DE4429331A1

DE4429331A1 - Steuervorrichtung für reversiblen Motor und motorangetriebenes Servolenkungssystem für Motorfahrzeug unter Benutzung derselben

Info

Publication number: DE4429331A1
Application number: DE4429331A
Authority: DE
Inventors: Shunich Wada; Masanori Takagi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1995-09-21
Also published as: KR0145630B1; KR950028270A; US5552684A; JPH07251749A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Betriebs eines reversiblen elektrischen Motors unter Gewährleistung einer Ausfallsicherungsfunktion für den Betrieb des Motors. Weiterhin betrifft die Erfindung ein motorangetriebenes Servolenkungssystem eines Motorfahrzeugs oder Automobils, welches angepaßt ist zum Unterstützen eines Fahrers beim Manipulieren eines Lenkrades oder Steuers unter Benutzung eines Unterstützungsdrehmoments, das erzeugt wird durch einen reversiblen Motor, welcher mechanisch mit dem Lenkungssystem verbunden ist. Insbesondere betrifft die vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern eines Betriebs des motorangetriebenen Servolenkungssystems des oben erwähnten Typs, wobei die Vorrichtung versehen ist mit einer Fähigkeit eines Erfassens von nicht nur einem Fehler, wie zum Beispiel einem Massefehler, des reversiblen Motors, sondern ebenfalls eines Auftretens einer Abnormität in der Steuerschaltung dafür, um den Motor gegen widrigen Einfluß solch eines Fehlers und einer Abnormität zu schützen. Im weiteren werden das motorangetriebene Servolenkungssystem und die Steuervorrichtung, die oben erwähnt wurde, ebenfalls kollektiv bezeichnet werden als das motorangetriebene Servolenkungssteuersystem.

Bei dem motorangetriebenen (oder elektrisch angetriebenen) Servolenkungssteuersystem für das Motorfahrzeug wird ein Lenkdrehmoment, das angelegt wird an ein Lenkrad durch einen Fahrer, erfaßt durch einen Drehmomentssensor, um dadurch zu erlauben, daß ein reversibler elektrischer Motor des Servolenkungssystem ein Unterstützungsdrehmoment von solch einer Größe erzeugt, die im wesentlichen proportional ist zum erfaßten Lenkdrehmoment, und zwar unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Motorfahrzeugs (im weiteren als Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet), wobei das so erzeugte Unterstützungsdrehmoment angelegt wird an eine Lenksäulenanordnung zum Zwecke des Unterstützens oder des Erleichterns für den Fahrer beim Manipulieren des Lenkrades. Im Motorfahrzeug, das ausgerüstet ist mit solch einem motorangetriebenen Servolenkungssteuersystem, kann eine sehr ungünstige Situation zum Fahren des Motorfahrzeuges auftreten, wenn ein Massefehler auftritt in dem reversiblen Motor des Lenkungssystems im elektrisch mit Energie versorgten Zustand, da dann ein sehr großer Strom fließen wird durch den Motor, wodurch ein Unterstützungsdrehmoment solch einer Größe, welche die überschreitet, die der Fahrer erwartet, erzeugt werden wird. Aus diesem Grund ist das motorangetriebene Servolenkungssteuersystem im allgemeinen ausgestattet mit einer Ausfallsicherungseinrichtung zum Erfassen eines Auftretens des Massefehlers, um dadurch eine elektrische Leistungsversorgung für eine Motortreiberschaltung zu unterbrechen, welche angewendet wird zum Antreiben des reversiblen Motors des Servolenkungssystems.

Als die motorangetriebenen Servolenkungssteuersysteme des obigen Typs, welche hierfür bekannt sind, können die erwähnt werden, die beispielsweise beschrieben sind in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 251596/1992 (JP-A-H4-251596) und der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 20976/1993 (JP-UA-H5-20976). Zum besseren Verständnis des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung wird eine Beschreibung zunächst gemacht werden in einigem Detail von diesen bislang bekannten Steuersystemen.

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm zum allgemeinen Zeigen einer Struktur eines motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems, das in der JP-A-H4-251596 offenbart ist. Wie aus der Figur ersichtlich, besteht dieses motorangetriebene Servolenkungssteuersystem aus einer zentralen Verarbeitungseinheit 100, einer Treibersteuerschaltung 101, einer Gattertreiberschaltung 102 zum Erzeugen von PWM- Signalen (PWM = Impulsbreitenmodulation) und einer Motorsteuerschaltung 103, bestehend aus gesteuerten Gleichrichterelementen, wie zum Beispiel Feldeffekttransistoren (FETs), die verbunden sind in Form einer H-Brückenschaltung und dienen als eine Schalteinrichtung zum Steuern eines elektrischen Motors 104 in der Vorwärts- und Rückwärts-Drehrichtung, wobei die Schaltoperation der Motorsteuerschaltung 103 gesteuert wird durch die zentrale Verarbeitungseinheit 100 über die Gattertreiberschaltung 102, um dadurch zu erlauben, daß der Motor 104 zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments rotiert wird in der Vorwärtsrichtung oder in der Rückwärtsrichtung (umgekehrten Richtung). Die Treibersteuerschaltung 101 und die Gattertreiberschaltung 102 kooperieren zum Bilden einer Motorantriebseinrichtung zum steuerbaren Antreiben der Motorsteuerbrückenschaltung 103.

Weiterhin ist das motorangetriebene Servolenkungssteuersystem versehen mit einer Ausfallsicherungseinrichtung, welche besteht aus einem Shunt-Widerstand 107, einer Motorstromerfassungsschaltung 108 und einer Überstromerfassungsschaltung 109.

Insbesondere ist ein Relais 105 verbunden mit einer Leistungsquelle 106 zum Zuführen elektrischer Leistung an die Motorsteuerschaltung 103. Der Shunt-Widerstand 107 ist angeschlossen zwischen dem Relais 105 und der Motorsteuerbrückenschaltung 103. Die Motorstrom- Erfassungsschaltung 108 ist verbunden mit dem Shunt- Widerstand 107 zum Erfassen eines Stroms, der fließt an den Motor 104, auf der Basis einer Spannung, die auftritt über dem Shunt-Widerstand 107. Die Überstromerfassungsschaltung 109 ist verbunden mit der Motorstrom-Erfassungsschaltung 108 zum Erfassen eines Auftretens eines Überstromzustands auf der Basis des Stromerfassungspegels, der ausgegeben wird von der Überstromerfassungsschaltung 109.

Im Betrieb, wenn ein großer Strom fließt durch den Motor 104 zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments, wird beim Auftreten eines Massefehlers der große Strom erfaßt durch die Motorstromerfassungsschaltung 108. Andererseits erfaßt die Überstromerfassungsschaltung 109 den überstromzustand auf der Basis der Ausgabe der Motorstrom-Erfassungsschaltung 108 und führt entsprechende Information an die zentrale Verarbeitungseinheit 100, welche darauf anspricht durch Ausschalten des Relais 105, wodurch die Leistungsversorgung an die Motorsteuerbrückenschaltung 103 von der Leistungsquelle 106 unterbrochen wird. Weiterhin werden die Operationen der Treibersteuerschaltung 101 und der Gattertreiberschaltung 102 deaktiviert ansprechend auf das überstromzustand-Erfassungssignal, das ausgegeben wird von der Schaltung 109.

Wie aus dem obigen ersichtlich, ist das Steuersystem für den reversiblen Motor, das in der JP-A-H4-251596 offenbart ist, entworfen zum Erfassen von nur den Massefehler und nicht in der Lage eine weitere Abnormität zu erfassen, welche beispielsweise auftreten in der Brückenschaltung 103 oder den Steuerschaltungen 101 und 102.

Fig. 9 ist ein Blockdiagramm zum allgemeinen Zeigen eines Struktur des motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems, das in der JP-AU-H 5-20976 offenbart ist. Mit Bezug auf die Figur besteht dieses motorangetriebene Servolenkungssteuersystem nach dem Stand der Technik aus einer Steuereinheit 200 und einer Motorsteuerbrückenschaltung 201, die implementiert ist in der Form H-Brückenschaltung einschließlich Gate-gesteuerter Halbleiterschaltelemente, wie zum Beispiel FETs, wobei ein Umschalten der Richtung, in der ein reversibler Motor 202 zum Erzeugen eines Hilfsdrehmoments anzutreiben ist sowie einer Größe des Drehmoments, das dadurch erzeugt wird, gesteuert wird über die Motorsteuerbrückenschaltung 201 mit PWM-Signalen, die erzeugt werden durch die Steuereinheit 200.

Weiterhin sind erste und zweite Stromerfassungsschaltungen 203 und 204 verbunden mit dem Motor 203 an den oberstromigen und unterstromigen Seiten davon. Eine Ausfallsicherungsrelaisschaltung 206 ist eingesetzt zwischen der Motorsteuerbrückenschaltung 201 und einer Leistungsquelle 205. Die Stromerfassungsschaltungen 203 und 204 kooperieren mit der Ausfallsicherungsschaltung 206 zum Bilden einer Ausfallsicherungseinrichtung.

Im Betrieb wird der Strom, der an den reversiblen Motor 202 fließt, erfaßt durch die erste Stromerfassungsschaltung, während ein Strom, der abgezogen wird, von dem reversiblen Motor 202 erfaßt wird durch die zweite Stromerfassungsschaltung 204, wobei eine Differenz zwischen den Ausgaben der ersten und zweiten Stromerfassungsschaltung 203 und 204 bestimmt wird durch die Steuereinheit 200. Wenn die Differenz, die oben erwähnt ist, einen vorbestimmten Stromwert überschreitet, wird entschieden, daß ein Massefehler stattfindet. In diesem Fall wird die Leistungsversorgung an die Motorsteuerbrückenschaltung 201 von der Leistungsquelle 206 unterbrochen durch Ausschalten eines Relaisschalters, der eingegliedert ist in die Ausfallsicherungsrelaisschaltung 206.

Bei dem motorangetriebenen Servolenkungssteuersystem, das in der JP-A-H4-251596 offenbart ist, ist die Ausfallsicherungseinrichtung, welche nur aus einer Motorstromerfassungseinrichtung 108 besteht zum Erfassen des Motorstroms auf der Basis der Spannung, die auftritt über dem Shunt-Widerstand 107, begrenzt im Aspekt der Abnormitätserfassungsfähigkeit. Weiterhin ist es sicherlich möglich, bei der Motorstromerfassungsschaltung 108, den Massefehler des reversiblen Motors 104 zu erfassen. Jedoch allein mit dieser Schaltung 108 ist es schwierig oder unmöglich, ein Auftreten einer Abnormität in der Motortreibereinrichtung zu erfassen, die besteht aus der Treibersteuerschaltung 101 und der Gattertreiberschaltung 102.

Im Gegensatz dazu sind im Fall des motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems, das in der JP-A-H5-20976 offenbart ist, zwei Stromerfassungsschaltungen vorgesehen, das heißt die erste und zweite Stromerfassungsschaltung 203 und 204. Dementsprechend kann das oben erwähnte Problem sicher vermieden werden. Jedoch führt eine Vorsehung der zwei Stromerfassungsschaltungen 203 und 204 als unvermeidliche Komponenten notwendigerweise zu hohen Kosten und einer vergrößerten Skala des motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems, was Anlaß zu einem weiteren Problem gibt.

Es sei weiterhin bemerkt, daß in beiden motorangetriebenen Servolenkungssteuersystemen, die offenbart sind in der JP-A-H4-251596 und JP-UA-H5-20976, eine Inwertstellung der Ausfallsicherungsfunktion auf der Stromerfassung basiert. Mit anderen Worten kann die oben erwähnte Abnormität nur erfaßt werden in dem Zustand, wo der reversible Motor 104 und 202 tatsächlich getrieben wird. Dementsprechend kann solch eine Abnormität, daß kein PWM-Signal ausgegeben wird aufgrund eines Fehlers in der Gattertreiberschaltung 102 und/oder der Steuereinheit 200, nicht erfaßt werden, was einen weiteren Nachteil bietet.

Angesichts des oben beschriebenen Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue und verbesserte Motorsteuervorrichtung zum Steuern eines reversiblen Motors zu schaffen, welche in der Lage ist, den reversiblen Motor nicht nur gegen einen Massefehler zu schützen, sondern ebenfalls gegen eine Abnormität, welche auftreten kann in zugehörigen Steuerschaltungen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem zu schaffen, bei dem die oben erwähnte Motorsteuervorrichtung verwendet wird und welche versehen ist mit einer Fähigkeit, nicht nur einen Massefehler eines Unterstützungsdrehmoment erzeugenden Motors zu erfassen, sondern ebenfalls mit einer Abnormität stand zu halten, welche auftreten kann in einer Motortreiber-/Steuer schaltung.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem zu schaffen, welches implementiert werden kann in einer billigen Struktur, ohne jeglichen beträchtlichen Anstieg in den Herstellungskosten zu verursachen.

Angesichts des obigen und weitere Aufgaben, welche klarer erscheinen werden mit Voranschreiten der Beschreibung, ist die Erfindung gerichtet auf ein Motorantriebssystem zum Antreiben und Steuern eines Betriebs eines reversiblen elektrischen Motors, wobei das System eine Gleichstrom- Leistungsquelle beinhaltet, eine Schalttreiberschaltung, die eingesetzt ist zwischen der Gleichstrom-Leistungsquelle und dem reversiblen Motor zum Antreiben davon in schaltbarer Form zwischen Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Schalttreiberschaltung ansprechend auf ein Eingangssteuersignal.

In dem oben beschriebenen Motorantriebssystem ist gemäß einem allgemeinen Aspekt der Erfindung eine Ausfallsicherungsvorrichtung vorgesehen zum Verhindern, daß der reversible Motor eine irrtümliche Operation durchführt aufgrund eines Auftretens eines Fehlers in einer Motorschaltung, wobei die Vorrichtung eine Anschlußspannungs- Erfassungseinrichtung parallel verbunden mit dem reversiblen Motor umfaßt zum Erfassen von Anschlußspannungen an beiden Anschlüssen davon, um dadurch ein erstes Erfassungssignal eines ersten Pegels zu erzeugen, wenn beide Anschlußspannungen im wesentlichen auf einem Nullpegel sind, und dagegen ein zweites Erfassungssignal eines zweiten Pegels zu erzeugen, falls nicht beide Anschlußspannungen im wesentlichen auf einem Nullpegel sind, wobei eine Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung verbunden ist mit einer Ausgabe der Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung zum Erzeugen eines Fehleranzeigesignals ansprechend auf das erste Erfassungssignal, und wobei eine Schalteinrichtung verbunden ist zwischen der Leistungsquelle und der Schalttreiberschaltung, wobei die Steuereinrichtung anspricht auf das Fehleranzeigesignal, das erzeugt wird durch die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, um dadurch die Leistungsversorgung an den reversiblen Motor durch Öffnen der Schalteinrichtung zu unterbrechen.

Bei der oben beschriebenen Anordnung können nicht nur der Massefehler des reversiblen Motors, sondern ebenfalls andere Abnormitäten der zugehörigen Steuerschaltungen erfaßt werden durch Erfassen der Anschlußspannungen des Motors. Insbesondere nehmen beim Auftreten der Abnormität, die oben erwähnt wurde, beide Anschlußspannungen des reversiblen Motors im wesentlichen einen Nullpegel an. In diesem Fall erzeugt die Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung ein entsprechendes Erfassungssignal, worauf ansprechend das Fehleranzeigesignal erzeugt wird und zugeführt wird an die Steuereinrichtung, welche aus einem Mikrocomputer bestehen kann. Somit stellt der letztere ein Steuersignal im Wert zum Unterbrechen der Leistungsversorgung für den Motor. Auf diese Art und Weise kann der Motor geschützt werden nicht nur gegen den Massefehler, sondern ebenfalls gegen anderen Abnormitäten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Schalttreibereinrichtung bestehen aus ersten und zweiten Schaltelementen und dritten und vierten Schaltelementen mit jeweiligen Steuerelektroden verbunden mit der Steuereinrichtung und zusammen verbunden in Form einer H- Brückenschaltung, so daß ein erster Strompfad zum Drehen des reversiblen elektrischen Motors in einer Richtung sich erschreckt von der Gleichstrom-Leistungsquelle über die Schalteinrichtung durch das erste Schaltelement, den Motor und durch das zweite Schaltelement nach Masse, während ein zweiter Strompfad zum Drehen des reversiblen elektrischen Motors in die andere Richtung sich erschreckt von der Gleichstrom-Leistungsquelle über die Schalteinrichtung durch das dritte Schaltelement, den Motor und durch das vierte Schaltelement nach Masse, wobei die Anschlußspannungs- Erfassungseinrichtung erste und zweite Anschlüsse hat, wobei der erste Anschluß verbunden ist mit einer ersten Verbindung zwischen dem ersten und vierten Schaltelement und dem reversiblen Motor, wobei der zweite Anschluß verbunden ist mit einer zweiten Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Schaltelement und dem reversiblen Motor. Andererseits kann die Schlußspannungs-Erfassungseinrichtung einen ersten Transistor beinhalten, der verbunden ist zwischen dem ersten und zweiten Anschluß, so daß, wenn Spannungen, die angelegt sind an die ersten und zweiten Anschlüsse von der ersten und zweiten Verbindung jeweils beide im wesentlichen Null sind, der erste Transistor das erste Erfassungssignal zum Veranlassen, daß die Ausfallsicherungssignal- Erzeugungseinrichtung das Fehleranzeigesignal erzeugt, ausgibt. In diesem Zusammenhang kann die Basis des ersten Transistors verbunden sein mit den ersten und zweiten Verbindungen über ein Paar von Dioden, die mit entgegengesetzten Polaritäten angeschlossen sind, wobei ein Emitter davon verbunden ist mit den ersten und zweiten Verbindungen über ein zweites Paar von Dioden, welche angeschlossen sind mit entgegengesetzten Polaritäten und in Reihe geschaltet sind mit dem zweiten Paar von Dioden, während ein Kollektor des ersten Transistors verbunden sein kann mit einem Eingabeanschluß der Ausfallsicherungssignal- Erzeugungseinrichtung.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung aus einem zweiten Transistor bestehen mit einer Basis verbunden mit dem Kollektor des ersten Transistors, einem auf Masse gelegten Emitter und einem Kollektor, der verbunden ist mit einer Spannungsversorgungsquelle und dient als Ausgabeanschluß zum Liefern des Fehleranzeigesignals.

Bei der oben beschriebenen Anordnung können die Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung und die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung implementiert werden auf sehr kostengünstige Art und Weise.

Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können das erste bis vierte Schaltelement der H-Brückenschaltung gesteuert werden mit impulsbreitenmodulierten Signalen, die zugeführt werden an der Steuereinrichtung, welche eine Holeinrichtung beinhalten kann zum Holen einer Ausgabe der Ausfallsicherungssignal- Erzeugungseinrichtung zu einem Zeitpunkt, an dem die Schaltelement(e), darstellend die H-Brückenschaltung, ein- und ausgeschaltet wird (werden) mit dem impulsbreitenmodulierten Signal.

Durch diese Anordnung kann ein widriger Einfluß von Störsignalkomponenten aufgrund Schaltoperationen des Schaltelements erfolgreich unterdrückt werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung eine Zeitgebereinrichtung beinhalten zum Bestimmen einer Dauer des Fehleranzeigesignals, eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Dauer des Fehleranzeigesignals mit einem vorbestimmten Referenzwert und eine Triggereinrichtung zum Betätigen der Schalteinrichtung, um dadurch eine Leistungsversorgung zu unterbrechen für den reversiblen Motor über die Schalttreibereinrichtung, wenn die Dauer des Fehleranzeigesignals den Referenzwert überschreitet.

Bei der obigen Struktur der Steuereinrichtung kann die Zuverlässigkeit der Ausfallsicherungsfunktion in signifikanter Weise vergrößert werden. Die Zeitgebereinrichtung kann realisiert werden unter Benutzung eines Zählers, der inhärent inkorporiert ist in den Mikrocomputer, welcher die Steuereinrichtung bildet.

Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann eine Ausfallsicherungsvorrichtung eine Filtereinrichtung umfassen, die eingesetzt ist zwischen der Schußspannungs-Erfassungseinrichtung und der Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, zum Unterdrücken von Störsignalen, die möglicherweise erzeugt werden aufgrund vom Schaltbetrieb der Schaltelemente, so daß sie nicht übertragen werden an die Ausfallsicherungssignal- Erzeugungseinrichtung.

Durch Vorsehen der Filtereinrichtung können Störsignale positiv unterdrückt werden.

Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Ausfallsicherungsvorrichtung eine Motorstromerfassungseinrichtung umfassen, bestehend aus einem Shunt-Widerstand, der angeschlossen ist zwischen einer Niedrigpotentialseite der Schalttreibereinrichtung und Masse, und eine Spannungs-/Strom-Umwandlungseinrichtung, die verbunden ist mit dem Shunt-Widerstand zum Erfassen einer Spannung, die auftritt über dem Shunt-Widerstand, um dadurch die Spannung in ein Stromsignal umzuwandeln zum Anzeigen eines Stromflusses durch den reversiblen Motor, wobei eine Ausgabe der Spannungs-/Strom-Umwandlungseinrichtung zugeführt wird an die Steuereinrichtung, welche zu benutzen ist für eine Steuerung des Motors. Wie oben erwähnt, kann die Steuereinrichtung implementiert werden in der Form eines Mikrocomputers. In diesem Fall kann die Ausfallsicherungssteuerroutine initialisiert werden durch den Mikrocomputer, und zwar nur dann, wenn die Ausgabe der Motorstromerfassungseinrichtung anzeigt, daß der Motor in Betrieb ist.

Die vorliegende Erfindung kann profitabel eine Anwendung finden auf ein motorangetriebenes Servolenkungssystem eines Motorfahrzeugs, welches einen elektrischen reversiblen Motor umfaßt, der verbunden ist mit einem Lenkungssystem eines Motorfahrzeugs durch eine elektromagnetische Kupplungseinrichtung, eine Motorantriebseinrichtung, eine Schaltantriebseinrichtung zum Treiben des Motors in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung unter der Steuerung der Motorantriebseinrichtung, und einer Kupplungssteuereinrichtung zum Steuern der elektromagnetischen Kupplungseinrichtung. Bei dem oben erwähnten motorangetriebenen Servolenkungssystem gibt es gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Steuervorrichtung, welche eine Motorspannungserfassungseinrichtung umfaßt zum Erfassen von Anschlußspannungen an beiden Anschlüssen des reversiblen Motors, um dadurch ein Spannungssignal eines ersten Pegels zu erzeugen und darauffolgend ein Ausfallsicherungssignal eines zweiten Pegels auf der Basis des Spannungssignals des ersten Pegels, wenn beide Anschlußspannungen etwa Null sind, und dagegen Erzeugen eines Spannungssignals eines zweiten Pegels und darauf folgend eines Ausfallsicherungssignals eines ersten Pegel auf der Basis des Spannungssignals des zweiten Pegels, wenn nicht beide Anschlußspannungen etwa Null sind, wobei eine Schalteinrichtung verbunden ist zwischen einer elektrischen Leistungsquelle und der Schaltantriebseinrichtung und der Kupplungssteuereinrichtung, sowie einer Steuereinrichtung zum Holen des Ausfallsicherungssignals von der Motorspannungserfassungseinrichtung, um dadurch die Schalteinrichtung zum Unterbrechen einer Leistungsversorgung für den elektrischen reversiblen Motor und die Kupplungssteuereinrichtung zu öffnen, wenn das Ausfallsicherungssignal auf dem zweiten Pegel ist.

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und begleitende Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer verstanden werden durch Lesen der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform davon, in Verbindung mit der begleitenden Zeichnung, und zwar nur als Beispiel.

Die Figuren zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Ansicht nur zum schematischen Zeigen einer typischen Struktur eines motorangetriebenen Servolenkungssystem, auf das die vorliegende Erfindung angewendet werden kann;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zum detaillierten Zeigen einer Schaltungskonfiguration eines motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zum detaillierteren Zeigen einer Schaltungskonfiguration eines Hauptabschnitts des in Fig. 2 gezeigten Steuersystems;

Fig. 4 Wellenformen von Spannungssignalen, die auftreten an verschiedenen Schaltungspunkten des motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems in einem normalen Zustand davon;

Fig. 5 Wellenformen von Spannungssignalen entsprechend denen, die in Fig. 4 gezeigt sind, unter der Annahme, daß ein Filterschaltung nicht vorgesehen ist;

Fig. 6 Wellenformen der entsprechenden Signale bei Auftreten einer Abnormität;

Fig. 7 ein Flußplan zum Illustrieren einer Ausfallsicherungsfunktion, realisiert durch eine zentrale Steuereinheit, welche durch einen Mikrocomputer gebildet sein kann;

Fig. 8 ein Blockdiagramm zum allgemeinen Zeigen einer Struktur eines herkömmlichen motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems; und

Fig. 9 ein Blockdiagramm zum schematischen Zeigen einer Struktur eines weiteren motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems, das bislang bekannt ist.

Jetzt wird die vorliegende Erfindung beschrieben werden in detaillierter Art und Weise in Verbindung mit den bevorzugten oder exemplarischen Ausführungsformen davon, und zwar mit Bezug auf die Zeichnungen.

Zunächst wird ein typisches motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges, auf das die Erfindung angewendet werden kann, beschrieben. Fig. 1 zeigt nur schematisch eine Struktur eines motorangetriebenen Servolenkungssystems. Mit Bezug auf die Figur wird ein Unterstützungsdrehmoment übertragen auf ein Lenkrad 1 mittels einer Vielzahl von Lenksäulen 2 (im weiteren bezeichnet als die Lenksäulenanordnung), welche durch Universalverbinder 3 verbunden sind. Angebracht an einem unteren Ende der Lenksäulenanordnung 2 ist eine Ritzelwelle 4, welche angepaßt ist in Eingriff zu treten mit einer Zahnstange 5 an einem Endabschnitt davon. Somit wird, wenn sich die Zahnstange 5 hin und her bewegt entlang ihrer Längsachse rotiert, die Lenksäulenanordnung 2 im ganzen in der Richtung, welche abhängt von der Richtung (d. h. Rechts- oder Links-Richtung in der Figur gesehen), in der sich die Zahnstange 5 bewegt. In Eingriff mit der Zahnstange 5 an dem anderen Endabschnitt davon ist eine Ritzelwelle 6, auf der ein Schneckenrad 7 fest angebracht ist. Das Schneckenrad 7 steht ein Eingriff mit einer Schnecke 8, welche wiederum gekoppelt ist an einen reversiblen Motor 10 zum Erzeugen eines Lenkunterstützungsdrehmoments über eine zwischengesetzte elektromagnetische Kupplung 9.

Wenn im Betrieb der reversible Motor 10 elektrisch mit Energie versorgt wird in dem Zustand, in dem die elektromagnetische Kupplung gekuppelt ist, dreht sich die Schnecke 8, was in der Rotation des Schneckenrades 7 und daher der Ritzelwelle 6 in der entsprechenden Richtung resultiert, wodurch verursacht wird, daß sich die Zahnstange 5 nach rechts oder links bewegt, wie ersichtlich in der Figur. Somit dreht sich die Ritzelwelle 4 in der entsprechenden Richtung. Auf diese Art und Weise wird ein Ausgangsdrehmoment (als das Unterstützungsdrehmoment bezeichnet) erzeugt durch den reversiblen Motor 10 und Übertragen an das Lenkrad 1 über die Zahnstangen-/Schnecken- Übersetzungskette und die Lenksäulenanordnung 2, um dadurch ein Fahrer des Motorfahrzeuges zu unterstützen bei seiner oder ihrer Manipulation des Lenkrades 1.

Die Steuerung des reversiblen Motors zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments, das zu übertragen ist an die Lenksäulenanordnung 2 und daher an das Steuerrad 1, wird durchgeführt durch eine Steuervorrichtung 20. Zu diesem Zweck sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 und ein Drehmomentsensor 12 vorgesehen, wobei ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, ausgegeben durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11, und ein Lenkdrehmomentsignal T, ausgegeben durch den Drehmomentsensor 12, zugeführt werden an die Steuervorrichtung 20 als Steuerinformation zum Steuern des reversiblen Motors 10. Die Steuervorrichtung 20 wird versorgt mit elektrischer Leistung von einer Bordbatterie (Leistungsquelle) 13 über einen Schlüsselschalter 14 und eine Konditionierschaltung, die im weiteren erwähnt werden wird.

Als nächstes wird sich die Beschreibung wenden auf die Steuervorrichtung 20. Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zum Zeigen einer Schaltungskonfiguration der Steuerschaltung 20. Wie aus der Figur ersichtlich, beinhaltet die Steuervorrichtung 20 eine zentrale Verarbeitungseinheit 21, welche aus einem Mikrocomputer aufgebaut sein kann und welche versorgt wird mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 und dem Lenkdrehmomentsignal T von dem Drehmomentsensor 12 über eine Eingabeschnittstellenschaltung 22, welche als eine Steuereinrichtung im intrinsischen Sinne dient.

Die zentrale Verarbeitungseinheit 21 empfängt Leistung von einer Leistungsquellenschaltung 21, welche verbunden ist mit der Batterie 13. Vorgesehen an der Ausgangsseite der zentralen Verarbeitungseinheit 21 ist eine Motorantriebsschaltung 24, welche eine Motorantriebseinrichtung darstellt und welche entworfen ist, PWM-Signale S (PWM = impulsbreitenmoduliert) auf der Basis eines Motorantriebssteuersignals, zugeführt von der zentralen Verarbeitungseinheit 21, welche das Motorantriebssteuersignal auf der Basis des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V und des Lenkdrehmomentsignal T anzeigend die Richtung und Größe eines an das Steuerrad durch den Fahrer angelegten Drehmoments, erzeugt, zu erzeugen. Andererseits ist eine H-Brücken- Schalttreiberschaltung 30 verbunden mit der Ausgangsseite der Motorantriebsschaltung 24, welche aufgebaut ist durch gesteuerte Schaltelemente, wie zum Beispiel Feldeffekttransistoren oder dergleichen, und dient als die Schaltantriebseinrichtung zum Steuern des reversiblen Motors auf der Basis der PWM-Signale S, die erzeugt werden durch die Motorantriebsschaltung 24.

Insbesondere besteht die H-Brücken-Schalttreiberschaltung 30 aus vier FETs (Feldeffekttransistoren) 31 bis 34 mit Gateelektroden, an die die PWM-Signale S eingegeben werden, wobei eine erste Reihenverbindung der FETs 31 und 34 parallel verbunden ist mit einer zweiten Reihenverbindung der FETs 32 und 33. Der reversible Motor 10 hat Anschlüsse verbunden mit einer Verbindung zwischen den FETs 32 und 33 und einer Verbindung zwischen den FETs 31 und 34. Da die Motorantriebsschaltung 24 und die H-Brücken- Schalttreiberschaltung 30 zum steuerbaren Antreiben des reversiblen Motors 30 mit den PWM-Signalen an sich bekannt sind im Stand der Technik, wird jegliche weitere Erklärung davon unnötig sein. Es sollte jedoch bemerkt werden, daß der Motor 10 zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments in einer Richtung rotiert wird (zum Beispiel Vorwärtsrichtung), wenn die FETs 31 und 32 angetrieben werden (das heißt ein- und ausgeschaltet werden) ansprechend auf das PWM-Signal, das an die Gates davon angelegt wird, wobei die Größe des durch den reversiblen Motor 10 erzeugten Drehmoments bestimmt wird abhängig von dem Tastverhältnis des PWM-Signals. Im Gegensatz dazu wird, wenn die FETs 33 und 34 mit dem PWM-Signal angetrieben werden, der reversible Motor 10 veranlaßt, sich in der anderen Richtung zu drehen (das heißt in der umgekehrten oder Rückwärtsrichtung).

Verbunden mit einem der Anschlüsse des Motors 10 zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments ist ein Vorspannungswiderstand 35, mit dem eine Diode 36 in Reihe geschaltet ist. Die Diode 36 hat eine Anode verbunden mit der Leistungsversorgungsschaltung 23. Andererseits sind verbunden mit dem anderen Anschluß des reversiblen Motors 10 ein Widerstand 37, der auf Masse gelegt ist, und eine Anschlußspannungs-Erfassungsschaltung 38, wobei eine Anschlußspannung des reversiblen Motors 10, die erfaßt wird durch die Anschlußspannungs-Erfassungsschaltung 38, zugeführt an die zentrale Verarbeitungseinheit 21 als zum Überwachen des reversiblen Motors 10 zu benutzende Information.

Die H-Brücken-Schalttreiberschaltung 30 ist verbunden mit der Batterie 13 auf einer Hochpotentialseite, um somit versorgt zu werden mit einer vorbestimmten Spannung von der Batterie 13, welche als die Leistungsquelle dient, wobei die Spannung, die angelegt wird an die H-Brücken-Schalttreiberschaltung 30, überwacht wird durch eine Versorgungsspannungs- Erfassungsschaltung 39. Andererseits ist eine Niedrigpotentialseite der H-Brücken-Schalttreiberschaltung 30 verbunden mit einem Ende eines Shunt-Widerstands 40, der das andere Ende auf Masse gelegt hat. Der Shunt-Widerstand 40 stellt eine Motorstrom-Erfassungseinrichtung dar, die zusammenarbeitet mit einer Motorstrom-Erfassungseinrichtung 41, welche parallel geschaltet ist zum Shunt-Widerstand 40.

Insbesondere erfaßt die Motorstrom-Erfassungsschaltung 41 eine Spannung, die auftritt über dem Shunt-Widerstand 40, um dadurch die erfaßte Spannung umzuwandeln in ein Stromsignal zum Anzeigen eines Stroms, der fließt durch den reversiblen Motor 10. Das so erzeugte Stromsignal wird zugeführt zur zentralen Verarbeitungseinheit 21, um benutzt zu werden zum Bestimmen, ob der Motor 10 arbeitet oder nicht.

Die elektromagnetische Kupplung 9, die zuvor erwähnt wurde, ist verbunden mit einer Kupplungssteuerschaltung 50, die eine Kupplungssteuereinrichtung darstellt, welche gesteuert wird durch die zentrale Verarbeitungseinheit 21 auf der Basis des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V, des Lenkdrehmomentsignals T, und dem Motorstromsignal, das zugeführt wird von der Motorstrom-Erfassungsschaltung 41, wie unten erwähnt. Weiterhin ist die elektromagnetische Kupplung 9 angepaßt, elektrisch von der Batterie 13 mit Energie versorgt zu werden.

Die zentrale Verarbeitungseinheit 21 steuert die Kupplungssteuerschaltung 50 auf der Basis des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V, das zugeführt wird von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11, dem Lenkdrehmomentsignal T von dem Drehmomentsensor 12 und dem Motorstromsignal, das zugeführt wird von der Motorstrom-Erfassungsschaltung 41, während die elektromagnetische Kupplung 9 gesteuert wird durch ein Kupplungssteuersignal C, das erzeugt wird durch die Kupplungssteuerschaltung 50, um dadurch gekuppelt oder entkuppelt zu werden.

Weiterhin vorgesehen im Zusammenhang mit der Steuereinheit 20 ist eine Ausfallsicherungseinrichtung, welche aufgebaut ist aus einem Relais 60, das dient als eine Umschalteinrichtung, und einer Motorstrom-Erfassungsschaltung 70, die dient als eine Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Anschlußspannungen des Motors 10. Das Relais 60 ist eingesetzt zwischen der Batterie 13 einerseits und der H- Brücken-Schalttreiberschaltung 30 und der Kupplungssteuerschaltung 50 andererseits und angepaßt zum Unterbrechen einer Leistungsversorgung für sowohl die H- Brücken-Schalttreiberschaltung 30 und die Kupplungssteuerschaltung 50 unter der Steuerung der zentralen Verarbeitungseinheit 21 bei Auftreten einer Abnormität. Die Motorspannungs-Erfassungsschaltung 70 ist so entworfen, daß sie die Spannung erfaßt, die auftritt über dem reversiblen Motor 10, um dadurch ein Ausfallsicherungssignal F auszugeben, das einen vorbestimmten Spannungspegel anzeigt. Das Ausfallsicherungssignal F wird zugeführt an die zentrale Verarbeitungseinheit 21.

Jetzt wird die Motorspannungs-Erfassungsschaltung 70 detailliert beschrieben werden. Fig. 3 zeigt eine Schaltungskonfiguration der Motorspannungs- Erfassungsschaltung 70 auf detaillierte Art und Weise. Mit Bezug auf Fig. 3 beinhaltet die Motorspannungs- Erfassungsschaltung 70 Dioden 71 und 74, die in Reihe geschaltet sind, wobei eine Verbindung (Verbindungsknoten) zwischen der Anode der Diode 71 und Kathode der Diode 74 verbunden ist mit einem Anschluß P des Motors 10 zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments. Weiterhin sind Dioden 73 und 72 vorgesehen, welche in Reihe geschaltet sind, wobei eine Verbindung zwischen der Anode der Diode 73 und der Kathode der Diode 72 verbunden ist mit dem weiteren Anschluß Q des reversiblen Motors 10. Zusätzlich ist ein Transistor 75 vorgesehen mit seiner Basis verbunden mit einer Verbindung zwischen den Kathoden der Dioden 71 und 73, während der Emitter des Transistors 75 verbunden ist mit einer Verbindung zwischen Anoden der Dioden 72 und 74. Der Kollektor des Transistors 75 ist verbunden mit einer Filterschaltung, welche allgemein durch ein Bezugszeichen 80 bezeichnet ist, und welche unten beschrieben werden wird.

Die Filterschaltung 80 ist implementiert in Form einer RC- Filterschaltung, welche einen Widerstand 88 beinhaltet mit einem Eingabeende R verbunden mit dem Kollektor des Transistors 75 und einem Kondensator 82 mit einem Ende verbunden mit dem Ausgabeende des Widerstands 81. Das andere Ende des Kondensators 82 ist auf Masse gelegt. Eine Verbindung X zwischen dem Widerstand 81 und dem Kondensator 82 der Filterschaltung 80 ist verbunden mit der Leistungsversorgungsschaltung 23 (Fig. 2) über einen Widerstand 83 und verbunden mit der Basis des Transistors 90.

Der Transistor 90, welcher eine Ausfallsicherungssignalerzeugungseinrichtung darstellt, hat einen Emitter auf fasse gelegt und einen Kollektor verbunden mit der Leistungsversorgungsschaltung 23 über einen Widerstand 91, wobei eine Verbindung y zwischen dem Kollektor des Transistors 90 und dem Widerstand 91 an die zentrale Verarbeitungseinheit 21 geführt ist. Bei dieser Schaltungskonfiguration nimmt ein Potential V₅, das auftritt an der Verbindung oder Schaltungspunkt Y, welches die Ausfallsicherungsspannung darstellt, einen niedrigen Pegel an, wenn der Transistor 90 leitet (das heißt im Ein-Zustand ist), während das Potential V₅ hoch wird, wenn der Transistor 90 nicht leitet (das heißt im Aus-Zustand) ist. Das Ausfallsicherungssignal F, dessen Potentialpegel sich wie oben erwähnt ändert, wird geliefert von dem Kollektor des Transistors 90, um der zentralen Verarbeitungseinheit 21 zugeführt zu werden.

In der zentralen Verarbeitungseinheit 21 wird eine temporäre Zeitspanne, während der das Ausfallsicherungssignal V mit dem niedrigen Potentialpegel eingegeben wird, gemessen oder gezählt durch einen Zeitgeber (nicht gezeigt). Wenn die Dauer des Ausfallsicherungssignals F des Niedrigpotentialpegels eine vorbestimmte Zeitspanne t₀ überschreitet, gibt die zentrale Verarbeitungseinheit 21 Stopsignale S24 und S50 (Fig. 2) aus zum Stoppen von Operationen der Motortreiberschaltung 24 und der Kupplungssteuerschaltung 50, und zwar zusammen mit einem Schaltsignal 60 zum Ausschalten des Relais 60.

Jetzt wird der Ausfallsicherungsbetrieb, der bewirkt wird durch das motorangetriebene Servolenkungssteuersystem nach der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, beleuchtet werden.

Fig. 4 zeigt Wellenformen von Spannungssignalen, die auftreten an verschiedenen Schaltungspunkten des motorangetriebenen Servolenkungssteuersystems in einem normalen Operationszustand davon. Fig. 5 zeigt Wellenformen der entsprechenden Spannungssignale unter der Annahme, daß die oben erwähnte Filterschaltung nicht vorgesehen ist. Fig. 6 zeigt Wellenformen der entsprechenden Signale beim Auftreten einer Abnormität. Weiterhin ist Fig. 7 ein Flußplan zum Illustrieren eines Ausfallsicherungsbetriebs, der durchgeführt wird durch die zentrale Verarbeitungseinheit 21.

In einem Schritt S1, gezeigt in Fig. 7, wird eine Entscheidung getroffen, ob oder ob nicht der Motor 10 zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments angetrieben wird, durch die zentrale Verarbeitungseinheit 21 auf der Basis der Ausgaben der Motoranschlußspannungs-Erfassungsschaltung 38 und der Motorstrom-Erfassungsschaltung 41. Wenn die Entscheidung im Schritt S1 in einer Verneinung (NEIN) resultiert, was anzeigt, daß der reversible Motor nicht angetrieben ist, wird der Zeitgeber (nicht gezeigt), der in die zentrale Verarbeitungseinheit 21 eingegliedert ist, zurückgesetzt in einem Schritt S6 (Fig. 7), was wiederum gefolgt wird von einer Ausführung des Entscheidungsschritts S1.

Wenn im Gegensatz dazu entschieden wird im Schritt S1, daß der reversible Motor 10 angetrieben wird (das heißt, wenn die Antwort des Entscheidungsschritts S1 "JA" ist) wird die folgende Verarbeitungsoperation durchgeführt.

Es sei jetzt angenommen, daß der reversible Motor 10 normal in der Vorwärtsrichtung rotiert. In diesem Fall werden die FETs 31 und 32 der H-Brücken-Schalttreiberschaltung 30 eingeschaltet und ausgeschaltet ansprechend auf die PWM- Signale, die angelegt werden an die Gates davon von der Motortreiberschaltung 24. Daraus resultierend ändert sich die Wellenform des Spannungssignals V₁, die auftritt an dem Schaltungspunkt P, in solch einer Art und Weise, wie illustriert bei (a) in Fig. 4.

Insbesondere wenn die FETs 31 und 32 in dem Ein-Zustand sind, ist der Potentialpegel V₁ am Schaltungspunkt P im wesentlichen bei einem Versorgungsspannungspegel V_B der Batterie 13 während eines Intervalls A, wie gezeigt in Fig. 4 bei (a). Im Gegensatz dazu ist, wenn die FETs 31 und 32 in Aus-Zustand sind, die Spannung V₁ am Schaltungspunkt P im wesentlichen bei Null während eines Intervalls B, während die Spannung V₂ am Schaltungspunkt Q aufsteigt aufgrund einer elektromotorischen Rückkraft des reversiblen Motors, wie gezeigt in Fig. 4 bei (b). Wenn die FETs 31 und 32 wieder eingeschaltet sind, nimmt die Spannung V₁ am Schaltungspunkt P den Quellenspannungspegel mit der Spannung V₂ am Schaltungspunkt Q an, was einer Erniedrigung auf den Pegel von etwa Null ergibt. In diesem Zusammenhang sollte bemerkt werden, daß die Spannung V₁ nicht steil ansteigt, sondern mit einer Steigung oder einem Gradienten (siehe Intervall C, gezeigt in Fig. 4 bei (a)).

Wenn dementsprechend die FETs 31 und 32 leitend sind oder in dem Ein-Zustand sind während des Intervalls A, ist die Spannung V₁ am Schaltungspunkt P auf dem Quellenspannungspegel V_B, während die Spannung V₂ am Schaltungspunkt Q im wesentlichen Null ist, wie gezeigt bei (b) in Fig. 4, da dieser Schaltungspunkt Q auf Masse gelegt ist über den FET 32. Daraus resultierend fließt ein Strom entlang eines Pfades, der sich erstreckt über die Diode 71, den Transistor 75 und die Diode 72 zum Schaltungspunkt Q, wodurch der Transistor 75 eingeschaltet wird und die Kollektorspannung davon (das heißt die Spannung V₃ am Schaltungspunkt R); ein Niedrigpotentialpegel (L-Pegel) annimmt, wie gezeigt bei (c) in Fig. 4. Somit wird die Spannung V₄ am Schaltungspunkt X niedrig (L-Pegel), wie gezeigt (d) in Fig. 4, wodurch der Transistor 90 ausgeschaltet wird und die Kollektorspannung davon und daher die Spannung V₅ am Schaltungspunkt Y einen Hochpotentialpegel annimmt (H-Pegel), wie gezeigt bei (e) in Fig. 4. Das bedeutet, daß das Ausfallsicherungssignal F auf einem hohen (H) Pegel ist.

Wenn andererseits der FET 31 und der FET 32 im Aus-Zustand sind während des Intervalls B, wird die Spannung V₁ am Schaltungspunkt P annähernd Null. Andererseits nimmt die Spannung V₂ am Schaltungspunkt Q einen Spannungspegel ein entsprechend der Versorgungsspannung V_B aufgrund der elektromotorischen Rückkraft des reversiblen Motors 10. Somit fließt jetzt ein Strom entlang eines Pfades, der sich erstreckt über die Diode 73, den Transistor 75 und die Diode 74 zum Schaltungspunkt P, wodurch der Transistor 75 eingeschaltet wird und die Kollektorspannung davon (das heißt die Spannung V₃ am Schaltungspunkt R) auf einem Niedrigpegel (L) bleibt, wie im Fall, in dem die FETs 31 und 32 im Ein- Zustand sind, wie gezeigt bei (c) in Fig. 4. Daraus resultierend ist die Spannung V₄ am Schaltungspunkt x ebenfalls niedrig, wie gezeigt bei (d) in Fig. 4, was veranlaßt, daß der Transistor 90 im Aus-Zustand gehalten wird, und was darin resultiert, daß die Spannung V₅ am Schaltungspunkt Y hoch (H) ist, wobei das Ausfallsicherungssignal F auf einem Hochpegel (H) ist, wie gezeigt bei (e) in Fig. 4.

Wie zuvor aufgezeigt, nimmt, wenn der Strom, der fließt durch die FETs 31 und 32 beim Ausschalten davon aufsteigt mit einer Steigung mehr oder weniger, wie gezeigt (a) in Fig. 4 (siehe Intervall C), das heißt wenn die Zeit, die erforderlich ist zum Einschalten der FETs 31 und 32, relativ lang ist, die Spannung V₁ am Schaltungspunkt P in transienter Weise einen gleichen Pegel an wie die Spannung V₂ am Schaltungspunkt Q, wie gezeigt bei (a) und (b) in Fig. 4, wodurch der Transistor 75 nicht leitend nur temporär oder momentan wird. Daraus resultierend wird die Spannung V₃ am Schaltungspunkt R zeitweise hoch während des Intervalls C, wie gezeigt bei (c) in Fig. 4. Da jedoch dieser transiente hohe Pegel herausgefiltert wird durch die Filterschaltung 80, ist die Spannung V₄ am Schaltungspunkt X auf einem niedrigen Pegel (L), wie gezeigt bei (d) in Fig. 4. Somit kann der Transistor 90 in dem Aus-Zustand bleiben, wobei die Spannung V₅ am Schaltungspunkt Y hoch (H) ist, wie gezeigt (e) in Fig. 4, und zwar unabhängig vom transienten Einschalten des Transistors 75.

Zum Steuern des reversiblen Motors 10 ist es gleichermaßen vorstellbar, wiederholt den FET 31 ein- und auszuschalten ansprechend auf das PWM-Signal, wobei der FET 32 im leitenden Zustand gehalten wird. In diesem Fall verhalten sich die Spannung V₁ am Schaltungspunkt P, die Spannung V₂ am Schaltungspunkt Q und die Spannung V₃ am Schaltungspunkt R auf solche Art und Weise, wie illustriert in Fig. 5 bei (a), (b) und (c). Wie ersichtlich, fährt die Spannung v₄ am Schaltungspunkt X fort, auf einem niedrigen Potentialpegel zu sein aufgrund der Gegenwart der Filterschaltung 80. Somit wird die Spannung V₅ am Schaltungspunkt Y aufrechterhalten auf einem hohen Pegel, wie gezeigt bei (e) in Fig. 5.

Wenn weiterhin der reversible Motor 10 normal rotiert in der Rückwärtsrichtung, werden die FETs 33 und 34 der H-Brücken- Schalttreiberschaltung 30 gesteuert durch PWM-Signale, und die Spannung V₅ auf Schaltungspunkt Y wird auf dem Hochpotential gehalten (H), und zwar wie im Fall des Motorbetriebs in der Vorwärtsrichtung, welcher oben beschrieben wurde.

Jetzt sei angenommen, daß ein Massefehler auftritt auf der Leistungsversorgungsseite des reversiblen Motors 10 zum Erzeugen des Unterstützungsdrehmoments oder alternativ daß die PWM-Signale S nicht ausgegeben werden von der Motorantriebsschaltung 24 aufgrund eines Auftretens irgendeiner Abnormität. In diesem Fall werden beide Spannungen V₁ und V₂ an den Schaltungspunkten P und Q annähernd Null Volt, wie gezeigt in Fig. 6 bei (a) und (b). Daraus resultierend wird der Transistor 75 ausgeschaltet, wobei die Spannung V₃ am Schaltungspunkt R einen hohen Potentialpegel (H) annimmt, wie gezeigt bei (c) in Fig. 6, was wiederum darin resultiert, daß die Spannung V₄ am Schaltungspunkt X hoch (H) wird, wie gezeigt bei (d) in Fig. 6, wodurch der Transistor 90 eingeschaltet wird. Somit wird die Spannung V₅ am Schaltungspunkt Y niedrig (L), wie gezeigt bei (e) in Fig. 6.

Die Spannung V₅ am Schaltungspunkt Y, wie erfaßt durch die Motorspannungs-Erfassungsschaltung 70, wird geholt durch die zentrale Verarbeitungseinheit 21 als das Ausfallsicherungssignal F, woraufhin geprüft wird durch die zentrale Verarbeitungseinheit 21, ob oder ob nicht das Ausfallsicherungssignal F einen niedrigen Potentialpegel anzeigt, und zwar in Schritten S2 und S3 von Fig. 7. Wenn entschieden wird durch die zentrale Verarbeitungseinheit 21, daß das Ausfallsicherungssignal F einen hohen Potentialpegel anzeigt, wird der vorher erwähnte Zeitgeber zurückgesetzt, was dann gefolgt wird von der Entscheidung basierend auf der Ausgabe der Motorstrom-Erfassungsschaltung 41, ob der reversible Motor 10 angetrieben wird (siehe Fig. 7, Schritte S6 und S1, ausgeführt, wenn der Schritt S3 in einer Verneinung (NEIN) resultiert).

Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, daß das Ausfallsicherungssignal F den Niedrigpotentialpegel anzeigt, wird die Zeit t, für die das Ausfallsicherungssignal F kontinuierlich eingegeben wird an die zentrale Verarbeitungseinheit 21, gemessen durch den vorher erwähnten Zeitgeber, woraufhin ein Vergleich zwischen der gemessenen Zeit t und einer vorbestimmten Referenzzeit t₀ durchgeführt wird (Fig. 7, Schritte S4 und S5).

Wenn die Dauer t des Ausfallsicherungssignals F kürzer ist als die Referenzzeit t₀, wird eine Entscheidung wieder getroffen, ob oder ob nicht der reversible Motor 10 angetrieben wird (siehe Schritt S1, welcher ausgeführt wird, wenn der Schritt S5 in "NEIN" resultiert).

Wenn andererseits die Dauer t des Ausfallsicherungssignals F länger ist als die Referenzzeit t₀, gibt die zentrale Verarbeitungseinheit 21 die Stopsignale S24 und S50 an die Motortreiberschaltung 24 und die Kupplungssteuerungsschaltung 50, wodurch die Operationen der Motortreiberschaltung 24 und der Kupplungssteuerungsschaltung 50 unterbrochen werden. Zusätzlich wird ein Stoppsignal S60 ebenfalls zugeführt an die Relaisvorrichtung 60, welche dann unterbrochen wird (siehe Schritte S7 von Fig. 5, welche ausführt wird, wenn der Schritt S5 in "NEIN" resultiert).

Wie jetzt geschätzt werden kann, wird, wenn der Massefehler auftritt, auf der Leistungsversorgungsseite des reversiblen Motors 10 oder wenn eine Abnormität stattfindet in der Motortreiberschaltung 24, eine Operation der Motortreiberschaltung 24, der H-Brücken- Schalttreiberschaltung 30 und der Kupplungssteuerschaltung 50 sofort gestoppt, wobei die Relaisvorrichtung 60 ausgeschaltet wird, wodurch die Spannungsversorgung für die H-Brücken- Schalttreiberschaltung 30 und die Kupplungssteuerschaltung 50 unterbrochen wird.

Wie aus der vorhergehend klar erscheint, können aufgrund des Ausfallsicherungssteuermerkmals, das beinhaltet ist in dem motorangetriebenen Servolenkungssteuersystem nach der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, nicht nur der Massefehler des reversiblen Motors, sondern auch einer Abnormität der Motortreiberschaltung 24 erfaßt werden ohne jegliche Notwendigkeit zum Vorsehen der Motorstromerfassungsschaltung 41 in zweifacher Weise, und das motorangetriebene Servolenkungssteuersystem kann somit mit geringer Kosten implementiert werden.

An diesem Punkt sollte bemerkt werden, daß die Filterschaltung 80 nicht notwendigerweise erforderlich ist, sondern ausgelassen werden kann. Insbesondere kann durch Verkürzen der Schaltzeit für die FETs 31 bis 34, so daß die Spannung V₁, die auftritt an dem Schaltungspunkt P während des Intervalls C, gezeigt bei (a) in Fig. 4, steiler ansteigt, um dadurch zu verhindern, daß der Transistor 75 momentan ausgeschaltet wird, die Filterschaltung 80 unnötig gemacht wird.

Außerdem kann durch Anwenden solch einer Anordnung, daß das Ausfallsicherungssignal F geholt wird durch die zentrale Verarbeitungseinheit 21, zu einem Zeitpunkt, bei der FET 31 (oder FET 33) eingeschaltet ist ansprechend auf das PWM- Signal, die Filterschaltung 80 gespart werden. Insbesondere in dem Fall, in dem die Filterschaltung 80 nicht vorgesehen ist, werden Wellenformen der Spannungen V₃ und V₄ an den Schaltungspunkten R und X während des Intervalls B so sein, wie illustriert durch doppelt gepunktete unterbrochene Linien in Fig. 5 bei (d) und (d). Während dieses Intervalls B wird das Potential V₅ am Schaltungspunkt Y niedrig. Jedoch durch Holen des Ausfallsicherungssignals F zum oben erwähnten Zeitpunkt kann das. Ausfallsicherungssignal F anzeigend nur die Hochpegelspannung V₅ während des Intervalls A geholt werden, wodurch eine fehlerhafte Entscheidung vermieden werden kann solange der reversible Motor 10 und die Steuereinheit 20 normal arbeiten. Beispielsweise bei Auftreten einer Abnormität im reversiblen Motor 10 und der Motortreiberschaltung 24 fährt das Potential V₅ am Schaltungspunkt Y fort, bei einem niedrigen Pegel zu bleiben, wie illustriert in Fig. 6. Dementsprechend kann eine Abnormitätsentscheidung ohne Ausfall gemacht werden.

Viele Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erscheinen klar aus der detaillierten Beschreibung und somit ist es durch die angehängten Patentansprüche beabsichtigt, alle solche Merkmale und Vorteile des Systems, welche unter den wahren Geist und Umfang der Erfindung fallen, abzudecken. Da weiterhin zahlreiche Modifikationen und Änderungen leicht erscheinen werden für die Fachleute, ist es nicht erwünscht, die vorliegende Erfindung auf die exakte Konstruktion und den exakten Betrieb, der illustriert und beschrieben wurde, zu beschränken.

Obwohl die Erfindung beispielsweise beschrieben worden ist in Zusammenhang mit der Steuerung von dem reversiblen Motor für das Servolenkungssystem eines Motorfahrzeuges, kann das der Erfindung unterliegende Prinzip Anwendung finden zum Schützen eines elektrischen reversiblen Motors, der durch eine PWM- Schaltschaltung angetrieben wird, im allgemeinen.

Dementsprechend sollen alle gebräuchlichen Modifikationen und Äquivalente unter den Schutzumfang der Erfindung fallen.

Claims

1. Ausfallsicherungsvorrichtung zum Verhindern eines irrtümlichen Betriebes eines reversiblen elektrischen Motors aufgrund eines Auftretens eines Fehlers in einer Motorschaltung in einem Motorantriebssystem zum Antreiben und Steuern eines Betriebs des reversiblen elektrischen Motors, wobei das System eine Gleichstromleistungsquelle, eine Schalttreiberschaltung, die eingesetzt ist zwischen der Gleichstromleistungsquelle und dem reversiblen elektrischen Motor, zum Antreiben des reversiblen Motors auf schaltbare Art und Weise zwischen Vorwärts- und Rückwärts-Richtung, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Schalttreiberschaltung ansprechend auf ein Befehlssignal beinhaltet, umfassend:
eine Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung, die parallel verbunden ist mit dem reversiblen Motor zum Erfassen von Anschlußspannungen an beiden Anschlüssen des reversiblen Motors, um dadurch ein erstes Erfassungssignal eines ersten Pegels zu erzeugen, wenn beide Anschlußspannungen im wesentlichen auf einem Nullpegel sind, und dagegen ein zweites Erfassungssignal eines zweiten Pegels zu erzeugen, wenn nicht beide Anschlußspannungen im wesentlichen auf einem Nullpegel sind;
eine Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, die verbunden ist mit einer Ausgabe der Anschlußspannungs- Erfassungseinrichtung, zum Erzeugen eines Fehleranzeigesignals ansprechend auf das erste Erfassungssignal; und
eine Schalteinrichtung, die verbunden ist zwischen der Leistungsquelle und der Schalttreiberschaltung;
wobei die Steuereinrichtung anspricht auf das
Fehleranzeigesignal, das erzeugt wird durch die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, um dadurch eine Leistungsversorgung an eine elektromagnetische Kupplungseinrichtung über eine Kupplungssteuereinrichtung und eine Leistungsversorgung an die Schalttreiberschaltungseinrichtung durch Öffnen einer Relaisschaltereinrichtung zu unterbrechen.

2. Ausfallsicherungsvorrichtung für Motorantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalttreibereinrichtung besteht aus ersten und zweiten Schaltelementen und dritten und vierten Schaltelementen mit jeweiligen Steuerelektroden, die verbunden sind mit der Steuereinrichtung und die zusammengeschaltet sind in einer H-Brückenschaltung, so daß ein erster Strompfad zum Drehen des reversiblen elektrischen Motors in einer Richtung sich erstreckt von der Gleichstrom-Leistungsquelle über die Schalteinrichtung durch das erste Schaltelement, den Motor und durch das zweite Schaltelement nach Masse, während sich ein zweiter Strompfad zum Drehen des reversiblen elektrischen Motors in die andere Richtung erstreckt von der Gleichstrom-Leistungsquelle über die Schalteinrichtung durch das dritte Schaltelement, den Motor und durch das vierte Schaltelement nach Masse,
wobei die Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung erste und zweite Anschlüsse hat, wobei der erste Anschluß verbunden ist mit einer ersten Verbindung zwischen dem ersten und vierten Schaltelement und dem reversiblen Motor, wobei der zweite Anschluß verbunden ist mit einer zweiten Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Schaltelement und dem reversiblen Motor,
wobei die Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung beinhaltet:
eine erste Spannungserfassungsschaltung, die angeschlossen ist zwischen dem ersten und zweiten Anschluß, so daß, wenn eine Spannung, die anliegt an dem ersten und zweiten Anschluß jeweils von der ersten und zweiten Verbindung, im wesentlichen Null ist, die erste Spannungserfassungsschaltung das erste Erfassungssignal ausgibt zum Veranlassen, daß die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung das Fehleranzeigesignal erzeugt.

3. Ausfallsicherungsvorrichtung für ein Motorantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungserfassungsschaltung besteht aus einem ersten Transistor mit einer Basis verbunden mit den ersten und zweiten Verbindungen über ein erstes Paar von Dioden, die mit entgegengesetzten Polaritäten verbunden sind, einem Emitter, der verbunden ist mit den ersten und zweiten Verbindungen über ein zweites Paar von Dioden, die in entgegengesetzten Polaritäten verbunden sind, und in Reihe geschaltet mit dem zweiten Paar von Dioden, und einem Kollektor, der verbunden ist mit einem Eingangsanschluß der Ausfallsicherungssignal- Erzeugungseinrichtung.

4. Ausfallsicherungsvorrichtung für ein Motorantriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung aus einem zweiten Transistor besteht mit einer Basis verbunden mit dem Kollektor des ersten Transistors, einem auf Masse gelegten Emitter und einem Kollektor, der verbunden ist mit einer Spannungsversorgungsquelle und dient als eine Ausgangsanschluß zum Liefern des Fehleranzeigesignals.

5. Ausfallsicherungsvorrichtung für ein Motorantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten bis vierten Schaltelemente der H- Brückenschaltung gesteuert werden mit impulsbreitenmodulierten Signalen, die von der Steuereinrichtung zugeführt werden, wobei die Steuereinrichtung beinhaltet:
eine Holeinrichtung zum Holen einer Ausgabe der Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung zu einem Zeitpunkt, zu dem die Schaltelement(e), die die H- Brückenschaltung bilden, ein- und ausgeschaltet werden mit dem impulsbreitenmodulierten Signal.

6. Ausfallsicherungsvorrichtung für ein Motorantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung beinhaltet:
eine Zeitgebereinrichtung zum Bestimmen einer Dauer des Fehleranzeigesignals;
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Dauer des Fehleranzeigesignals mit einem vorbestimmten Referenzwert; und
eine Triggereinrichtung zum Betätigen der Schalteinrichtung, um dadurch eine Leistungsversorgung für den reversiblen Motor über die Schalttreibereinrichtung zu unterbrechen, wenn die Dauer des Fehleranzeigesignals den Referenzwert überschreitet.

7. Ausfallsicherungsvorrichtung für Motorantriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
eine Filtereinrichtung, die eingesetzt ist zwischen der Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung und der Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, zum Verhindern, daß Störsignale, die möglicherweise erzeugt aufgrund des Schaltbetriebs der Schaltelemente, weitergeleitet werden an die Ausfallsicherungssignal- Erzeugungseinrichtung.

8. Ausfallsicherungsvorrichtung für ein Motorantriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
eine Motorstromerfassungseinrichtung bestehend aus einem Shunt-Widerstand, der angeschlossen ist zwischen einer Niedrigpotentialseite der Schalttreibereinrichtung und Masse, und eine Spannung-/Strom-Umwandlungseinrichtung, die verbunden ist mit dem Shunt-Widerstand, zum Erfassen einer Spannung, die auftritt über dem Shunt-Widerstand, um dadurch die Spannung in ein Stromsignal umzuwandeln zum Anzeigen eines Stroms, der durch den reversiblen Motor fließt, wobei eine Ausgabe der Spannung-/Strom- Umwandlungseinrichtung zugeführt wird an die Steuereinrichtung,um benutzt zu werden zum Entscheiden, ob der Motor betrieben wird oder nicht.

9. Ausfallsicherungsvorrichtung für ein Motorantriebssystem nach Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung implementiert ist in der Form eines Mikrocomputers und wobei ein Ausfallsicherungs-Steuerbetrieb initialisiert wird durch den Mikrocomputer nur dann, wenn eine Ausgabe der Motorstrom-Erfassungseinrichtung anzeigt, daß der Motor in Betrieb ist.

10. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges zum Unterstützen eines Fahrers beim Manipulieren eines Lenkrades unter Benutzung eines Unterstützungsdrehmoments, das erzeugt wird durch einen reversiblen Motor, welcher betriebsmäßig gekuppelt ist an einen Lenkmechanismus des Motorfahrzeuges, umfassend:
eine elektromagnetische Kupplungseinrichtung zum entkuppelbaren Verbinden eines Ausgabe des reversiblen Motors mit dem Lenkmechanismus;
eine Kupplungssteuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs der elektromagnetischen Kupplungseinrichtung;
eine Drehmomentsensoreinrichtung zum Erfassen eines Lenkdrehmoments, das angelegt wird an das Lenkrad durch den Fahrer, um dadurch ein Lenkdrehmomentsignal zu erzeugen;
eine Fahrzeuggeschwindigkeitssensoreinrichtung zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Motorfahrzeuges, um dadurch ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zu erzeugen;
eine Steuereinrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals auf der Basis des Lenkdrehmomentsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals;
eine Gleichstrom-Leistungsquelleneinrichtung zum Zuführen elektrischer Energie an den reversiblen Motor und die elektromagnetische Kupplungseinrichtung über die Kupplungssteuereinrichtung;
eine Schalttreiberschaltungseinrichtung, die eingesetzt ist zwischen die Gleichstrom-Leistungsquelleneinrichtung und den reversiblen Motor, zum Steuern des reversiblen Motors in Übereinstimmung mit dem Steuersignal;
eine Relaisschalteinrichtung, die eingesetzt ist zwischen der Gleichstrom-Leistungsquelleneinrichtung einerseits und der elektromagnetischen Kupplungseinrichtung und der Schalttreiberschaltungseinrichtung andererseits;
eine Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung, die parallel verbunden ist mit dem reversiblen Motor, zum Erfassen von Anschlußspannungen an beiden Anschlüssen des reversiblen Motors, um dadurch ein erstes Erfassungssignal eines ersten Pegels zu erzeugen, wenn beide Anschlußspannungen im wesentlichen auf einem Nullpegel sind und dagegen ein zweites Erfassungssignal eines zweiten Pegels zu erzeugen, wenn nicht beide Anschlußspannungen im wesentlichen auf einem Nullpegel sind; und
eine Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, die verbunden ist mit einer Ausgabe der Anschlußspannungs- Erfassungseinrichtung zum Erzeugen eines Fehleranzeigesignals ansprechend auf das erste Erfassungssignal;
wobei die Steuereinrichtung anspricht auf das Fehleranzeigesignal, das erzeugt wird durch die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, um dadurch eine Leistungsversorgung an die elektromagnetische Kupplungseinrichtung über die Kupplungssteuereinrichtung und eine Leistungsversorgung an die Schalttreiberschaltungseinrichtung durch Öffnen der Relaisschalteinrichtung zu unterbrechen.

11. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schalttreibereinrichtung besteht aus ersten und zweiten Schaltelementen und dritten und vierten Schaltelementen mit jeweiligen Steuerelektroden, welche verbunden sind mit der Steuereinrichtung und welche zusammengeschaltet sind in einer H-Brückenschaltung, so daß ein erster Strompfad zum Drehen des reversiblen elektrischen Motors in einer Richtung sich erstreckt von der Gleichstrom-Leistungsquelle über die Schalteinrichtung durch das erste Schaltelement, den Motor und durch das zweite Schaltelement nach Masse, während ein zweiter Strompfad zum Drehen des reversiblen Motors in die andere Richtung sich erstreckt von der Gleichstrom-Leistungsquelle über die Schalteinrichtung durch das dritte Schaltelement, den Motor und durch das vierte Schaltelement nach Masse;
wobei die Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung erste und zweite Anschlüsse hat, wobei der erste Anschluß verbunden ist mit einer ersten Verbindung zwischen dem ersten und vierten Schaltelement und dem reversiblen Motor, und wobei der zweite Anschluß verbunden ist mit einer zweiten Verbindung zwischen dem zweiten und dritten Schaltelement und dem reversiblen Motor;
wobei die Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung beinhaltet:
ein erste Spannungserfassungsschaltung, die angeschlossen ist zwischen dem ersten und zweiten Anschluß, so daß, wenn eine Spannung, die angelegt ist an den ersten und zweiten Anschluß jeweils von der ersten und zweiten Verbindung im wesentlichen Null ist, die erste Spannungserfassungsschaltung das erste Erfassungssignal ausgibt, um zu veranlassen, daß die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung das Fehleranzeigesignal erzeugt.

12. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Spannungserfassungsschaltung aus einem ersten Transistor besteht mit einer Basis verbunden mit den ersten und zweiten Verbindungen über ein erstes Paar von Dioden, die mit entgegengesetzten Polaritäten verbunden sind, einem Emitter, der verbunden ist mit den ersten und zweiten Verbindungen über ein zweites Paar von Dioden, die in entgegengesetzten Polaritäten angeschlossen sind, und in Reihe geschaltet mit dem zweiten Paar von Dioden, und einem Kollektor, der verbunden ist mit einem Eingangsanschluß der Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung.

13. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung einen zweiten Transistor umfaßt mit einer Basis, die verbunden ist mit dem Kollektor des ersten Transistors, einem auf Masse gelegten Emitter und einem Kollektor, der verbunden ist mit einer Spannungsversorgungsquelle und dient ein Ausgangsanschluß zum Liefern des Fehleranzeigesignals.

14. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die ersten bis vierten Schaltelemente der H- Brückenschaltung gesteuert sind mit impulsbreitenmodulierten Signalen, die von der Steuereinrichtung zugeführt werden,
wobei die Steuereinrichtung beinhaltet:
eine Holeinrichtung zum Holen einer Ausgabe der Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung zu einem Zeitpunkt, zu dem das (die) Schaltelement(e), die die H-Brückenschaltung bilden, ein- und ausgeschaltet wird (werden) mit dem impulsbreitenmodulierten Signal.

15. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung beinhaltet:
eine Zeitgebereinrichtung zum Bestimmen einer Dauer des Fehleranzeigesignals;
eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der Dauer des Fehleranzeigesignals mit einem vorbestimmten Referenzwert; und
eine Triggereinrichtung zum Betätigen der Schalteinrichtung, um dadurch eine Leistungsversorgung für den reversiblen Motor über die Schalttreibereinrichtung zu unterbrechen, wenn die Dauer des Fehleranzeigesignals den Referenzwert überschreitet.

16. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:
eine Filtereinrichtung, die eingesetzt ist zwischen die Anschlußspannungs-Erfassungseinrichtung und die Ausfallsicherungssignal-Erzeugungseinrichtung, zum Verhindern, daß Störsignale, die möglicherweise erzeugt werden aufgrund des Schaltbetriebs der Schaltelemente, übertragen werden an die Ausfallsicherungssignal- Erzeugungseinrichtung.

17. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch:
eine Motorstromerfassungseinrichtung bestehend aus einem Shunt-Resistor, der verbunden ist zwischen einer Niedrigpotentialseite der Schalttreibereinrichtung und Masse und eine Spannungs-/Strom-Umwandlungseinrichtung, die mit dem Shunt-Widerstand verbunden ist, zum Erfassen einer Spannung, die auftritt über dem Shunt-Widerstand, um dadurch die Spannung in ein Stromsignal umzuwandeln zum Anzeigen eines Stroms, der durch den reversiblen Motor fließt, wobei eine Ausgabe der Spannungs-/Strom- Umwandlungseinrichtung zugeführt wird an die Steuereinrichtung, um benutzt zu werden zum Entscheiden, ob der Motor betrieben wird.

18. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges nach Anspruch 17,
wobei die Steuereinrichtung implementiert ist in Form eines Mikrocomputers,
wobei ein Ausfallsicherungssteuerbetrieb nur dann initialisiert wird durch den Mikrocomputer, wenn eine Ausgabe der Motorstrom-Erfassungseinrichtung anzeigt, daß der Motor in Betrieb ist.

19. Steuervorrichtung für ein motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem eines Motorfahrzeuges, wobei das Servolenkungssystem einen elektrischen reversiblen Motor beinhaltet, der verbunden ist mit einem Lenksystem eines Motorfahrzeuges durch eine elektromagnetische Kupplungseinrichtung, eine Motorantriebseinrichtung, eine Schalttreibereinrichtung zum Antreiben des elektrischen reversiblen Motors in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung unter der Steuerung der Motorantriebseinrichtung und eine Kupplungseinrichtung zum Steuern der elektromagnetischen Kupplungseinrichtung;
wobei die Steuervorrichtung umfaßt:
eine Motorspannungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen von Anschlußspannungen an beiden Anschlüssen des elektrischen reversiblen Motors, um dadurch ein Spannungssignal zu erzeugen von einem hohen Pegel und darauf folgend ein Ausfallsicherungsspannungssignal eines niedrigen Pegels auf der Basis des Spannungssignals mit hohem Pegel, wenn beide Anschlußspannungen im wesentlichen Null sind, und dagegen ein Spannungssignal eines niedrigen Pegels zu erzeugen und darauf folgend ein Ausfallsicherungsspannungssignal eines hohen Pegels auf der Basis des Spannungssignals niedrigen Pegels, wenn nicht beide Anschlußspannungen annähernd Null sind;
eine Schalteinrichtung zum Holen des Ausfallsicherungsspannungssignals von der Motorspannungs-Erfassungseinrichtung, um dadurch die Schalteinrichtung zu öffnen zum Unterbrechen einer Leistungsversorgung an den elektrischen reversiblen Motor und die Kupplungssteuereinrichtung, wenn das Ausfallsicherungsspannungssignal auf dem niedrigen Pegel ist.

20. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorspannungs-Erfassungseinrichtung eine Filtereinrichtung beinhaltet zum Eliminieren einer Störspannungskomponente eines hohen Pegels, welche möglicherweise enthalten sein kann in dem Niedrigpegelspannungssignal, sogar wenn die Anschlußspannungen des elektrischen reversiblen Motors nicht annähernd Null sind.

21. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch:
einen Shunt-Widerstand, der verbunden ist mit einer Niedrigpotentialseite der Schalttreibereinrichtung, zum Erfassen eines Motorstroms, der durch den elektrischen reversiblen Motor fließt; und
eine Motorstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Motorstroms auf der Basis einer Spannung, die auftritt über dem Shunt-Widerstand.

22. Motorangetriebenes Servolenkungssteuervorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch:
einen Shunt-Widerstand, der verbunden ist mit einer Niedrigpotentialseite der Schalttreibereinrichtung, zum Erfassen eines Motorstroms, der durch den elektrischen reversiblen Motor fließt; und
eine Motorstrom-Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Motorstroms auf der Basis einer Spannung, die über dem Shunt-Widerstand auftritt.

23. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das Niedrigpegel-Ausfallsicherungsspannungssignal, wie geholt durch die Steuereinrichtung, andauert für länger als eine vorbestimmte Zeit, die Steuereinrichtung und die Schalteinrichtung öffnet, um dadurch eine Leistungsversorgung zu unterbrechen für den elektrischen reversiblen Motor und die Kupplungssteuereinrichtung.

24. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem nach Anspruch 20, wobei, wenn das Niedrigpegel- Ausfallsicherungsspannungssignal, wie geholt durch die Steuereinrichtung, länger anhält als eine vorbestimmte Zeit, die Steuereinrichtung die Schalteinrichtung öffnet, um dadurch eine Leistungsversorgung an den reversiblen elektrischen Motor und die Kupplungssteuereinrichtung zu unterbrechen.

25. Motorangetriebenes Servolenkungssteuersystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß wenn das Niedrigpegel-Ausfallsicherungsspannungssignal, wie geholt durch die Steuereinrichtung länger anhält als eine vorbestimmte Zeit, die Steuereinrichtung die Schalteinrichtung öffnet, um dadurch eine Leistungsversorgung zu unterbrechen für den reversiblen elektrischen Motor und die Kupplungssteuereinrichtung.