WO1991000818A1 - Servo-steering system and process for increasing its safety - Google Patents

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Armin Lang
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Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D6/02—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

Definitions

  • the invention relates to a power steering system for motor vehicles with a reaction force that is variable as a function of the vehicle speed, the reaction force being controlled by an electronic control unit, according to the preamble of claim 1 and a method for increasing the. Safety of such a power steering.
  • Such a power steering system is known, for example, from the essay "Chip steers with” from mot-Autojournal, 2/1987, pages 48-52.
  • This steering system incorporates state-of-the-art safety logic with a plausibility check, through which system errors and irregularities in the speedometer signal can be detected.
  • the electronic control unit cannot distinguish whether the vehicle is still parked or is already driving. This has the consequence that the steering remains smooth even when driving.
  • the invention has for its object to indicate to the driver of the vehicle when driving a possible risk from undesired smooth operation of the steering.
  • a signal lamp is provided in a power steering system according to the generic term to make the absence of a speedometer signal visible when starting the motor vehicle.
  • an acoustic signal can also be given, for example.
  • the power steering provided with the signal lamp is expediently used according to the method of claim 2 to increase the safety of the power steering in the following manner:
  • the signal lamp is switched on.
  • the program of the electronic control unit is then initialized in a second step and a signal is sent to the steering system in accordance with the parking position of the motor vehicle.
  • the program then remains on hold and remains there until a speedometer signal indicates movement of the motor vehicle. Only after the movement of the motor vehicle has been recognized does the signal lamp go out and the normal steering program begins.
  • the signal lamp is expediently also switched on when a fault "or an irregularity in the program sequence is determined during driving operation by a safety logic contained in the electronic control unit with a plausibility check.
  • the power steering according to the invention and the associated method prevent the motor vehicle from being operated at a speed which is higher than the normal speed during a parking process if the speedometer has failed, without the driver of the motor vehicle being informed that the smoothness that occurs Steering can lead to a hazard.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the power steering using the example of a
  • Fig. 2 is a schematic flow diagram of the
  • the power steering contains a rack-and-pinion steering gear 1 with a control valve 2 for controlling a pressure medium, which is conveyed from a container 4 by a servo pump 3.
  • the reaction force of the power steering is controlled by an electronic control unit 5 via an electro-hydraulic converter 6 as a function of the vehicle speed.
  • the signal required for changing the reaction force is supplied to the electronic control unit 5 by an electronic tachometer 7.
  • a signal lamp 8 which is connected to the electronic control unit 5, makes the absence of a speedometer signal visible when the motor vehicle is started.
  • the electronic control unit 5 By actuating the ignition of the motor vehicle engine, which is designated “Reset" in the flowchart in FIG. 2, the electronic control unit 5 is supplied with voltage and can thus carry out the control functions.
  • the signal lamp 8 is switched on in a first step 10.
  • the program of the electronic control unit 5 is then initialized in a second step 11 and a signal corresponding to the parking position of the motor vehicle is delivered to the electro-hydraulic converter 6.
  • the program continues on hold and remains there until a speedometer signal indicates a movement of the motor vehicle. If no tachometer signal is sent to the electronic control unit 5, the signal lamp 8 remains on. Only when the movement of the motor vehicle is recognized and displayed by a tachometer signal, the signal lamp 8 goes out and the normal steering program 13 begins.
  • the signal lamp 8 can be controlled in such a way that it is switched on when a fault or an error is detected during driving operation by a safety logic contained in the electronic control unit 5 with a plausibility check
  • Irregularity in the program flow is determined.
  • An error detection 14 checks whether the error is of importance for the safety of the vehicle. If necessary, the control is converted by a subsequent error processing 15 into a safe mode state in which, for. B .. a medium characteristic curve is selected or the last characteristic curve is retained.

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Abstract

In a servo-steering system for motor vehicles with a reaction which varies with the speed of the vehicle, the reaction is controlled by an electronic control unit (5). Here there is a pilot lamp (8) which indicates the lack of a tachometer signal when the vehicle is started. The pilot lamp is not extinguished until the electronic control unit (5) recognises and indicates a movement of the vehicle through a tachometer signal. The illumination of the pilot lamp (8) warns the driver of possible danger which may arise through the fact that the steering remains light even at higher speeds.

Description

Servolenkung und Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit einer Servolenkung Power steering and method for increasing the safety of a power steering
Die Erfindung betrifft eine Servolenkung für Kraftfahrzeuge mit in Abhängigkeit von der FahrZeuggeschwindigkeit veränderbarer Reaktionskraft, wobei die Reaktionskraft durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert wird, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zur Erhöhung der. Sicherheit einer solchen Servolenkung.The invention relates to a power steering system for motor vehicles with a reaction force that is variable as a function of the vehicle speed, the reaction force being controlled by an electronic control unit, according to the preamble of claim 1 and a method for increasing the. Safety of such a power steering.
Eine derartige Servolenkung ist beispielsweise bekannt aus dem Aufsatz "Chip lenkt mit" aus mot- Autojournal, 2/1987, Seiten 48 - 52. Diese Lenkung beinhaltet nach neuestem Stand eine Sicherheitslogik mit Plausibilitätsprüfung, durch die Systemfehler und Unregelmäßigkeiten des Tachometersignales erfaßt werden können.Such a power steering system is known, for example, from the essay "Chip steers with" from mot-Autojournal, 2/1987, pages 48-52. This steering system incorporates state-of-the-art safety logic with a plausibility check, through which system errors and irregularities in the speedometer signal can be detected.
Bei einer derartigen Servolenkung mit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbarer Reaktionskraft kann grob unterschieden werden zwischen zwei Betriebszuständen: Im Zustand der Parkierstellung ist die Lenkung leichtgängig, im Fahrzustand wird die Lenkung mit zunehmender Geschwindigkeit schwergängiger. Um zu vermeiden, daß bei einem Ausfall des Tachometers bei Fahrt die Lenkung plötzlich leichtgängig wird, ist die Sicherheitslogik der bekannten Servolenkung so ausgelegt, daß der momentane Kennlinienverlauf im Programm der elektronischen Steuereinheit beibehalten wird.With such a power steering with a reaction force that can be changed as a function of the vehicle speed, a rough distinction can be made between two operating states: the steering is smooth in the parked position, and in the driving state the steering becomes more stiff with increasing speed. In order to avoid that the steering suddenly becomes smooth when the speedometer fails when driving, the safety logic of the known power steering is designed so that the current characteristic curve is maintained in the program of the electronic control unit.
Wird dagegen bei ausgefallenem Tachometer das Fahrzeug gestartet, so kann das elektronische Steuergerät nicht unterscheiden, ob das Fahrzeug immer noch parkt oder bereits fährt. Dies hat zur Folge,.daß die Lenkung auch bei Fahrt leichtgängig bleibt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Fahrer des Fahrzeuges bei Fahrt eine mögliche Gefährdung durch eine unerwünschte Leichtgängigkeit der Lenkung anzuzeigen.If, on the other hand, the vehicle is started when the speedometer fails, the electronic control unit cannot distinguish whether the vehicle is still parked or is already driving. This has the consequence that the steering remains smooth even when driving. The invention has for its object to indicate to the driver of the vehicle when driving a possible risk from undesired smooth operation of the steering.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Servolenkung gelöst. Dazu ist bei einer Servolenkung nach dem Gattungsbegriff eine Signallampe vorgesehen zum Sichtbarmachen des Fehlens eines Tachometersignals beim Anfahren des Kraftfahrzeuges. Anstelle des optischen Signals kann beispielsweise auch ein akustisches Signal gegeben werden.This object is achieved by the power steering characterized in claim 1. For this purpose, a signal lamp is provided in a power steering system according to the generic term to make the absence of a speedometer signal visible when starting the motor vehicle. Instead of the optical signal, an acoustic signal can also be given, for example.
Die mit der Signallampe versehene Servolenkung wird zweckmäßigerweise nach dem Verfahren des Anspruches 2 zur Erhöhung der Sicherheit der Servolenkung in folgender Weise verwendet: In einem ersten Schritt nach der Betätigung der Zündung des Kraftfahrzeugmotors und dem damit erfolgten Einschalten der elektronischen Steuereinheit wird die Signallampe angeschaltet. Danach wird in einem zweiten Schritt das Programm der elektronischen Steuereinheit initialisiert und der Lenkung ein Signal entsprechend der Parkierstellung des Kraftfahrzeuges geliefert. Das Programm geht dann so lange in eine Warteschleife und verharrt dort, bis ein Tachometersignal eine Bewegung des Kraftfahrzeuges anzeigt. Erst nach einer erfolgten Erkennung der Bewegung des Kraftfahrzeuges erlischt die Signallampe und das normale Lenkprogramm beginnt.The power steering provided with the signal lamp is expediently used according to the method of claim 2 to increase the safety of the power steering in the following manner: In a first step after the ignition of the motor vehicle engine has been actuated and the electronic control unit has thus been switched on, the signal lamp is switched on. The program of the electronic control unit is then initialized in a second step and a signal is sent to the steering system in accordance with the parking position of the motor vehicle. The program then remains on hold and remains there until a speedometer signal indicates movement of the motor vehicle. Only after the movement of the motor vehicle has been recognized does the signal lamp go out and the normal steering program begins.
Gemäß Anspruch 3 wird die Signallampe zweckmäßigerweise auch dann eingeschaltet, wenn beim Fahrbetrieb durch eine in der elektronischen Steuereinheit enthaltene Sicherheitslogik mit einer Plausibilitatsprufung ein Fehler "bzw. eine Unregelmäßigkeit im Progr-ammablauf ermittelt wird. Durch die erfindungsgemäße Servolenkung und das dazugehörige Verfahren wird vermieden, daß bei ausgefallenem Tachometer das Kraftfahrzeug bei einer Geschwindigkeit betrieben wird, die höher liegt als die bei einem Parkiervorgang übliche Geschwindigkeit, ohne daß der Fahrer des Kraftfahrzeuges davon unterrichtet wird, daß die dabei auftretende Leichtgängigkeit der Lenkung zu einer Gefährdung führen kann.According to claim 3, the signal lamp is expediently also switched on when a fault "or an irregularity in the program sequence is determined during driving operation by a safety logic contained in the electronic control unit with a plausibility check. The power steering according to the invention and the associated method prevent the motor vehicle from being operated at a speed which is higher than the normal speed during a parking process if the speedometer has failed, without the driver of the motor vehicle being informed that the smoothness that occurs Steering can lead to a hazard.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the drawing. Show it
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Servolenkung am Beispiel einerFig. 1 is a schematic representation of the power steering using the example of a
Zahnstangenlenkung;Rack and pinion steering;
Fig. 2 ein schematisches Flußdiagramm desFig. 2 is a schematic flow diagram of the
Verfahrens zur Erhöhung der Sicherheit der Servolenkung.Procedure for increasing the safety of the power steering.
Die Servolenkung enthält in dem Ausführungsbeispiel ein Zahnstangen-Lenkgetriebe 1 mit einem Steuerventil 2 für die Steuerung eines Druckmittels, das von einer Servopumpe 3 aus einem Behälter 4 gefördert wird.In the exemplary embodiment, the power steering contains a rack-and-pinion steering gear 1 with a control valve 2 for controlling a pressure medium, which is conveyed from a container 4 by a servo pump 3.
Durch eine elektronische Steuereinheit 5 wird die Reaktionskraft der Servolenkung über einen elektro- hydraulischen Wandler 6 in Abhängigkeit von der FahrZeuggeschwindigkeit gesteuert. Das für die Veränderung der Reaktionskraft erforderliche Signal wird der elektronischen Steuereinheit 5 von einem elektronischen Tachometer 7 zugeführt.The reaction force of the power steering is controlled by an electronic control unit 5 via an electro-hydraulic converter 6 as a function of the vehicle speed. The signal required for changing the reaction force is supplied to the electronic control unit 5 by an electronic tachometer 7.
" Durch eine Signallampe 8, die an die elektronische Steuereinh it 5 angeschlossen ist, wird das Fehlen eines Tachometersignales beim Anfahren des Kraftfahrzeuges sichtbar gemacht. " A signal lamp 8, which is connected to the electronic control unit 5, makes the absence of a speedometer signal visible when the motor vehicle is started.
Im folgenden wird der Verfahrensablauf beim Anfahren des Kraftfahrzeuges beschrieben: Durch die Betätigung der Zündung des Kraftfahrzeugmotors, die in dem Flußdiagramm in Fig. 2 mit "Reset" -bezeichnet ist, wird die elektronische Steuereinheit 5 mit Spannung versorgt und kann damit die Steuerfunktionen durchführen. Nach diesem erfolgten Einschalten der elektronischen Steuereinheit 5 wird in einem ersten Schritt 10 die Signallampe 8 angeschaltet. Danach wird in einem zweiten Schritt 11 das Programm der elektronischen Steuereinheit 5 initialisiert und dem elektro-hydraulischen Wandler 6 ein Signal entsprechend der Parkierstellung des Kraftfahrzeuges geliefert. In einem dritten Schritt 12 geht das Programm so lange in eine Warteschleife und verharrt dort, bis ein Tachometersignal eine Bewegung des Kraftfahrzeugs anzeigt. Wird also der elektronischen Steuereinheit 5 kein Tachometersignal zugeleitet, so bleibt die Signallampe 8 angeschaltet. Erst wenn durch ein Tachometersignal die Bewegung des Kraftfahrzeugs erkannt und angezeigt wird, erlischt die Signallampe 8 und das normale Lenkprogramm 13 beginnt.The procedure for starting the motor vehicle is described below: By actuating the ignition of the motor vehicle engine, which is designated "Reset" in the flowchart in FIG. 2, the electronic control unit 5 is supplied with voltage and can thus carry out the control functions. After the electronic control unit 5 has been switched on, the signal lamp 8 is switched on in a first step 10. The program of the electronic control unit 5 is then initialized in a second step 11 and a signal corresponding to the parking position of the motor vehicle is delivered to the electro-hydraulic converter 6. In a third step 12, the program continues on hold and remains there until a speedometer signal indicates a movement of the motor vehicle. If no tachometer signal is sent to the electronic control unit 5, the signal lamp 8 remains on. Only when the movement of the motor vehicle is recognized and displayed by a tachometer signal, the signal lamp 8 goes out and the normal steering program 13 begins.
Auf diese Weise wird dem Fahrer des Kraftfahrzeuges ein Ausfall des Tachometers durch das Aufleuchten der Signallampe 8 angezeigt. Er wird damit auf die Gefahr hingewiesen, daß die Lenkung auch bei schnellerer Fahrt des Kraftfahrzeuges leichtgängig bleibt. Erst mit dem Eingang eines Tachometersignals in der elektronischen Steuereinheit 5 wird die Signallampe 8 und damit die Warnung gelöscht, da dann die Lenkung mit zunehmender Geschwindigkeit schwergängiger wird. Dies entspricht dann dem vo Fahrer erwarteten Kennlinienverlauf der fahrgeschwindigkeitsabhängig veränderbaren Reaktionskraft.In this way, a failure of the speedometer is indicated to the driver of the motor vehicle by the signal lamp 8 lighting up. He is thus warned of the risk that the steering remains smooth even when the motor vehicle is traveling faster. Only when a tachometer signal is received in the electronic control unit 5 is the signal lamp 8 and thus the warning extinguished, since then the steering increases Speed becomes sluggish. This then corresponds to the characteristic curve curve expected by the driver of the reaction force, which can be changed as a function of the driving speed.
Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit der erfindungsgemäßen Servolenkung kann die Signallampe 8 derart gesteuert werden, daß sie dann angeschaltet wird, wenn beim Fahrbetrieb durch eine in der elektronischen Steuereinheit 5 enthaltene Sicherheitslogik mit einer Plausibilitatsprufung ein Fehler bzw. eineTo further increase the safety of the power steering system according to the invention, the signal lamp 8 can be controlled in such a way that it is switched on when a fault or an error is detected during driving operation by a safety logic contained in the electronic control unit 5 with a plausibility check
Unregelmäßigkeit im Programmablauf ermittelt wird. Dabei wird in einer Fehlererkennung 14 geprüft, ob der Fehler von Bedeutung für die Sicherheit des Fahrzeugs ist. Gegebenenfalls wird die Steuerung durch eine anschließende Fehlerbearbeitung 15 in einen Safe-Mode-Zustand übergeführt, bei dem z. B.. eine mittlere Kennlinie ausgewählt oder die letzte gefahrene Kennlinie beibehalten wird. Irregularity in the program flow is determined. An error detection 14 checks whether the error is of importance for the safety of the vehicle. If necessary, the control is converted by a subsequent error processing 15 into a safe mode state in which, for. B .. a medium characteristic curve is selected or the last characteristic curve is retained.
Bezugszeichenreference numeral
1 Zahnstangen-Lenkgetriebe1 rack and pinion steering gear
2 Steuerventil 3 Servopumpe2 control valve 3 servo pump
4 Behälter4 containers
5 Elektronische Steuereinheit5 Electronic control unit
6 Elektro-hydraulischer Wandler6 electro-hydraulic converter
7 Elektronischer Tachometer 8 Signallampe7 Electronic speedometer 8 Signal lamp
99
10 Erster Schritt10 First step
11 Zweiter Schritt11 Second step
12 Dritter Schritt 13 Lenkprogramm12 Third step 13 steering program
14 Fehlererkennung14 Error detection
15 Fehlerbearbeitung 15 Error handling

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Servolenkung für Kraftf hrzeuge mit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbarer Reaktionskraft, wobei die Reaktionskraft durch eine elektronische Steuereinheit (5) gesteuert wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Signallampe (8) vorgesehen ist zum Sichtbarmachen des Fehlens eines Tachometersignals beim Anfahren des Kraftfahrzeuges.1. Power steering for motor vehicles with a reaction force that is variable as a function of the vehicle speed, the reaction force being controlled by an electronic control unit (5), characterized in that a signal lamp (8) is provided to make visible the absence of a tachometer signal when the motor vehicle is started.
2. Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit einer Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , - daß in einem ersten Schritt (10) nach der Betätigung der Zündung des Kraftfahrzeugmotors und dem damit erfolgten Einschalten der elektronischen Steuereinheit (5) die Signallampe (8) angeschaltet wird, - daß in einem zweiten Schritt (11) das Programm der elektronischen Steuereinheit (5) initialisiert wird und dem Steuerventil (2) ein Signal entsprechend der ParkierStellung des Kraftfahrzeuges geliefert wird, daß in einem dritten Schritt (12) das Programm so lange in eine Warteschleife geht und dort verharrt, bis ein Tachometersignal eine Bewegung des Kraftfahrzeugs anzeigt, und daß erst nach der erfolgten Erkennung der Bewegung des Kraftfahrzeuges die Signallampe (8) erlischt und das normale Lenkprogramm beginnt.2. A method for increasing the safety of a power steering system according to claim 1, characterized in that - in a first step (10) after the ignition of the motor vehicle engine has been actuated and the electronic control unit (5) thus switched on, the signal lamp (8) is switched on , - That in a second step (11) the program of the electronic control unit (5) is initialized and the control valve (2) is supplied with a signal corresponding to the parking position of the motor vehicle, that in a third step (12) the program lasts for so long Waiting loop goes and remains there until a speedometer signal indicates movement of the motor vehicle, and that the signal lamp (8) goes out and the normal steering program begins only after the movement of the motor vehicle has been recognized.
3. Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit einer Servolenkung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Signallampe (8) angeschaltet wird, wenn beim Fahrbetrieb durch eine in der elektronischen Steuereinheit (5) enthaltene Sicherheitslogik mit Plausibilitatsprufung ein Fehler bzw. eine Unregelmäßigkeit im Programmablauf ermittelt wird. 3. A method for increasing the safety of a power steering system according to claim 2, characterized in that the signal lamp (8) is switched on when in operation by a the safety logic contained in the electronic control unit (5) with plausibility check, an error or an irregularity in the program sequence is determined.
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BR9007507A (en) 1992-06-23
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