DE4226422A1 - Vierrad-steuersystem mit kurzschlusssteuerung fuer den steuermotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierrad-Steuersystem für ein Automobil, insbesondere ein Vierrad-Steuersystem, das mittels eines Steuerrades zu steuernde primär steuerbare Straßenräder und mittels eines Elektromotors gesteuerte sekundär steuerbare Straßenräder aufweist. Das Vierrad-Steuersystem umfaßt eine Ausfallüberwachungseinrichtung zum regenerativen Abbremsen des Elektromotors, um die sekundär steuerbaren Straßenräder langsam in ihre neutra­ le Steuerposition zurückzuführen, wenn ein Fehler bzw. ein Ausfall eines Motortreibers oder einer Steuerung auf­ tritt.

Ein bekanntes Vierrad-Steuersystem für ein Automobil ist in der japanischen Offenlegungsschrift mit der Publika­ tionsnummer 1 (1989)-1 53 383 offenbart. Das bekannte Vier­ rad-Steuersystem hat primär steuerbare Straßenräder, die mittels eines Steuerrades steuerbar sind, und sekundär steuerbare Straßenräder, die mittels eines Elektromotors steuerbar sind. Wenn ein Motorsteuerungssystem einen Be­ triebsausfall zeigt, wird der dem Motor zugeführte elek­ trische Strom unterbrochen, und die Anschlüsse des Motors werden kurzgeschlossen, um den Motor regenerativ abzu­ bremsen, so daß die sekundär steuerbaren Straßenräder langsam in ihre neutrale Lenk- bzw. Steuerposition zurück­ geführt werden.

Wenn jedoch eine Bürste bzw. Kontaktbürste des Motors abgenutzt ist oder der Ausfall beispielsweise aufgrund eines Leitungsbruchs in einer Steuerschaltung auftritt, dann kann die Wicklung des Motors nicht kurzgeschlossen werden, mit der Folge, daß in bezug auf den Motor kein regeneratives Abbremsen angewendet werden kann.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Nachteile des konventionellen Vierrad-Steuersystems ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Vierrad-Steuersystem anzuge­ ben, bei dem es möglich ist, in zuverlässiger Weise einen Motor regenerativ zu bremsen, um sekundär steuerbare Straßenräder langsam in ihre neutrale Steuerposition zu­ rückzuführen, wenn ein Ausfall bzw. Fehler auftritt.

Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Vierrad-Steuersystem für die Anwendung bei einem Motorfahrzeug vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Vierrad-Steuersystem umfaßt ein Steuerrad, primär steuerbare Straßenräder, die mit dem Steuerrad in Wirkverbindung stehen, einen Elektromotor mit einer Wicklung und zwei Sätzen von Anschlüssen, die mit entgegengesetzten Anschlüssen der Wicklung verbunden sind, sekundär steuerbare Straßenräder, die mit dem Elektromotor in Wirkverbindung stehen, Vorspannmittel, die die sekundär steuerbaren Straßenräder normalerweise zu einer neutralen Steuerposition hin vorspannen, ein den Elektromotor in Betrieb setzenden bzw. mit Energie ver­ sorgenden Motortreiber für die Steuerung sekundär steuer­ barer Straßenräder in Winkelstellungen, die von Fahrtzu­ ständen des Motorfahrzeugs abhängen, wobei einer der bei­ den Sätze von Anschlüssen an dem Motortreiber angeschlos­ sen ist, eine Kurzschlußschaltung, an der der andere Satz der beiden Sätze von Anschlüssen parallel zu dem Motor­ treiber angeschlossen ist, und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Kurzschlußschaltung zum Kurzschließen der Wicklung des Motors über den anderen Satz von Anschlüs­ sen, wenn ein Ausfall bzw. Fehler auftritt.

Die Kurzschlußschaltung umfaßt eine Vielzahl von Relais mit jeweiligen Kontakten, die in Reihe zwischen den Anschlüssen des anderen Satzes geschaltet sind.

Der Motortreiber kann die Motorwicklung auch über den einen Satz von Anschlüssen kurzschließen, wenn ein Fehler auftritt.

Das oben genannte Ziel und weitere Ziele, Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nach­ stehenden detaillierten, auf die Zeichnungen Bezug neh­ menden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung ersichtlich.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische, teilweise als Blockschaubild ausgeführte Darstellung eines Vierrad-Steuer­ systems nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaubild einer Steuerschaltung des Vierrad-Steuersystems gemäß Fig. 1,

Fig. 3A ein Schaltbild eines Hilfs-Steuerwinkelsensors für die Vorderräder,

Fig. 3B ein Diagramm, aus dem Ausgangscharakteristiken des Hilfs-Steuerwinkelsensors für die Vorderräder zu ersehen sind,

Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Steuersequenz des Vierrad-Steuersystems und

Fig. 5A und 5B Diagramme mit Daten, die in der Steuer­ sequenz Verwendung finden.

Fig. 1 zeigt schematisch und teilweise in Blockform ein Vierrad-Steuersystem nach der Erfindung.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das Vierrad-Steuer­ system mit einem Automobil kombiniert. Das Automobil hat eine Vorderrad-Lenk- oder Steuervorrichtung 12, die me­ chanisch mit einem Steuerrad 11 zur Steuerung von nach­ stehend auch als "primär steuerbare Straßenräder" be­ zeichneten vorderen Straßenrädern 13 und eine Hinterrad-Steuervorrichtung 14 zur Steuerung von nachstehend auch als "sekundär steuerbare Straßenräder" bezeichneten hinte­ ren Straßenrädern 15. Die Vorderrad-Steuervorrichtung 12 umfaßt einen bekannten Zahnstangen-Getriebemechanismus, der das Steuerrad 11 mechanisch mit den vorderen Straßen­ rädern 13 koppelt.

Das Steuerrad 11 steht mit einem Haupt-Vorderrad-Steuer­ winkelsensor 16 zur Erfassung des Steuerwinkels der vor­ deren Straßenräder 13, d. h. des Winkels, durch welchen die vorderen Straßenräder 13 gesteuert werden, in Verbin­ dung. Die Vorderrad-Steuervorrichtung 12 steht mit einem Hilfs-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 17 zur Erfassung des Steuerwinkels der vorderen Straßenräder 13 in Verbindung. Diese Sensoren 16, 17 sind elektrisch mit einer Steuer­ einheit 18 verbunden.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19a dient dazu, die Rotationsgeschwindigkeiten der Vorderräder 13 und der Hinterräder 15 zu erfassen.

Ein weiterer Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 19b dient dazu, die Rotationsgeschwindigkeit der Ausgangswelle einer mit dem Motor des Automobils gekoppelten (nicht gezeigten) Transmissionsvorrichtung zu erfassen.

Der Haupt-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 16 umfaßt einen digitalen Sensor, etwa einen Enkoder oder Kodierer, zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit einer mit dem Steuerrad 11 verbundenen Steuerwelle 11a. Der Haupt- Vorderrad-Steuerwinkelsensor 16 erzeugt in bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit der Steuerwelle 11a drei Puls­ signale, A-, B- und Z-Phasensignale, die untereinander außer Phase sind. Diese A-, B- und Z-Phasensignale werden der Steuereinheit 18 zugeführt. Die Impulse der A-, B- und Z-Phasensignale werden dann mittels eines Mikrocom­ puters 26 (vgl. Fig. 2) der Steuereinheit 18 gezählt, um den Steuerwinkel der vorderen Straßenräder 13 zu berech­ nen bzw. ermitteln.

In einem Fehlerdiagnoseprozeß entscheidet die Steuerein­ heit 18, daß der Haupt-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 16 einen Fehler bzw. Ausfall zeigt, wenn:
nach der Erzeugung des Z-Phasensignals eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen des A- oder des B-Phasensignals erzeugt wird, ohne daß ein Z-Phasensignal auftritt, oder wenn
die A-, B- oder Z-Phasensignale nicht erzeugt werden.

Der Hilfs-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 17 umfaßt einen Differentialtransformator zur Erzeugung eines Analogsi­ gnals in Abhängigkeit von der Verschiebung der Zahnstan­ ge der Vorderrad-Steuervorrichtung 12. Wie aus Fig. 3A zu ersehen ist, umfaßt der Hilfs-Vorderrad-Steuerwinkel­ sensor 17 eine mit Wechselstrom gespeiste Primärspule 51, einen mit der Zahnstange bewegbaren Kern 52 und eine Se­ kundärspule 53. Eine von der Position des Kernes 52 ab­ hängige, über die Sekundärspule 53 induzierte Spannung wird an zwei Operationsverstärker 54 angelegt, deren Aus­ gangssignale einem weiteren Operationsverstärker 54 zuge­ führt werden. Diese Operationsverstärker 54 erzeugen Ausgangssignale S1, S2 und S3. Diese Signale S1, S2 und S3 haben Charakteristiken, wie sie in Fig. 3B bezugneh­ mend auf die Verschiebung des Kernes 52 dargestellt sind. Das Signal S3 repräsentiert den Steuerwinkel der vorderen Straßenräder 13. Die neutrale Steuerposition der vorderen Straßenräder 13 ist in Fig. 3B durch ein Potential SC ge­ kennzeichnet.

In dem Fehlerdiagnoseprozeß erfaßt die Steuereinheit 18 einen Fehler oder Ausfall des Hilfs-Vorderrad-Steuerwin­ kelsensors 17, wenn:
wenigstens eines der Signale S1, S2 einen Wert hat, der aus einem vorbestimmten Bereich herausfällt, oder wenn
die Differenz zwischen dem Signal S3 und einem durch nachstehende Gleichung gegebenen Signal SS

SS = (Sc + (S2 - S1) · α)

einen vorbestimmten Wert aufweist oder größer ist, als dieser vorbestimmte Wert.

Die Steuereinheit 18 detektiert bzw. erfaßt einen Ausfall oder Fehler des Haupt-Vorderrad-Steuerwinkelsensors 16 und des Hilfs-Vorderrad-Steuerwinkelsensors 17, wenn:
die Differenz zwischen den Absolutwerten der Ausgangssi­ gnale von dem Haupt-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 16 und dem Hilfs-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 17 einen vorbe­ stimmten Wert aufweist oder größer als dieser ist, oder wenn
die Differenz zwischen den Änderungsraten in einer Ab­ tastperiode der Ausgangssignale von dem Haupt-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 16 und dem Hilfs-Vorderrad-Steuerwin­ kelsensor 17 einen vorbestimmten Wert aufweist oder größer als dieser ist.

Die Hinterrad-Steuervorrichtung 14 umfaßt einen Elektro­ motor 20 als Betätigungselement für die Steuerung der hinteren Straßenräder 15. Der Motor 20 hat eine drehbare Ausgangswelle, die mit den hinteren Straßenrädern 15 über einen Kugelschraubmechanismus bzw. Kugelrollspindelmecha­ nismus oder dergleichen verbunden ist. Der Motor 20 ist an der Steuereinheit 18 elektrisch angeschlossen, so daß der Motor 20 durch die Steuereinheit 18 in Betrieb ge­ setzt werden oder mit Energie versorgt werden kann, um die hinteren Straßenräder 15 zu steuern.

Die Hinterrad-Steuervorrichtung 14 hat einen Haupt-Hin­ terrad-Steuerwinkelsensor 22 und einen Hilfs-Hinterrad-Steuerwinkelsensor 23 für die Bestimmung des Steuerwin­ kels der hinteren Straßenräder 15. Der Kugelroll-Spindel­ mechanismus hat einen Schraubenschaft, der mit einer Fe­ der 21 in Verbindung steht, um die hinteren Straßenräder 15 normalerweise zu ihrer neutralen Steuerposition hin vorzuspannen. Der Haupt-Hinterrad-Steuerwinkelsensor 22 umfaßt einen Enkoder bzw. Kodierer, wie der Haupt-Vorder­ rad-Steuerwinkelsensor 16. Der Hilfs-Hinterrad-Steuerwin­ kelsensor 23 umfaßt, wie in Fig. 3A und 3B gezeigt, einen Differentialtransformator, wie auch der Hilfs-Vorderrad-Steuerwinkelsensor 17.

Die Steuereinheit 18 detektiert Fehler oder Ausfälle des Haupt-Hinterrad-Steuerwinkelsensors 22 und des Hilfs- Hinterrad-Steuerwinkelsensors 23 auf die gleiche Weise, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Vorderrad-Steuerwinkelsensoren 16, 17 beschrieben wurde.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Steuereinheit 18 einen Steuerabschnitt 25 und einen Treiberabschnitt 25. Der Motor 20 ist mit dem Treiberabschnitt 25 elektrisch verbunden. Der Steuerabschnitt 25 umfaßt den Mikrocompu­ ter oder Mikroprozessor 26 und sieben Schnittstellen (Interfaces) 27, 28, 29, 30, 31, 32 und 33, die über Datenbusse an dem Mikrocomputer 26 angeschlossen sind. Die Sensoren 16, 17, 19a und 19b, 22 und 23 sind mit den Schnittstellen 27, 28, 29, 30 bzw. 31 verbunden. Die Schnittstelle 32 ist mit einem noch zu beschreibenenden Stromsensor 34 verbunden, und die Schnittstelle 33 ist mit einem noch zu beschreibenden Spannungssensor 35 ver­ bunden.

Der Mikrocomputer 26 ist mit dem Treiberabschnitt 25 verbunden, um Steuersignale g, h, i, j an den Treiberab­ schnitt 25 abzugeben. Wie nachstehend noch näher erläu­ tert, verarbeitet der Mikrocomputer 26 Ausgangssignale von den Sensoren 16, 17, 19a und 19b, 22, 23, 34 und 35, um einen Zielsteuerwinkel für die hinteren Straßenräder 15 zu ermitteln, und er erzeugt Steuersignale g, h, i und j, deren Tastverhältnisse von der Differenz zwischen dem Zielsteuerwinkel und einem aktuellen Steuerwinkel der hinteren Straßenräder 15 abhängen. Der Mikrocomputer 26 dient ferner dazu, Fehler, basierend auf Stärken bzw. Amplituden oder zeitabhängigen Änderungen der Sensoraus­ gangssignale, wie oben beschrieben, zu detektieren. Wie in Fig. 1 gezeigt, bestimmt die Steuereinheit 18 ferner eine Winkelgeschwindigkeit des Steuervorgangs der vorderen Straßenräder 13, um den Zielsteuerwinkel für die hinteren Straßenräder 15 zu korrigieren, und er verarbeitet Aus­ gangssignale von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 19a, 19b, um die Geschwindigkeit des Automobils zu be­ stimmen bzw. zu berechnen.

Der Treiberabschnitt 27 umfaßt einen "gate"-Treiber 36, einen Motortreiber 37, ein Relais 38 und den Stromsensor 34. Der "gate"-Treiber bzw. Gatter-Treiber 36 hat einen Spannungsbooster oder Spannungsverstärker und ist mit dem Mikrocomputer 26 des Steuerabschnitts 24 und ferner mit dem Motortreiber 37 verbunden. Der "gate"-Treiber 36 versorgt den Motortreiber 37 mit Treibersignalen (g) (h), (i), (j) in Abhängigkeit von den Tastverhältnissen der Steuersignale g, h, i, j von dem Mikrocomputer 26.

Der Motortreiber 37 umfaßt eine Brücke von vier Feld­ effekttransistoren (FET) Q1, Q2, Q3, Q4 und ist zwischen dem positiven Anschluß und dem negativen Anschluß einer Batterie geschaltet. Genauer gesagt ist der Motortreiber 37 über einen normalerweise offenen Kontakt bzw. Schließerkontakt 38a eines Relais 38 an dem positiven Anschluß der Batterie - und über den Stromsensor 34 an dem negativen Anschluß der Batterie angeschlossen. Der Motor 20 hat Anschlüsse, die zwischen einer Übergangszone bzw. Sperrschicht zwischen Source (Quelle) und Drain (Senke) der FETs Q1, Q3 und einer Übergangszone bzw. Sperrschicht zwischen Source und Drain der FETs Q2, Q4 geschaltet sind.

Die gates (Tore) der FETs Q1, Q2, Q3, Q4 sind mit dem "gate"-Treiber 36 verbunden, so daß die Treibersignale (g), (h), (i), (j) von dem "gate"-Treiber 36 an die gates der FETs Q1, Q2, Q3, Q4 abgegeben werden. Nach Maßgabe der Tastverhältnisse der Treibersignale (g), (h), (i), (j) werden die FETs Q1, Q2, Q3, Q4 ein- und ausgeschal­ tet, um den Motor 20 in Betrieb zu setzen. Der "gate"- Treiber 36 schaltet ferner die FETs Q1, Q2 ein, um den Motor 20 regenerativ zu bremsen.

Der FET Q1 erhält das Treibersignal (g), dessen Tastver­ hältnis dem Tastverhältnis des Steuersignals g ent­ spricht, entsprechend erhalten die FETs Q2, Q3, Q4 die Treibersignale (h), (i), (j), deren Tastverhältnisse den Tastverhältnissen der Steuersignale h, i, j entsprechen.

Das Relais 38 weist zusätzlich zu dem Schließerkontakt 38a ein Solenoid bzw. eine Magnetspule 38b auf, die mit einem Relaistreiber 39 verbunden ist, der seinerseits an dem Mikrocomputer 26 angeschlossen ist. Der Mikrocomputer 26 gibt ein Steuersignal an den Relaistreiber 39 ab, um die Magnetspule 38b zu erregen.

Während des Normalbetriebes ist die Magnetspule 38b des Relais 38 erregt, um den Kontakt 38a zu schließen und somit den Motortreiber 37 mit der Batterie zu verbinden. Bei Auftritt eines Ausfalls oder Fehlers wird die Magnet­ spule 38b entregt, um den Kontakt 38a zu öffnen, und auf diese Weise den Motortreiber 37 von der Batterie zu tren­ nen. Der Stromsensor 34 dient dazu, einen durch den Mo­ tortreiber 37 und somit einen zu dem Motor 20 fließenden Strom zu detektieren.

Der Motor 20 hat einen Rotor mit einer Wicklung, die auf der drehbaren Ausgangswelle angebracht ist, und einen Stator, welcher Magnete aufweist.

Die drehbare Ausgangswelle des Motors 20 ist mit den hinteren Straßenrädern 15 verbunden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Der Motor 20 hat ferner zwei Sätze von Bürsten (Anschlußklemmen) 20a, 20b, 20c, 20d. Die gegen­ überliegenden oder entgegengesetzten Anschlüsse der Wick­ lung sind über einen der beiden Sätze von Bürsten 20a, 20b mit dem Motortreiber 37 verbunden. Sie sind ferner über den anderen Satz von Bürsten 20c, 20d parallel zu dem Motortreiber 37 mit einer Kurzschlußschaltung 40 ver­ bunden.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Kurzschlußschaltung 40 zwei Kurzschluß-Dämpferrelais 41, 42. Die Kurzschluß-Dämpferrelais 41, 42 umfassen jeweilige normalerweise geschlossene Kontakte bzw. Öffnerkontakte 41a, 42a und betreffende Solenoide 41b, 42b, wobei die Kontakte 41a, 42a zwischen den Bürsten oder Anschlüssen 20c, 20d des Motors 20 in Reihe geschaltet sind.

Der Spannungssensor 35 ist an einer Verbindungsstelle zwischen den Kontakten 41a, 42a angeschlossen, um das Potential zwischen den Kontakten 41a, 42a zu detektieren.

Die Solenoide oder Magnetspulen 41b, 42b der Dämpferre­ lais sind in Reihe zueinander geschaltet. Die Magnetspule 41b hat einen mit dem Dämpferrelaistreiber 43 verbundenen Anschluß, und die Magnetspule 42b hat einen mit dem Dämp­ ferrelaistreiber 44 verbundenen Anschluß. Die Verbin­ dungsstelle zwischen den Solenoiden 41b, 42b ist, wie auch der Motortreiber 37, mit dem negativen Anschluß (üb­ licherweise Masse) der Batterie verbunden. Die Dämpfer­ relaistreiber 43, 44 sind an dem Mikrocomputer 26 ange­ schlossen. Während des normalen Betriebes gibt der Mikro­ computer 26 Steuersignale an die Solenoide 41b, 42b ab, um diese zu erregen, und somit auf diese Weise die be­ treffenden Kontakte 41a, 42a zu öffnen.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 die Arbeits­ weise des Vierrad-Steuerungssystems beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine Steuersequenz des Vierrad-Steuerungs­ systems. Der Mikrocomputer 26 ist so programmiert, daß er die in Fig. 4 gezeigte Steuerungssequenz wiederholt aus­ führt, um den Steuerwinkel der hinteren Straßenräder 15 zu steuern.

Der Mikrocomputer 26 liest zunächst einen Vorderrad-Steuerwinkel Rf, einen Hinterrad-Steuerwinkel Rr und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von den Sensoren 16, 17, 19a, 19b, 22, 23 ein und bestimmt in einem Schritt S1, ob ein Fehler oder Ausfall aufgetreten ist. Falls der Mikrocom­ puter 26 einen Fehler feststellt, so setzt er ein Fehler­ "flag" F auf "1". In dem Fehlerdiagnoseprozeß detektiert der Mikrocomputer 26 einen Fehler, wenn eine der ver­ schiedenen Bedingungen bzw. einer der verschiedenen Zu­ stände - wie oben beschrieben - ermittelt wird. Der Mikrocomputer 26 vergleicht ferner den Ziel-Steuerwinkel mit dem aktuellen Steuerwinkel der hinteren Straßenräder 15 und stellt einen Fehler fest, wenn die Differenz zwi­ schen den miteinander verglichenen Winkeln einen vorbe­ stimmten Wert aufweist oder größer als dieser ist.

In einem nächsten Schritt S2 sucht der Mikrocomputer 26 in einer Datentabelle 1, wie sie in Fig. 5a gezeigt ist, nach einem Steuerwinkel-Verhältnis K unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V als eine Adresse. Der Mikrocom­ puter 26 multipliziert dann den von den Vorderrad-Steuer­ winkelsensoren 16, 17 eingelesenen Vorderrad-Steuerwinkel Rf mit dem Steuerwinkel-Verhältnis K, um auf diese Weise einen Zielsteuerwinkel Rrt für die hinteren Straßenräder 15 in einem Schritt S3 zu bestimmen.

Der Mikrocomputer 26 berechnet eine Differenz oder eine Abweichung ΔRr zwischen dem Zielsteuerwinkel Rrt und dem von den Hinterrad-Steuerwinkelsensoren 22, 23 eingelese­ nen Hinterrad-Steuerwinkel Rr in einem Schritt S4. In einem nächsten Schritt S5 sucht der Mikrocomputer 26 in einer in Fig. 5B gezeigten Datentabelle 2 nach einem Tastverhältnis D unter Verwendung der Abweichung ΔRr als eine Adresse.

In einem Schritt S6 bestimmt der Mikrocomputer 26, ob ein Fehler vorliegt, d. h. ob das Fehler-"flag" F den Zustand "1" oder "0" aufweist. Falls kein Fehler vorliegt, d. h. daß das Vierrad-Steuersystem keinen Fehler aufweist (F=0), dann bestimmt der Mikrocomputer 26 in einem Schritt S7 das Tastverhältnis der Steuersignale g, h, i, j für die jeweiligen FETs Q1, Q2, Q3, Q4 hinsichtlich jeder Steuerrichtung, wie in der folgenden Tabelle ge­ zeigt:

In der Tabelle bedeutet "Rechts", daß die hinteren Straßenräder 15 nach rechts hin gesteuert werden. "Links" bedeutet, daß die hinteren Straßenräder 15 nach links gesteuert werden. "Mitte" bedeutet, daß der gegenwärtige Hinterrad-Steuerwinkel beibehalten wird. Die hinteren Straßenräder 15 werden somit mittels des Motors 20 zu dem Zielsteuerwinkel hin gesteuert.

Falls ein Fehler vorliegt, d. h. daß das Vierrad-Steue­ rungssystem einen Ausfall bzw. einen Fehler aufweist (F=1) in dem Schritt S6, dann entregt der Mikrocomputer das Re­ lais 38, d. h. der Kontakt 38a wird geöffnet, um den Mo­ tortreiber 37 und somit den Motor 20 in einem Schritt S8 von der Batterie zu trennen.

Danach stellt der Mikrocomputer 26 in einem Schritt S9 fest, ob der Treiberabschnitt 25 der Steuereinheit 18, z. B. der Motortreiber 37, einen Fehler oder eine Fehl­ funktion aufweist bzw. ausgesetzt ist. Falls der Treiber­ abschnitt 25 eine derartige Störung aufweist, dann setzt der Mikrocomputer 26 alle Tastverhältnisse der Steuersi­ gnale g, h, i, j auf "0" in einem Schritt S10. Falls in dem Treiberabschnitt 25 kein Fehler vorliegt, setzt der Mikrocomputer 26 die Tastverhältnisse der Steuersignale g, h auf "0" und die Tastverhältnisse (duty factors) der Steuersignale i, j auf "1" in einem Schritt S11, um somit den gegenwärtigen Hinterrad-Steuerwinkel beizubehalten. Der Mikrocomputer 26 schaltet die an die Dämpferrelais­ treiber 43, 44 angelegten Steuersignale ab, um die Sole­ noide 41b, 42b zu entregen, so daß die Kontakte 41a, 42a in einem Schritt S12 geschlossen werden. Die Wicklung des Motors 20 wird daher durch die Kontakte 41a, 42a kurzge­ schlossen, mit der Folge, daß der Motor 20 eine regenera­ tive Abbremsung erfährt. Die hinteren Straßenräder 15 werden nun unter der Vorspannung der Feder 21 langsam in ihre neutrale Steuerposition zurückgeführt.

Bei Auftreten einer Störung des Vierrad-Steuersystems wird der Motor 20 somit von der Batterie getrennt. Der Motor 20 kann also durch den Motortreiber 37 bei Auftre­ ten einer Störung kurzgeschlossen werden. Demgemäß kann der Motor 20 in hohem Maße zuverlässig durch die Kurz­ schlußschaltung 40 und den Motortreiber 37 kurzgeschlos­ sen werden, sobald eine Störung auftritt.

Die in Reihe geschalteten Dämpferrelais 41, 42 der Kurz­ schlußschaltung 40 haben relativ kleine Abmessungen und kleine Kapazitäten und weisen eine hohe Betriebszuverläs­ sigkeit auf.

Wenngleich vorstehend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist, ist es selbstverständlich daß die Erfindung in anderen spezifischen Ausführungen realisiert werden kann, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.

Zusammenfassend wird ein Vierrad-Steuerungssystem für ein Automobil vorgeschlagen, welches mittels eines Steuerra­ des lenkbare vordere Straßenräder und mittels eines Elek­ tromotors steuerbare und mittels einer Feder normalerwei­ se zu einer neutralen Steuerposition hin vorgespannte hintere Straßenräder aufweist. Der Elektromotor wird mit­ tels eines Motortreibers mit Energie versorgt bzw. in Be­ trieb gesetzt, um die hinteren Straßenräder in Abhängig­ keit von Fahrtbedingungen oder Fahrtzuständen des Automo­ bils in eine Winkelstellung zu steuern. Der Elektromotor hat eine Wicklung und zwei Sätze von Bürsten oder An­ schlußklemmen, die mit entgegengesetzten Anschlüssen der Wicklung verbunden sind. Einer der beiden Sätze von An­ schlußklemmen ist mit dem Motortreiber verbunden. Der andere Satz der beiden Sätze von Anschlußklemmen ist parallel zu dem Motortreiber mit einer Kurzschlußschal­ tung verbunden. Bei Auftreten einer Störung steuert eine Steuereinheit 18 die Kurzschlußschaltung, um die Wicklung des Motors über den anderen Satz von Anschlüssen kurzzu­ schließen. Die Kurzschlußschaltung umfaßt eine Vielzahl von Relais mit jeweiligen Kontakten, die in Reihe zwi­ schen den Anschlußklemmen des anderen Satzes geschaltet sind. Der Motortreiber kann ferner die Wicklung des Mo­ tors über den einen Satz von Anschlüssen kurzschließen, wenn eine Störung auftritt.

Claims (3)

1. Vierrad-Steuerungssystem für ein Motorfahrzeug, umfas­ send
ein Steuerrad (11),
primär steuerbare Straßenräder (13), die in Wirkver­ bindung mit dem Steuerrad (11) stehen,
einen Elektromotor (20) mit einer Wicklung und zwei Sätzen von Anschlüssen (20a, 20b-20c, 20d), die mit entgegengesetzten Anschlüssen der Wicklung verbunden sind,
sekundär steuerbare Straßenräder (15), die in Wirkver­ bindung mit dem Elektromotor (20) stehen,
Vorspannmittel (21), die die sekundär steuerbaren Straßenräder (15) normalerweise zu einer neutralen Steuerposition hin vorspannen,
einen Motortreiber (37), der den Elektromotor (20) in Betrieb setzt, um die sekundär steuerbaren Straßenra­ der (15) in Abhängigkeit von Fahrtbedingungen des Mo­ torfahrzeugs in Winkelstellungen steuert, wobei einer der beiden Sätze von Anschlüssen (20a, 20b) mit dem Motortreiber (37) verbunden ist,
eine Kurzschlußschaltung (40), mit der der andere Satz der beiden Sätze von Anschlüssen parallel zu dem Motortreiber (37) verbunden ist, und
Steuermittel, die die Kurzschlußschaltung (40) steu­ ern, um die Wicklung des Motors (20) bei Auftreten einer Störung über den anderen Satz (20c, 20d) von Anschlüssen kurzzuschließen.

2. Vierrad-Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kurzschlußschaltung (40) eine Vielzahl von Relais (41, 42) umfaßt, die jeweilige Kontakte aufweisen, welche zwischen den Anschlüssen des anderen Satzes (20c, 20d) in Reihe geschaltet sind.

3. Vierrad-Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Motortreiber (37) Mittel umfaßt, die die Wicklung des Motors (20) über den einen Satz von Anschlüssen kurzzuschließen, wenn eine Störung auftritt.