DE19508501C2 - Lenkungs-Steuerungssystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkungssteuerungssystem zur Verwendung in Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der japanischen Veröffentlichung JP 62-25 12 77 A ist es bekannt, die Hinterräder eines Fahrzeugs mittels eines einen Elektromotor aufweisenden Stellglieds (Aktuator) in Verbindung mit einer von den Vorderrädern stammenden Lenkinformation zu lenken.

Ein derartiges Lenkungssteuerungssystem weist beispielsweise folgende Komponenten auf: eine Reihe von Sensoren, wie einen Vorderrad­ lenkwinkelsensor, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Hinterrad­ lenkwinkelsensor, einen Motorgeschwindigkeitssensor oder dergleichen, ein Betätigungsglied, das aus einem Elektromotor und einem Getriebe oder verschiedenen Getrieben besteht, eine einen Mikrocomputer aufweisende elektronische Steuerungseinheit und Ansteuerungseinrichtungen zur Steuerung der Energiezufuhr zu dem Motor.

Bei einem Lenkungssteuerungssystem für Hinterräder ist es erforderlich, dem Elektromotor des Betätigungsglieds einen relativ hohen Strom zuzuführen, so daß entsprechend starke Verbindungsleitungen von verminderter Länge zur Herstellung der Verbindung zwischen der elektronischen Steuerungseinheit und dem Betätigungsglied erforderlich werden, da sonst erhebliche Leistungsverluste auftreten. Es ist somit wünschenswert, die elektronische Steuerungseinheit in der Nähe des Betätigungsglieds anzuordnen. Die elektronische Steuerungseinheit muß jedoch mit einer Anzahl von Sensoren, wie dem Vorderradlenkwinkelsensor, dem Radgeschwindigkeitssensor, dem Gierverhältnissensor, dem T/M-Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensor (Getriebesensor) oder dergleichen verbunden werden, die in von den hinteren Rädern entfernten Positionen angeordnet sind. Die Anordnung der elektronischen Steuerungseinheit in der Nähe der hinteren Räder erfordert eine Verlängerung der Verbindungsleitungen über eine größere Entfernung zur Verbindung der Anzahl von Sensoren mit der elektronischen Steuerungseinheit, so daß die insgesamt verwendete Leitungslänge ansteigt und die Wahrscheinlichkeit größer wird, daß die von den Sensoren an die elektronische Steuerungseinheit abgegebenen Signale empfindlich gegenüber dem Einfluß elektrischer Störungen (Rauschen) werden.

Aus der WO 90/03910 A ist eine gattungsgemäße Einrichtung zum Lenken der Hinterräder von Fahrzeugen mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern bekannt, wobei ein Drehfeldmotor zur Unterstützung des Hinterradlenksystems vorgesehen ist. Mittels einer zentralen elektronischen Steuereinheit wird der Drehfeldmotor schrittweise mit entsprechenden Ansteuerungsimpulsen für eine Rechts- bzw. Linksdrehung gesteuert. Nach jeder Betätigung des Drehfeldmotors erfolgt eine entsprechende Rückmeldung an die zentrale Steuerungseinheit. Wurde gemäß einem Vergleich das Erreichen der Sollposition ermittelt, dann wird ein Freigabesignal ausgegeben zur weiteren Betätigung des Drehfeldmotors.

Aus der DE 38 25 885 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern des Lenkvorgangs eines Kraftfahrzeugs mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern bekannt, wobei in Abhängigkeit von der Abweichung des tatsächlichen Hinterradlenkwinkels von einem Sollwert für den Hinterrad­ lenkwinkel ein Betätigungsglied in Form eines Elektromotors betrieben wird. Es erfolgt eine Steuerung des Lenkwinkels der Hinterräder in Abhängigkeit von dem Reibungskoeffizienten einer Straße, auf der das Kraftfahrzeug fährt und in Abhängigkeit von der Lenkgeschwindigkeit, mit der das Kraftfahrzeug gelenkt wird. Der für die Hinterräder zu steuernde Lenkwinkel wird entsprechend dem an den Vorderrädern erfaßten Lenkwinkel bestimmt. Bei einer Abweichung vom Soll-Lenkwinkel für die Hinterräder erfolgt eine in Abhängigkeit von der Abweichung bestimmte Nachregelung.

Des weiteren ist aus der US 51 01 922 ein Hinterradlenkungssystem mit einer Sicherheitseinrichtung bekannt, bei dem mittels entsprechender Detektoren der Vorderradlenkwinkel und der Hinterradlenkwinkel erfaßt werden. Die Steuerung des entsprechenden Hinterradlenkwinkels erfolgt mittels einer Steuerungseinrichtung. In Abhangigkeit von dem erfaßten Lenkwinkel der Vorder- und Hinterräder erfolgt eine Ansteuerung des Betätigungsglieds zur Durchführung der Hinterradlenkung. Die Steuerungseinrichtung umfaßt zwei Mikroprozessoren wobei im Falle der Erfassung eines Fehlerzustands eines der Mikroprozessoren die Hinterradlenkungseinrichtung in einer neutralen Stellung festgehalten wird.

Ferner ist aus der US 4 972 133 eine Sicherheitseinrichtung für eine elektrische Hilfskraftlenkung bekannt, bei der die Antriebseinrichtung zur Verstellung der Fahrzeugräder überwacht wird. Im einzelnen erfolgt eine Erfassung der Betriebsspannung des als Betätigungsglied dienenden Lenkungsverstellmotors, wobei im Falle eines Spannungsanstiegs über einen vorbestimmten Wert eine Abschaltung erfolgt. Ferner wird das Zusammenkleben von Relaiskontakten erfaßt und angezeigt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen einer elektronischen Steuerungseinheit und einem Betätigungsglied durch Reduzierung der im Lenkungssteuerungssystem erforderlichen Leitungslänge zu vereinfachen und die Unempfindlichkeit des Systems gegenüber elektrischen Störungen durch Verminderung der Leistungsverluste zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Die Erfindung umfaßt somit ein Lenkungssteuerungssystem für ein Fahrzeug mit Sensoreinrichtungen zur Ermittlung von Informationen über den Zustand des Fahrzeugs, einer ersten, einen ersten digitalen Prozessor aufweisenden und mit den Sensoreinrichtungen verbundenen Steuerungseinrichtung zur Erzeugung einer den Soll-Lenkwinkel darstellenden Information auf der Basis von Informationen der Sensoreinrichtungen, einer Antriebseinrichtung zur Einstellung eines Lenkwinkels, und einer zweiten, einen zweiten digitalen Prozessor aufweisenden Steuerungseinrichtung, die separat und unabhängig vom ersten digitalen Prozessor die Antriebseinrichtung auf der Basis einer durch die erste Steuerungseinrichtung ausgegebenen und den Soll-Lenkwinkel repräsentierenden Information steuert.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erste Steuerungseinrichtung eine erste Lenkwinkelberechnungseinrichtung zum wiederholten Berechnen eines ersten Soll-Lenkwinkels zu vorgegebenen Perioden, eine Lenkwinkelinformationssicherungseinrichtung zur Sicherung des berechneten ersten Soll-Lenkwinkels bezüglich zumindest einer Periode, eine Lenkwinkelabweichungsberechnungseinrichtung zur Berechnung einer Differenz (Abweichung) zwischen dem jüngsten ersten Soll-Lenkwinkel und dem eine Periode zuvor berechneten ersten Soll-Lenkwinkel, und eine Lenkwinkelübertragungseinrichtung auf zur Übertragung der derart berechneten Differenz) zur zweiten Steuerungseinrichtung. In gleicher Weise weist die zweite Steuerungseinrichtung eine zweite Lenkwinkel­ berechnungseinrichtung zur Akkumulation der von der ersten Steuerungseinrichtung zu vorgegebenen Perioden zugeführten Lenkwinkelinformation und zur Bildung eines zweiten Soll-Lenkwinkels, und eine Leistungssteuerungseinrichtung auf zur Anpassung der Leistungszufuhr zur Antriebseinrichtung entsprechend dem derart bestimmten zweiten Soll- Lenkwinkel und einem tatsächlichen, von der Lenkeinrichtung zu steuernden Lenkwinkel.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die zweite Steuerungseinrichtung eine Lenkwinkelfehlerberechnungseinrichtung zur Berechnung eines Lenkwinkelfehlers in Form einer Differenz zwischen dem zweiten Soll-Lenkwinkel und dem tatsächlichen, von der Lenkeinrichtung zu steuernden Lenkwinkel, und einer Lenkwinkelfehler­ übertragungseinrichtung auf zur Übertragung des Lenkwinkelfehlers zur ersten Steuerungseinrichtung zu vorgegebenen Perioden. Die erste Steuerungseinrichtung weist eine Abnormalitätserkennungseinrichtung zur Erkennung des Auftretens einer beliebigen Abnormalität in Bezug auf den von der zweiten Steuerungseinrichtung zugeführten Lenkwinkelfehler auf.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Steuerungseinrichtung eine erste Verbindungsabnormalitäts­ erfassungseinrichtung auf zur Überwachung der Periode (des Zeitrasters), in der ein Signal von der ersten Steuerungseinrichtung zugeführt wird, und zur Erfassung einer in der ersten Steuerungseinrichtung auftretenden Abnormalität, wenn die Periode von einem vorbestimmten Bereich abweicht.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Steuerungseinrichtung eine zweite Verbindungsabnormalitäts­ erfassungseinrichtung auf zur Überwachung der Periode, in der ein Signal von der zweiten Steuerungseinrichtung zugeführt wird, und zur Erfassung einer in der zweiten Steuerungseinrichtung auftretenden Abnormalität, wenn die Periode von einem vorbestimmten Bereich abweicht.

Die vorstehend angegebenen Komponenten und Bauelemente von betreffen auch die von nachstehend noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen, wobei jedoch die Komponenten und Elemente zur Ausführung der vorliegenden Erfindung nicht auf diese spezifischen, in den Ausführungsbeispielen angegebenen Komponenten und Elemente beschränkt sind.

Erfindungsgemäß sind somit die Sensoreinrichtungen mit einem Eingang der ersten Steuerungseinrichtung, und die Antriebseinrichtung mit dem Ausgang der zweiten Steuerungseinrichtung verbunden. Eine von der ersten Steuerungseinrichtung gebildete und den Soll-Lenkwinkel repräsentierende Information wird der zweiten Steuerungseinrichtung zugeführt, die sodann die Antriebseinrichtung entsprechend der zugeführten, den Soll-Lenkwinkel repräsentierenden Information steuert und betreibt. Die erste Steuerungseinrichtung weist einen ersten digitalen Prozessor auf, während die zweite Steuerungseinrichtung einen zweiten digitalen Prozessor aufweist, der getrennt und unabhängig vom ersten digitalen Prozessor ist. Dabei kann jeder der beiden Prozessoren in einer allgemeinen Steuerungseinrichtung, wie einem Mikrocomputer, programmierte Software (Steuerprogramme) enthalten, oder eine spezifische Schaltung (Hardware­ realisierung), die geeignet ist, die speziellen Ablaufsteuerungen durchzuführen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die erste und zweite Steuerungseinrichtung unabhängig von einander und können an verschiedenen Orten angeordnet werden. Im einzelnen kann dabei die erste, mit den Sensoreinrichtungen verbundene Steuerungseinrichtung in der Nähe des Ortes der Sensoreinrichtungen (beispielsweise im vorderen Teil des Fahrzeugs) angeordnet werden, während die zweite, mit der Antriebseinrichtung verbundene Steuerungseinrichtung in der Nähe der Antriebseinrichtung (beispielsweise in demselben Gehäuse des Hinterrad- Lenkmechanismus) angeordnet werden kann. Wird die erste Steuerungseinrichtung in der Nähe der Sensoreinrichtungen angeordnet, so erleichtert dies die jeweiligen Verbindungen, weil gleichzeitig der Einfluß elektrischer Störungen auf die Verbindungen vermindert wird. In gleicher Weise verbessert die Anordnung der zweiten Steuerungseinrichtung in der Nähe der Antriebseinrichtung die jeweiligen Verbindungen, da gleichzeitig mit einer derartigen Verbindung die Leistungsverluste vermindert werden.

Die Verbindung zwischen der ersten und zweiten Steuerungseinrichtung wird in hohem Maße vereinfacht, da die vorzusehenden Verbindungsleitungen zwischen bei den Einrichtungen lediglich eine Soll-Lenkwinkelinformation von der ersten zur zweiten Steuerungseinrichtung übertragen. Weist die Verbindungsleitung eine größere Länge auf, so kann die Impedanz der Verbindungsleitung zur Verminderung des Einflusses elektrischer Störungen (Rauschen) verkleinert werden. Da kein hoher Strom übertragen wird, tritt das Problem eines größeren Leistungsverlustes nicht auf.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet die erste Lenkwinkelberechnungseinrichtung in der ersten Steuerungseinrichtung wiederholt einen ersten Soll-Lenkwinkel zu vorgegebenen Perioden (von beispielsweise 5 msec), und die Lenkwinkelabweichungsberechnungseinrichtung berechnet eine Differenz zwischen dem jüngsten ersten Soll-Lenkwinkel und dem eine Periode zuvor berechneten ersten Soll-Lenkwinkel, und diese Differenz wird sodann der zweiten Steuerungseinrichtung mittels der Lenkwinkel­ übertragungseinrichtung zugeführt. Die zweite Lenkwinkel­ berechnungseinrichtung in der zweiten Steuerungseinrichtung akkumuliert die von der ersten Steuerungseinrichtung zugeführte Lenkwinkel­ information zur Bildung eines zweiten Soll-Lenkwinkels, und die Leistungssteuerungseinrichtung bzw. Servosteuerung stellt die Leistungszufuhr zur Antriebseinrichtung entsprechend dem zweiten Soll- Lenkwinkel und dem tatsächlichen, von der Lenkeinrichtung zu steuernden Lenkwinkel ein.

Da die von der ersten zur zweiten Steuerungseinrichtung zu übertragende Information auf die Abweichung im ersten Soll-Lenkwinkel, die in einem vorgegebenen Zeitintervall auftritt, beschränkt ist, ist die je Zeiteinheit zu übertragende Information vermindert, so daß auch die Signalfrequenz vermindert werden kann. Bei der Übertragung eines hochfrequenten Signals können Hochfrequenzstörungen (Hochfrequenz­ rauschen) erzeugt werden, die zu Problemen führen können. Ist jedoch die Signalfrequenz vermindert, können auch die Hochfrequenzstörungen erheblich vermindert werden. Wird das Signal in Form paralleler Daten zugeführt, dann führt eine Verminderung der zu übertragenden Information zu einer kleineren Anzahl von das Signal darstellenden und parallel zu übertragenden Bits, wodurch die Anzahl der Leitungsverbindungen ebenfalls vermindert werden kann.

Die Tatsache, daß die von der ersten zur zweiten Steuerungseinrichtung zu übertragende Information auf die je vorgegebenem Zeitintervall auftretende Abweichung im ersten Soll-Lenkwinkel beschränkt ist, führt zu einem Vorteil im Hinblick darauf, daß der Maximalwert einer derartigen Information normalerweise wesentlich kleiner ist im Vergleich zur Größenordnung des Maximalwerts des ersten Soll-Lenkwinkels.

Wird die von der zweiten Steuerungseinrichtung empfangene Information mit einem relativ kleinen Schwellenwert verglichen, kann auf einfache Weise unterschieden werden, ob die Information nicht korrekt bzw. abnormal ist oder nicht. Tritt beispielsweise ein Übertragungsfehler infolge des Einflusses elektrischer Störungen (Rauschen) in der Information auf, kann es sein, daß sich der Sollwert des Lenkwinkels sehr schnell verändert und zu einer Instabilität in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs führt. Ist jedoch der Maximalwert der zu übertragenden Information auf einen kleinen Wert begrenzt, kann eine schnelle Änderung im Sollwert des Lenkwinkels infolge einer Fehlfunktion nicht auftreten, so daß die Verläßlichkeit in Bezug auf die Aufrechterhaltung der Richtungsstabilität des Fahrzeugs in dessen Fahrtrichtung erhöht wird.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung berechnet die in der zweiten Steuerungseinrichtung enthaltene Lenkwinkelfehler­ berechnungseinrichtung eine Differenz zwischen dem zweiten Soll- Lenkwinkel und dem tatsächlichen, von der Lenkeinrichtung zu steuernden Lenkwinkel als einen Lenkwinkelfehler, der zur ersten Steuerungseinrichtung mittels einer Lenkwinkelfehler­ übertragungseinrichtung zu vorgegebenen Perioden (von beispielsweise 5 msec) übertragen wird. Eine Abnormalitätserkennungseinrichtung in der ersten Steuerungseinrichtung erkennt das Auftreten einer Abnormalität bzw. eines abnormalen Zustands (Störungszustand) in Bezug auf den zugeführten Lenkwinkelfehler. Tritt nun in der zweiten Steuerungseinrichtung oder in der Antriebseinrichtung ein abnormaler Zustand auf, kann das Auftreten einer derartigen Abnormalität mittels der ersten Steuerungseinrichtung ermittelt werden, so daß damit eine Fehlfunktion verhindert werden kann.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung überwacht ferner die in der zweiten Steuerungseinrichtung enthaltene erste Verbindungsabnormalitätserfassungseinrichtung die Periode (Zeitdauer), zu der ein Signal von der ersten Steuerungseinrichtung übertragen wird, und es wird auf das Auftreten einer Abnormalität in der ersten Steuerungseinrichtung geschlossen, wenn die Periode von einem vorbestimmten Bereich abweicht. Die Periode, zu der ein Signal von der ersten Steuerungseinrichtung zugeführt wird, bleibt normalerweise im wesentlichen konstant, so daß im Falle des Auftretens einer größeren Veränderung der Periode geschlossen werden kann, daß ein abnormaler Zustand in der ersten Steuerungseinrichtung aufgetreten ist. Auf diese Weise ist die zweite Steuerungseinrichtung in der Lage, eine in der ersten Steuerungseinrichtung auftretende Abnormalität zu erfassen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung überwacht die in der ersten Steuerungseinrichtung enthaltene zweite Verbindungsabnormalitätserfassungseinrichtung die Periode, zu der ein Signal von der zweiten Steuerungseinrichtung zugeführt wird, und es wird auf das Auftreten einer Abnormalität in der zweiten Steuerungseinrichtung geschlossen, wenn die Periode von einem vorbestimmten Bereich abweicht. Da die Periode, zu der ein Signal von der zweiten Steuerungseinrichtung zugeführt wird, normalerweise im wesentlichen konstant ist, kann im Falle einer größeren Veränderung der Periode eine Entscheidung getroffen werden, daß eine Abnormalität in der zweiten Steuerungseinrichtung aufgetreten ist. Es ist daher die erste Steuerungseinrichtung in der Lage, eine in der zweiten Steuerungseinrichtung auftretende Abnormalität zu ermitteln.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Lenksystems eines Fahrzeugs,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht des Hinterrad- Lenkmechanismus 11 gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Servo-Einheit SVU gemäß Fig. 1,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Mikrocomputers 1 gemäß Fig. 3,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Programms zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Mikrocomputers 8 gemäß Fig. 4,

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Servosystems gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 ein Blockschaltbild einer geänderten elektronischen Steuerungseinrichtung, und

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer geänderten Servo-Einheit SVU.

Fig. 1 zeigt die Anordnung einer Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug, bei dem das Lenkungs-Steuerungssystem Anwendung findet. In Fig. 1 sind ein linkes vorderes Rad 13, ein rechtes vorderes Rad 14, ein linkes hinteres Rad 15 und ein rechtes hinteres Rad 16 dargestellt. Ein Lenkrad 19 umfaßt eine mit dem Vorderrad-Lenkmechanismus 10 verbundene Lenksäule (Lenkwelle). Der Vorderrad-Lenkmechanismus 10 umfaßt intern eine Zahnstangen-Lenkung, bei der sich ein Ritzel in Abhängigkeit von der Drehung des Lenkrads 19 dreht und eine Zahnstange 10a mit einer darauf angeordneten Verzahnung, die mit dem Ritzel in Eingriff steht und in axialer Richtung nach links oder nach rechts bewegt wird. Mit der Bewegung der Zahnstange 10a wird ein Lenkwinkel der mit der Zahnstange 10a verbundenen vorderen Räder 13 und 14 verändert.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei verschiedene Arten von Lenkwinkeldetektoren 17 und 20 vorgesehen zur Erfassung des Lenkwinkels der vorderen Räder. Der Lenkwinkeldetektor 17 umfaßt ein Potentiometer zur Erfassung der axialen Lage der Zahnstange 10a, während der Lenkwinkeldetektor 20 einen Drehwinkelcodierer aufweist, der Pulse in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Lenksäule des Lenkrads 19 abgibt. Die von den Lenkwinkeldetektoren 17 und 20 erzeugten Signale werden einer im Fahrzeugaufbau angeordneten elektronischen (ersten) Steuerungseinrichtung 9 zugeführt.

Ferner sind zwei verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeits­ detektoren 22 und 23 zur Erfassung der Fahrzeug­ geschwindigkeit vorgesehen. Der Fahrzeuggeschwindig­ keitsdetektor 22 erfaßt eine Fahrzeuggeschwindigkeit in Form einer tatsächlichen Drehgeschwindigkeit des Rads, während der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 23 eine Fahrzeug­ geschwindigkeit entsprechend der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle eines Getriebes ermittelt. Ein Gierraten- Detektor 24 ermittelt die Gierrate (Gier-Verhältnis) des Fahrzeugaufbaus. Die Signale der Fahrzeuggeschwindigkeits­ detektoren 22 und 23 und des Gierraten-Detektors 24 werden ebenfalls der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 zugeführt.

Die Hinterräder 15 und 16 sind mit einer Zahnstange 25 verbunden. Wird die Zahnstange 25 in axialer Richtung nach links oder nach rechts bewegt, ändert sich der Lenkwinkel der hinteren Räder 15 und 16. Die Zahnstange 25 ist mit dem Hinterrad-Lenkmechanismus 11 verbunden, der in einem Gehäuse als Antriebseinrichtung einen elektrischen Antriebsmotor (bürstenloser Motor) 12, einen Magnetpolsensor 18 zur Erfassung der Drehstellung des Motors 12, eine zweite Steuerungseinrichtung in Form einer Servo-Einheit SVU und ein nicht gezeigtes Untersetzungsgetriebe aufweist. Die Servo-Einheit SVU steuert den Motor 12 entsprechend einer den von der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 zugeführten Soll-Lenkwinkel repräsentierenden Information. Wird der Motor 12 betrieben, wird die Antriebskraft über das Untersetzungsgetriebe zur Erzielung einer Bewegung der damit verbundenen Zahnstange 25 übertragen, wobei der Lenkwinkel der hinteren Räder 15 und 16 verändert wird. Zur Erfassung des Lenkwinkels der hinteren Räder 15 und 16 ist an der Zahnstange 25 ein Lenkwinkeldetektor 21 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Lenkwinkel­ detektor 21 ein Potentiometer auf. Das vom Lenkwinkel­ detektor 21 gebildete Signal wird der Servo-Einheit SVU zugeführt.

Eine erste, über einen Zündschalter IG mit einer Batterie 2 verbundene Stromversorgungseinrichtung DIG ist sowohl mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 als auch mit der Servo-Einheit SVU verbunden. Da die erforderliche Stromstärke vergleichsweise klein ist, ist eine elektrische Leitung mit einem Durchmesser von 0.3 mm (oder 0.5 mm) zur Verschaltung der ersten Stromversorgungseinrichtung DIG vorgesehen. Des weiteren ist eine zweite, über ein Relais 3 mit der Batterie 2 verbundene Stromversorgungseinrichtung PIG vorgesehen, die ebenfalls mit der Servo-Einheit SVU verbunden ist, jedoch mit einer elektrischen Leitung mit einem Durchmesser von 3 mm ausgeführt ist, da die Stromstärke hierbei wesentlich größer ist.

Der in Fig. 1 gezeigte Hinterrad-Lenkmechanismus 11 ist in ausführlicher Weise in Fig. 2 dargestellt. Gemäß Fig. 2 weist der Hinterrad-Lenkmechanismus 11 in einem gemeinsamen Gehäuse die Servo-Einheit SVU, den Motor 12, den Magnetpolsensor 18 und den Lenkwinkeldetektor 21 auf. Die Servo-Einheit SVU ist über eine Steckverbindung CN mit der ersten und zweiten Stromversorgungseinrichtung DIG und PIG und mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 verbunden. Die Servo-Einheit SVU und der Motor 12 sind miteinander über kurze Leitungen innerhalb des Gehäuses verbunden.

Durch den vorstehend beschriebenen Aufbau wird die zur Verbindung des Hinterrad-Lenkmechanismus 11 mit den Stromversorgungseinrichtungen DIG und PIG und der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 erforderliche Anzahl von Leitungsverbindungen erheblich vermindert.

Im einzelnen wird somit eine höher belastbare Verbindungsleitung lediglich für die zweite Strom­ versorgungseinrichtung PIG und die elektrischen Masse­ verbindungen erforderlich, um dadurch Leistungsverluste zu vermindern. Da die Servo-Einheit SVU und der Motor 12 miteinander über kurze Leitungen innerhalb des Gehäuses verbunden sind, können keine wesentlichen Leistungsverluste in diesem Bereich auftreten.

Demgegenüber ist die elektronische Steuerungseinrichtung 9 von dem Hinterrad-Lenkmechanismus 11 entfernt angeordnet, jedoch in relativer Nähe zu verschiedenen Sensoren (17, 22, 23, 24), so daß die entsprechenden elektrischen Verbindungsleitungen zur Verbindung dieser Sensoren mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 zur Verbesserung der Gesamtanordnung eine verminderte Länge aufweisen. Dabei ist es wichtig, daß jedem Sensor eine stabilisierte Spannung zugeführt wird. Dies erfordert somit zumindest drei Verbindungsleitungen für jeden Sensor zur Verbindung mit der elektronischen Steuerungseinrichtung 9, wobei hier der große Vorteil einer Verkürzung der Verbindungsleitungen deutlich wird. Ferner bewirkt die verkürzte Länge der Verbindungsleitungen eine geringere Empfindlichkeit hinsichtlich des Einflusses externer elektrischer Störungen (Rauschen). Die Verbindungen zwischen der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 und der Servo-Einheit SVU wird nachstehend noch im einzelnen beschrieben. Es ist jedoch erkennbar, daß infolge der Verminderung der Anzahl der verwendeten Verbindungsleitungen, falls eine größere Leitungslänge für eine solche Verbindung erforderlich ist, dies ein einfaches Verfahren ist zur Ausschaltung des Einflusses externer Störungen. Beispielsweise kann auch die Impedanz der Signal-Verbindungsleitung zur Verminderung eines derartigen Einflusses verkleinert werden.

Fig. 3 zeigt die Gesamtanordnung der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 gemäß Fig. 1, während die Gesamtanordnung der Servo-Einheit SVU in Fig. 4 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 umfaßt die elektronische Steuerungseinrichtung 9 einen Mikrocomputer 1 (als einen ersten digitalen Prozessor), eine Spannungs- bzw. Stromversorgungseinheit 4, eine Spannungsüberwachungs­ schaltung 6, ein UND-Glied G1, eine Ansteuerungseinrichtung DV1 (Relais-Ansteuerung) und Schnittstellen IF1 und IF2. Der Mikrocomputer 1 umfaßt einen A/D-Wandler (Analog-/Digital- Wandler), einen Zeitgeber (Taktgeber, Clock) sowie eine serielle Verbindungs- bzw. Kommunikationsschaltung. Die Stromversorgungseinheit 4 umfaßt eine stabilisierte Stromversorgung zur Bereitstellung einer stabilisierten Spannung von 5 V, eine Reset-Schaltung zur Bildung eines Reset-Signals nach dem Einschalten und nach einem Spannungseinbruch, sowie einen Zeitgeber in Form einer Zeit- Überwachungsschaltung (Watchdog) zur Erfassung eines abnormalen Zustands. Die beiden Schnittstellen IF1 und IF2 bewirken ferner eine Signalformung, Signalverstärkung und Signalpegelanpassung.

Von den jeweiligen Sensoren 24, 17, 20, 22 und 23 werden die die Gierrate, den Vorderrad-Lenkwinkel 1, den Vorderrad- Lenkwinkel 2, die Radgeschwindigkeit und die getriebe­ bezogene Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierenden Signale den Eingangsanschlüssen des Mikrocomputers 1 über die Schnittstelle IF1 zugeführt. Die die Gierrate und den Vorderrad-Lenkwinkel 1 repräsentierenden Signale sind analoge Spannungen, die periodisch mittels des im Mikrocomputer 1 enthaltenen A/D-Wandlers abgetastet und zur Sicherung in einem Speicher in digitale Werte umgewandelt werden. Die Signale des Vorderrad-Lenkwinkels 2, der Radgeschwindigkeit und der getriebebezogenen Fahrzeug­ geschwindigkeit werden jeweils in Form von Pulssignalen gebildet, deren Pulsdauer entsprechend mittels des im Mikrocomputer 1 enthaltenen Zeitgebers zu bestimmten Perioden ermittelt wird, um ein Meßergebnis zu erhalten, das, umgewandelt in einen Lenkwinkel oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit, in einem Speicher gesichert wird.

Vier Signalleitungen RLS, RXD, TXD und CLK bilden eine Verbindung zwischen der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 und der Servo-Einheit SVU. Hiervon sind die Signalleitungen RXD, TXD und CLK über die Schnittstelle IF2 mit der seriellen Verbindungs- bzw. Kommunikationsschaltung des Mikrocomputers 1 verbunden. Die Signalleitung RXD überträgt ein binares Signal (serielle Daten) zwischen der Servo-Einheit SVU und dem Mikrocomputer 1, die Signalleitung TXD überträgt ein binäres Signal (serielle Daten) zwischen dem Mikrocomputer und der Servo-Einheit SVU, und die Signalleitung CLK überträgt ein Taktsignal zur Bestimmung der Zeitverhältnisse der Kommunikationsdaten.

Die Signalleitung RLS überträgt ein von der Servo-Einheit SVU bereitgestelltes Stromversorgungs-Interruptsignal. Wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Spannungs­ überwachungsschaltung 6 eine abnormal niedrige Versorgungsspannung erfaßt, wenn der Mikrocomputer 1 ein Stromversorgungs-Interruptsignal an seinem Ausgangsanschluß RLM abgibt oder wenn die Servo-Einheit SVU ein Stromversorgungs-Interruptsignal über ihre Signalleitung RLS abgibt, wird das Auftreten einer dieser abnormalen Zustände mittels des UND-Glieds G1 erfaßt, worauf das Relais 3 die Stromversorgung zur zweiten Stromversorgungseinrichtung PIG unterbricht.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird nachstehend die zweite Steuerungseinrichtung in Form der Servo-Einheit SVU näher beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Servo- Einheit SVU einen Mikrocomputer 8 (als einen zweiten digitalen Prozessor), eine Stromversorgungseinheit 71, eine Schnittstelle IF3, einen Widerstand R1 und Ansteuerungseinrichtungen DV2 und DV3. Der Mikrocomputer 8 weist ferner einen A/D-Wandler (Analog/Digital-Wandler), einen Zeitgeber (Taktgeber) und eine serielle Verbindungs- bzw. Kommunikationsschaltung auf. Die Stromversorgungs­ einheit 71 umfaßt eine stabilisierte Stromversorgung zur Bereitstellung einer stabilisierten Spannung von 5 V, eine Reset-Schaltung zur Bildung eines Reset-Signals nach dem Einschalten oder nach dem Auftreten einer Verminderung der Versorgungsspannung (Spannungseinbruch), und eine Zeitüberwachungsschaltung (Watchdog) in Form eines Zeitgebers zur Erfassung eines abnormalen Zustands. Die Schnittstelle IF3 bewirkt ferner eine Signalformung, eine Signalverstärkung und Signalpegelanpassung.

Wie zuvor beschrieben, bilden vier Signalleitungen RLS, RXD, TXD und CLK die Verbindung zwischen der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 und der Servo-Einheit SVU. Hiervon sind die Signalleitungen RXD, TXD und CLK über die Schnittstelle IF3 mit der seriellen Kommunikationsschaltung des Mikrocomputers 8 verbunden, während die Signalleitung RLS mit dem Ausgangsanschluß RLS des Mikrocomputers 8 verbunden ist. Der Mikrocomputer 8 empfängt über die Signalleitung TXD das binäre Signal (serielle Daten) und gibt auf der Signalleitung RXD ein binäres Signal ab. Die zeitliche Steuerung der Übertragung dieser Signale erfolgt entsprechend den Signalen auf der Signalleitung CLK.

Die Ansteuerungseinrichtung DV2 umfaßt einen Verstärker 74, Spannungspegeldetektoren MS und MOC, einen Zusatzverstärker (Booster) 75, eine Logikschaltung 72, eine PWM-Synthe­ sizerschaltung 73, Strombegrenzungseinrichtungen bzw. Strombegrenzern CL1, CL2 und Ausgangstreiber 76 und 77. Die Ansteuerungseinrichtung DV3 umfaßt sechs Sätze von Schalteinrichtungen U11, U12, U13, U21, U22 und U23, von denen jedes ein Schaltelement (Power-MOS-FET) und eine Schutzdiode aufweist. Die Anschlüsse der in Sternschaltung geschalteten Dreiphasenwicklung U, V und W des Motors 12 sind mit den Ausgängen der Ansteuerungseinrichtungen verbunden. Der Widerstand R1 erzeugt eine Spannung proportional zu dem Strom durch die Ansteuerungseinrichtung DV3, und der sich ergebende Spannungspegel wird mittels des Verstärkers 74 verstärkt. Die Spannungspegeldetektoren MS und MOC vergleichen eine Ausgangsspannung des Verstärkers 74 mit jeweiligen Schwellenwerten ref1 und ref2, zur Ermittlung eines ungewöhnlich hohen Stroms. Die von den Spannungspegeldetektoren MS und MOC abgegebenen Signale S1 und S2 werden dem Mikrocomputer 8 und den Strombegrenzern CL1 und CL2 zugeführt.

Zum Betrieb des Motors 12 ist es erforderlich, daß ein Strom über eines der Paare der Anschlüsse von U nach V, von V nach W, von W nach U, von V nach U, von W nach V und von U nach W fließt, und daß das Anschlußpaar, über welches der Strom fließen soll, entsprechend sequentiell geschaltet wird. Durch Einschaltung eines Paares der sechs Sätze von Schalteinrichtungen U11, U12, U13, U21, U22 und U23 wird ein Stromfluß über die ausgewählten Anschlüsse des Motors 12 bewirkt. Dabei ist jedoch zu beachten, daß in dem Falle, daß die Transistoren in den Paaren von Schalteinrichtungen U11 und U21, U12 und U22 und U13 und U23 gleichzeitig eingeschaltet werden, die zweite Stromversorgungseinrichtung PIG nach Masse PGND kurzgeschlossen wird, so daß dieser Zustand unbedingt vermieden werden muß.

Zur Erzielung eines Stromflusses über die ausgewählten Anschlüsse des Motors 12 gibt der Mikrocomputer 8 über seine Ausgangsanschlüsse LA1, LB1, LC1, LA2, LB2, LC2 normalerweise entsprechende Signale ab, die einen elektrischen Kurzschluß der zweiten Stromversorgungs­ einrichtung PIG nach Masse PGND vermeiden. Die Logikschaltung 72 (Kurzschlußverhinderungs-Logikschaltung) identifiziert jedoch Kombinationen von Eingangssignalen und verhindert, daß die Transistoren in den Paaren von Schalteinrichtungen U11 und U21, U12 und U22 und U13 und U23 gleichzeitig eingeschaltet werden, falls im Betrieb des Mikrocomputers 8 ein abnormaler Zustand auftritt. Ein vom Antriebsmotor 12 erzeugtes Antriebsmoment wird mittels einer PWM-Steuerung (Pulsweiten-Modulationssteuerung) des durch die Spulen fließenden Stroms geregelt. Das die Strompulsweite (Pulsdauer) bestimmende PWM-Signal wird am Ausgangsanschluß PWM des Mikrocomputers 8 abgegeben. Die PWM-Synthesizerschaltung 73 bildet das am Ausgangsanschluß PWM des Mikrocomputers 8 abgegebenen PWM-Signal sowie das an den Ausgansanschlüssen LA2, LB2 und LC2 abgegebene Phasenschaltsignal, wodurch ein binäres Signal gebildet wird zur Steuerung des Ein- und Ausschaltens der unteren Reihe der Schalteinrichtungen U21, U22 und U23.

Die an den Ausgangsanschlüssen LA1, LB1 und LC1 des Mikrocomputers 8 abgegebenen Phasenschaltsignale werden über die Logikschaltung 72, den Strombegrenzer CL1 und den Ausgangstreiber 76 jeweils den Ausgangsanschlüssen U11, U12 und U13 zugeführt, während die an den Ausgangsanschlüssen LA2, LB2 und LC2 des Mikrocomputers 8 abgegebenen Phasenschaltsignale über die PWM-Synthesizerschaltung 73, den Strombegrenzer CL2 und den Ausgangstreiber 77 jeweils den Ausgangsanschlüssen der Schalteinrichtungen U21, U22 und U23 zugeführt werden. Jede der Schalteinrichtungen U11, U12, U13, U21, U22, U23 wird in Abhängigkeit von dem hohen oder niedrigen Pegel des über seinen Ausgangsanschluß zugeführten binären Signals ein- oder ausgeschaltet.

Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Motor 12 ist ein bürstenloser Motor, der einen Rotor in Form eines Permanentmagneten und einen die elektrische Wicklung tragenden Stator aufweist. Zum Betrieb des Motors in einer gewünschten Richtung ist es erforderlich, die Polstellung des Rotors kontinuierlich zu erfassen, so daß die zu erregende Spule der Wicklung in Abhängigkeit von der Polstellung und der Drehrichtung zugeschaltet wird. Der Motor 12 gemäß dem Ausführungsbeispiel umfaßt einen Magnetpolsensor 18 zur Erfassung der Stellung des Pols oder der Pole des Rotors des Motors 12. Der Magnetpolsensor 18 erfaßt Dreiphasensignale, die entsprechend den Eingangsanschlüssen HA, HB und HC des Mikrocomputers 8 zugeführt werden. Der Mikrocomputer 8 ermittelt sodann die Stellung des Pols unter Benutzung der an den Eingangsanschlüssen HA, HB und HC zugeführten Signale und bildet ein Phasenschaltsignal entsprechend der auf diese Weise ermittelten Polstellung, das den ausgewählten Ausgangsanschlüssen LA1, LB1, LC1, LA2, LB2 und LC2 zugeführt wird.

Der Lenkwinkeldetektor 21 zur Erfassung des Lenkwinkels der Hinterräder gibt eine dem Lenkwinkel entsprechende Spannung ab, die dem Eingangsanschluß VRS des Mikrocomputers 8 zugeführt wird. Der Mikrocomputer 8 tastet den an seinem Eingangsanschluß VRS anliegenden Spannungspegel periodisch ab und wandelt ihn mittels eines intern vorgesehenen A/D-Wand­ lers in einen entsprechenden digitalen Wert um, der in einem Speicher gesichert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermittelt der Mikrocomputer 8 den tatsächlichen Lenkwinkel der hinteren Räder in Abhängigkeit von einem anfänglichen Wert des Lenkwinkels, der anfänglich mittels des Lenkwinkeldetektors 21 ermittelt wurde, und einer Abweichung des Lenkwinkels, die durch Zählung der Ausgangssignale des Magnetpolsensors 18 erhalten wurde.

Die Arbeitsweise des Mikrocomputers 1 der in Fig. 3 gezeigten elektronischen (ersten) Steuerungseinrichtung 9 ist in Fig. 5 veranschaulicht, und die Arbeitsweise des Mikrocomputers 8 der in Fig. 4 dargestellten Servo-Einheit SVU (zweite Steuerungseinrichtung) ist in Fig. 6 veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird nachstehend die Arbeitsweise des Mikrocomputers 1 näher erläutert.

Nach dem Einschalten der Stromversorgung wird eine Initialisierung durchgeführt. Im einzelnen werden die Zentraleinheit CPU überprüft, die Speicher gelöscht bzw. zurückgesetzt, Parameter initialisiert und die Einstellung verschiedener Betriebsmodi durchgeführt. Die Signalleitungen RXD, TXD und CLK werden zur Durchführung einer Testübertragung und eines Testempfangs von Daten zwischen dem Mikrocomputer 1 und der Servo-Einheit SVU herangezogen zur Ermittlung, ob ein abnormaler Zustand im Kommunikationssystem vorliegt. Des weiteren wird in Abhängigkeit vom Inhalt der Übertragung zwischen der Servo- Einheit SVU und der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines abnormalen Betriebszustands des Stromversorgungssystems überprüft.

Wird bestätigt, daß sowohl das Kommunikationssystem als auch das Stromversorgungssystem normal arbeitet, geht das Programm von Schritt S12 zu Schritt S13 und danach zu Schritt S14 über. Wurde jedoch ein beliebiger abnormaler Zustand im Kommunikationssystem erkannt, verzweigt das Programm von Schritt S12 zu S1F. Wurde alternativ ein abnormaler Zustand im Stromversorgungssystem erkannt, verzweigt das Programm von Schritt S13 zu Schritt S1G. In Schritt S1F wird eine Diagnoseinformation zur Anzeige des Vorliegens eines abnormalen Zustands im Kommunikationssystem in seinem eigenen Speicher gesichert, und die Diagnoseinformation wird unter Verwendung der Signalleitung RXD, TXD und CLK der Servo-Einheit SVU zugeführt. In Schritt S1G wird die das Vorliegen eines abnormalen Zustands im Stromversorgungssystem anzeigende Diagnoseinformation in ihrem eigenen Speicher gesichert, und in gleicher Weise mittels der Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur Servo- Einheit SVU übertragen. Im nachfolgenden Schritt S1H wird der Signalpegel des Ausgangsanschlusses RLM auf einen niedrigen Pegel geschaltet, so daß das Relais 3 ausgeschaltet wird. Dies bewirkt eine Unterbrechung der Stromversorgung des Stromversorgungssystems zur zweiten Stromversorgungseinrichtung PIG.

Im nächsten Schritt S14 werden aus einem internen Speicher (Festwertspeicher ROM) die Verstärkung des Servosystems bestimmende Parameter ausgelesen und unter Verwendung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur Servo-Einheit SVU übertragen.

Die nachfolgenden Schritte S15-S16-S17-S18-S19-S1A-S1B-S1C- S15 . . . werden wiederholt in Form einer Schleife bis zum Auftreten eines abnormalen Zustands durchgeführt. Die Verarbeitung dieser Schleife erfolgt periodisch nach jeweils 5 msec.

In Schritt S15 wird der Inhalt eines Registers, das den gewärtigen Wert T1 des Soll-Lenkwinkels enthält, in einem Register gesichert, das den vorherigen Wert T2 enthält, und der Inhalt des Registers, das den gewärtigen Wert 51 der Fahrzeuggeschwindigkeit enthält, wird in einem Register gesichert, das den vorherigen Wert 52 enthält. Im nachfolgenden Schritt S16 wird der gegenwärtige Wert T1 des Soll-Lenkwinkels berechnet und in einem vorgegebenen Register gespeichert, und es wird in Schritt S17 der gegenwärtige Wert 51 der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet und in einem vorgegebenen Register gespeichert. Eine Abweichung TΔ zwischen dem gegenwärtigen Wert T1 und dem vorherigen Wert T2 des Soll-Lenkwinkels wird in Schritt S18 berechnet und in einem vorgegebenen Register gespeichert, und in gleicher Weise wird eine Abweichung SΔ zwischen dem gegenwärtigen Wert S1 und dem vorherigen Wert S2 der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet und in einem vorgegebenen Register gespeichert. Im nachfolgenden Schritt S19 wird die die Abweichung TΔ des Soll-Lenkwinkels und die Abweichung SΔ der Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende Information im Format serieller binärer Daten zur Servo-Einheit SVU übertragen. Somit überträgt die elektronische Steuerungseinrichtung 9 die die Abweichungen TΔ und SΔ repräsentierende Information zur Servo-Einheit SVU in einem Zeitraster (in Perioden) von jeweils 5 msec.

In gleicher Weise wie die elektronische Steuerungs­ einrichtung 9 überträgt die Servo-Einheit SVU Information zur elektronischen Steuerungseinrichtung 9 in einem Zeitraster von jeweils 5 msec. Die von der Servo-Einheit SVU zur elektronischen Steuerungseinrichtung 9 übertragene Information stellt eine Abweichung Θe zwischen dem Soll- Lenkwinkel und dem tatsächlichen Lenkwinkel der Servo- Einheit SVU dar. In Schritt S1A empfängt der Mikrocomputer 1 die von der Servo-Einheit SVU übertragene Lenkwinkel­ abweichung Θe. In Schritt S1B wird ein Zeitintervall, das einer Periode zwischen dem gegenwärtigen und dem vorherigen Empfang einer die Lenkwinkelabweichung Θe repräsentierenden Information entspricht mit einem Schwellenwert verglichen, wobei hierbei das Auftreten eines abnormalen Zustands bestimmt werden kann. Verbleibt das Zeitintervall der Periode innerhalb eines Bereichs von 5 ± 1 msec oder innerhalb eines Bereichs von 4 bis 6 msec, dann wird eine solche Periode als normal betrachtet, und das Programm geht von Schritt S1B zu Schritt S1C über. Andernfalls geht das Programm zu Schritt S1D über.

In Schritt S1D wird die das Auftreten eines Empfangsfehlers anzeigende Diagnoseinformation in ihrem Speicher gesichert und unter Benutzung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur Servo-Einheit SVU übertragen. Normalerweise erfolgt keine Verarbeitung des Schritts S1D. Tritt jedoch ein Fehler im Kommunikationssystem auf, kann eine die Lenkwinkelabweichung Ae repräsentierende Information nicht innerhalb des Zeitintervalls von 5 ± 1 msec empfangen werden, worauf zu Schritt S1D übergegangen wird zur Feststellung des Auftretens eines Fehlers.

Ein Wert der empfangenen Lenkwinkelabweichung Θe wird im nachfolgenden Schritt S1C mit einem vorbestimmten Schwellenwert Θem (oberer Grenzwert) verglichen. Falls Θe < Θem gilt, wird eine Zeitzählung begonnen, und die abgelaufene Zeit mit einem vorgegebenen Schwellenwert tem verglichen. Das Programm geht sodann normalerweise von Schritt S1C zu Schritt S15 über. Im Falle des Andauerns der Ungleichung Θe < Θem wird jedoch die abgelaufene Zeit mit jeder Verarbeitung des Schritts S1C vergrößert. Ist die Ungleichung Θe Θem erfüllt, wird die Zeitzählung gelöscht; so lange jedoch gilt Θe < Θem wird die abgelaufene Zeit den Schwellenwert tem überschreiten, worauf das Programm von Schritt S1C zu S1E übergeht.

In Schritt S1E wird die das Auftreten eines abnormalen Zustands anzeigende Diagnoseinformation in einem eigenen Speicher gesichert und unter Benutzung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur Servo-Einheit SVU übertragen. Die Durchführung des Schritts S1E erfolgt im Normalfall nicht. Arbeitet jedoch der Motor 12 nicht oder tritt ein Fehler bei dem Magnetpolsensor 18 oder dem Lenkwinkeldetektor 21 oder dergleichen auf, wird eine Differenz zwischen einem Soll- Lenkwinkel und einem tatsächlichen Lenkwinkel größer und geht nicht auf 0 zurück, worauf mit Schritt S1E das Auftreten eines Fehlers erfaßt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nachstehend die Arbeitsweise des Mikrocomputers 8 der Servo-Einheit SVU näher erläutert. Nach dem Einschalten der Stromversorgung führt der Mikrocomputer 8 in Schritt S21 eine Initialisierung durch, wobei sich die Zentraleinheit CPU selbst überprüft, die Speicher gelöscht werden, verschiedene Parameter initialisiert und verschiedene Betriebsmodi eingestellt werden. Dabei werden ebenfalls die Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur Durchführung einer Testkommunikation mit der elektronischen Steuerungs­ einrichtung 9 benutzt zur Überprüfung, ob ein abnormaler Zustand im Kommunikationssystem vorliegt. Zusätzlich wird auch das Auftreten eines abnormalen Zustands im Stromversorgungssystem überprüft. Im einzelnen schaltet der Mikrocomputer 8 die den Ausgangsanschlüssen LA1, LB1, LC1, LA2, LB2 und LC2 zugeführten Phasenschaltsignale während er die an den Eingangsanschlüssen MI und PIGM des Mikrocomputers 8 anliegenden Spannungspegel abtastet, die analogen Abtastwerte in digitale Werte umwandelt und diese Werte zur Bestimmung des Zustands des Relais 3, des Zustands der Schalteinrichtungen U11, U12, U13, U21, U22 und U23 sowie den Zustand der Spulen im Motor 12 (offen oder kurz geschlossen) mit vorbestimmten Schwellenwerten vergleicht im Rahmen einer Überprüfung des Auftretens eines abnormalen Zustands.

Liegt im Kommunikationssystem ein abnormaler Zustand vor und wurde dieser als Ergebnis der Überprüfung gemäß Schritt S21 erkannt, verzweigt das Programm von Schritt S22 zu Schritt S26. Wurde ein abnormaler Zustand im Stromversorgungssystem erkannt, dann verzweigt das Programm von Schritt S23 zu Schritt S26. In Schritt S26 werden die den Ausgangsanschlüssen LA1, LB1, LC1, LA2, LB2 und LC2 zugeführten Phasenschaltsignale derart gesteuert, daß alle Schalteinrichtungen U11-U23 ausgeschaltet werden und ebenso der Pegel der Signalleitung RLS zur Ausschaltung des Relais 3 gesteuert wird.

Falls kein abnormaler Zustand im System auftritt, geht das Programm von den Schritten S21-S22-S23 zu Schritt S24 über. In Schritt S24 wird eine von der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 unter Verwendung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK übertragene und die Parameter zur Bestimmung der Verstärkung des Servosystems repräsentierende Information eingegeben, wodurch die Verstärkung des Servo­ systems in entsprechender Weise eingestellt wird (Fig. 7).

Im nachfolgenden Schritt S25 wird ein mittels des Lenkwinkeldetektors 21 erfaßter Lenkwinkel der Hinterräder als Anfangswert in den Magnetpolzähler 87 geladen (Fig. 7). Der mittels des Lenkwinkeldetektors 21 erfaßte Wert hat eine relativ geringe Auflösung, während eine Lenkwinkel­ information mit hoher Auflösung erhalten wird durch eine Zählung der vom Magnetpolsensor 18 ausgegebenen Pulse. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die über den Magnetpolsensor 18 verfügbare Lenkwinkelinformation nur eine relative Änderung darstellt, und in entsprechender Weise der tatsächliche, mittels des Lenkwinkeldetektors 21 erfaßten Lenkwinkel als Anfangswert herangezogen und durch eine Kombination des Anfangswerts und der Veränderung (Abweichung) im Lenkwinkel ein gegenwärtiger Lenkwinkel mit hoher Auflösung durch den Magnetpolzähler 87 (Fig. 7) gebildet wird.

Die nachfolgenden Schritte S27, S28, S29, S2A, S2B, S2C, S2D, S2E, S27, . . . werden wiederholt in Form einer Schleife durchgeführt bis ein abnormaler Zustand ermittelt wird. Die Verarbeitung der Schleife wird periodisch in einem Zeitraster von 5 msec durchgeführt.

In Schritt S27 wird eine die Abweichungen TΔ und SΔ des Soll-Lenkwinkels und der Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende und unter Verwendung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK von der elektronischen Steuerungseinrichtung 9 übertragene Information empfangen und in einem vorgegebenen Register gespeichert. In Schritt S28 wird die abgelaufene Zeit einer Periode bis zum Empfang der gewärtigen Information TΔ und SΔ seit dem letzten Empfang überprüft zur Ermittlung, ob sie in dem durch den vorgegebenen Schwellenwert von 5 ± 1 msec definierten Bereich liegt. Liegt die abgelaufene Zeit innerhalb des Bereichs von 4 bis 6 msec, dann geht das Programm zu Schritt S29 über, im anderen Fall zu Schritt S2F.

In Schritt S2F wird eine das Auftreten eines Empfangsfehlers anzeigende Diagnoseinformation in einem Speicher gesichert und ferner unter Verwendung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur elektronischen Steuerungseinrichtung 9 übertragen. Im nachfolgenden Schritt S21 wird der Betrieb des Motors 12 infolge einer Bremsung beendet und das Lenksystem der Hinterräder wird im eingestellten Lenkwinkel gehalten, wobei weitere Verstellungen unterdrückt werden.

In Schritt S29 werden die empfangenen Information TΔ und SΔ mit jeweiligen vorbestimmten Schwellenwerten Tref und Sref verglichen. Die Schwellenwerte Tref und Sref repräsentieren beide obere Grenzwerte. Ist TΔ < Tref und SΔ < Sref, geht das Programm zu Schritt S2A über. Ist jedoch TΔ Tref oder SΔ < Sref, so wird das Auftreten eines Fehlers bzw. einer Störung erkannt und zu Schritt S2G übergegangen.

Da es im vorliegenden Ausführungsbeispiel unmöglich ist, daß eine große Abweichung im Soll-Lenkwinkel oder in der Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb von 5 msec auftritt, wird die empfangene, den Lenkwinkel repräsentierende Information TΔ im wesentlichen klein im Vergleich zum maximalen Wert des Soll-Lenkwinkels ausfallen, und in gleicher Weise wird die die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende Information SΔ im wesentlichen klein im Vergleich zum maximalen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit sein. Weist nun die empfangene, den Lenkwinkel oder die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierende Information TΔ oder SΔ eine bestimmte Größenordnung auf, so ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, daß ein Fehler bzw. eine Störung bei der Datenübertragung aufgetreten ist. Die als Schwellenwert verwendete Größe Tref kann wesentlich kleiner als der Maximalwert des Soll-Lenkwinkels gewählt werden, und in gleicher Weise kann der Schwellenwert Sref wesentlich kleiner als der Maximalwert der Fahrzeug­ geschwindigkeit gewählt werden. Auf diese Weise kann bei Auftreten eines Datenfehlers ein derartiger abnormaler Zustand verläßlich erkannt werden, bevor der Soll-Lenkwinkel von dem üblichen Wert abweicht.

In Schritt S2G wird eine einen Datenfehler anzeigende Diagnoseinformation in einem Speicher gesichert und unter Verwendung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur elektronischen Steuerungseinrichtung 9 übertragen. Im nachfolgenden Schritt S21 wird der Betrieb des Motors 12 in Folge einer Bremsung beendet und das Lenkungssystem der Hinterräder wird im vorliegenden Lenkwinkel festgehalten und es werden nachfolgende Verstellungen unterdrückt.

In Schritt S2A wird die jüngste empfangene Lenkwinkelinformation TΔ zu dem in der Servo-Einheit SVU gespeicherten Soll-Lenkwinkel TΘ zur Aktualisierung des Soll-Lenkwinkels TΔ addiert und sodann in einem vorgegebenen Register gesichert.

,Der aktualisierte Soll-Lenkwinkel TΘ wird in Schritt S2B mit einem Schwellenwert Tmax (oberer Grenzwert) verglichen. Im Falle TΘ < Tmax geht das Programm zum nächsten Schritt S2C und andernfalls zu Schritt S2H über. In Schritt S2H wird eine einen im Soll-Lenkwinkel auftretenden abnormalen Zustand anzeigende Information in einem Speicher gesichert und zur elektronischen Steuerungseinrichtung 9 unter Verwendung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK übertragen. Der Betrieb des Motors 12 wird in Schritt S21 infolge einer Bremsung beendet, und das Lenksystem der Hinterräder im vorliegenden Lenkwinkel gehalten und es werden nachfolgende Verstellungen unterdrückt.

Eine Steuerung des den Motor 12 ansteuernden Servosystems (Leistungs-Steuerungseinrichtung) wird in Schritt S2C durchgeführt. Die Gesamtanordnung des Servosystems ist in Fig. 7 gezeigt und wird nachstehend noch beschrieben.

Im nachfolgenden Schritt S2D wird eine Abweichung zwischen dem jüngsten Soll-Lenkwinkel TΘ und dem tatsächlichen, mittels des Lenkwinkeldetektors 21 erfaßten Lenkwinkel in Form einer Abweichung Θe erhalten, die in einem Register gesichert wird. Im darauf folgenden Schritt S2E wird die die Lenkwinkelabweichung Θe repräsentierende Information unter Verwendung der Signalleitungen RXD, TXD und CLK zur elektronischen Steuerungseinrichtung 9 übertragen. Der mittels des in Fig. 7 gezeigten Magnetpolzählers 87 berechnete Wert RAGL kann als tatsächlicher Lenkwinkel zur Verwendung in Schritt S2D herangezogen werden. In diesem Fall gilt Θe = ΔAGL.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nachstehend das Servosystem der Servo-Einheit SVU im einzelnen beschrieben. Mit Ausnahme der Motortreiber 5, des Motors 12 und des Magnetpolsensors 18 ist das Servosystem programmäßig im Mikrocomputer 8 implementiert. Dabei entspricht der Motortreiber 5 gemäß Fig. 7 den Ansteuerungseinrichtungen DV2 und DV3 gemäß Fig. 4. Die Gesamtverstärkung der Regelung des Servosystems wird in dem in Fig. 6 gezeigten Schritt S24 eingestellt.

Der Soll-Lenkwinkel TΘ wird einer Differenzierschaltung 90 und einem Subtrahierer 92 zugeführt. Die Differenzierschaltung 90 berechnet eine zeitliche Ableitung SAGLA des Soll-Lenkwinkels TΘ und führt diesen Wert einer Differenzverstärkungs-Einstelleinrichtung 91 zu, die eine Differenzverstärkung YTDIFGAIN des absoluten Werts von SAGLA erhält. Die graphischen Darstellungen jedes Blocks gemäß Fig. 7, wie beispielsweise der Differenzverstärkungs- Einstelleinrichtung 91, kennzeichnen die Beziehung zwischen einem Eingangssignal und einem Ausgangssignal, wobei die Abszisse dem Eingangssignal und die Ordinate dem Ausgangssignal entspricht. Im vorliegenden Ausführungs­ beispiel wird die Differenzverstärkung auf den Wert 0 gesetzt, wenn der absolute Wert der Ableitung SAGLA 4°/sec ist, und sie wird auf den Wert 4 gesetzt, wenn der absolute Wert der Ableitung SAGLA als 12°/sec ist. In anderen Fällen nimmt die Differenzverstärkung (Verstärkungsfaktor) einen Wert in einem Bereich zwischen 0 und 4 an.

Der Subtrahierer 92 berechnet die Differenz zwischen dem Soll-Lenkwinkel TΘ und dem tatsächlichen Lenkwinkel RAGL in Form einer Abweichung ΔAGL zwischen beiden Werten. Der tatsächliche Lenkwinkel RAGL wird vom Magnetpolzähler 87 zur Verfügung gestellt, der die Drehrichtung des Motors 12 aus einer Phasendifferenz zwischen drei vom Magnetpolsensor 18 zugeführten Pulssignalen erkennt und den Wert des Lenkwinkels durch Addition oder Subtraktion der Anzahl der Pulse im Pulssignal vom oder zum gegenwärtigen Zählwert ermittelt. Der aus dem Pulssignal des Magnetpolsensors 18 gebildete Wert des Lenkwinkels bildet einen relativen Wert (Drehwinkel). Da jedoch der aktuelle, anfänglich oder vor der Initialisierung des Antriebs mittels des Lenkwinkeldetektors 21 erfaßte Lenkwinkel gemäß Schritt S25 (Fig. 6) in den Magnetpolzähler 87 geladen wird, repräsentiert der vom Magnetpolzähler 87 ausgegebene Wert RAGL einen tatsächlichen Lenkwinkel.

Die Lenkwinkelabweichung ΔAGL wird von einer Lenkwinkelabweichung-Totzoneneinstelleinrichtung 93 ver­ arbeitet, wobei eine Lenkwinkelabweichung ETH2 gebildet wird. Die Lenkwinkelabweichung-Totzoneneinstelleinrichtung 93 bildet die Lenkwinkelabweichung ETH2 von o bei einer Eingangsgröße (Lenkwinkelabweichung ΔAGL) mit einem absoluten Wert kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert E2PMAX, wodurch die Steuerung für kleinere Werte der Abweichung ΔAGL unterdrückt wird. Die von der Lenkwinkelabweichung-Totzoneneinstelleinrichtung 93 aus­ gegebene Abweichung ETH2 wird einer Proportionaleinheit 96 und einem weiteren Differenzierer 94 zugeführt.

Die Proportionaleinheit 96 multipliziert die Lenkwinkelabweichung ETH2 mit einer vorbestimmten proportionalen Verstärkung (Verstärkungsfaktor) zur Bildung eines proportionalen Steuerungswerts PAGLA. Der Differenzierer 94 bildet eine zeitliche Ableitung der Abweichung ETH2 zur Bildung einer Ableitung SETH2 der Lenkwinkelabweichung. Ein Multiplizierer 95 multipliziert die Ableitung SETH2 der Lenkwinkelabweichung mit der vorstehend genannten Differenzverstärkung YTDIFGAIN zur Bildung eines differentialen Steuerungswerts DAGLA. Ein Addierer 97 addiert den proportionalen Steuerungswert PAGLA und den differentialen Steuerungswert DAGLA und gibt einen geregelten Lenkwinkelwert HPID als Ausgangssignal (Regelgröße) ab.

Der geregelte Lenkwinkelwert HPID wird durch einen Lenkwinkel-Abweichungsbegrenzer 98 geleitet zur Bildung einer geregelten Variable ANG. Der Lenkwinkel- Abweichungsbegrenzer 98 bildet ein Ausgangssignal proportional zum Eingangssignal und begrenzt den Bereich des Ausgangssignalwerts, so daß der geregelte Wert ANG weder den oberen Grenzwert von 1,5° noch den unteren Grenzwert von -1,5° überschreitet. Die Regelvariable ANG wird einem Pulsweitenmodulator 99 zugeführt, in welchem sie in ein pulsweitenmoduliertes Signal PWM1 umgewandelt wird. Somit wird ein pulsweitenmoduliertes Signal PWM1 gebildet, das eine konstante Periode und eine Pulsweite proportional zur Größe der Regelvariablen ANG aufweist.

Das pulsweitenmodulierte Signal PWM1 wird dem Motortreiber 5 zugeführt, der in Verbindung mit dem pulsweitenmodulierten Signal PWM1 die zeitliche Abfolge des Ein- und Ausschaltens und damit den Stromfluß durch den Motor 12 bestimmt. Somit wird das Antriebsdrehmoment des Motors 12 durch das pulsweitenmodulierte Signal PWM1 verändert. Da der Magnetpolsensor 18 während einer Drehung des Motors 12 entsprechende Pulse erzeugt, ändert sich der Zählwert im Magnetpolzähler 87 oder der tatsächliche Lenkwinkel RAGL, wobei sich in gleicher Weise die Lenkwinkelabweichung ΔAGL ändert. Das gezeigte Servosystem hat somit die Aufgabe, den Motor 12 derart zu steuern bzw. zu regeln, daß die Lenkwinkelabweichung ΔAGL nahe 0 gebracht wird.

Eine modifizierte elektronische Steuerungseinrichtung 9B ist nun in Fig. 8 gezeigt, während eine modifizierte Servo- Einheit SVU2 in Fig. 9 gezeigt ist. Die elektronische Steuerungseinrichtung 9B führt eine Soll-Lenkwinkel- Information TΔ einer Servo-Einheit SVU2 zu, die ihrerseits eine Lenkwinkel-Abweichungsinformation Θe der elektronischen Steuerungseinrichtung 9B zuführt, wobei diese Information in Form analoger Spannungen auf den Signalleitungen übertragen wird.

Ein Mikrocomputer 1B in der elektronischen Steuerungseinrichtung 9B wandelt mittels eines D/A-Wandlers (Digital/Analog-Wandler) die Soll-Lenkwinkel-Information TΔ in eine entsprechende analoge Spannung um und gibt diese entsprechend am Ausgangsanschluß D/A ab. Dieses Signal durchläuft einen Puffer BF in einer Schnittstelle IF2B und erscheint auf einer Signalleitung TΔ, wonach es einen Puffer BF in einer Schnittstelle IF3B der Servo-Einheit durchläuft und über den Eingangsanschluß A/D dem Mikrocomputer 8B zugeführt wird. Die Spannung des Signals wird sodann mittels eines A/D-Wandlers (Analog/Digital-Wandler) des Mikro­ computers 8B in ein digitales Signal umgewandelt zur Verarbeitung in gleicher Weise wie die Lenkwinkelinformation TΔ in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. Der Mikrocomputer 8B wandelt die darin gebildete Lenkwinkel- Abweichungsinformation Θe in ein analoges Spannungssignal um, das am Ausgangsanschluß D/A anliegt. Dieses Signal durchläuft einen Puffer BF in einer Schnittstelle IF3B, die Signalleitung Θe und den Puffer BF in der Schnittstelle IF2B zur Eingabe in den Mikrocomputer 1B über den Eingangsanschluß A/D. Der Mikrocomputer setzt das über den Eingangsanschluß A/D eingegebene Spannungssignal mittels seines internen A/D-Wandlers in einen entsprechenden digitalen Wert um zur Bildung einer Lenkwinkel- Abweichungsinformation Θe, die in gleicher Weise wie zuvor beschrieben verarbeitet wird.

Erfaßt der Mikrocomputer 8B der Servo-Einheit SVU2 im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Auftreten einer Abnormalität, dann wird der Pegel eines an seinem Ausgangsanschluß P2 anliegenden Signals in der Weise gesteuert, daß ein Fehlersignal (binäres Signal) ERR gebildet wird, das über die beiden Schnittstellen IF3B und IF2B dem Mikrocomputer 1B über seinen Eingangsanschluß P1 zugeführt wird. Der Mikrocomputer 1B tastet periodisch den Status des Eingangsanschlusses P1 ab zur Ermittlung des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines beliebigen abnormalen Zustands in der Servo-Einheit SVU2.

Wie bereits erwähnt, sind die erste und zweite Steuerungseinrichtung getrennt und unabhängig voneinander und können daher an beliebigen Stellen angeordnet werden. Im allgemeinen kann die erste Steuerungseinrichtung 9, 9B in der Nähe der Orte der Sensoreinrichtungen (beispielsweise im vorderen Fahrzeugteil) angeordnet werden, während die zweite Steuerungseinrichtung (Servo-Einheit) mit der Antriebs­ einrichtung verbunden ist und daher in der Nähe der Antriebseinrichtung (beispielsweise im selben Gehäuse des Hinterrad-Lenkmechanismus) angeordnet werden kann. Eine Anordnung der ersten Steuerungseinrichtung in der Nähe der Sensoreinrichtungen vereinfacht die erforderlichen Verbindungen und macht eine derartige Verbindung unempfindlich gegenüber dem Einfluß elektrischer Störungen (Rauschen). Eine Anordnung der zweiten Steuerungseinrichtung (Servo-Einheit) in der Nähe der Antriebseinrichtung vereinfacht deren erforderliche Verbindung, da ein in diesem Bereich möglicher Leistungsverlust vermindert wird.

Hinsichtlich der Leitungsverbindungen zwischen der ersten und zweiten Steuerungseinrichtung ist erkennbar, daß die entsprechenden Verbindungen erheblich vereinfacht sind, da es lediglich erforderlich ist, eine den Soll-Lenkwinkel repräsentierende Information zwischen beiden Einrichtungen zu übertragen. Erfordert die Verbindung zwischen beiden Einrichtungen eine größere Leitungslänge, kann die Impedanz der Leitung vermindert werden, so daß sie unempfindlich wird gegenüber dem Einfluß elektrischer Störungen. Da ferner kein hoher Strom über diese Leitung geführt wird, tritt das Problem eines erhöhten Leistungsverlusts nicht auf.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die von der ersten zur zweiten Steuerungseinrichtung übertragene Information eine Abweichung des ersten Soll-Lenkwinkels während eines vorgegebenen Zeitintervalls dar, so daß die je Zeiteinheit zu übertragende Information vermindert ist und daher die erforderliche Signalfrequenz verringert werden kann. Durch die Verringerung der Signalfrequenz wird die Erzeugung von höherfrequenten Störungen (Rauschen) erheblich vermindert, wogegen bei einer Übertragung eines Hochfrequenzsignals Hochfrequenzstörungen erzeugt würden, die zu verschiedenen Problemen führen können. Falls das Signal in Form paralleler Daten übertragen wird, führt die Verminderung der zu übertragenden Information auch zu einer Verminderung der Anzahl der parallel zu übertragenden Bits, wodurch eine weitere Verminderung der Anzahl der Verbindungsleitungen erzielt wird.

Die Tatsache, daß die von der ersten zur zweiten Steuerungseinrichtung zugeführte Information eine Abweichung des ersten Soll-Lenkwinkels während eines vorgegebenen Zeitintervalls darstellt, führt zu der vorteilhaften Wirkung, daß der Maximalwert einer solchen Information wesentlich kleiner ist im Vergleich zu einem Maximalwert des ersten Soll-Lenkwinkels. Dies erlaubt das Erkennen eines abnormalen Zustands in der Information TΔ auf einfache Weise durch Vergleichen der von der zweiten Steuerungseinrichtung (Servo-Einheit SVU) empfangenen Information TΔ mit einem Schwellenwert Tref mit einer vergleichsweise geringen Größe. Tritt beispielsweise in Folge des Einflusses elektrischer Störungen (Rauschen) bezüglich der Information ein Übertragungsfehler auf, dann führt dies zu einer schnellen Veränderung des Sollwerts des Lenkwinkels, der zu einer Instabilität in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs führen kann.

Ist jedoch der Maximalwert der zu übertragenden Information TΔ auf einen kleinen Wert begrenzt, so kann jede größere Änderung im Sollwert des Lenkwinkels infolge einer Fehlfunktion verhindert werden, wodurch die Verläßlichkeit des Systems hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Stabilität in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs verbessert werden kann.

Tritt im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein abnormaler Zustand im Bereich der zweiten Steuerungseinrichtung (Servo- Einheit), beispielsweise in der Antriebseinrichtung (Motor 12) auf, kann das Auftreten eines derartigen abnormalen Zustands durch die erste Steuerungseinrichtung zur Verhinderung einer Fehlfunktion erkannt werden. In gleicher Weise ist die zweite Steuerungseinrichtung in der Lage, einen in der ersten Steuerungseinrichtung auftretenden abnormalen Zustand zu erkennen, wie die erste Steuerungseinrichtung in der Lage ist, das Auftreten eines abnormalen Zustands in der zweiten Steuerungseinrichtung zu erkennen.

Somit wird bei dem Lenkungs-Steuerungssystem für ein Fahrzeug der Aufwand für die erforderlichen Leitungsverbindungen vermindert, so daß die Leistungsverluste in den Leitungen des Systems vermindert werden. Der Einfluß elektrischer Störungen (Rauschen) auf die Leitungen zwischen Sensoren und einer Steuerungseinrichtung sind zur Verbesserung der Zuverlässigkeit des Systems vermindert. Die mit den Sensoren verbundene Steuerungseinrichtung 9 und eine Servo-Einheit SVU, die jede einen jeweils unabhängigen Computer 1, 8 aufweisen, sind miteinander über Kommunikationsleitungen verbunden. Die Steuerungseinrichtung 9 ist in der Nähe der Sensoren angeordnet, während die Servo-Einheit SVU in der Nähe eines Betätigungsglieds angeordnet ist. Eine zu übertragende Information bezüglich eines Soll-Lenkwinkels ist als Abweichung TΔ des Soll-Lenkwinkels vorgesehen, die auf der Empfangsseite zur Gewinnung eines Soll-Lenkwinkels TΘ akkumuliert wird. Eine Lenkwinkelabweichung Θe wird sodann von der Servo-Einheit SVU zur Steuerungseinrichtung 9 übertragen. Das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines beliebigen abnormalen Zustands wird überwacht durch eine Überprüfung der für den Signalempfang erforderlichen Zeitdauer (Periode) und der Signalwerte.

Claims (7)

1. Lenkungs-Steuerungssystem für ein Fahrzeug, mit
Sensoreinrichtungen (17, 20, 22, 23, 24) zur Ermittlung von Informationen über den Zustand des Fahrzeugs,
einer ersten, einen ersten digitalen Prozessor (1) aufweisenden und mit den Sensoreinrichtungen verbundenen Steuerungseinrichtung (9) zur Erzeugung einer einen Soll-Lenkwinkel darstellenden Information auf der Basis von mittels der Sensoreinrichtungen erfaßten Informationen, und
einer Antriebseinrichtung (12) zur Einstellung eines Lenkwinkels, gekennzeichnet durch
eine zweite, einen zweiten digitalen Prozessor (8) aufweisende Steuerungseinrichtung (SVU), die separat und unabhängig vom ersten digitalen Prozessor (1) die Antriebseinrichtung (12) entsprechend einer durch die erste Steuerungseinrichtung (9) ausgegebenen und den Soll- Lenkwinkel repräsentierenden Information steuert.

2. Lenkungs-Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die erste Steuerungseinrichtung (9) eine erste Lenkwinkel- Berechnungseinrichtung (S16) zum wiederholten Berechnen eines ersten Soll-Lenkwinkels zu einer vorgegebenen Periode, eine Lenkwinkelinformations-Sicherungseinrichtung (S15) zur Sicherung des berechneten ersten Soll-Lenkwinkels für zumindest eine Periode, eine Lenkwinkelabweichungs-Berechnungseinrichtung (S18) zur Berechnung einer Differenz (TΔ) zwischen dem jüngsten ersten Soll-Lenkwinkel und dem eine Periode zuvor berechneten ersten Soll-Lenkwinkel, und eine Lenkwinkel- Übertragungseinrichtung aufweist zur Übertragung der derart erhaltenen Differenz (TΔ) des ersten Soll-Lenkwinkels zur zweiten Steuerungseinrichtung (SVU), und daß
die zweite Steuerungseinrichtung (SVU) eine zweite Lenkwinkel- Berechnungseinrichtung (S2A) zur Akkumulation der von der ersten Steuerungseinrichtung (9) zu vorgegebenen Perioden zugeführten Lenkwinkelinformation (TΔ) und zur Bildung eines zweiten Soll-Lenkwinkels (TON), und eine Leistungs-Steuerungseinrichtung (S2C) aufweist zur Steuerung der Leistungszufuhr zur Antriebseinrichtung (12) entsprechend dem derart gebildeten zweiten Soll-Lenkwinkel (TΘ) und einem tatsächlichen, von der Lenkeinrichtung zu steuernden Lenkwinkel (RAGL).

3. Lenkungs-Steuerungssystem gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Steuerungseinrichtung (SVU) eine Lenkwinkelfehler- Berechnungseinrichtung (S2D) zur Berechnung einer Differenz zwischen dem zweiten Soll-Lenkwinkel und dem tatsächlichen, von der Lenkeinrichtung zu steuernden Lenkwinkel in Form eines Lenkwinkelfehlers (Θe), und eine Lenkwinkelfehler-Übertragungseinrichtung (S2E) aufweist, zur Übertragung des Lenkwinkelfehlers (Θe) zur ersten Steuerungseinrichtung (9) zu vorgegebenen Perioden, und daß
die erste Steuerungseinrichtung (9) eine Abnormalitäts- Erkennungseinrichtung (S1C, S1E) aufweist zur Erkennung des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines beliebigen abnormalen Zustands in Bezug auf den von der zweiten Steuerungseinrichtung (SVU) zugeführten Lenkwinkelfehler (Θe).

4. Lenkungs-Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerungseinrichtung (SVU) eine erste Verbindungsabnormalitäts-Erfassungseinrichtung (S28, S2F) aufweist zur Überwachung der Periode, in der ein Signal von der ersten Steuerungseinrichtung (9) zugeführt wird, und zur Erfassung einer in der ersten Steuerungseinrichtung (9) auftretenden Abnormalität, wenn die Periode von einem vorbestimmten Bereich abweicht.

5. Lenkungs-Steuerungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuerungseinrichtung (9) eine zweite Verbindungsabnormalitäts-Erfassungseinrichtung (S1B, S1D) aufweist zur Überwachung der Periode, in der ein Signal von der zweiten Steuerungseinrichtung (SVU) zugeführt wird, und zur Erfassung einer in der zweiten Steuerungseinrichtung (SVU) auftretenden Abnormalität, wenn die Periode von einem vorbestimmten Bereich abweicht.

6. Lenkungs-Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtungen eine Vorderradlenkwinkel- Erfassungseinrichtung (17, 20) umfassen zur Ermittlung des Lenkwinkels von vorderen Rädern (13, 14) des Fahrzeugs, und daß die erste Steuerungseinrichtung (9) eine den Soll-Lenkwinkel von hinteren Rädern (15, 16) darstellende Information auf der Basis des von der Vorderradlenkwinkel-Erfassungseinrichtung (17, 20) ermittelten Lenkwinkels bildet.

7. Lenkungs-Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite digitale Prozessor (1, 8) jeweils eine Verbindungsschaltung für serielle Daten aufweist, und der erste und zweite digitale Prozessor (1, 8) miteinander über eine serielle Datenverbindungsleitung und eine Signalleitung (CLK) zur Übertragung von Taktimpulsen verbunden sind.