DE69737445T2

DE69737445T2 - Regler für motorisch-angetriebene servolenkung

Info

Publication number: DE69737445T2
Application number: DE69737445T
Authority: DE
Inventors: Yuji Kobe-shi TAKATSUKA; Shunichi Chiyoda-ku Wada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2017-01-24
Also published as: EP0901217A1; JP3461841B2; WO1998033270A1; DE69737445D1; EP1764905B1; US6054827A; DE69740085D1; EP1764905A1; EP0901217A4; EP0901217B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein motorangetriebenes Servo-Lenksteuerungssystem, das derart angeordnet ist, dass wenn in einer im Zusammenhang mit einem zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft für den Lenkmechanismus angepassten Elektromotor vorgesehenen Stromerfassungsschaltung ein Fehler bzw. Ausfall auftritt, der Motorstrom durch eine offene Schleife gesteuert wird, um hierdurch das Fließen eines abnormalen Stroms durch den Motor zu verhindern.
STAND DER TECHNIK
26 zeigt ein beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichungsnummer 91240/1996 (JP-A-8-91240) offenbartes konventionelles motorbetriebenes Servo-Lenksteuerungssystem. Das konventionelle System ist durch einen Drehmomentsensor 3 zum Erfassen eines Lenkmoments, einen Elektromotor 8 zum Erzeugen einer Lenkhilfskraft für einen Lenkmechanismus auf der Basis des von dem Drehmomentsensor 3 ausgegebenen Lenkmomenterfassungswertes, einen Zündschlüssel 14 zum Durchführen der Aktivierungsoperation für den Motor 8, einer Batterie 11 zum Zuführen einer elektrischen Antriebsenergie zu dem Motor 8 ansprechend auf den Betrieb des Zündschlüssels 14, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer elektronischen Steuerschaltung 13 zum Steuern der Ausgangsleistung des Motors 8 auf der Basis des Lenkmomenterfassungswertes und des Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungswertes aufgebaut.
Die Elektroniksteuerschaltung 13 schließt einen Phasen-Kompensierer 21, eine Stromführungsgrößenarithmetikeinheit 22, einen Komparator 23, einen Differentialkompensierer 24, eine Proportional-Operationseinheit 25, eine Integral-Operationseinheit 26, einen Addierer 27, einen Zündschlüssel-EIN-Detektor 31, einen Fehlerdetektor 32, einen störsicheren Prozessor 33, ein Fehlerrelais 34, eine Motortreiberschaltung 41 und eine Motorstromerfassungsschaltung 42 ein.
In dem konventionellen System wird ein Motorstrom-Führungsgrößenwert I einer Regelschaltung (Rückkopplungs-Steuerschaltung), die in der Elektroniksteuerschaltung 13 eingearbeitet ist, für eine vorbestimmte Zeit T zugeführt, wenn der Zündschlüssel 14 EIN-geschaltet wird, das Fließen eines Motorstroms ermöglichend.
Zu einem Zeitpunkt, wenn eine vorbestimmte Zeit TO (TO < T) verstrichen ist, wird ein durch die Motorstromerfassungs-Schaltung 42 erfasster Motorstromerfassungswert i in den einen Teil der Regelschaltung bildenden Komparator 23 eingegeben.
Der Fehlerdetektor 32 vergleicht einen vorhergesagten Wert Ds des Tastgrades eines PWM- bzw. Pulsbreitenmodulations-Signals, wie es auf der Basis des Motorstromführungsgrößen-Wertes I vorhergesagt worden ist, mit einem tatsächlich gemessenen Wert des Tastgrades des von dem Addierer 27 ausgegebenen PWM-Signals, der in der Regelschaltung eingearbeitet ist, zu der der Motorstromerfassungswert i zurückgeführt wird.
Wenn der Absolutwert einer sich aus dem Vergleich ergebenden Differenz größer ist als ein vorbestimmter zulässiger Wert ΔD, wird eine Entscheidung getroffen, dass die Motorstrom-Erfassungsschaltung 42 unter einem Fehler leidet, woraufhin eine störsichere Verarbeitung ausgeführt wird.
Jedoch wird das Ausfallerfassungsverfahren für die bisher bekannte Motorstromerfassungsschaltung als eine Anfangsprüfung unmittelbar nachdem der Zündschlüssel 14 eingeschaltet wird, ausgeführt. Wenn folglich ein Fehler bzw. Ausfall in der Motorstromerfassungsschaltung während des normalen Steuerungsbetriebs auftritt, ist es unmöglich, den Ausfall zu erfassen, was zu einem Problem führt.
Zudem ist es mit dem oben beschrieben Ausfallerfassungs-Verfahren des Stand der Technik unmöglich, eine normale Motorstromsteuerung während einer Dauer von einem Zeitpunkt, zu dem der Ausfall auftritt bis zu einem Zeitpunkt zum Ausführen der störsicheren Verarbeitung vorzunehmen, was dazu führt, dass ein abnormaler Strom durch den Motor während der oben erwähnten Dauer fließt.
Speziell, wenn ein solcher Ausfall auftritt, dass der Motorstromerfassungswert Null wird, wird dann ein Überstrom durch den Motor fließen, der in dem Erzeugen eines übermäßig großen Hilfsmoments resultiert. Wenn andererseits die Ausfallerfassungsdauer so kurz eingestellt wird, dass der Einfluss des übermäßig großen Hilfsmoments vernachlässigt werden kann, dann wird die Möglichkeit einer fehlerhaften Erfassung höher, die vom Standpunkt der System-Performance nicht vorzuziehen ist.
US-A-5,357,181 offenbart ein motorgetriebenes Servo-Lenk-System, welches eine Stromreferenzerzeugungseinrichtung umfasst, um im Voraus einen gewünschten Wert eines einem Motor zuzuführenden Stroms zu bestimmen, mit einer Motorstromsensoreinrichtung zum Erfassen des Motorstroms, wobei die Motorstromsensoreinrichtung einen ersten Steuerungsprozess zum Steuern eines dem Motor zuzuführenden Stroms über eine geschlossene Regelschleife in Übereinstimmung mit dem gewünschten Wert und dem erfassten Stromwert hat und einen zweiten Steuerungsprozess zum Steuern des Motorstroms, der den Motor über eine offene Steuerschleife zuzuführen ist in Übereinstimmung mit dem gewünschten Wert, und eine Stromsensorausfall-Erfassungseinrichtung zum Treffen einer Entscheidung, ob oder nicht der erfasste Motorstrom unter einer Abnormalität leidet, um hierdurch die Steuerung des Motorstroms zu dem zweiten Steuerungsprozess umzuschalten auf das Entscheiden einer Abnormalität hin.
Demgemäss wurde bei der vorliegenden Erfindung überlegt, das Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms während der gewöhnlichen Steuerung unter Vermeidung des Fließenlassens eines abnormalen Stroms durch den Motor zu ermöglichen, und zudem das Fortsetzen der Steuerung der Motorausgangsleistung auf zuverlässige Weise selbst in dem Zustand zu ermöglichen, in dem die Motorstromerfassungsschaltung unter einem Ausfall leidet.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Offenschleifensteuerung des Motorstroms vorgenommen, wenn die Motorstromerfassungsschaltung unter einem Ausfall leidet, um hierdurch zu vermeiden, dass ein abnormaler Strom durch den Motor fließt, selbst wenn der Ausfall in der Motorstromerfassungsschaltung auftritt, und insbesondere wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Offenschleifensteuerung des Motorstroms auf der Basis eines gewünschten Wertes des Motorstroms und eines Widerstandswerts des Motors vorgenommen um hierdurch zu vermeiden, dass ein abnormaler Strom durch den Motor fließt.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelehrt, dass wenn der Motorstrom zu einem normalen Wert in dem Zustand zurück kommt, in dem der Motor durch eine zweite Steuerungseinrichtung gesteuert wird, die dazu dient, die erfasste Abnormalität des Motorstroms zu handhaben, der Motor durch eine erste gewöhnlich Steuerungseinrichtung gesteuert wird. Demnach kann selbst wenn die Motorstromabnormalität in fehlerhafter Weise erfasst wird, eine Verschlechterung des Lenkkomforts auf ein Minimum unterdrückt werden.
Zudem wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung das Hilfsmoment graduell verringert durch progressives Verringern des Motorstroms nach dem Erfassen eines Ausfalls der Motorstromerfassungsschaltung, um hierdurch eine plötzliche Änderung der Lenkkraft zu unterdrücken.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung das System gestoppt, nachdem der gewünschte Wert des Motorstroms nachfolgend auf das Erfassen eines Ausfalls der Motorstromerfassungsschaltung herabgesetzt worden ist, um hierdurch ein plötzliches Ändern der Lenkkraft auf das Stoppen des Systems hin zu unterdrücken.
Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung das System gestoppt, nachdem das Lenkmoment nachfolgend auf das Erfassen eines Ausfalls der Motorstromerfassungsschaltung herabgesetzt worden ist, um hierdurch ein plötzliches Ändern der Lenkkraft auf das Stoppen des Systems hin zu vermeiden, wodurch die Sicherheit verbessert werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 eine Ansicht einer Gesamtanordnung eines motorgetriebenen Servo-Lenksteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagramm einer Struktur einer Steuerung, die in dem motorgetriebenen Servo-Lenksteuerungssystem enthalten ist;
3 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Steuerverarbeitung, die von einem in der Steuerung enthaltenen Mikrocomputer ausgeführt wird;
4 ein Blockdiagramm zum Erläutern verschiedener Operationen des Mikrocomputers in Form funktioneller Einrichtungen in dem Falle, dass der Mikrocomputer einen Motorstrom durch einen geschlossenen Regelprozess steuert;
5 eine Ansicht einer Stromkennlinie, auf die beim Bestimmen eines gewünschten Stromwertes auf der Basis eines Lenkmoments und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zurückzugreifen ist;
6 ein Blockdiagramm zum Erläutern einer Motorstrom-Steuerungseinrichtung, die in 1 gezeigt ist, in Form eines Schemas einer geschlossenen Regelschleife, in der ein Proportional-Term und ein Integral-Term verwendet werden;
7 ein Blockdiagramm zum Erläutern verschiedener Operationen des Mikrocomputers als funktionelle Einrichtungen in dem Fall, dass der Mikrocomputer einen Motorstrom durch einen Offenschleifen-Steuerungsprozess steuert;
8 ein Blockdiagramm zum Erläutern einer Motorstromsteuerungseinrichtung anhand eines Offenschleifensteuerungsschemas;
9 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern von Operationen zum Erfassen einer Abnormalität eines Motorstroms;
10 ein Blockdiagramm zum Erläutern einer Motorstromsteuerungseinrichtung in Form eines Schemas einer geschlossenen Regelschleife, in der nur der Proportional-Term verwendet wird;
11 ein Blockdiagramm zum Erläutern verschiedener Operationen des Mikrocomputers in Form funktioneller Einrichtungen in dem Fall, dass der Mikrocomputer eine Motorspannung durch einen Offenschleifensteuerungsprozess steuert;
12 eine Ansicht zum Zeigen einer Spannungskennlinie, auf die beim Bestimmen eines gewünschten Spannungs-Wertes Bezug genommen wird auf der Basis eines Lenkmoments und einer Fahrzeuggeschwindigkeit;
13 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Operation, um eine Abnormalität des Motorstroms gemäß einem vierten Implementationsmodus zu bestimmen;
14 ein Zeitdiagramm zum Erläutern des Hunting-Phänomens eines Motorstroms, das auf das Auftreten eines Fehlers in der Motorstromerfassungsschaltung hin erscheint;
15 ein Zeitdiagramm zum Erläutern von Zuständen verschiedener Steuerungsfaktoren, die auf eine heftige Lenkoperation hin eingegeben werden;
16 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Servo-Lenksteuerungsoperation gemäß einem fünften Implementierungsmodus;
17 ein Blockdiagramm zum Erläutern der funktionellen Steuerungsoperation für das graduelle Verringern des Motorstroms, wie durch den Mikrocomputer in dem fünften Implementierungsmodus ausgeführt;
18 ein Zeitdiagramm zum Erläutern von Zuständen individueller Steuerungsfaktoren, die auf eine heftige Lenkoperation hin eingegeben werden nach dem Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms in dem fünften Implementierungsmodus;
19 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern der Steuerungsoperation in Übereinstimmung mit einem sechsten Implementierungsmodus;
20 ein Blockdiagramm zum Erläutern einer funktionellen Steuerungsoperation zum graduellen Verringern einer Motorspannung, wie von dem Mikrocomputer in dem sechsten Implementierungsmodus ausgeführt;
21 ein Zeitdiagramm zum Erläutern von Zuständen verschiedener Steuerungsfaktoren, wie sie auf eine heftige Lenkoperation hin eingegeben werden nach dem Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms in dem sechsten Implementierungsmodus;
22 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern einer Lenksteuerungsoperation in Übereinstimmung mit einem siebten Implementierungsmodus;
23 ein Zeitdiagramm zum Erläutern von Zuständen verschiedener Steuerungsfaktoren, wie sie auf eine heftige Lenkoperation hin eingegeben werden nach dem Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms in dem siebten Implementierungsmodus;
24 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern von einer Servo-Lenksteuerungsoperation gemäß einem achten Implementierungsmodus;
25 ein Zeitdiagramm zum Erläutern von Zuständen verschiedener Steuerungsfaktoren, wie sie auf eine heftige Lenkoperation hin eingegeben werden nach dem Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms in dem achten Implementierungsmodus; und
26 eine Ansicht einer Anordnung eines konventionellen motorgetriebenen Servo-Lenksteuerungssystems.
BESTE IMPLEMENTIERUNGSMODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG UND NICHT ALLE ZUM IMPLEMENTIEREN DER ERFINDUNG ERFORDERLICHEN MERKMALE UMFASSENDE BEISPIELE
Implementierungsmodus 1
1 ist eine Ansicht zum Zeigen einer Struktur eines motorgetriebenen Servo-Lenksteuerungssystems gemäß einem vorliegenden Implementierungsmodus. Ein Lenkrad 1 ist betriebsmäßig an eine Lenkwelle gekoppelt und mit Hilfe eines Reduktionsgetriebes 4 mit einer Zahnstangenanordnung 5 verbunden. Die Lenkwelle 2 ist mit einem Drehmomentsensor 3 versehen zum Erfassen eines Lenkmoments. Ferner ist ein Elektromotor 8 zum Erzeugen eines Hilfsmoments betriebsmäßig an das Reduktionsgetriebe 4 mit Hilfe einer Kupplung 9 gekoppelt.
Die Steuerung 10 ist entworfen, um eine Servo-Lenksteuerung vorzunehmen durch Steuern des Motors 8 und der Kupplung 9 auf der Basis von von dem Drehmomentsensor 3 und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 eingegebenen Signalen.
Im Übrigen werden der Motor 8 und die Kupplung 9 mit von einer Batterie 11 zugeführter elektrischer Energie betrieben. Zudem sind Vorderräder 6, die angepasst sind, um durch das Lenkrad 1 gelenkt zu werden, betriebsmäßig mit der Zahnstangenanordnung 5 vermittels eines geeigneten Koppelmechanismus verbunden.
Als Nächstes wird die Steuerung 10 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Steuerung 10 schließt ein Relais 21 zum Unterbrechen der Energieversorgung zum Motor 8 ein, eine Relais-Treiberschaltung 22 zum Antreiben des Relais 21, eine Motortreiberschaltung 23 zum Antreiben des Motors 8 mit elektrischer Energie von der Batterie 11 mit Hilfe des Relais 21, eine Motorstromerfassungsschaltung 24 zum Erfassen eines zu und durch den Motor 8 mit Hilfe der Motortreiberschaltung 23 fließenden Stroms, eine Kupplungstreiberschaltung 25 zum Antreiben der Kupplung 9 und einen Mikrocomputer 26, der entworfen ist zum Steuern des Relais 21, des Motors 8 und der Kupplung 9 auf der Basis eines von der Motorstromerfassungs-Schaltung 24 ausgegebenen Motorstrom-Erfassungswertes, eines von dem Drehmomentsensor 3 ausgegebenen Drehmomenterfassungs-Wertes und eines von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 ausgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungswertes.
Als Nächstes wird der Betrieb des Mikrocomputers 26 unter Bezugnahme auf ein in 3 gezeigtes Ablaufdiagramm erläutert. Nach dem Starten der Verbrennungsmaschine wird das Relais 21 in einem Schritt 101 geschlossen mit der eingekuppelten Kupplung 9. Daraufhin wird das von dem Drehmomentsensor 3 erfasste Lenkmoment in einem Schritt 102 eingegeben und dann wird eine von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 7 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit in einem Schritt 103 eingegeben.
In einem Schritt 104 wird der Strom, der veranlasst wird, durch den Motor 8 zu fließen, auf der Basis des Lenkmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt während der Motorstrom durch die Motorstromerfassungsschaltung 24 in einem Schritt 105 erfasst wird, um hierdurch in einem Schritt 106 eine Entscheidung zu treffen, ob oder nicht der Motorstrom unter einer Abnormalität leidet. Wenn das Entscheidungsergebnis das Fehlen der Abnormalität ist, verzweigt die Routine zu einem Schritt 108 ansprechend auf die Ausgabe "NEIN" des Schrittes 107, und eine erste Motorsteuerverarbeitung wird in dem Schritt 108 ausgeführt. Andererseits, wenn das Auftreten einer Abnormalität in dem Schritt 106 gefunden wird, ist die Ausgabe des Schrittes 107 dann "JA" und ansprechend hierauf verzweigt die Routine zu einem Schritt 109, bei dem eine zweite Motorsteuerungs-Verarbeitung ausgeführt wird.
5 zeigt graphisch Zusammenhänge zwischen dem Lenkmoment, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Motorstrom beim Bestimmen des Motorstroms, wobei eine Kurve V1 eine Stromkennlinie im stationären Zustand des Motorfahrzeugs repräsentiert. Der gewünscht Motorstromwert IMT ist so festgelegt, dass er niedriger wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit von V2, ..., Vn zunimmt.
Als Nächstes wird die erste Motorsteuerverarbeitung in dem Schritt 108 unter Bezugnahme auf 4 und 6 beschrieben. 4 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen der ersten Motorsteuerverarbeitung, die von dem Mikrocomputer 26 ausgeführt wird, anhand von Hardwareblöcken.
In diesem Blockdiagramm ist eine Wunschstrombestimmungs-Einrichtung 41 entworfen, um den gewünschten Motorstromwert IMT auf der Basis des Lenkmoments und der Fahrzeug-Geschwindigkeit unter Bezugnahme auf das in 5 dargestellte Kennliniendiagramm zu bestimmen. Eine Motorstromsteuerungseinrichtung 42 führt eine Motorstrom-Steuerung in Übereinstimmung mit der Abweichung oder Differenz zwischen dem gewünschten Motorstromwert IMT und dem durch die Motorstromerfassungsschaltung 24 erfassten Motorstromerfassungswert IMS derart aus, dass der zu dem Motor 8 fließende Motorstrom der gewünschte Motorstromwert IMT werden dürfte.
Im Folgenden wird der Betrieb der Motorstromsteuerungs-Einrichtung 42 detailliert unter Bezugnahme auf ein Blockdiagramm in 6 beschrieben. Eine Proportionalanteil- Einheit 51 ist entworfen, um eine Proportionaloperation für die Abweichung ΔIM zwischen dem gewünschten Motorstromwert IMT und dem Motorstrom-Erfassungswert INS auszuführen während eine Integralanteilseinheit 52 eine Integraloperation für die Abweichung ΔIM ausführt. Ferner ist eine Motortreiber-Einrichtung 53 entworfen, um an den Motor 8 eine Spannung in Übereinstimmung mit einer Summe VMT der Ergebnisse der durch die Proportionalanteil-Einheit 51 und die Integralanteil-Einheit 52 ausgeführten arithmetischen Operationen anzulegen und hierdurch den Motor anzutreiben.
Als Nächstes wird die zweite Motorsteuerungsverarbeitung unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen der durch die Mikroprozessor 26 ausgeführten zweiten Motorsteuerungsverarbeitung anhand von Hardwareblöcken, in welcher der Motorstromerfassungswert INS nicht verwendet wird. Die zweite Motorsteuerungsverarbeitung ist eine Offenschleifensteuerung, die sich von der ersten Motorsteuerverarbeitung, die in 4 gezeigt wird, in Bezug darauf unterscheidet, dass die Eingangsgröße von der Motorstromerfassungsschaltung 24 nicht möglich ist.
Die Motorstromerfassungseinrichtung 42 bestimmt eine Wunsch-Spannung MT durch Multiplizieren des Wunsch-Motorstromwerts IMT mit einem vorbestimmten Wert Ra, der bei einer Konstanten-Einstellungseinheit 54 eingestellt worden ist, wobei die Motortreibereinrichtung 53 den Motor 8 in Übereinstimmung mit dieser Wunschspannung MT antreibt, wie in 8 zu sehen ist.
Hierbei sollte erwähnt werden, dass der vorbestimmte Wert Ra einen Impedanz- oder Widerstandswert des Motors 8 repräsentiert. Demnach kann eine solche Steuerung realisiert werden, dass durch Anlegen der durch Multiplizieren des Wunsch-Motorstromwertes IMT mit dem Widerstandswert Ra bestimmten Wunsch-Motorspannung VTM an den Motor 8, der Wunsch-Strom IMT durch den Motor 8 fließen kann.
Als Nächstes wird das Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
In einem Schritt 121 wird eine Differenz a zwischen dem Wunsch-Motorstromwert IMT und dem Motorstromerfassungswert IMS bestimmt, woraufhin die Entscheidung in einem Schritt 122 dahingehend getroffen wird, ob oder nicht die Differenz a größer als ein vorbestimmter Wert ε1 ist.
In einem Schritt 123 wird bestimmt, ob oder nicht eine Zeitdauer, während der eine Differenz a größer bleibt als der vorbestimmte Wert ε1, genauso lang oder länger anhält als die vorbestimmte Zeit T1. Wenn die vorbestimmte Zeit T1 (welche von einer Dauer abhängt, während der der Motorstrom-Erfassungswert IMS zurückgeführt wird), erreicht oder überschritten wird, dann wird ein Auftreten einer Abnormalität im Motorstrom in einem Schritt 124 entschieden.
Durch Ausführen der Motorstromabnormalitätserfassung in der oben beschriebenen Weise kann, wenn der Zustand, in dem die Differenz a zwischen dem Wunsch-Motorstromwert IMT und dem Motorstromerfassungswert INS länger ist als der vorbestimmte Wert ε1, für eine vorbestimmte Zeit T1 fortgesetzt vorgelegen hat, eine Abnormalität des Motorstroms entschieden werden.
In der auf oben beschriebene Weise in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Implementierungsmodus ausgeführten Verarbeitung ist vorausgeschickt worden, dass der Motorstrom einen Normalwert in der Startphase annimmt und demnach wird die erste Motorsteuerungsprozedur zuerst aktiviert. In der ersten Motorsteuerungsprozedur wird der Motorstrom einer Regelungsverarbeitung bzw. einer rückgekoppelten Steuerungsverarbeitung unter Verwendung des Proportional-Terms und des Integral-Terms unterzogen, um den gewünschten Motorstromwert IMT und den Motorstromerfassungswert IMS einander gleich zu machen.
Demgemäß wird in dem Schritt 121 in der Motorstrom-Abnormalitätserfassungsverarbeitung die Differenz a näherungsweise Null als ein Ergebnis wovon der Schritt 122 abzweigt zu "NEIN". Demnach kann eine Abnormalität des Motorstroms nicht bestimmt werden. Der Schritt 107, der in 3 gezeigt wird, zweigt immer zu "NEIN" ab, wodurch die erste Motorsteuerungsverarbeitung in wiederholter Weise ausgeführt wird.
Wenn eine Abnormalität in der Motorstromerfassungsschaltung 24 auftritt, bei der der Motorstromerfassungswert IMS einen abnormalen Wert zeigt, tritt eine Differenz a zwischen dem Wunsch-Motorstromwert IMT und dem Motorstromerfassungswert IMS auf, welche Differenz a in dem in 9 gezeigten Schritt 121 erfasst werden kann.
Wenn die Differenz a zwischen dem Wunsch-Motorstromwert IMT und dem Motorstromerfassungswert IMS auftritt und wenn die Differenz a fortgesetzt vorliegt für die Zeitdauer T1, wird der Motor 8 dann durch Zurückgreifen auf die zweite Motorsteuerungsverarbeitung gesteuert, hierdurch den Einfluss der Motorstromerfassungsschaltung 24 umgehend.
Insbesondere, wenn ein solcher Fehler auftritt, dass die Ausgangsgröße der Motorstromerfassungsschaltung 24 konstant Null verbleibt, wird das Antreiben des Motors 8 gesteuert durch die erste Motorstromsteuerverarbeitung einer Abweichung ΔIM des Motorstromerfassungswertes IMS von dem Wunsch-Motorstromerfassungswert IMT als konstant größer als Null verursachend. Als eine Folge nimmt der Integral-Term graduell zu, was einen übermäßig großen Stromfluss durch den Motor 8 hervorruft.
Andererseits wird in Übereinstimmung mit der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung ein solcher Spannungswert VMT, dass der Motorstrom den durch die Wunsch-Strombestimmungs- Einrichtung 21 bestimmten Wunsch-Motorstromwert IMT annimmt, bestimmt und an den Motor 8 mit Hilfe der Motortreiber-Einrichtung 53 angelegt, um den Motor 8 durch die Offenschleifensteuerung ohne Verwendung des Motorstrom-Erfassungswertes IMS als Eingangsgröße der Geschlossenschleifenregelung anzutreiben.
Demgemäß wird der Motor 8, obwohl die zweite Motorsteuerungs-Verarbeitung in Bezug auf die Regelgenauigkeit verglichen mit der ersten Motorsteuerungsverarbeitung schlecht ist, gegenüber dem Fließen von durch einen Fehler der Motorstromerfassungsschaltung 24 bedingtem übermäßig großem Strom geschützt. Auf diese Weise kann das Erzeugen eines übermäßig großen Hilfsmoments in dem motorgetriebenen Servo-Lenksystem unterdrückt werden, wodurch die Sicherheit der Lenkoperation verbessert werden kann.
Beispiel 1, nicht alle zum Implementieren der Erfindung erforderlichen Merkmale umfassend
In der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung in dem oben beschriebenen ersten Implementierungsmodus wird der Motorstromerfassungswert IMS nicht verwendet. Die Motorstromsteuerungseinrichtung 42 für die zweite Steuerverarbeitung gemäß dem vorliegenden Beispiel 1 ist aufgebaut durch Eliminieren der Integralanteilseinheit 52 aus der Motorstromsteuerungseinrichtung 42 (6) der ersten Motorstromsensoreinrichtung, wie in der in 10 gezeigten Motorstromsteuerungseinrichtung 42 gesehen werden kann.
Die Abweichung ΔIM des Motorstromerfassungswertes IMS von dem gewünschten Motorstromwert IMT wird in die Proportionalanteilseinheit 51 eingegeben.
Mittels der oben beschriebenen Anordnung wird die Motorstromsteuerung durch Zurückgreifen auf die erste Motorsteuerungsverarbeitung gesteuert, in der der Proportional-Term und der Integral-Term verwendet werden, wenn der Motorstrom normal ist, während auf das Auftreten einer Abnormalität im Motorstromerfassungswert hin der Motorstrom durch die Regelung mit geschlossener Regelschleife gesteuert wird, die durch die zweite Motorsteuerungs-Verarbeitung realisiert wird, in der nur der Proportional-Anteil verwendet wird.
Insbesondere, wenn ein solcher Ausfall stattfindet, dass die Ausgangsgröße der Motorstromerfassungsschaltung 24 konstant Null bleibt, verursacht das Antreiben des Motors 8 gesteuert durch die erste Motorsteuerverarbeitung, dass die Abweichung ΔIM des Motorstromerfassungswertes IMS von dem gewünschten Motorstromwert IMT konstant größer als Null ist. Als eine Folge davon nimmt der Integral-Term graduell zu, einen übermäßig großen Stromfluss durch den Motor hervorrufend.
Andererseits ist in der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung gemäß dem vorliegenden Beispiel 1 nur der Proportionalanteil wirksam. Demgemäß kann nur der Strom, der proportional zu dem gewünschten Motorstromwert ist, durch den Motor fließen ohne das Fließen eines übermäßig großen Stroms zu verursachen. Als ein Ergebnis hiervon kann das Erzeugen eines übermäßig großen Hilfsmoments in dem motorgetriebenen Servo-Lenksystem unterdrückt werden, wodurch die Sicherheit des Lenkbetriebs verbessert werden kann.
Beispiel 2, nicht alle zum Implementieren der Erfindung erforderlichen Merkmale umfassend
In dem Fall der zweiten Motorsteuerverarbeitung gemäß dem ersten Implementierungsmodus und dem oben beschriebenen Beispiel wird der gewünschte Motorstromwert IMT auf der Basis des Lenkmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, wohingegen die gewünschte Motorspannung VTM, die an den Motor 8 anzulegen ist, auf der Basis des gewünschten Motorstromwerts IMT bestimmt wird.
In dem Fall des vorliegenden Beispiels 2 wird die zweite Motorsteuerverarbeitung auf solche Weise realisiert, wie in 11 dargestellt, wobei die gewünschte Motorspannung VTM, die an den Motor 8 anzulegen ist, auf der Basis des Lenkmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit mit Hilfe einer Wunschspannungsbestimmungseinrichtung 61 bestimmt wird.
12 zeigt eine Spannungskennlinie, die den Zusammenhang zwischen dem Lenkmoment und der gewünschten Motorspannung VTM zeigt, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit als Parameter verwendet wird. In 12 zeigt V1 die Spannungskennlinie, die einen Zusammenhang zwischen dem Lenkmoment und der gewünschten Motorspannung VTM im stationären Zustand des Motorfahrzeugs zeigt wohingegen die gewünschte Spannung für das Lenkmoment mit Zunehmen der Fahrzeuggeschwindigkeit zu V2, ..., Vn in charakteristischer Weise progressiv abnimmt.
Eine in 11 gezeigte Motorspannungssteuerungseinrichtung 62 ist derart entworfen, dass sie an den Motor 8 eine Spannung auf der Basis der gewünschten Motorspannung VTM anlegt, die durch die Wunschspannungsbestimmungseinrichtung 61 aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkmoment bestimmt wird. Durch Realisieren der zweiten Motorsteuerverarbeitung auf diese Weise wird die Motorstromsteuerung durch die geschlossene Regelschleife ausgeführt, in der sowohl der Proportionalanteil als auch der Integralanteil verwendet werden, wenn der Motorstrom normal ist wohingegen, wenn eine Abnormalität in dem Motorstromerfassungswert auftritt, die Steuerung ausgeführt wird durch Anlegen der gewünschten Motorspannung VTM, die auf der Basis des Lenkmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, an den Motor 8.
Speziell in dem Fall eines solchen Ausfalls, dass die Ausgangsgröße der Motorstromerfassungsschaltung 24 konstant Null bleibt, veranlasst das Antreiben des Motors 8 gesteuert durch die erste Motorsteuerverarbeitung, dass die Abweichung ΔIM des Motorstromerfassungswertes IMS von dem gewünschten Motorstromwert IMT konstant größer als Null ist. Als eine Folge davon nimmt der Integralanteil graduell zu, was das Fließen eines übermäßig großen Stroms zu dem Motor verursacht.
Andererseits, in dem Fall der zweiten Motorsteuerungs-Verarbeitung, wird der Motor 8 unabhängig von dem Motorstromerfassungswert angetrieben. Demnach kann der übermäßig große Strom nicht fließen. Als ein Ergebnis hiervon kann das Erzeugen eines übermäßig großen Hilfsmoments in dem motorgetriebenen Servo-Lenksystem unterdrückt werden, wodurch die Sicherheit der Lenkoperation verbessert werden kann.
Zudem ist es durch Stoppen der motorgetriebenen Servo-Lenksteuerung, wenn der gewünschte Motorstrom VTM des Motors 8 gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert wird (z.B. Null Volt) in dem Zustand, in dem die zweite Motorsteuerverarbeitung ausgeführt wird, möglich, die Servo-Lenksteuerung solange fortzusetzen wie die Lenkoperation ausgeführt wird (d.h., solange wie die Spannung an den Motor 8 angelegt wird) und die Servo-Lenkung zu einem Zeitpunkt zu stoppen, wenn die Lenkkraft mit der Spannung, die an den Motor 8 angelegt wird, abnimmt und entsprechend geringer wird. Daher kann die Lenkung zu der manuellen Lenkung gewechselt werden ohne das damit Einhergehen einer plötzlichen Änderung der Lenkkraft, was demnach eine verbesserte Sicherheit der Lenkoperation sicherstellt.
Implementierungsmodus 2
In dem Fall des vorangehend beschriebenen ersten Implementierungsmodus wird das Auftreten einer Abnormalität in der Motorstromerfassungsschaltung 24 entschieden, wenn die Abweichung des Motorstromerfassungswertes IMS von dem gewünschten Motorstromwert IMT fortgesetzt für eine vorbestimmte Zeitdauer auftritt. Demgegenüber wird in dem Fall des vorliegenden Implementierungsmodus 2 der Inhalt der Motorstromabnormalitätserfassungsverarbeitung (der in 3 gezeigte Schritt 106) von dem ersten Implementierungsmodus auf solche Weise modifiziert, wie in dem in 13 gezeigten Ablaufdiagramm erläutert.
Bezug nehmend auf die Figur wird in einem Schritt 131 entschieden, ob oder nicht der gewünschte Motorstromwert IMT einen vorbestimmten Wert I1 überschreitet. Ist dies der Fall, dann wird eine Entscheidung in einem Schritt 132 dahingehend getroffen, ob oder nicht der Motorstromerfassungswert IMS kleiner ist als ein vorbestimmter Wert I2.
Da der vorbestimmte Wert I1 auf einen Wert festgelegt ist, der größer ist als der vorbestimmte Wert I2, gibt die Ausgangsgröße "JA" von beiden Schritten 131 und 132 an, dass kein Motorstrom fließt, obwohl der Motor 8 angetrieben wird.
Wenn der Zustand so wie oben beschrieben für eine vorbestimmte Zeit T1 fortgesetzt anhält, ist die Ausgangsgröße eines Schrittes 133 dann "JA", woraufhin eine Abnormalität des Motorstroms bedingt durch einen Ausfall von beispielsweise der Motorstromerfassungsschaltung 24 entschieden wird. Andererseits, wenn der gewünschte Motorstromwert IMT kleiner ist als der vorbestimmte Wert I1, führt der Schritt 131 zu dem Ergebnis "NEIN". In diesem Fall kommt die nun betrachtete Routine zu einem Ende.
Wenn der gewünschte Motorstromwert IMT größer ist als der vorbestimmte Wert I1 und wenn der Motorstromerfassungswert IMS näherungsweise gleich dem gewünschten Motorstromwert IMT ist, mit der Schritt 131 zu "JA" mit dem Schritt 132 zu "NEIN" führend.
Solange nicht die Abnormalität des Motorstroms in dem Schritt 134 entschieden wird, verzweigt der Schritt 135 nach "NEIN", woraufhin die nun betrachtete Routine zu einem Ende kommt. Das Ausführen des Schrittes 135 nachfolgend auf das Bestimmen einer Abnormalität des Motorstroms in dem Schritt 134 führt zu "JA" woraufhin die Motorstromabnormalität in einem Schritt 136 gelöscht wird.
Mit anderen Worten, wenn der Zustand, in dem der Motorstrom-Erfassungswert IMS kleiner ist als der vorbestimmte Wert I2, welcher kleiner festgelegt wird als der vorbestimmte Wert I1, für eine vorbestimmte Zeit T1 fortgesetzt vorliegt wenn der Motor 8 mit dem Strom angetrieben wird, der größer ist als der vorbestimmte Wert I1, dann wird eine Abnormalität des Motorstroms entschieden. Wenn der Motorstrom-Erfassungswert IMS jedoch größer wird als der vorbestimmte Wert I2 in dem nachfolgenden Routinenzyklus nachdem die Abnormalität des Motorstroms entschieden worden ist, kann entschieden werden, dass die Abnormalität des Motorstroms verschwunden ist.
Durch die oben beschriebene Verarbeitungsprozedur wird der Motorstrom durch die erste Motorstromverarbeitung gesteuert, wenn der Motorstrom normal ist. Andererseits, in dem Fall in dem ein solcher Ausfall auftritt, dass die Ausgangsgröße der Motorstromerfassungsschaltung konstant Null ist, kann die Abnormalität des Motorstroms durch die Motorstrom-Abnormalitätserfassungsverarbeitung entschieden werden, die in dem Ablaufdiagramm der 3 gezeigt ist. In diesem Fall wird die Motorsteuerung durch die zweite Motorsteuerungs-Verarbeitung ausgeführt, die die Abnormalität des Motorstroms handhaben kann.
Wenn jedoch die Ausgangsgröße der Motorstromerfassungs-Schaltung 24 in dem Zustand, in dem die zweite Motorsteuerungs-Verarbeitung ausgeführt wird (d.h., in dem Zustand, in dem die Motorstromabnormalität entschieden worden ist), größer wird als der vorbestimmte Wert I2, wird die Motorstromabnormalität in dem in 13 gezeigten Schritt 836 gelöscht. Folglich wird zur ersten Motorsteuerungs-Verarbeitung zurückgekehrt, wodurch die Motorsteuerungs-Verarbeitung für den Normalzustand wieder ausgeführt wird.
Bezug nehmend auf die in 14(a) bis (d) gezeigten Zeitdiagramme wird der Betrieb des motorgetriebenen Servo-Lenksystems beschrieben, wenn die erste Motorsteuerungs-Verarbeitung in dem Zustand ausgeführt wird, in dem ein solcher Ausfall stattfindet, dass die Ausgangsgröße der Motorstromerfassungsschaltung 24 konstant Null ist. In der Figur bei (a) ist eine Ausgangs-Schwingungsform des Drehmomentsensors 3 gezeigt, wenn das Lenkrad im Uhrzeigersinn betätigt wird während in derselben Figur bei (b) eine Signalschwingungsform des gewünschten Motorstrom-Werts IMT gezeigt ist. Ferner wird in derselben Figur bei (c) eine Signalschwingungsform des Motorstrom-Erfassungswertes IMS gezeigt mit einer Signalschwingungsform des tatsächlichen Motorstroms bei (d) in derselben Figur gezeigt.
Wenn das Lenkrad 1 in Uhrzeigersinnrichtung gelenkt wird, nimmt das Drehmoment D graduell zu. Wenn das Lenkmoment über das in 5 gezeigte Drehmoment Trql hinaus anwächst, wächst der gewünschte Motorstromwert IMT graduell an.
Weil jedoch der Motorstromerfassungswert konstant Null ist, wird ein übermäßig großer Strom zu dem Motor 8 fließen, wie von der bei (d) in derselben Figur gezeigten Schwingungsform gesehen werden kann, bedingt durch die integrale Operation, die gültig ist wenn die erste Motorsteuerungsverarbeitung ausgeführt wird.
Der übermäßig große durch den Motor 8 fließende Strom wird zu dem Erzeugen einer übermäßig großen Hilfskraft führen, die einhergeht mit einem Verringern des Ausgangspegels des Drehmomentsensors. Wenn der Ausgangswert des Drehmoment-Sensors 3 kleiner wird als das zuvor erwähnte Drehmoment Trql, wird der gewünschte Motorstromwert IMT Null und demnach stoppt der Motor 8.
Wenn der Motor 8 stoppt, wird kein Hilfsmoment mehr erzeugt. Folglich nimmt das Lenkmoment wieder zu. Auf diese Weise findet, wenn ein solcher Ausfall auftritt, der den Motorstromerfassungswert IMS konstant zu Null macht, ein Hunting-Phänomen statt in dem Level des gewünschten Motorstromwertes IMT.
Unter den Umständen, dass beide in 13 gezeigten Schritte 133 und 132 nach "JA" abzweigen, finden abnormale Pegelschwankungen (d.h., Hunting-Effekt) des gewünschten Motorstromwertes IMT intermittierend statt, wie bei ➀ in 14 angegeben. Demgemäss ist es zum Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms zu einem früheren Zeitpunkt erforderlich, die vorbestimmte Zeit T1 im in 13 gezeigten Schritt 133 kürzer als die temporäre Dauer des oben erwähnten Hunting-Phänomens ➀ einzustellen.
Andererseits werden in 15 bei (a) bis (d) Zeitdiagramme in dem Fall gezeigt, dass das Lenkrad heftig in der Richtung des Uhrzeigersinns im Normalzustand gelenkt wird. In der Figur ist eine Änderung des Lenkwinkels θH des Lenkrads bei (a) gezeigt während eine Änderung des Lenkmoments T bei (b) in derselben Figur gezeigt wird. Ferner ist bei (c) in derselben Figur eine Änderung einer Drehgeschwindigkeit NM des Motors mit der die Abweichung oder Differenz zwischen dem gewünschten Motorstromwert IMT und dem Motorstrom-Erfassungswert IMS repräsentierenden Schwingungsform in derselben Figur bei (d) gezeigt.
Wenn das Lenkrad 1 im Uhrzeigersinn bei einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit gedreht wird, wie bei (a) in derselben Figur gezeigt, dreht der Motor 8 in Übereinstimmung mit der Drehgeschwindigkeit des Lenkrads, wie bei (c) in derselben Figur gezeigt. Wenn der Motor 8 dreht, wird eine Spannung im Motor 8 in der Richtung entgegengesetzt zum Motorstrom erzeugt. Als ein Ergebnis hiervon wird es schwierig, dass der Motorstrom fließt, wodurch ein Fehler oder eine Differenz zwischen dem gewünschten Motorstromwert IMT und dem Motor-Stromerfassungswert IMS zunimmt, wie bei (d) in derselben Figur gezeigt, wenn die Lenkgeschwindigkeit hoch ist.
Wenn beide in 13 gezeigten Schritte 131 und 132 zu "JA" resultieren, kann ein solcher Zustand vorliegen, in dem ein Fehler oder eine Differenz zwischen dem gewünschten Motorstromwert IMT und dem Motorstromerfassungswert IMS zunimmt während der in Fig. (d) gezeigten Zeitdauer ➁.
Es besteht eine Möglichkeit, dass die Zeit ➁ länger wird als die Hunting-Dauer ➀, die bei (b) in derselben Figur gezeigt wird. Wenn demgemäß die vorbestimmte Zeit T1, die bei (b) gezeigt wird, in dem Schritt 133 kürzer festgelegt wird als die Zeit ➀ mit einem Blick zu dem Unterdrücken des Hunting-Phänomens, dann kann die Motorstrom-Abnormalität in fehlerhafter Weise erfasst werden, wenn das Lenkrad rasch betätigt wird.
In dem Fall des vorliegenden Implementierungsmodus ist jedoch der Motorstromerfassungswert INS selbst wenn die Motorstrom-Abnormalität fehlerhaft auf das rasche Lenken und hierdurch das Zulassen der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung bedingt durch das Einstellen der vorbestimmte Zeit T1 kürzer als die Zeitdauer ➀, größer als der vorbestimmte Wert I2 im Schritt 132 auf die Lenkoperation des Lenkrads 1 hin, wodurch zu der ersten Motorsteuerverarbeitung zurückgekehrt werden kann, solange wie die Motorstromerfassungsschaltung 24 normal ist.
Anders gesagt, wenn ein solcher Ausfall auftritt, dass die Ausgangsgröße der Motorstromerfassungsschaltung 24 konstant Null ist, ist es möglich, den Motor 8 ohne Erscheinenlassen des Hunting-Phänomens des Motorstroms zu steuern. Daneben kann in dem Fall, dass ein fehlerhaftes Erfassen der Motorstromerfassungsschaltung 24 bedingt durch eine heftige Lenkoperation in dem Zustand auftritt, in dem die Motorstromerfassungsschaltung 24 normal ist, der Einfluss solcher fehlerhaften Erfassung auf ein mögliches Minimum unterdrückt werden, wodurch den Komfort für der Fahrer in seinem bzw. ihrem Lenkbetrieb gegenüber einer Verschlechterung geschützt werden kann.
Implementierungsmodus 3
In dem Fall der oben beschriebenen Implementierungsmodi wird die an den Motor angelegte Spannung so eingestellt, dass auf das Erfassen einer Abnormalität des Motorstroms die zweite Motorsteuerungsverarbeitung gültig wird, um hierdurch den Motorstrom derart zu steuern, dass der Motorstrom den durch die Wunschstrombestimmungseinrichtung 41 (siehe 7) bestimmten Stromwert annimmt.
In dem Fall des vorliegenden Implementierungsmodus wird die zweite Motorsteuerungsverarbeitung auf in dem Ablaufdiagramm der 16 gezeigte Weise ausgeführt. Wenn die Motor-Steuerungsprozedur zur zweiten Motorsteuerungsverarbeitung hin geändert wird, wird die Verarbeitung zum graduellen Verringern des Motorstroms in einem Schritt 141 ausgeführt, welcher dann gefolgt wird von einem Schritt 142 zum Entscheiden, ob oder nicht der Motorstrom Null ist. Wenn der Motorstrom Null ist, wird das Relais 21 geöffnet mit der auskuppelnden Kupplung 9 im Schritt 143.
17 ist ein Blockdiagramm zum Hardware-weisen Erläutern der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung gemäß dem vorliegenden Implementierungsmodus. Bezug nehmend auf das Blockdiagramm wird die Wunschstrombestimmungseinrichtung 41 von einer Motorstromtabellenleseeinheit 71 umfasst zum Auslesen des Wunschmotorstromwertes IMT aus einer Motorstromtabelle, der voreingestellt worden ist auf der Basis der zusammenhängend zwischen dem Lenkmoment und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die in 5 gezeigt sind, und aus einer Multiplikationseinheit 72 zum Multiplizieren des Wunschmotorstromwertes IMT, wie ausgelesen, mit einem Koeffizienten k, um hierdurch den tatsächlichen Wunschmotorstromwert IMT auszugeben.
Als Nächstes richtet sich die Beschreibung jeweils auf den Betrieb unter Bezugnahme auf die in 18 bei (a) bis (e) gezeigten Zeitdiagramme. In der Figur wird bei (a) eine Änderung des numerischen Wertes des Koeffizienten k gezeigt während bei (b) in derselben Figur eine Änderung des Lenkmoments T gezeigt wird. Zudem wird eine Änderung des Wunschmotorstromwertes IMT einhergehend mit einer Änderung des numerischen Wertes des Koeffizienten k bei (c) in derselben Figur gezeigt, der Antriebszustand der Kupplung 9 wird bei (d) gezeigt und der Antriebszustand des Relais 21 wird bei (e) gezeigt.
Zu einem Zeitpunkt ➀, der bei (a) in derselben Figur gezeigt wird, wird eine Abnormalität des Motorstroms erfasst, woraufhin von der ersten Motorsteuerungsverarbeitung zu der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung geändert wird. In diesem Fall wird der Koeffizient k graduell von "1" reduziert, um "0" zu einem Zeitpunkt ➁ anzunehmen.
Als eine Folge hiervon nimmt der Wunschmotorstromwert IMT ab, wenn der Koeffizient k abnimmt, wodurch der Motorstrom kleiner wird um hierdurch das durch den Motor 8 erzeugte Hilfsmoment zu reduzieren, was zu einer graduellen Erhöhung des Lenkmoments führt. Nachdem der Motorstrom Null wird, wird die Kupplung 9 mit dem Öffnen des Relais 21 ausgekuppelt, um hierdurch den Servo-Lenkbetrieb zu beenden. Daher wird der Lenkbetrieb gewechselt zu dem manuellen Lenkmodus.
Aufgrund der oben beschriebenen Verarbeitungsprozedur kann die Steuerung fortgesetzt werden ohne das Erzeugen eines übermäßig großen Hilfsmoments, selbst wenn eine Abnormalität in der Motorstromerfassungsschaltung 24 auftritt wie in dem Fall des ersten Implementierungsmodus.
Zudem kann durch graduelles Verringern des durch den Motor 8 erzeugten Hilfsmoments während einer zwischen dem Erfassen der Stromabnormalität und dem Hinüberwechseln zum manuellen Lenkmodus liegenden Zeitdauer das manuelle Lenken bewirkt werden ohne mit einer heftigen Änderung des Hilfsdrehmomentes einherzugehen, wodurch die Sicherheit des Lenkbetriebs erhöht werden kann.
Beispiel 3, nicht alle zum Implementieren der Erfindung erforderlichen Merkmale umfassend
In dem Fall des oben beschriebenen Beispiels 2 wird die an den Motor angelegte Spannung derart festgelegt, dass auf ein Erfassen des Motorstroms die zweite Motorsteuerungsverarbeitung gültig wird, um hierdurch das Steuern des Motorstroms derart vorzunehmen, dass der Motorstrom den Stromwert annimmt, der durch die Wunschstrombestimmungseinrichtung 41 bestimmt wird (siehe 7).
Gemäß dem vorliegenden Implementierungsmodus wird die zweite Motorsteuerungsverarbeitung auf solche Weise ausgeführt, wie in dem Ablaufdiagramm der 19 gezeigt. Wenn die Motorsteuerungsverarbeitung gewechselt wird zu der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung, wird das Verarbeiten zum graduellen Herabsetzen der Motorspannung in einem Schritt 151 ausgeführt, welcher dann gefolgt wird von einem Schritt 152 zum Entscheiden, ob oder nicht die Motorspannung Null ist. Wenn die Motorspannung Null ist, wird das Relais 21 geöffnet mit der ausgekuppelten Kupplung 9 in einem Schritt 143.
20 ist ein Blockdiagramm zum Hardware-weisen Darstellen der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung gemäß dem vorliegenden Implementierungsmodus. Bezug nehmend auf das Blockdiagramm wird die Wunschspannungsbestimmungseinrichtung 61 von einer Motorspannungstabellenleseeinheit 71 umfasst zum Auslesen des auf der Basis des in 12 gezeigten Zusammenhangs zwischen dem Lenkmoment und der Fahrzeug-Geschwindigkeit voreingestellten Wunschmotorspannungswertes VMT aus einer Motorspannungstabelle, und einer Multiplikationseinheit 82 zum Multiplizieren des Wunschmotorstromwertes VMT, wie durch einen Koeffizienten k ausgelesen, um hierdurch einen tatsächlichen Wunsch-Motorspannungswert IMT auszugeben.
Als Nächstes wird die Beschreibung jeweils auf den Betrieb unter Bezugnahme auf die in 21 bei (a) bis (e) gezeigten Zeitdiagramme beschrieben. In der Figur wird bei (a) eine Änderung des numerischen Wertes des Koeffizienten k gezeigt, während bei (b) in derselben Figur eine Änderung des Lenkmoments T gezeigt wird. Zudem wird einhergehend mit der Änderung des numerischen Wertes des Koeffizienten k eine Änderung des Wunschmotorstromwertes VMT bei (c) in derselben Figur gezeigt, wobei der Antriebszustand der Kupplung 9 bei (d) in derselben Figur gezeigt wird und der Antriebszustand des Relais 21 bei (e) in derselben Figur gezeigt wird.
Zu einem Zeitpunkt ➀, der bei (a) in derselben Figur gezeigt wird, wird eine Abnormalität der Motorspannung erfasst woraufhin die Motorsteuerung arbeitet. In diesem Fall wird der Koeffizient k graduell verringert von "1", um "0" zu einem Zeitpunkt ➁ anzunehmen.
Als eine Folge hiervon nimmt der Wunschmotorspannungswert VMT, wenn der Koeffizient k abnimmt, ab, wodurch der Wunschmotorspannungswert VTM kleiner wird um hierdurch das durch den Motor 8 erzeugte Hilfsmoment zu verringern, was zu einer graduellen Zunahme des Lenkmoments führt. Nachdem der Wunschmotorspannungswert VMT Null wird, wird die Kupplung 9 ausgekuppelt, wobei das Relais 21 geöffnet ist um hierdurch den Servo-Lenkbetrieb zu beenden. Demnach wird der Lenkbetrieb geändert zum manuellen Lenkmodus.
Vermöge der oben beschriebenen Verarbeitungsprozedur kann die Steuerung wie in dem Fall des ersten Implementierungsmodus ohne übermäßiges Erzeugen großen Hilfsmoments fortgesetzt werden, selbst wenn eine Abnormalität in der Motorstromerfassungsschaltung 24 auftritt.
Ferner kann das manuelle Lenken durch graduelles Herabsetzen des durch den Motor 8 erzeugten Hilfsmoments während einer Dauer zwischen dem Erfassen der Stromabnormalität und dem Wechseln zum manuellen Lenkmodus wirksam werden ohne mit einer heftigen Änderung des Hilfsmomentes einherzugehen, wodurch die Sicherheit des Lenkbetriebs erhöht werden kann.
Implementierungsmodus 4
In dem Fall des vorliegenden Implementierungsmodus wird die zweite Motorsteuerungsverarbeitung auf solche Weise modifiziert, wie in dem in 22 gezeigten Ablaufdiagramm erläutert. In einem Schritt 164 in dem Ablaufdiagramm der 22 wird eine Entscheidung getroffen, ob oder nicht der Wunschmotorstromwert IMT, der in dem Schritt 104 bestimmt wird, gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert ITH (z.B. Null Ampere). Wenn er gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert ITH ist, wird das Relais 21 geöffnet einhergehend mit dem Auskuppeln der Kupplung 9 in dem Schritt 123, um die Servo-Lenksteuerung zu beenden.
Andererseits, wenn in dem Schritt 161 entschieden wird, dass der Wunschmotorstromwert IMT größer ist als der vorbestimmte Wert ITH, wird die Verarbeitung beginnend von dem Schritt 104 in wiederholter Weise ausgeführt.
Als Nächstes wendet sich die Beschreibung dem Betrieb des Systems in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Implementierungsmodus unter Bezugnahme auf die in 23 bei (a) bis (d) gezeigten Zeitdiagramme zu. In der Figur ist eine Änderung des Lenkmoments T bei (a) gezeigt, eine Änderung des Wunschmotorstromwerts IMT ist bei (b) gezeigt, das Antreiben der Kupplung ist bei (c) gezeigt und das Antreiben des Relais ist bei (d) gezeigt. Wenn die Motorstromabnormalität zu einem Zeitpunkt ➀, der bei (a) in der Figur gezeigt wird, erfasst wird, wird die Steuerungsprozedur gewechselt zu der zweiten Motorsteuerverarbeitung.
Durch Ausführen der zweiten Motorsteuerverarbeitung, wie in dem Ablaufdiagramm der 24 gezeigt, kann die Servo-Lenk-Steuerung durch die zweite Motorsteuerungsverarbeitung selbst fortgesetzt werden, wenn die Motorstromabnormalität im Zuge des Lenkbetriebs erfasst wird (Zeitpunkt ➀).
Wenn die Lenkkraft geringer wird, wird das Relais 21 einhergehend mit dem Auskuppeln der Kupplung 9 zum Zeitpunkt ➁, bei dem der Motorstrom Null wird, geöffnet, um hierdurch die Servo-Lenksteuerung zu beenden.
Vermöge der oben beschriebenen Anordnung kann der Motor 8 trotz des Auftretens der Motorstromabnormalität ohne das Erzeugen eines übermäßig großen Hilfsmoments gesteuert werden wie in dem Fall des ersten Implementierungsmodus. Zudem, da ein Wechseln zu dem manuellen Lenkbetrieb durch Ent-Erregen des Relais 9 und Entkoppeln der Kupplung 21 in dem Zustand, in dem kein Hilfsmoment durch den Motor 8 erzeugt wird, ermöglicht wird, wird es möglich, das Servo-Lenken zum manuellen Lenken hin in sicherer Weise ohne das Einbeziehen irgendeiner heftigen Änderung des Hilfsmoments zu ermöglichen.
Implementierungsmodus 5
In dem Fall des vorliegenden Implementierungsmodus wird die zweite Motorsteuerungsverarbeitung auf solche Weise modifiziert, wie in dem in 24 gezeigten Ablaufdiagramm dargelegt. In einem in dem Ablaufdiagramm gezeigten Schritt 171 wird eine Entscheidung getroffen ob oder nicht das Lenkmoment, das im Schritt 102 erfasst wird, gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert TTH (z.B. 1 Nm).
Wenn das Lenkmoment gleich oder kleiner ist als der vorbestimmte Wert TTH, wird das Relais geöffnet einhergehend mit den Auskuppeln der Kupplung 9 in dem Schritt 143, um hierdurch den Servo-Lenkbetrieb zu beenden. Andererseits, wenn in dem Schritt 171 bestimmt wird, dass das Lenkmoment größer ist als der vorbestimmte Schwellwert TTH, wird die Verarbeitung beginnend mit dem Schritt 102 in wiederholter Weise ausgeführt.
Als Nächstes wird sich die Beschreibung der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung zuwenden in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Implementierungsmodus unter Bezugnahme auf die in 25 bei (a) bis (d) gezeigten Zeitdiagramme. In der Figur ist eine Änderung des Lenkmoments T bei (a) gezeigt, eine Änderung des Wunschmotorstromwertes IMT ist bei (b) gezeigt, das Antreiben der Kupplung ist bei (c) gezeigt und das Antreiben des Relais ist bei (d) in derselben Figur gezeigt.
Die Motorstromabnormalität wird zu einem Zeitpunkt ➀, der bei (a) in der Figur gezeigt wird, erfasst, woraufhin die Steuerungsprozedur gewechselt wird zu der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung. Durch Ausführen der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung, wie in 24 gezeigt, kann die Servo-Lenksteuerung fortgesetzt werden durch Ausführen der zweiten Motorsteuerungsverarbeitung, selbst wenn die Motorstromabnormalität im Zuge des Lenkbetriebs (zu einem Zeitpunkt ➀) erfasst wird. Wenn die Lenkkraft geringer wird, wird das Relais 21 geöffnet, wobei sich die Kupplung 9 zu einem Zeitpunkt ➁, zu dem das Lenkmoment nicht größer als der vorbestimmte Wert TTH ist, auskuppelt, um hierdurch die Servo-Lenksteuerung zu stoppen.
Vermöge der obigen Verarbeitung kann der Motor ohne Erzeugen übermäßigen Hilfsmoments gesteuert werden trotz des Auftretens der Motorstromabnormalität, wie in dem Fall des ersten Implementierungsmodus. Daneben ist es, da ein Wechseln zu dem manuellen Lenken ermöglicht wird durch Ent-Erregen des Relais 21 und auskuppeln der Kupplung 9 in dem Zustand, in dem das Lenkmoment ausreichend klein ist, möglich, die Servo-Lenkung zu dem manuellen Lenken hin ohne das Einbeziehen irgendeiner heftigen Änderung des Hilfsmoments sicher vorzunehmen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird in dem motorgetriebenen Servo-Lenksteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ein Erfassen der Abnormalität der Motorstromerfassungsschaltung konstant ausgeführt in dem Servo-Lenksteuermodus, wohingegen die Steuerung des Motors für die Servo-Lenksteuerung validiert werden kann, selbst in dem Fall, in dem die Motorstromerfassungsschaltung unter einer Abnormalität leidet während das Wechseln zum manuellen Lenken in sicherer Weise realisiert werden kann nach dem Erfassen der Abnormalität ohne das Einbeziehen einer raschen Änderung der Lenkkraft. Daher kann die Sicherheit des motorgetriebenen Servo-Lenksteuerungssystems verbessert werden.

Claims

Steuersystem für eine motorbetriebene Servo-Lenkung, umfassend: eine Wunschstrombestimmungseinrichtung (41) zum vorangehenden Bestimmen eines gewünschten Wertes (IMT) eines einem Motor (8) zuzuführenden Stroms, eine Motorstromerfassungseinrichtung (24) zum Erfassen des Motorstroms (IMS), eine Motorstromsteuerungseinrichtung (42) mit einem ersten Steuerungsprozess zum Steuern eines dem Motor (8) zuzuführenden Motorstroms durch eine Regelung mit geschlossener Schleife gemäß dem gewünschten Wert (IMT) und dem erfassten Motorstrom (IMS), und mit einem zweiten Steuerungsprozess zum Steuern des dem Motor (8) zuzuführenden Motorstroms durch eine Steuerung mit offener Schleife gemäß dem gewünschten Wert (IMT), und eine Abnormalitäts-Erfassungseinrichtung zum Treffen einer Entscheidung, ob der erfasste Motorstrom (IMS) unter einer Abnormalität leidet, um hierdurch die Steuerung des Motorstroms auf das Entscheiden einer Abnormalität hin zu dem zweiten Steuerungsprozess zu wechseln; dadurch gekennzeichnet, dass die Motorstromsteuerungs-Einrichtung (42) eine Steuerung mit offener Schleife des Motorstroms durch den zweiten Steuerungs-Prozess auf der Basis einer durch einen Widerstandswert (Ra) des Motors (8) erhaltenen Spannung (VTH) und des gewünschten Werts (IMT) des Motorstroms steuert.
Steuersystem für eine motorgetriebene Servo-Lenkung nach Anspruch 1, wobei, wenn die Abnormalitätserfassungs-Einrichtung Normalität des Motorstroms im Zuge der Motorsteuerung durch den zweiten Steuerungsprozess entscheidet, der Motor (8) dann durch den ersten Steuerungsprozess gesteuert wird.
Steuersystem für eine motorgetriebene Servo-Lenkung nach Anspruch 1, wobei das System eine Steuerungseinrichtung umfasst zum Stoppen der Servo-Lenksteuerung, wenn der Motorstrom kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert wird durch graduelles Verringern des gewünschten Wertes (IMT) des Motorstroms im Zuge der Motorsteuerung durch den zweiten Steuerungsprozess, der auf das Erfassen der Abnormalität durch die Abnormalitätserfassungs-Einrichtung validiert ist.
Steuersystem für eine motorgetriebene Servo-Lenkung nach Anspruch 1, wobei das System eine Steuervorrichtung umfasst zum Stoppen der Servo-Lenksteuerung, wenn der Motorstrom niedriger oder gleich einem vorbestimmten Wert wird im Zuge der Motorsteuerung durch den zweiten Prozess, der auf das Erfassen der Abnormalität durch die Abnormalitätserfassungseinrichtung validiert ist.
Steuersystem für eine motorgetriebene Servo-Lenkung nach Anspruch 1, wobei das System eine Steuerungseinrichtung umfasst, um die Servo-Lenksteuerung zu stoppen, wenn ein Lenkmoment im Zuge der Motorsteuerung durch den auf das Erfassen einer Abnormalität durch die Abnormalitäts-Erfassungseinrichtung validierten zweiten Steuerungsprozess niedriger oder gleich einem vorbestimmten Wert wird.
Steuersystem für eine motorgetriebene Servo-Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abnormalitäts-Erfassungseinrichtung eine Abnormalität des Motorstroms entscheidet, wenn eine Zeitdauer, für die eine Abweichung zwischen dem gewünschten Motorstromwert (IMT) und dem Motorstromerfassungswert (IMS) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, länger als eine vorbestimmte Zeit angehalten hat.