DE3711099C2

DE3711099C2 - Elektrische servolenkanlage fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3711099C2
Application number: DE19873711099
Authority: DE
Inventors: Yasuo Shimizu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-04-02
Publication date: 1990-08-23
Anticipated expiration: 2007-04-03
Also published as: GB2202501A; FR2613310A1; GB8706993D0; FR2613310B1; GB2202501B; US4837692A; DE3711099A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer elektrischen Servo lenkanlage für Fahrzeuge entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In den letzten Jahren wurden viele elektrische Servolenkanlagen für Fahrzeuge vorgeschlagen, bei denen ein Hilfsdrehmoment zum Lenken mit Hilfe einer Servolenk einrichtung unter Verwendung eines Elektromotors erzeugt wird.

In der DE-OS 36 26 811 ist eine elektrische Servolenkanlage be schrieben, die eine Drehmomentermittlungseinrichtung zum Ermitteln des Lenkmoments aufweist, das auf eine Eingangswelle ausgeübt wird, die mit einem Lenkrad ver bunden ist. Die Servolenkanlage ist ferner mit einer Abtriebswelle, die mit Vorderrädern als gelenkte Räder verbunden ist, einem Gleichstrommotor, der der Abtriebswelle ein Hilfsmoment erteilt, und einer Steuerschaltung zum Steuern des Motors in Abhängigkeit von einem Signal von der Dreh momentermittlungseinrichtung versehen.

Die Steuerschaltung besteht dabei aus einer Brückenschaltung, die an dem Elektromotor eine Ankerspannung anlegt und aus einer Treibereinheit zur Versorgung der Brücken schaltung mit Treibersignalen. An die Treibereinheit wird ein Steuersignal von einer Signal verarbeitungseinrichtung angelegt. In der Signalverar beitungseinrichtung wird ein das Lenkmoment wiedergebendes Signal gemäß einem vorbestimmten Programm verarbeitet, so daß das Steuersignal eine Komponente hat, die die Drehrichtung des Motors darstellt, wodurch diese mit jener des Drehmomentes übereinstimmt, das auf die Eingangswelle einwirkt. Die Brückenschaltung weist npn-Schalttransistoren auf, die die jeweils vier Arme der Brücke bilden.

Wie bei Lenkanlagen ohne Hilfskraftunterstützung nimmt das Lenkrad bei der vorstehend beschriebenen Servolenkanlage einen von zwei unterschiedlichen Zuständen ein, wenn es sich dreht, d. h. einen aktiven Lenkzustand oder einen Rück stellzustand. Beim aktiven bzw. zwangsläufigen Lenkzustand weist das Lenkrad ein an ihm angelegtes Lenkmoment in einer mit der Drehrichtung der gelenkten Räder und somit mit der Drehrichtung des Motors über einstimmenden Richtung auf. Beim Rückstellzustand des Lenkrades jedoch stimmt die Wirkrichtung des Lenkmoments, das anliegt, nicht hiermit überein, sondern wirkt in Gegenrichtung, d. h. ent gegen der Drehrichtung der gelenkten Räder, so daß die Drehrichtung des Motors entgegen der Wirkrichtung des Lenkmoments gerichtet ist.

Wenn ein fahrendes Fahrzeug mit den Vorderrädern als gelenk ten Rädern eine Kurve infolge des Verdrehens des Lenkrads in eine der beiden Richtungen fährt, haben die Vorderräder ein Kraftsystem, das vom Geradelauf des Rades und dem selbst ausrichtenden Drehmoment infolge von Deformationen der Rei fen geprägt wird. Eine zusammenfassende Resultierende dieser Kräfte wirkt als ein Kräftepaar auf die Vorderräder, wobei die Tendenz vorhanden ist, die Räder in ihre Neutralstel lungen zurückzuführen. Diese Resultierende wird als Rückstellkraft bezeichnet. Die Rückstellkraft wird in Form eines Momentes auf die Lenkanlage übertragen und wirkt als eine von der Seite der Straßenoberfläche herrührende Be lastung ein.

Wenn ein Fahrzeug, das mit einer elektrischen Servolenkanlage der vorstehend beschriebenen Art ausgerüstet ist, während der Fahrt eine Kurve fährt und wenn die Vorderräder mit einer Rückstellkraft beaufschlagt werden, die aus gewis sen Gründen größer als die Größe der Summe aus an dem Lenk rad ausgeübtem Lenkmoment und dem abgegebenen Hilfsmoment von dem Motor ist, wird bewirkt, daß sich das Lenkrad mit einem von den Vorderrädern übertragenen Moment in Gegen richtung zur Wirkrichtung des Lenkmoments dreht. Auch der Motor ist gezwungen, sich in einer Umkehrrichtung bzw. einer Gegenrichtung zu drehen. Eine solche Situation tritt manchmal auf, wenn die Stärke des vom Fahrer auf das Lenkrad ausge übte Lenkmoment klein wird, währenddem das Fahrzeug die Kurve durchfährt, wobei beabsichtigt ist, daß die Vorder räder in ihre Neutralstellungen mit einer Rückstellkraft zurückkehren können, die hierauf einwirkt. Dies ist ein ty pisches Beispiel des Rückstellzustandes für das Lenkrad.

Nunmehr wird angenommen, daß das Lenkmoment in Uhrzeiger richtung wirkt, so daß ein Grundankerstrom des E-Motors weitergeleitet wird. Während des aktiven bzw. zwangsläufigen Lenkzustandes des Lenkrades dreht sich der Motor in eine Richtung, die mit der Richtung des Drehmoments übereinstimmt, und erzeugt dabei ein Hilfsmoment, das den Lenkvorgang unterstützt, so daß die Lenkung bequemer als in dem Fall ist, wenn eine Lenkanlage ohne Hilfskraftunter stützung vorhanden ist. Bei dem Rückkehrzustand des Lenk rades jedoch dreht sich der Motor in eine Richtung entgegen der Richtung des Lenkmoments und ar beitet als ein Generator. Die Rücklaufgeschwindigkeit des Lenkrades in Richtung ihrer Neutralstellung kann somit be trächtlich geringer als im Falle einer nicht hilfskraftunter stützten Lenkanlage sein.

Bei dem Rücklaufzustand des Lenkrades weist der sich drehende Motor eine durch die Generatorwirkung in duzierte und entgegenwirkende elektromotorische Kraft mit einer solchen Polarität auf, daß die gesamte elektromotorische Kraft der Steuerschaltung erhöht wird. Diese entgegenwirkende elektromotorische Kraft erzeugt in der Steuerschaltung einen Anpassungs ankerstrom, dessen Flußrichtung bezüglich des Motors gleich wie jene des Grundankerstroms ist. Die Durchleitung eines solchen Anpassungsankerstroms durch die geschlossene Schaltung impliziert, daß die Vorderräder eine beträchtliche Arbeit verrichten müssen. Daher ist ein ungleichmäßiges Verhalten bei dem Rücklaufen der Vorderräder in die Neutralstellungen zu beobachten. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit während des Lenkens konstant ist, hat die Rückstellkraft Fr ein Maximum, wenn die Vorderräder beginnen, sich in ihre Neutralstellungen zurückzubewegen und sie wird kleiner, je mehr sich die Räder dieser Neutralstellung nähern.

Ein ein angenehmes Fahrgefühl verschaffendes gleichförmiges Zurückführen der Vorderräder bzw. des Lenkrades in die Neutralstellung ist also bei dieser vorbekannten elektrischen Servolenkanlage nicht möglich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Servolenkanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der das Zurückstellen der Vorderräder bzw. des Lenkrades in die Neutralstellung gleichmäßig erfolgt.

Die vorstehende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine elektrische Servolenkanlage für Fahrzeuge vorgesehen ist, die ein Lenkrad, ein gelenktes Rad, eine Lenkwelle zur Übertragung einer Lenkkraft des Lenkrades auf das gelenkte Rad aufweist, des weiteren einen Gleichstrommotor, der eine unterstützende Lenkkraft liefert, eine Stromversorgungsschaltung, eine Einrichtung zur Ermittlung des Lenkmoments, eine Einrichtung zur Ermittlung einer Lenkgeschwindigkeit und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Gleichstrommotors in Abhängigkeit von einem Lenkmomentsignal und einem Lenkgeschwindigkeitssignal, wobei die Steuereinrichtung eine Steuersignalerzeugungseinrichtung für die Erzeugung eines impulsbreitenmodulierten PWM-Signals in Abhängigkeit vom Lenkmomentsignal und vom Lenkgeschwindigkeitssignal und eine Motortreibereinrichtung enthält, die das PWM-Signal empfängt und eine Ein-Aus-Spannung an den Motor anlegt, wobei die Motortreiberschaltung eine Brückenschaltung aufweist, welche ein erstes, zweites, drittes und viertes Schaltelement enthält, die jeweils die Brückenzweige bilden, und bei der die Brückenschaltung mit einem Eingangsknotenpunkt zwischen dem ersten Schaltelement und dem vierten Schaltelement und an einem weiteren Eingangsknotenpunkt zwischen dem zweiten Schaltelement und dem dritten Schaltelement mit den Anschlüssen der Stromversorgungsschaltung verbunden ist, und bei der die Brückenschaltung mit einem Ausgangsknotenpunkt zwischen dem ersten Schaltelement und dem zweiten Schaltelement und einem weiteren Ausgangsknotenpunkt zwischen dem dritten Schaltelement und dem vierten Schaltelement mit den Eingangsanschlüssen des Motors verbunden ist und wobei die Brückenschaltung ferner vier Dioden aufweist, die parallel zu den ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltelementen geschaltet sind, wobei ferner das PWM-Signal eine erste Komponente aufweist, die entweder das erste und dritte Schaltelement oder das vierte und zweite Schaltelement in Abhängigkeit der Wirkrichtung des Lenkmoments wählt, eine zweite Komponente zum Treiben des ersten und vierten Schaltelements und eine dritte Komponente zum Treiben des dritten und zweiten Schaltelements aufweist, und wobei schließlich die Steuersignalerzeugungseinrichtung das PWM-Signal in einer solchen Abhängigkeit erzeugt, daß bei einem positiven Lenkzustand, bei dem die Drehrichtung des Lenkrades mit jener des Lenkmoments übereinstimmt, gemäß einer ersten Funktion gesteuert wird, und daß bei einem Lenkradrücklaufzustand, bei dem die Drehrichtung des Lenkrades mit jener des Lenkdrehmoments übereinstimmt, gemäß einer zweiten Funktion gesteuert wird, wobei das Lenkmoment und die Lenkgeschwindigkeit Parameter hierfür sind. Durch die vorgeschlagene Lösung wird erreicht, daß beim Zurückstellen der Vorderräder bzw. des Lenkrades in die Neutralstellung eine gleichmäßige Bewegung der Vorderräder bzw. des Lenkrades erreicht wird, was ein angenehmes Fahrgefühl verschafft. Insgesamt ergibt sich bei der Lenkradrücklaufbewegung eine Charakteristik, wie sie bei einer Lenkanlage ohne Hilfskraftunterstützung vorherrscht.

Ein besonders einfacher Steuerungsaufbau ist dadurch gekennzeichnet, daß im positiven Lenkzustand dem ersten Schaltelement bzw. dem vierten Schaltelement ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis proportional zum Lenkmoment und zur Lenkgeschwindigkeit ist, und dem dritten Schaltelement bzw. dem zweiten Schaltelement ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis ein Einheitswert ist, und daß im Lenkradrücklaufzustand dem ersten Schaltelement bzw. dem vierten Schaltelement ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis proportional zum Lenkmoment ist, und daß dem dritten Schaltelement bzw. dem zweiten Schaltelement ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis umgekehrt proportional zur Lenkgeschwindigkeit ist.

Die Schaltelemente können durch die unterschiedlichsten Schaltungsbauteile gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schaltelemente npn-Tranistoren aufweisen. Es können aber auch pnp-Transistoren, Metalloxidhalbleiter oder Feldeffektivtransistoren vorgesehen werden.

Eine besonders kompakte und einfache Bauweise der Lenkanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwelle mechanisch mit dem gelenkten Rad verbunden ist und daß der Gleichstrommotor mechanisch mit der Lenkwelle verbunden ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines be vorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Teils einer elektrischen Servolenkanlage für Fahrzeuge gemäß einer bevorzugten Ausbildungs form nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1, wobei ein Gleichstromgenerator zum Ermitteln einer Lenkgeschwindigkeit gezeigt ist,

Fig. 3 ein Diagramm einer Steuerschaltung der Lenk anlage,

Fig. 4A ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines mit Hilfe eines Mikroprozessors in der Steuer schaltung auszuführenden Steuerprogramms, wobei Fig. 4B die Fortsetzung von Fig. 4A ist,

Fig. 5 ein Diagramm zur Beschreibung der Ausgangs kennlinien von ermittelten Signalen eines Lenk moments,

Fig. 6 ein Diagramm zur Beschreibung der Ausgangs kennlinien von ermittelten Signalen einer Lenk geschwindigkeit,

Fig. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zu sammenhangs zwischen dem Lenkmoment und einer solchen Größe eines Impulsverhältnisses, die auf einen Reibungsverlust zurückzuführen ist,

Fig. 8 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zu sammenhangs zwischen dem Lenkmoment und einer solchen Größe des Impulsverhältnisses, die im Zusammenhang mit dem Ausgang eines Hilfs momenterzeugungsmotors steht,

Fig. 9 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zu sammenhangs zwischen dem Lenkmoment und einer Korrekturgröße des Impulsverhältnisses bei einem Rücklaufzustand eines Lenk rades,

Fig. 10 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zu sammenhangs zwischen der Lenkgeschwindigkeit einer solchen Größe des Impulsverhältnisses, die im Zusammenhang mit einer induzierten elektromotorischen Kraft efm am Motor steht,

Fig. 11 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Zusammen hänge zwischen dem Lenkmoment und dem Im pulsverhältnis als Summe der Größen nach Fig. 7 bis 9 bei jeweils einem positiven Lenkzu stand und einem Rücklaufzustand des Lenkrades,

Fig. 12A bis 12C Diagramme von Ersatzschaltbildern für die unterschiedlichen Arbeitszustände einer Motor treiberschaltung bei der Steuerschaltung,

Fig. 13 ein Diagramm, in dem für die verschiedenen Drehzahlen des Motors jene Impulsverhältnisse eingetragen sind, die für die impulsbreiten modulierten PWM-Signale bestimmt sind, die an Leistungsschalttransistoren in den Ersatz schaltbildern nach den Fig. 2A bis 2C anzule gen sind,

Fig. 14 ein Funktionsblockdiagramm der Steuerschaltung nach Fig. 3, und

Fig. 15 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Zusammen hänge zwischen einem Ankerstrom und einem Impulsverhältnis eines PWM-Signales.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist mit 20 eine elektrische Servo lenkanlage für Fahrzeuge gemäß einer bevorzugten Ausbildungs form nach der Erfindung bezeichnet. Die Anlage 20 umfaßt als Hauptbauteile eine Eingangswelle 26, eine Zahnwelle bzw. Zahnstange 21, einen Gleichstrommotor 49 und eine Steuereinrichtung 32. Ein nicht gezeigtes Lenkrad ist mit dem oberen Ende der Eingangs welle 26 verbunden, deren unteres Ende über ein Zahnradele ment 22 mit der Zahnstange 21 verbunden ist, so daß eine Dre hung der Welle 26 in eine geradlinige Bewegung in axialer Richtung der Welle 21 übertragen wird. Die Zahnstange 21 ist an beiden Enden über nicht gezeigte Spurstangen mit den gelenk ten, nicht gezeigten Vorderrädern verbunden, die die gelenkten Räder darstellen. Der Motor 49 liefert ein Hilfsmoment, um eine Hilfskraft zur Unterstützung an die Zahnstange 21 zu liefern. Die Steuereinrichtung 32 steuert den Motor 49 in Abhängigkeit von ermittelten Signalen von einem Lenkmomentsensor 35 und einem Lenkgeschwindigkeitssensor 40, die um die Eingangswelle 26 angeordnet sind.

Das untere Ende der Eingangswelle 26 ist in einem vorspringen den Abschnitt 33 a eines Zahnstangengehäuses 33 eingesetzt. Das darin aufgenommene Zahnradelement 22 kämmt mit nicht gezeigten Zahnstangenzähnen, die auf der Rückseite der Zahnstange 21 ausgebildet sind. Es ist noch zu erwäh nen, daß in Fig. 1 der um die Eingangswelle 26 und das Zahn radelement 22 gezeigte Ausschnitt um 90° bezüglich deren Achsen abgewickelt ist. Das Zahnradelement 22 ist jeweils an den oberen und unteren Enden mit Hilfe von Schrägkontaktlagern bzw. Schrägkugellagern 23, 24 gelagert. Das untere Lager 24 ist mit Hilfe einer Blattfeder 25 in Fig. 1 in Richtung nach oben vorbelastet, so daß die Axialbewegung des Ritzels bzw. Zahnrads 22 begrenzt ist. Das Zahnradelement 22 hat eine Welle 22 a, die mit der Eingangswelle 26 über einen Torsionsstab 27 verbunden ist, der durch einen Hohlraum der Welle 26 ver läuft. Ein hohler Abschnitt am oberen Ende der Ritzelwelle 22 a ist passend auf einem reduzierten Teil am unteren Ende der Eingangswelle 26 aufgesetzt, wobei dazwischen ein Nadel lager 28 vorgesehen ist. Zwischen der Eingangswelle 26 und dem vorspringenden Abschnitt 33 a des Gehäuses 33 ist ein Kugellager 34 vorgesehen. Der vorspringende Abschnitt 33 a ist mit einer nach oben weisenden Öffnung an der Oberseite und mit einer Staubschutz-Manschette 41 versehen.

Das obere Ende der Ritzelwelle 22 a ist derart gegabelt, daß die beiden Gabelzinken 22 b fächerähnlich in radiale Abschnitte unterteilt sind und einen Winkelabstand von 180° voneinander haben. Die Gabelzinken 22 b sind in einem Paar von Nuten 26 a mit einer komplementären Form eingesetzt, die außerhalb des reduzierten unteren Endteiles der Eingangswelle 26 vorge sehen sind. Die Umfangsbreite jeder Nut 26 a hat einen größeren einbeschriebenen Winkel als jener von einer der zugeordneten Gabelzinken 22 b, so daß der Torsionsstab 27 tordiert werden kann und eine Phasendifferenz zwischen dem Zahnradele ment 22 und der Eingangswelle 26 mit einem vorbestimmten Winkel erhalten wird. Die Eingangswelle 26 und das Zahnrad element 22 arbeiten somit relativ drehbar miteinander zu sammen.

Um die wechselseitigen Eingriffsteile der Eingangswelle 26 und des Zahnradelements 22 ist ein Differentialübertrager 31 angeordnet, der als Lenkmomentsensor 35 dient. Der Diffe rentialübertrager 31 weist einen zylindrischen Kern 29, eine einzige Primärwicklung 31 a und zwei Sekundärwicklungen 31 b, 31 c auf. Die Wicklungen 31 a, 31 b, 31 c sind im Innern des vorspringenden Abschnittes 33 a festgelegt, so daß sie den Kern 29 umgeben. Jeder Gabelzinken 22 b der Ritzelwelle 22 a hat einen Stift 22 c, der von diesem radial nach außen vorsteht. In ähnlicher Weise hat jeder gekrümmte Wandteil 26 b zwischen den Nuten 26 a der Eingangswelle 26 einen Stift 30, der radial hiervon nach außen vorsteht. Die Stifte 22 c, 30 greifen in längliche Öffnungen 29 a, 29 b ein, die jeweils in dem Kern 29 ausgebildet sind. Jede Öffnung 29 a, die in Eingriff mit dem Stift 22 c auf der Seite der Ritzelwelle 22 a ist, ist pa rallel zu der Achse der Eingangswelle 26 ausgebildet. Jede Öffnung 29 b, die in Eingriff mit dem Stift 30 auf der Seite der Eingangswelle 26 ist, verläuft unter einem vorbestimmten Winkel relativ zu dieser geneigt. Das auf die Eingangswelle 26 wirkende Lenkmoment Ts wird über den Torsionsstab 27 und das Zahnradelement 22 auf die Zahnstange 21 übertragen, die hierdurch geradlinig verschoben wird. Wenn eine größere Belastung Fr als das Lenkmoment Ts auf die Zahnstange 21 von der Straßenoberflächenseite einwirkt (d.h. wenn eine größere Rückstellkraft Fr auf die Vorderräder wirkt), wird der Torsionsstab 27 mit einer Phasendifferenz (in Form eines Umfangsabschnittes relativ zu einer Winkeldifferenz) tordiert, die sich zwischen der Eingangswelle 26 und dem Zahnradelement 22 einstellt. Durch den Eingriffszustand mit den Stiften 22 c, 30 wird der Kern 29 in jeder Richtung ent sprechend der Richtung axial verschoben, in die das Lenkmoment Ts wirkt, und zwar um eine Strecke, die von der Größe des Lenkmoments Ts abhängt. Mit einer (Wechsel stromspannung, die von der Steuereinrichtung 32 an die Primärwicklung 31 a angelegt wird, geben die Sekundärwicklungen 31 b, 31 c ein Paar von Wechselspannungen ab, die zu der Steuereinrichtung 32 übertragen werden. Die Amplituden der Ausgangsspannungen ändern sich differentiell in Abhängigkeit von der Axialverschiebung des Kerns 29. Der Kern 29 ist derart angeordnet, daß er eine Neutralstellung einnimmt, wenn das auf die Eingangswelle 26 wirkende Lenkmoment Ts eine Stärke von Null hat, oder in anderen Worten ausgedrückt, wenn keine Phasendifferenz zwischen der Eingangswelle 26 und dem Zahnradelement 29 vorhanden ist. Der Differentialüber trager 31, der als Lenkmomentsensor 35 dient, liefert somit ein Paar von Ausgangssignalen, die in Verknüpfung mitein ander die Wirkrichtung und die Stärke des Lenkmoments Ts an geben, d.h. diese Signale stellen die Lenkmoment wiedergeben den Signale dar.

Zwischen dem Übertrager 31 und dem Lager 34 ist der Lenkge schwindigkeitssensor 40 angeordnet, der die Eingangswelle 26 bei dieser Ausbildungsform umgibt. Der Sensor 40 weist eine durchmessergroße, gezahnte Riemenscheibe 36, einen elektri schen Generator 37, eine durchmesserkleine, gezahnte Riemen scheibe 38 und einen Steuerriemen 39 auf (vgl. Fig. 2). Die durchmesser große Riemenscheibe 36 ist auf der Eingangswelle 26 fest gelegt. Die durchmesserkleine Riemenscheibe 38 ist auf einer Eingangswelle des Generators 37 vorgesehen, die parallel zu der Eingangswelle 26 angeordnet ist. Die Riemenscheiben 36, 38 sind mit Hilfe des Riemens 39, der darüber gespannt ist, untereinander verbunden. Der Generator 37 gibt eine Gleichstromspannung ab, deren Polarität der Dreh richtung der Eingangswelle 26 entspricht und deren Stärke proportional zur Geschwindigkeit derselben ist. Die Abgabe spannung wird als ein die Lenkgeschwindigkeit wiedergebendes Signal zu der Steuereinrichtung 32 übertragen.

Der das Hilfsmoment erzeugende Motor 49 weist einen Stator 58 als ein Joch, eine Anzahl von Dauermagneten 59, einen Ankerkern 60, eine Ankerwicklung 61, einen Kommutator 62 und eine Anzahl von Bürstenanordnungen 63 auf. Der dar gestellte Abschnitt ist um 90° um die Achse abgewickelt. Der Motor 49 wird in gesteuerter Weise durch die Steuerschaltung 32 in Abhängigkeit von den Signalen angetrieben, die von dem Lenkmomentsensor 35 und dem Lenkgeschwindigkeitssensor 40 kommen. Er hat ein Paar Lager 55, 56, die fest mit dem Stator 58 verbunden sind, um eine Rotorwelle 50 an beiden Enden drehbar zu lagern. Eines der Lager, das mit 56 bezeich net ist, ist federnachgiebig in Richtung des anderen mit Hilfe einer Blattfeder 57 vorbelastet. Eine durchmesserkleine, gezahnte Riemenscheibe 53 ist auf einem äußeren Endteil der Welle 50 mit Hilfe eines Keils 51 festgelegt und fest mit dieser mit Hilfe einer Mutter 52 verbunden. Die Riemen scheibe 53 ist über einen Steuerriemen 54 mit einer Kugel umlaufspindeleinrichtung verbunden, die auf der Seite der Zahnstange 21 vorgesehen ist.

Die Zahnstange 21 hat an ihrem linken Teil einen spiralförmi gen Nutteil 42, der längs des äußeren Umfangs ausgebildet ist. Der spiralförmige Nutteil 42 steht in Eingriff mit entsprechenden spiralförmigen Nutteilen eines Paars von Ku gellagermuttern 43, 44, die nebeneinanderliegend auf dieser Welle angebracht sind, wobei eine Vielzahl von umlaufenden Kugeln 45 dazwischen vorgesehen ist. Eine Öldichtung 43 a ist zwischen der Zahnwelle 21 und einer linken oder äußeren Mutter 43 am linken Ende hiervon angeordnet. Zwischen dem rechten Ende der Mutter 43 und der anderen Mutter 44 ist ein elastisches ringförmiges Element 43 c eingesetzt, das einen zylindrischen Flansch 43 d hat, der zu dem linken Ende der Mutter 44 paßt. Die Mutter 43 hat an ihrem axial in der Mitte liegenden Teil eine durchmessergroße, gezahnte Riemenscheibe 43 b, die dort ausgebildet ist. Die durchmessergroße Riemen scheibe 43 b ist über den Steuerriemen 54 mit der durchmesser kleinen Riemenscheibe 53 verbunden, so daß eine Drehung des Motors 49 auf die Mutter 43 übertragen wird, währenddem die Drehzahl reduziert wird. Die Mutter 43 ist an beiden Enden in dem Gehäuse 33 mit Hilfe von Schrägkontaktlagern 46, 47 drehbar gelagert, die in axialer Richtung mit Hilfe einer Blattfeder 48 vorbelastet sind, um ein axiales Spiel zu eliminieren. Eine weitere Öldichtung 44 a ist zwischen der Zahnstange 21 und der rechten Mutter 44 am rechten Ende hier von vorgesehen. Das linke Ende der Mutter 44 ist in einem axial gebogenen Teil 43 e des Flanschelements 43 d fixiert, wobei eine Vorbelastung durch die Drehung aufgebracht wird, um die Mutter 44 in einer solchen Richtung anzutreiben, daß das Flanschelement 43 d gedrückt wird. Die Mutter 44 ist dazu da, die axialen Spiele zwischen der Zahnstange 21, der Mutter 43 und den Kugeln 45 konstant auf dem ursprünglich eingestellten Wert zu halten.

Die Steuereinrichtung 32 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher erläutert. Mit der Bezugsziffer 70 ist eine als Steuersignalerzeugungseinrichtung bezeichnete Mikroprozessoreinheit (die nachstehend als MCU bezeichnet wird) gekennzeichnet. MCU 70 werden Detektionssignale S 1 bis S 5 von einer Lenkmomentermittlungsschaltung 72, einer Lenk(Dreh-)geschwin digkeitsermittlungsschaltung 76 und einer Abnormalitätsermittlungs schaltung 87 über einen A/D (Analog/Digital)Wandler 71 auf einen Befehl von MCU 70 selbst eingegeben.

Die Lenkmomentermittlungsschaltung 72 weist eine Treibereinheit 73, ein Paar Gleichrichter 74 a, 74 b und ein Paar Tiefpaßfilter 75 a, 75 b auf. Ein Taktimpuls T 1 in MCU 70 wird zu der Treiber einheit 72 übertragen, in der es in einer Anzahl von Stufen unterteilt und verstärkt wird, um ein rechteckförmiges oder sinusförmiges Wechselstromsignal zu erhalten, das zu der Primärwicklung 31 a des Lenkmomentsensors 35 ausgegeben wird. Die Sekundärwicklungen 31 b, 31 c des Sensors 35 geben Wechsel stromsignale nach Maßgabe einer axialen Verschiebung des Kerns 29 ab, die über die Gleichrichter 74 a, 74 b, in denen diese Signale gleichgerichtet werden, zu den Tiefpaßfiltern 75 a, 75 b geleitet werden, in denen ihre Hochfrequenzkomponenten eliminiert werden. Als Folge hiervon werden diese Signale in gleichförmige Gleichspannungssignale S 1, S 2 jeweils um gewandelt.

Die Lenkgeschwindigkeitsermittlungsschaltung 76 weist ein Paar Subtraktoren 77 a, 77 b auf. Die elektrischen Potentiale an den positiven und negativen Polanschlüssen des Generators 37 werden an die Subtraktoren 77 a, 77 b mit einer gleichen Polari tät für den mit 77 a bezeichneten und mit einer umgekehrten Polarität für den anderen mit 77 b bezeichneten angelegt, wobei die erhaltene Potentialdifferenz als ermittelte Lenkgeschwindig keitssignale S 3, S 4 ausgegeben werden. Die Signale S 3, S 4 sind in der Stärke gleich und haben eine unterschied liche Polarität.

MCU 70 enthält notwendige, nicht gezeigte Einrichtungen, die eine I/O (Eingabe/Ausgabe) Einheit, Speichereinrichtungen, eine logische Recheneinheit, eine Regeleinrichtung und einen Taktgenerator, der die Taktimpulse von einem Quartz-Oszilla tor erhält.

Eine Stromversorgungsschaltung 11 für die elektrische Strom versorgung von MCU 70 und weitere Schaltungen weisen eine im Grundzustand geschlossene Relaisschaltung 93 und einen Spannungsstabilisator 94 auf. Eine fahrzeugeigene Batterie 90 ist an die positive Polseite über einen Zündschalter 91 und eine Sicherung 92 mit der Relaisschaltung 93 verbunden. Die Schaltung 93 hat einen Ausgangsanschluß 93 a zur Versor gung einer Motortreiberschaltung 80 mit einer Gleichspan nung mit einem Batteriepegel Vcc. Dieselbe Spannung wird an den Stabilisator 94 angelegt, der eine stabilisierte Gleichspannung mit einem Wert von Vcc über einen Ausgangs anschluß 93 a liefert und diese an die zugeordneten Ermittlungs schaltungen 72, 76, 80 sowie an MCU 70 anlegt. Während der Zündschalter 91 eingeschaltet wird, wird MCU 70 in einen aktivierten Zustand überführt, in dem die Eingangssignale S 1 bis S 5 von den Ermittlungsschaltungen 72, 76, 80 gemäß einem in den Speichern gespeicherten Programm verarbeitet werden. Steuersignale T 3, T 4, T 5 werden dann an die Motor treiberschaltung 80 zum Betreiben des Motors 49 ausgegeben. Das Signal T 3 ist ein Drehrichtungssignal zur Steuerung der Polarität, mit der eine Ankerspannung Va an den Motor 49 angelegt wird, und zwar in Abhängigkeit von der jeweiligen Lenkrichtung. Die restlichen beiden Steuersignale T 4, T 5 sind zur Regelung der Stärke der Ankerspannung Va bestimmt.

Die Motortreiberschaltung 80 weist eine Treibereinheit 81 und eine Schaltbrückenschaltung 82 auf, die aus vier npn- Transistoren der bipolaren Sorte (die nachstehend als Tr′s bezeichnet werden) 80 a, 80 b, 80 d besteht, die die jeweiligen vier Zweige der Brücke darstellen. Eine Eingangsleitung der Schaltung 82, die von dem Ausgangsanschluß 93 a der Strom versorgungsschaltung 93 ausgeht, endet an dem Knotenpunkt zwischen den Kollektoren der benachbarten beiden Tr′s 80 a, 80 d. Eine weitere Leitung, die über einen Widerstand 82 a mit dem negativen Pol der Batterie 90 verbunden ist, endet an jenem Knoten zwischen den Emittern der restlichen beiden Transistoren 80 b, 80 c. Die Emitter der Tr′s 80 a, 80 d sind jeweils mit den Kollektoren der Tr′s 80 b, 80 c verbunden. Die Basisteile der vier Tr′s 80 a, 80 b, 80 c, 80 d sind mit den jeweiligen Ausgangsanschlüssen 81 a, 81 b, 81 c, 81 d der Treibereinheit 81 verbunden. Eine Ausgangsleitung der Schal tung 82, die von dem Knotenpunkt zwischen dem Emitter von Tr 80 a und dem Kollektor von Tr 80 b ausgeht, und eine wei tere, die von dem Knotenpunkt zwischen dem Kollektor von Tr 80 c und dem Emitter von Tr 80 d ausgeht, sind vorgesehen. Die Ausgangsleitungen enden an den Bürstenanordnungen des Motors 49. Die Tr′s 80 a, 80 b und 80 c, 80 d haben Dioden 83, 84 und 85, 86, die parallel hierzu geschaltet sind, d.h. jeweils zwischen den Kollektoren und den Emittern hiervon und die umgekehrt parallel zum Motor 49 geschaltet sind.

Die Treibereinheit 81 arbeitet in Abhängigkeit von Steuer signalen T 3, T 4, T 5, wie dies nachstehend noch näher beschrie ben wird.

1) Für ein in Uhrzeigerrichtung wirkendes Lenkmoment Ts: Tr′s 80 a, 80 c werden in Kombination mit impulsbreiten modulierten PWM-Signalen von den jeweiligen Anschlüssen 81 a, 81 c betrieben. Wenn man annimmt, daß das Impulsverhältnis des PWM-Signals von dem Anschluß 81 a Du ist und jenes des PWM-Signales von dem Anschluß 81 c Dd ist, hat in dem positiven Lenkzustand des Lenkrades das Impulsverhältnis Du einen kon stanten Wert von 1 (Einheit), während das Impulsverhältnis Dd von dem Lenkmoment Ts abhängig ist. Im Lenkradrücklaufzustand ist das Impulsverhältnis Du umgekehrt proportional zu Ns, wo bei Ns die Lenkgeschwindigkeit ist, während das Impulsverhält nis Dd nach wie vor von dem Lenkmoment Ts abhängig ist.
2) Für ein in Gegenuhrzeigerrichtung wirkendes Lenkmoment Ts:
Tr′s 80 d, 80 b werden in Kombination mit PWM-Signalen von den jeweiligen Anschlüssen 81 d, 81 b betrieben. Das PWM- Signal von dem Anschluß 81 d ist das Impulsverhältnis Du und jenes von dem Anschluß 81 b ein Impulsverhältnis Dd. Im posi tiven bzw. zwangsläufigen Lenkzustand des Lenkrades ist das Impulsverhältnis Du konstant auf 1 (Einheit) und das Impuls verhältnis Dd hängt von dem Lenkmoment Ts ab. Im Lenkrad rücklaufzustand ist das Impulsverhältnis Du umgekehrt propor tional zur Lenkgeschwindigkeit Ns und das Impulsverhältnis Dd ist von dem Lenkmoment Ts abhängig.

In beiden Fällen (1), (2) hat die an den Motor 49 anliegen de Ankerspannung Va einen Mittelwert proportional zu dem Produkt aus den Impulsverhältnissen Du, Dd der PWM-Signale, mit denen die beiden Tr′s in Kombination betrieben werden. Das Steuersignal T 4 stellt das Impulsverhältnis Du des PWM- Signales für Tr 80 a oder 80 d dar. Das Steuersignal T 5 stellt das Impulsverhältnis Dd für Tr 80 b oder 80 c dar. Das PWM- Signal von irgendeinem der Anschlüsse 31 a bis 81 d der Trei bereinheit 81 ist ein frequenzkonstantes, rechteckförmiges Impulsspannungssignal mit dem Batteriepegel Vcc, das hin sichtlich der Impulsdauer oder Impulsbreite moduliert ist.

Die vorliegende bevorzugte Ausbildungsform enthält die Ab normalitätsdetektionsschaltung 87 zum Detektieren von Abnor malitäten der Motortreiberschaltung 80 und dem Motor 49. Die Detektionsschaltung 87 weist einen Verstärker 88 und ein Tiefpaßfilter 89 auf. Der Spannungsabfall am Widerstand 82 a, der dem Ankerstrom Ia entspricht, liegt an dem Verstärker 88 an, in dem er verstärkt und an den Filter 89 angelegt wird, in dem die Hochfrequenzkomponenten hiervon eliminiert werden, um ein Gleichspannungssignal zu erhalten, das als ein Detektionssignal S 5 ausgegeben wird. Das Signal S 5 wird über den A/D-Wandler 71 zu MCU 70 zurückgekehrt. Die Schaltung 87 detektiert Abnormalitäten der Motortreiberschaltung 80 und des Motors 49, indem der Spannungsabfall an dem Wider stand 82 a überwacht wird. Wenn eine Abnormalität detektiert wird, wird ein Relaissteuersignal T 2 von MCU 70 an die Relais schaltung 93 der Stromversorgungsschaltung 11 ausgegeben, um die Stromversorgung durch die Stromversorgungsschaltung 11 für die zugeordneten Schaltungen zu stoppen.

Nachstehend werden verschiedene programmierbare Funktionen von MCU 70 unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B erläu tert. Die Fig. 4A, 4B sind Flußdiagramme, die schematisch den Steuerablauf in MCU 70 verdeutlichen. Mit den Bezugsziffern 100 bis 137 sind die jeweiligen Ablaufschritte bezeichnet.

Wenn der Zündschalter 91 betätigt worden ist, wird ein elek trischer Strom an MCU 70 und an die weiteren Schaltungen angelegt, so daß die Steuerfunktionen ausgeführt werden können.

In einem Schritt 101 werden die Register von MCU 70 und die Daten in einem Random-Speicher RAM, sowie die zugeordneten Schaltungen initialisiert.

In einem Schritt 102 werden die Lenkmoment signale S 1, S 2 einzeln eingelesen. Im Schritt 103 erfolgt eine Abfrage, ob der Signalwert normal ist oder nicht. Wenn der Wert abnormal ist, wird das Relaissteuersignal T 2 von MCU an die Relaisschaltung 93 ausgegeben, die die Stromversorgung über die Stromversorgungsschaltung 11 unterbricht. Die Steuerein richtung 32 hört auf zu arbeiten, so daß die Lenkanlage ohne Unterstützung arbeitet.

Der Sensor 35 der Lenkmomentermittlungsschaltung 72 weist wie angegebenen den Differentialübertrager 31 auf. Die Signale S 1, S 2 haben solche Zuordnungen zu den Lenk momenten Ts, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Die Hälfte der Summe der Signale S 1, S 2 ist etwa gleich einer Konstanten k. Im Schritt 103 erfolgt eine Abfrage, ob die Differenz zwischen (S 1+S 2)/2 und k innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt oder nicht. Wenn die Differenz nicht in diesem Bereich fällt, wird diagnostiziert, daß die Ermittlungsschaltung 72 defekt ist. Wenn die eingelesenen Signale S 1, S 2 normal sind, wird der Steuerablauf mit dem Schritt 104 fortgesetzt. Die Phasendifferenz zwischen der Eingangswelle 26 und dem Zahnradelement 22 überschreitet einen vorbestimmten Wert, wenn die Gabelungen 22 b an den gekrümmten Wandabschnitten 26 b anliegen. Dies ist der Grund, weshalb in Fig. 5 die Signale S 1, S 2 einen konstanten Wert in den linken und rechten Be reichen haben, in denen die Stärke des Lenkmomentes Ts größer als ein vorbestimmter Wert ist.

In einem Schritt 104 erfolgt eine Ermittlung in einer solchen Form, daß S 1-S 2 als Ergebnis einen Wert für das Lenkmoment Ts darstellt.

Im Schritt 105 erfolgt eine Abfrage, ob der Wert Ts positiv oder negativ ist, um hierdurch die Wirkrichtung des Lenkmo ments Ts zu identifizieren. Wenn das Lenkmoment Ts in Uhrzeiger richtung wirkt oder wenn der Wert positiv oder Null ist, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 106 fortgesetzt, um einen ersten Merker F zu setzen, so daß F="1" ist, bevor die Verarbeitung mit dem Schritt 109 fortgesetzt wird. Wenn das Lenkmoment Ts in Gegenuhrzeigerrichtung wirkt oder wenn der Wert negativ ist, wird der Steuerungsablauf, ausgehend von dem Schritt 105, mit dem Schritt 107 fortgesetzt, indem der Wert von Ts durch den Absolutwert desselben ersetzt wird, so daß gilt Ts=-Ts. Dann wird in einem Schritt 108 der erste Merker F derart gesetzt, daß gilt F="0". Der erste Merker F stellt das Vorzeichen des Wertes von Ts, d.h. die Wirkrichtung des Lenkmoments Ts, dar.

Im Schritt 109 werden aus einer Tabelle 1 in einem nicht ge zeigten Festspeicher (ROM) aufgezeichnete gespeicherte Daten direkt ausgelesen, indem eine Adresse in Abhängigkeit von dem Absolutwert des Lenkmoments Ts bestimmt wird. In einem Schritt 110 werden weitere Werte auf ähnliche Weise eingelesen, die in einer Tabelle 2 im ROM abgelegt sind. Jede aufge zeichnete Tabelle 1 enthält einen Wert für eine Tastverhältnis größe D (F), die den Reibungsverlust der Lenkanlage berück sichtigt. Jeder in der Tabelle 2 aufgezeichnete Wert enthält einen Wert für eine Impulsverhältnisgröße D (L), der im Zu sammenhang mit der Belastung von der Straßenoberflächen seite steht. Diese Werte der Impulsverhältnisgrößen D (F), D (L) haben solche Zuordnungen zu dem Absolutwert des Lenkmo ments Ts, wie dies in den Fig. 7 und 8 jeweils dargestellt ist. Der Absolutwert des Lenkmoments Ts kann mit einem be stimmten Faktor multipliziert werden, so daß das Ergebnis eine adäquate ganzzahlige Größe ist, die für die Adreßbe stimmung verwendet wird, um Zugang zu den entsprechenden Da ten der Tabellen 1, 2 zu erhalten. Eine solche Multiplikation kann vorzugsweise in den nachstehend noch näher beschriebenen Schritten 117, 123 in zweckmäßiger Weise vorgenommen werden.

In einem Schritt 111 erfolgt eine Bestimmung gemäß Ts-Tsf, wobei man als Ergebnis eine Änderung dTs des Lenkmoments Ts erhält, wobei Tsf das Lenkmoment Ts im vorausgegangenen Programmzyklus ist. Das vorherige Lenkmoment Tsf hat einen Anfangswert, der im Initialisierungsschritt 101 auf Null gesetzt wird.

Im Schritt 112 wird das Lenkmoment Ts zu diesem Zeitpunkt anstelle des letzten Lenkmoments Tsf gesetzt. Dann wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 113 fortgesetzt.

Im Schritt 113 wird das Vorzeichen der Lenkmomentänderung dTs identifiziert, um hierdurch abzufragen, ob das Lenkmoment Ts abnimmt oder nicht. Wenn die Änderung dTs negativ ist, dann erfolgt eine Entscheidung dahingehend, daß das Lenkmo ment Ts abnehmend ist, wobei ein solches Lenkmoment Ts bei einem Lenkradrücklaufzustand auftritt. Der Steuerungsablauf wird dann mit dem Schritt 114 fortgesetzt. Im Schritt 117 werden aus einer Tabelle 3, die in ROM gespeichert ist, dort eingespeicherte Daten direkt durch Bestimmung einer Adresse in Abhängigkeit von dem Absolutwert des Lenkmoments Ts ausgelesen. Jede Aufzeichnung der Tabelle 3 umfaßt einen Wert für eine Impulsverhältnisgröße D (R), die für die Korrektur bestimmt ist. Der Wert der Korrekturgröße D (R) steht in einem solchen Zusammenhang mit dem Absolutwert des Lenkmoments Ts, wie dies in Fig. 9 verdeutlicht ist. Wenn die Lenkmomentänderung dTs nicht negativ ist, so wird im Schritt 113 entschieden, daß das Lenkrad unter Krafteinwirkung gelenkt wird, d.h. sich in einem positiven Lenkzustand befindet. Der Steuerungs ablauf wird dann mit dem Schritt 115 fortgesetzt, um den Im pulsverhältniswert D (R) für die Korrektur auf einen Nullwert zu setzen.

Im Schritt 116 erfolgt eine Berechnung bezüglich der so er haltenen Werte der Impulsverhältnisgrößen D (F), D (L), D (R) gemäß folgender Beziehung: D (F)+D (L)-D (R) stellt dann das Resultat eines provisorischen Impulsverhältnisses Dt dar. Das Impulsverhältnis Dt hat einen solchen Wert, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist, und zwar durch die obere Kennlinie L 1, die für den positiven Lenkzustand des Lenkrades steht, oder für eine untere Kennlinie L 2, die für den Lenkradrück laufzustand steht.

Im Schritt 117 werden die Lenkgeschwindigkeitssignale S 3, S 4 von der Lenkgeschwindigkeitsermittlungsschaltung 76 nacheinander ein gelesen. Im Schritt 118 erfolgt eine Berechnung dahingehend, daß S 3-S 4 das Ergebnis als ein Wert für die Lenkgeschwindig keit Ns darstellt. Die Signale S 3, S 4 haben Zuordnungen zu der Lenkgeschwindigkeit Ns, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Der Generator 37 hat eine maximale Ausgangsspannung, die nie driger als der Batteriepegelwert Vcc ist, wobei ein vorbe stimmter Wert zugelassen ist.

Im Schritt 119 erfolgt eine Abfrage, ob der Wert von Ns posi tiv ist oder nicht, um hierdurch die Richtung zu identifi zieren, in die eine Lenkbewegung mit der Geschwindigkeit Ns erfolgt. Wenn der Wert von Ns positiv ist, d.h. wenn die Lenkgeschwindigkeit Ns einer Lenkbewegung in Uhrzeigerrich tung entspricht, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 120 fortgesetzt, um einen zweiten Merker G zu setzen, so daß G="1" ist. Wenn der Wert von Ns negativ ist, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 121 fortgesetzt, indem der Wert von Ns durch den Absolutwert hiervon ersetzt wird, so daß Ns=-Ns ist. Dann wird in einem Schritt 122 der zweite Merker G derart gesetzt, daß G="0" ist. Der zweite Merker G stellt die Richtung der Lenkbewegung, d.h. die Drehrichtung des Lenkrades, dar.

Im Schritt 123 werden aus einer Tabelle 4 eingetragene und im ROM gespeicherte Daten direkt durch Bestimmung einer Adresse in Abhängigkeit von dem Absolutwert der Lenkge schwindigkeit Ns ausgelesen. Jede Aufzeichnung in der Tabelle 4 enthält einen Wert für eine Tastverhältnisgröße D (K × Nm), der auf die induzierte elektromotorische Kraft emf des Motors 49 zurückgeht. Der Wert der Impulsverhältnisgröße D (K × Nm) steht in einem Zusammenhang mit dem Absolutwert der Lenkge schwindigkeit Ns, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist.

Im Schritt 124 erfolgt eine Abfrage, ob der erste und der zweite Merker F, G einen gleichen Wert haben oder nicht. In dem Fall, daß F=G="1" ist, sind das Lenkmoment Ts und die Drehrichtung des Lenkrades beide in Uhrzeigerrichtung gerichtet. Das Lenkrad wird somit zwangsläufig betätigt und befindet sich in einem sogenannten positiven Lenkzu stand. In dem Fall, daß F=G="0" ist, sind das Lenkmoment Ts und die Drehrichtung des Lenkrades in die Gegenuhrzeiger richtung gerichtet. Das Lenkrad befindet sich auch dann in einem positiven Lenkzustand. In diesen Fällen wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 125 fortgesetzt. Wenn F="1" und G="0" ist, ist das Lenkmoment Ts in Uhrzeiger richtung und die Drehung des Lenkrades in Gegenuhrzeiger richtung gerichtet. Das Lenkrad befindet sich somit in einem Rücklaufzustand. Wenn F="0" und G="1" ist, ist das Lenk moment Ts in Gegenuhrzeigerrichtung gerichtet und die Drehung des Lenkrades in Uhrzeigerrichtung gerichtet. Auch in diesem Fall ist das Lenkrad in einem Rücklaufzustand. In den letzt genannten beiden Fällen wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 127 fortgesetzt.

In dem Schritt 125 wird dem Impulsverhältnis Du des PWM-Signa les für Tr 80 a oder 80 d ein Wert von 1 (Einheit) gegeben. Der Steuerungsablauf wird mit dem Schritt 126 fortgesetzt, in dem eine Summierung gemäß folgender Beziehung erfolgt Dt+D (K × Nm), wobei man als Ergebnis einen Wert für das Impulsverhältnis Dd des PWM-Signales für Tr 80 c oder 80 b er hält. Dann wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 129 fort gesetzt.

Im Schritt 127 erfolgt eine Subtraktion gemäß der Beziehung 1 - D (K × Nm), wobei man als Ergebnis einen Wert für das Im pulsverhältnis Du des PWM-Signales für Tr 80 a oder 80 d er hält. Der Steuerungsablauf wird dann mit dem Schritt 128 fortgesetzt, in dem das provisorische Impulsverhältnis Dt für das Impulsverhältnis Dd des PWM-Signales für Tr 80 c oder 80 b gesetzt wird. Dann wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 129 fortgesetzt.

Im Schritt 129 erfolgt eine Abfrage, ob der Wert des Impuls verhältnisses Dd für Tr 80 c oder 80 b ungleich Null ist oder nicht. Wenn Dd ungleich Null ist, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 130 fortgesetzt. Wenn dies nicht zutrifft, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 133 fortgesetzt.

Im Schritt 130 wird der Wert des ersten Merkers F identifi ziert, um die Wirkrichtung des Lenkmoments Ts zu ermitteln. Wenn F="1" ist, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 131 fortgesetzt, in dem ein Paar der Richtungsmerker R, L solche Werte haben, daß R="1" und L="0". Wenn F="0" ist, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 132 fortge setzt, in welchem den Richtungsmerkern R, L solche Werte zugewiesen werden, daß R="0" und L="1" ist. Die Merker R, L entsprechen dem Richtungssteuersignal T 3. Wenn R="1" und L="0" ist, arbeiten die Transistoren 80 a, 80 c in Kombi nation. Wenn R="0" und L="1" ist, arbeiten die Transi storen 80 d, 80 b in Kombination.

Im Schritt 133 werden die Richtungsmerker F, R beide auf Null gesetzt.

Im Schritt 134 werden die Werte der Richtungsmerker R, L ausgegeben, und zwar in der Form, in die sie in irgendeinem der Schritte 131 bis 133 gesetzt wurden. Im Schritt 135 wer den die Werte der Impulsverhältnisse Du, Dd ausgegeben, und zwar so, wie sie in den Schritten 125, 126 oder 127, 128 gesetzt worden sind. Die Werte der Impulsverhältnisse Du, Dd ent sprechen jeweils jenen der Signale T 4, T 5. Wenn der Wert von Du eine Einheit ist, wird das PWM-Signal bei dem Anlegen an einen ausgewählten Transistor der Transistoren 80 a, 80 d konti nuierlich weitergeleitet. Wenn die Werte der Richtungsmerker R, L beide "0" sind, empfängt jedoch keiner der Transistoren 80 a bis 80 d das PWM-Signal, d.h. es werden keine PWM-Signale ausgegeben.

Im Schritt 136 wird das Detektionssignal S 5 von der Abnorma litätsermittlungsschaltung 87 eingelesen, das dem Ankerstrom Ia des Motors 49 entspricht. Im Schritt 137 erfolgt mit einer gewissen Zuverlässigkeit eine Diagnose gemäß einer Abfrage, ob das Signal S 5 eine abnormale Komponente hat oder nicht. Wenn das Signal S 5 abnormal ist, wird das Relaissteuersignal T 2 von MCU 70 an die Relaisschaltung 93 angelegt, so daß die Stromversorgung von der Stromversorgungsschaltung 11 unterbrochen wird. Wenn keine Abnormalitäten festgestellt werden, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt 102 fortgesetzt.

Bei der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform sind der Wert des Impulsverhältnisses Du des PWM-Signales für Tr 80 a oder 80 d und jener des Impulsverhältnisses Dd des PWM-Signa les für Tr 80 c oder 80 b gemäß den Verarbeitungen in den Schritten 125, 126 oder 127, 128 gesetzt. Das Setzen ist in dividuell im Verhältnis zu dem positiven Lenkzustand und dem Rücklaufzustand des Lenkrades, so daß die Brückenschaltung 82 in unterschiedlicher Weise arbeitet, wie dies mit den Er satzschaltbildern in den Fig. 12A bis 12C gezeigt ist.

Nachstehend wird angenommen, daß das Lenkmoment Ts in Uhr zeigerrichtung wirkt.

Im positiven Lenkzustand des Lenkrades hat das Impulsverhältnis Du des PWM-Signales für Tr 80 a einen Einheitswert und daher arbeiten die Transistoren 80 a, 80 c nur auf jene Weise, die in den Fig. 12A und 12B dargestellt ist. Das Verhältnis, mit dem der Zustand nach Fig. 12A auftritt, entspricht dem Wert des Impulsverhältnisses Dd des PWM-Signales für den Tran sistor 80 c.

Im Lenkradrücklaufzustand nimmt der Wert des Impulsverhältnis ses Du des PWM-Signales für Tr 80 a im umgekehrten Verhältnis zu der Stärke der Lenkgeschwindigkeit Ns ab. Das Lenkrad ist mechanisch mit dem Motor 49 gekoppelt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, so daß die Lenkgeschwindigkeit Ns der Drehzahl des Motors 49 entspricht. Der Wert des Impulsverhältnisses Dd des PWM-Signales für Tr 80 c ist sehr klein. Eine solche Angabe ist somit zweckmäßig und es ist zu erkennen, daß der Zustand nach Fig. 12A selten auftritt. Obgleich nicht gezeigt, tritt auch jener Zustand sehr selten auf, bei dem das PWM- Signal für Tr 80 a aus ist und jenes für Tr 80 c ein ist. Beim Lenkradrücklaufzustand ergibt sich daher häufig der Zustand nach den Fig. 12B und 12C. Wenn die Lenkgeschwindig keit Ns zunimmt, wird das Impulsverhältnis Du klein, während Dd dem Kurvenzug L 2 in Fig. 11 folgt. Die Häufigkeit des Auftretens des Zustandes nach Fig. 12C nimmt daher zu, wenn die Lenkgeschwindigkeit Ns größer wird oder wenn das Lenk moment Ts klein wird (in diesem Zusammenhang sei auf die Schritte 127, 128 und die Fig. 10, 11 hingewiesen). In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß der zeitliche Anteil, während dem man einen geschlossenen Schaltkreis 49-86-80 a nach Fig. 12B erhält, klein wird, wenn die Lenkgeschwindigkeit Ns zunimmt oder wenn das Lenkmoment Ts klein wird. Bei dem Zustand nach Fig. 12C wird ein einziger geschlossener Schalt kreis 49-75-11-84 gebildet. Ein Ankerstrom Ia′ aufgrund der entgegenwirkenden elektromotorischen Kraft emf Vi des Motors 49 kann theoretisch im geschlossenen Schaltkreis 49-86-11-84 fließen. Die Versorgungsspannung der Stromversorgung 90 in die sem geschlossenen Schaltkreis hat jedoch eine entgegenge setzte Polarität zu der entgegenwirkenden elektromotorischen Kraft emf Vi und in den meisten Fällen ist die elektromotori sche Kraft emf größer als Vi, so daß praktisch kein Anker strom Ia′ durch den geschlossenen Schaltkreis fließt oder kaum sich ein solcher Stromfluß ergibt, wie er in Fig. 12C ge zeigt ist. Hierdurch wird impliziert, daß die Vorderräder kei ne nennenswerte Belastung auf den Motor 40 übertragen.

Im Lenkradrücklaufzustand können daher die Vorderräder sowie das Lenkrad in die Neutralstellungen gleichförmig zurückge führt werden, und zwar wie bei einer direkt gelenkten Lenk anlage ohne eine Hilfskraftunterstützung. Der Fall, daß das Lenkmoment Ts in Gegenuhrzeigerrichtung wirkt, ist nicht näher beschrieben.

Nachstehend werden allgemeine Erörterungen unter Bezugnahme auf Fig. 13 angegeben. Hier ist ein Diagramm gezeigt, das den Arbeitszustand der Transistoren 80 a, 80 c in den Fig. 12B und 12C beschreibt, und zwar in Relationen zu verschiedenen negativen Drehzahlen des Motors 49. Hierbei wird angenommen, daß das Lenkmoment Ts in Uhrzeigerrichtung wirkt. Die Abszis senachse stellt die Drehzahl Nm des Motors 49 in einem negativen Bereich dar und die Ordinate das Impulsverhältnis Du des PWM-Signales für Tr 80 a. Drei Kennlinien L 3, L 4, L 5 sind unter Verwendung des Impulsverhältnisses Dd des PWM- Signales für Tr 80 c als Parameter aufgetragen. Das Impuls verhältnis Dd ist beispielsweise auf einem Wert D 3 kon stant. In diesem Zustand hat das Impulsverhältnis Du einen Einheitswert. Der Motor 49 hat eine Drehzahl von Null, wenn eine Belastung Fr 3 anliegt. Ein Ankerstrom Ia′ 3 fließt ent sprechend der Belastung Fr 3. Dann nimmt die auf den Motor 49 einwirkende Belastung allmählich ausgehend von Fr 3 ab, so daß die negative Motordrehzahl Nm im Absolutwert größer wird. Wenn die negative Motordrehzahl Nm hinsichtlich des Absolutwertes größer wird, so sind jene Werte für das Impuls verhältnis Du, die notwendig sind, um den Ankerstrom bei Ia′ 3 konstant zu halten, eingetragen, um den Kurvenzug L 3 zu er halten. Dann ist das Impulsverhältnis Dd auf abnehmende Werte D 4 und D 5 (D 3 D 4 D 5) festgesetzt. Das Impulsverhält nis Du hat einen Einheitswert. Der Motor 49 hat eine Ge schwindigkeit von Null, wenn zunehmende Belastungen Fr 4, Fr 5 (Fr 3, Fr 4, Fr 5) einwirken. Die Kurvenzüge L 4, L 5 erhält man auf ähnliche Weise. Sie stimmen im wesentlichen mit dem Kur venzug L 3 überein. Hierbei wird vorausgesetzt, daß der Anker strom Ia′ nicht ansteigt, wenn das Impulsverhältnis Du des PWM-Signales für Tr 80 a nach Maßgabe der negativen Drehzahl Nm des Motors 49 abnimmt, und zwar unabhängig von dem Wert des Impulsverhältnisses Dd des PWM-Signales für Tr 80 c.

Fig. 14 ist ein schematisches Funktionsblockdiagramm der Steuereinrichtung 32, wobei die Zwischenverbindungen zwischen den Hauptteilen der Einrichtung 32 nach Fig. 3 und den ver schiedenen Schritten des programmatischen Steuerungsab laufes nach den Fig. 4A und 4B verdeutlicht sind.

Das Ermittlungssignal S 5, die Steuersignale T 1, T 2 usw. sind weggelassen.

Die elektrische Servolenkanlage 20 verwendet den Lenkge schwindigkeitssensor 37 zusätzlich zu dem Lenkmomentsensor 35. MCU 70 bestimmt Werte für das Impulsverhältnis Du, Dd in Abhängigkeit von einem positiven Lenkzustand des Lenkrades gemäß einer ersten Funktion, die mit den Schritten 125, 126 vorgegeben ist und bei einem Lenkradrücklaufzustand gemäß einer zweiten Funktion, die nach den Schritten 127, 128 vor gegeben ist. Genauer gesagt hat bei dem positiven Lenkzu stand des Lenkrades das Impulsverhältnis Du des PWM-Signales für Tr′s 80 a, 80 d einen Einheitswert und das Impulsverhältnis Dd des PWM-Signales für Tr′s 80 c, 80 b einen Wert proportio nal zum Lenkmoment Ts und der Lenkgeschwindigkeit Ns. Im Lenkradrücklaufzustand hat das Impulsverhältnis Du einen Wert, der umgekehrt proportional zur Lenkgeschwindigkeit Ns ist und das Impulsverhältnis Dd hat einen Wert, der proportional zum Lenkmoment Ts ist. Im Rücklaufzustand nimmt daher der Anteil, mit dem der Zustand nach Fig. 12 auftritt, ab, wenn die negative Drehzahl -Nm des Motors 49 hinsichtlich des Ab solutwertes größer wird. Die Weiterleitung eines Ankerstromes Ia′ infolge einer induzierten elektromotorischen Kraft emf Vi des Motors 49 nimmt somit erkennbar ab. Als Folge hiervon kann das Lenkrad in die Neutralstellung gleichmäßig zurück laufen. Somit ergibt sich bei der Lenkradrücklaufbewegung eine Charakteristik, die man bei einer Lenkanlage ohne Hilfskraft unterstützung erhält.

Bei einer Modifikation kann im positiven Lenkzustand des Lenkrades das Impulsverhältnis Du des PWM-Signales für Tr 80 a einen Wert proportional zum Lenkmoment Ts und der Lenkgeschwindigkeit Ns haben und das Impulsverhältnis Dd des PWM-Signales für Tr 80 c kann einen Einheitswert haben. Bei dem Lenkradrücklaufzustand kann das Impulsver hältnis Du einen Wert proportional zum Lenkmoment Ts haben, und das Impulsverhältnis Dd kann einen Wert haben, der umge kehrt proportional zur Lenkgeschwindigkeit Ns ist.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden für npn bipo lare Transistoren 80 a bis 80 d als Schaltelemente verwendet, die die Zweige der Brückenschaltung 82 bedienen. Vorzugs weise können bipolare pnp Transistoren oder n-Kanalverstärker MOS (Metalloxidhalbleiter) FET′s (Feldeffekttransistoren) verwendet werden. Wenn solche FET′s verwendet werden, kann ihre innere Umkehrdiodenkennlinie als Ersatz für die Dioden 83 bis 86 dienen.

In der Fig. 15 stellt die Abszissenachse das Impulsverhältnis D des PWM-Signals und die Ordinatenachse den Ankerstrom des Motors 49 dar, ausgedrückt im Effektivwert (insgesamt mit Ia bezeichnet). Auf der D-Ia-Ebene sind charakteristische Kennlinien des Motors 49 aufgetragen, wobei die Motordrehzahl Nm als Parameter dient. Im Diagramm ist DZ eine Totzone für die Schaltung 80, wenn der Motor 49 zur Drehung in Richtung A angetrieben werden soll. Nmi (i = 1 bis 4) ist eine spezielle Drehzahl in Umdrehungen pro Minute des Motors 49 ausgedrückt, die algebraisch derart dargestellt ist, daß der Motor 49 sich in Richtung A dreht, wenn Nmi positiv ist oder kein Vorzeichen hat und sich der Motor 49 in Richtung B dreht, wenn diese Größe ein negatives Vorzeichen hat. Wenn Nmi ein negatives Vorzeichen hat, befindet sich somit das Lenkrad im Rücklaufzustand. Das Lenkmoment Ts wird hierbei noch so angenommen, daß es in Uhrzeigerrichtung wirkt. Ein Ankerstrom Ia 1 muß durch den Motor 49 entgegen einer Rückstellkraft Fr 1 durchgeleitet werden, die auf die Vorderräder einwirkt. Wenn unter solchen Bedingungen die Drehgeschwindigkeit Nm auf Null (Nmi = 0) geregelt werden soll, sollte das Impulsverhältnis D auf einen solchen Wert D 1 gesetzt werden, daß eine aus einer an den Motor 49 anzulegende Ankerspannung eine effektive Spannung resultiert, die ermöglicht, daß der Ankerstrom Ia 1 fließt, ohne daß eine entgegenwirkende elektromotorische Kraft Vi am Motor 49 induziert wird. Damit der Motor 49 mit einer positiven Drehzahl Nm 3 sich dreht, sollte die Leistung bzw. das Impulsverhältnis D für einen Wert D 2 derart gewählt werden, daß D 2 = D 1 + a, wobei a ein notwendiges Inkrement des Impulsverhältnisses D ist, das jenem Wert der Ankerspannung Va entspricht, der erforderlich ist, um die Wirkung einer induzierten, entgegenwirkenden den elektromotorischen Kraft Vi aufzuheben, wenn die Drehzahl Nm ansteigt (von 0) auf Nm 3. Eine solche entgegenwirkende elektromotorische Kraft Vi würde sonst den Ankerstrom Ia vermindern (von La 1 ausgehend). Um zu erreichen, daß der Motor 49 sich mit einer negativen Drehzahl -nM 3 dreht, sollte ein Impulsverhältniswert D 0 in einer solchen Weise gewählt werden, daß D 0 = S 1 - b, wobei b ein Dekrement des Impulsverhältnisses D ist, das notwendig ist, um den Ankerstrom Ia frei von einer Zunahme durch eine induzierte, entgegenwirkende elektromotorische Kraft Vi bei der Drehzahl -Nm 3 zu halten. Der Tastverhältniswert D 0 jedoch liegt innerhalb der Totzone DZ und kann daher nicht durch die Schaltung 80 gesetzt werden. Wenn der Wert Fr 1 der Rückstellkraft Fr ein solcher ist, der der Anfangsphase des Lenkradrücklaufzustandes ist, wird die Rückstellkraft Fr kleiner als Fr 1, wenn sich die Vorderräder den Neutralstellungen annähern und daher nimmt der Ankerstrom Ia allmählich ausgehend von dem Wert Ia 1 ab. Um den Motor 49 bei einer negativen Drehzahl -Nm 3 zu steuern, wenn ein kleinerer Ankerstrom als Ia 1 durchfließt, muß das Impulsverhältnis D einen Wert haben, der Null nicht überschreitet.

In Fig. 15 können die Kennlinien für die negativen Motordrehzahlen -Nmi mit der Kurve für die Nullgeschwindigkeit (Nm = 0) zusammenfallen, wenn das Impulsverhältnis Du entsprechend den in Fig. 13 gezeigten Kurvenzügen gesteuert wird.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorliegende Beispiel beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

1. Elektrische Servolenkanlage (20) für Fahrzeuge, die ein Lenkrad, ein gelenktes Rad, eine Lenkwelle (26) zur Übertragung einer Drehung des Lenkrades auf das gelenkte Rad aufweist, des weiteren einen Gleichstrommotor (49), der eine unterstützende Lenkkraft liefert, eine Stromversorgungsschaltung (11), eine Einrichtung (72) zur Ermittlung des Lenkmomentes (Ts), eine Einrichtung (76) zur Ermittlung einer Lenkgeschwindigkeit (Ns) und eine Steuereinrichtung (32) zum Steuern des Gleichstrommotors (49) in Abhängigkeit von einem Lenkmomentsignal (S 1, S 2) und einem Lenkgeschwindigkeitssignal (S 3, S 4), wobei die Steuereinrichtung (32) eine Steuersignalerzeugungseinrichtung (70) für die Erzeugung eines impulsbreiten-modulierten (PWM)-Signals (T 3, T 4, T 5) in Abhängigkeit vom Lenkmomentsignal (S 1, S 2) und vom Lenkgeschwindigkeitssignal (S 3, S 4) und eine Motortreibereinrichtung (80) enthält, die das PWM- Signal (T 3, T 4, T 5) empfängt und eine Ein-Aus-Spannung an den Motor anlegt, wobei die Motortreiberschaltung (80) eine Brückenschaltung (82) aufweist, welche ein erstes, zweites, drittes und viertes Schaltelement (80 a bis 80 d) enthält, die jeweils die Brückenzweige bilden, und bei der die Brückenschaltung (82) mit einem Eingangsknotenpunkt zwischen dem ersten Schaltelement (80 a) und dem vierten Schaltelement (80 d) und an einem weiteren Eingangsknotenpunkt zwischen dem zweiten Schaltelement (80 b) und dem dritten Schaltelement (80 c) mit den Anschlüssen der Stromversorgungsschaltung (11) verbunden ist, und bei der die Brückenschaltung (82) mit einem Ausgangsknotenpunkt zwischen dem ersten Schaltelement (80 a) und dem zweiten Schaltelement (80 b) und einem weiteren Ausgangsknotenpunkt zwischen dem dritten Schaltelement (80 c) und dem vierten Schaltelement (80 d) mit den Eingangsanschlüssen des Motors (49) verbunden und wobei die Brückenschaltung (82) ferner vier Dioden (83 bis 86) aufweist, die parallel zu den ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltelementen (80 a bis 80 d) geschaltet sind, wobei ferner das PWM-Signal (T 3, T 4, T 5) eine erste Komponente (T 3) aufweist, die entweder das erste und dritte Schaltelement (80 a, 80 c) oder das vierte und zweite Schaltelement (80 d, 80 b) in Abhängigkeit der Wirkrichtung des Lenkmoments (Ts) wählt, eine zweite Komponente (T 4) zum Treiben des ersten und vierten Schaltelements (80 a, 80 d) und eine dritte Komponente (T 5) zum Treiben des dritten und zweiten Schaltelements (80 c, 80 b) aufweist, und wobei schließlich die Steuersignalerzeugungseinrichtung (70) das PWM-Signal (T 3, T 4, T 5) in einer solchen Abhängigkeit erzeugt, daß bei einem positiven Lenkzustand, bei dem die Drehrichtung des Lenkrades mit jener des Lenkmoments (Ts) übereinstimmt, gemäß einer ersten Funktion (125, 126) gesteuert wird, und daß bei einem Lenkradrücklaufzustand, bei dem die Drehrichtung des Lenkrades nicht mit jener des Lenkdrehmomentes (Ts) übereinstimmt, gemäß einer zweiten Funktion (127, 128) gesteuert wird, wobei das Lenkmoment (Ts) und die Lenkgeschwindigkeit (Ns) Parameter hierfür sind.

2. Elektrische Servolenkanlage (20) für Fahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im positiven Lenkzustand dem ersten Schalteelement (80 a) bzw. dem vierten Schaltelement (80 d) ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis (Dd) proportional zum Lenkmoment (Ts) und zur Lenkgeschwindigkeit (Ns) ist, und dem dritten Schaltelement (80 c) bzw. dem zweiten Schaltelement (80 b) ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis (Du) ein Einheitswert ist, und daß im Lenkradrücklaufzustand dem ersten Schaltelement (80 a) bzw. dem vierten Schaltelement (80 d) ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis (Dd) proportional zum Lenkmoment (Ts) ist, und daß dem dritten Schaltelement (80 c) bzw. dem zweiten Schaltelement (80 d) ein PWM-Signal zugeführt wird, dessen Impulsverhältnis (Du) umgekehrt proportional zur Lenkgeschwindigkeit (Ns) ist.

3. Elektrische Servolenkanlage für Fahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (80 a bis 80 d) npn-Transistoren aufweisen.

4. Elektrische Servolenkanlage für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwelle (26) mechanisch mit dem gelenkten Rad verbunden ist und daß der Gleichstrommotor (49) mechanisch mit der Lenkwelle (26) verbunden ist.