DE4226422C2 - Vierrad-Steuersystem mit Kurzschlußsteuerung für den Steuermotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierrad-Steuersystem für ein Kraft­ fahrzeug bzw. ein Automobil, umfassend primär lenkbare Straßen­ räder, ein zur Lenkung der primär lenkbaren Straßenräder mit diesen in Wirkverbindung stehendes Lenkrad, sekundär lenkbare Straßenräder, die durch Vorspannmittel normalerweise zu einer neutralen Lenkposition hin vorgespannt sind, eine Einrichtung zur Lenkung der sekundär lenkbaren Straßenräder, die einen mit letzteren in Wirkverbindung stehenden, eine Motorwicklung aufweisenden Elektromotor und einen Motortreiber zum Betrieb des Elektromotors aufweist, um den Elektromotor derart zu steuern, daß er Lenkwinkeleinstellungen der sekundär lenkbaren Straßenräder in Abhängigkeit von Fahrbedingungen des Kraftfahr­ zeugs vornimmt, eine Einrichtung zur Erfassung von Störungen des Vierrad-Lenksystems und eine von der Einrichtung zur Erfas­ sind von Störungen gesteuerte Kurzschlußschaltung, die die Motorwicklung des Elektromotors bei Auftreten einer Störung kurzschließt, um den Elektromotor regenerativ abzubremsen.

Ein derartiges Vierrad-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug ist aus der DE 38 41 569 A1 bzw. der JP 1-1 53 383 A be­ kannt. Das bekannte Vierrad-Lenksystem hat primär lenkbare Straßenräder, die mittels eines Lenkrades lenkbar sind, und sekundär lenkbare Straßenräder, die mittels eines Elektromotors lenkbar sind. Wenn ein Motorsteuerungssystem einen Betriebs­ ausfall zeigt, wird der dem Motor zugeführte elektrische Strom unterbrochen, und die Anschlüsse des Motors werden kurzge­ schlossen, um den Motor regenerativ abzubremsen, so daß die sekundär lenkbaren Straßenräder langsam in ihre neutrale Lenk- bzw. Steuerposition zurückgeführt werden.

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

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Nachteile des kon­ ventionellen Vierrad-Lenksystems ist es ein Ziel der vorliegen­ den Erfindung, ein Vierrad-Lenksystem anzugeben, bei dem es möglich ist, in zuverlässiger Weise einen Motor regenerativ zu bremsen, um sekundär lenkbare Straßenräder langsam in ihre neutrale Lenkposition zurückzuführen, wenn ein Ausfall bzw. Fehler auftritt.

Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Vierrad-Lenksystem der ein­ gangs geschilderten Art vorgeschlagen, bei dem der Motortreiber dazu eingerichtet ist, die Motorwicklung unabhängig von der Kurzschlußschaltung kurzzuschließen, um den Elektromotor rege­ nerativ abzubremsen, wenn eine Störung auftritt, und der Motor­ treiber einerseits und die Kurzschlußschaltung andererseits über je einen gesonderten Satz von Kontaktbürsten mit der Motorwicklung in Kontakt stehen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand eines in Zeichnungen dargestell­ ten Ausführungsbeispiels erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische, teilweise als Blockschaubild aus­ geführte Darstellung eines Vierrad-Lenksystems gemäß der Erfindung,

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

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

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

Fig. 4 ein Flußdiagramm einer Steuersequenz des Vierrad- Lenksystems 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-Lenksystem nach der Erfindung.

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

Das Lenkrad 11 steht mit einem Haupt-Vorderrad-Lenk­ winkelsensor 16 zur Erfassung des Lenkwinkels der vor­ deren Straßenräder 13, d. h. des Winkels, um welchen die vorderen Straßenräder 13 gelenkt werden, in Verbin­ dung. Die Vorderrad-Lenkvorrichtung 12 steht mit einem Hilfs-Vorderrad-Lenkwinkelsensor 17 zur Erfassung des Lenkwinkels 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-Lenkwinkelsensor 16 umfaßt einen digitalen Sensor, etwa einen Enkoder oder Kodierer, zur Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit einer mit dem Lenkrad 11 verbundenen Lenkwelle 11a. Der Haupt- Vorderrad-Lenkwinkelsensor 16 erzeugt in bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit der Lenkwelle 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 Lenkwinkel der vorderen Straßenräder 13 zu berech­ nen bzw. ermitteln.

In einem Fehlerdiagnoseprozeß entscheidet die Steuerein­ heit 18, daß der Haupt-Vorderrad-Lenkwinkelsensor 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-Lenkwinkelsensor 17 umfaßt einen Differentialtransformator zur Erzeugung eines Analogsi­ gnals in Abhängigkeit von der Verschiebung der Zahnstan­ ge der Vorderrad-Lenkvorrichtung 12. Wie aus Fig. 3A zu ersehen ist, umfaßt der Hilfs-Vorderrad-Lenkwinkel­ 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 Lenkwinkel der vorderen Straßenräder 13. Die neutrale Lenkposition 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-Lenkwin­ 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-Lenkwinkelsensors 16 und des Hilfs-Vorderrad-Lenkwinkelsensors 17, wenn:
die Differenz zwischen den Absolutwerten der Ausgangssi­ gnale von dem Haupt-Vorderrad-Lenkwinkelsensor 16 und dem Hilfs-Vorderrad-Lenkwinkelsensor 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- Lenkwinkelsensor 16 und dem Hilfs-Vorderrad-Lenkwin­ kelsensor 17 einen vorbestimmten Wert aufweist oder größer als dieser ist.

Die Hinterrad-Lenkvorrichtung 14 umfaßt einen Elektro­ motor 20 als Betätigungselement für die Lenkung 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 lenken.

Die Hinterrad-Lenkvorrichtung 14 hat einen Haupt-Hin­ terrad-Lenkwinkelsensor 22 und einen Hilfs-Hinterrad- Lenkwinkelsensor 23 für die Bestimmung des Lenkwin­ 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 Lenkposition hin vorzuspannen. Der Haupt-Hinterrad-Lenkwinkelsensor 22 umfaßt einen Enkoder bzw. Kodierer, wie der Haupt-Vorder­ rad-Lenkwinkelsensor 16. Der Hilfs-Hinterrad-Lenkwin­ kelsensor 23 umfaßt, wie in Fig. 3A und 3B gezeigt, einen Differentialtransformator, wie auch der Hilfs-Vorderrad-Lenk­ winkelsensor 17.

Die Steuereinheit 18 detektiert Fehler oder Ausfälle des Haupt-Hinterrad-Lenkwinkelsensors 22 und des Hilfs- Hinterrad-Lenkwinkelsensors 23 auf die gleiche Weise, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Vorderrad- Lenkwinkelsensoren 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 beschreibenden 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 Ziellenkwinkel für die hinteren Straßenräder 15 zu ermitteln, und er erzeugt Steuersignale g, h, i und j, deren Tastverhältnisse von der Differenz zwischen dem Ziellenkwinkel und einem aktuellen Lenkwinkel 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 Lenkvorgangs der vorderen Straßenräder 13, um den Ziellenkwinkel 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 Lenkwinkel der hinteren Straßenräder 15 zu steuern.

Der Mikrocomputer 26 liest zunächst einen Vorderrad- Lenkwinkel Θf, einen Hinterrad-Lenkwinkel Θr 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-Lenkwinkel mit dem aktuellen Lenkwinkel 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 Lenkwinkel-Verhältnis K unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V als eine Adresse. Der Mikrocom­ puter 26 multipliziert dann den von den Vorderrad-Lenk­ winkelsensoren 16, 17 eingelesenen Vorderrad-Lenkwinkel Θf mit dem Lenkwinkel-Verhältnis K, um auf diese Weise einen Ziellenkwinkel Θrt für die hinteren Straßenräder 15 in einem Schritt S3 zu bestimmen.

Der Mikrocomputer 26 berechnet eine Differenz oder eine Abweichung ΔΘr zwischen dem Ziellenkwinkel Θrt und dem von den Hinterrad-Lenkwinkelsensoren 22, 23 eingelese­ nen Hinterrad-Lenkwinkel Θr 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 ΔΘr 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-Lenksystem 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 Lenkrichtung, wie in der folgenden Tabelle ge­ zeigt:

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

Bei Auftreten einer Störung des Vierrad-Lenksystems 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-Lenksystem für ein Automobil vorgeschlagen, welches mittels eines Lenkra­ des lenkbare vordere Straßenräder und mittels eines Elek­ tromotors lenkbare und mittels einer Feder normalerwei­ se zu einer neutralen Lenkposition 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 lenken. 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 (4)

1. Vierrad-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend

• - primär lenkbare Straßenräder (13),
• - ein zur Lenkung der primär lenkbaren Straßenräder (13) mit diesen in Wirkverbindung stehendes Lenkrad (11),
• - sekundär lenkbare Straßenräder (15), die durch Vorspann­ mittel (21) normalerweise zu einer neutralen Lenkposi­ tion hin vorgespannt sind,
• - eine Einrichtung zur Lenkung der sekundär lenkbaren Straßenräder (15), die einen mit letzteren in Wirkver­ bindung stehenden, eine Motorwicklung aufweisenden Elek­ tromotor (20) und einen Motortreiber (37) zum Betrieb des Elektromotors (20) aufweist, um den Elektromotor derart zu steuern, daß er Lenkwinkeleinstellungen der sekundär lenkbaren Straßenräder (15) in Abhängigkeit von Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs vornimmt,
• - eine Einrichtung (18) zur Erfassung von Störungen des Vierrad-Lenksystems und
• - eine von der Einrichtung (18) zur Erfassung von Störun­ gen gesteuerte Kurzschlußschaltung (40), die die Motor­ wicklung des Elektromotors (20) bei Auftreten einer Stö­ rung kurzschließt, um den Elektromotor (20) regenerativ abzubremsen,
  dadurch gekennzeichnet,
  daß der Motortreiber (37) dazu eingerichtet ist, die Motor­ wicklung unabhängig von der Kurzschlußschaltung (40) kurzzu­ schließen, um den Elektromotor (20) regenerativ abzubremsen, wenn eine Störung auftritt, und
  daß der Motortreiber (37) einerseits und die Kurzschluß­ schaltung (40) andererseits über je einen gesonderten Satz von Kontaktbürsten (20a, 20b bzw. 20c, 20d) mit der Motor­ wicklung in Kontakt stehen.

2. Vierrad-Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kurzschlußschaltung (40) Schaltrelais (41, 42) aufweist, deren Schaltkontakte in Reihe zur Motor­ wicklung geschaltet sind.

3. Vierrad-Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein die Rotationsgeschwindgkeit einer mit dem Lenkrad (11) verbundenen Lenkwelle (11a) erfassender Haupt-Vorderrad-Lenkwinkelsensor (16) und ein die Ver­ schiebung einer Zahnstange zur Lenkung der primär lenk­ baren Straßenräder (13) erfassener Hilfs-Vorderrad-Lenk­ winkelsensor (17) vorgesehen sind und daß die Einrichtung (18) zur Erfassung von Störungen eine Störung des Haupt- Vorderrad-Lenkwinkelsensors (16) und eine Störung des Hilfs-Vorderrad-Lenkwinkelsensors (17) erfaßt.

4. Vierrad-Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein die Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors (20) erfassender Haupt-Hinterrad-Lenk­ winkelsensor (22) und ein die Verschiebung eines Kugel­ schraubmechanismus zur Lenkung der sekundär lenkbaren Straßenräder (15) erfassender Hilfs-Hinterrad-Lenkwinkel­ sensor (23) vorgesehen sind und daß die Einrichtung (18) zur Erfassung von Störungen eine Störung des Haupt-Hinter­ rad-Lenkwinkelsensors (22) und eine Störung des Hilfs-Hinterrad- Lenkwinkelsensors (23) erfaßt.