DE3700900A1

DE3700900A1 - Motorgetriebene servolenkung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3700900A1
Application number: DE19873700900
Authority: DE
Inventors: Yasuo Shimizu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1987-07-16
Also published as: GB2185223A; GB2185223B; CA1280375C; US4735271A; GB8700764D0; FR2592850A1; DE3700900C2; FR2592850B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine motorgetriebene Servolenkung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Hinblick auf den komplizierten Aufbau konventioneller, hydraulisch betätigter Servolenkungssysteme sind in neuerer Zeit verschiedene elektrische bzw. motorgetriebene Servolenksysteme für Kraftfahrzeuge bekanntgeworden.

Ein Beispiel für ein derartiges automatisches, motorgetriebenes Servolenksystem ist in der britischen Patentanmeldung 21 32 950 beschrieben. Dieses motorgetriebene Servolenksystem besitzt eine Steuerservoeinheit mit einem schnellen Elektromotor kleinen Drehmomentes als Leistungsquelle sowie eine Regeleinrichtung für die Steuerservoeinheit. Beim Drehen eines Steuerrades wird das auf die mit dem Steuerrad gekoppelte Eingangswelle des Steuersystems wirkende Drehmoment erfaßt und der Motor mit dem erfaßten Steuerdrehmoment geregelt. Ein durch den Motor erzeugtes, unterstützendes Drehmoment wird mittels eines Untersetzungsgetriebes auf die Ausgangswelle des Steuersystems übertragen. Das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes ist hoch gewählt, da der Motor mit hoher Drehzahl läuft. Das auf die Ausgangswelle des Steuersystems wirkende unterstützende Drehmoment trägt zu einer Reduzierung der manuellen Kräfte des das Steuerrad drehenden Fahrers bei, was zu verbesserten Fahreigenschaften und einem verbesserten Steuergefühl führt.

Generell besitzen manuell betätigte Steuersysteme für Kraftfahrzeuge zwei Betriebsarten bzw. Zustände. In einem dieser Zustände übt der Fahrer Steuerkräfte auf das Steuerrad aus, während er in einem weiteren dieser Zustände keine Steuerkräfte auf das Steuerrad ausübt. Fährt das Fahrzeug mit steuerbaren bzw. lenkbaren Rädern, welche in den meisten Fällen die Vorderräder sind, gesteuert in einer Richtung, so wirkt auf die Vorderräder eine Kraft, welche sie in ihre mittlere bzw. neutrale Stellung zurückzuführen sucht. Eine solche Rückführkraft wird durch das Vorderrad-Ausrichtungsdrehmoment bzw. Selbstausrichtungsdrehmoment erzeugt, das durch die elastische Verformung der Vorderräder hervorgerufen wird. Diese Rückführkraft nimmt mit größerwerdender Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Übt der Fahrer in dem Zeitpunkt, in dem die lenkbaren Räder um einen bestimmten Winkel ausgelenkt sind, bei losgelassenen oder nicht losgelassenen Händen keine Steuerkraft mehr auf das Steuerrad aus, so können die gesteuerten Räder in die neutrale Stellung zurückkehren. Gleichzeitig tendiert auch das Steuerrad dazu, in seine neutrale Stellung zurückzukehren. Ein derartiger Rückkehrzustand wird im folgenden als "Freiumlenkzustand" bezeichnet.

In manuell betätigten Steuersystemen ohne Steuerservoeinheit ändert sich der Steuerwinkel im Freiumlenkzustand des Steuerrades gemäß einer Kurve L 1 nach Fig. 8A der Zeichnungen. Gemäß dieser Fig. 8A repräsentieren die vertikale bzw. die horizontale Achse den Steuerwinkel R bzw. die Zeit t. Das Diagramm nach Fig. 8A gilt für Bedingungen, in denen der Fahrer keine Steuerkraft mehr auf das Steuerrad ausübt, wenn dieses bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit um den Winkel R i im Uhrzeigersinn aus der neutralen Stellung R = O gedreht ist. Gemäß Fig. 8A läuft das Steuerrad mehrfach über die neutrale Stellung hinaus, bis es letztendlich in einer Zeit tm in der neutralen Stellung zur Ruhe kommt.

Es sei nun angenommen, daß das Steuerrad des motorgetriebenen Servolenksystems im oben beschriebenen Sinne unter den gleichen Bedingungen, wie sie oben für das manuell betätigte Steuersystem erläutert wurden, in den Freiumlenkzustand gelangt. Dabei wird dann der Motor über das Untersetzungsgetriebe durch die gesteuerten Räder gedreht und wirkt somit als Last für die gesteuerten Räder. Aufgrund dessen ist die Änderungsrate des Steuerwinkels pro Zeiteinheit im Vergleich zum manuell betätigten Steuersystem kleiner. In anderen Worten ausgedrückt entspricht die Periode der Hin- und Her- Drehbewegung des Steuerrades nicht mehr derjenigen des manuell betätigten Steuersystems. Da das Trägheitsmoment des Motors mit dem Quadrat des Untersetzungsverhältnisses des Untersetzungsgetriebes auf das Steuerrad wirkt, ist darüberhinaus das Überlaufen der neutralen Stellung durch das Steuerrad größer als beim manuell betätigten Steuersystem. Im Freiumlenkzustand des Steuerrades ändert sich der Steuerwinkel R gemäß einer Kurve L 2 nach Fig. 8B. Eine Ausgleichszeit te, in der das Steuerrad in die neutrale Stellung zurückkehrt, ist beträchtlich länger als die entsprechende Zeit tm des manuell betätigten Steuersystems. Daher kehrte das Steuerrad des motorgetriebenen Servolenksystems relativ langsam in seine neutrale Stellung zurück.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber konventionellen Servolenksystemen ein motorgetriebenes Servolenksystem für Fahrzeuge anzugeben, das im Freiumlenkzustand eine relativ schnelle Rückkehr des Steuerrades in seine neutrale Stellung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine motorgetriebene Servolenkung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt mit teilweiser Blockdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, motorgetriebenen Servolenkung für Fahrzeuge;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Regeleinrichtung der motorgetriebenen Servolenkung nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Flußdiagramm einer grundsätzlichen Funktionsfolge der Servolenkung;

Fig. 4 ein Signaldiagramm des erfaßten Steuerdrehmomentes;

Fig. 5 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen dem Steuerdrehmoment und dem Tastverhältnis eines Motortreibersignals;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Teils der durch einen Mikrocomputer in der Regeleinrichtung nach Fig. 2 abgearbeiteten Regelsequenz;

Fig. 7 ein Signaldiagramm der erfaßten Steuergeschwindigkeit;

Fig. 8A und 8B jeweils ein Diagramm, aus dem die Änderung der Steuerwinkel von Steuerräder eines manuell betätigten Steuersystems und eines konventionellen, motorgetriebenen Steuersystems im Freiumlenkzustand der Steuerräder ersichtlich ist;

Fig. 8C ein Diagramm des maximalen Zeitbereichs, in dem ein von der Regeleinrichtung nach Fig. 2 geliefertes Motordämpfungssignal andauert;

Fig. 8D ein Diagramm eines Selbstdämpfungstroms für einen Motor, das bei Erzeugung des Motordämpfungssignals nach Fig. 8C erzeugt wird;

Fig. 8E ein Diagramm, aus dem die Änderung des Steuerwinkels eines Steuerrades der motorgetriebenen Servolenkung nach Fig. 1 im Freiumlenkzustand des Steuerrades ersichtlich ist;

Fig. 9A ein Funktionsblock-Diagramm eines grundsätzlichen Regelsystems gemäß der Erfindung;

Fig. 9B ein Funktionsblock-Diagramm der Regeleinrichtung nach Fig. 2;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht teilweise in Blockform einer ersten Abwandlung einer motorgetriebenen Servolenkung;

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Teils der Regelsequenz der Servolenkung nach Fig. 10;

Fig. 12 ein Funktionsblock-Diagramm der Servolenkung nach Fig. 10;

Fig. 13A eine der Fig. 8B entsprechende Darstellung;

Fig. 13B ein Diagramm, aus dem die Änderung des Steuerwinkels eines Steuerrades der motorgetriebenen Servolenkung der ersten Abwandlung im Freiumlenkzustand des Steuerrades ersichtlich ist;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht, teilweise in Blockform einer zweiten Abwandlung einer motorgetriebenen Servolenkung;

Fig. 15 ein Flußdiagramm eines Teils der Regelsequenz der Servolenkung nach Fig. 14;

Fig. 16 ein Diagramm, aus dem die Änderung des Steuerwinkels eines Steuerrades der motorgetriebenen Servolenkung gemäß der zweiten Abwandlung im Freiumlenkzustand ersichtlich ist;

Fig. 17 ein Diagramm eines Teils der Regelsequenz einer motorgetriebenen Servolenkung gemäß einer dritten Abwandlung;

Fig. 18 ein Diagramm, aus dem die Änderung des Steuerwinkels eines Steuerrades der motorgetriebenen Servolenkung gemäß der dritten Abwandlung im Freiumlenkzustand ersichtlich ist;

Fig. 19 einen Teilschnitt, teilweise in Blockform einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, motorgetriebenen Servolenkung;

Fig. 20 ein Flußdiagramm eines Teils der Regelsequenz der Servolenkung nach Fig. 19;

Fig. 21 ein Diagramm eines Motordrehzahlsignals;

Fig. 22 ein Diagramm, aus dem die Änderung des Steuerwinkels eines Steuerrades der motorgetriebenen Servolenkung nach Fig. 19 im Freiumlenkzustand ersichtlich ist;

Fig. 23 ein Flußdiagramm eines Teils der Regelsequenz einer motorgetriebenen Servolenkung gemäß einer vierten Abwandlung;

Fig. 24 ein Diagramm eines Teils der Regelsequenz einer motorgetriebenen Servolenkung gemäß einer fünften Abwandlung; und

Fig. 25 ein Diagramm eines Teils der Regelsequenz einer motorgetriebenen Servolenkung gemäß einer sechsten Abwandlung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen motorgetriebenen Servolenkung 1 für Fahrzeuge, beispielsweise Kraftfahrzeuge, sind eine über eine (nicht dargestellte) Konstantsgeschwindigkeits- Gelenkwelle und eine (nicht dargestellte) Steuersäule mit einem (nicht dargestellten) Steuerrad in Wirkverbindung stehende Ritzelwelle 2 sowie eine Zahnstangenwelle 3 vorgesehen, die auf ihrer Hinterseite Zähne 4 aufweist, welche mit einem Ritzel 2 a auf dem unteren Teil der Ritzelwelle 2 kämmen. Eine Drehung des Steuerrades wird daher durch die Ritzelwelle 2 in eine Linearbewegung der Zahnstangenwelle 3 überführt. Die Ritzelwelle 2 sowie die Zahnstangenwelle 3 dienen als Eingangs- bzw. Ausgangswelle. Die Zahnstangenwelle 3 ist an gegenüberliegenden Enden durch (nicht dargestellte) Gestängeverbindungen mit Gelenken von (nicht dargestellten) steuerbaren bzw. lenkbaren Rädern verbunden. Auf der Ritzelwelle 2 sind oberhalb der Zahnstangenwelle 3 ein Steuergeschwindigkeitssensor 5 und unterhalb der Zahnstangenwelle 3 ein Steuerdrehmomentsensor 6 vorgesehen. An der von den Zähnen 4 abgewandten Seite ist benachbart zur Zahnstangenwelle 3 ein Gleichstrommotor 10 zur Erzeugung eines unterstützenden Steuerdrehmomentes vorgesehen. Auf einer Ausgangswelle dieses Motors 10 sitzt eine gezahnte Rolle 10 a, die durch einen Steuerriemen 9 mit einer Rolle 8 größeren Durchmessers auf der Zahnstangenwelle 3 in Wirkverbindung steht. Die Drehung des Motors 10 wird daher über die Rolle 10 a und den Steuerriemen 9 auf die Rolle 8 größeren Durchmessers übertragen. Die Drehung dieser Rolle 8 größeren Durchmessers wird ihrerseits über einen Kugel-Schnecken-Mechanismus 7 auf der Zahnstangenwelle 3 auf diese Zahnstangenwelle übertragen. Die gezahnte Rolle 10 a, der Steuerriemen 9, die Rolle 8 größeren Durchmessers sowie der Kugel- Schnecken-Mechanismus 7 bilden zusammen ein Untersetzungsgetriebe zur Reduzierung der Drehzahl des Motors 10 sowie zur Übertragung der Rotation des Motors 10 reduzierter Drehzahl auf die Zahnstangenwelle 3, um dieser eine Linearbewegung aufzuzprägen. Der Motor 10 wird durch eine im folgenden noch zu beschreibende Regeleinrichtung 13 geregelt.

Der Steuergeschwindigkeitssensor 5 umfaßt einen hinter der Ritzelwelle 2 angeordneten (nicht dargestellten) Gleichstromgenerator bzw. Tachogenerator, eine (nicht dargestellte) auf einem Ende der Welle des Gleichstromgenerators vorgesehene (nicht dargestellte) gezahnte Rolle kleineren Durchmessers, eine auf der Ritzelwelle (2) montierte, gezahnte Rolle 11 größeren Durchmessers sowie einen um diese Rollen geführten Steuerriemen 12. Der Gleichstromgenerator des Steuergeschwindigkeitssensors 5 erzeugt eine Gleichspannung, deren Polarität von der Richtung abhängt, in der sich die Ritzelwelle 2 dreht. Die Größe dieser Gleichspannung ist proportional zur Drehzahl der Ritzelwelle 2. Das Ausgangssignal des Steuergeschwindigkeitssensors 5 wird in die Regeleinrichtung 13 eingespeist. Der Steuergeschwindigkeitssensor 5 kann, statt mit der Eingangswelle 2, auch mit der Ausgangswelle 3 in Wirkverbindung stehen.

Der Steuerdrehmomentsensor 6 umfaßt einen drehbar auf dem Ritzel 2 a angeordnetn Ritzelhalter 19, einen Kolben 21, der als Funktion der Drehung des Ritzelhalters 19 durch einen einstückig mit dem Ritzelhalter 19 ausgebildetn Stift 20 axial bewegbar ist, ein Paar von auf entgegengesetzen Seiten des Kolbens 21 angeordneten Federn 22, 23, um den Kolben 21 normalerweise in seine zentrale bzw. neutrale Stellung zu drücken sowie einen mit dem Kolben 21 gekoppelten Differentialtransformator 26 zur Überführung der Axialverschiebung des Kolbens 21 in ein elektrisches Signal. Der Ritzelhalter 19 ist mittels eines Paar von Lagern 17, 18 drehbar in einem Gehäuse 16 gelagert, während das Ritzel 2 a mittels Lagern 14, 15 drehbar im Ritzelhalter 19 gelagert ist. Die Drehachse des Ritzels 2 a ist gegen die Drehachse des Ritzelhalters 19 radial versetzt. Befindet sich das Steuerrad in seiner neutralen Stellung und ist das Steuerdrehmoment ts = 0, so verläuft eine die Rotationsachsen des Ritzels 2 a und des Ritzelhalters 19 verbindene gerade Linie im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Zahnstangenwelle 3. Ist die Belastung der Zahnstangenwelle 3 größer als das auf das Ritzel 2 a wirkende Steuerdrehmoment, so kann das Ritzel 2 a nicht um seine eigene Achse rotieren; vielmehr wird der Ritzelhalter 19 aufgrund des kämmenden Eingriffs des Ritzels 2 a und der Zähne 4 zur Drehung gebracht. Mit anderen Worten ausgedrückt, dreht sich das Ritzel 2 a um die Achse des Ritzelhalters 19. Die Drehung des Ritzelhalters 19 wird durch den Stift 20 auf den Kolben 21 übertragen, der in seiner Achsrichtung bewegt wird, bis er die Reaktionskräfte der Federn 22, 23 ausgleicht. Die Axialverschiebung des Kolbens 21 ist daher proportional zum einwirkenden Steuerdrehmoment Ts. An einem Ende des Kolbens 21 ist ein als magnetischer Körper dienender, mit dem Kolben 21 axial beweglicher Eisenkern 25 befestigt. Die Axialverschiebung dieses Eisenkerns wird durch den Differentialtransformator 26 erfaßt. Dieser Differentialtransformator 26 umfaßt eine Primärwicklung 27 a und ein Paar von Sekundärwicklungen 27 b, 27 c. Die Regeleinrichtung 13 speist eine Wechselspannung in die Primärwicklung 27 a ein, wobei Ausgangssignale der Sekundärwicklungen 27 b, 27 c in die Regeleinrichtung 13 eingespeist werden. Die Amplitude der Ausgangssignale der Sekundärwicklungen 27 b, 27 c ändern sich differentiell mit der Axialverschiebung des Eisenkerns 25. Diese Ausgangssignale der Sekundärwicklungen 27 b, 27 c dienen als Signale des erfaßten Steuerdrehmomentes, welche die Größe des Steuerdrehmomentes ts sowie die Richtung, in der es wirkt, anzeigen.

Die Zahnstangenwelle 3 besitzt auf einem Teil, der von den mit dem Ritzel 2 a kämmenden Zähnen 4 abgewandt ist, eine spiralförmige Schneckennut 3 a. Dieser mit der spiralförmigen Schneckennut 3 a versehen Teil der Zahnstangenwelle ist durch ein kugelförmiges Lager 30 winkelmäßig und axial beweglich im Gehäuse 16 gelagert. Der Kugel-Schnecken-Mechanismus 7 besitzt eine Kugelnut 31 mit einer spiralförmigen Schneckennut 31 a in ihrer inneren Umfangsfläche. Diese Kugelnut 31 ist über der spiralförmigen Schneckenut 3 a angeordnet, wobei zwischen der Kugelnut 31 und der Zahnstangenwelle 3 eine Vielzahl von Kugeln 32 vorgesehen ist. Diese Kugeln 32 werden von den Schneckennuten 3 a, 31 a aufgenommen und rollen auf einem (nicht dargestellten) Umlaufweg in einer umlaufenden Bewegung in der Kugelnut 31. Eine Drehung der Kugelnut 31 wird daher über die Kugeln 32 glatt auf die Zahnstangenwelle 3 übertragen, wodurch diese linear bewegt wird. Die Kugelnut 31 ist an gegenüberliegenden Enden zwischen Rollengehäusen 35 a, 35 b mittels federnder Elemente 33, 34 federnd eingeklemmt. diese Rollengehäuse 35 a, 35 b sind mittels eines Paar von Winkelkontaktlagern 36, 37 drehbar im Gehäuse 16 gelagert. Die Rolle 8 größeren Durchmessers ist auf der Außenumfangsfläche des Rollengehäuses 35 a montiert.

Anhand von Fig. 2 wird die Regeleinrichtung 13 beschrieben.

Die Regeleinrichtung 13 enthält eine Mirkocomputereinheit 40 (im folgenden als "MCU" bezeichnet). In diese MCU 40 werden erfaßte Steuerdrehmomentsignale S 1, S 2 von einer Steuerdrehmomentdetektor-Schaltung 41 sowie erfaßte Steuergeschwindigkeitssignale S 3, S 4 von einem Steuerdrehmomentsensor 42 über einen Analog-Digital- Umsetzer 43 als Funktion von Befehlen der MCU 40 selbst eingespeist.

Die Steuerdrehmoment-Detektor-Schaltung 41 enthält den Steuerdrehmomentsensor 6 sowie eine Schnittstelle 44 zur Einspeisung eines durch Frequenzteiler-Taktimpulse T 1 in der MCU 40 erzeugten Wechselsignals in die Primärwicklung 27 a des Differentialtransformators 26 sowie zur Gleichrichtung, Glättung und Umsetzung der Ausgangssignale der Sekundärwicklungen 27 b, 27 c in die Gleichspannungssignale S 1, S 2, welche sodann als erfaßte Steuerdrehmomentsignale in die MCU 40 eingespeist werden.

Die Steuergeschwindigkeitsdetektor-Schaltung 42 enthält den Steuergeschwindigkeitssensor 5 sowie eine Schnittstelle 45 zur Abtrennung von hochfrequenten Komponetnen aus dem an den Ausgangsklemmen des Gleichstromgenerators des Sensors 5 erzeugten Ausgangssignal zur Erzeugung der erfaßten Steuergeschwindigkeitssignale S 3, S 4.

Nicht eigens dargestellt sind eine Ein-/Ausgabe-Einheit, Speicher (RAM, ROM), eine CPU, Register sowie ein Taktgenerator, dem Taktimpulse von einem Quarz-Resonator zugeführt werden, der MCU 40.

Die MCU 40 sowie die anderen Schaltungen werden durch eine Spannungsversorgungsschaltung 46 mit einem über eine Sicherung 48 und einen Zündschalter mit einer Fahrzeugbatterie 47 verbundenen Relais 49 und einem Spannungsstabilisator 50 mit Betriebsspannung versorgt. Ein Ausgang 49 a des Relais 49 dient zur Zuführung von Spannung zu einer Motortreiberschaltung 51 (unten erläutert). Über einen Ausgangsanschluß 50 a speist der Spannungsstabilisator 50 eine konstante Spannung in die MCU 40, die Steuerdrehmomentdetektor-Schaltung 41 sowie die Steuergeschwindigkeitsdetektor-Schaltung 42 ein. Wird der Zündschalter eingeschaltet, so beginnt die MCU 40 die Signale S 1 bis S 4 von den Detektorschaltungen 41, 42 gemäß einem im Speicher gespeicherten Programm abzuarbeiten, um Treibersignale T 3, T 4 sowie ein Dämpfungssignal T 5 in die Motortreiberschaltung 51 einzuspeisen. Das Treibersignal T 3 ist ein Richtungsregelsignal, das die Richtung anzeigt, in welcher der Motor 10 rotieren soll, während das Treibersignal T 4 ein Drehmomentregelsignal zur Regelung der Größe einer Ankerspannung Va ist. Die Signale T 3 bis T 5 sind Regelsignale, welche in die Motortreiberschaltung 51 eingespeist werden.

Die Motortreiberschaltung 51 enthält eine mit den Regelsignalen T 3 bis T 5 gespeiste Schnittstelle 52 sowie eine Brücke aus Feldeffekttransistoren 53 bis 56. Die Feldeffekttransistoren 53, 56 in benachbarten Zweigen der Brücke, sind mit ihrer Drain an den Ausgangsanschluß 49 a des Relais 49 der Spannungsversorgungsschaltung 46 angeschlossen. Die Source-Anschlüsse der Feldeffekttransistoren 53, 56 sind jeweils an die Drain der anderen Feldeffekttransistoren 54, 55 angekoppelt. Die Source-Anschlüsse der Feldeffekttransistoren 54, 55 liegen gemeinsam über einem Widerstand 57 a am negativen Anschluß der Batterie 47. Die Gate der Feldeffekttransistoren 53 bis 56 sind an Ausgänge 52 a, 52 d, 52 b bzw. 52 c der Schnittstelle 52 angekoppelt. Die Source-Anschlüsse der Feldeffekttransistoren 53 bis 56 welche als Ausgangsanschlüsse der Brücke 60 dienen, sind an die Eingangsanschlüsse des Motors 10 angekoppelt, wobei ein Relai 58 zwischen dem Source-Anschluß des Feldeffektransistors 56 und einem Eingangsanschluß des Motors 10 liegt.

Die Schnittstelle 52 wird vom Richtungsregelsignal T 3 von der MCU 40 angesteuert, um am Ausgangsanschluß 52 a ein Ein-/Aus-Ausgangssignal Q 1 oder am Ausgangsanschluß 52 c ein Ein-/Aus-Ausgangssignal Q 3 zu liefern, wodurch der Feldeffekttransistor 53 oder 56 exklusiv durchzuschalten (der Feldeffekttransistor wird dabei kontinuierlich angesteuert). Gleichzeitig liefert die Schnittstelle 52 ein PWM-Signal Q 2 am Ausgangsanschluß 52 b oder ein PWM-Signal Q 4 am Ausgangsanschluß 52 d, um den Feldeffekttransistor 55 oder 54 exklusiv in einen PWM-Zustand zu schalten (in dem der Feldeffekttransistor mit modulierten Impulsen intermittierend angesteuert wird). Durch eine solche selektive Ansteuerung der Feldeffekttransistoren wird die Ankerspannung Va des Motors 10 mit gewünschter Polarität und Größe zu dessen Ansteuerung eingespeist. Die PWM-Signale Q 2, Q 4 werden durch Modulation der Impulsdauer eines Rechteckimpulssignal fester Frequenz und Batteriespannungspegel mit dem Motorspannungssignal T 4 erzeugt. Daher besitzen die PWM-Signale Q 2, Q 4 modulierte Impulsdauern zur Ansteuerung der entsprechenden Feldeffekttransistoren mit variablen Tastverhältnissen.

Als Funktion der Regelsignale T 3, T 4 werden durch die Motortreiberschaltung 51 der Feldeffekttransistor 53 eingeschaltet (d. h., kontinuierlich angesteuert) und der mit ihm zusammenwirkende Feldeffekttransistor 55 im PWM-Betrieb betrieben (d. h., intermittierend angesteuert), oder es werden der Feldeffekttransistor 56 eingeschaltet und der mit ihm zusammenwirkende Feldeffekttransistor im PWM-Betrieb betrieben, um die Drehrichtung und die Ausgangsleistung des Motors 10 (Drehzahl und Drehmoment) zu regeln.

Bei Ansteuerung der Feldeffekttransistoren 53, 55 ist die Größe der Ankerspannung Va proportional zur Impulsdauer des vom Ausgangsanschluß 52 b der Schnittstelle 52 gelieferten PWM-Signal und die Polarität der Ankerspannung Va so beschaffen, daß ein Ankerstrom Ia in Richtung eines Pfeiles A fließt, um den Motor 10 im Uhrzeigersinn zu drehen. Im Falle der Ansteuerung der Feldeffekttransistoren 56, 54 ist andererseits die Größe der Ankerspannung Va proportional zur Impulsdauer des PWM-Signals am Ausgangsanschluß 52 d der Schnittstelle 52 und die Polarität der Ankerspannung Va so beschaffen, daß der Ankerstrom Ia in Richtung eines Pfeiles B fließt, um den Motor 10 im Gegenuhrzeigersinn zu drehen.

Die Regeleinrichtung 13 enthält weiterhin eine Stromdetektorschaltung 57 zur Erfassung von Fehlfunktionen oder Unnormalitäten der Motortreiberschaltung 51. Diese Stromdetektorschaltung 57 dient zur Erfassung eines durch den Widerstand 57 a fließenden Stromes, welcher der Größe des Ankerstromes Ia entspricht sowie zur Zuführung eines erfaßten Stromsignals Sd über den Analog- Digital-Umsetzer 43 zur MCU 40. Die Stromdetektorschaltung 57 erfaßt daher eine Fehlfunktion des Motors 10 oder der Motortreiberschaltung 51 über einen durch den Widerstand 57 a fließenden Strom. Wird eine derartige, durch das Ausgangssignal Sd der Stromdetektorschaltung 57 angezeigte Fehlfunktion erfaßt, so liefert die MCU 40 ein Relaisteuersignal T 2 zum Relai 49 der Spannungsversorgungsschaltung 46 sowie zu dem zwischen der Brücke 60 und dem Motor 10 liegenden Relai 58, um die von der Spannungsversorgungsschaltung 46 zu den verschiedenen Schaltungen gelieferte elektrische Spannug und den Motor 10 von der Motortreiberschaltung 51 abzuschalten.

Im folgenden wird die Funktionsweise der MCU 40 beschrieben.

Zunächst wird anhand von Fig. 3 eine grundlegende erfindungsgemäße Regelsequenz beschrieben. Diese grundlegende Regelsequenz wird ebenso für die erste bis sechste Abwandlung und die zweite Ausführungsform abgearbeitet, was im folgenden noch beschrieben wird.

Wir der Zündschalter eingeschaltet, so werden die MCU 40 und die anderen Schaltungen von der Spannungsversorgungsschaltung 46 mit Spannung versorgt, um in einem Schritt 100 den Regelvorgang beginnen zu lassen. Zunächst werden in einem Schritt 101 Daten in die Register und das RAM der MCU 40 und die notwendigen Schaltungen initialisiert. Sodann wird in einem Schritt 102 eine Anfangsausfalldiagnose durchgeführt. Speziell werden die internen Schaltungen der MCU 40 hinsichtlich Ausfällen geprüft, wobei das Einlesen von Eingangssignalen aus dem Analog-Digital-Umsetzer 43 gestoppt wird. Wird ein Ausfall erfaßt, so stopt die MCU 40 ihren Betrieb, wodurch die Regeleinrichtung 13 inaktiviert wird. Ist kein Ausfall vorhanden, so wird das Relaissteuersignal T 2 in die Relais 49, 58 eingespeist, um die Motortreiberschaltung 51 und den Motor 10 für das Wirksamwerden bereitzumachen. Danach wird geprüft, ob das erfaßte Signal Sd von der Stromdetektorschaltung 57 Null ist oder nicht. Ist das Signal Null, so wird festgelegt, daß eine Fehlfunktion stattfindet, wobei die Relais 49, 58 enterregt werden. Ist das Signal Sd Null, so schreitet die Regelung von einem Schritt 102 zu einem Schritt 103 fort. In diesem Schritt 103 werden die Steuerdrehmomentsignale S 1, S 2 sukzessive in die MCU 40 gelesen. In einem nächsten Schritt 104 wird ermittelt, ob die Werte der Signale S 1, S 2 normal sind oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so werden die Relais 48, 58 enterregt. Sind die Signale normal, so schreitet die Regelung zu einem Schritt 105 fort.

Da der Steuerdrehmomentsensor 6 den Differentialtransformator 26 enthält, können die Ausgangssignale S 1, S 2 des Steuerdrehmomentsensors 6 gemäß Fig. 4 dargestellt werden, wenn die Steuerdrehmomentdetektor-Schaltung 41 normal ist. Fig. 4 zeigt, daß die Hälfte der Summe der Signale S 1, S 2 einen im wesentlichen konstanten Wert k 1 besitzt. Im Schritt 104 wird die Steuerdrehmomentdetektor- Schaltung 41 als nicht richtig funktionierend bestimmt, wenn die Differenz zwischen den Größen (S 1+S 2)/2 und k 1 nicht in einen vorgegebenen Bereich fällt. Wenn das Steuerdrehmoment Ts einen vorgegebenen Wert sowohl im Uhrzeigersinn als im Gegenuhrzeigersinn der Drehrichtung des Steuerrades überschreitet, so bleiben die Werte der Signale S 1, S 2 gemäß Fig. 4 konstant, da der Drehwinkel der Eingangswelle 2 und die Axialverschiebung der Ausgangswelle 3 jeweils auf einen bestimmten Bereich beschränkt sind.

Im Schritt 105 wird die Differenz (S 1-S 2) berechnet und als Wert des Steuerdrehmomentes Ts betrachtet. In praktischen Fällen wird zur Gewinnung einer von kontinuierlichen ganzen Zahlen als Wert von Ns der Wert (S 1 - S 2) mit einem vorgegebenen numerischen Faktor multipliziert und dann für Ns eingesetzt.

In einem auf den Schritt 105 folgenden Schritt 106 wird ermittelt, ob der Wert von Ts positiv oder negativ ist, um die Richtung, in der das Steuerdrehmoment Ts wirkt, zu bestimmen. Wirkt das Steuerdrehmoment im Uhrzeigersinn, d. h. ist es positiv oder null, so wird in einem Schritt 107 ein Steuerdrehmomentrichtungs-Kennzeichen Fd auf "1" gesetzt, wonach die Regelung zur Erfassung des Freiumlenkzustandes des Steuerrades auf ein Unterprogramm 110 fortschreitet. Wird im Schritt 106 das Steuerdrehmoment Ts als negativer Wert ermittelt, so schreitet die Regelung vom Schritt 106 zu einem Schritt 108 fort, in dem der Wert des Steuerdrehmomentes Ts in seinen Absolutwert überführt wird. Danach wird das Steuerdrehmomentrichtungs-Kennzeichen Fd in einem Schritt 109 auf "0" rückgesetzt, wonach das Unterprogramm 110 folgt.

Das Unterprogramm 110 enthält die Schritte 111 bis 113, welche allen Ausführungsformen und Abwandlungen gemeinsam sind, sowie die Schritte 114, 115, die nur für bestimmte Ausführungsformen und Abwandlungen gelten.

Im Schritt 111 wird ermittelt, ob der Wert des Steuerdrehmomentes Ts kleiner als ein Drehmoment Ts 1 (Fig. 8B) mit vergleichsweise kleinem Wert ist. Ist Ts kleiner als Ts 1, so wird ein erstes Zustandskennzeichen F 1 im Schritt 112 auf "1" gesetzt. Ist andererseits Ts kleiner als Ts 1, so wird das erste Zustandskennzeichen F 1 im Schritt 113 auf "0" rückgesetzt. Dieses erste Zustandskennzeichen F 1 wird mit einem (im folgenden beschriebenen) zweiten Zustandskennzeichen F 2 kombiniert, um zu bestimmen, ob das Steuerrad sich im Freiumlenkzustand befindet.

Der Schritt 114 ist ein zweites Unterprogramm zur Erfassung des Freiumlenkzustandes des Steuerrades. Auf diesen Schritt 114 folgt der Schritt 115, in dem ermittelt wird, ob sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand befindet. Ist dies der Fall, so schreitet die Regelung zu einem Schritt 116 fort. Die Schritte 114, 115 werden unten im einzelnen beschrieben.

Im Schritt 116 werden die in die Feldeffekttransistoren 56, 53, 55, 54 der Brücke 60 eingespeisten Treibersignale Q 3, Q 1, Q 2, Q 4 folgendermaßen gesetzt:

Q 3 = "0", Q 1 = "0"
Q 2 = "1", Q 4 = "1"

Sodann wird in einem Schritt 117, von dem die Regelung zu einem Schritt 124 fortschreitet, das Tastverhältnis D zur Ansteuerung des Motors auf "1" gesetzt.

Befindet sich das Steuerrad im Schritt 115 nicht im Freiumlenkzustand, so schreitet die Regelung zu einem Schritt 118 fort. In diesem Schritt wird eine Datengröße in einer im (nicht dargestellten) ROM gespeicherten Tabelle durch Adressierung auf der Basis des Absolutwertes des Steuerdrehmomentes Ts direkt ausgelesen. Speziell sind in der ROM-Tabelle Tastverhältnisse D gespeichert, welche auf Absolutwerte des Steuerdrehmomentes Ts gemäß Fig. 5 bezogen sind. Mit D 1 ist eine Todzone 0 = D = 1. Daher wird im Schritt 118 ein Tastverhältnis D mit einer Adresse entsprechend dem Absolutwert des Steuerdrehmomentes Ts ausgelesen.

Danach wird in einem Schritt 119 geprüft, ob das ausgelesene Tastverhältnis D einen Wert größer als Null besitzt. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 120 ermittelt, ob das Steuerdrehmomentrichtungs-Kennzeichen Fd, das in den Schritten 106 bis 109 gesetzt wurde, "1" ist oder nicht.

Ist das Kennzeichen Fd "1", d. h., wirkt das Steuerdrehmoment Ts im Uhrzeigersinn, so werden die Treibersignale Q 3, Q 1, Q 2, Q 4 in einem Schritt 121 folgendermaßen gesetzt:

Q 3 = "0", Q 1 = "1"
Q 2 = "1", Q 4 = "0"

Ist das Kennzeichen Fd nicht "1", d. h., wirkt das Steuerdrehmoment Ts im Gegenuhrzeigersinn, so werden die Treibersignale Q 3, Q 1, Q 2, Q 4 in einem Schritt 122 folgendermaßen gesetzt:

Q 3 = "1", Q 1 = "0"
Q 2 = "0", Q 4 = "1"

Ist der Wert des Tastverhältnisses D im Schritt 119 nicht größer als 0, d. h., ist er 0, so werden die Treibersignale Q 3, Q 1, Q 2, Q 4 in einem Schritt 123 folgendermaßen gesetzt:

Q 3 = "0", Q 1 = "0"
Q 2 = "0", Q 4 = "0"

Nach der Abarbeitung des Schrittes 121, 122 oder 123 schreitet die Regelung zu einem Schritt 124 fort. Die Abarbeitung vom Schritt 118 zum Schritt 124 ist eine Folge für gewöhnliche Motorsteuerung.

Im Schritt 124 werden die im Schritt 121, 122, 123 oder 116 gesetzten Treibersignale Q 3, Q 1, Q 2 oder Q 4 in die Schnittstelle 52 eingespeist. In einem nächsten Schritt 125 wird das Tastverhältnis D in die Schnittstelle 52 eingespeist. Dieses Tastverhältnis D repräsentiert eine kontinuierliche Impulsdauer des PWM-Signals Q 2 oder Q 4. Für den Fall, daß sich das Steuerrad nicht im Freiumlenkzustand befindet, wird das Tastverhältnis D geändert, um die Motordrehzahl Mn an die erfaßte Steuergeschwindigkeit Ns anzupassen. In dieser Hinsicht werden die in den Schritten 124, 125 verarbeiteten Ausgangssignals als Motorregelsignale T 3 bis T 5 betrachtet. Wir der Motor 10 gewöhnlich angetrieben, so dreht er sich in einer vorgegebenen Richtung, wobei das erzeugte Drehmoment zur Reduzierung der erforderlichen manuellen Steuerkraft über das Untersetzungsgetriebe auf die Ausgangswelle 3 übertragen wird.

Hat die Regelung die Schritte 124, 125 über die Schritte 116, 117 erreicht, so sind die Treibersignale Q 1 bis Q 4 folgendermaßen gesetzt:

Q 3 = "0", Q 1 = "0"
Q 2 = "1", Q 4 = "1"

Nunmehr werden die Feldeffekttransistoren 53, 56 nicht angesteuert, während die Feldeffekttransistoren 54, 55 kontinuierlich angesteuert werden. Die Eingangsanschlüsse des Motors 10 sind daher kurzgeschlossen, so daß sich der Motor 10 durch eine durch seine Drehung erzeugte elektromotorische Gegenkraft Vi selbst bremst. Beispielsweise für den Fall, daß das Motordämpfungssignal T 5 mit einer Impulsdauer gemäß Fig. 8C geliefert wird, wird gemäß Fig. 8D ein Selbstdämpfungstrom Ii erzeugt, der in einer Richtung gegen die Drehrichtung des Motors fließt. Dieser Selbstdämfpungsstrom Ii ist im wesentlichen proportional zur Drehzahl Nm des Motors 10. Die maximale Impulsdauer des Dämpfungssignals T 5 gemäß Fig. 8C ist jedoch theoretischer Natur. Tatsächlich ist die Dauer des Dämpfungssignals T 5 kürzer als in Fig. 8C dargestellt, was im folgenden anhand von Fig. 8E beschrieben wird.

Die Regelung schreitet sodann vom Schritt 125 zu einem Schritt 126 fort, in den das Ausgangssignal der Stromdetektorschaltung 57 eingelesen wird. In einem folgenden Schritt 127 wird aus dem so eingelesenen erfaßten Signal Sd ein Ankerstrom Ia festgelegt. In einem Schritt 128 wird sodann ermittelt, ob der Wert des Stroms Ia dem Tastverhältnis D mit einer vorgegebenen Toleranz entspricht. Ist dies nicht der Fall, so wird festgelegt, daß eine Schwierigkeit aufgetreten ist, wobei die Relais 49, 58 enterregt werden. Entspricht der Ankerstrom Ia dem Tastverhältnis D, so kehrt die Regelung zum Schritt 103 zurück. Anhand von Fig. 6 werden nun die Schritte 114, 115 erläutert. Schritte 130 bis 137 gemäß Fig. 6 entsprechen den Schritten 114, 115.

Im Schritt 130 werden die erfaßten Signale S 3, S 4 von der Steuergeschwindigkeitsdetektor-Schaltung 42 eingelesen, während im Schritt 131 festgestellt wird, ob die so eingelesenen Signalwerte normal sind oder nicht. Sind sie nicht normal, so werden die Relais 49, 58 enterregt. Für den Fall, daß die Steuergeschwindigkeitsdetektor- Schaltung 42 normal ist, stehen die Steuergeschwindigkeit Ns und die erfaßten Signale S 3, S 4 von der Schaltung 42 in dem wechselweisen Zusammenhang gemäß Fig. 7. Wenn die Gleichspannungswerte der erfaßten Signale S 3, S 4 gleichzeitig positiv sind und wenn eines dieser Signale S 3, S 4 im wesentlichen gleich der Spannung Vcc des Spannungsstabilisators 50 ist, so wird daher festgelegt, daß die Steuergeschwindigkeitsdetektor- Schaltung 52 nicht richtig funktioniert. Der Generator des Steuergeschwindigkeitssensors 5 ist so gewählt, daß sein zu erwartendes maximales Ausgangssignal um einen vorgegebenen Wert kleiner als die Spannung Vcc ist.

Werden die im Schritt 130 eingelesenen erfaßten Signale S 3, S 4 im Schritt 131 als normal befunden, so schreitet die Regelung zum Schritt 132 fort, in dem die Steuergeschwindigkeit Ns nach Art des Prozesses in den Schritten 105 bis 109 nach Fig. 3 aus den Signalen S 3, S 4 abgeleitet wird. Speziell wird die Berechnung (S 3 - S 4 = Ns) durchgeführt und das Steuerdrehmomentrichtungs-Kennzeichen gemäß dem berechneten Signal gesetzt/rückgesetzt, woraus der Absolutwert des Steuerdrehmoments erhalten wird.

Im Schritt 133 wird festgestellt, ob die so festgelegte Steuergeschwindigkeit Ns größer als eine vorgegebene Steuergeschwindigkeit Ns 1 (Fig. 8B) mit vergleichsweise großem Wert ist. Ist Ns gleich oder größer Ns 1, so wird in einem Schritt 134 ein zweites Zustandskennzeichen F 2 gesetzt. Ist Ns kleiner als Ns 1, so wird das zweite Zustandskennzeichen F 2 im Schritt 135 auf "0" rückgesetzt.

Im Schritt 136 wird geprüft, ob das erste Zustandskennzeichen F 1 auf "1" gesetzt ist, während im Schritt 137 entsprechend geprüft wird, ob das zweite Zustandskennzeichen F 2 auf "1" gesetzt ist. Das erste Zustandskennzeichen F 1 ist im Schritt 112 oder 113 (Fig. 3) festgelegt worden. Sind die Kennzeichen F 1, F 2 nicht auf "1" gesetzt, so wird festgelegt, daß sich das Steuerrad nicht im Freiumlenkzustand befindet, wobei die Regelung zum Schritt 116 geht (Fig. 3). Ist wenigstens eines der Kennzeichen F 1, F 2 nicht auf "1" gesetzt, so wird festgelegt, daß sich das Steuerrad nicht im Freiumlenkzustand befindet, worauf die Regelung zum Schritt 118 fortschreitet (Fig. 3).

Fig. 9A zeigt in Blockform die grundlegenden Funktionen der Regeleinrichtung 13 mit den verschiedenen Komponenten gemäß Fig. 2 in bezug auf die Schritte der Flußdiagramme nach den Fig. 3 und 6, wobei die Motortreibereinrichtungen und die Detektoreinrichtungen nicht mit dargestellt sind. Fig. 9B zeigt in einzelnen das Funktionsblock-Diagramm der Fig. 9A. Bei dieser Ausführungsform wird die Einrichtung zur Erfassung des Freiumlenkzustandes des Steuerrades lediglich durch eine Einrichtung zur Erfassung des Nulldrehmomentes des Steuerrades gebildet.

Aufgrund der vorstehend erläuterten Verarbeitung wird das Dämpfungssignal T 5 erzeugt, wenn das Steuerrad den Bereich der neutralen Stellung R = 0 im Freiumlenkzustand gemäß Fig. 8E durchläuft. Daher wird ein Überlaufen des Steuerrades über die neutrale Stellung hinaus reduziert. Unter den gleichen Bedingungen, wie sie anhand von Fig. 8A beschrieben wurden, ändert sich der Steuerwinkel R gemäß einer Kurve L 3 gemäß Fig. 8E.

In der vorstehenden Ausführungsform werden das Steuerdrehmoment Ts und die Steuergeschwindigkeit Ns zur Erfassung des Steuerrades im Freiumlenkzustand ausgenutzt. Das bedeutet, daß das Steuerrad als im Freiumlenkzustand befindlich bestimmt wird, wenn das Steuerdrehmoment Ts nahe bei 0 liegt und die Steuergeschwindigkeit Ns nicht gleich 0 ist. Da das Dämpfungssignal T 5 geliefert wird, wenn das Steuerrad in seinem Freiumlenkzustand den Bereich der neutralen Stellung R = 0 durchläuft, wird der Wert von Ns 1 vergleichsweise groß gewählt. Wird das Dämpfungssignal T 5 in einem Bereich erzeugt, welcher den beiden Bedingungen: Ts ≦ωτ Ts 1 und Ns ≦λτ Ns 1 gemäß Fig. 8B genügt, so verläuft es gemäß Fig. 8C. Fig. 8B zeigt dagegen die Art, in der sich der Steuerwinkel einer motorgetriebenen Servolenkung ohne Dämpfungssignal T 5 ändert. Bei vorhandenem Dämpfungssignal T 5 wird der Steuerwinkel R in der Realität gleichzeitig mit der Erzeugung dieses Dämpfungssignals T 5 beeinflußt und ändert sich gemäß der Kurve L 3 nach Fig. 8E. Eine Zeit tp, in der sich das Steuerrad in die neutrale Stellung einpendelt, ist gleich der Einpendelzeit tm bei einem manuell betätigten Steuersystem. Daher kehrt das Steuerrad der motorgetriebenen Servolenkung gemäß der Erfindung im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Die Fig. 10, 11, 12, 13A und 13B zeigen eine motorgetriebene Servolenkung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Abwandlung. Die in dieser Servolenkung verwendete Systemanordnung und Regeleinrichtung entsprechen im wesentlichen denjenigen nach den Fig. 1 und 2 und werden daher nicht im einzelnen beschrieben. Diejenigen Teile der ersten Abwandlung sowie einer zweiten bis sechsten Abwandlung sowie einer zweiten Ausführungsform (im folgenden beschrieben), welche mit denen der ersten Ausführungsform identisch sind, sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht erläutert.

Gemäß Fig. 10 enthält die Servolenkung 150 einen Sensor 151 zur Erfassung der mittleren bzw. neutralen Stellung des Steuerrades. Dieser Sensor 151 besitzt eine auf der Eingangswelle 2 befestigte Scheibe 151 a mit einem Schlitz 151 b an einer vorgegebenen Stelle sowie einen Optokoppler 151 c, der zum Schlitz 151 b ausgerichtet angeordnet ist, wenn die Eingangswelle 2 in die neutrale Stellung gelangt. Ein Ausgangssignal vom Sensor 151 wird in eine Schnittstelle 152 eingespeist, welche das Ausgangssignal in ein Gleichspannungssignal S 5 umwandelt und dieses über den Analog-Digital-Umsetzer 43 in die MCU 40 einspeist. Erreicht die Eingangswelle 2 die neutrale Stellung, so besitzt das Signal S 5 einen hohen Pegel, während es einen tiefen Pegel besitzt, wenn die Eingangswelle 2 in einer anderen Winkelstellung steht. Das Signal S 5 dient somit als Signal zur Erfassung der neutralen Stellung des Steuerrades. Anstelle des Sensors 151 kann ein konventioneller Steuerwinkelsensor mit einer Codescheibe zur Erfassung der neutralen Stellung des Steuerrades verwendet werden.

Die MCU 40 wird zusätzlich zum Signal S 5 für die neutrale Stellung mit den Steuerdrehmomentsignalen S 1, S 2 und den Steuergeschwindigkeitssignalen S 3, S 4 gespeist. Die in Fig. 10 dargestellte MCU 40 arbeitet zusätzlich zu den Operationssequenzen gemäß den Fig. 3 und 6 eine Operationssequenz gemäß Fig. 11 ab.

Wird das zweite Zustandskennzeichen F 2 im Schritt 137 (Fig. 6) auf "1" gesetzt, so schreitet die Regelung speziell vom Schritt 137 zu einem Schritt 160 (Fig. 11) und nicht direkt zum Schritt 116 fort, wobei das Signal S 5 eingelesen wird. In einem nächsten Schritt 161 wird sodann festgestellt, ob das Signal S 5 einen hohen Pegel besitzt oder nicht, um festzulegen, ob sich das Steuerrad in der neutralen Stellung befindet oder nicht. Befindet sich das Steuerrad in der neutralen Stellung, so schreitet die Regelung zum Schritt 116 fort. Ist dies nicht der Fall, so schreitet die Regelung zum einem Schritt 162 fort, in dem das Tastverhältnis D auf "0" gesetzt wird, wonach ein Fortschreiten zum Schritt 123 erfolgt. Für den Fall, daß die Regelung zum Schritt 160 gelangt, so sind die Bedingungen Ts ≦ωτ Ts 1 und Ns ≦λτ Ns 1 bereits erfüllt, so daß sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand befindet.

Fig. 12 zeigt ein Funktionsblockdiagramm der Einrichtung zur Erfassung des Freiumlenkzustandes des Steuerrades gemäß der ersten Abwandlung. Das Funktionsblockdiagramm gibt daher einen Ersatz für die Einrichtung zur Erfassung des Freiumlenkzustandes des Steuerrades gemäß Fig. 9B an.

Wenn das Steuerrad im Freiumlenkzustand durch die neutrale Stellung läuft, so wird das Regelsignal T 5 gemäß Fig. 13B erzeugt. Fig. 13A zeigt die Kurve L 2 gemäß Fig. 8B zum Vergleich mit der Kurve gemäß Fig. 13B. Gemäß Fig. 8B ist die Steuergeschwindigkeit Ns maximal, wenn das Steuerrad die neutrale Stellung durchläuft. Daher ist der Selbstdämpfungsstrom Ii des Motors 10 groß, wenn das Signal T 5 gemäß dem Zeittakt nach Fig. 13B geliefert wird. Der Steuerwinkel R ändert sich gemäß einer Kurve L 4, wobei eine Einpendelzeit tp′ für die Einpendelung des Steuerrades in die neutrale Stellung etwas kürzer als die Einpendelzeit tp bei der ersten Ausführungsform ist. Das Steuerrad kehrt daher im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Der Sensor 151 kann durch einen Sensor zur Erfassung der neutralen Stellung der Zahnstangenwelle 3 ersetzt werden.

Eine motorgetriebene Servolenkung 200 für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Abwandlung ist in den Fig. 14 bis 16 dargestellt.

Diese Servolenkung 200 enthält zusätzlich zum Steuerdrehmomentsensor 6 und zum Steuergeschwindigkeitssensor 5 einen Steuerwinkelsensor 201 (Fig. 14). Dieser Steuerwinkelsensor 201, der konventioneller Art sein kann, erfaßt den Drehwinkel der Eingangswelle 2. Ein Ausgangssignal von diesem Steuerwinkelsensor 201 wird in eine Schnittstelle 202 eingespeist und durch diese in ein Gleichspannungssignal S 6 überführt, das über den Analog-Digital-Umsezter 43 in die MCU 40 eingespeist wird.

Die MCU 40 wird zusätzlich zum Steuerwinkelsignal S 6 mit den Steuerdrehmomentsignalen S 1, S 2 und den Steuergeschwindigkeitssignalen S 3, S 4 gespeist. Die MCU 40 gemäß Fig. 14 arbeitet zusätzlich zu den Operationssequenzen gemäß den Fig. 3 und 6 eine Operationssequenz nach Fig. 15 ab.

Ist das zweite Zustandskennzeichen F 2 im Schritt 137 (Fig. 6) auf "1" gesetzt, so schreitet die Regelung vom Schritt 137 zu einem Schritt 210 (Fig. 15) und nicht direkt zum Schritt 116 fort, wobei das Signal S 6 zur Erfassung des Steuerwinkels R eingelesen wird. In einem nächsten Schritt 211 wird sodann ermittelt, ob der Steuerwinkel R kleiner als ein vorgegebener Winkel R a ist, wodurch festgelegt wird, ob das Steuerrad sich im Bereich der neutralen Stellung befindet oder nicht.

Befindet sich das Steuerrad im Bereich der neutralen Stellung, so schreitet die Regelung zum Schritt 116 fort. Ist dies nicht der Fall, so schreitet die Regelung zu einem Schritt 212 fort, in dem das Tastverhältnis D auf "0" gesetzt wird, wonach ein Fortschreiten zum Schritt 123 erfolgt. Für den Fall, daß die Regelung zum Schritt 210 gelangt, so sind die Bedingungen Ts ≦ωτ Ts 1 und Ns ≦λτ Ns 1 bereits erfüllt, so daß sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand befindet. Die zweite Abwandlung entspricht der ersten Abwandlung.

Wenn das Steuerrad sich im Freiumlenkzustand durch die neutrale Stellung bewegt, so wird das Regelsignal T 5 gemäß Fig. 16 erzeugt. Der Steuerwinkel R ändert sich gemäß einer Kurve L 5, wobei eine Einpendelzeit T″ für die Einpendelung des Steuerrades in die neutrale Stellung etwa gleich der Einpendelzeit tp′ der ersten Abwandlung ist. Daher kehrt das Steuerrad im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Eine motorgetriebene Servolenkung 250 für ein Fahrzeug gemäß einer dritten Abwandlung wird anhand der Fig. 17 und 18 beschrieben. Die Systemanordnung und die Regeleinrichtung bei dieser Servolenkung 250 sind im wesentlichen die gleichen wie diejenigen nach den Fig. 1 und 2 und werden daher im einzelnen nicht beschrieben. Die MCU 40 arbeitet statt der Operationssequenzen nach den Fig. 3 und 6 eine Operationssequenz nach Fig. 17 ab.

Ist das zweite Zustandskennzeichen F 2 gemäß Schritt 137 (Fig. 6) auf "1" gesetzt, so schreitet die Regelung vom Schritt 137 zu einem Schritt 260 (Fig. 17) und nicht direkt zum Schritt 116 fort. Im Schritt 260 wird die Steuergeschwindigkeit Nsf im vorhergehenden Verarbeitungsschritt von der in diesem Zeitpunkt vorhandenen Steuergeschwindigkeit Ns subtrahiert, um eine Steuerbeschleunigung dNs zu ermitteln. In diesem Zusammenhang besitzt die Steuergeschwindigkeit Ns einen Absolutwert, wie er anhand des Schrittes 132 nach Fig. 6 erläutert wurde, und ist daher immer positiv. Befindet sich das Steuerrad nicht im Freiumlenkzustand, so wird die vorhergehende Steuergeschwindigkeit Nsf in einem Schritt 263 auf "0" gesetzt, bevor die Regelung vom Schritt 136 oder 137 zum Schritt 118 fortschreitet. Auf den Schritt 260 folgt ein Schritt 261, in dem die vorhergehende Steuergeschwindigkeit Nsf durch die Steuergeschwindigkeit Ns zu dieser Zeit ersetzt wird.

In einem Schritt 262 wird ermittelt, ob die Steuerbeschleunigung dNs negativ ist oder nicht. Ist sie negativ, so schreitet die Regelung zum Schritt 116 fort. Ist dies nicht der Fall, so wird das Tastverhältnis D in einem Schritt 264 auf "0" gesetzt, wobei die Regelung zum Schritt 123 fortschreitet. Für den Fall, daß die Regelung zum Schritt 260 gelangt, sind die Bedingungen Ts ≦ωτ Ts 1 und Ns ≦λτ Ns 1 bereits erfüllt, so daß das Steuerrad sich im Freiumlenkzustand befindet.

Befindet sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand, so ist die Steuergeschwindigkeit Ns maximal, wenn das Steuerrad die neutrale Stellung durchläuft. Daher ändert sich das Vorzeichen der Steuerbeschleunigung dNs in diesem Zeitpunkt vom Positiven ins Negative. Bei dieser Abwandlung wird die neutrale Stellung des Steuerrades anstelle der Verwendung des Sensors 151 für die neutrale Stellung gemäß Fig. 10 durch die Schritte nach Fig. 7 erfaßt.

Wenn das Steuerrad im Freiumlenkzustand die neutrale Stellung durchläuft, so wird das Regelsignal T 5 gemäß Fig. 15 erzeugt. Der Steuerwinkel R ändert sich gemäß einer Kurve L 6, wobei die Einpendelzeit t‴ für die Einpendlung des Steuerrades in die neutrale Stellung etwa gleich der Einpendelzeit tp′ der ersten Abwandlung ist. Daher kehrt das Steuerrad im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Eine motorgetriebene Servolenkung 300 für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform wird anhand der Fig. 19 bis 22 beschrieben. Diese Servolenkung 300 enthält einen Sensor 301 zu Erfassung der Drehzahl Nm des Motors 10 anstelle des Steuergeschwindigkeitssensors 5 des Systems gemäß Fig. 1. Die Drehzahl Nm des Motors 10 wird anstelle der Drehgeschwindigkeit des Steuerrades ausgenutzt, da der Motor und das Steurrad gleichzeitig durch die lenkbaren Räder gedreht werden, wenn sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand befindet. Die Erläuterung hinsichtlich der Steuergeschwindigkeit Ns bei der ersten Ausführungsform und der ersten bis dritten Abwandlung gilt auch für die Motordrehzahl Nm gemäß den folgenden Ausführungen.

Der Sensor 301 besitzt eine an einem Ende der drehbaren Welle 10 b des Motors 10 befestigte Scheibe 302 mit einem Schlitz 302 sowie einen Optokoppler 304 zur Erfassung von Licht, daß durch den Schlitz 303 der Scheibe 302 fällt. Der Optokoppler 304 liefert ein impulsförmiges Signal S 7 für die Regeleinrichtung 13 dessen Frequenz von der Drehzahl Nm des Motors 10 abhängt. Dieses impulsförmige Signal S 7 wird über einen Frequenz-Spannungs-Wandler (nicht dargestellt) in die MCU 40 eingespeist. Das impulsförmige Signal S 7 ist daher ein die erfaßte Motordrehzahl anzeigendes Signal. Der Sensor 301 kann durch einen an sich bekannten Drehzahlsensor zur Erfassung der Drehzahl des Motors 10 ersetzt werden. In dieser zweiten Ausführungsform wird anstelle der Operationssequenz der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 6 eine Operationssequenz gemäß Fig. 20 abgearbeitet.

In einem Schritt 310 wird das erfaßte Signal S 7 vom Motordrehzahlsensor 301 ausgelesen und der Absolutwert der Motordrehzahl Nm gewonnen. Der Wert des Signals S 7 sowie der Absolutwert der Motordrehzahl NM hängen gemäß Fig. 21 miteinander zusammen. Sodann wird in einem Schritt 311 ermittelt, ob die Motordrehzahl Nm größer als eine vorgegebene Motordrehzahl Nm 1 mit vergleichsweise großem Wert ist. Diese vorgegebene Motordrehzahl Nm 1 wird so gewählt, daß sie der vorgegebenen Steuergeschwindigkeit Ns 1 gemäß Fig. 8B entspricht.

Ist Nm gleich oder größer Nm 1, so wird in einem Schritt 312 das zweite Zustandskennzeichen F 2 auf "1" gesetzt. Ist Nm kleiner als Nm 1, so wird das Zustandskennzeichen F 2 in einem Schritt 313 auf "0" gesetzt. In Schritten 314, 315 wird geprüft, ob das erste bzw. zweite Zustandskennzeichen F 1, F 2 auf "1" gesetzt ist oder nicht. Das erste Zustandskennezichen F 1 ist im Schritt 112 oder 113 nach Fig. 3 festgelegt worden. Sind beide Zustandskennzeichen F 1, F 2 auf "1" gesetzt, so ist festgelegt, daß sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand befindet, wobei die Regelung zum Schritt 116 nach Fig. 3 geht. Ist wenigstens eines der Kennzeichen F 1, F 2 nicht auf "1" gesetzt, so ist festgelegt, daß sich das Steuerrad nicht im Freiumlenkzustand befindet, wobei die Regelung zum Schritt 118 nach ig. 3 geht.

Läuft das Steuerrad im Freiumlenkzustand durch die neutrale Stellung, so wird das Regelsignal T 5 gemäß Fig. 22 erzeugt. Der Steuerwinkel R ändert sich gemäß einer Kurve L 7, wobei eine Einpendelzeit tp 2 für die Einpendelung des Steuerrades in die neutrale Stellung etwa gleich der Einpendelzeit tp gemäß Fig. 8E ist. Das Steuerrad kehrt daher im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Fig. 23 zeigt eine motorgetriebene Servolenkung 400 für ein Fahrzeug gemäß einer vierten Abwandlung. Die Systemanordnung und die Regeleinrichtung in dieser Servolenkung 400 sind im wesentlichen gleich denjenigen nach Fig. 19, so daß sie im einzelnen nicht beschrieben werden.

Die Servolenkung 400 enthält zusätzlich den Sensor 151 zur Erfassung der neutralen Stellung des Steuerrades gemäß Fig. 10.

Die MCU 40 wird zusätzlich zum Neutralstellungssignal S 5 mit den Steuerdrehmomentsignalen S 1, S 2 und dem Motordrehzahlsignal S 7 gespeist. Sie arbeitet zusätzlich zu den Operationssequenzen gemäß den Fig. 23 eine Operationsequenz nach Fig. 23 ab.

Ist das zweite Zustandskennzeichen F 2 im Schritt 315 (Fig. 20) auf "1" gesetzt, so schreitet die Regelung speziell vom Schritt 315 zu einem Schritt 410 (Fig. 23) und nicht direkt zum Schritt 116 fort, wobei das Signal S 5 eingelesen wird. In einem nächsten Schritt 411 wird sodann festgestellt, ob das Signal S 5 einen hohen Pegel besitzt oder nicht, wodurch festgelegt wird, ob sich das Steuerrad in der neutralen Stellung befindet oder nicht. Befindet sich das Steuerrad in der neutralen Stellung, so geht die Regelung zum Schritt 116. Ist dies nicht der Fall, so geht die Regelung zu einem Schritt 412, in dem das Tastverhältnis D auf "0" gesetzt wird, wonach ein Fortschreiten zum Schritt 123 erfolgt. Für den Fall, daß die Regelung zum Schritt 410 gelangt, sind die Bedingungen Ts ≦ωτ Ts 1 und Nm ≦λτ Nm 1 bereits erfüllt, so daß sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand befindet.

Das Regelsignal T 5 wird erzeugt, wenn das Steuerrad im Freiumlenkzustand die neutrale Stellung durchläuft. Das Regelsignal T 5 wird mit dem Zeittakt nach Fig. 13B geliefert. Daher kehrt das Steuerrad im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Eine motorgetriebene Servolekung 450 für ein Fahrzeug gemäß einer fünften Abwandlung wird anhand von Fig. 24 beschrieben. Diese Servolenkung 450 enthält den Steuerwinkelsensor 210 gemäß Fig. 4 zusätzlich zum Steuerdrehmomentsensor 6 und zum Motordrehzahlsensor 301.

Die MCU 40 wird zusätzlich zum Steuerwinkelsignal S 6 mit den Steuerdrehmomentsignalen S 1, S 2 und dem Motordrehzahlsignal S 7 gespeist. Sie arbeitet zusätzlich zu den Operationssequenzen gemäß den Fig. 23 eine Operationsseuqenz gemäß Fig. 24 ab.

Ist gemäß Fig. 24 das zweite Zustandskennzeichen F 2 im Schritt 315 (Fig. 20) auf "1" gesetzt, so geht die Regelung vom Schritt 315 zu einem Schritt 460 und nicht direkt zum Schritt 116, wobei das Signal S 6 zur Erfassung der Größe des Steuerwinkels R eingelesen wird. In einem nächsten Schritt 461 wird sodann festgestellt, ob der Steuerwinkel R kleiner als der vorgegebene kleine Wert R a gemäß Fig. 16 ist oder nicht, um festzulegen, ob das Steuerrad sich im Bereich der neutralen Stellung befindet oder nicht. Ist dies nicht der Fall, so geht die Regelung zu einem Schritt 462, in dem das Tastverhältnis D auf "0" gesetzt wird, wonach ein Fortschreiten zum Schritt 123 erfolgt. Für den Fall, daß die Regelung zum Schritt 460 kommt, sind die Bedingungen Ts Ts 1 und Nm Nm 1 bereits erfüllt, so daß das Steuerrad sich im Freiumlenkzustand befindet. Die fünfte Abwandlung entspricht im wesentlichen der zweiten Abwandlung.

Das Steuersignal T 5 wird erzeugt, wenn das Steuerrad im Freiumlenkzustand die neutrale Stellung durchläuft. Das Regelsignal T 5 wird im wesentlichen mit dem Zeittakt nach Fig. 13B geliefet. Das Steurrad kehrt daher im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Fig. 25 zeigt eine motorgetriebene Servolenkung 500 gemäß einer sechsten Abwandlung. Die Systemanordnung und die Regeleinrichtung in dieser Servolenkung 500 sind im wesentlichen die gleichen wie diejenigen nach Fig. 19 und werden daher nicht im einzelnen beschrieben. Die MCU 40 arbeitet anstelle der Operationssequenzen nach den Fig. 3 und 20 einer Operationssequenz nach Fig. 25 ab.

Ist das zweite Zustandskennzeichen F 2 im Schritt 315 (Fig. 20) auf "1" gesetzt, so geht die Steuerung vom Schritt 315 zu einem Schritt 510 (Fig. 25) und nicht direkt zum Schritt 116. In diesem Schritt 510 wird die Motordrehzahl Nmf in der vorhergehenden Verarbeitungsschleife von der in diesem Zeitpunkt vorhandenen Motordrehzahl Nm subtrahiert, um eine Motorbeschleunigung dNm zu finden. In diesem Zusammenhang entspricht der Absolutwert der Motordrehzahl Nm derjenigen des Schrittes 310 nach Fig. 20 und ist damit immer positiv. Befindet sich das Steuerrad nicht im Freiumlenkzustand, so wird in einem Schritt 513 die vorhergehende Motordrehzahl Nmf auf "0" gesetzt, bevor die Regelung vom Schritt 134 oder 135 zum Schritt 118 geht. Auf den Schritt 510 folgt ein Schritt 511, in dem die vorhergehende Motordrehzahl Nmf durch die zu dieser Zeit vorhandene Motordrehzahl Nm ersetzt wird.

In einem Schritt 512 wird festgestellt, ob die Motorbeschleunigung dNm negativ ist oder nicht. Ist sie negativ, so schreitet die Regelung zum Schritt 116 fort. Ist dies nicht der Fall, so wird das Tastverhältnis D in einem Schritt 514 auf "0" gesetzt, wobei die Regelung zum Schritt 123 geht. Für den Fall, daß sie zum Schritt 510 gelangt, sind die Bedingungen Ts ≦ωτ Ts 1 und Nm ≦λτ Nm 1 bereits erfüllt, so daß das Steuerrad sich im Freiumlenkzustand befindet.

Befindet sich das Steuerrad im Freiumlenkzustand, so ist die Motordrehzahl Nm ebenso wie die Steuergeschwindigkeit Ns nach Fig. 8B maximal, wenn das Steuerrad die neutrale Stellung durchläuft. Daher ändert sich das Vorzeichen der Motorbeschleunigung dNm in diesem Zeitpunkt vom Positiven zum Negativen. Bei dieser Abwandlung wird statt der Verwendung des Sensors 151 für die neutrale Stellung gemäß Fig. 10 die neutrale Stellung des Steuerrades durch die Schritte nach Fig. 25 erfaßt. Durchläuft das Steuerrad im Freiumlenkzustand die neutrale Stellung, so wird das Regelsignal T 5 im wesentlichen mit dem Zeittakt nach Fig. 18 erzeugt. Daher kehrt das Steuerrad im Freiumlenkzustand schnell in die neutrale Stellung zurück.

Claims

1. Motorgetriebene Servolenkung für Fahrzeuge mit einer mit einem Steuerrad in Wirkverbindung stehenden Eingangswelle (2),
einer mit einem lenkbaren Rad in Wirkverbindung stehenden Ausgangswelle (3),
einem Elektromotor (10) zur Aufprägung eines unterstützenden Drehmoments auf die Ausgangswelle (3),
einer Drehmoment-Detektoreinrichtung (41) zur Erfassung eines auf die Ausgangswelle (2) wirkenden Steuerdrehmomentes (Ts)
und einer auf Ausgangssignale (S 1, S 2) der Drehmoment- Detektoreinrichtung (41) ansprechenden Regeleinrichtung (13) zur Einspeisung eines Treibersignals (Va) in den Elektromotor (10),
gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (110) zur Erfassung eines Freiumlenkzustandes des Steuerrades zur Erzeugung eines Motordämpfungssignals (T 5),
und eine vom Motordämpfungssignal (T 5) angesteuerte Dämpfungseinrichtung (51) zur Dämpfung des Elektromotors (10).

2. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (110) zur Erfassung eines Freiumlenkzustandes des Steuerrades die Drehmoment-Detektoreinrichtung (41) sowie eine Detektoranordnung (42) zur Erfassung der Drehzahl (Ns) des Steuerrades aufweist und das Motordämpfungssignal (T 5) erzeugt, wenn das Steuerdrehmoment (Ts) kleiner als ein vorgegebenes Drehmoment (Ts 1) und die Steuergeschwindigkeit (Ns) größer als eine vorgegebene Steuergeschwindigkeit (Ns 1) ist.

3. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (110) zur Erfassung eines Freiumlenkzustandes des Steuerrades weiterhin eine Einrichtung (151; 201; 260 bis 262) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich einer neutralen Stellung (R = 0) befindet, aufweist und das Motordämpfungssignal (T 5) erzeugt, wenn das Steuerdrehmoment (Ts) kleiner als das vorgegebene Steuerdrehmoment (Ts 1) ist, die Steuergeschwindigkeit (Ns) größer als die vorgegebene Steuergeschwindigkeit (Ns 1) ist und das Steuerrad den Bereich der neutralen Stellung durchläuft.

4. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (151) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich einer neutralen Stellung (R = 0) befindet, als Einrichtung zur Erfassung der neutralen Stellung des Steuerrades ausgebildet ist.

5. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (201) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich einer neutralen Stellung (R = 0) befindet, als Einrichtung zur Erfassung eines Steuerwinkels (R) ausgebildet ist.

6. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (260 bis 262) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich einer neutralen Stellung (R = 0) befindet, als Einrichtung zur Erfassung des Zustandes, daß eine Steuerbeschleunigung (dNs) des Steuerrades negativ ist, ausgebildet ist.

7. Motorgetriebene Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Steuerdrehmoment (Ts 1) vergleichsweise klein und die vorgegebene Steuergeschwindigkeit (Ns 1) vergleichsweise groß ist.

8. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (110) zur Erfassung eines Freiumlenkzustandes des Steuerrades die Drehmoment-Detektoreinrichtung (41) sowie eine Einrichtung (301) zur Erfassung einer Drehzahl (Nm) des Elektromotors (10) aufweist und das Motordämpfungssignal (T ₅) erzeugt, wenn das Steuerdrehmoment (Ts) kleiner als ein vorgegebenes Steuerdrehmoment (Ts 1) und die Motordrehzahl (Nm) größer als eine vorgegebene Motordrehzahl (Nm 1) ist.

9. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (110) zur Erfassung eines Freiumlenkzustandes des Steuerrades weiterhin eine Einrichtung (151; 201, 510 bis 512) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich einer neutralen Stellung (R = 0) befindet, aufweist und das Motordämpfungssignal (T 5) erzeugt, wenn das Steuerdrehmoment (Ts) kleiner als das vorgegebene Steuerdrehmoment (Ts 1) ist, die Motordrehzahl (Nm) größer als die vorgegebene Motordrehzahl (Nm 1) ist und das Steuerrad den Bereich der neutralen Stellung durchläuft.

10. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (151) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich der neutralen Stellung (R = OP) befindet, als Einrichtung zur Erfassung der neutralen Stellung des Steuerrades ausgebildet ist.

11. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (201) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich der neutralen Stellung (R = O) befindet, als Einrichtung zur Erfassung eines Steuerwinkels (R) des Steuerrades ausgebildet ist.

12. Motorgetriebene Servolenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (510 bis 512) zur Erfassung des Zustandes, daß sich das Steuerrad im Bereich der neutralen Stellung (R = O) befindet, als Einrichtung zur Erfassung des Zustandes, daß eine Drehzahlbeschleunigung (dNm) des Elektromotors negativ ist, ausgebildet ist.

13. Motorgetriebene Servolenkung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Steuerdrehmoment (Ts 1) vergleichsweise klein und die vorgegebene Motordrehzahl (Nm 1) vergleichsweise groß ist.