch die Motorstrom-Berechnungsvorrichtung und Motorantriebsvorrichtung (906) abgeschaltet, um die Hilfskraft zur Lenkung zu beenden, und gleichzeitig wird die Kupplung (14) durch die Kupplungssteuervorrichtung (907) für den Kupplungszustand ausgeschaltet oder gelöst. Anschließend beendet in der Stufe (309) die Steuereinheit (9) ihren Steuerbetrieb.The operation of the above-described embodiment will now be described with reference to the flow chart of FIG. 3. In this figure, the control unit ( 9 ) is first initialized in stage ( 301 ) to start its operation, and then in stage ( 302 ) the output signal (T 1 ) of the first torque or steering torque sensor ( 3 a) is Steering torque averaging device ( 904 ) entered, and in step ( 303 ) the output signal (T 2 ) of the second steering torque sensor ( 3 b) of the steering torque averaging device ( 904 ) is supplied. In step ( 304 ), the steering torque difference detector ( 908 ) determines whether each of the output signals (T 1 , T 2 ) is not greater than a predetermined upper limit (Tmax) and not less than a predetermined lower limit (Tmin). If the answer to this question in step ( 304 ) is negative, an error counter in timer ( 912 ) is incremented in step ( 306 ), and it is subsequently determined in step ( 307 ) whether the error counter in timer ( 912 ) reaches a predetermined count. If so, in step ( 308 ) the power supply to the motor ( 13 ) is switched off by the motor current calculating device and motor drive device ( 906 ) in order to terminate the steering assistant, and at the same time the clutch ( 14 ) is switched off by the clutch control device ( 907 ) switched off or released for the coupling state. The control unit ( 9 ) then ends its control operation in stage ( 309 ).
Wird jedoch in der Stufe (304) bestimmt, daß das erste und zweite Lenkmoment (T1, T2) innerhalb des normalen Bereiches liegen (d. h. Tmin T1 Tmax und Tmin T2 Tmax), so geht die Steuerung weiter zur Stufe (305), in welcher die Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied bestimmt, ob der Absolutwert eines Unterschiedes zwischen dem ersten und zweiten Lenkmoment (T1, T2) nicht größer als ein vorgegebener Wert (delta T) ist, (d. h. |T1-T2| delta T). Trifft dies zu, so wird bestimmt, daß der erste und zweite Lenkmomentsensor (3a, 3b) normal arbeiten, und anschließend wird in der Stufe (310) der Fehlerzähler im Zeitgeber (912) gelöscht. Ist andererseits die Antwort in der Stufe (305) negativ (d. h. |T1-T2| < delta T), so geht der Vorgang weiter zur Stufe (306).However, if it is determined in step ( 304 ) that the first and second steering torques (T 1 , T 2 ) are within the normal range (ie Tmin T 1 Tmax and Tmin T 2 Tmax), the control proceeds to step ( 305 ), in which the steering torque difference detection device ( 908 ) determines whether the absolute value of a difference between the first and second steering torque (T 1 , T 2 ) is not greater than a predetermined value (delta T), (ie | T 1 - T 2 | delta T). If so, it is determined that the first and second steering torque sensor (3 a, 3 b) are operating normally, then the error counter is cleared in the timer (912) in step (310). On the other hand, if the answer in step ( 305 ) is negative (ie | T 1 -T 2 | <delta T), the process proceeds to step ( 306 ).
Nach der Stufe (310) oder der Stufe (307) geht der Vorgang weiter zur Stufe (311), in welcher die Lenkmoment-Mittelwertbildungsvorrichtung (904) einen Durchschnittswert (T) des ersten und zweiten Lenkmomentes (T1, T2) bildet (d. h. T = (T1 + T2)/2). In der Stufe (312) berechnet, abhängig von dem somit erhaltenen Durchschnittswert (T), die Phasenkompensierungsfaktor-Berechnungsvorrichtung (910) einen Phasenkompensierungsfaktor entsprechend einer bestimmten Gleichung oder Maßgabe. In der Stufe (313) mißt oder berechnet die Geschwindigkeitsmeßvorrichtung (905) die Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Ausgangssignal des Geschwindigkeitssensors (10) und in der Stufe (314) berechnet die Motorstrom-Berechnungsvorrichtung und Motorantriebsvorrichtung (906) auf der Grundlage des Phasenkompensierungsfaktors und der Fahrzeuggeschwindigkeit einen geeigneten Wert eines Motorservostroms, der dem Motor (13) zur Betätigung desselben zugeführt wird. In der Stufe (315) erfolgt eine Rückkehr zur ersten Stufe (301).After step ( 310 ) or step ( 307 ), the process proceeds to step ( 311 ), in which the steering torque averaging device ( 904 ) forms an average value (T) of the first and second steering moments (T 1 , T 2 ) ( ie T = (T 1 + T 2 ) / 2). In step ( 312 ), depending on the average value (T) thus obtained, the phase compensation factor calculating device ( 910 ) calculates a phase compensation factor according to a certain equation or requirement. In step ( 313 ), the speed measuring device ( 905 ) measures or calculates the vehicle speed from the output signal of the speed sensor ( 10 ), and in step ( 314 ) the motor current calculation device and motor drive device ( 906 ) calculates one based on the phase compensation factor and the vehicle speed suitable value of a motor servo current which is supplied to the motor ( 13 ) for actuating the same. In step ( 315 ) there is a return to the first step ( 301 ).
Obgleich zwei Lenkmomentsensoren bei der vorstehenden Ausführungsform verwendet werden, können mehr als zwei Lenkmomentsensoren je nach Bedarf verwendet werden, und in diesem Falle erfaßt die Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied, ob das Ausgangssignal eines jeden der Lenkmomentsensoren innerhalb eines vorgegebenen normalen Bereiches ist, und desgleichen, ob der Absolutwert eines Unterschiedes zwischen beliebigen der Lenkmomentsensor-Ausgangssignale nicht einen vorgegebenen Wert überschreitet. Sie erzeugt ein Ausgangssignal, falls das Ausgangssignal aus irgendeinem der Lenkmomentsensoren außerhalb des normalen Bereiches liegt oder falls der Absolutwert des Lenkmomentsensor-Ausgangssignalunterschiedes einen vorgegebenen Wert überschreitet.Although two steering torque sensors are used in the above embodiment, more than two steering torque sensors can be used as needed, and in this case the steering torque difference detector 908 detects whether the output signal of each of the steering torque sensors is within a predetermined normal range, and whether the absolute value of a difference between any of the steering torque sensor output signals does not exceed a predetermined value. It generates an output signal if the output signal from any of the steering torque sensors is outside the normal range or if the absolute value of the steering torque sensor output signal difference exceeds a predetermined value.
Claims (4)
eine Anzahl von Lenkmomentsensoren (3a, 3b), wovon jeder unabhängig voneinander ein Lenkmoment erfaßt, das einem Lenkrad (1) seitens eines Fahrers eines Fahrzeuges erteilt wird und der ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt;
eine Mittelwertbildungsvorrichtung (904) zur Bildung eines Mittelwertes der Ausgangssignale aus den Lenkmomentsensoren zur Lieferung eines Durchschnittslenkmomentes;
eine Motorstrom-Steuervorrichtung (906) zur Steuerung eines Motorantriebsstromes, der einem Motor (13) als Hilfskraft einer Lenkbewegung des vom Fahrer initiierten Lenksystems in Einklang mit dem Durchschnittslenkmoment zugeführt wird.1. Control device for a power steering system, characterized by :
a plurality of steering torque sensors (3 a, 3 b), each of which is independently a steering torque detected, the part of a driver of a vehicle is given to a steering wheel (1) and generates a corresponding output signal;
an averaging device ( 904 ) for averaging the output signals from the steering torque sensors to provide an average steering torque;
a motor current control device ( 906 ) for controlling a motor drive current which is supplied to a motor ( 13 ) as an assistant for a steering movement of the steering system initiated by the driver in accordance with the average steering torque.
eine Erfassungsvorrichtung (908) für einen Lenkmomentunterschied, die derart angeschlossen ist, um die Ausgangssignale aus den Lenkmomentsensoren (3a, 3b) zu empfangen, um zu ermitteln, ob das Ausgangssignal eines jeden der Lenkmomentsensoren innerhalb eines vorgegebenen Normalbereiches liegt, die Erfassungsvorrichtung (908) für den Lenkmomentunterschied betreibbar ist, um zu ermitteln, ob der Absolutwert eines Unterschiedes zwischen beliebigen zwei der Lenkmomentsensor-Ausgangssignale einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet und ein Ausgangssignal zu erzeugen, falls das Ausgangssignal irgendeines der Lenkmomentsensoren außerhalb des normalen Bereiches liegt oder falls der Absolutwert des Unterschiedes der Lenkmomentsensor-Ausgangssignale einen vorgegebenen Wert überschreitet; und
eine Zählvorrichtung (912) zum Zählen der Ausgangssignale der Erfassungsvorrichtung (908) für den Lenkmomentunterschied und zur Erfassung eines Versagens der Lenkmomentsensoren, wenn die Anzahl der Ausgangssignale der Erfassungsvorrichtung für den Lenkmomentunterschied einen vorgegebenen Wert innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne überschreitet.4. Control device for a power steering system according to claim 2 or 3, characterized in that the detection device for a steering torque sensor failure comprises:
a detection device ( 908 ) for a steering torque difference, which is connected in such a way to receive the output signals from the steering torque sensors ( 3 a, 3 b) in order to determine whether the output signal of each of the steering torque sensors is within a predetermined normal range, the detection device ( 908 ) is operable for the steering torque difference to determine whether the absolute value of a difference between any two of the steering torque sensor output signals does not exceed a predetermined value and to generate an output signal if the output signal of any of the steering torque sensors is outside the normal range or if the absolute value the difference in the steering torque sensor output signals exceeds a predetermined value; and
a counting device ( 912 ) for counting the output signals of the steering torque difference detection device ( 908 ) and for detecting a failure of the steering torque sensors when the number of output signals of the steering torque difference detection device exceeds a predetermined value within a predetermined time period.
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