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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung:
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für einen motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus,
der einen Lenkvorgang eines Lenkrades mit Hilfe der Antriebskraft
eines Elektromotors unterstützt.
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Beschreibung des Standes der Technik:
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Die 6 bis 8 zeigen
einen typischen motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus und eine
herkömmliche
Steuerung für
den motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die schematisch die Gesamtstruktur des motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus
zeigt; 7 ist eine erläuternde
Ansicht, die einen in dem in 6 gezeigten
motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus bereitgestellten Momentabtastmechanismus
zeigt; und 8 ist ein Blockdiagramm der
herkömmlichen Steuerung
für den
motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus.
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Als
Erstes wird die Gesamtstruktur des motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus
mit Bezug auf 6 beschrieben.
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Ein
Lenkrad 70 ist an einer Welle 61 befestigt, die
mit einem Momentabtastmechanismus 60 verbunden ist. An
dem Momentabtastmechanismus 60 ist eine Welle 75 verbunden,
auf der ein Untersetzungsgetriebe 71a bereitgestellt ist.
Das Untersetzungsgetriebe 71a befindet sich ineinander
im Eingriff mit einem Untersetzungsgetriebe 71b, das an
einer Abtriebswelle eines Elektromotors 50 befestigt ist.
Die Welle 75 ist ebenso mit einem Lenkgetriebe 72 verbunden.
Zu lenkende Räder 73 sind
an den entgegengesetzten Enden einer Stange 74 befestigt, die
mit dem Lenkgetriebe 72 verbunden ist.
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Als
Nächstes
wird die Struktur des Momentabtastmechanismus 60 mit Bezug
auf 7 beschrieben.
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Der
Momentabtastmechanismus 60 weist die Welle 61,
die hohl ist, und deren unterer Bereich einen oberen Bereich 62a eines
Gehäuses 62 durchdringt,
auf. Die Welle 75 durchdringt einen unteren Bereich 62b des
Gehäuses 62,
und das vorstehend beschriebene Untersetzungsgetriebe 71a (siehe 6),
das sich ineinander im Eingriff mit dem Untersetzungsgetriebe 71b befindet,
ist an der Welle 75 befestigt.
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Ein
Torsionsstab 65 ist innerhalb des Inneren der Welle 61 untergebracht.
Das obere Ende des Torsionsstabs 65 ist mit der Welle 61 durch
Verwenden eines Bolzens 66 gekoppelt, und das untere Ende des
Torsionsstabs 65 befindet sich im verkeilten Eingriff mit
einem inneren Bereich der Welle 75.
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Das
heißt,
dass der Momentabtastmechanismus 60 so eingerichtet ist,
dass wenn ein Lenkmoment an die Welle 61 nach Betreiben
des Lenkrades 70 übertragen
wird, der Torsionsstab 65 gedreht wird, was zu einem Erzeugen
einer relativen Verschiebung zwischen der Welle 61 und
der Welle 75 führt.
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Zwei
gepaarte Sensorringe 67, die aus magnetischem Material
ausgebildet sind, sind innerhalb des Gehäuses 62 angeordnet,
um die Welle 61 zu umgeben. Einer der Sensorringe 67 ist
an der Welle 61 befestigt, und der andere der Sensorringe 67 ist an
der Welle 75 befestigt. Eine Sensorspule ist innerhalb
des Gehäuses 62 an
solch einer Position bereitgestellt, dass die innere Umfangsoberfläche der
Sensorspule 68 den äußeren Umfangsoberflächen des Sensorrings 67 gegenübersteht.
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Wenn
eine relative Verschiebung zwischen den Wellen 61 und 65 produziert
wird, ändert
sich der Umfang eines Überlappens
zwischen den End-Oberflächen
des Sensorrings 67, was zur Folge hat, dass sich die Induktion
der Sensorspule 68 ändert.
Daher wird ein Signal, das ein Lenkmoment darstellt (nachstehend
als „Momentsensorsignal" bezeichnet) erhalten.
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Die
Sensorspule 68 ist elektrisch mit einer Steuerung 100 für den motorbetriebenen
Servolenkungsmechanismus verbunden (siehe 6 und 8).
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Als
Nächstes
wird die elektrische Konfiguration der Steuerung 100 mit
Bezug auf 8 beschrieben.
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Die
Steuerung 100 umfasst eine Schnittstellenschaltung (nachstehend
als eine „I/F-Schaltung" bezeichnet) 69,
die das Momentsensorsignal empfängt,
und es in ein Momentsignal konvertiert, das das Lenkmoment darstellt.
Zwei Mikrocomputer, d.h. ein Mikrocomputer 80 und ein Mikrocomputer 90 sind mit
der I/F-Schaltung 69 verbunden. Der Mikrocomputer 80 umfasst
eine Momentberechnungssektion und eine Motorsteuerungssektion 82.
Die Momentberechnungssektion 81 empfängt das Momentsignal von der
I/F-Schaltung 69 und berechnet das Lenkmoment. Die Motorsteuerungssektion 82 gibt
ein Steuersignal entsprechend der durch die Momentberechnungssektion 81 berechneten
Lenkmoment an eine Ansteuerschaltung 83 aus. Die Ansteuerschaltung 83 versorgt
den Elektromotor 50 gemäß der Steuersignalausgabe
von der Motorsteuerungssektion 82 mit einem Ansteuerstrom.
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Der
Mikrocomputer 90 umfasst eine Momentberechnungssektion 91,
die das Lenkmoment auf eine gleiche Weise berechnet, wie sie bei
der Momentberechnungssektion 81 des Mikrocomputers 80 angewendet
wird. Der Mikrocomputer 90 umfasst weiterhin eine Momentüberwachungssektion 93,
die das durch die Momentberechnungssektion 81 des Mikrocomputers 80 berechnete
Lenkmoment mit den durch die Momentberechnungssektion 91 berechneten
Lenkmoment vergleicht, um eine Differenz dazwischen zu erfassen.
Wenn bestimmt wird, dass die Differenz ein vorbestimmtes Niveau
ein Mal überschritten
hat, bestimmt die Momentüberwachungssektion 93,
dass die Steuerung 100 in einen abnormen Zustand gewechselt
ist. Der Mikrocomputer 90 umfasst weiterhin eine Stromüberwachungssektion 92,
die einen abnormen Zustand des Elektromotors 50 durch Überwachen
eines durch den Elektromotor 50 fließenden Stroms erfasst.
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Nun
wird der Betrieb der Steuerung 100 beschrieben.
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Wenn
dem Lenkrad 70 ein Lenkmoment aufgebracht wird (6)
dreht sich der Torsionsstab 65 (7), was
dazu führt,
dass eine relative Verschiebung zwischen der Welle 61 und
der Welle 75 erzeugt wird. Als eine Folge ändert sich
die Überlappung
zwischen den Endoberflächen
der Sensorringe 67, und daher ändert sich die Induktion der
Sensorspule 68. Diese Änderung
der Induktion wird durch die I/F-Schaltung 69 der Steuerung 100 als
ein Momentsensorsignal erfasst (8), und
wird in ein Momentsignal entsprechend dem Lenkmoment konvertiert.
Anschließend
wird das Momentsignal an die Momentberechnungssektion 81 des
Mikrocomputers 80 gesendet, wo das Lenkmoment auf Basis
des Momentsignals berechnet wird.
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Anschließend wird
ein Momentbefehlswert, der dem berechneten Lenkmoment entspricht,
an die Motorsteuerungssektion 82 ausgegeben, die wiederum
ein Steuersignal entsprechend dem Momentbefehlswert an die Ansteuerschaltung 83 ausgibt.
Die Ansteuerschaltung 83 versorgt den Elektromotor 50 gemäß dem Steuersignal
mit Ansteuerstrom, sodass sich der Elektromotor 50 dreht.
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Eine
Drehung des Elektromotors 50 wird über die Untersetzungsgetriebe 71a und 71b an
die Welle 75 übertragen,
um die Welle 75 zu drehen. Daher wird ein Drehmoment der
Welle 75, d.h. ein Lenkmoment, erhöht, um den Lenkvorgang zu unterstützen.
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Wenn
die Momentüberwachungssektion 93 oder
die Stromüberwachungssektion 92 einen
abnormen Zustand erfasst, wird ein Abnorm-Signal an die Motorsteuerungssektion 82 gesendet,
woraufhin die Motorsteuerungssektion 82 die Ausgabe des
Steuersignals beendet, um die Steuerung des Elektromotors 50 zu
beenden.
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Jedoch
ist die Steuerung 100 eingerichtet, ein Auftreten eines
abnormen Zustands durch einmalige Erfassung eines Zustandes, in
dem der durch den Vergleichsvorgang der Momentüberwachungssektion 93 erhaltenen
Differenz ein vorbestimmtes Niveau überschreitet, zu bestimmen,
und die Steuerung des Elektromotors 50 unverzögert nach
der Erfassung des abnormen Zustands zu beenden.
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Hierfür gibt es
eine Möglichkeit,
dass die Steuerung des Elektromotors 50 beendet wird, auch wenn
der Lenkmomentwert sich auf Grund einer externen Störung ändert, die
das elektrische System, das sich von dem Momentabtastmechanismus 60 bis zu
der Steuerung 100 erstreckt, oder einer externen Störung, die
auf die Steuerung 100 selbst wirkt, zu beenden.
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Das
heißt,
dass die herkömmliche
Steuerung den Nachteil einer unzureichenden Zuverlässigkeit
in Bezug auf eine Beurteilung eines abnormen Zustands aufweist,
oder Schwierigkeiten damit hat, richtig zu entscheiden, ob die Steuerung
des Elektromotors 50 auf Grund eines abnormen Zustands
der Steuerung 100 wirklich beendet ist.
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US-A-4869334 zeigt
die Merkmale der Präambel
von Anspruch 1.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In
Anbetracht des Vorstehenden ist eine Aufgabe der Erfindung, eine
Steuerung für
einen motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus bereitzustellen,
der eine verbesserte Zuverlässigkeit
bezüglich
einer Beurteilung eines abnormen Zustands aufweist.
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Um
die vorstehende Aufgabe zu erreichen, schafft die Erfindung eine
Steuerung für
einen motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus, der einen Lenkmechanismus,
ein mit dem Lenkmechanismus verbundenes Lenkrad, einen Momentabtastmechanismus
zum Abtasten eines an dem Lenkrad anliegenden Lenkmoments und einen
Elektromotor zum Erzeugen eines Hilfs-/ bzw. Unterstützungslenkmoments
umfasst. Die Steuerung weist eine Steuersektion bzw. Steuerungssektion
zum Steuern des Elektromotors auf der Grundlage eines Steuersignals
entsprechend dem durch den Momentabtastmechanismus bzw. Momentabfühlmechanismus
abgetasteten bzw. abgefühlten
Lenkmoment; und eine Abnormzustandsbeurteilungssektion, die eine
Steuersignalausgabe von der Steuersektion empfängt, ein Kontinuitätsmaß eines
Zustands bestimmt, bei dem das Steuersignal ein abnormes Niveau
annimmt, und darüber beurteilt,
dass die Steuersektion abnorm ist, wenn das bestimmte Kontinuitätsmaß ein vorbestimmtes Niveau
erreicht.
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Bei
der Steuerung der Erfindung wird das Kontinuitätsmaß eines Zustandes bestimmt,
in dem das Steuersignal ein abnormes Niveau annimmt, und die Steuersektion
wird als abnorm beurteilt, wenn das bestimmte Kontinuitätsmaß ein vorbestimmtes
Niveau erreicht, im Gegensatz zu einer herkömmlichen Steuerung, in der
die Steuersektion unmittelbar nach einmaligem Erfassen des Steuersignals,
das einen voreingestellten Wert erreicht, als abnorm beurteilt. Hierbei
kann eine Zuverlässigkeit
einer Abnormzustandsbeurteilung verbessert werden.
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Die
Abnormzustandsbeurteilungssektion ist vorzugsweise eingerichtet,
zu beurteilen, dass die Steuersektion abnorm ist, wenn die Anzahl
von Male, in denen das empfangene Steuersignal von einem zulässigen Bereich
abweicht, eine vorbestimmte Anzahl erreicht hat. Alternativ kann
die Abnormzustandsbeurteilungssektion eingerichtet sein, zu beurteilen,
dass die Steuersektion abnorm ist, wenn eine Zeitperiode, über die
das empfangene Steuersignal über
den zulässigen
Bereich herausgeht, eine vorbestimmte Länge erreicht hat.
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Vorteilhafterweise
ist die Steuersektion aus einem einzelnen Mikrocomputer gebildet,
und das Kontinuitätsmaß wird mit
Hilfe eines digitalen Signalprozessors bestimmt. In diesem Fall,
da das Kontinuitätsmaß durch
Verwenden des digitalen Signalprozessors bestimmt wird, können Produktionskosten der
Steuerung reduziert werden, als im Vergleich mit einer Steuerung,
bei der das Kontinuitätsmaß durch Verwenden
eines Mikrocomputers bestimmt wird.
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Vorzugsweise
wird das Kontinuitätsmaß auf der
Grundlage eines Durchschnittsniveaus des während einer vorbestimmten Zeitperiode
erhaltenen Steuersignals bestimmt.
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Bei
einer Konfiguration, bei der die Differenz zwischen einem bestimmten
Maximalwert und einem anschließenden
Maximalwert des Steuersignals berechnet wird, und ein Abnormzustand
als aufgetreten bestimmt wird, wenn die berechnete Differenz einen vorbestimmten
Wert übersteigt,
steigt die Differenz durch einmaliges Erzeugen eines großen Maximalwerts,
was darin resultiert, dass fälschlicherweise
ein Abnormzustand erfasst wird. Im Gegensatz dazu kann in der Steuerung
gemäß der Erfindung
solch eine falsche Erfassung vermieden werden, weil das Kontinuitätsmaß auf der
Grundlage eines Durchschnittsniveaus des während einer vorbestimmten Zeitperiode
empfangenen Steuersignals bestimmt wird.
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Vorteilhafterweise
weist die Abnormzustandsbeurteilungssektion eine Informiereinrichtung auf,
zum Informieren eines Abnormzustands der Steuersektion, die durch
die Abnormzustandsbeurteilungssektion erfasst wird. Vorteilhafterweise
weist die Abnormzustandsbeurteilungssektion eine Steuerunterdrückungssektion
auf, zum Beenden einer Steuerung des Elektromotors, wenn die Abnormzustandsbeurteilungssektion
einen Abnormzustand der Steuersektion erfasst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Verschiedene
weitere Aufgaben, Merkmale und viele der zugehörigen Vorteile der Erfindung
werden leicht verstanden, wenn diese, durch Bezugnahme auf die nachstehende
detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit
den anhängenden
Zeichnungen betrachtet werden, in denen gilt:
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die elektrische Konfiguration einer Steuerung
für einen
motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer durch die in 1 gezeigten
Steuerung durchgeführten
Steuerung zeigt;
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3 ist
ein erläuterndes
Diagramm, das Variationen des Mittelwertes eines in einem in 1 gezeigten
digitalen Signalprozessor berechneten Steuersignal zeigt;
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4 ist
ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer durch eine Steuerung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung durchgeführten Steuerung
zeigt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das die elektrische Konfiguration einer Steuerung
gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die schematisch die Gesamtstruktur eines motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus
zeigt, der mit einer zweckbestimmten Steuerung ausgestattet ist;
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7 ist
eine erläuternde
Ansicht, die einen in dem in 6 gezeigten
motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus bereitgestellten Momentabtastmechanismus
zeigt; und
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8 ist
ein Blockdiagramm der herkömmlichen
Steuerung für
den in 6 gezeigten motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Es
werden Ausführungsbeispiele
einer Steuerung für
einen motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus gemäß der Erfindung
mit Referenz auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die elektrische Konfiguration einer Steuerung
für einen
motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt; 2 ist ein Flussdiagramm, das
den Ablauf der durch die Steuerung von 1 durchgeführten Steuerung
zeigt; und 3 ist ein veranschaulichendes Diagramm,
das Variationen des Mittelwertes eines in einem in 1 gezeigten
digitalen Signalprozessor berechneten Steuersignals zeigt.
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Da
der motorbetriebene Servolenkungsmechanismus die gleiche Struktur
wie die in den 6 und 7 gezeigten
herkömmliche
Strukturen aufweist, wird eine Beschreibung weggelassen.
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Eine
Steuerung 10 für
den motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus umfasst eine I/F-Schaltung 69,
die ein Momentsensorsignal empfängt,
und es in ein Momentsignal konvertiert, das das Lenkmoment angibt.
Ein Mikrocomputer 20 ist mit der I/F-Schaltung 69 verbunden.
Der Mikrocomputer 20 umfasst eine Momentberechnungssektion 22,
die das Momentsignal von der I/F-Schaltung 69 empfängt, das
Lenkmoment berechnet und einen Momentbefehl entsprechend dem berechneten
Lenkmoment ausgibt. Der Mikrocomputer 20 weist weiterhin eine
Motorsteuerungssektion 40 auf, die ein Steuersignal entsprechend
dem Momentbefehl an eine Ansteuerschaltung 83 ausgibt.
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Die
Steuerung 10 umfasst weiterhin einen digitalen Signalprozessor 30.
Der digitale Signalprozessor 30 empfängt die Steuersignalausgabe
von der Motorsteuerungssektion 40 und berechnet die Summe
des Produkts der Steuerwerte, die durch das empfangene Steuersignal
angegeben werden, und gibt ein Ergebnis der Berechnung an eine Abnormzustandsbeurteilungssektion 21 des
Mikrocomputers 20 aus.
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Als
Nächstes
wird der Ablauf einer durch die Steuerung 10 durchgeführten Steuerung
mit Bezug auf 2 beschrieben.
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Der
digitale Signalprozessor 30 ruft zuerst das Steuersignal
von der Motorsteuerungssektion 40 ab (Schritt 10,
wobei nachstehend Schritt vereinfacht als „S" bezeichnet wird); berechnet einen Steuerwert X
aus dem abgerufenen Steuersignal; und speichert den berechneten
Steuerwert X in einem darin bereitgestellten Speicher (S12). Anschließend erhöht der digitale
Signalprozessor 30 eine Berechnungsnummer M um eins, die
einen Parameter darstellt, der die Anzahl von Malen angibt, wie
oft die Berechnung zum Erhalten des Kontrollwerts X durchgeführt wurde
(S14), und beurteilt, ob die Berechnungsnummer M eine voreingestellte
Berechnungsnummer M1 erreicht hat (S16).
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Das
heißt,
bis die Berechnungsnummer M die eingestellte Berechnungsnummer M1
erreicht, wiederholt der digitale Signalprozessor 30 die
Verarbeitung zum Abrufen des Steuersignals, des Berechnens eines
entsprechenden Steuerwerts X und des Speicherns des berechneten
Steuerwerts X (S10 bis S16).
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Anschließend, wenn
die Berechnungsnummer M die eingestellte Berechnungsnummer M1 erreicht
(S16: Ja), berechnet der digitale Signalprozessor 30 einen
Mittelwert Xa der in dem Speicherbereich gespeicherten Steuerwerte
X (S18) und setzt die Berechnungsnummer M zurück (S20). Der durch den digitalen
Signalprozessor 30 berechnete Mittelwert Xa der Steuerwerte
X wird an die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 des
Mikrocomputers 20 gesendet. Die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 beurteilt,
ob der Mittelwert Xa von einem zulässigen Bereich ΔXa abweicht
(S22). Wenn der Mittelwert Xa beurteilt wird, von dem zulässigen Bereich ΔXa abzuweichen
(S22: Ja), erhöht
die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 eine
Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N um eins, die die Anzahl von Malen angibt, in denen der Mittelwert
Xa von dem zulässigen
Bereich ΔXa
abweicht (S24).
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In
einem in 3 gezeigten beispielhaften Fall,
bei dem die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 von
dem digitalen Signalprozessor 30 Xn bis Xn+18 als Mittelwerte Xa empfängt, erhöht die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 die
Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N um eins nach Empfang von Xn+6 und Xn+7, wobei sich beide außerhalb des zulässigen Bereiches ΔXa befinden
(S24).
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Wenn
die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N beurteilt wird, eine voreingestelite Nummer N1 erreicht oder überschritten
zu haben (S26: Ja), sendet die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 einen
Steuerungsunterdrückungsbefehl
an die Motorsteuerungssektion 40 (28).
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In
einem beispielhaften Fall von N1 = 8, erreicht die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N die voreingestellte Nummer N1 wenn die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 Xn+6, Xn+7 und Xn+11 – Xn+16 erreicht, wobei sich alle außerhalb
des in 3 gezeigten zulässigen Bereich ΔXa befinden,
woraufhin die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 den
Steuerungsunterdrückungsbefehl
an die Motorsteuerungssektion 40 sendet (S28).
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Das
heißt,
dass wenn der Mittelwert Xa der Steuerwerte X wiederholt von dem
zulässigen
Bereich ΔXa
abweicht, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich die Steuerung 10 in
einem abnormen Zustand befindet. In diesem Fall wird der Steuerungsunterdrückungsbefehl
an die Motorsteuerungssektion 40 gesendet (S28).
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Nach
Empfang des Steuerungsunterdrückungsbefehls
beendet die Motorsteuerungssektion 40 eine Ausgabe des
Steuersignals an die Ansteuerschaltung 83, um einen Antrieb
des Elektromotors 50 zu beenden.
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Anschließend gibt
die Abnormzustandsüberwachungssektion
ein Abnormzustandsinformiersignal an eine Warnlampe 52 aus,
die an einer Instrumententafel eines Fahrzeugs angebracht ist (S30). Als
eine Folge wird die Warnlampe 52 eingeschaltet, oder zum
blinken gebracht, um den Fahrer über
den Abnormzustand der Steuerung 10 zu informieren.
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Anschließend setzt
die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 die
Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N zurück
(S32) und beendet die Verarbeitung.
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Wie
vorstehend beschrieben ermöglicht
das Verwenden der Steuerung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
dass die Steuerung des Elektromotors 50 beendet wird, wenn
die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer – die die
Anzahl von Malen, in denen der Mittelwert Xa der Steuerwerte X der
Steuersignalausgabe von der Motorsteuerungssektion 40 von
dem zulässigen
Bereich ΔXa
abweicht – die
voreingestellte Zahl N1 erreicht hat.
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Dementsprechend
wird eine Steuerung des Elektromotors 50 nicht sofort nach
einmaligem Erfassen des Steuerwertes, der den voreingestellten Wert erreicht
hat, wie im Fall der herkömmlichen
Steuerung, beendet. Daher wird eine Zuverlässigkeit einer Abnormzustandsbestimmung
verbessert.
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Weiterhin
wird nur ein Minicomputer benötigt,
was zur Folge hat, dass Produktionskosten im Vergleich mit der herkömmlichen
Steuerung, die zwei Mikrocomputer benötigt, verringert werden.
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Während die
herkömmliche
Steuerung zwei Signalpfade zum Verbinden der I/F-Schaltung 69 mit den
Mikrocomputern 80 und 90 benötigt, benötigt weiterhin die Steuerung 10 gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung nur einen Signalpfad zum Verbinden der I/F-Schaltung 69 mit
dem Mikrocomputer 20, wobei die Schaltungskonfiguration
vereinfacht wird, was zu einer verbesserten Zuverlässigkeit
der Steuerung 10 führt.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Steuerung wird die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N erhöht,
auch wenn der Mittelwert Xa von dem zulässigen Bereich ΔXa im Gegensatz
zu kontinuierlich periodisch abweicht. Jedoch kann die Steuerung
so modifiziert werden, dass die Abweichungs- Häufigkeits-Nummer
N nur erhöht
wird, wenn der Mittelwert Xa von dem zulässigen Bereich ΔXa kontinuierlich abweicht,
und wenn die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N die voreingestellte Nummer N1 erreicht, dass eine Steuerung des
Elektromotors 50 beendet wird.
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Als
Nächstes
wird eine Steuerung für
einen motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit Bezug auf 4 beschrieben.
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Die
Steuerung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Elektromotors
beendet wird, wenn die Anzahl von Malen, in denen der Mittelwert
Xa der Steuerwerte X von dem zulässigen
Bereich ΔXa
abweicht, die voreingestellte Nummer N1 innerhalb einer vorbestimmten
Zeitperiode erreicht hat.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das den Ablauf einer durch die Steuerung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
durchgeführten
Steuerung zeigt.
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Da
die Steuerung des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
identisch mit der Steuerung des ersten Ausführungsbeispiels ist, mit Ausnahme
des in 4 gezeigten Steuerablaufes, werden Beschreibungen
für die
identischen Bereiche weggelassen.
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Als
Erstes wird ein (nicht gezeigter) in dem Mikrocomputer 20 eingebauter
Timer TM gestartet (S50). Anschließend ruft der digitale Signalprozessor 30 zuerst
das Steuersignal von der Motorsteuerungssektion 40 ab (S52),
berechnet einen Steuerwert X aus dem abgerufenen Steuersignal und
speichert den berechneten Steuerwert X in einem darin bereitgestellten
Speicher (S54). Anschließend
erhöht
der digitale Signalprozessor 30 eine Berechnungsnummer
M um eins, die ein Parameter ist, die die Anzahl von Malen angibt,
in denen eine Berechnung zum Erhalten des Steuerwerts X durchgeführt wurde
(S56), und beurteilt, ob die Berechnungsnummer M eine voreingestellte
Berechnungsnummer M1 erreicht hat (S58).
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Das
heißt,
wenn die Berechnungsnummer M die voreingestellte Berechnungsnummer
M1 erreicht hat, wiederholt der digitale Signalprozessor 30 die Verarbeitung
zum Abrufen des Steuersignals, des Berechnens eines entsprechenden
Steuerwerts X und des Speicherns des berechneten Steuerwerts X (S52
bis S58).
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Anschließend, wenn
die Berechnungsnummer M die voreingestellte Berechnungsnummer M1 erreicht
hat (S58: Ja), berechnet der digitale Signalprozessor 30 einen
Mittelwert Xa der in den Speicherbereich gespeicherten Steuerwerte
X (S60) und setzt die Berechnungsnummer M zurück (S62). Der Mittelwert Xa
der durch den digitalen Signalprozessor 30 berechneten
Steuerwerte X wird an die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 des
Mikrocomputers 20 gesendet. Die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 beurteilt,
ob der Mittelwert Xa von einem zulässigen Bereich ΔXa abweicht
(S64). Wenn der Mittelwert Xa beurteilt wird, von dem zulässigen Bereich ΔXa abzuweichen
(S64: Ja) erhöht
die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 eine
Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N, die die Anzahl von Malen angibt, in denen der Mittelwert Xa von dem
zulässigen
Bereich ΔXa
abweicht, um eins (S66).
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Anschließend beurteilt
der Mikrocomputer 20, ob eine von dem Timer TM abgezählte Zeit
T eine voreingestellte Zeit T1 erreicht hat (S68). Bis die Zeit T
beurteilt wird, die voreingestellte Zeit T1 erreicht zu haben, wird
die Verarbeitung zum Abrufen der Steuersignale und Berechnen des
Mittelwerts Xa der Kontrollwerte X des Steuersignals wiederholt
(S52 bis S68).
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Wenn
die von dem Timer TM abgezählte
Zeit T die voreingestellte Zeit T1 erreicht hat (S68: Ja), wird
der Timer TM zurückgesetzt
(S70), und wenn die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N beurteilt wird, eine voreingestellte Nummer N1 erreicht oder überschritten
zu haben (S72: Ja), sendet die Abnormzustandsüberwachungssektion einen Steuerungsunterdrückungsbefehl
an die Motorsteuerungssektion 40 (S74).
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In
einem beispielhaften Fall von N1 = 6 erreicht die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N die voreingestellte Nummer N1 während der zweiten Periode P2
in 3, während
der Xn+11 – Xn+16 als
Mittelwerte Xa berechnet werden, da Xn+11 – Xn+16 alle außerhalb des in 3 gezeigten
zulässigen
Bereichs ΔXa
liegen. In diesem Fall sendet die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 den
Steuerungsunterdrückungsbefehl
an die Motorsteuerungssektion 40 (S74).
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Das
heißt,
wenn der Mittelwert Xa der Steuerwerte X wiederholt von dem zulässigen Bereich ΔXa innerhalb
der voreingestellten Zeitperiode T1 abweicht, dass eine hohe Wahrscheinlichkeit
besteht, dass sich die Steuerung 10 in einem abnormen Zustand
befindet. Daher wird der Steuerungsunterdrückungsbefehl an die Motorsteuerungssektion 40 gesendet
(S74).
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Nach
Empfang des Steuerungsunterdrückungsbefehls
beendet die Motorsteuerungssektion 40 die Ausgabe des Steuersignals
an die Ansteuerschaltung 83, um einen Antrieb des Elektromotors 50 zu
beenden.
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Anschließend gibt
die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 ein
Abnormzustandsinformiersignal an die Warnlampe 52 aus,
die an der Instrumententafel des Fahrzeugs angebracht ist (S76).
Als eine Folge wird die Warnlampe 52 eingeschaltet oder
zum Blinken gebracht, um den Fahrer über den Abnormzustand der Steuerung 10 zu
informieren.
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Anschließend setzt
die Abnormzustandsüberwachungssektion 21 die
Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N zurück
(S78) und beendet die Verarbeitung.
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Wie
vorstehend beschrieben ermöglicht
das Verwenden der Steuerung 10 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
dass die Steuerung des Elektromotors 50 beendet wird, wenn
die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer – die die
Anzahl von Malen angibt, in denen der Mittelwert Xa der Steuerwerte
X der Steuersignalausgabe der Motorsteuerungssektion 40 von
dem zulässigen
Bereich ΔXa abweicht – die voreingestellte
Nummer N1 innerhalb der voreingestellten Zeitperiode T1 erreicht
hat.
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Dementsprechend
wird eine Steuerung des Elektromotors 50 nicht sofort nach
einmaligem Erfassen, dass der Steuerwert den voreingestellten Wert erreicht
hat, wie im Fall der herkömmlichen
Steuerung, nicht beendet. Daher wird eine Zuverlässigkeit einer Abnormzustandsbeurteilung
verbessert.
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Da
weiterhin nur ein Minicomputer benötigt wird, können Produktionskosten
im Vergleich mit der herkömmlichen
Steuerung, die zwei Mikrocomputer benötigt, verringert werden.
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Während weiterhin
die herkömmliche
Steuerung zwei Signalpfade zum Verbinden der I/F-Schaltung 69 mit
den Mikrocomputern 80 und 90 benötigt, benötigt die
Steuerung 10 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung nur einen Signalpfad zum Verbinden der I/F-Schaltung 69 mit
dem Mikrocomputer 20, wodurch die Schaltungskonfiguration vereinfacht
wird.
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Bei
der vorstehend beschriebenen Steuerung wird die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N auch dann erhöht,
wenn der Mittelwert Xa von dem zulässigen Bereich ΔXa im Gegensatz
zu kontinuierlich periodisch innerhalb der voreingestellten Zeitperiode
T1 abweicht. Jedoch kann die Steuerung so modifiziert werden, dass
die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N nur dann erhöht
wird, wenn der Mittelwert Xa von dem zulässigen Bereich ΔXa kontinuierlich
innerhalb der voreingestellten Zeitperiode T1 abweicht, und wenn
die Abweichungs-Häufigkeits-Nummer
N die voreingestellte Nummer N1 erreicht, wird die Steuerung des
Elektromotors 50 beendet.
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5 zeigt
eine Steuerung 12 gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. In der Steuerung 12 werden von der Ansteuerschaltung 83 an
den Elektromotor 50 zugeführte momentane Größen durch
Verwenden einer A/D-Konvertierschaltung 54 in
digitale Signal konvertiert, und die digitalen Signale werden an
den digitalen Signalprozessor 30 gesendet, der einen Mittelwert
der digitalen Signale berechnet.
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Weiterhin
wird in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Anzahl von
Malen, in denen der Mittelwert Xa der Steuerwerte X der Steuersignale
von dem zulässigen
Bereich ΔXa
abweicht, gezählt.
Jedoch kann ein Schema zum Zählen
der Anzahl von Malen, in denen der Maximal- oder Minimalwert der
Steuerwerte X von dem zulässigen
Bereich ΔXa
abweicht, angewendet werden.
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Weiterhin
kann eine Gewichtungseinrichtung angewendet werden, die eine Gewichtung
entsprechend der Größe des Lenkmoments
bereitstellt, zum Beispiel durch einen Vorgang zum Ändern des
zulässigen
Bereichs ΔXa
mit der Größe des Lenkmoments.
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Weiterhin
kann der digitale Signalprozessor 30 eingerichtet sein,
die Funktion der Abnormzustandsüberwachungssektion 21 bereitzustellen.
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Die
Momentberechnungssektion 22 und die Motorsteuerungssektion 40 entsprechen
der Steuersektion der gegenwärtigen
Erfindung; und der digitale Signalprozessor 30, und die
Abnormzustandsüberwachungssektion 21 entsprechen
der Abnormzustandsbeurteilungssektion der gegenwärtigen Erfindung. Ebenso entspricht
die Warnlampe 52 der Informier-Sektion der gegenwärtigen Erfindung.
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In
einer tatsächlichen
Steuerung werden die Abnormzustandsüberwachungssektion, die Momentberechnungssektion 22 und
die Motorsteuerungssektion 40 des Mikrocomputers 20 mit
Hilfe eines in einer nicht gezeigten Speichereinrichtung des Mikrocomputers 20 gespeicherten
Steuerprogramm realisiert.
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Weiterhin
dienen die Verarbeitung der Schritte S10 bis S26 in 2 und
die Verarbeitung der Schritte S50 bis S72 in 4 alle als
die Abnormzustandsbeurteilungssektion der Erfindung; Schritt S28 in 2 und
Schritt S74 in 4 dienen beide als die Steuerunterdrückungssektion
der Erfindung; und Schritt S30 in 2 und Schritt
S76 in 4 dienen beide als die Informier-Sektion der Erfindung.
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Es
ist ersichtlich, dass zahlreiche Modifikationen und Variationen
der Erfindung im Lichte der vorstehenden Lehre möglich sind. Es soll hierbei
verstanden sein, dass innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche die
Erfindung anderweitig realisiert werden kann, als speziell hier
beschrieben.
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In
einer Steuerung für
einen motorbetriebenen Servolenkungsmechanismus gibt eine Motorsteuerungssektion
ein Steuersignal entsprechend einer Momentbefehlsausgabe von einer
Momentberechnungssektion an eine Ansteuerschaltung aus. Ein digitaler
Signalprozessor empfängt
das Steuersignal, berechnet einen Mittelwert von Werten des Steuersignals
während
einer vorbestimmten Zeitperiode und gibt den Mittelwert an eine
Abnormzustandsüberwachungssektion
aus. Die Abnormzustandsüberwachungssektion
zählt die
Anzahl von Malen, in der der Mittelwert von einem zulässigen Bereich
abweicht. Wenn die Anzahl von Malen eine vorbestimmte Anzahl erreicht
hat, bestimmt die Abnormzustandsüberwachungssektion,
dass die Steuerung sich in einem Abnormzustand befindet, und gibt
ein Steuerunterdrückungssignal
an die Motorsteuerungssektion aus.