DE4401333C2 - Fahrzeuglenkung-Steuersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkungssteuersystem für ein Fahrzeug und eine Regelvorrichtung bzw. ein -verfahren für die Lenkung eines Fahrzeugs. Sie ist nicht nur allgemein auf ein System zum Steuern eines Lenkwinkels eines Fahrzeugs wie eines Kraftfahrzeugs bezogen, sondern insbesondere auf ein System zum Steuern des Lenkwinkels von sekundär gelenkten Rädern eines Kraftfahrzeugs mit Vierradlenkung in bezug auf den Lenkwinkel von primär gelenkten Rädern des Fahrzeugs.

Bei einem Kraftfahrzeug mit Vierradlenkung an zwei Vorderrädern und zwei Hinterrädern dienen im allgemeinen die Vorderräder als primär bzw. hauptsächlich gelenkte Räder, während die Hinterräder als sekundär bzw. hilfsweise gelenkte Räder dienen. Bei einem Lenkungssteuersystem für ein solches Fahrzeug mit Vierradlenkung wird der nachstehend als Primär-Lenkwinkel bezeichnete Lenkwinkel der primär gelenkten Räder durch ein von dem Fahrer des Fahrzeugs an einem Lenkrad steuerbares mechanisches Stellglied gesteuert, während zum Steuern des nachfolgend als Sekundär-Lenkwinkel bezeichneten Lenkwinkels der sekundär gelenkten Räder ein Stellglied in Form eines elektrisch betriebenen Motors derart verwendet wird, daß der mittels eines Sensors erfaßte Ist-Sekundärlenkwinkel mit einem angestrebten bzw. Sollwert übereinstimmt, der auf dem Primärlenkwinkel basierend bzw. in Beziehung zu diesem bestimmt wird. D. h., der Motor wird elektrisch derart gesteuert, daß eine Differenz zwischen dem bestimmten Sollwert und dem erfaßten Wert des Sekundärlenkwinkels zu Null wird.

Bekanntermaßen wird die allgemein als Giergeschwindigkeit oder Gierrate bezeichnete Geschwindigkeit des Wendens des Fahrzeugs um eine durch den Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs verlaufende vertikale Achse mit der Geschwindigkeit der Änderung des Lenkwinkels größer. Infolgedessen verursacht eine verhältnismäßig schnelle Änderung der Änderungsgeschwindigkeit des Primärlenkwinkels eine Verschlechterung der Lenkbarkeit des Fahrzeugs und ein seitliches Rutschen des Fahrzeugs in einer zur Fahrtrichtung senkrechten Richtung. Die JP 59-100062 A offenbart ein Lenkungssteuersystem, das dazu ausgelegt ist, den Sekundärlenkwinkel im Zusammenhang mit der durch einen Giergeschwindigkeitssensor erfaßten Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern. Diese Veröffentlichung enthält jedoch keine Angaben über Einzelheiten einer bestimmten Art und Weise, in welcher der Sekundärlenkwinkel gesteuert wird. Die JP 60-161256 A offenbart das Anwenden eines Giergeschwindigkeitsfaktors Ys/Θ, nämlich eines Verhältnisses der Giergeschwindigkeit Ys zu dem Lenkwinkel O, welches sich mit einer Lenkfrequenz (Hz) derart ändert, daß der Giergeschwindigkeitsfaktor Ys/Θ bei 1 Hz am höchsten ist und kontinuierlich kleiner wird, wenn die Lenkfrequenz von 1 Hz weg ansteigt oder abfällt. Die letztere Veröffentlichung offenbart ferner, daß ein Konstanthalten des Giergeschwindigkeitsfaktors Ys/Θ anzustreben ist, um eine gute Lenkbarkeit oder ein stabiles Lenken des Fahrzeugs sicherzustellen, und daß eine Steuerverstärkung K1, die das Ausmaß der Änderung des Sekundärlenkwinkels in bezug auf die erfaßte Giergeschwindigkeit bestimmt, entweder mit steigender Fahrgeschwindigkeit vergrößert wird oder entsprechend einer Führungsgröße geändert wird, die durch Betätigen eines Schalters durch den Fahrer erzeugt wird.

Die DE 38 33 420 C1 zeigt eine Allradlenkung. Dort lassen sich mittels einer entsprechenden Steuer- bzw. Regelvorrichtung für die Hinterradlenkung, welche motorisch angetrieben wird, grundsätzlich beliebig vorgebbare Lenkwinkel der Hinterräder in Abhängigkeit von den Lenkwinkeln der Vorderräder oder anderen Parametern einstellen. Bei Fehlererkennung im System wird der motorische Antrieb der Hinterradlenkung unwirksam geschaltet und gleichzeitig wird eine hydraulische Zwangskopplung zwischen Vorderradlenkung und Hinterradlenkung hergestellt, so daß die Hinterräder simultan mit den Vorderrädern gelenkt werden. Der DE 39 30 445 C2 läßt sich eine Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge entnehmen, bei der die Fahrstabilität des Fahrzeugs dadurch aufrecht erhalten wird, daß eine Ist- Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs gemessen und eine Soll- Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt wird. Entsprechend dem Vergleich zwischen der Ist- und der Soll-Giergeschwindigkeit wird ein Ausgangssignal erzeugt. Entsprechend dem Ausgangssignal wird der Winkel der lenkbaren Rädern des Fahrzeugs derart eingestellt, daß im wesentlichen eine Übereinstimmung der Ist-Giergeschwindigkeit mit der Soll- Giergeschwindigkeit angestrebt wird, wodurch die Fahrzeugstabilität aufrecht erhalten wird. Die lenkbaren Räder werden mit dem Lenkrad sowie unabhängig davon entsprechend dem Ausgangssignal gelenkt. Alternativ werden die lenkbaren Räder ausschließlich entsprechend dem Ausgangssignal gelenkt.

Die JP 60-124572 A offenbart ein Sekundärlenkwinkel- Steuersystem, bei dem aus einem erfaßten Primärlenkwinkel S und einer Fahrgeschwindigkeit F eine SollGiergeschwindigkeit ermittelt bzw. berechnet wird und ein Stellglied zum Ändern des Sekundärlenkwinkels derart gesteuert wird, daß die mittels eines Giergeschwindigkeitssensors erfaßte Ist-Giergeschwindigkeit mit der ermittelten Soll-Giergeschwindigkeit übereinstimmt. Die JP 60-124572 A enthält jedoch keine Einzelheiten hinsichtlich des Verfahrens, nach welchem die für den Fahrzustand des Fahrzeugs geeignete Soll-Giergeschwindigkeit aus dem erfaßten Primärlenkwinkel S und der Fahrgeschwindigkeit F ermittelt wird. In der JP 63-192667 A ist ausgeführt, daß die in der vorstehend genannten Veröffentlichung JP 60-124572 A vorgeschlagene Rückführungsregelung des Sekundärlenkwinkels aufgrund der Giergeschwindigkeit durch eine zeitliche Verzögerung der Erfassung der Giergeschwindigkeit in bezug auf den Zeitpunkt einer Änderung der Ist-Giergeschwindigkeit beeinträchtigt ist und keine wirksame Maßnahme zum Verbessern der Lenkbarkeit des Fahrzeugs darstellt. In Anbetracht dieser Unzulänglichkeit wird in der JP 63-192667 A eine verbesserte Rückführungssteuerung bzw. Regelung vorgeschlagen, bei der diese Verzögerung bei dem Erfassen der Giergeschwindigkeit berücksichtigt ist. Bei dem Sekundärlenkwinkel-Steuersystem der Ausführung, bei der der Sekundärlenkwinkel entsprechend dem bestimmten Sollwert der Giergeschwindigkeit gesteuert wird, kann der Sekundärlenkwinkel bei dem Auftreten irgendeiner Abnormalität hinsichtlich der erfaßten Giergeschwindigkeit, nämlich bei dem Auftreten eines verhältnismäßig großen Fehlers oder einer Störung des Ausgangssignals des Giergeschwindigkeitssensors nicht auf geeignete Weise gesteuert werden. Für eine ausfallsichere Steuerung des Sekundärlenkwinkels könnte in Betracht gezogen werden, zu ermitteln, ob das Ausgangssignal des Giergeschwindigkeitssensors einen unzulässigen Fehler enthält oder nicht, und den Sekundärwinkel auf Null zu steuern, wenn an dem Ausgangssignal ein Fehler festgestellt wird, der größer als ein Schwellenwert ist. Bei dieser Gestaltung besteht jedoch ein Nachteil darin, daß bei dem Erfassen eines derartigen übermäßigen Fehlers des Ausgangssignals des Giergeschwindigkeitssensors eine plötzliche Änderung bzw. schnelle Nullstellung des Sekundärlenkwinkels auftritt, wodurch wahrscheinlich die Fahrtrichtung des Fahrzeugs für den Fahrer unerwartet geändert wird. D. h., die zwangsweise Nullstellung des Sekundärlenkwinkels bei dem Feststellen einer Abnormalität hinsichtlich der erfaßten Giergeschwindigkeit verursacht eine Verringerung der Lenkbarkeit des Fahrzeugs, wobei die sekundär gelenkten Räder trotz einer Änderung des Primärlenkwinkels in ihren neutralen Stellungen gehalten werden.

Dieser Nachteil könnte allgemein bei der Steuerung des Lenkwinkels des Fahrzeugs unabhängig davon, ob der Lenkwinkel derjenige der Vorderräder oder derjenige der Hinterräder ist, unter der Voraussetzung auftreten, daß zum Steuern eines elektrisch betriebenen Stellglieds für das Einstellen des Vorderrad- oder Hinterrad-Lenkwinkels des Fahrzeugs die erfaßte Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs herangezogen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für ein Fahrzeug ein Lenkungssteuersystem zu schaffen, bei dem selbst im Falle des Auftretens einer Abnormalität hinsichtlich des erfaßten Wertes der Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs keine plötzliche Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Lenkungssteuersystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei dem auf diese Weise gestalteten erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkungs-Steuersystem wird das Ausmaß einer Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs, der durch das von der Steuereinheit elektrisch gesteuerte Stellglied einzustellen ist, durch den Begrenzer auf einen vorbestimmten zulässigen Bereich eingeschränkt, wenn von dem Detektor eine Abnormalität hinsichtlich des von dem Giergeschwindigkeits­ sensor erfaßten Wertes festgestellt wird. Der Detektor stellt das Auftreten der Abnormalität des erfaßten Giergeschwindigkeitswertes beispielsweise dann fest, wenn der erfaßte Giergeschwindigkeitswert um mehr als eine vorbestimmte Größe von einem Schätzwert für die Giergeschwindigkeit verschieden ist, der aufgrund des mittels eines Lenkwinkelsensors erfaßten Lenkwinkels und einer durch einen Fahrgeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt wird. Da nach dem Feststellen der Abnormalität das Ausmaß der Änderung des Lenkwinkels auf den vorbestimmten zulässigen Bereich eingeschränkt ist, wird selbst beim Auftreten einer Abnormalität hinsichtlich des erfaßten Wertes der Giergeschwindigkeit die Lenkbarkeit des Fahrzeugs nicht merklich beeinträchtigt.

Die Steuereinheit enthält vorzugsweise eine erste, eine zweite und eine dritte Bestimmungseinrichtung, welche die folgenden Funktionen ausführen: Die erste Bestimmungseinrichtung bestimmt einen vorläufigen Sollwert des Lenkwinkels des Fahrzeugs gemäß dem Eingangssignal der Steuereinheit, welches eine aus der erfaßten Giergeschwindigkeit hergeleitete Komponente enthält. Die zweite Bestimmungseinrichtung bestimmt den vorläufigen Sollwert als endgültigen Sollwert des Lenkwinkels, wenn von dem Detektor keine Abnormalität festgestellt wird. Falls von dem Detektor die Abnormalität festgestellt wird, bestimmt die dritte Bestimmungseinrichtung den vorbestimmten zulässigen Bereich für das Ausmaß der Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs aufgrund desjenigen vorläufigen Sollwertes, der von der zweiten Bestimmungseinrichtung bei dem Feststellen der Abnormalität durch den Detektor oder unmittelbar danach bestimmt ist. Die dritte Bestimmungseinrichtung ist auch dazu gestaltet, als endgültigen Sollwert den vorläufigen Sollwert zu bestimmen, wenn der gegenwärtig durch die zweite Bestimmungseinrichtung bestimmte vorläufige Sollwert innerhalb des vorbestimmten zulässigen Bereichs liegt, bzw. einen in dem vorbestimmten zulässigen Bereich gewählten vorbestimmten Wert zu bestimmen, wenn der gegenwärtig bestimmte vorläufige Sollwert außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.

Bei der vorstehend beschriebenen Gestaltung, bei der der vorbestimmte zulässige Bereich aufgrund des vorläufigen Sollwertes der Giergeschwindigkeit festgelegt wird, welcher bei dem Erfassen der Abnormalität bestimmt wird, wird das Ausmaß der Änderung des Lenkwinkels nach dem Erfassen der Abnormalität verhältnismäßig klein gehalten. Beispielsweise wird als endgültiger Sollwert der obere Grenzwert des bestimmten zulässigen Bereichs angesetzt, wenn der gegenwärtig bestimmte vorläufige Wert größer als der obere Grenzwert ist, während als endgültiger Sollwert der untere Grenzwert des zulässigen Bereichs angesetzt wird, wenn der gegenwärtig bestimmte vorläufige Sollwert kleiner als der untere Grenzwert ist. Vorzugsweise stimmt der Mittelwert in dem durch den oberen und den unteren Grenzwert begrenzten zulässigen Bereich nahezu mit dem vorläufigen Sollwert überein, der bei dem Erfassen der Abnormalität oder unmittelbar danach bestimmt wird.

Das Prinzip der Erfindung kann auf geeignete Weise in der Form eines Lenkungssteuersystems für ein Kraftfahrzeug mit gelenkten vorderen und hinteren Rädern angewandt werden. D. h., die vorangehend genannte Aufgabe der Erfindung kann gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch mit einem Lenkungssteuersystem gemäß Patentanspruch 6 gelöst werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeuglenkung-Steuersystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Teilansicht des Hinterrad- Lenkmechanismus des Fahrzeugs, die teilweise einen Querschnitt entlang einer Linie 2-2 in Fig. 4 zeigt.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht einer in den Hinterrad-Lenkmechanismus eingebauten elektromagnetischen Kupplung.

Fig. 4 ist eine Ansicht eines Querschnittes entlang einer Linie 3-3 in Fig. 2.

Fig. 5 ist eine Darstellung eines Längsschnitts eines Lenkgetriebekastens eines Vorderrad-Lenkmechanismus.

Fig. 6 ist eine Ansicht eines Querschnittes entlang einer Linie A-A in Fig. 5.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Teilansicht eines Vorderrad-Lenkwinkelsensors und zeigt gleichfalls einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 5.

Fig. 8 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel für die Ausgangskennlinie des Vorderrad- Lenkwinkelsensors nach Fig. 7 zeigt.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild eines elektrischen Steuersystems für das Lenkungssteuersystem nach Fig. 1.

Fig. 10A und 10B sind schematische Blockdarstellungen, die Steuerungsprozeßschritte oder Funktionen veranschaulichen, welche durch eine elektronische Steuereinheit des Steuersystems nach Fig. 9 ausgeführt werden.

Fig. 11 ist eine grafische Darstellung, die eine in einem in Fig. 10A gezeigten Umsetzer 52 genutzte Vs- Gy-Beziehung zeigt.

Fig. 12 ist ein Ablaufdiagramm einer von dem Umsetzer 52 ausgeführten Routine für das Berechnen eines Verstärkungsfaktors Gy durch Interpolation.

Fig. 13 ist eine Darstellung zum Erläutern der Funktion eines in Fig. 10A gezeigten Abnormalitätsdetektors 72.

Fig. 14 ist eine grafische Darstellung zum Erläutern der Funktion eines in Fig. 10A gezeigten Begrenzers 73 bis 80.

Fig. 15 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionen von in Fig. 10A und 10B gezeigten Umsetzern 21A, 21B, 22, 31A, 31B und 42 veranschaulicht.

Fig. 16 ist eine grafische Darstellung einer Arbeitskennlinie des Umsetzers 31A.

In Fig. 1 ist ein gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gestaltetes Lenkungssteuersystem für ein Kraftfahrzeug mit Vierradlenkung dargestellt. Das Fahrzeug hat ein linkes und ein rechtes gelenktes Vorderrad TFL und TFR, die von dem Fahrer mit einem Lenkrad WH über eine Lenkspindel SS gelenkt werden. Wenn der Fahrer das Lenkrad WH dreht, wird die Drehbewegung der mit dem Lenkrad WH verbundenen Lenkspindel SS durch einen bekannten Ritzel- Zahnstange-Mechanismus zu einer linearen Bewegung einer Spurstange FSR in Querrichtung zum Fahrzeug umgesetzt, wodurch der nachfolgend als Vorderrad-Lenkwinkel bezeichnete Lenkwinkel der gelenkten Vorderräder TFL und TFR entsprechend dem Ausmaß und der Richtung der Drehung des Lenkrades WH geändert wird. Das Fahrzeug hat ferner ein rechtes und ein linkes gelenktes Hinterrad TRL und TRR, deren nachstehend als Hinterrad-Lenkwinkel bezeichneter Lenkwinkel automatisch in Abhängigkeit von dem Vorderrad- Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert bzw. eingestellt wird.

Das Lenkungssteuersystem enthält nahe an dem Ritzel am Ende der Lenkspindel SS des Vorderrad-Lenkmechanismus einen Vorderrad-Lenkwinkelsensor PF. Der Lenkwinkelsensor PF dient zum Erfassen des durch den Fahrer mit dem Lenkrad WH gesteuerten Vorderradlenkwinkels δ_F. Nachstehend wird der Aufbau dieses Lenkwinkelsensors PF ausführlich beschrieben. Das Lenkungssteuersystem enthält ferner Drehzahlsensoren VL und VR, die jeweils nahe an dem linken und rechten Hinterrad TRL und TRR zum Erfassen der Drehzahlen dieser Hinterräder angeordnet sind. Die Ausgangssignale der Drehzahlsensoren VL und VR werden zum Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs herangezogen, die zusammen mit dem Vorderradlenkwinkel δ_F dazu verwendet wird, den Hinterradlenkwinkel δ_R zu steuern. Das Lenkungssteuer­ system enthält weiterhin einen Giergeschwindigkeitssensor YS zum Erfassen einer Giergeschwindigkeit Ys des Fahrzeugs. Die erfaßte Giergeschwindigkeit Ys wird für die Rückführungssteuerung bzw. Regelung des Hinterradlenkwinkels δ_R auf die nachstehend ausführlich erläuterte Weise herangezogen.

In dem in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichneten Hinterradlenkmechanismus wird ein Elektromotor M1 für das Bewegen einer Stange 1 in der Querrichtung des Fahrzeugs verwendet, um dadurch den Hinterradlenkwinkel δ_R der gelenkten Hinterräder TRL und TRR zu ändern. Der Elektromotor M1 wird durch einen Zweit- bzw. Hilfselektromotor M2 abgesichert, welcher im Falle der Ermittlung irgendeines Fehlers hinsichtlich der Verbindung mit dem ersten Elektromotor M1 betrieben wird. Gemäß der nachfolgenden Beschreibung ist der Hilfselektromotor M2 mit der Stange 1 im Falle der Ermittlung eines derartigen Fehlers funktionell über eine elektromagnetische Kupplung CL derart verbindbar, daß die gelenkten Hinterräder TRL und TRR in ihre neutralen Stellungen zurückgeführt werden. Der Hinterradlenkmechanismus 10 ist mit einem Hinterrad- Lenkwinkelsensor PR für das Erfassen des Hinterradlenkwinkels δ_R versehen. Der Elektromotor M1 ist mit einem Drehstellungssensor RS zum Erfassen der Drehstellung seiner Antriebswelle ausgestattet. Dieser Drehstellungssensor RS kann auf die nachstehend beschriebene Weise zum Erfassen des Hinterradlenkwinkels benutzt δ_R werden.

Gemäß den Fig. 2 bis 4 ist die Stange 1 des Hinterradlenkmechanismus 10 über ein Kugelgelenk 2L mit einem linken Achsschenkelarm 3L an dem linken Hinterrad TRL und über ein Kugelgelenk 2R mit einem rechten Achsschenkelarm 3R an dem rechten Hinterrad TRR verbunden. Über die jeweiligen Achsschenkelarme 3L und 3R werden die Hinterräder TRL und TRR gelenkt. Die Stange 1 erstreckt sich durch ein an dem Fahrzeugaufbau befestigtes Gehäuse 4 hindurch und ist an diesem derart gehalten, daß sie in ihrer Längsrichtung, d. h. in der Querrichtung des Fahrzeugs bewegbar ist. Eine Querbewegung der Stange 1 bewirkt durch das Bewegen der Achsschenkelarme 3L und 3R eine Änderung des Hinterradlenkwinkels δ_R. Die Stange 1 ist über ein Getriebe auf die nachstehend beschriebene Weise funktionell mit dem Elektromotor M1 derart verbunden, daß der Antrieb des Elektromotors M1 eine Querbewegung der Stange 1 ergibt.

Die Stange 1 hat eine Verzahnung 1a, die mit einem Ritzelrad 5a kämmt. Gemäß Fig. 4 ist das Ritzelrad 5a zusammen mit einem Drehteil 5 ausgebildet, welches auch ein Schneckenrad 5b mit einem verhältnismäßig großen Durchmesser hat. Gemäß Fig. 2 kämmt das Schneckenrad 5b mit einer an einer Antriebswelle 6 ausgebildeten Schnecke 6a. An dem linken Ende der Antriebswelle 6 ist die Antriebswelle des Elektromotors M1 angeschlossen, so daß eine Drehbewegung des Elektromotors M1 über die Schnecke 6a, das mit der Schnecke 6a kämmende Schneckenrad 5b und das mit dem Schneckenrad 5a koaxiale Ritzelrad 5a zu der Verzahnung 1a übertragen wird. Auf diese Weise wird in Abhängigkeit von der Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigerdrehung des Elektromotors M1 die Verzahnung 1a nach links oder nach rechts bewegt, wodurch die gelenkten Hinterräder TRL und TRR nach links oder rechts ausgelenkt werden können.

Die Schnecke 6a und das Schneckenrad 5b sind derart gestaltet, daß das Schneckenrad 5b nicht ein starkes Drehmoment aufnimmt, welches durch eine Gegenkraft hervorgerufen wird, die durch die Lenkbewegungen der Hinterräder TRL und TRR in Berührung mit der Fahrbahn entsteht. D. h., das Übersetzungsverhältnis der Schnecke 6a und des Schneckenrads 5b wird derart bestimmt, daß der Elektromotor M1 vor der von den Hinterrädern TRL und TRR her übertragenen Gegenkraft geschützt ist.

An das in Fig. 2 rechte Ende der Antriebswelle 6 ist eine Kupplungseinheit mit der vorangehend genannten elektromagnetischen Kupplung CL angeschlossen, die wiederum funktionell mit dem Hilfselektromotor M2 verbunden ist. An der Antriebswelle des Motors M2 ist einstückig eine Schnecke 7 ausgebildet, die mit einem Schneckenrad 8a eines Drehteils 8 kämmt. Dieses Drehteil 8 ist ein hohles Teil mit einer Bohrung, in die ein anderes Drehteil 9 eingesetzt ist. Gemäß Fig. 3 sind die innere Umfangsfläche des Drehteils 8 und die gegenüberliegende äußere Umfangsfläche des Drehteils 9 miteinander gemäß der Darstellung bei 12 derart verkeilt, daß die beiden Drehteile 8 und 9 gemeinsam drehen, aber in bezug zueinander axial bewegbar sind. Es ist anzumerken, daß das innere Drehteil 9 in bezug auf das äußere Drehteil 8 axial bewegbar ist, welches in fester Verbindung mit dem Gehäuse 4 ortsfest ist.

Um den Umfang eines Abschnittes des äußeren Drehteils 8 mit kleinem Durchmesser ist eine Schraubendruckfeder 11 gelegt, die gemäß der Darstellung in Fig. 2 das innere Drehteil 9 nach rechts zu vorspannt. An dem Drehteil 9 ist ein Magnetkern 13 befestigt, um den herum eine Spulenwicklung 14 angeordnet ist, so daß durch deren Erregen das Drehteil 9 gegen die Vorspannungskraft der Feder 11 nach links axial bewegt wird. Das Drehteil 9 hat eine Vielzahl von Stiften 15, die sich gemäß Fig. 3 von dessen linker Stirnfläche weg nach links erstrecken. Die Stifte 15 können in jeweilige Öffnungen 16a greifen, die durch einen äußeren Flansch einer Verbindungsplatte 16 hindurch ausgebildet sind, welche an dem rechten Ende der Antriebswelle 6 befestigt ist.

Wenn die Spulenwicklung 14 aberregt ist, ist das innere Drehteil 9 in seine rechte bzw. unwirksame Stellung versetzt, bei der die Stifte 15 nicht in die Öffnungen 16a greifen. Auf das Erregen der Spulenwicklung 14 hin wird das innere Drehteil 9 axial in seine linke bzw. Wirkungsstellung für den Eingriff der Stifte 15 in die jeweiligen Öffnungen 16a der Verbindungsplatte 16 bewegt, wodurch das Drehteil 9 über die Verbindungsplatte 16 mit der Antriebswelle 6 verbunden wird. Das Aberregen der Spulenwicklung 14 bewirkt, daß das Drehteil 9 durch die Vorspannung der Schraubendruckfeder 11 axial in die rechte unwirksame Stellung bewegt wird, wodurch die Stifte 15 von der Verbindungsplatte 16 gelöst werden.

Wenn der Elektromotor M2 eingeschaltet wird, werden die Schnecke 7 und das mit der Schnecke 7 kämmende Schneckenrad 8a zum Drehen des Drehteils 8 gedreht, welches seinerseits über die Keilnutverbindung 12 das innere Drehteil 9 dreht. Andererseits bewirkt das Erregen der Spulenwicklung 14 der elektromagnetischen Kupplung CL und der sich dadurch ergebende Eingriff der Stifte 15 mit der Verbindungsplatte 16, daß die Drehbewegung des Drehteils 9 zu der Antriebswelle 6 übertragen wird, wodurch die Stange 1 wie im Falle der normalen Funktion des ersten Elektromotors M1 durch den Elektromotor M2 bewegt wird.

Da der Elektromotor M2 funktionell über die Schnecke 7 und das Schneckenrad 8a mit der Antriebswelle 6 verbunden ist, ist für deren Antrieb dann, wenn der Elektromotor M2 betrieben wird, eine verhältnismäßig geringere Kraft erforderlich als dann, wenn der Elektromotor M1 betrieben wird. Im Gegensatz dazu könnte eine durch den Elektromotor M2 erzeugte Antriebskraft eine beträchtlich große, an dem Elektromotor M1 wirkende Kraft ergeben. Durch das Aberregen der Kupplung CL wird jedoch die Verbindungsplatte 16, nämlich die Antriebswelle 6 von dem Drehteil 9, nämlich dem Elektromotor M2 getrennt. Auf diese Weise ist der Elektromotor M1 vor der von dem Elektromotor M2 erzeugten Antriebskraft durch die Kupplung CL geschützt, die normalerweis in dem aberregten Zustand gehalten wird. Es ist ferner anzumerken, daß das Drehzahluntersetzungs­ verhältnis für den Elektromotor M2 höher als das jenige für den Elektromotor M1 festgelegt ist. Dies bedeutet, daß der Elektromotor M2 ein verhältnismäßig langsames Lenken ergibt. Da jedoch der Elektromotor M2 im Falle der Entdeckung eines Fehlers oder Ausfalls des Elektromotors M1 die gelenkten Hinterräder TRL und TRR in ihre neutralen Stellungen zurückstellt, ist hinsichtlich des Hilfs-Elektromotors M2 keine hohe Ansprechgeschwindigkeit erforderlich.

Gemäß Fig. 4 ist an dem Gehäuse 4 ein Potentiometer als Hinterrad-Lenkwinkelsensor PR befestigt, an dessen Rotor ein Arm 17 derart befestigt ist, daß er mit einer in dem Drehteil 5 ausgebildeten Öffnung in Eingriff steht. Der Lenkwinkelsensor PR dient zum Erfassen des Hinterradlenkwinkels δ_R, während der Drehstellungssensor RS zum Erfassen der Winkelstellung des Elektromotors M1 dient.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor M1 ein bürstenloser Gleichstrommotor und bei dessen Drehung erzeugt der Drehstellungssensor RS ein dreiphasiges Impulssignal.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 werden ein Teil des Leckgetriebekastens des Vorderradlenkmechanismus an dem Endabschnitt der Lenkspindel SS nach Fig. 1 und der Vorderrad-Lenkwinkelsensor PF beschrieben. Zunächst enthält gemäß Fig. 5 der vorangehend genannte Ritzel-Zahnstange- Mechanismus eine an der Spurstange FSR nach Fig. 1 ausgebildete Verzahnung 93 und ein an die Lenkspindel SS angeschlossenes Ritzel 92. Der Lenkgetriebekasten enthält ein Servolenkungsventil 91, während zwischen dem Ritzel 92 und dem Ventil 91 eine Schnecke 82 angeordnet ist. Die Schnecke 82 kämmt mit einem Schneckenrad 81, wie es am deutlichsten in Fig. 6 dargestellt ist. Das Schneckenrad 81 ist an einer Achse 83 angebracht, an die gemäß Fig. 6 und 7 der Vorderrad-Lenkwinkelsensor PF angeschlossen ist. Der Lenkwinkelsensor PF enthält eine Potentiometerplatte 86, einen Bürstenhalter 84 und Kontakte 85 für den Schleifkontakt an der Potentiometerplatte 86. Auf bekannte Weise hat die Potentiometerplatte 85 eine die Kontaktfläche zu den Kontakten 85 überdeckende Widerstandsschicht, so daß bei der Drehung der Achse 83 das Ausgangssignal des Drehwinkelsensors PF der Änderung der Stelle entspricht, an der der jeweilige Kontakt 85 die Widerstandsschicht auf der Platte 86 berührt. D. h., das Ausgangssignal stellt den Vorderradlenkwinkel δ_F der gelenkten Vorderräder TFL und TFR dar. Ein Beispiel für die Ausgangskennlinie des Drehwinkelsensors PF ist grafisch in Fig. 8 dargestellt.

Dieses Lenkungssteuersystem wird mittels einer in Fig. 9 gezeigten elektronischen Steuereinheit ECU gesteuert. Die Steuereinheit ECU nimmt die Ausgangssignale des Giergeschwindigkeitssensors Ys, des Vorderrad- Lenkwinkelsensors PF, des Hinterrad-Lenkwinkelsensors PR, der Drehzahlsensoren VR und VL für das rechte und das linke Hinterrad und eines Fahrgeschwindigkeitssensors TM auf, dessen Ausgangssignal auf die nachstehend erläuterte Weise zusammen mit den Ausgangssignalen der Drehzahlsensoren VR und VL für das Ermitteln einer Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrgeschwindigkeit Vs herangezogen wird. Die Steuereinheit ECU steuert die Elektromotore M1 und M2 sowie die Spulenwicklung 14 der elektromagnetischen Kupplung CL. Bei diesem Steuersystem gemäß Fig. 9 sind die beiden Lenkwinkelsensoren PF und PR Potentiometer und der Giergeschwindigkeitssensor YS erzeugt ein analoges Spannungssignal. Daher enthält die Steuereinheit ECU einen A/D-Umsetzer ADC für das Umsetzen der analogen Ausgangssignale der Sensoren YS, PF und PR in digitale Signale, die von einem Mikrocomputer CPU aufgenommen werden. Die Impulssignale der Sensoren VR, VL, TM und RS werden direkt an den Mikrocomputer CPU angelegt. Die Steuereinheit ECU enthält einen Störungsdetektor U1 für das Erfassen irgendwelcher Fehler bezüglich der Sensoren PF, PR, VR, VL und TM wie solchen, die durch Leiterunterbrechung, Kurzschluß oder dergleichen verursacht sind und die auf die nachstehend beschriebene Weise das Einschalten des Hilfs- Elektromotors M2 und das Erregen der Spulenwicklung 14 der Kupplung CL erforderlich machen bzw. ergeben. Der Detektor U1 ist mit allen vorangehend genannten Sensoren gemäß der Darstellung in Fig. 9 verbunden.

Es ist anzumerken, daß die vorstehend genannten Fehler von einem abnormalen Ausgangssignal des Giergeschwindigkeits­ sensors YS unterschieden werden sollten, welches hinsichtlich einer Detektor/Begrenzerschaltung 70 unter Bezugnahme auf die Fig. 10A und 10B beschrieben wird.

An den Störungsdetektor U1 sind eine Motortreiberstufe DV1 für das Betreiben des Elektromotors M1 und eine Rückstellschaltung U2 angeschlossen, an die wiederum eine Motortreiberstufe DV2 für den Hilfs-Elektromotor M2 und eine Spulentreiberstufe DV3 für die Spulenwicklung 14 angeschlossen sind. Auf die Erfassung irgendeines Fehlers durch den Störungsdetektor U1 wird an der Motortreiberstufe DV1 das Speisen des Motors M1 unterbrochen, während an die Rückstellschaltung U2 ein Rückstellsignal für das Zurückführen in die Neutralstellung angelegt wird. Auf den Empfang des Rückstellsignals aus dem Störungsdetektor U1 oder aus dem Mikrocomputer CPU hin werden von der Rückstellschaltung U2 über die jeweiligen Treiberstufen DV2 und DV3 der Hilfs-Elektromotor M2 und die Spulenwicklung 14 eingeschaltet, so daß die gelenkten Hinterräder TRL und TRR in ihre neutralen Stellungen zurückgeschwenkt werden, bei denen der Lenkwinkel δ_R im wesentlichen Null ist. Sobald durch den Lenkwinkelsensor PR das beendete Rückstellen der Hinterräder TRL und TRR in ihre neutralen Stellungen festgestellt wird, wird von dem Mikrocomputer CPU an die Rückstellschaltung U2 ein Signal zum Abschalten des Motors M2 und der Spulenwicklung 14 angelegt.

Als nächstes werden unter Bezugnahme auf die Blockdarstellung in Fig. 10A und 10B die Funktionen der Steuereinheit ECU beschrieben, die größtenteils gemäß in dem Mikrocomputer CPU gespeicherten Steuerprogrammen ausgeführt werden. Während in dem Blockschaltbild in Fig. 9 nur ein durch einen einzigen Block dargestellter Mikrocomputer CPU gezeigt ist, können in der Steuereinheit ECU zwei Mikrocomputereinheiten in Kombination eingesetzt werden, um die Daten- oder Signalverarbeitungsfunktion zu verbessern.

D. h., einer der Mikrocomputereinheiten wird das Erzeugen eines Signals zugeordnet, das einen Sollwert δ_R* des Hinterradlenkwinkels δ_R anzeigt, während der anderen Mikrocomputereinheit das Aufnehmen und Verarbeiten des Signals für den Sollwert δ_R* zum Erzeugen eines Signals zugeordnet wird, welches ein Einschaltverhältnis DUTY darstellt und an einen Impulsbreitenmodulator (PWM) 45 angelegt wird. Die erstere Mikrocomputereinheit entspricht den in Fig. 10A gezeigten Blöcken oder Stufen 20, 50 und 70, während die letztere Mikrocomputereinheit dem in Fig. 10B gezeigten Block 60 als Rückführungssteuereinheit bzw. Regler entspricht.

Als erstes wird eine Routine für das Erzeugen des dem Regler 60 zuzuführenden Sollwertes δ_R* für den Hinterradlenkwinkel δ_R erläutert. Kurz zusammengefaßt werden ein dem Vorderradlenkwinkel δ_F entsprechendes erstes Produkt (G_F.δ_F) durch Multiplizieren des erfaßten Vorderradlenkwinkels δ_F mit einem gemäß der Fahrgeschwindigkeit Vs bestimmten ersten Faktor G_F und ein der Giergeschwindigkeit Ys des Fahrzeugs entsprechendes zweites Produkt (GyYs) durch Multiplizieren der erfaßten Giergeschwindigkeit Ys mit einem gemäß der Fahrgeschwindigkeit Vs bestimmten zweiten Faktor Gy ermittelt. Das erste und das zweite Produkt (G_F.δ_F) und (Gy.Ys) werden addiert, um den Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel zu erhalten. Das erste Produkt wird durch eine mit 20 bezeichnete erste Produktrecheneinrichtung gebildet, während das zweite Produkt durch eine mit 50 bezeichnete zweite Produktrecheneinrichtung gebildet wird.

Im einzelnen wird gemäß Fig. 10A das den Vorderradlenkwinkel δ_F anzeigende Ausgangssignal des Vorderrad- Lenkwinkelsensors PF an einen Umsetzer 21B angelegt, dessen Ausgangssignal an einen Multiplizierer 23 angelegt wird. Der Umsetzer 21B ist derart gestaltet, daß er ein Ausgangssignal "0" abgibt, wenn der erfaßte eingegebene Wert δ_F "0" oder ein Wert nahe an "0" ist, und sein Ausgangssignal auf einen vorbestimmten höchsten oder niedrigsten Wert begrenzt, wenn der eingegebene Wert δ_F höher als der höchste Wert oder niedriger als der niedrigste Wert ist. Somit hat der Umsetzer 21B Nullsetzungs- und Begrenzungsfunktion. Die Breite w des Nullsetzungsbereichs des Umsetzers 21B gemäß der Darstellung durch die Strichlierung wird durch einen Umsetzer 21A aufgrund der Fahrgeschwindigkeit Vs bestimmt. Die Fahrgeschwindigkeit Vs wird von einem Rechner 41 abgegeben, in welchem aus den mittels der Sensoren VL und VR erfaßten Drehzahlen der Hinterräder und der durch den Sensor TM erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit eine mittlere Fahrgeschwindigkeit berechnet wird. Das Ausgangssignal des Rechners 41 wird als Fahrgeschwindigkeit Vs eingesetzt. Der erste Faktor G_F wird durch einen Umsetzer 22 entsprechend der aufgenommenen Fahrgeschwindigkeit Vs bestimmt. Die Ausgangssignale der Umsetzer 21B und 22 werden miteinander durch den Multiplizierer 23 multipliziert, um das erste Produkt (G_F.δ_F) zu erhalten.

Andererseits wird das die Giergeschwindigkeit Ys des Fahrzeugs anzeigende Ausgangssignal des Giergeschwindigkeitssensors YS an einen Umsetzer 51 angelegt, dessen Ausgangssignal an einen Multiplizierer 53 angelegt wird. Der Umsetzer 51 ist derart gestaltet, daß er sein Ausgangssignal auf Null setzt, wenn der erfaßte eingegebene Wert Ys "0" oder ein Wert nahe an "0" ist, und sein Ausgangssignal auf einen vorbestimmten höchsten oder niedrigsten Wert begrenzt, wenn der eingegebene Wert Ys höher als der höchste Wert oder niedriger als der niedrigste Wert ist. Somit hat der Umsetzer 51 gleichfalls eine Nullsetzungs- und Begrenzungsfunktion. Die Breite w des durch Strichlierung dargestellten Nullsetzungsbereichs des Umsetzers 51 ist auf geeignete Weise durch einen Umsetzer festgelegt, der dem Umsetzer 21A gleichartig ist. Der zweite Faktor Gy wird durch einen Umsetzer 52 entsprechend der eingegebenen Fahrgeschwindigkeit Vs bestimmt. Das Ausgangssignal Gy des Umsetzers 52 wird an den Multiplizierer 53 angelegt, so daß das Ausgangssignal Ys des Umsetzers 51 mit dem zweiten Faktor Gy zum Erhalten des zweiten Produkts (Gy.Ys) multipliziert wird, welches durch einen Addierer 54 mit dem ersten Produkt (G_F.δ_F) zum Erhalten einer Summe G_F.δ_F + Gy.Ys = δ_R* als den vorangehend genannten Sollwert für den Hinterradlenkwinkel addiert wird. Normalerweise wird das Ausgangssignal δ_R* des Addierers 54 an den Regler 60 über die Detektor/­ Begrenzerschaltung 70 angelegt, die unter Bezugnahme auf die Fig. 10B beschrieben wird.

Der Umsetzer 52 für das Ermitteln des an den Multiplizierer 53 angelegten zweiten Faktors Gy wird unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 beschrieben. In dem Umsetzer 52 wird für das Bestimmen des Faktors Gy gemäß der Fahrgeschwindigkeit Vs ein vorbestimmter Gy-Vs-Zusammenhang genutzt. Dieser Zusammenhang entspricht einer Ansprechkennlinie für die Giergeschwindigkeit Ys in bezug auf eine Änderung des Vorderradlenkwinkels δ_F bei einem bestimmten Fahrzeug. Gemäß der grafischen Darstellung in Fig. 11 hat der entsprechend dem vorbestimmten Zusammenhang bestimmte Faktor Gy einen Spitzenwert, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs in einem mittleren Bereich liegt. Der Zusammenhang wird in Abhängigkeit von den spezifischen Eigenschaften des Fahrzeugs festgelegt. Der Mikrocomputer CPU speichert Vs-Gy- Daten für sechs Punkte (Vs1, Gy0) bis (Vs6, Gy6) des Vs-Gy- Zusammenhangs und berechnet den zweiten Faktor Gy als Giergeschwindigkeitsfaktor aufgrund der Fahrgeschwindigkeit Vs durch Interpolation unter Ansetzen dieser sechs Punkte. Die Routine zum Berechnen des Faktors Gy durch Interpolation ist in dem Ablaufdiagramm in Fig. 12 dargestellt. Die Routine ist derart gestaltet, daß zuerst die gegenwärtig aus dem Rechner 41 erhaltene Fahrgeschwindigkeit Vs eingelesen wird und dann durch Vergleichen des Wertes Vs mit den gespeicherten Werten Vs1 bis Vs6 einer von sieben Geschwindigkeitsbereichen ermittelt wird, in welchem die gegenwärtige Fahrgeschwindigkeit Vs liegt. Wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs "0" ist, wird der Faktor Gy auf "0" gesetzt. Wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs höher als der Wert Vs6 ist, wird der Faktor Gy auf den entsprechenden Wert Gy6 begrenzt. Wenn der Wert Vs zwischen benachbarten Werten der sechs Werte Vs1 bis Vs6 liegt, wird zum Berechnen des Faktors Gy die passende Interpolationsgleichung gewählt.

In Fig. 10A veranschaulicht die grafische Darstellung in dem Block für den Umsetzer 21A einen vorbestimmten Vs-w- Zusammenhang, der in dem Umsetzer 21A dazu herangezogen wird, gemäß der Fahrgeschwindigkeit Vs die Breite w des Nullsetzungsbereichs des Umsetzers 21B zu bestimmen. Der Umsetzer 21A führt dem Umsetzer 21B ein Signal für die Breite w zu, so daß der Umsetzer 21B sein Ausgangssignal auf "0" setzt, wenn das Eingangssignal δ_F in den Nullsetzungsbereich mit der Breite w fällt. Gleichermaßen zeigt die grafische Darstellung in dem Block für den Umsetzer 22 einen vorbestimmten Vs-G_F-Zusammenhang für das Bestimmen des ersten Faktors G_F aufgrund der Fahrgeschwindigkeit Vs, der zum Berechnen des ersten Produkts (G_F.δ_F) durch den Multiplizierer 23 herangezogen wird. Der Vs-G_F-Zusammenhang ist derart, daß der Faktor G_F "0" ist, wenn die eingegebene Fahrgeschwindigkeit Vs einen vorbestimmten Wert hat, und daß der Faktor G_F ein positiver Wert ist, wenn die eingegebene Fahrgeschwindigkeit Vs höher als der vorbestimmte Wert ist, bzw. ein negativer Wert, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs niedriger als der vorbestimmte Wert ist. Ein negativer Wert des Faktors G_F ergibt für den Hinterradlenkwinkel einen Sollwert δ_R*, welcher bewirkt, daß die gelenkten Hinterräder TRL und TRR in Gegenrichtung zur Auslenkung der gelenkten Vorderräder TFL und TFR gelenkt werden. Ein positiver Wert des Faktors G_F ergibt dagegen für den Hinterradlenkwinkel einen Sollwert δ_R*, der bewirkt, daß die Hinterräder TRL und TRR in der gleichen Richtung wie die Vorderräder TFL und TFR gelenkt werden. Infolge dieser Gestaltung wird das Fahrzeug in der Lenkrichtung der Vorderräder TFL und TFR geschwenkt, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs niedriger als der vorbestimmte Wert ist, d. h., wenn der Faktor G_F negativ ist. D. h., das Fahrzeug wird mit geringerer Wahrscheinlichkeit in der Vorderradlenkrichtung geschwenkt, wenn die Fahrgeschwindigkeit verhältnismäßig hoch ist, nämlich höher als der vorbestimmte Wert ist. Auf diese Weise ist das an den Addierer 54 angelegte erste Produkt G_F.δ_F entweder positiv oder negativ.

Das ebenfalls an den Addierer 54 angelegte zweite Produkt Gy.Ys ist in Abhängigkeit von dem Vorzeichen der an den Umsetzer 51 angelegten Giergeschwindigkeit Ys, nämlich von der Lenkrichtung der Vorderräder TFL und TFR gleichfalls entweder positiv oder negativ. Das zweite Produkt Gy.Ys bewirkt, daß durch den Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel zu einer Richtungsänderung, wodurch die Giergeschwindigkeit Ys des Fahrzeugs verringert wird, der Hinterradlenkwinkel δ_R derart geändert wird, daß dieser dem Vorderradlenkwinkel δ_F näher kommt. Das Ausgangssignal des Addierers 54, nämlich der ermittelte Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel wird an die Detektor/Begrenzerschaltung 70 angelegt. Die Hinterräder TRL und TRR werden im Uhrzeigersinn ausgelenkt, wenn sich der Sollwert δ_R* in positiver Richtung verändert, nämlich beispielsweise der positive Wert von δ_R* größer wird.

Die Detektor/Begrenzerschaltung 70 ist dazu gestaltet, den aus dem Addierer 54 aufgenommenen Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel über einen Schalter 80 an den Regler 60 anzulegen, wenn ein Detektor 71, 72 feststellt, daß das die Giergeschwindigkeit Ys anzeigende Ausgangssignal des Giergeschwindigkeitssensors YS normal ist. Der Detektor 71, 72 enthält einen Rechner 71 für das Ermitteln eines Schätzwertes Yse für die Giergeschwindigkeit aus dem erfaßten Vorderradlenkwinkel δ_F und der berechneten Fahrgeschwindigkeit Vs. Der Schätzwert Yse für die Giergeschwindigkeit wird an eine Bewertungsstufe 72 angelegt, in welcher das Ausgangssignal Ys des Giergeschwindigkeitssensors YS mit dem Schätzwert Yse verglichen wird und entschieden wird, ob das eingegebene Ausgangssignal Ys des Sensors YS normal oder abnormal ist. Im Prinzip wird von der Bewertungsstufe 72 bestimmt, daß das eingegebene Signal Ys abnormal ist, wenn der Absolutwert |Yse| des Schätzwertes Yse für die Giergeschwindigkeit beträchtlich groß ist, während der Absolutwert |Ys| des tatsächlich eingegebenen Signal Ys "0" oder nahezu "0" ist, oder wenn der Absolutwert |Yse| nahezu "0" ist, während der Absolutwert |Ys| beträchtlich groß ist. Im einzelnen wird gemäß Fig. 13 von der Bewertungsstufe 72 bestimmt, daß das Ausgangssignal Ys des Giergeschwindigkeitssensors YS abnormal ist, wenn eine Differenz zwischen den Absolutwerten |Ys| und |Yse| größer als ein vorbestimmter Wert d1 oder d2 ist. Die Werte d1 und d2 können gleich sein. Gemäß der Darstellung bei AB1 bis AB4 liegen vier Fälle von Abnormalität vor. Bei den Fällen AB1 und AB2 ist der Absolutwert |Ys| der erfaßten Giergeschwindigkeit Ys um mehr als den vorbestimmten Wert d1 oder d2 größer als der Absolutwert |Yse| des Schätzwertes Yse für die Giergeschwindigkeit, während der Wert |Yse| "0" oder nahezu "0" ist. In den Fällen AB3 und AB4 ist der Absolutwert |Ys| "0" oder nahezu "0", während der Absolutwert |Yse| um mehr als den vorbestimmten Wert größer ist als der Absolutwert |Ys|.

Falls eine Abnormalität der erfaßten Giergeschwindigkeit Ys festgestellt wird, erzeugt die Bewertungsstufe 72 ein Signal, das an einen Zwischenspeicher 73 und den Schalter 80 angelegt wird. Dieses Signal bewirkt, daß der Zwischenspeicher 73 den gerade aus dem Addierer 54 aufgenommenen, nämlich bei dem Feststellen der Abnormalität durch den Detektor 71, 72 bestehenden Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel speichert. Durch das gleiche Signal wird auch der Schalter 80 in eine Stellung für das Verbinden von Ausgangsschaltern 78 und 79 mit dem Regler 60 geschaltet. Normalerweise steht der Schalter 80 in einer Stellung für das Verbinden des Addierers 54 mit dem Regler 60. Daher wird der Schalter 80 durch das von der Bewertungsstufe 72 erzeugte Signal gesteuert. Die Schalter 78 und 79 werden durch die Ausgangssignale jeweiliger Vergleicher 76 und 77 derart gesteuert, daß über den Schalter 80 an den Regler 60 selektiv entweder das Ausgangssignal δ_R* des Addierers 54 oder ein Ausgangssignal SGup oder SGlo eines Addierers 74 bzw. eines Subtrahierers 75 angelegt wird. Der Vergleicher 76 nimmt das Ausgangssignal des Addierers 54, nämlich den Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel und das Ausgangssignal SGup des Addierers 74 auf, das einer Summe aus dem Ausgangssignal des Zwischenspeichers 73 und einem vorbestimmten Wert α entspricht. Diese Summe (gespeicherter Wert δ_R* + α) ist gemäß Fig. 14 ein oberer Grenzwert für den Sollwert δ_R* aus dem Addierer 54. Der Vergleicher 77 nimmt das Ausgangssignal des Addierers 54 und das Ausgangssignal SGlo des Subtrahierers 75 auf, welches das Ausgangssignal des Zwischenspeichers 73, nämlich der gespeicherte Wert δ_R* abzüglich des vorbestimmten Wertes α ist. Diese Differenz (gespeicherter Wert δ_R* - α) ist ein Grenzwert für den Sollwert δ_R* aus dem Addierer 54, was gleichfalls in Fig. 14 dargestellt ist.

Die vorstehend beschriebenen Elemente 73 bis 79 bilden einen Begrenzer, der das Ausmaß der Änderung des Hinterradlenkwinkels δ_R auf einen durch die vorstehend genannten Grenzwerte begrenzten vorbestimmten zulässigen Bereich einschränkt, wenn durch den Detektor 71, 72 eine Abnormalität hinsichtlich des Ausgangssignals Ys des Sensors YS festgestellt wird. Im einzelnen ist der Begrenzer 73 bis 79 derart gestaltet, daß das Ausgangssignal δ_R* des Addierers 54 angelegt wird, wenn dieses Ausgangssignal in dem zulässigen Bereich liegt, nämlich nicht höher als der obere Grenzwert (Speicherwert δ_R* + α) und nicht niedriger als der untere Grenzwert (Speicherwert δ_R* - α) ist. Der gespeicherte Wert δ_R* ist der zum Zeitpunkt des Feststellens der Abnormalität durch die Bewertungsstufe 72 erfaßte Sollwert δ_R*. Falls jedoch der Wert δ_R* aus dem Addierer 54 höher als der obere Grenzwert ist, wird durch das Ausgangssignal des Vergleichers 76 der Schalter 78 derart geschaltet, daß an den Regler 60 über die Schalter 79 und 80 das Ausgangssignal SGup (für den oberen Grenzwert) aus dem Addierer 74 angelegt wird. Falls das Ausgangssignal δ_R* des Addierers 54 niedriger als der untere Grenzwert ist, wird durch das Ausgangssignal des Vergleichers 77 der Schalter 79 derart geschaltet, daß an den Regler 60 über den Schalter 80 das den unteren Grenzwert darstellende Ausgangssignal SGlo des Subtrahierers 75 angelegt wird.

Auf diese Weise ist die Detektor/Begrenzerschaltung 70 dazu gestaltet, die an die Bewertungsstufe 72 des Detektors 71, 72 angelegte erfaßte Giergeschwindigkeit Ys zu überwachen, um einen abnormalen Wert der Giergeschwindigkeit Ys, nämlich einen abnormalen Pegel des Ausgangssignals des Sensors YS festzustellen. Im Falle der Erfassung eines abnormalen Wertes der Giergeschwindigkeit Ys werden von dem Detektor 71, 72 der Zwischenspeicher 73 zum Speichern des gegenwärtigen Ausgangssignals δ_R* des Addierers 54 und der Schalter 80 zum Verbinden der Schalter 78 und 79 mit dem Regler 60 geschaltet. Durch den Begrenzer 73 bis 79 der Detektor/Begrenzerschaltung 70 wird selbst bei bestehender Abnormalität an den Regler 60 das gerade erhaltene Ausgangssignal δ_R* des Addierers 54 angelegt, während dieses innerhalb des vorbestimmten zulässigen Bereichs (Speicherwert δ_R* ± a) gehalten wird, aber der dem Regler 60 zugeführte Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel auf den oberen oder den unteren Grenzwert begrenzt, wenn das Ausgangssignal δ_R* höher als der obere Grenzwert bzw. niedriger als der untere Grenzwert ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10B wird der Regler 60 beschrieben, der über den Ausgangsschalter 80 das Ausgangssignal δ_R* der Detektor/Begrenzerschaltung 70 aufnimmt.

Der Regler 60 erzeugt ein Steuersignal C für das Steuern des Motors M1 aufgrund des aufgenommenen Sollwertes δ_R* für den Hinterradlenkwinkel und einer Fehlergröße Δδ_R, welche eine Differenz zwischen dem Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel und dem aus einem Lenkwinkelumsetzer 46 erhaltenen Hinterradlenkwinkel δ_R ist. Der Regler 60 enthält einen Differentialregelteil 61 und einen Proportionalregelteil 62. Der Differentialregelteil 61 gibt ein Ausgangssignal G_D.dΔ, ab, während der Proportionalregelteil 62 ein Ausgangssignal G_P.Δδ_R abgibt. Zum Erhalten des Steuersignals C werden diese beiden Ausgangssignale G_D.dΔ und G_P.Δδ_R an einen Addierer 35 angelegt.

In dem Proportionalregelteil 62 wird der eingegebene Wert Δδ_R an einen Umsetzer 31B angelegt, der eine Nullsetzungs- und Begrenzungsfunktion hat, wie sie vorangehend bezüglich des Umsetzers 21B erläutert wurde. Das Ausgangssignal des Umsetzers 31B wird an einen Multiplizierer 36 angelegt, der das aus dem Umsetzer 31B aufgenommene Ausgangssignal Δδ_R mit einem vorbestimmten konstanten Faktor G_P multipliziert, um das Ausgangssignal G_P.Δδ_R zu erhalten.

In dem Differentialregelteil 61 wird der eingegebene Wert Δδ_R an einen Umsetzer 31A angelegt, der dem Umsetzer 31B gleichartig ist. Das Ausgangssignal Δδ_R des Umsetzers 31A wird an ein Verzögerungselement 32 und einen Subtrahierer 33 angelegt. Das Verzögerungselement 32 führt dem Subtrahierer 33 einen von dem Verzögerungselement 32 um eine vorbestimmte Zeit davor aufgenommenen Wert des Ausgangssignals Δδ_R des Umsetzers 31A zu. Auf diese Weise stellt das Ausgangssignal des Subtrahierers 33 eine Differenz dΔδ_R je vorbestimmte Zeiteinheit dar, nämlich eine Geschwindigkeit der Änderung des Wertes Δδ_R. Dieses Ausgangssignal dΔδ_R des Subtrahierers 33 wird an einen Multiplizierer 34 angelegt, der den aufgenommenen Wert dΔδ_R mit einem Differentialfaktor G_D multipliziert, um das Ausgangssignal G_D.dΔ des Differentialregelteils 61 zu erhalten.

Der Differentialfaktor G_D wird aus einem Umsetzer 39 zugeführt, in welchem ein vorbestimmter Zusammenhang zwischen dem Differentialfaktor G_D und einem Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit dδ_R* des Sollwertes δ_R* für den Hinterradlenkwinkel angewandt wird. Diese Änderungsgeschwindigkeit dδ_R* wird aus einem Subtrahierer 38 erhalten, der den Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel und ein Ausgangssignal einer Verzögerungsstufe bzw. eines Verzögerungselements 37 aufnimmt. Gleichermaßen wie das Verzögerungselement 32 wird von dem Verzögerungselement 37 der eingegebene Wert δ_R* um die vorbestimmte Zeit verzögert. Auf diese Weise wird der Differentialfaktor G_D entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit dδ_R* bestimmt.

Wie bei den vorstehend beschriebenen Blöcken 21A, 21B, 22, 51 und 52 sind die Ausgangssignale der entsprechenden Umsetzer auf den vertikalen Achsen der grafischen Darstellungen in den Blöcken 31A, 31B und 39 aufgetragen. Die Breite des Nullsetzungsbereichs der Umsetzer 31A und 31B wird durch einen Vs-w-Umsetzer 42 bestimmt bzw. eingestellt, welcher die Fahrgeschwindigkeit Vs aus dem Rechner 41 für die mittlere Fahrgeschwindigkeit aufnimmt. Die Funktion dieses Umsetzers 42 ist derjenigen des Vs-w-Umsetzers 21A für den Umsetzer 21B gleichartig. Die Funktionen der Umsetzer 21A, 21B, 31A, 31B und 42 werden unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in Fig. 15 beschrieben, welches eine durch den Mikrocomputer CPU ausgeführte Routine für das Bestimmen der Breiten w der Nullsetzungsbereiche der Umsetzer 21B, 31A und 31B und zum Ausführen der Nullsetzungs- und Begrenzungsfunktionen veranschaulicht.

Zu Beginn wird in einem Schritt S10 die letzte Fahrgeschwindigkeit Vs eingelesen, die durch das Ausgangssignal des Rechners 41 dargestellt ist. Dann werden aufeinanderfolgend Schritte S20, S30 und S40 zum Bestimmen der Breiten w der Nullsetzungsbereiche der Umsetzer 21B, 31A und 31B ausgeführt. Diese Schritte S10 bis S40 entsprechen den Funktionen der Vs-w-Umsetzer 21A und 42. Die Bestimmung der Nullsetzungsbereich-Breite w wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 16 erläutert.

Die grafische Darstellung in Fig. 16 zeigt zwei verschiedene Eingangssignal/Ausgangssignal-Beziehungen, die beispielsweise bei dem Umsetzer 31A angewandt werden. Die durch die ausgezogene Linie dargestellte Beziehung zwischen Eingangssignal und Ausgangssignal hat eine (durch den Vs-w- Umsetzer 42 bestimmte) verhältnismäßig geringe Nullsetzungsbreite w und wird angewandt, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs (in einem hohen bis mittleren Bereich) verhältnismäßig hoch ist. Der durch die strichpunktierte Linie dargestellte Zusammenhang hat eine (gleichfalls durch den Umsetzer 42 bestimmte) verhältnismäßig große Nullsetzungsbreite w und wird angewandt, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs (in einem niedrigen Bereich) verhältnismäßig niedrig ist. Die Nullsetzungsbreite ist durch zwei Punkte P1P und P1N bestimmt und die Steigung des linear proportionalen Zusammenhangs zwischen dem Eingangssignal (Δδ_R) und dem Ausgangssignal (dem Eingangssignal des Verzögerungselements 32 und des Subtrahierers 33) im positiven Bereich des Eingangssignals (der Fehlergröße Δδ_R) ist durch die Punkte P1P und P2P und einen oberen Grenzwert LP für das Ausgangssignal bestimmt, während die Steigung in dem negativen Bereich des Eingangssignals durch die Punkte P1N und P2N und einen unteren Grenzwert LN für das Ausgangssignal bestimmt ist. Das Ausgangssignal des Umsetzers 31A wird auf den oberen Grenzwert LP begrenzt, wenn das Eingangssignal Δδ_R größer als der obere Grenzwert LP ist, bzw. auf den unteren Grenzwert LN, wenn das Eingangssignal kleiner als der untere Grenzwert LN ist.

Auf diese Weise ist der Umsetzer 31A, dessen Arbeitskennlinien durch den Vs-w-Umsetzer 42 bestimmt sind, derart gestaltet, daß zur Nullsetzung des Ausgangssignals des Differentialregelteils 61 das Ausgangssignal des Umsetzers 31A "0" ist, wenn das Eingangssignal Δδ_R (= δ_R - δ_R*) in dem Nullsetzungsbereich zwischen den Punkten P1P und P1N liegt. Die Arbeitskennlinien des Umsetzers 31B des Proportionalregelteils 62 und des Umsetzers 21B der ersten Produktrecheneinrichtung 20 sind den in Fig. 16 dargestellten Kennlinien des Umsetzers 31A gleichartig.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen wird die Breite w des Nullsetzungsbereichs der Umsetzer 31A und 31B erweitert, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs verhältnismäßig niedrig ist. Demzufolge besteht eine geringere Wahrscheinlichkeit, daß der Regler 60 auf eine Änderung der Fehlergröße bzw. Regeldifferenz Δδ_R des Hinterradlenkwinkels δ_R in bezug auf den Sollwert δ_R* hierfür, nämlich auf eine Änderung des Vorderradlenkwinkels δ_F anspricht, die die Fehlergröße Δδ_R beeinflußt und die als Ergebnis der Betätigung des Lenkrades WH durch den Fahrer auftritt. D. h., wenn bei einer beträchtlich niedrigen Fahrgeschwindigkeit Vs das Lenkrad WH mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz bzw. Häufigkeit betätigt wird, ist durch den verhältnismäßig breiten Nullsetzungsbereich der Umsetzer 31A und 31B die Wahrscheinlichkeit des Einschaltens des Motors M1 für den Hinterradlenkmechanismus herabgesetzt oder zumindest das Ausmaß der Änderung des Hinterradlenkwinkels δ_R verhältnismäßig eingeschränkt. Dies erleichtert mit einer verhältnismäßig großen Differenz zwischen dem Vorderradlenkwinkel δ_F und dem Hinterradlenkwinkel δ_R das Wenden des Fahrzeugs bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit Vs.

Wenn andererseits das Fahrzeug mit einer verhältnismäßig hohen Fahrgeschwindigkeit Vs fährt, besteht die Tendenz, daß der Hinterradlenkwinkel δ_R in der gleichen Richtung wie der Vorderradlenkwinkel δ_F geändert wird, sobald der Vorderradlenkwinkel geändert wird. Dies stellt eine Tendenz zum Verringern einer Differenz zwischen dem Vorderradlenkwinkel δ_F und dem Hinterradlenkwinkel δ_R dar, was eine Tendenz zum Verringern des Gierens des Fahrzeugs ergibt.

Gemäß dem Ablaufdiagramm in Fig. 15 folgt auf den Schritt S40 ein Schritt S50, der dem Umsetzer 21B entspricht und bei dem der erfaßte Vorderradlenkwinkel δ_F der Nullsetzung und Begrenzung unterzogen wird. Auf den Schritt S50 folgt ein Schritt S60, bei dem die letzten Daten für die Punkte P2N, P1N, P1P und P2P eingelesen werden, welche die Breite w des Nullsetzungsbereichs des Umsetzers 31A bestimmen. Danach werden Entscheidungsschritte S70, S90, S110 und S130 ausgeführt, bei denen der eingegebene Wert δ_R mit den Werten für die Punkte P2P, P1P, P1N und P2N verglichen wird, um ein Ausgangssignal ETH2 zu bestimmen oder zu berechnen. Im einzelnen wird dann, wenn das Eingangssignal größer als P2P ist, nämlich bei dem Schritt S70 die Entscheidung "JA" erhalten wird, ein Schritt S80 ausgeführt, bei dem das Ausgangssignal auf den oberen Grenzwert LP eingestellt wird. Falls das Eingangssignal zwischen den Werten für P2P und P1P liegt, nämlich bei dem Schritt S90 die Antwort "JA" erhalten wird, wird ein Schritt S100 ausgeführt, bei dem das Ausgangssignal auf (Δδ_R - P1P) × kl eingestellt wird. Der Wert kl ist eine den Proportionalgradienten darstellende Konstante. Falls das Eingangssignal zwischen P1P und P1N liegt, was einer positiven Antwort bei dem Schritt S110 entspricht, wird ein Schritt S120 ausgeführt, bei dem das Ausgangssignal auf Null gesetzt wird. Falls das Eingangssignal zwischen P1N und P2N liegt, nämlich bei dem Schritt S130 die Entscheidung "JA" erhalten wird, wird ein Schritt S140 ausgeführt, bei dem das Ausgangssignal auf (Δδ_R - P1N) × k1 eingestellt wird. Falls das Eingangssignal kleiner als P2N ist, d. h., bei dem Schritt S130 eine negative Entscheidung erhalten wird, wird ein Schritt S150 ausgeführt, bei dem das Ausgangssignal auf den unteren Grenzwert LN eingestellt wird.

Die Schritte S60 bis S150 entsprechen der Funktion des Umsetzers 31A. Auf den Schritt S150 folgt ein Schritt S160, welcher dem Umsetzer 31B entspricht und bei dem das Eingangssignal Δδ_R der Nullsetzungs- und Begrenzungsverarbeitung gemäß der vorstehenden Beschreibung hinsichtlich des Umsetzers 31A unterzogen wird. Bei dem Schritt S160 werden jedoch geeignete Abänderungen für die Proportionalregelung durch den Proportionalregelteil 62 vorgenommen, um das Ausgangssignal G_P.Δδ_R zu erzeugen.

Das Steuersignal C aus dem Addierer 35, das aus den Ausgangssignalen der Multiplizierer 34 und 36 des Differentialregelteils 61 bzw. des Proportionalregelteils 62 besteht, wird an einen Umsetzer 43 angelegt, der als Begrenzer dient, und das Ausgangssignal des Umsetzers bzw. Begrenzers 43 wird an einen Umsetzer 44 angelegt, der sein Eingangssignal zu einem Einschaltverhältnis DUTY für das Anlegen an einen Impulsbreitenmodulator 45 umsetzt. Dieser Modulator 45 führt der Motortreiberstufe DV1 ein dem Einschaltverhältnis DUTY entsprechendes Impulssignal zu, so daß die Treiberstufe DV1 mit dem Einschaltverhältnis DUTY geschaltet wird, wodurch der MOtor M1 betrieben wird. Der Drehstellungssensor RS erzeugt ein dreiphasiges Impulssignal, das die Drehstellung des Motors M1, nämlich die Drehrichtung und das Drehungsausmaß des Motors M1 anzeigt und das an einen Umsetzer 46 angelegt wird. Aus dem Impulssignal aus dem Sensor RS berechnet der Umsetzer 46 den Hinterradlenkwinkel δ_R der gelenkten Hinterräder TRL und TRR. In dieser Hinsicht ist anzumerken, daß der Drehstellungssensor RS von dem Ausgangssignal des Hinterrad- Lenkwinkelsensors PR ausgehend derart geeicht wird, daß das von dem Sensor RS abgegebene Impulssignal auf genaue Weise durch den Umsetzer 46 in den Hinterradlenkwinkel δ_R umgesetzt werden kann. Das Ausgangssignal δ_R des Umsetzers 46 wird an den Subtrahierer 47 angelegt, der die Fehlergröße bzw. Regeldifferenz Δδ_R des erfaßten Lenkwinkels δ_R in bezug auf den Soll-Lenkwinkel δ_R* erzeugt.

Das vorstehend beschriebene dargestellte Ausführungsbeispiel ist zwar derart gestaltet, daß die Umsetzer 21A, 21B, 22, 31A, 31B, 51 und 52 ihre Ausgangswerte durch Berechnung bestimmen, jedoch kann die Umsetzung der Eingangswerte in die entsprechenden Ausgangswerte mittels einer Datentabelle für den Zusammenhang zwischen einer größeren Anzahl von Eingangswerten und entsprechenden Ausgangswerten vorgenommen werden.

Obgleich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Mikrocomputer CPU zum Ausführen von Datenverarbeitungsvor­ gängen gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 10A und 10B entsprechend geeigneten Steuerprogrammen verwendet wird, kann der Mikrocomputer CPU durch gewöhnliche logische Funktionsschaltungen oder analoge Schaltungen ersetzt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird von dem Detektor 71, 72 eine Abnormalität des erfaßten Wertes der Giergeschwindigkeit Ys festgestellt und auf die Feststellung der Abnormalität hin ein Signal erzeugt, welches bewirkt, daß der Begrenzer 73 bis 80 den bei der Feststellung der Abnormalität bestimmten Sollwert δ_R* für den Hinterradlenkwinkel speichert und gemäß dem gespeicherten Sollwert einen zulässigen Bereich für das Ausmaß einer Änderung des Hinterradlenkwinkels δ_R bestimmt. Der zulässige Bereich ist durch einen oberen und einen unteren Grenzwert definiert, welche um einen vorbestimmten Wert α größer oder kleiner als der gespeicherte Sollwert δ_R* sind. Der Begrenzer 73 bis 80 begrenzt den endgültigen Soll- Hinterradlenkwinkel δ_R* auf den bestimmten zulässigen Bereich, solange die Abnormalität der erfaßten Giergeschwindigkeit Ys bestehen bleibt. Durch diese Gestaltung ist selbst nach dem Auftreten der Abnormalität hinsichtlich der erfaßten Giergeschwindigkeit Ys ein stabiles bzw. gleichmäßiges Lenken und Fahren des Fahrzeugs gewährleistet. Ferner wird durch das Begrenzen des endgültigen Soll-Hinterradlenkwinkels δ_R* auf den zulässigen Bereich, der gemäß dem Sollwert δ_R* bei oder unmittelbar nach dem Feststellen der Abnormalität bestimmt wird, eine drastische Änderung des Soll-Hinterradlenkwinkels δ_R*, nämlich eine drastische Änderung des tatsächlichen Hinterradlenkwinkels δ_R selbst dann verhindert, wenn der Soll-Hinterradlenkwinkel δ_R* unmittelbar vor dem Feststellen der Abnormalität beträchtlich groß ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Breite w der Nullsetzungsbereiche der Umsetzer 21B, 31A und 31B vergrößert, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs verhältnismäßig niedrig ist. Infolgedessen wird dann, wenn das Lenkrad WH betätigt wird, während die Fahrgeschwindigkeit Vs verhältnismäßig niedrig ist, das Hinterradlenksystem nicht in Betrieb gesetzt, wenn der Vorderradlenkwinkel δ_F "0" oder nahezu "0" bei der Stellung des Lenkrades WH nahe an dessen Neutralstellung ist oder wenn die Fehlergröße Δδ_R des erfaßten Hinterradlenkwinkels δ_R in bezug auf den Sollwert δ_R* verhältnismäßig klein ist. Auf diese Weise ist die Häufigkeit der Änderung des Hinterradlenkwinkels δ_R durch den Motor M1 während der Fahrt des Fahrzeugs mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit VS eingeschränkt.

Wenn jedoch das Fahrzeug bei einer normalen Reisefahrt mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit Vs fährt, wird das Hinterradlenksystem selbst dann in Betrieb gesetzt, wenn der Vorderradlenkwinkel δ_F verhältnismäßig klein ist oder die Fehlergröße Δδ_R verhältnismäßig klein ist, und zwar deshalb, weil die Breite w der Nullsetzungsbereiche der Umsetzer 21B, 31A und 31B kleiner als diejenige bei verhältnismäßig niedriger Fahrgeschwindigkeit Vs eingestellt wird. Es ist anzumerken, daß während der Fahrt des Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit Vs das Ausmaß der Änderung des Vorderradlenkwinkels δ_F, nämlich der Betätigung des Lenkrades WH verhältnismäßig gering ist, das beschriebene Lenkungssteuersystem jedoch derart gestaltet ist, daß das Hinterradlenksystem während der schnelles Fahrt des Fahrzeugs sehr empfindlich auf die Änderung des Vorderradlenkwinkels δ_F anspricht, so daß die gelenkten Hinterräder TRL und TRR zum Steuern der Fahrtrichtung des Fahrzeugs gesteuert werden, um ein Gieren des Fahrzeugs infolge von Seitenwind, Schräge der Fahrbahn oder anderer Faktoren zu verhindern.

Der Regler 60 des dargestellten Lenkungssteuersystems ist für das Ausführen einer PD-Regelung des Hinterradlenkwinkels d_R mittels des Differentialregelteils 61 und des Proportionalregelteils 62 ausgebildet. In dem Differentialregelteil 61 wird der Umsetzer 39 verwendet, der aus dem Absolutwert |dδ_R*| der Änderungsgeschwindigkeit des Soll-Hinterradlenkwinkels δ_R* den Faktor G_D derart bestimmt, daß dieser mit dem Absolutwert |dδ_R*| größer wird. Dadurch ergibt sich eine verhältnismäßig große Änderung des Hinterradlenkwinkels δ_R, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Soll-Hinterradlenkwinkels δ_R* verhältnismäßig hoch ist, nämlich das Hinterradlenksystem ein verhältnismäßig starkes Ansprechen auf Änderungen des Vorderradlenkwinkels δ_F und der Giergeschwindigkeit Ys zeigen soll.

Der zum Bestimmen des Faktors Gy für das zweite Produkt Gy.Ys verwendete Gy-Vs-Umsetzer 52 ist derart gestaltet, daß der Faktor Gy verhältnismäßig klein ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs in einem verhältnismäßig niedrigen Bereich liegt, und verhältnismäßig groß ist, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs in einem verhältnismäßig hohen Bereich liegt, sowie derart, daß der Faktor Gy einen mittleren Wert hat, wenn die Fahrgeschwindigkeit Vs in einem mittleren Bereich zwischen dem verhältnismäßig niedrigen und dem verhältnismäßig hohen Bereich liegt. Dadurch wird bei einer Fahrgeschwindigkeit Vs in dem hohen Bereich eine von der Giergeschwindigkeit Ys abhängige übermäßige Komponente Gy.Ys des Soll-Hinterradlenkwinkels δ_R* verhindert. Ferner wird dadurch bei einer Fahrgeschwindigkeit Vs in dem mittleren Bereich eine ausreichende Abhängigkeit des Sollwertes δ_R* von der Giergeschwindigkeit Ys gewährleistet. In dieser Hinsicht ist anzumerken, daß das Fahrzeug während der Kurvenfahrt bei mittlerer Geschwindigkeit Vs bei einer Betätigung des Lenkrades WH zum Gieren tendiert. Der Umsetzer 52 verhindert das Gieren des Fahrzeugs bei dem Zurückstellen des Lenkrades WH in die neutrale Stellung am Ende der durchfahrenen Kurve. Auf diese Weise wird mit dem beschriebenen System eine stabile schnelle Fahrt des Fahrzeugs ohne Beeinflussung durch Seitenwind und eine weiche Kurvenfahrt des Fahrzeugs bei einer mittleren Geschwindigkeit Vs ohne Gieren bei dem Beenden der Kurvenfahrt sichergestellt, bei dem der Vorderradlenkwinkel δ_F gegen Null zurückgestellt wird.

Zum Steuern eines Lenkwinkels eines Fahrzeugs wie eines Lenkwinkels von gesteuerten Hinterrädern wird ein System angegeben, welches einen Giergeschwindigkeitssensor für das Erfassen einer Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs, ein elektrisch gesteuertes Stellglied für das Ändern des Lenkwinkels und eine Steuereinheit für das Steuern des Stellglieds für den Lenkwinkel gemäß einem Eingangssignal aufweist, das zumindest eine aus der erfaßten Giergeschwindigkeit hergeleitete Komponente enthält. Die Steuereinheit hat einen Detektor für das Feststellen einer Abnormalität eines. Wertes der durch den Giergeschwindigkeitssensor erfaßten Giergeschwindigkeit und einen Begrenzer, der das Ausmaß der Änderung des Lenkwinkels auf einen vorbestimmten zulässigen Bereich einschränkt, wenn die Abnormalität festgestellt wird.

Claims (10)

1. Lenkungssteuersystem für ein Fahrzeug, mit einem Giergeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs, einem elektrisch gesteuerten Stellglied zum Ändern eines Lenkwinkels des Fahrzeugs und einer Steuereinheit für die Steuerung des Stellglieds zum Steuern des Lenkwinkels des Fahrzeugs gemäß einem Eingangssignal, das zumindest eine Komponente enthält, die von der mittels des Giergeschwindigkeitssensors erfaßten Giergeschwindigkeit hergeleitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (CPU; 70) einen Detektor (71, 72), der eine Abnormalität eines mittels des Giergeschwindig­ keitssensors (YS) erfaßten Wertes der Giergeschwindigkeit (Ys) feststellt, und einen Begrenzer (73 bis 80) enthält, der das Ausmaß der Änderung des Lenkwinkels (δ_F, δ_R) des Fahrzeugs auf einen vorbestimmten zulässigen Bereich einschränkt, wenn der Detektor eine Abnormalität feststellt.

2. Lenkungssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Lenkwinkelsensor (PF, PR) den Lenkwinkel (δ_F, δ_R) des Fahrzeugs erfaßt,
daß ein Fahrgeschwindigkeitssensor (TM, VL, VR) die Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs erfaßt und
daß der Detektor (71, 72) aufgrund des von dem Lenkwinkelsensor erfaßten Lenkwinkels des Fahrzeugs und der von dem Fahrgeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs einen Schätzwert (Yse) für die Giergeschwindigkeit (Ys) ermittelt und das Vorliegen einer Abnormalität feststellt, wenn eine Differenz zwischen dem Schätzwert (Yse) und dem von dem Giergeschwindigkeitssensor (YS) erfaßten Wert (Ys) der Giergeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Schwellenwert (d1, d2) ist.

3. Lenkungssteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (CPU)
eine erste Bestimmungseinrichtung (20, 50) zum Bestimmen eines vorläufigen Sollwertes (δ_R*) für den Lenkwinkel (δ_R) des Fahrzeugs aufgrund des Eingangssignals (Ys, δ_F, Vs),
eine zweite Bestimmungseinrichtung (72, 80) zum Bestimmen des vorläufigen Sollwertes (δ_R*) als endgültigen Sollwert (δ_R*) für den Lenkwinkel in dem Fall, daß der Detektor (71, 72) keine Abnormalität feststellt, und
eine dritte Bestimmungseinrichtung (72 bis 79) enthält, die dann, wenn der Detektor eine Abnormalität feststellt, den vorbestimmten zulässigen Bereich für das Ausmaß der Änderung des Lenkwinkels des Fahrzeugs aufgrund des vorläufigen Sollwertes bestimmt, der von der zweiten Bestimmungseinrichtung bestimmt ist, wenn der Detektor die Abnormalität feststellt,
wobei die dritte Bestimmungseinrichtung als endgültigen Sollwert den vorläufigen Sollwert bestimmt, wenn der gegenwärtig von der zweiten Bestimmungseinrichtung bestimmte vorläufige Sollwert in dem vorbestimmten zulässigen Bereich liegt, bzw. einen in dem vorbestimmten zulässigen Bereich gewählten Wert bestimmt, wenn der gegenwärtig bestimmte vorläufige Sollwert außerhalb des vorbestimmten zulässigen Bereichs liegt.

4. Lenkungssteuersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (CPU; 70) das Stellglied (M1) zum Ändern des Lenkwinkels (δ_R) von gelenkten Hinterrädern (TRL, TRR) des Fahrzeugs steuert und daß das Eingangssignal der Steuereinheit ferner eine Komponente (G_F.δ_F) enthält, die aus einem Lenkwinkel (δ_F) von gelenkten Vorderrädern (TFL, TFR) des Fahrzeugs hergeleitet ist.

5. Lenkungssteuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Vorderrad-Lenkwinkelsensor (PF) den Lenkwinkel (δ_F) der gelenkten Vorderräder (TFL, TFR) des Fahrzeugs erfaßt,
daß ein Fahrgeschwindigkeitssensor (TM, VL, VR) die Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs erfaßt und
daß der Detektor (71, 72) aus dem von dem Vorderrad- Lenkwinkelsensor erfaßten Vorderradlenkwinkel des Fahrzeugs und der von dem Fahrgeschwindigkeitssensor erfaßten Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs einen Schätzwert (Yse) für die Giergeschwindigkeit (Ys) ermittelt und das Vorliegen einer Abnormalität feststellt, wenn eine Differenz zwischen dem Schätzwert (Yse) und dem von dem Giergeschwindigkeitssensor (YS) erfaßten Wert (Ys) der Giergeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Schwellenwert (d1, d2) ist.

6. Lenkungssteuersystem zum Steuern eines Hinterradlenk­ winkels (δ_R) von gelenkten Hinterrädern (TRL, TRR) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Lenkwinkelsensor (PF) zum Erfassen eines Vorderradlenkwinkels (δ_F) von gelenkten Vorderrädern (TFL, TFR) des Fahrzeugs, einem Giergeschwindigkeitssensor (YS) zum Erfassen einer Giergeschwindigkeit (Ys) des Fahrzeugs, einem Fahrgeschwindigkeitssensor (TM) zum Erfassen der Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs, einem elektrisch gesteuerten Stellglied (M1) zum Ändern des Hinterradlenkwinkels (δ_R) und einer Steuereinheit (CPU), die das Stellglied zum Ändern des Hinterradlenkwinkels gemäß einem Eingangssignal steuert, welches mindestens eine aus der von dem Giergeschwindigkeitssensor erfaßten Giergeschwindigkeit hergeleitete Komponente enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (CPU)

• a) aufgrund der von dem Fahrgeschwindigkeitssensor (TM) erfaßten Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs einen ersten Faktor (G_F) und einen zweiten Faktor (Gy) bestimmt,
• b) den erfaßten Vorderradlenkwinkel (δ_F) mit dem ersten Faktor multipliziert, um ein erstes Produkt (G_F.δ_F) zu erhalten,
• c) die erfaßte Giergeschwindigkeit (Ys) mit dem zweiten Faktor multipliziert, um ein zweites Produkt (Gy.Ys) zu erhalten,
• d) das erste Produkt zu dem zweiten Produkt addiert, um einen Sollwert (δ_R*) für den Hinterradlenkwinkel (δ_R) zu erhalten, und
• e) das Stellglied (M1) derart steuert, daß ein Istwert des Hinterradlenkwinkels mit dem Sollwert übereinstimmt, und die Steuereinheit
• f) den Sollwert als vorläufigen Sollwert für den Hinterradlenkwinkel bestimmt, wenn hinsichtlich eines von dem Giergeschwindigkeitssensor (YS) erfaßten Wertes für die Giergeschwindigkeit (Ys) eine Abnormalität festgestellt wird,
• g) von dem bei dem Feststellen der Abnormalität bestimmten vorläufigen Sollwert ausgehend einen vorbestimmten zulässigen Bereich für den Sollwert bestimmt und
• h) als endgültigen Sollwert den vorläufigen Sollwert bestimmt, wenn der gegenwärtig bestimmte vorläufige Sollwert in dem vorbestimmten zulässigen Bereich liegt, bzw. einen in dem vorbestimmten zulässigen Bereich gewählten vorbestimmten Wert bestimmt, wenn der gegenwärtig bestimmte vorläufige Sollwert außerhalb des vorbestimmten zulässigen Bereichs liegt,

wobei die Steuereinheit das Stellglied zum Steuern des Hinterradlenkwinkels entsprechend dem endgültigen Sollwert steuert.

7. Lenkungssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Begrenzer (73-80) beim Erfassen der Abnormalität durch den Detektor (71, 72) das Ausmaß der Änderung durch das Stellglied (M1) auf den Lenkwinkel (δ_R) des Fahrzeugs auf den vorbestimmten Bereich (δ_R* ± α) begrenzt.

8. Regelvorrichtung für die Lenkung (10) eines Fahrzeugs, mit einer Steuereinheit (ECU) zur Bestimmung eines Sollwerts (δ_R*) für den Lenkwinkel (δ_R) in Abhängigkeit von der erfaß­ ten Giergeschwindigkeit (Ys) des Fahrzeugs, und
einem Stellglied (60), mittels dem der Lenkwinkel (δ_R) im normalen Betrieb auf den Sollwert (δ_R*) regelbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (ECU) einen Detektor (71, 72), mittels dem ein Schätzwert (Yse) für die Giergeschwindigkeit auf Basis des erfaßten Lenkwinkels (δ_R) und der Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs ermittel­ bar ist und der eine Abnormalität der erfaßten Giergeschwin­ digkeit (Ys) erkennen kann, wenn die Differenz zwischen den Absolutwerten der erfaßten Giergeschwindigkeit (Ys) und dem Schätzwert (Yse) größer als ein vorbestimmter Schwellwert (d1, d2) ist, und ferner
einen Begrenzer (73-80) aufweist, mittels dem der Lenkwinkel (δ_R) lediglich in einem gegenüber dem normalen Betrieb be­ schränkten Bereich (δ_R* ± α) regelbar ist, wenn der Detektor (71, 72) eine Abnormalität der erfaßten Giergeschwindigkeit (Ys) erkannt hat.

9. Regelverfahren für die Lenkung (10) eines Fahrzeugs, mit den Schritten:

• - Erfassen einer Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs mittels eines Giergeschwindigkeitssensors, und
• - Steuern eines Lenkwinkels des Fahrzeugs mittels einer Steuereinheit und durch ein elektrisch gesteuertes Stellglied gemäß einem Eingangssignal, das zumindest eine Komponente enthält, die von der mittels des Giergeschwindigkeitssensors erfaßten Giergeschwindigkeit hergeleitet ist,

gekennzeichnet durch die Schritte:

• - Feststellen einer Abnormalität eines mittels des Giergeschwindigkeitssensors (YS) erfaßten Wertes der Giergeschwindigkeit (Ys) durch einen Detektor (71, 72), und
• - Begrenzen des Ausmaßes der Änderung des Lenkwinkels (δ_R) des Fahrzeugs durch einen Begrenzer (73 bis 80) auf einen vorbestimmten zulässigen Bereich, wenn mittels des Detektors eine Abnormalität festgestellt wurde.

10. Regelverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkwinkel (δ_R) lediglich in einem gegenüber dem nor­ malen Betrieb beschränkten Bereich (δ_R* ± α) geregelt wird, wenn die Differenz zwischen den Absolutwerten der erfaßten Giergeschwindigkeit (Ys) und einem Wert (Yse), der auf Basis des erfaßten Lenkwinkels (δ_R) und der Fahrgeschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs ermittelt wird, größer als ein vorbestimm­ ter Schwellenwert (d1, d2) ist.