DE3783367T2 - Vom motor angetriebene servolenkung. - Google Patents

Vom motor angetriebene servolenkung.

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DE3783367T2 DE8787907827T DE3783367T DE3783367T2 DE 3783367 T2 DE3783367 T2 DE 3783367T2 DE 8787907827 T DE8787907827 T DE 8787907827T DE 3783367 T DE3783367 T DE 3783367T DE 3783367 T2 DE3783367 T2 DE 3783367T2
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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein motorgetriebenes Servolenkungssystem zur Verwendung beim Aufbringen einer Hilfssteuerkraft auf eine Automobilsteuervorrichtung durch die Drehkraft des Motors.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Bei herkömmlichen Systemen dieser Art ist ein normalerweise offener Kontakt eines Ausfallsicherungsrelais im Verlauf einer (+) Leistungsversorgungsleitung angeordnet, die einem Gleichstrommotor (im folgenden als DC- Motor bezeichnet), der zum Aufbringen einer Hilfssteuerkraft auf eine Steuervorrichtung getrieben wird, und einer elektromagnetischen Kupplung gemeinsam ist, welche die Drehkraft des DC-Motors wirksam beziehungsweise unwirksam macht. Im Falle einer Abnormalität wird das Ausfallsicherungsrelais nicht länger mit Energie versorgt, so daß sein normalerweise offener Kontakt, der geschlossen war, geöffnet wird, wodurch sowohl der DC- Motor, als auch die elektromagnetische Kupplung von ihrer gemeinsamen Leistungszufuhr getrennt sind. Das gemäß der obigen Beschreibung ausgebildete herkömmliche motorgetriebene Servolenkungssystem weist das Problem auf, daß bei einer Störung durch Kurzschluß in Leistungstransistoren, Leistungs-MOS-FETs und dergleichen, welche den DC-Motor durch Bestimmen der Stromflußrichtung in dem Motor oder auf andere Weise treiben, ein Haltestrom für den DC-Motor an dem normalerweise offenen Kontakt unterbrochen werden muß. Aus diesem Grund hat der normalerweise offene Kontakt des Ausfallsicherungsrelais notwendigerweise ein großes Volumen. Dies bedeutet selbstverständlich, daß das Ausfallsicherungsrelais groß, von großem Volumen und teuer ist. Eine weitere Schwierigkeit stellt die Möglichkeit des Leistungsverlusts aufgrund eines sich aus dem normalerweise offenen Kontakt ergebenden Spannungsabfalls dar. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß, wenn der normalerweise offene Kontakt eine hohe Kapazität hat, das Öffnen und Schließen zu einem Schmelzen des Kontakts führt, wodurch ein Sicherheitsproblem entsteht.
  • Die vorliegende Erfindung soll die vorgenannten Schwierigkeiten überwinden. Die erste Aufgabe der Erfindung ist es, ein motorgetriebenes Servolenkungssystem zu schaffen, bei dem ein Ausfallsicherungsrelais mit geringer Kapazität verwendbar ist und das ein hohes Maß an Sicherheit bietet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung ein motorgetriebenes Servolenkungssystem mit einer Steuereinheit zum Steuern der als Hilfssteuerkraft wirkenden Rotationskraft eines Gleichstrommotors auf der Basis eines Steuerdrehmomentsignals eines Steuersensors, der die Rotationskraft eines Steuerrades erkennt, und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors, der die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erkennt;
  • wobei die Steuereinheit ebenfalls zum Ein- oder Abschalten einer elektromagnetischen Kupplung vorgesehen ist, um die Verwendung der Rotationskraft des Gleichstrommotors als Hilfssteuerkraft freizugeben oder zu sperren;
  • wobei das Servolenkungssystem ferner ein Ausfallsicherungsrelais mit einem normalerweise offenen Kontakt und eine erste Leitung zum Liefern von Leistung an den Gleichstrommotor aufweist;
  • dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Leitung, in der das Ausfallsicherungsrelais angeordnet ist, zum Liefern von Leistung an die elektromagnetische Kupplung vorgesehen ist, und daß ein Ende einer Treiberspule des Ausfallsicherungsrelais durch einen Schlüsselschalter mit einem positiven Anschluß einer Batteriequelle verbunden ist, und das andere Ende der Treiberspule mit einer Ausfallsicherungs-Treibereinrichtung verbunden ist, welche die Treiberspule von deren Leistungsquelle trennt, wenn die Steuereinheit aus dem Steuerdrehmomentsignal und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal das Vorhandensein eines abnormalen Zustands erkennt.
  • Ein erfindungsgemäßes motorgetriebenes Servolenkungssystem ist mit einem Ausfallsicherungsrelais mit einem normalerweise offenen Kontakt versehen, das in einer Leitung zum Zuführen von Leistung zu einer elektromagnetischen Kupplung angeordnet ist, welche derart ausgebildet ist, die Drehkraft des DC-Motors als Hilfssteuerkraft wirksam oder unwirksam zu machen, wodurch/eine Treiberspule des Ausfallsicherungsrelais derart gesteuert wird, daß es durch Ausfallsicherungs-Treibereinrichtungen auf der Basis von Steuerdrehmoment- und Fahrzeuggeschwindigkeitssignalen mit Energie versorgt und von der Energieversorgung getrennt ist. Gemäß dieser Anordnung kann das Ausfallsicherungsrelais eine geringere Größe und eine geringere Kapazität aufweisen, da der normalerweise offene Kontakt des Ausfallsicherungsrelais einfach nur zum Ein- und Abschalten der elektromagnetischen Kupplung arbeitet.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Anordnung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, und
  • Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels der Anordnung der in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit.
  • Meist bevorzugte Ausführungsbeispiele der Durchführung der Erfindung
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.
  • In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Steuerrad, das die vom Fahrer ausgeübte Steuerdrehkraft empfängt; 2 bezeichnet einen Steuerdrehmomentsensor, der ein elektrisches Signal ausgibt, das der auf das Steuerrad aufgebrachten Drehkraft entspricht; 3a bezeichnet ein erstes Kreuzgelenk; 3b bezeichnet ein zweites Kreuzgelenk; 4a ist eine erste Steuerwelle, die das Steuerrad 1 und den Steuerdrehmomentsensor 2 miteinander verbindet; 4b bezeichnet eine zweite Steuerwelle, die den Steuerdrehmomentsensor 2 mit dem ersten Kreuzgelenk 3a verbindet, und 4c ist eine dritte Steuerwelle, die das erste und das zweite Kreuzgelenk 3a, 3b miteinander verbindet. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine erste Ritzelwelle, die mit dem zweiten Kreuzgelenk 3b verbunden ist; 6 bezeichnet eine Zahnstange mit einem ersten Zahnungsabschnitt 6a und einem zweiten Zahnungsabschnitt 6b, wobei diese Abschnitte gleichzeitig miteinander oder getrennt voneinander hergestellt wurden und in Eingriff mit der ersten Ritzelwelle 5 bringbar sind; 7a bezeichnet ein Kugelgelenk, das eine Spurstange Ba mit einem Ende der Zahnstange 6 verbindet; und 7b bezeichnet ein weiteres Kugelgelenk, das eine weitere Spurstange 8b mit dem anderen Ende der Zahnstange 6 verbindet. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine Steuereinheit, die im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 genauer beschrieben werden wird; 10 bezeichnet einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; 11 bezeichnet eine Batterie; 12 bezeichnet einen mit der Batterie 11 in Reihe geschalteten Schlüsselschalter; 13 bezeichnet einen DC-Motor mit einer Nebenschlußwicklung oder einem Permanentfeldmagneten; 14 bezeichnet eine Schneckenwelle, die an den DC-Motor 13 einstückig angeformt oder mit diesem verbunden ist und die Seite eines Untersetzungsgetriebes mit der höheren Geschwindigkeit bildet; 15 bezeichnet eine mit der Schneckenwelle 14 kämmend angetriebene Schneckenradwelle; und 16 bezeichnet eine elektromagnetische Kupplung, die in der Lage ist, das mechanische Verbinden und Trennen des Schneckenrads 15 und einer zweiten Ritzelwelle 17, die mit dem zweiten Zahnungsabschnitt 6b der Zahnstange 6 in Eingriff bringbar ist, gemäß einem Befehl der Steuereinheit 9 elektrisch zu steuern. Die Steuereinheit 9 weist Eingangsanschlüsse auf, die einzeln mit einem Ausgangsanschluß des Steuerdrehmomentsensors 2, einem Ausgangsanschluß des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 10 und über den Schlüsselschalter 12 mit einem (+) Anschluß der Batterie 11 verbunden sind, und weist ferner einen mit einem Eingangsanschluß des DC-Motors 13 verbundenen Ausgangsanschluß auf, um die Drehung des DC- Motors 13 zu steuern.
  • Fig. 2 zeigt die innere Anordnung der Steuereinheit 9 im Detail. In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 91 ein Ausfallsicherungsrelais mit einer Treiberspule 91a, deren eines Ende über den Schlüsselschalter 12 mit dem (+) Anschluß der Batterie 11 verbunden ist, und einem normalerweise offenen Kontakt 91b, der aus einem Kontakt 91b&sub1; besteht, der über eine Sicherung 18 mit dem (+) Anschluß der Batterie 11 verbunden ist, und einen weiteren Kontakt 91b&sub2;, der mit einem Eingangsanschluß der elektromagnetischen Kupplung 16 verbunden ist; und das Bezugszeichen 92 bezeichnet eine Leistungs-MOS-FET-Einheit, die aus vier Leistungs-MOS-FETs vom n-Kanaltyp 92a-92d besteht und die Leistungsversorgung von der Batterie 11 über die Sicherung 18 erhält, den Stromfluß zum DC-Motor 13 unterbricht und eine Polaritätsveränderung bewirkt. Die Drains des ersten und des dritten MOS- FET 92a, 92c sind derart miteinander verbunden, daß sie über die Sicherung 18 mit dem (+) Anschluß der Batterie 11 verbunden sind, und die Sources des zweiten und des vierten MOS-FET 92b, 92d sind miteinander verbunden und über einen Nebenschlußwiderstand 93 mit Masse verbunden. Das Drain des ersten MOS-FET 92a und die Source des zweiten MOS-FET 92b sind miteinander an einem Punkt A verbunden, während das Drain des dritten MOS-FET 92c und die Source des vierten MOS-FET 92d miteinander am Punkt B verbunden sind. Die Punkte A und B sind jeweils mit entgegengesetzten Enden einer Spule des DC-Motors 13 verbunden. Das Bezugszeichen 94 bezeichnet eine Gatter- Leistungsquellenschaltung, die über den Schlüsselschalter 12 von der Batterie 11 mit Leistung versorgt wird, und die als eine Gatter-Quelle für den ersten und den zweiten MOS-FET 92a, 92b, als die Elemente auf der (+) Seite der Leistungs-MOS-FET-Einheit 92, an die Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 eine Spannung, die um eine Gatterspannung höher ist als die Spannung der Batterie 11, oder eine Spannung ausgibt, die etwa gleich der Batteriespannung ist, wobei der Ausgang elektrisch isoliert ist. Das Bezugszeichen 95 bezeichnet eine Mikrocomputer-Leistungsquellenschaltung, deren Eingangsanschluß über den Schlüsselschalter 12 mit der Batterie 11 verbunden ist; und 96 bezeichnet einen Mikrocomputer, dem Leistung über die Mikrocomputer-Leistungsquellenschaltung 95 zugeführt wird. Dieser Mikrocomputer 96 gibt ein Steuerdrehmomentsignal des Steuerdrehmomentsensors 2 über eine Steuerdrehmomentsignaleingabeschaltung 97 ein, die eine Eingabe-I/F-Schaltung bildet, und gibt ebenfalls ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 über eine Fahrzeuggeschwindigkeitssignaleingabeschaltung 98 ein, die eine Eingabe-I/F-Schaltung bildet. Das Bezugszeichen 99 bezeichnet eine Treiberschaltung für das Ausfallsicherungsrelais, die ein Entscheidungssignal eingibt, das angibt, ob ein abnormaler Zustand vorliegt oder nicht, und welches das Ergebnis der Operation auf der Basis des in den Mikrocomputer 96 eingegebenen Steuerdrehmomentsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals wiedergibt, und die das Ausfallsicherungsrelais 91 über ihren Ausgangsanschluß treibt, der mit dem anderen Ende der Treiberspule 91a verbunden ist. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine Rechts-Motortreiberschaltung, die ein Treibersignal zum Bewirken der Rechtsdrehung des DC- Motors 13 gemäß dem Ergebnis der Operation des Mikrocomputers 96 auf der Basis der Eingabe des Steuerdrehmomentsignals ausgibt; und 101 bezeichnet eine Links-Motortreiberschaltung, die im Gegensatz zu der Rechts- Motortreiberschaltung 100 ein Treibersignal zum Bewirken der Linksdrehung des DC-Motors 13 ausgibt. Das Bezugszeichen 102 bezeichnet eine Motorstrom-Steuerschaltung, die eine Digital-/Analog-Wandlung eines in diese eingegebenen digitalen Signals durchführt, das das Ergebnis der Operation des Mikrocomputers 96 auf der Basis des Steuerdrehmomentsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals repräsentiert, und die eine Analog-Spannung ausgibt, die einem Befehlsstromwert für den DC-Motor 13 entspricht; und 103 bezeichnet eine Motorstromermittlungsschaltung zum Ermitteln einer in dem Nebenschlußwiderstand 93 erzeugten Spannungsdifferenz, wodurch die Größe des Stroms in dem DC-Motor 13 ermittelt wird. Das Bezugszeichen 104 ist ein Komparator mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß, der mit einem Ausgangsanschluß der Motorstrom-Steuerschaltung 102 verbunden ist, und mit einem invertierenden Eingangsanschluß, der mit einem Ausgangsanschluß der Motorstromermittlungsschaltung 103 verbunden ist, und der Ausgangssignale der Schaltungen 102 und 103 vergleicht. Das Bezugszeichen 105 bezeichnet ein erstes UND-Gatter mit zwei Eingängen, das an die Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 auf der Basis des Produkts des Ausgangs des Komparators 104 und des Ausgangs der Rechts-Motortreiberschaltung 100 ein Rechts-Motortreibersignal ausgibt, um auf diese Weise den ersten und den vierten MOS-FET 92a, 92b einzuschalten; und 106 bezeichnet ein zweites UND-Gatter mit zwei Eingängen, das an die Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 auf der Basis des Produkts des Ausgangs des Komparators 104 und des Ausgangs der Links-Motortreiberschaltung 101 ein Links-Motortreibersignal ausgibt, um auf diese Weise den zweiten und den dritten MOS-FET 92c, 92d einzuschalten. Das Bezugszeichen 107 bezeichnet eine Treiberschaltung für die elektromagnetische Kupplung zum intermittierenden Steuern der elektromagnetischen Kupplung 16 auf der Basis von Befehlen des Mikrocomputers 96.
  • Im folgenden wird die Arbeitsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert. Beim Anlassen des Motors wird der Schlüsselschalter 12 eingeschaltet und Leistung wird von der Batterie 11 über den Schlüsselschalter 12 zur Mikrocomputer-Leistungsquellenschaltung 95 und der Gatter-Leistungsschaltung 94 geliefert, derart, daß der Mikrocomputer 96 seine Operation beginnt und die Gatter- Leistungsschaltung 94 Gatter-Leistung an den ersten und den zweiten MOS-FET 92a, 92b der Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 liefert. Beim Beginn seiner Operation nimmt der Mikrocomputer 96 über die Steuerdrehmomentsignaleingabeschaltung 97 bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeitssignaleingabeschaltung 98 jeweils ein Steuerdrehmomentsignal vom Steuerdrehmomentsensor 2 bzw. ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10 auf, und als Ergebnis seiner Verarbeitung der Signale weist der Mikrocomputer 96, wenn er entscheidet, daß kein abnormaler Zustand in beiden Sensoren 2 und 10 vorliegt, die Treiberschaltung 99 für das Ausfallsicherungsrelais an, die Treiberspule 91a des Ausfallsicherungsrelais 91 mit Energie zu versorgen. In Reaktion auf diesen Befehl schaltet die Treiberschaltung 99 für das Ausfallsicherungsrelais das Ausfallsicherungsrelais 91 ein, woraufhin der normalerweise offene Kontakt 91b geschlossen wird, so daß Leistung von der Batterie 11 über die Sicherung 18 und den Kontakt 91b zur elektromagnetischen Kupplung 16 geliefert wird. Ein Befehl EIN wird ebenfalls von dem Mikrocomputer 96 an die Treiberschaltung 107 für die elektromagnetische Kupplung ausgegeben und demgemäß fließt Strom in der Reihenfolge von der Batterie 11 → der Sicherung 18 → dem normalerweise offenen Kontakt 91b → der elektromagnetischen Kupplung 16 → der Treiberschaltung 107 für die elektromagnetische Kupplung; auf diese Weise wird die elektromagnetische Kupplung 16 betätigt und die Schneckenradwelle 15 mechanisch in Eingriff mit der zweiten Ritzelwelle 17 gebracht. In diesem Zustand jedoch gibt der Steuerdrehmomentsensor 2 ein Nicht-Steuerdrehmomentsignal aus (ein Signal, das ein neutrales, weder nach rechts, noch nach links gerichtetes Steuerdrehmoment angibt), wenn der nicht dargestellte Fahrer das Steuerrad 1 nicht dreht; daher wird als Ergebnis der Operation des Mikrocomputers 96 ein Nicht-Treiben-Befehl sowohl an die Rechts-Motortreiberschaltung 100, als auch an die Links-Motortreiberschaltung 101 ausgegeben, und eine Befehl "Motorstrom null" wird an die Motorstrom-Steuerschaltung 102 ausgegeben. Somit läßt die Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 keinen Stromfluß zum Motor 13 zu und auf das Steuerrad 1 wird keine Hilfslast ausgeübt.
  • Wenn der nicht dargestellte Fahrer anschließend das Steuerrad nach rechts (oder links) dreht, wird ein Steuerdrehmoment über die erste Steuerwelle 4a auf den Steuerdrehmomentsensor 2 übertragen und der Steuerdrehmomentsensor 2 gibt dementsprechend ein elektrisches Signal aus, das zu dem nach rechts (oder links) gerichteten Steuerdrehmoment proportional ist. Das Steuerdrehmoment wird sodann über die zweite Steuerwelle 4b, das erste Kreuzgelenk 3am die dritte Steuerwelle 4c, das zweite Kreuzgelenk 3b und die Ritzelwelle 5 zum ersten Zahnungsabschnitt 6a der Zahnstange 6 übertragen und die Drehbewegung so in eine lineare Bewegung umgewandelt.
  • Unterdessen wird das elektrische Signal des Steuerdrehmomentsensors 2 über die Steuerdrehmomentsignaleingabeschaltung 97 der Steuereinheit 9 in den Mikrocomputer 96 eingegeben. Ein elektrisches Signal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 10, das einen Betrag aufweist, der der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht, wird über die Fahrzeuggeschwindigkeitssignaleingabeschaltung 98 der Steuereinheit 9 ebenfalls in den Mikrocomputer 96 eingegeben. Auf der Basis des Ergebnisses der Operation bezüglich des Steuerdrehmomentsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals gibt der Mikrocomputer 96 einen Treiberbefehl an die Rechts-Motortreiberschaltung 100 (oder die Links-Motortreiberschaltung 101) aus, und die Rechts-Motortreiberschaltung 100 (oder die Links-Motortreiberschaltung 101) gibt entsprechend ein "H"-Pegelsignal (im folgenden als "H" bezeichnet) aus. Ferner gibt der Mikrocomputer 96 ein dem Motorstromäquivalentes digitales Signal an die Motorstrom-Steuerschaltung 102 aus. Dementsprechend wandelt die Motorstrom-Steuerschaltung 102 das digitale Signal mittels eines in ihr vorgesehenen Digital-/Analog-Wandlers in ein analoges Signal um und gibt das analoge Signal an den (+)-seitigen Eingangsanschluß des Komparators 104 aus. Zu diesem Zeitpunkt fließt kein Strom in dem DC-Motor 13; daher ist keine Potentialdifferenz in dem Nebenschlußwiderstand 93 vorhanden und der Ausgang der Motorstromermittlungsschaltung 103 ist null. Daher werden der "H"-Ausgang des Komparators 104 und der "H"-Ausgang der Rechts- Motortreiberschaltung 100 (oder der Links-Motortreiberschaltung 101) in das erste UND-Gatter 105 (oder das zweite UND-Gatter 106) eingegeben, das seinerseits "H" an die Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 ausgibt, so daß der erste und der vierte MOS-FET 92a, 92d (oder der zweite und der dritte MOS-FET 92b, 92c) zum Leiten in einer solchen Richtung veranlaßt werden, daß sich der DC-Motor 13 nach rechts (oder links) dreht. Daraufhin fließt Strom über die Batterie 11 → die Sicherung 18 → den ersten MOS-FET 92a (oder den dritten MOS-FET 92c) → den DC-Motor 13 → den vierten MOS-FET 92d (oder den zweiten MOS-FET 92b) → Nebenschlußwiderstand 93 und der DC-Motor 13 erzeugt dementsprechend ein Rotationsdrehmoment. Durch diesen Motorstrom wird eine Potentialdifferenz im Nebenschlußwiderstand 93 erzeugt, die in der Motorstromermittlungsschaltung 103 verstärkt und sodann zum (-)seitigen Eingangsanschluß des Komparators 104 zurückgeführt wird. Übersteigt diese Rückführspannung die Ausgangsspannung der Motorstrom-Steuerschaltung 102, wird der Ausgang des Komparators 104 auf einen "L"-Pegel (im folgenden als "L" bezeichnet) gesenkt und der Ausgang des ersten UND Gatters 105 (oder des zweiten UND-Gatters 106), der auf "H" war, wird entsprechend auf "L" gesenkt, so daß der erste MOS-FET 92a (oder der dritte MOS-FET 92c) und/oder der vierte MOS-FET 92d (oder der zweite MOS-FET 92b) abgetrennt werden. Somit ist die Stromzufuhr des erregten DC-Motors 13 unterbrochen und die Potentialdifferenz im Nebenschlußwiderstand 93 wird entsprechend auf null reduziert. Durch Wiederholen des zuvor beschriebenen Operationsverlauf s wird die Größe des Stroms in dem DC-Motor 13 auf eine solche Größe geregelt, wie sie von dem Mikrocomputer 96 vorgegeben sein kann. Ungeachtet seiner Drehgeschwindigkeit erzeugt der DC-Motor 13 ein Drehmoment, das im wesentlichen zu einem solchen geregelten Strombetrag proportional ist. Das von dem DC-Motor 13 erzeugte Drehmoment wird von der Schneckenwelle 14 und dem Schneckenrad 15 reduziert und das reduzierte Drehmoment wird zur Ritzelwelle 17 über die durch Erregung mit dieser verbundene elektromagnetische Kupplung 16 übertragen. Das reduzierte Drehmoment wird weiter zum zweiten Zahnungsabschnitt 6b der Zahnstange 6 übertragen und die durch sie repräsentierte Drehbewegung wird in eine lineare Bewegung umgewandelt. Die Richtung der derart in eine lineare Bewegung umgewandelten Kraft ist derart eingestellt, daß sie mit derjenigen einer linearen Bewegungskraft übereinstimmt, die aus einem von dem Fahrer auf das Steuerrad 1 durch seine Steuerbewegung aufgebrachten Drehmoment heraus umgewandelt wurde. Dies bedeutet, daß eine Hilfskraft auf das Steuerrad aufgebracht wird, wobei die Hilfskraft zur Verringerung des von dem Steuerdrehmomentsensor 2 ermittelten Steuerdrehmoments wirkt. Somit wird der Ausgang des Steuerdrehmomentsensors 2 verringert und das Steuerdrehmoment des Fahrers wird reduziert. Wenn in diesem Fall ein abnormaler Zustand in bezug auf den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 10, den Steuerdrehmomentsensor 2 oder die Kabel in dem Fahrzeug eintritt, gibt der Mikrocomputer 96 einen Befehl AUS an die Ausfallsicherungs-Treiberschaltung 99 auf der Basis des Ergebnisses der Operation aus, so daß die Ausfallsicherungs- Treiberschaltung 99 das Ausfallsicherungsrelais 91 abschaltet, um so den normalerweise offenen Kontakt 91b, der geschlossen war, zu öffnen. Dementsprechend ist die Leistungsversorgung von der Batterie 11 zur elektromagnetischen Kupplung 16 unterbrochen, woraufhin die elektromagnetische Kupplung 16 abgeschaltet wird und die zweite Ritzelwelle 17 und die Schneckenradwelle 15 voneinander trennt, um zu einer manuellen Steuerposition zurückzukehren. In einem solchen Fall gibt der Mikrocomputer 96 selbstverständlich einen Befehl AUS an die Treiberschaltung 107 für die elektromagnetische Kupplung, die Rechts-Motortreiberschaltung 100 und die Links-Motortreiberschaltung 101 aus; entsprechend werden die jeweiligen Ausgänge der UND-Gatter 105, 106 auf "L" gesenkt und die Stromzufuhr zur Leistungs-MOS-FET-Einheit ist unterbrochen. Auf diese Weise ist Sicherheit unter verschiedenen Aspekten erzielbar.
  • Tritt ein Kurzschluß in der Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 auf, fließt Überstrom über die Sicherung 18, so daß die Sicherung 18 schmilzt, wodurch es nicht möglich ist, daß der DC-Motor 13 frei läuft.
  • Erfindungsgemäß ist, wie zuvor beschrieben, ein ausfallsicheres Relais mit einem normalerweise offenen Kontakt in einer Leitung zum Zuführen von Leistung zu der elektromagnetischen Kupplung vorgesehen, so daß unter abnormalen Bedingungen, wie dem Unterbrechen der Leistungsversorgungsleitungen, die elektromagnetische Kupplung aufgrund des Abschaltens des Ausfallsicherungsrelais abgeschaltet wird und keine Hilfskraft aufgebracht wird. Somit findet automatisch ein Wechsel zum manuellen Steuermodus statt, wodurch jede möglich Gefahr des Aufbringens einer extrem hohen Last auf das Steuerrad sicher verhindert werden kann. Ferner wird Spannung von der Batterie über die Sicherung direkt auf die Leistungs-MOS-FET-Einheit 92 aufgebracht. Gemäß dieser Anordnung weist das Ausfallsicherungsrelais eine kleinere Größe und geringere Kapazität auf und verursacht ferner geringere Geräuschstörungen und geringere Kosten. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Möglichkeit von Leistungsverlusten aufgrund eines durch Kontakte des Ausfallsicherungsrelais eliminiert ist.

Claims (1)

  1. Motorgetriebenes Servolenkungssystem mit einer Steuereinheit (9) zum Steuern der als Hilfssteuerkraft wirkenden Rotationskraft eines Gleichstrommotors (13) auf der Basis eines Steuerdrehmomentsignals eines Steuersensors (2), der die Rotationskraft eines Steuerrades (1) erkennt, und eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors (10), der die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erkennt;
    wobei die Steuereinheit (9) ebenfalls zum Ein- oder Abschalten einer elektromagnetischen Kupplung (16) vorgesehen ist, um die Verwendung der Rotationskraft des Gleichstrommotors (13) als Hilfssteuerkraft freizugeben oder zu sperren;
    wobei das Servolenkungssystem ferner ein Ausfallsicherungsrelais (91) mit einem normalerweise offenen Kontakt (91b) und eine erste Leitung zum Liefern von Leistung an den Gleichstrommotor (13) aufweist;
    dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Leitung, in der das Ausfallsicherungsrelais (91) angeordnet ist, zum Liefern von Leistung an die elektromagnetische Kupplung (16) vorgesehen ist, und daß ein Ende einer Treiberspule (91a) des Ausfallsicherungsrelais (91) durch einen Schlüsselschalter (12) mit einem positiven Anschluß einer Batteriequelle (11) verbunden ist, und das andere Ende der Treiberspule (91a) mit einer Ausfallsicherungs- Treibereinrichtung (99) verbunden ist, welche die Treiberspule (91a) von deren Leistungsquelle trennt, wenn die Steuereinheit (9) aus dem Steuerdrehmomentsignal und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal das Vorhandensein eines abnormalen Zustands erkennt.
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