DE69202128T2

DE69202128T2 - Servolenkung.

Info

Publication number: DE69202128T2
Application number: DE69202128T
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Matsuoka; Hidetoshi Tabuse
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1991-09-13
Filing date: 1992-09-02
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: FR2681302A1; JP2583468Y2; DE69202128D1; US5339243A; EP0531870B1; JPH0524479U; EP0531870A3; FR2681302B1; EP0531870A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkvorrichtung, die zum Liefern von Kraft zur Unterstützung der Lenkkraft für ein Fahrzeug ein Betätigungselement verwendet.
Für Fahrzeuge sind Elektroservolenkvorrichtungen zum Einsatz gekommen, bei denen die Lenkvorrichtung beispielsweise einen Elektromotor als Betätigungselement zum Liefern von Kraft zur Unterstützung der Lenkbemühungen des Fahrers verwendet. Bei derartigen elektrischen Servolenkvorrichtungen wird die Lenkkraft durch einen Drehmomentsensor ermittelt und der Elektromotor wird entsprechend dem von dem Drehmomentsensor ermittelten Drehmoment betätigt.
Ferner wird die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ermittelt, und eine Steuerung erfolgt derart, daß, wenn die ermittelte Geschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt, die dem von dem Drehmomentsensor ermittelten Drehmoment entsprechende Arbeitsweise des Elektromotors abgeschaltet wird, um die Kraftunterstützung bei hoher Fahrgeschwindigkeit abzuschalten und dadurch die Lenksicherheit zu erhöhen.
Falls jedoch der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor versagt, besteht die Möglichkeit, daß der entsprechend dem ermittelten Drehmoment zu betätigende Elektromotor eventuell nicht, wie vorgesehen, abgeschaltet wird; um dieses Problem zu vermeiden, ist zur ausfallsicheren Verwendung ein zweiter Fahrzeuggeschwindigkeitssensor vorgesehen, so daß im Falle des Versagens des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors der Elektromotor auf der Basis der von dem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ermittelten Geschwindigkeit abgeschaltet werden kann. Wenn zur ausfallsicheren Verwendung ein derartiger zweiter Fahrzeuggeschwindigkeitssensor vorgesehen ist, wird die Betätigung des Elektromotors üblicherweise auf der Basis des größeren Geschwindigkeitswertes der beiden von den beiden Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren ermittelten Werte abgeschaltet.
Eine motorgetriebene Servolenkvorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Geschwindigkeitssensor ist in EP-A-0 273 387 beschrieben. Ferner weist die Servolenkvorrichtung einen Drehmomentsensor und eine Steuereinrichtung auf, wobei die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Ermitteln der Differenz zwischen zwei ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten aufweist. Solange beide Geschwindigkeitssensoren sich nur geringfügig unterscheidende Geschwindigkeitswerte liefern, wird einer der Geschwindigkeitswerte zum Steuern des Betätigungselementes zur Unterstützung der Lenkkraft verwendet. Versagt einer der Sensoren und ist die Differenz der Fahrzeuggeschwindigkeitswerte größer als ein vorbestiminter Wert, wird die Unterstützungskraft abgeschaltet.
Bei einer Konfiguration, bei der das Versagen des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors durch Überwachung des sensorermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes über eine kurze Zeitdauer ermittelt wird, besteht die Möglichkeit einer fehlerhaften Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn bei dem ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswert ein Flattern auftritt, und sobald der fehlerhafte Fahrzeuggeschwindigkeitswert ermittelt worden ist, wird der Elektromotor, der zur Lieferung von Kraft zur Unterstützung der Lenkkraft vorgesehen ist, selbst nach Abschluß der Fehlerermittlung im ausgeschalteten- Zustand belassen, wodurch die Ausnutzungsrate des Elektromotors abnimmt. Andererseits besteht bei einer Konfiguration, bei der das Versagen des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors durch Überwachung der ermittelten Geschwindigkeitswerte über eine längere Zeitdauer ermittelt wird, die Möglichkeit, daß der Elektromotor eventuell nicht abgeschaltet wird, bis das Sensorversagen ermittelt worden ist, wodurch die Lenksicherheit beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit herabgesetzt ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenkvorrichtung, die imstande ist, die Betätigung eines Betätigungselementes zu steuern, zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gewährleistet die Lenksicherheit beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit, ohne die Ausnutzungsrate des Betätigungselementes, das Kraft zur Unterstützung der Lenkkraft liefert, zu verringern.
Die Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung weist einen Drehmomentsensor zur Ermittlung der Lenkkraft, ein Betätigungselement zur Unterstützung der Lenkkraft entsprechend dem von dem Drehmomentsensor ermittelten Drehmoment, zwei Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren zur Ermittlung von Geschwindigkeitswerten und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Betätigung des Betätigungselementes auf der Basis von Fahrzeuggeschwindigkeitswerten auf, welche von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren ermittelt werden, wobei, wenn die Differenz zwischen den von den beiden Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten größer als ein vorbestimmter Wert ist, der größere Wert der beiden integriert wird, um einen Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert (Fahrzeuggeschwindigkeits-Steuerwert) zur Steuerung der Betätigung des Betätigungselementes zu bestimmen. Vorzugsweise ist das Betätigungselement ein Elektromotor.
Erfindungsgemäß wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz größer als der vorbestimmte Wert ist und länger als eine vorbestimmte Zeitdauer in diesem Zustand verbleibt, entweder ein vorbestimmter Fahrzeuggeschwindigkeitswert als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert eingestellt oder die Betätigung des Betätigungselementes wird gesperrt. Der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert wird auf der Basis des vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes und einer vorbestimmten Zeitkonstante verändert. Ferner wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz innerhalb der vorbestimmten Zeitdauer kleiner als ein erster vorbestimmter Wert wird und wenn die Differenz zwischen dem Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert und dem einen oder dem anderen der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerte kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert wird, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, der eine oder der andere der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerte als der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert eingestellt.
Auf diese Weise ergibt sich bei der Servolenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung selbst beim Auftreten einer abrupten Veränderung bei dem sensorermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswert keine abrupte Veränderung des die Lenkkraft unterstützenden Betätigungselementes und kein Absinken seiner Ausnutzungsrate. Ferner ist die Lenksicherheit beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit erhöht.
Die obige und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden deutlicher anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen, welche zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der Konfiguration einer Servolenkvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
Fign. 2 und 3 Flußdiagramme der Schritte einer Routine zur Bestimmung eines Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswertes durch einen Mikrocomputer;
Fig. 4 ein Flußdiagramm der Schritte einer Sicherungsprüfroutine;
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Sensorausgangssignal und dem Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert, wenn ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensorversagen aufgetreten ist;
Fig. 6 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen Sensorausgangssignal und Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert, wenn bei dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensorausgangssignal ein Flattern aufgetreten ist.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen als Beispiel beschrieben.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Konfiguration einer Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Spannung aus einer Gleichstromversorgungsquelle E wird durch eine Stromversorgungsschaltung 1 einem Stromanschluß V eines Mikrocomputers 2 zugeführt, welcher einen Zähler 2a und einen (nicht dargestellten) Zeitgeber enthält. Die Spannung von der Gleichstromversorgungsquelle E wird dem Mikrocomputer 2 auch durch einen mit einem Motorzündschalter gekoppelten Schalter SW und durch eine Schnittstelle 3 zugeführt.
Zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit sind ein erster Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 und ein zweiter Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS2 vorgesehen, und ihre ermittelten Geschwindigkeitswerte werden über jeweilige Schnittstellen 4 und 5 dem Mikrocomputer 2 zugeführt. Ein Drehmomentsensor TS ermittelt die Lenkkraft, und das ermittelte Drehmoment wird über eine Schnittstelle 6 in den Mikrocomputer 2 eingegeben. Der Mikrocomputer 2 gibt ein Elektromotortreibersignal aus, das einer Elektromotortreiberschaltung 7 eingegeben wird. Die Elektromotortreiberschaltung 7 gibt Antriebsenergie zum Treiben eines Elektromotors M aus, der Kraft zur Unterstützung der Lenkkraft liefert. In einem Sicherungsspeicher 8 ist eine Versagen-Bestimmungsflagge gespeichert, welche gesetzt wird, wenn der Mikrocomputer 2 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensorversagenszustand bestimmt hat, wie später beschrieben wird.
Im folgenden wird der Betrieb der auf diese Weise konfigurierten Servolenkvorrichtung unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fign. 2, 3 und 4 beschrieben, welche die Steuerungsschritte des Mikrocomputers 2 zeigen, sowie unter Bezugnahme auf die Fign. 5 und 6, welche die Beziehungen zwischen den von den ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 und SS2 ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten relativ zu den Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswerten zeigen.
Der Mikrocomputer 2 wartet, bis die in dem (nicht dargestellten) Zeitgeber eingestellte Zeit abgelaufen ist, und wenn die Zeitabgelaufen-Situation eingetreten ist (S1: JA) , wird die Versagen-Bestimmungsflagge getestet, um festzustellen, ob die Flagge zum Feststellen eines Versagenszustands gesetzt ist (S2).
Wenn die Versagen-Bestimmungsflagge nicht gesetzt ist (S2: NEIN), wird ein erster Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1, der von dem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 ermittelt wird, zuerst gelesen (S3), und dann wird ein zweiter Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2, der von dem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS2 ermittelt wird, gelesen (S4). Zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeitswerten V1 und V2 wird ein Vergleich vorgenommen; ist der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 der größere der beiden (S5: JA), wird der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va gewählt (S6), ist der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 der größere der beiden (S5: NEIN), dann wird der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va gewählt (S7).
Als nächstes wird eine Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 , die Differenz zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeitswerten V1 und V2, mit einem ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 verglichen (S8); ist die Differenz geringer als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 (S8: JA), dann wird eine Versagen-Ermittlungsflagge getestet, um festzustellen, ob die das Auftreten eines Versagens bei dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 oder SS2 anzeigende Flagge gesetzt ist (S9). Ist die Flagge nicht gesetzt (S9: NEIN) , wird wieder der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va gewählt (S10), und der auf diese Weise bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va wird als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt (S11), so daß auf diese Weise der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb zur Steuerung der Betätigung des Elektromotors M bestimmt wird (S12).
Wenn beide Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 und SS2 korrekt funktionieren, wird der von dem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va gewählt. Infolgedessen wird während der Zeitspanne T1, in der die Differenz zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeitswerten V1 und V2 der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 und SS2 im Rahmen des vorbestiznmten Wertes liegt (ΔVs1), wie in Fig. 5 gezeigt, der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb zur Steuerung der Betätigung des Elektromotors M gewählt.
Falls andererseits der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 zur Zeit t0 in Fig. 5 beispielsweise aufgrund eines Drahtbruchs versagt, nimmt die Differenz zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 des zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS2 zu. Infolgedessen wird, wenn der Mikrocomputer 2 die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 mit dem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 vergleicht, bestimmt, daß die Differenz größer als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 ist (S8: NEIN), und daher wird die Versagen-Ermittlungsflagge gesetzt (S13).
Dann wird der Zähler 2a inkrementiert (S14) und es wird entschieden, ob der Zählwert des Zählers 2a geringer als ein Versagensbestimmungswert CTs ist, eine Versagensdauerzeit zur Bestimmung eines Versagenzustands (S15). Ist der Zählwert geringer als der Versagensbestiinmungswert CTs (S15: JA), wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va, d.h. der größere Fahrzeuggeschwindigkeitswert der beiden, mit der größtmöglichen Integrationszeitkonstante T, die die Sicherheit nicht beeinträchtigt, integriert, und das Ergebnis der Integration {1/(1+TS)}Va wird als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt (S16), so daß auf diese Weise der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb bestimmt ist (S12). Bei der Integration ist S ein Laplace-Operator.
Infolgedessen nimmt der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb von t0 in Fig. 5 an schrittweise zu, um sich an den Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 anzugleichen. Dann wird die Versagensermittlungsoperation eingeleitet, um die Betätigung des Elektromotors M durch die auf diese Weise bestimmte Steuerfahrzeuggeschwindigkeit Vb zu steuern. Während der Zeit, in der die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz V1 - V2 größer als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 ist, wird der Zählwert des Zählers 2a weiterhin inkrementiert.
Wenn andererseits bei dem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 kein Drahtbruch vorlag, sondern der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 lediglich vorübergehend abfiel und dann auf normales Niveau wiederhergestellt wurde, sieht die Entscheidung so aus, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 kleiner ist als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 (S8: JA) und der Programmablauf geht weiter zu S9, wo die Versagen-Ermittlungsflagge getestet wird, um festzustellen, ob die Flagge von dem Mikrocomputer 2 gesetzt worden ist. Ist die Flagge gesetzt (S9: JA), wird geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 geringer ist als ein zweiter Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2, der geringer ist als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 (S17).
Ist die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz geringer als ΔVs2 (S17: JA), das heißt, ist der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 auf dem normalen Niveau wiederhergestellt, wobei die ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 und SS2 beide normale Fahrzeuggeschwindigkeitswerte V1 und V2 liefern, dann wird der Zählwert des Zählers 2a gelöscht (S18); die Situation wird als vorübergehende Fehlfunktion bestimmt und die Fehlerermittlungsoperation wird daher gestoppt. Dann wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va, d.h. der größere Fahrzeuggeschwindigkeitswert der beiden, integriert, und das Ergebnis der Integration, {1/(1+TS)}Va, als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt (S19).
Als nächstes wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem Steuergeschwindigkeitswert Vb und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 geringer ist als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S20): ist die Differenz geringer als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S20: JA), wird die Versagen-Ermittlungsflagge gelöscht (S21), und auf diese Weise wird der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb bestimmt (S12).
Das heißt, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 auf normalem Niveau wiederhergestellt ist, bevor der Zählwert den in Fig. 5 gezeigten Versagensbestimmungswert CTs erreicht, anhand dessen der Versagenszustand zu bestimmen ist, wird wieder der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb gewählt. Wenn andererseits bestimmt wird, daß die Differenz Vb - V1 , d.h. die Differenz zwischen dem Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1, größer als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 ist (S20: NEIN), wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va integriert und die Versagensermittlungsoperation fortgesetzt, ohne die Versagen-Ermittlungsflagge zu löschen.
Ist die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 , d.h. die Differenz zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeitswerten V1 und V2, größer als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S17: NEIN), wird bestimmt, daß der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 noch immer anomal ist, und der Zählwert des Zählers 2a wird inkrementiert (S14). Solange der Zählwert des Zählers 2a den Versagensbestimmungswert CTs nicht erreicht, wird der Geschwindigkeitsermittlungswert Va integriert (S16) und das Ergebnis als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt (S12), anhand dessen die Betätigung des Elektromotors M gesteuert wird.
Wenn die Versagensermittlungsoperation weiter fortgesetzt wird und der inkrementierte Zählstandswert des Zählers 2a den Versagensbestimmungswert CTs erreicht (S15: NEIN), wird bestimmt, daß der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor in einem fehlerhaften Zustand ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va wird auf einen vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf eingestellt, der die Sicherheit nicht beeinträchtigt (S22). Dann wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va als {1/(1+T5)}Va integriert (S23), die Versagen-Bestimmungsflagge wird gesetzt, um das Versagen des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors zu bestimmen (S24), und dementsprechend wird der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb bestimmt (S12), anhand dessen die Betätigung des Elektromotors M gesteuert wird.
Das heißt, an dem Zählungsendpunkt t1 des Versagensbestimmungswertes CTs, wie in Fig. 5 gezeigt, wird der vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf auf den Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Va übertragen, welcher dann integriert wird; folglich nimmt der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb schrittweise zu und wird auf dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf gehalten, welcher die Sicherheit nicht beeinträchtigt. Daher wird, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor versagt hat, die Betätigung des Elektromotors M entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschaltet, so daß der Elektromotor M in einem Sicherheitszustand gesteuert wird, in dem der Lenkkraft keine Unterstützung geliefert wird. Bei einer alternativen Konstruktion kann die Betätigung des Elektromotors M abgeschaltet werden, ohne den Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb auf den vorgeschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf einzustellen.
Ferner nimmt, wie in Fig. 6 gezeigt, beim Auftreten eines Flatterns CH bei dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 , d.h. die Differenz zwischen dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 des zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS2, vorübergehend zu. In diesem Fall wird, falls der Mikrocomputer 2 bestimmt, daß die Differenz größer ist als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert Δs1 (S8: NEIN), die Versagen-Ermittlungsflagge gesetzt (S13), der Zählstandswert des Zählers 2a inkrementiert (S14), und wenn der Zählwert nicht gleich dem oder größer als der Versagensbestimmungswert CTs ist (S15: JA), wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va, d.h. der größere Fahrzeuggeschwindigkeitswert, integriert (S16).
Folglich nimmt der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb, wie in Fig. 6 gezeigt, leicht zu und nimmt ab, wenn das Flattern CH verschwindet. Wenn der Mikrocomputer 2 bestimmt hat, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz V1 - V2 geringer ist als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S8: JA) , und auch, daß die Differenz geringer ist als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S17: JA), wird der Zählstandswert des Zählers 2a gelöscht (S18) und der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va wird integriert (S19). Folglich wird der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert VB dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 nähergebracht.
Auf diese Weise wird eine abrupte Veränderung des Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswertes Vb verhindert, selbst wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 vorübergehend zunimmt; auf diese Weise wird die Betätigung des Elektromotors M ohne Beeinträchtigung der Sicherheit gesteuert.
Wie beschrieben, wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz V1 - V2 , d.h. die Differenz zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeitswerten V1 und V2 der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 und SS2, größer als der vorbestimmte Wert wird, der Fahrzeuggeschwindigkeitserinittlungswert Va mit der größtmöglichen Integrationskonstante, die die Sicherheit nicht beeinträchtigt, integriert, und das Integrationsergebnis wird als der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt. Daher wird, falls der eine oder der andere der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren versagt hat, der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb unter Verwendung des größeren Sensorausgangssignals der beiden schrittweise größer gemacht, so daß die Betätigung des Elektromotors M ohne Beeinträchtigung der Sicherheit gesteuert wird.
Wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert des betroffenen Fahrzeuggeschwindigkeitssensors auf Normalniveau zurückkehrt, kehrt auch der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb auf normales Niveau zurück; auf diese Weise wird das Abfallen der Ausnutzungsrate des Elektromotors M zur Unterstützung der Lenkkraft verhindert. Ferner wird, falls eine abrupte Veränderung in dem ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswert auftritt, die Lenksicherheit beibehalten, da die Veränderung des Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswertes Vb schrittweise herbeigeführt wird.
Im folgenden wird eine Sicherungsprüfoperation beim Speichern eines Fahrzeugsensorversagenzustands in einem Speicher beschrieben. Es sei angenommen, daß die Zeit-abgelaufen-Situation eingetreten ist (S1: JA) und auch, daß die Versagen-Bestimmungsflagge gesetzt ist (S2: JA), dann wird eine Sicherungsflagge getestet, um festzustellen, ob die Flagge gesetzt ist, um anzuzeigen, daß in dem Sicherungsspeicher 8 ein Fahrzeugsensorversagenzustand gespeichert ist (S25).
Wenn die Flagge gesetzt ist (S25: JA) , wird zunächst der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 gelesen (S26) und dann wird der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 des zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS2 gelesen (S27). Danach wird bestimmt, ob der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 größer als ein Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert V2 ist (S28); ist er größer als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert Vs (S28: JA), dann wird bestimmt, ob der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 größer ist als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert Vs (S29). Ist der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 größer als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert Vs (S29: JA), wird die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz V1 - V2 mit dem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 verglichen (S30); ist die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 geringer als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S30: JA), dann wird bestimmt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 und SS2 beide korrekt arbeiten und die Sicherungsflagge wird gelöscht (S31). Danach wird die Versagen-Bestimmungsflagge gelöscht (S32) und die Versagen-Ermittlungsflagge wird gesetzt (S33).
Als nächstes wird ein Vergleich zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeitswerten V1 und V2 vorgenommen (S34): ist der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 größer als der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2, wird der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va gewählt (S35), und wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 größer ist als der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1, wird der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va gewählt (S36). Dann wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va integriert (S19) und das Integrationsergebnis als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt. Ist die Differenz zwischen dem steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 geringer als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S20: JA,) wird die Versagen-Ermittlungsflagge gelöscht (S21), um die Versagensermittlungsoperation zu stoppen. Wenn andererseits die Differenz größer ist als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S20: NEIN), wird die Versagensermittlungsoperation fortgesetzt. Dann wird der durch Integration des Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswertes Va erhaltene Wert als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt (S12), anhand dessen die Betätigung des Elektromotors M gesteuert wird.
Andererseits wird, wenn die Sicherungsflagge nicht gesetzt ist (S25: NEIN), wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 geringer ist als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert Vs (S28: NEIN), wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V2 geringer ist als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert Vs (S29: NEIN) oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 größer ist als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S30: NEIN), bestimmt, daß der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 oder SS2 in einem fehlerhaften Zustand ist, woraufhin der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va auf den vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf eingestellt wird (S22), der so eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va wird integriert (S23), die Versagen-Bestimmungsflagge wird gesetzt (S24) und der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb wird schrittweise erhöht und auf dem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf gehalten, so daß die Betätigung des Elektromotors M entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschaltet wird.
Im folgenden wird die Operation des erneuten Startens des Motors nach dem Anhalten unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 4 beschrieben.
Wenn der Motorzündschalter eingeschaltet wird, wird der mit ihm gekoppelte Schalter SW eingeschaltet. Der Mikrocomputer 2 bestimmt, ob der Motorzündschalter eingeschaltet worden ist oder nicht (S40), wobei der Mikrocomputer 2 in einen Zustand versetzt ist, in dem er auf das Einschalten des Motorzündschalters wartet. Wenn festgestellt worden ist, daß der Motorzündschalter eingeschaltet worden ist (S40: JA), dann wird die Versagen-Bestimmungsflagge getestet, um festzustellen, ob die Flagge gesetzt ist oder nicht (S41).
Wenn die Versagen-Bestimmungsflagge gesetzt ist, weil der eine oder der andere der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 oder SS2 versagt hatte, bevor der Motorzündschalter eingeschaltet wurde (S41: JA), dann wird die Sicherungsflagge gesetzt (S42) und der Programmablauf geht weiter zu S26. Wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 oder SS2 in einem fehlerhaften Zustand ist, wird, falls der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 oder V2 geringer als der Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert Vs ist (S28, S29: NEIN) oder falls die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 größer als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 ist (S30: NEIN), der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va auf den vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf eingestellt, wobei die Betätigung des Elektromotors M entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschaltet wird.
Das heißt, wenn der Motor gestoppt wurde, wobei sich der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor SS1 oder SS2 in einem fehlerhaften Zustand befand, und dann neu gestartet wurde, wird der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va auf den vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf eingestellt, der die Sicherheit nicht beeinträchtigt, wodurch die Lenksicherheit beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit gewährleistet ist.
Andererseits geht, wenn die Versagen-Bestimmungsflagge nicht gesetzt ist (S41: NEIN) und daher die Sicherungsflagge gelöscht wird (S43), der Programmablauf weiter zu Schritt S3. Wie zuvor beschrieben, wird, wenn keiner der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 oder SS2 in einem fehlerhaften Zustand ist, der Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensors SS1 als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va gewählt (S10), und der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va wird als Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb eingestellt (S11), so daß der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb, anhand dessen die Betätigung des Elektromotors M gesteuert wird, auf diese Weise bestimmt wird (S12).
Ist die Fahrzeuggeschwindigkeitswertdifferenz V1 - V2 größer als der erste Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs1 (S8: NEIN), wird die Versagen-Ermittlungsflagge gesetzt (S13) und die Versagensermittlungsoperation wird fortgesetzt.
Während der Versagensermittlungsoperation wird, falls festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz V1 - V2 geringer geworden ist als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S17: JA) und auch, daß die Differenz zwischen dem Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb und dem Fahrzeuggeschwindigkeitswert V1 geringer geworden ist als der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitssollwert ΔVs2 (S20: JA), die Versagen-Ermittlungsflagge gelöscht (S21) und die Versagensermittlungsoperation wird gestoppt. Wird andererseits, nachdem die Versagen-Ermittlungsflagge gesetzt ist (S13), festgestellt, daß der Zählwert des Zählers 2a den Versagensbestimmungswert CTs erreicht hat (S15: NEIN), wird der vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf als Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va eingestellt (S22), der Fahrzeuggeschwindigkeitsermittlungswert Va wird integriert (S23), die Versagen-Bestimmungsflagge wird gesetzt (S24) und der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert Vb wird schrittweise erhöht und auf dem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert Vf gehalten, so daß die Betätigung des Elektromotors M entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschaltet wird.
Daher wird, wenn keiner der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren SS1 oder SS2 sich in einem fehlerhaften Zustand befindet, die Betätigung des Elektromotors M in derselben Weise gesteuert wie bevor der Motor gestoppt wurde.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Elektromotor M als Betätigungselement zur Unterstützung der Lenkkraft verwendet, doch sei angemerkt, daß dieselben Vorteile erzielt werden können, wenn statt des Elektromotors M ein Hydraulikzylinder verwendet wird.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der Erfindung, wenn der eine oder der andere der Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren versagt hat oder wenn in dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswert ein Flattern aufgetreten ist, was zur fehlerhaften Ermittlung des Fahrzeuggeschwindigkeitswertes führt, die Betätigung des Betätigungselementes (Elektromotor) nach Abschluß der Fehlerermittlung gesteuert werden; auf diese Weise wird ein Abfallen der Ausnutzungsrate des Betätigungselementes, das die Lenkkraft unterstützt, verhindert und die Betätigung des Betätigungselementes kann in geeigneter Weise gesteuert werden. Da der Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert schrittweise variiert wird, falls in dem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswert eine abrupte Veränderung auftritt, bietet die vorliegende Erfindung ferner ausgezeichnete Vorteile wie das Aufrechterhalten der Lenksicherheit beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit.

Claims

1. Servolenkvorrichtung, mit:

einem Drehmomentsensor (TS) zur Ermittlung der Lenkkraft,

einem Betätigungselement zur Unterstützung der Lenkkraft entsprechend dem von dem Drehmomentsensor (TS) ermittelten Drehmoment,

einem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (SS1) zur Ermittlung eines ersten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes (V1),

einem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (SS2) zur Ermittlung eines zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes (V2),

einer Steuereinrichtung (2) zur Steuerung des Betätigungselementes entsprechend dem ersten und zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V1,V2),

einer Einrichtung zur Ermittlung der Differenz zwischen den beiden ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten (V1,V2),

dadurch gekennzeichnet, daß

die Steuereinrichtung aufweist:

eine Einrichtung zum Vergleich des ersten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes (V1) mit dem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V2) und

eine Einrichtung, um den größeren der beiden Fahrzeuggeschwindigkeitswerte zu integrieren und dadurch einen Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert (Vb) zur Steuerung des Betätigungselementes zu bestimmen, wenn die Differenz größer ist als ein erster vorbestimmter Wert (ΔVs1).

2. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (2) ferner eine Einrichtung aufweist, um den ersten Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V1) als den Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert (Vb) einzustellen, wenn die Differenz zwischen den beiden ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten (V1,V2) innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer geringer geworden ist als ein erster vorbestimmter Wert (ΔVs1) und wenn die Differenz zwischen dem Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert (Vb) und dem ersten Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V1) geringer geworden ist als ein zweiter vorbestimmter Wert (ΔVs2), der geringer als der erste vorbestimmte Wert (ΔVs1) ist.

3. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (2) ferner eine Einrichtung aufweist, um einen vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswert (Vf) als den Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswert (Vb) einzustellen, wenn die Differenz zwischen den beiden ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten (V1,V2) größer als der erste vorbestimmte Wert (ΔVs1) ist und länger als eine vorbestimmte Zeitdauer in diesem Zustand verbleibt.

4. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Steuereinrichtung (2) ferner eine Einrichtung zum Variieren des Steuerfahrzeuggeschwindigkeitswertes (Vb) auf der Basis des vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitswertes (Vf) und einer vorbestimmten Zeitkonstante aufweist.

5. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinrichtung (2) ferner eine Einrichtung aufweist, um die Tätigkeit des Betätigungselementes unwirksam zu machen, wenn die Differenz zwischen den beiden ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeitswerten (V1,V2) größer als der vorbestimmte Wert (ΔVs1) ist und länger als eine vorbestimmte Zeitdauer in diesem Zustand verbleibt.

6. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, bei dem das Betätigungselement ein Elektromotor (M) ist.