Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102004051194A1 - Steering system for vehicles - Google Patents

Steering system for vehicles Download PDF

Info

Publication number
DE102004051194A1
DE102004051194A1 DE200410051194 DE102004051194A DE102004051194A1 DE 102004051194 A1 DE102004051194 A1 DE 102004051194A1 DE 200410051194 DE200410051194 DE 200410051194 DE 102004051194 A DE102004051194 A DE 102004051194A DE 102004051194 A1 DE102004051194 A1 DE 102004051194A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
steering
torque
gear
control valve
servomotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410051194
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Budaker
Wilfried Leutner
Helmut KNÖDLER
Klaus-Dieter Dr. Leimbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Lenksysteme GmbH filed Critical ZF Lenksysteme GmbH
Priority to DE200410051194 priority Critical patent/DE102004051194A1/en
Priority to PCT/EP2005/055251 priority patent/WO2006045707A1/en
Publication of DE102004051194A1 publication Critical patent/DE102004051194A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409Electric motor acting on the steering column
    • B62D5/0412Electric motor acting on the steering column the axes of motor and steering column being parallel
    • B62D5/0415Electric motor acting on the steering column the axes of motor and steering column being parallel the axes being coaxial
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046Controlling the motor
    • B62D5/0463Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/08Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by type of steering valve used
    • B62D5/081Seat valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Ein Lenksystem für Fahrzeuge, das mit servomotorischer Unterstützung arbeitet und ein in Antriebsstellverbindung zu den lenkbaren Rädern eingekoppeltes Verstellglied aufweist, sieht für das Servostellglied ein lenkmomentenabhängig gesteuertes Steuerventil vor, dessen die Servowirkung über dem aufgegebenen Lenkmoment darstellende Ventilkennlinie von einer vorgegebenen Wunschkennlinie abweicht, und es wird durch einen auf die Lenkspindel eingekoppelten elektrischen Servomotor überlagernd zum fahrerseitig vorgegebenen, auf die Lenkspindel wirkenden Betätigungsmoment ein Moment aufgegeben, durch das sich seitens des momentenabhängig gesteuerten Steuerventils ein Stellmoment ergibt, das eine der Wunschkennlinie im Bezugspunkt entsprechende Servoverstellung zur Folge hat.A steering system for vehicles, which operates with servo-motor support and has an in drive connection to the steerable wheels coupled Verstellglied, provides for the servo actuator a steering torque dependent controlled control valve whose servo action over the discontinued steering torque valve characteristic deviating from a predetermined desired characteristic, and it will by a coupled to the steering shaft electric servo motor superimposed given to the driver side, acting on the steering shaft actuating torque a moment abandoned by the torque-dependent controlled control valve results in a control torque that has one of the desired characteristic in the reference corresponding servo adjustment result.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für Fahrzeuge, das mit servomotorischer Unterstützung arbeitet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a steering system for vehicles, the servomotor with Support works, according to the generic term of claim 1.

Lenksysteme der vorgenannten Art sind aus der DE 44 22 386 C1 bekannt und weisen als Lenkhandhabe ein Lenkrad auf, das über eine Lenkspindel, ein Lenkgetriebe und nachgeordnete Lenkgestänge mit den lenkbaren Rädern einer Achse des Fahrzeuges mechanisch gekoppelt ist, derart, dass ein Lenkeinschlag der gelenkten Räder zwangsläufig mit einer Drehung des Lenkrades gekoppelt ist und umgekehrt.Steering systems of the aforementioned type are known from DE 44 22 386 C1 known and have as a steering handle on a steering wheel which is mechanically coupled via a steering shaft, a steering gear and steering linkage with the steerable wheels of an axle of the vehicle, such that a steering angle of the steered wheels is necessarily coupled to a rotation of the steering wheel and vice versa.

In der mechanischen Antriebsverbindung zwischen dem die Lenkhandhabe bildenden Lenkrad und den gelenkten Rädern ist die Lenkspindel in zwei relativ zueinander gegen Federkraft begrenzt verdrehbare Teile aufgetrennt und die Relativverdrehung derselben gegeneinander bildet die Steuergröße für ein hydraulisches Steuerventil, das eine offene Mitte aufweist und über das ein in der Antriebsverbindung zu den lenkbaren Rädern liegendes Servostellglied versorgt wird. Die Summe der durch das fahrerseitig aufgebrachte Betätigungsmoment und des der Stellkraft des Servostellers entsprechenden Momentes bildet das auf die lenkbaren Räder wirkende Lenkmoment, zu dem die durch die Radführungskräfte bedingten Gegenmomente ebenso wie das Betätigungsmoment korrelieren.In the mechanical drive connection between the steering handle forming steering wheel and the steered wheels is the steering shaft in two relatively limited against spring force rotatable parts separated and forms the relative rotation of the same against each other the control variable for a hydraulic Control valve, which has an open center and over the a servo actuator located in drive connection with the steerable wheels is supplied. The sum of the applied by the driver side operating torque and the torque of the servo actuator corresponding moment this forms on the steerable wheels acting steering moment, to which caused by the Radführungskräfte counter-moments as well as the operating torque correlate.

Das Betätigungsmoment ist bei gleich bleibendem Lenkmoment über einen elektrischen Servomotor zu beeinflussen, der in den der Lenkhandhabe zugeordneten Spindelteil eingekoppelt ist und der in Abhängigkeit vom Betätigungsmoment und von Fahrparametern, insbesondere der Fahrgeschwindigkeit den Fahrer unterstützend angesteuert ist, z. B. derart, dass der Servomotor lediglich bei kleinen Geschwindigkeiten angetrieben ist und dadurch das seitens des Fahrers aufzubringende Betätigungsmoment reduziert. Entsprechend der Ansteuerung des Steuerventiles in Abhängigkeit vom Betätigungsmoment ergibt sich eine von der Kennlinie des Steuerventiles abhängige Servounterstützung sowie bedingt durch die Ausgestaltung des Steuerventiles als Ventil mit offener Mitte auch ein verhältnismäßig hoher Energiebedarf.The operating torque is at constant steering torque via an electric servomotor to influence, in the steering handle associated with the spindle part coupled and the dependent from the actuating torque and of driving parameters, in particular the driving speed the Supporting driver is controlled, z. B. such that the servomotor only at is driven at low speeds and thereby the part the driver applied operating torque reduced. According to the control of the control valve depending from the actuating torque results in a dependent of the characteristic of the control valve servo assistance and due to the design of the control valve as a valve with open center also a relatively high Energy demand.

Bei einem weiteren bekannten Lenksystem für Kraftfahrzeuge ( DE 196 01 826 A1 ) ist in die die Lenkhandhabe mit dem auf die lenkbaren Räder wirkenden Lenkgetriebe verbindende Lenkspindel ein Überlagerungsgetriebe eingekoppelt, das elektromotorisch verstellbar ist und über das die über das Überlagerungsgetriebe miteinander verbundenen Lenkspindelteile gegeneinander verdrehbar sind, so dass lenkgetriebeseitig ein aus der Überlagerung des durch den Fahrer eingegebenen Lenkwinkels mit der durch die Verstellung des Überlagerungsgetriebes sich ergebenden Lenkwinkeländerung resultierender Lenkwinkel gegeben ist, der durch die variabel ausgelegte mechanische Übersetzung des Lenkgetriebes als Radstellungswinkel auf die gelenkten Räder übertragen wird. Durch die variabel ausgelegte Übersetzung des Lenkgetriebes in Verbindung mit den Verstellmöglichkeiten des Überlagerungsgetriebes lassen sich Zusammenhänge zwischen dem fahrerseitig für die Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkradwinkel und dem Radstellungswinkel realisieren, die von unterschiedlichen Para metern, wie Fahrzustand, Fahrzeuggeschwindigkeit usw. abhängig sein können. Durch derartige Verknüpfungen ergeben sich für die Bedienung durch den Fahrer keine Veränderungen bezüglich der gewohnten Verhältnisse bei Lenkgetrieben mit mechanischer variabler Übersetzung, es lässt sich aber vermeiden, dass die Lenkung bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und kleinen Lenkradwinkeln durch zu große Leichtgängigkeit ein schwammiges Verhalten zeigt.In another known steering system for motor vehicles ( DE 196 01 826 A1 ) is coupled to the steering handle with the acting on the steerable wheels steering gear connecting spindle a superposition gearbox which is adjustable by electric motor and over which the superposition gear steering wheel parts connected to each other are rotated, so that steering gear side one from the superposition of the input by the driver Steering angle is given by the resulting by the adjustment of the superposition gear steering angle change resulting steering angle, which is transmitted by the variably designed mechanical transmission of the steering gear as Radstellungswinkel on the steered wheels. Due to the variably designed translation of the steering gear in conjunction with the adjustment of the superposition gear relationships between the driver side predetermined steering wheel angle and the Radstellungswinkel can realize the meters of different para, such as driving condition, vehicle speed, etc. can be dependent. By such links arise for the operation by the driver no changes in the usual circumstances in steering gears with mechanical variable ratio, but it can be avoided that the steering at high speeds and small steering wheel angles by too much ease shows a spongy behavior.

Aus der EP 0 440 638 B1 ist es weiter bekannt, die mit einer Lenkhandhabe verbundene Lenkspindel über ein Drehschieberventil mit dem als Lenkschnecke oder Ritzel ausgebildeten Eingangsglied eines Lenkgetriebes zu verbinden und über das Drehschieberventil den Arbeitskolben eines in das Gehäuse des Lenkgetriebes integrierten Servostellers in Abhängigkeit von einer Relativverdrehung zwischen Eingangsglied und Lenkspindel mit Druck momentenabhängig zu beaufschlagen. Über einen mit der Lenkspindel antriebsverbundenen elektrischen Servomotor soll eine Mittenzentrierung des Drehschieberventils erreicht werden und es sollen ferner die seitens der Lenkhandhabe spürbaren Rückwirkungskräfte und damit das fahrerseitig aufzubringende Betätigungsmoment parameterabhängig, also in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, dem Beladungszustand des Fahrzeuges oder dergleichen beeinflusst werden können.From the EP 0 440 638 B1 It is also known to connect the steering spindle connected to a steering handle via a rotary slide valve with the formed as a steering worm or pinion input member of a steering gear and via the rotary valve valve, the working piston integrated in the housing of the steering gear servo actuator in response to a relative rotation between the input member and steering shaft Apply pressure depending on the torque. A centrally connected to the steering shaft electric servomotor centering of the rotary valve is to be achieved and it is also the side of the steering handle felt reaction forces and thus applied to the driver side actuating torque parameter dependent, ie depending on the driving speed, the loading state of the vehicle or the like can be influenced.

Ein im mechanischen Aufbau ähnliches, aber ohne Servomotor als Hilfskraftlenkung arbeitendes System ist aus der DE 198 29 531 A1 bekannt, und es wird bei diesem System Größe und Richtung der Hilfskraftunterstützung sowie die Rückstellung der zu lenkenden Räder über ein insbesondere als Proportionalventil gestaltetes, gemeinsames und elektronisch gesteuertes Elektromagnetventil bestimmt, und zwar bei Erfassung des jeweiligen Betätigungsmomentes über einen Drehmomenten- und/oder Lenkkraftsensor und dessen Verarbeitung in einem Steuergerät, über das ge gebenenfalls überlagernd Fahrgeschwindigkeit und Giergeschwindigkeit als Steuerparameter berücksichtigt werden. Das Elektromagnetventil kann mit offener oder geschlossener Mitte ausgeführt sein, so dass sich durch diese Gestaltung mit einfachen Mitteln auch energiesparende Lösungen einer hohe Lenkpräzision ermöglichenden Hilfskraftlenkung realisieren lassen.A similar in mechanical structure, but without servo motor working as a power steering system is from the DE 198 29 531 A1 known, and it is in this system size and direction of the power assistance and the provision of the steering wheels via a particular designed as a proportional valve, common and electronically controlled solenoid valve determined, namely upon detection of the respective operating torque via a torque and / or steering force sensor and its processing in a control unit, over which ge optionally be superimposed driving speed and yaw rate are considered as control parameters. The solenoid valve can be open or closed be performed sener center, so that can be realized by simple power also energy-saving solutions high steering precision enabling power steering.

Eine Ausgestaltungsmöglichkeit eines hydraulischen Steuerventils für eine Hilfskraftlenkung, bei dem die Ventilverstellung mechanisch in unmittelbarer Abhängigkeit von dem über das Lenkgetriebe laufenden Lenkmoment dadurch erfolgt, dass das Eingangsglied des Lenkgetriebes momentenabhängig quer zu seiner Erstreckung verschoben wird, zeigt die EP 0 624 135 B1 . Das Steuerventil ist mit geschlossener Mitte ausgebildet, weist momentenabhängig eine im Wesentlichen lineare Kennlinie auf und enthält Sitzventile, deren Achsen sich im Wesentlichen senkrecht zum Eingangsglied in dessen momentenabhängiger Verlagerungsrichtung erstrecken.One embodiment possibility of a hydraulic control valve for a power steering system, in which the valve adjustment takes place mechanically in direct dependence on the current via the steering gear steering torque characterized in that the input member of the steering gear is torque-dependent moved transversely to its extent, shows the EP 0 624 135 B1 , The control valve is formed with a closed center, has torque-dependent on a substantially linear characteristic and includes poppet valves whose axes extend substantially perpendicular to the input member in its torque-dependent displacement direction.

Ferner ist aus der DE 195 41 749 C1 eine hydraulische Servolenkung für Kraftfahrzeuge bekannt, die – ohne mechanische Verbindung zwischen Lenkhandhabe und lenkbaren Rädern – als sogenannte steer by wire-Lenkung ausgebildet ist und die, in die Verbindung des Lenkgetriebes zu den lenkbaren Rädern eingekuppelt, ein Servostellglied aufweist, das über ein Drehschieberventil mit offener Mitte angesteuert ist, welches im Wellenstrang zwischen einem die Lenkkräfte aufbringenden Elektromotor und dem Lenkgetriebe liegt. Der Elektromotor wird über eine Regelschaltung bestromt, und zwar bei Abweichungen des von einem Ist-Wertgeber erfassten Stellungswinkels der lenkbaren Räder von einem Soll-Wert, der in einem Soll-Wertgeber in Zuordnung zu seitens des Fahrers über die Lenkeingabe vorgegebenen Stellbefehlen abgelegt ist. Abweichungen vom Soll-Wert haben eine ent sprechende Verstellung des Drehschieberventils mit dadurch vorgegebener Beaufschlagung des Servostellgliedes zur Folge.Furthermore, from the DE 195 41 749 C1 a hydraulic power steering for motor vehicles is known, which - without mechanical connection between the steering handle and steerable wheels - is designed as a so-called steer by wire steering and which, coupled in the connection of the steering gear to the steerable wheels, a servo actuator having, via a rotary valve with open center is driven, which lies in the shaft train between the steering forces applying electric motor and the steering gear. The electric motor is energized via a control circuit, namely in case of deviations of the detected by an actual value transmitter position angle of the steerable wheels of a desired value, which is stored in a desired value transmitter in association with predetermined by the driver via the steering input control commands. Deviations from the target value have ent speaking adjustment of the rotary valve with thereby predetermined action on the servo actuator result.

Derartige steer by wire-Lenkungen geben zwar in der konstruktiven Gestaltung des Fahrzeuges zusätzliche Möglichkeiten, bedingen aber aus Sicherheitsgründen eine redundante, aufwendige Gestaltung.such steer by wire steering systems are indeed in the structural design the vehicle additional Options, but require for security reasons a redundant, complex design.

Wird der elektromotorische Antrieb einem weiteren Ausführungsbeispiel zufolge durch einen hydraulischen Drehantrieb ersetzt, so kompliziert dies den Aufbau nicht unwesentlich, ungeachtet dessen, dass eine entsprechend leistungsstarke hydraulische Versorgung sichergestellt sein muss.Becomes the electric motor drive a further embodiment replaced by a hydraulic rotary drive, so complicated the construction not insignificant, regardless of that one accordingly powerful hydraulic supply must be ensured.

Überlagert zur auf fahrerseitigen Lenkeingaben mit Soll-Ist-Vergleich beruhender Lenkung kann einer weiteren Ausgestaltung zufolge ein fahrerunabhängiger Lenkeingriff als sogenannte Aktivlenkung in Abhängigkeit von Fahrparametern dadurch realisiert werden, dass der Drehschieber überlagert zu seiner durch fahrerseitige Lenkeingaben vorgegebenen Stellung in seiner Drehstellung verändert wird und dadurch über das Servostellglied in Reaktion auf kritische Fahrparameter die jeweilige Stellung der gelenkten Räder verändert.overlapped for on the driver side steering inputs with target-actual comparison based steering can one According to another embodiment, a driver-independent steering intervention as so-called Active steering in dependence of driving parameters can be realized by the fact that the rotary valve superimposed to its predefined by driver-side steering inputs position changed in its rotational position becomes and thereby over the servo actuator in response to critical driving parameters the changed the respective position of the steered wheels.

Entsprechende, von fahrerseitigen Lenkeingaben unabhängige, für aktive Lenkungen notwendige Radstellungsänderungen sind auch bei Lösungen gemäß der DE 100 23 485 A1 vorgesehen, bei der in die mechanische Verbindung zwischen Lenkgetriebe und Lenkeingabe in einer ersten Ausführungsform ein Reduziergetriebe und ein Überlagerungsgetriebe integriert sind, die jeweils elektromotorisch angetrieben und über entsprechende Steuereinheiten angesprochen sind. Abhängig von dem über einen Drehmomentensensor fahrerseitig auf die Lenkeingabe ausgeübten Betätigungsmoment wird zur Servounterstützung der Lenkbetätigung parameterabhän gig das in die Lenkspindel eingekoppelte, elektromotorisch angetriebene Reduziergetriebe angesprochen. Entsprechendes gilt für ein zwischen Drehmomentensensor und Reduziergetriebe in die Lenkspindel eingekoppeltes Überlagerungsgetriebe bezogen auf aktive Lenkeingriffe.Corresponding, independent of driver-side steering inputs, necessary for active steering wheel position changes are also in solutions according to the DE 100 23 485 A1 provided in the mechanical connection between the steering gear and steering input in a first embodiment, a reduction gear and a superposition gear are integrated, which are each driven by an electric motor and addressed via appropriate control units. Depending on the operating torque exerted on the steering input via a torque sensor on the driver input, the servo-assistance of the steering operation is addressed by parameter-dependent control of the electric motor-driven reduction gear coupled into the steering spindle. The same applies to a coupled between torque sensor and reducer in the steering shaft superposition gearbox based on active steering intervention.

In einer weiteren Ausgestaltung wird über die Lenkspindel momentenabhängig ein hydraulisches Steuerventil angesprochen, über das ein in die Antriebsverbindung zwischen Lenkgetriebe und lenkbaren Rädern eingekoppeltes Servostellglied beaufschlagt wird. Überlagert zu diesen dem Fahrkomfort dienenden Servoeinrichtungen ist zwischen Steuerventil und Lenkgetriebe in die Lenkspindel auch bei dieser Lösung ein Überlagerungsgetriebe eingekoppelt, über das, wie vorgeschildert, aktive und fahrerunabhängige Lenkeingriffe vorgenommen werden können.In a further embodiment is a torque-dependent on the steering shaft Hydraulic control valve addressed via the one in the drive connection between the steering gear and steerable wheels coupled servo actuator is charged. overlapped to these driving comfort servos is between Control valve and steering gear in the steering shaft also in this solution a superposition gearbox coupled in, over which, as described above, made active and driver-independent steering interventions can be.

Eine weitere Ausgestaltung eines Lenksystems, das bei mechanischer Verbindung zwischen Lenkgetriebe und Lenkeingabe mit servomotorischer Unterstützung arbeitet und zusätzlich aktive, von fahrerseitigen Vorgaben unabhängige Lenkeingriffe ermöglicht, ist aus der DE 42 43 267 A1 bekannt.Another embodiment of a steering system that works with mechanical assistance between steering gear and steering input with servo-motor support and also allows active, independent of driver-side settings steering interventions, is from the DE 42 43 267 A1 known.

Schließlich ist aus der DE 102 45 975 A1 ein Lenksystem für Fahrzeuge bekannt, bei dem auf hydraulischer Basis sowohl eine servomotorische Unterstützung möglich ist wie auch aktive Lenkeingriffe, und zwar für beide Zwecke mit der gleichen Hydraulik. Diese umfasst ein in die Antriebsverbindung zwischen Lenkgetriebe und lenkbaren Rädern eingekoppeltes servomotorisches Stellglied in Form eines Stellzylinders, der über ein als Proportionalventil ausgebildetes Steuerventil mit geschlossener Mitte versorgt wird, das über eine Pumpe mit elektromotorischem, abkuppelbarem Antrieb gespeist ist. Das Steuerventil ist mit einer Rechnereinheit verbunden, in der u. a. drehmomenten/drehwinkelabhängige Signale einer Sensoreinheit eingespeist werden, die benachbart zur Lenkeingabe der Lenkspindel zugeordnet ist. In diese ist auslaufend auf das Lenkgetriebe auch ein Überlagerungsgetriebe integriert, das als Planetentrieb ausgebildet ist und dessen Sonnenrad mit dem zur Lenkeingabe führenden Teil der Lenkspindel verbunden ist, während der Planetenträger in der Verbindung zum Lenkgetriebe liegt. Das Hohlrad kann angetrieben sein, ungebremst drehen oder auch vollständig blockiert werden, u. a. über einen entsprechenden elektromotorischen Antrieb. Damit ist es bei dem geschilderten Lenksystem möglich, fahrerseitige, über die Lenkeingabe vorgegebene Stellbefehle servomotorisch unterstützt auf die lenkbaren Räder zu übertragen, oder auch über das hydraulische Stellglied unabhängig von fahrerseitigen Lenkeingaben aktiv, z. B. in Abhängigkeit von fahrzustandsabhängigen Parametern einzugreifen, wobei letzteres in Abhängigkeit von der Ansteuerung des Planetentriebes ohne oder mit verminderter Rückwirkung auf die Lenkeingabe möglich ist.Finally, out of the DE 102 45 975 A1 a steering system for vehicles, in which on a hydraulic basis, both a servo motor support is possible as well as active steering interventions, and indeed for both purposes with the same hydraulics. This includes a coupled into the drive connection between the steering gear and steerable wheels servo-motor actuator in the form of an actuating cylinder which is supplied via a designed as a proportional valve control valve with a closed center, which is fed via a pump with electromotive, uncoupled drive. The control valve is connected to a computer unit, in which, inter alia, torques / angle-dependent Sig nale a sensor unit are fed, which is assigned adjacent to the steering input of the steering shaft. In this is discontinued on the steering gear and a superposition gear integrated, which is designed as a planetary gear and the sun gear is connected to the part leading to the steering input of the steering shaft, while the planet carrier is in the connection to the steering gear. The ring gear can be driven, rotate unrestrained or completely blocked, including via a corresponding electric motor drive. Thus, it is possible in the described steering system, driver-side, via the steering input predetermined control commands servo motor assisted to transfer to the steerable wheels, or active via the hydraulic actuator regardless of the driver side steering inputs, z. B. depending on driving condition-dependent parameters intervene, the latter depending on the control of the planetary gear without or with reduced feedback on the steering input is possible.

Bei einem Lenksystem dieser Art lässt sich das Lenkverhalten somit in vielfältiger Weise beeinflussen, wenn auch bei einem konstruktivem und steuertechnischem Aufwand, der sich auch bei verringerten Anforderungen kaum reduzieren lässt.at a steering system of this kind influence the steering behavior in many ways, although with a constructive and tax technical effort, which can hardly be reduced even with reduced requirements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem der eingangs genannten Art ausgehend von einer einfachen Grundbauform, die servokraftunterstützt fahrerseitigen Wunschvorstellungen für den Lenkkennlinienverlauf gerecht wird, sich mit einfachen Aggregaten energiesparend realisieren lässt und eine geeignete Basis auch für funktional erweiterte Bauformen darstellt, zu verwirklichen.Of the Invention is based on the object, a steering system of the above mentioned type starting from a simple basic design, the servo-assisted driver side Wish ideas for the steering characteristic curve is fair, with simple aggregates energy-saving can be realized and a suitable base for represents functionally extended designs, to realize.

Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.According to the invention this is achieved with the features of claim 1.

Ausgangspunkt für die Erfindung ist, dass fahrerseits in Abhängigkeit von der Höhe des aufzubringenden Betätigungsmomentes aus Komfortgründen ebenso wie aus Gründen einer sicheren Führung des Fahrzeuges bei hohen aufzubringenden Lenkkräften eine Servounterstützung gewünscht wird, dass diese Servounterstützung aber auch einen „Wunschverlauf" haben soll, in der Regel über dem aufzubringenden Betätigungsmoment einen etwa parabelförmigen Verlauf.starting point for the Invention is that the driver side, depending on the height of the applied operating torque for reasons of comfort as well as for reasons a secure leadership of the Vehicle with high applied steering forces a servo assistance is desired that this power assistance but also a "wish course" should have, in the Usually over the applied operating torque an approximately parabolic Course.

Jede derartige Servounterstützung für den Fahrer bedingt einen Energieeinsatz, der die Fahrleistungen beeinträchtigen kann, falls das jeweilige Fahrzeug schwach motorisiert ist. Besonders kritisch wird die Situation, wenn die zur Servounterstützung erforderliche Leistung elektrisch aufgebracht werden soll, in Anbetracht der Vielzahl der elektrischen Verbraucher in Fahrzeugen und der entsprechenden Leistungsanforderungen bei schwachen Bordnetzen. Berücksichtigt man weiter, dass entsprechende fahrerseitige Ansprüche auch schon bei kleinen Fahrzeugen bestehen, im Rahmen der preislichen Vorgaben, trotz unerlässlicher Zuverlässigkeit des Systems aber nur funktional verhältnismäßig einfache Aggregate eingesetzt werden können, so kommt es wesentlich darauf an, einen Weg für die Servounterstützung zu finden, mit dem sich Wunschverläufe des fahrerseitig aufzubringenden Betätigungsmomentes bei minimiertem Energieeinsatz gestalten lassen.each such power assistance for the driver requires an energy input that affects the performance can, if the respective vehicle is poorly motorized. Especially The situation becomes critical when required for power assistance Power should be applied electrically, considering the variety the electrical consumers in vehicles and the corresponding performance requirements with weak on-board networks. Considered one further, that corresponding driver-side claims also already exist with small vehicles, within the price range Specifications, despite the indispensable reliability the system but only functionally relatively simple units used can be so it is essential to provide a way for the power assistance find, with which desire progressions the torque applied to the driver side minimized Have energy use designed.

Dies bedingt einmal eine entsprechende Ausgestaltung der Hydraulik durch Ausbildung des verwendeten Steuerventils als mit geschlossener Mitte arbeitendes Steuerventil. Zum anderen, um auf zusätzliche Betätigungsmittel für das Steuerventil verzichten zu können, dessen Anordnung im Antriebsstrang der Antriebsverbindung zwischen Lenkeingabe und lenkbaren Rädern. Um bei der Ansteuerung des Steuerventils Verfälschungen zu vermeiden, ist des Weiteren die Antriebsverbindung zumindest in dem Be reich des Antriebsstranges mechanisch geschlossen ausgebildet, der auf die gelenkten Räder ausläuft und zu dem eingangsseitig der Servomotor angeordnet ist, über den das Betätigungsmoment erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Kennlinie des Steuerventiles an den vorgegebenen Wunschverlauf anzupassen ist. Durch diese Art der Anpassung lässt sich der Energieeinsatz minimieren und es können auch, da die korrigierend über den Servomotor aufzubringenden Rückstellkräfte auf die Lenkeingabe verhältnismäßig klein sind, klein bauende, leichte und billige Servomotoren eingesetzt werden. Insgesamt ist somit für ein Lenksystem eine Grundausgestaltung geschaffen, die sich bei guter Funktionalität preisgünstig darstellen lässt und die zudem die Möglichkeit bietet, gewünschtenfalls als Ausbaustufen, weitere Funktionalitäten in dieses System unter Beibehalt des Grundaufbaus zu integrieren.This conditionally once a corresponding embodiment of the hydraulic through Training the control valve used as a closed center working control valve. On the other hand, to extra actuating means for the Dispense control valve, its arrangement in the drive train of the drive connection between Steering input and steerable wheels. To avoid adulteration when controlling the control valve is Furthermore, the drive connection at least in the Be rich of Drive train formed mechanically closed, on the steered wheels expires and to the input side of the servomotor is arranged over the the actuating torque according to the invention in dependence from the characteristic of the control valve to the predetermined desired course to adapt. This type of adaptation allows the use of energy minimize and it can also, since the corrective over the servo motor applied restoring forces the steering input relatively small are used, small-build, lightweight and cheap servomotors become. Overall, therefore, for a steering system created a basic design that is at good functionality inexpensive let represent and the moreover the possibility offers, if desired as expansion stages, further functionalities in this system under Maintaining the basic structure to integrate.

Für das Steuerventil erweist sich dabei eine Ausgestaltung als zweckmäßig, bei der die Verstellung des Steuerventils in Abhängigkeit von drehmomentenabhängigen Verlagerungen der Lenkspindel erfolgt, wie dies an sich bekannt ist und beispielsweise der EP 0 624 135 in einer konstruktiven Ausgestaltungsform zu entnehmen ist.For the control valve, an embodiment proves to be expedient in which the adjustment of the control valve in response to torque-dependent displacements of the steering shaft, as is well known and, for example, the EP 0 624 135 can be seen in a constructive embodiment.

Bei einer derartigen Lösung ist der Lenkspindel abtriebsseitig als Teil des Lenkgetriebes das Lenkritzel zugeordnet und es ist die Lenkspindel im Eingriffsbereich des Ritzels zu einer Zahnstange quer zu ihrer Erstreckungsrichtung lenkmomentenabhängig auslenkbar gelagert, und es wird über die entsprechende Auslenkung das Steuerventil angesteuert. Analoge Lösungen lassen sich auch realisieren, wenn anstelle des Ritzels als Eingangsglied zum Lenkgetriebe eine Lenkschnecke oder dergleichen vorgesehen ist.In such a solution, the steering spindle is the output side as part of the steering gear associated with the steering pinion and it is the steering spindle in the engagement region of the pinion to a rack transversely to its extension direction steering torque dependent deflected, and it is driven via the corresponding deflection, the control valve. Analogous solutions can also be realized if instead of the pinion as input element to Steering gear a steering screw or the like is provided.

Zur Vereinfachung des Aufbaus trägt weiter bei, wenn ein Steuerventil Verwendung findet, das über dem als Eingangssteuergröße dienenden Moment einen linearen Verlauf aufweist.to Simplification of construction contributes continue with, if a control valve is used, the above serving as an input control variable Moment has a linear course.

Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung notwendige Zuordnung zwischen der Kennlinie des Steuerventils und der dem Wunschverlauf entsprechenden Kennlinie des Betätigungsmomentes wird in bekannter Weise rechnerunterstützt, beispielsweise in einer Recheneinheit vorgenommen, die die Berücksichtigung und/oder Ansteuerung durch weitere Parameter ermöglicht, so insbesondere die Berücksichtigung des Drehwinkels der Lenkeingabe und/oder des Betätigungsmomentes.The necessary in the context of the inventive solution Assignment between the characteristic of the control valve and the desired course corresponding characteristic of the operating torque is Computer-assisted in a known manner, for example in a Arithmetic unit made the consideration and / or control by allows further parameters, especially the consideration the angle of rotation of the steering input and / or the actuating torque.

Wird, in einer Ausbaustufe, zusätzlich ein variables Übersetzungsverhältnis in der Antriebsverbindung zwischen Lenkhandhabe und lenkbaren Rädern gewünscht und/oder sollen aktive Lenkeingriffe parameterabhängig möglich sein, so lässt sich dies durch zusätzliche Integration eines Überlagerungsgetriebes in den Lenkstrang realisieren, wobei das Überlagerungsgetriebe zweckmäßigerweise zwischen dem Servomotor und benachbart zur Lenkhandhabe liegendem Drehwinkel- und/oder Drehmomentensensor liegt und als Planetengetriebe ausgestaltet ist. Die diesbezüglichen Ausgestaltungsmöglichkeiten sind bekannt.Becomes, in an expansion stage, in addition a variable gear ratio in the drive connection between the steering handle and steerable wheels desired and / or active steering interventions should be possible depending on the parameter, so it is possible this by additional Integration of a superposition gearbox realize in the steering line, the superposition gear expediently between the servomotor and adjacent to the steering handle lying Angle of rotation and / or torque sensor is and as a planetary gear is designed. The relevant ones design options are known.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:Further Details and features of the invention will become apparent from the claims. Furthermore, will the invention explained below with reference to an embodiment. It demonstrate:

1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems für Fahrzeuge in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform und 1 a schematic representation of a steering system for vehicles in an embodiment of the invention and

2 wiederum schematisiert, in einem Diagramm den Grad der Servounterstützung des verwendeten hydraulischen Servostellgliedes als Druckdifferenz ΔP zwischen den Arbeitskammern des Servostellgliedes über dem fahrerseitigen Betätigungsmoment der Lenkhandhabe, bezogen auf die Kennlinie eines Steuerventils einerseits und eine fahrerseitige Wunschkennlinie. 2 again schematically, in a diagram the degree of power assistance of the hydraulic servo actuator used as the pressure difference .DELTA.P between the working chambers of the servo actuator via the driver-side operating torque of the steering handle, based on the characteristic of a control valve on the one hand and a driver-side desired characteristic.

Das in 1 schematisiert dargestellte Lenksystem 1 umfasst eine Lenkhandhabe 2, die über eine Lenkspindel 3 mit einem in einem Lenkgetriebegehäuse 4 angeordneten Lenkgetriebe 5 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 5 ist als Zahnstangenlenkung mit einer Zahnstange 6 und einem Ritzel 7 ausgebildet, das hier einen Teil der Lenkspindel 3 bildet. Im zum Lenkgetriebegehäuse 4 benachbarten und einstückig zu diesem ausgebildeten Bereich eines Lenkspindelgehäuses 30 ist die Lenkspindel 3 über Lager 8 und 9 gehalten, die beiderseits der Zahnstange 6 liegen und von denen das Lager 9 in nicht gezeigter Weise verschiebbar geführt ist, was eine entsprechend schwenkbare Abstützung im oder über das Lager 8 voraussetzt.This in 1 schematized illustrated steering system 1 includes a steering handle 2 that have a steering shaft 3 with one in a steering gear housing 4 arranged steering gear 5 connected is. The steering gear 5 is as a rack and pinion steering with a rack 6 and a pinion 7 formed, this is a part of the steering shaft 3 forms. Im to the steering box 4 adjacent and integrally formed to this region of a steering shaft housing 30 is the steering spindle 3 over camp 8th and 9 held on either side of the rack 6 lie and of which the camp 9 slidably guided in a manner not shown, which is a correspondingly pivotable support in or on the camp 8th presupposes.

Im Ausführungsbeispiel zwischen dem benachbart zum Ritzel 7 vorgesehenen Lager 8 und dem nur teilweise dargestellten, auf die Lenkhandhabe 2 auslaufenden Teil der Lenkspindel 3 ist in die Lenkspindel 3 ein Servomotor 10 eingekoppelt, wobei der Servomotor als selbsthemmungsfreier E-Motor ausgebildet ist. Die Ausbildung des Servomotors 10 entspricht bekannten Lösungen, beispielsweise derart, dass der Motor gegen das Lenkspindelgehäuse 30 abgestützt ist und mit einem Ritzel in eine entsprechende Gegenverzahnung der Lenkspindel 3 eingreift. Entsprechend der lediglich schematischen Darstellung des Servomotors 10 ist auch ein benachbartes, in die Lenkspindel 3 eingekoppeltes Überlagerungsgetriebe 11 lediglich angedeutet. Das Überlagerungsgetriebe 11 kann bevorzugt als Planetentrieb ausgebildet sein, dessen Hohlrad eine Antriebs- und/oder Bremseinrichtung zugeordnet ist, wobei Antriebs- und Bremseinrichtung durch einen Elektromotor gebildet sein können, der als Brems- und/oder Antriebselement mit gegenläufigen Antriebsrichtungen oder als Freilauf wirkt. Ferner ist mit 12 ein Drehmomenten- und/oder Drehwinkelsensor angedeutet, wobei auf den Servomotor 10 in Richtung auf die Lenkhandhabe 2 das Überlagerungsgetriebe 11 und auf dieses der Drehmomenten- und/oder Drehwinkelsensor 12 folgt, gegebenenfalls zu einer Baueinheit zusammengefasst. Dem Servomotor 10 und dem Überlagerungsgetriebe 11 sind nicht dargestellte Leistungsverbindungen zugeordnet und strichliiert sind Signalverbindungen zwischen dem Servomotor 10, dem Überlagerungsgetriebe 11 und dem oder den Sensoren 12 und einer Recheneinheit 13 vorgesehen. Die Recheneinheit 13 steht des Weiteren in einer Signalverbindung zum Druckbegrenzungsventil 14 der hydraulischen Versorgungseinheit, die insgesamt mit 15 bezeichnet ist und die einen elektrischen Antriebsmotor 16, eine Pumpe 17, einen Hydrospeicher 18 und weitere Elemente umfasst. Die hydraulische Versorgungseinheit steht über die dargestellten, nicht bezeichneten Leitungswege mit dem Steuerventil 19 und dem Servostellglied 20 in Verbindung, wobei letzteres einen mit der Zahnstange 6 verkoppelten, und bevorzugt in Flucht zur Zahnstange 6 liegenden Stellzylinder aufweist, in dem über einen Stellkolben 21 zwei Arbeitskammern 22 und 23 gegeneinander abgegrenzt sind.In the embodiment between the adjacent to the pinion 7 provided bearings 8th and the only partially shown on the steering handle 2 outgoing part of the steering spindle 3 is in the steering spindle 3 a servomotor 10 coupled, wherein the servo motor is designed as a self-locking e-motor. The training of the servomotor 10 corresponds to known solutions, for example, such that the motor against the steering shaft housing 30 is supported and with a pinion in a corresponding counter-toothing of the steering shaft 3 intervenes. According to the only schematic representation of the servomotor 10 is also an adjacent, in the steering shaft 3 coupled superposition gearbox 11 merely hinted. The superposition gearbox 11 may preferably be designed as a planetary drive, the ring gear is assigned a drive and / or braking device, said drive and braking means may be formed by an electric motor, which acts as a braking and / or drive element with opposite drive directions or as a freewheel. Furthermore, 12 indicates a torque and / or rotational angle sensor, wherein the servo motor 10 towards the steering handle 2 the superposition gearbox 11 and on this the torque and / or rotation angle sensor 12 follows, optionally combined to form a structural unit. The servomotor 10 and the superposition gearbox 11 are not shown power connections assigned and dashed lines are signal connections between the servo motor 10 , the superposition gearbox 11 and the sensor (s) 12 and a computing unit 13 intended. The arithmetic unit 13 is also in a signal connection to the pressure relief valve 14 the hydraulic supply unit, the total with 15 is designated and the an electric drive motor 16 , a pump 17 , a hydraulic accumulator 18 and further elements. The hydraulic supply unit is connected via the illustrated, not designated conduction paths with the control valve 19 and the servo actuator 20 in conjunction, the latter one with the rack 6 coupled, and preferably in alignment with the rack 6 has lying actuating cylinder, in which via an actuating piston 21 two working chambers 22 and 23 are delimited against each other.

Das Steuerventil 19 umfasst, bei symmetrischem Aufbau, zwei einander gegenüberliegende Ventile 24 und 25, die gleich ausgebildet sind und die jeweils einen druckseitigen Anschluss, einen niederdruckseitigen Anschluss und einen Anschluss zu einer der Kammern 22, 23 aufweisen. Der jeweils mittlere, druckseitige Anschluss ist über ein Einlasssitzventil 26 gegen den kammerseitigen Anschluss über ein federbelastetes Ventilglied abgesperrt, das über eine Durchgangsbohrung den kammerseitigen Anschluss mit dem Anschluss zur Niederdruckseite verbindet, so lange dieser nicht abgesteuert ist. Dies geschieht über das Auslasssitzventil 27, das ein zapfenförmiges Ventilglied umfasst, über das in seiner Schließlage die Durchgangsbohrung im Ventilglied des Einlassspritzsitzventiles 26 absperrbar ist. Das zapfenförmige Ventilglied beider das Steuerventil 19 bildenden Ventile 24, 25 ist gegen das drehmomentenabhängig auslenkbare Lager 9 der Ventilspindel 3 abgestützt, schließt bei endsprechender Beaufschlagung die Durchgangsbohrung im federbelasteten Ventilglied und drückt dieses Ventilglied entgegen der Federbelastung in seine den druckseitigen Anschluss mit der jeweiligen Arbeitskammer 22 bzw. 23 verbindende Lage.The control valve 19 comprises, with symmetrical construction, two opposing valves 24 and 25 who are the same educated and the in each case a pressure-side connection, a low-pressure-side connection and a connection to one of the chambers 22 . 23 exhibit. The middle, pressure-side connection is via an inlet seat valve 26 shut off against the chamber-side connection via a spring-loaded valve member, which connects via a through-bore the chamber-side connection with the connection to the low-pressure side, as long as it is not deactivated. This is done via the outlet seat valve 27 , Which comprises a peg-shaped valve member, via which in its closed position, the through hole in the valve member of the inlet injection seat valve 26 can be locked. The peg-shaped valve member both the control valve 19 forming valves 24 . 25 is against the torque-dependent deflectable bearing 9 the valve spindle 3 supported, closes at Endsprechender admission, the through hole in the spring-loaded valve member and pushes this valve member against the spring load in its the pressure-side connection with the respective working chamber 22 respectively. 23 connecting situation.

Ein Steuerventil 19 dieses Aufbaus weist eine im Wesentlichen lineare Kennlinie 28 auf, wie schematisiert im Diagramm gemäß 2 veranschaulicht. In diesem ist einmal bezogen auf die Ventilkennlinie 28 die Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern 22, 23 über dem seitens der Lenkhandhabe 2 anstehenden Moment MLR abgetragen, und zum anderen bezogen auf eine sogenannte Wunschkennlinie 29. Diese Wunschkennlinie 29 gibt den Verlauf einer gewünschten Servoverstärkung, als Druckunterschied ΔP erfasst, bezogen auf ein seitens der Lenkhandhabe aufgegebenes Moment MLR wieder, und zeigt, bezogen auf 2 als Ausführungsbeispiel, dass die Ansteuerung des Steuerventiles 19 mit einem der Wunschkennlinie 29 entsprechenden Moment MLAW eine unerwünscht höhere Servokraft zur Folge hätte. Dem wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, dass der Servomotor 10 angesteuert wird und über den Servomotor 10 auf die Lenkspindel 3 ein Moment eingeleitet wird, das dem seitens der Lenkhandhabe 2 vom Fahrer aufgegebenen Moment entgegenwirkt, so dass sich lenkgetriebeseitig ein entsprechend verringertes Moment ergibt, mit der Folge einer verringerten Auslenkung der Lenkspindel 3 und dadurch, wie erläutert, einer Reduzierung der Servounterstützung auf das Maß, das durch die Wunschkennlinie 29 vorgegeben ist.A control valve 19 This structure has a substantially linear characteristic 28 as schematized in the diagram according to 2 illustrated. This is once related to the valve characteristic 28 the pressure difference between the working chambers 22 . 23 above the side of the steering handle 2 Pending moment M LR removed, and on the other related to a so-called desired characteristic 29 , This desired characteristic 29 indicates the course of a desired servo gain detected as a pressure difference .DELTA.P detected with respect to a torque M LR given by the steering handle, and indicates with respect to 2 as an embodiment that the control of the control valve 19 with one of the desired characteristic 29 corresponding moment M LAW would result in an undesirably higher servo power. This is inventively countered by the fact that the servo motor 10 is controlled and via the servo motor 10 on the steering spindle 3 a moment is initiated, that on the part of the steering handle 2 counteracted by the driver torque, so that the steering gear side, a correspondingly reduced torque results, with the result of a reduced deflection of the steering shaft 3 and thereby, as explained, a reduction of the power assistance to the amount required by the desired characteristic 29 is predetermined.

Die Antriebsverbindung ausgehend von der Lenkhandhabe 2 bis zu den nicht dargestellten lenkbaren Rädern ist im Rahmen der Erfindung mechanisch geschlossen und zumindest im Wesentlichen drehstarr, somit ist auch ein unverfälschtes Lenkgefühl sichergestellt.The drive connection starting from the steering handle 2 up to the steerable wheels, not shown, is mechanically closed in the context of the invention and at least substantially torsionally rigid, thus a genuine steering feel is ensured.

Wird, gegebenenfalls in einer Ausbaustufe, ein Überlagerungsgetriebe 11 vorgesehen, das als Planetengetriebe gestaltet ist, so ist die Lenkspindel 3 im Bereich des Überlagerungsgetriebes 11 aufgetrennt, entsprechend der Verbindung des eingangsseitigen Spindelteiles mit dem Sonnenrad und des ausgangsseitigen Spindelteiles mit dem Planetenträger bei Stellzugriff auf das Hohlrad. Bezogen auf jeweilige Fixstellungen des Planetengetriebes ist auch so eine im Wesentlichen drehstarre Antriebsverbindung gegeben, aber bei entsprechend der jeweiligen Stelllage geändertem Verhältnis zwischen eingangsseitig, also seitens der Lenkhandhabe 2 vorgegebenem Stellwinkel und ausgangsseitig, d. h. der gelenkten Räder sich einstellendem Radwinkel.Will, if necessary in an expansion stage, a superposition gear 11 provided, which is designed as a planetary gear, so is the steering shaft 3 in the area of the superposition gearing 11 separated, according to the connection of the input-side spindle member with the sun gear and the output-side spindle member with the planet carrier at the actuating access to the ring gear. Related to respective fixed positions of the planetary gear is given as a substantially torsionally rigid drive connection, but in accordance with the respective position changed ratio between the input side, ie the part of the steering handle 2 predetermined setting angle and the output side, ie the steered wheels adjusting wheel angle.

Eine in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehene Integration des Überlagerungsgetriebes 11 in den Antriebsstrang lässt sich zudem bei entsprechender sensorischer Erfassung extremer Fahrzustände für einen fahrerunabhängigen Stabilitätseingriff durch Einflussnahme auf die lenkbaren Räder, also für eine aktive Lenkung nutzen. Hierbei wird der Radstellungswinkel durch Verdrehung des Hohlrades des Planetentriebes über den dem Überlagerungsgetriebe zugehörigen Elektromotor überlagernd zu den fahrerseitigen Lenkvorgaben verstellt, wobei die Servounterstützung bestehen bleibt.An intended in an embodiment of the invention integration of the superposition gearing 11 in the powertrain can also be used with appropriate sensory detection of extreme driving conditions for a driver-independent stability intervention by influencing the steerable wheels, so for an active steering. Here, the Radstellungswinkel is adjusted by rotation of the ring gear of the planetary gear on the superposition gear associated with the electric motor superimposed to the driver's steering requirements, the power assistance remains.

Claims (7)

Lenksystem für Fahrzeuge, das mit servomotorischer Unterstützung arbeitet, mit einer Lenkhandhabe, mit einer Lenkspindel, mit einem Lenkgetriebe, mit lenkbaren, einer Achse des Fahrzeuges zugehörigen Rädern, mit einer über die Lenkspindel und das Lenkgetriebe laufenden mechanischen Antriebsverbindung der Lenkhandhabe zu den gelenkten Rädern, mit einem abtriebsseitig mit der Lenkhandhabe antriebsverbundenen, selbsthemmungsfreien, elektrischen Servomotor, mit in Abhängigkeit von von dem zwischen Lenkspindel und Lenkgetriebe übertragenen Lenkmoment angesteuertem hydraulischem Steuerventil und mit einem über das Steuerventil versorgten, zwischen Lenkgetriebe und lenkbaren Rädern in die Antriebsstellverbindung eingekoppeltem Servostellglied, wobei über den Servomotor die Größe des an der Lenkhandhabe fahrerseitig aufzubringenden zu einem radseitigen Lenkmoment korrespondierenden Betätigungsmomentes an einen vorgegebenen Wunschverlauf der Servounterstützung anzupassen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsverbindung zu den lenkbaren Rädern zumindest ausgehend von der Einkopplung des Servomotors (10) in die Lenk spindel (3) mechanisch geschlossen ausgebildet ist, dass das Steuerventil (19) im Antriebsstrang der Antriebsverbindung liegt und als Ventil mit geschlossener Mitte ausgebildet ist und dass über den Servomotor (10) die Größe des fahrerseitig auf die Lenkhandhabe aufzubringenden Betätigungsmomentes (MLR) in Abhängigkeit von der Kennlinie (28) des Steuerventiles (19) an den einer Wunschkennlinie (29) entsprechenden vorgegebenen Wunschverlauf anzupassen ist.Steering system for vehicles operating with servomotor assistance, with a steering handle, with a steering spindle, with a steering gear, with steerable wheels corresponding to an axle of the vehicle, with a mechanical drive connection of the steering handle to the steered wheels via the steering spindle and the steering gear; with a drive side connected to the steering handle, self-locking, electric servomotor, depending on the transmitted between the steering shaft and steering gear steering torque controlled hydraulic control valve and with a supplied via the control valve, between steering gear and steerable wheels coupled into the drive actuator connection servo actuator, wherein on the Servomotor, the size of the driver to be applied to the steering handle side to be adapted to a wheel-side steering torque operating torque to a predetermined desired course of the power assistance, dad characterized in that the drive connection to the steerable wheels, at least starting from the coupling of the servomotor ( 10 ) in the steering spindle ( 3 ) is formed mechanically closed, that the control valve ( 19 ) is located in the drive train of the drive connection and is designed as a valve with a closed center and that via the servomotor ( 10 ) the size of the driver's side to be applied to the steering handle actuating torque (M LR ) as a function of the characteristic ( 28 ) of the control valve ( 19 ) to a desired characteristic ( 29 ) is to be adapted to the corresponding desired course of events. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (19) durch einen lenkmomentenabhängige Verlagerung der Lenkspindel (3) zu ventilseitigen Übertragungsgliedern ansteuerbar ist.Steering system according to claim 1, characterized in that the control valve ( 19 ) by a steering torque-dependent displacement of the steering spindle ( 3 ) is controllable to valve-side transfer members. Lenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkspindel (3) abtriebsseitig als Teil des Lenkgetriebes (5) ein Lenkritzel (7) zugeordnet ist und dass die Lenkspindel (3) im Eingriffsbereich des Lenkritzels (7) zu einer Zahnstange (6) quer zu ihrer Erstreckung lenkmomentenabhängig auslenkbar gelagert ist, wobei durch die Auslenkung das Steuerventil (19) angesteuert ist.Steering system according to claim 2, characterized in that the steering spindle ( 3 ) on the output side as part of the steering gear ( 5 ) a steering pinion ( 7 ) and that the steering spindle ( 3 ) in the engagement area of the steering pinion ( 7 ) to a rack ( 6 ) is mounted deflectable transversely to its extension steering torque dependent, wherein by the deflection of the control valve ( 19 ) is driven. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im die Antriebsverbindung bildenden Antriebsstrang im Übergang zwischen Lenkhandhabe (2) und Servomotor (10) benachbart zur Lenkhandhabe (2) ein Drehmomentensensor (12) vorgesehen ist.Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that in the drive connection forming the drive train in the transition between the steering handle ( 2 ) and servomotor ( 10 ) adjacent to the steering handle ( 2 ) a torque sensor ( 12 ) is provided. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem die Antriebsverbindung bildenden Antriebsstrang im Übergang der Lenkhandhabe (2) zum Servomotor (10) ein Überlagerungsgetriebe (11) vorgesehen ist.Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that in the drive connection forming the drive train in the transition of the steering handle ( 2 ) to the servomotor ( 10 ) a superposition gear ( 11 ) is provided. Lenksystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (11) zwischen dem Drehmomentensensor (12) und der Einkopplung des Servomotores (10) liegt.Steering system according to claim 4 or 5, characterized in that the superposition gear ( 11 ) between the torque sensor ( 12 ) and the coupling of the servomotor ( 10 ) lies. Lenksystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (11) durch ein Planetengetriebe mit elektrischem Stellantrieb gebildet ist.Steering system according to claim 5 or 6, characterized in that the superposition gear ( 11 ) is formed by a planetary gear with electric actuator.
DE200410051194 2004-10-21 2004-10-21 Steering system for vehicles Withdrawn DE102004051194A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410051194 DE102004051194A1 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Steering system for vehicles
PCT/EP2005/055251 WO2006045707A1 (en) 2004-10-21 2005-10-14 Steering system for vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410051194 DE102004051194A1 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Steering system for vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004051194A1 true DE102004051194A1 (en) 2006-04-27

Family

ID=35455623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410051194 Withdrawn DE102004051194A1 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Steering system for vehicles

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102004051194A1 (en)
WO (1) WO2006045707A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20110795A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-08 Cnh Italia Spa STEERABLE VEHICLE
DE102012111703A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-05 Zf Lenksysteme Gmbh Pressure relief valve and method for adjusting a biasing force of a pressure relief valve

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5772294B2 (en) * 2011-06-28 2015-09-02 いすゞ自動車株式会社 Power steering device
CN111315634B (en) * 2017-11-07 2022-07-29 欧尼贝耐电力股份公司 Electric power steering apparatus
DE102021203923A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Wheel actuator, wheel actuator system and steering system for a motor vehicle
CN114802422B (en) * 2022-04-07 2024-05-14 苏州发卡电机有限公司 Evaluation method based on whole vehicle EPS system combined with motor controller

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19541749C1 (en) * 1995-11-09 1997-05-22 Daimler Benz Ag Power steering for motor vehicles
DE19829531A1 (en) * 1998-07-02 2000-01-05 Zahnradfabrik Friedrichshafen Power steering with hydraulic power assistance
WO2004005112A1 (en) * 2002-07-05 2004-01-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Hydraulic power-assisted steering system
DE10245975A1 (en) * 2002-10-02 2004-04-22 Zf Lenksysteme Gmbh Power steering system for road vehicle has planetary reduction gear on steering column connected to electric motor and includes braking element and has hydraulic system with pump

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4422386C1 (en) * 1994-06-27 1995-09-28 Daimler Benz Ag Parameter-dependent resistance force control for hydraulic servo steering
DE10130812A1 (en) * 2001-06-26 2003-01-02 Zf Lenksysteme Gmbh Power steering
JP4485802B2 (en) * 2002-02-27 2010-06-23 コンティネンタル・テーベス・アクチエンゲゼルシヤフト・ウント・コンパニー・オッフェネ・ハンデルスゲゼルシヤフト Hydraulic servo steering device
DE10320846B4 (en) * 2003-05-09 2005-05-04 Daimlerchrysler Ag Motor vehicle steering device for a power-assisted steering system, has a servomotor who's rotor forms a push- or form-fit with the input shaft of the steering gear

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19541749C1 (en) * 1995-11-09 1997-05-22 Daimler Benz Ag Power steering for motor vehicles
DE19829531A1 (en) * 1998-07-02 2000-01-05 Zahnradfabrik Friedrichshafen Power steering with hydraulic power assistance
WO2004005112A1 (en) * 2002-07-05 2004-01-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Hydraulic power-assisted steering system
DE10245975A1 (en) * 2002-10-02 2004-04-22 Zf Lenksysteme Gmbh Power steering system for road vehicle has planetary reduction gear on steering column connected to electric motor and includes braking element and has hydraulic system with pump

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20110795A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-08 Cnh Italia Spa STEERABLE VEHICLE
WO2013034514A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-14 Cnh Italia Spa A steerable vehicle.
US20140311814A1 (en) * 2011-09-07 2014-10-23 Cnh Industrial America Llc Steerable vehicle
US9469340B2 (en) * 2011-09-07 2016-10-18 Cnh Industrial America Llc Steerable vehicle
US10053146B2 (en) 2011-09-07 2018-08-21 Cnh Industrial America Llc Steerable vehicle
US10710629B2 (en) 2011-09-07 2020-07-14 Cnh Industrial America Llc Steerable vehicle
DE102012111703A1 (en) * 2012-12-03 2014-06-05 Zf Lenksysteme Gmbh Pressure relief valve and method for adjusting a biasing force of a pressure relief valve

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006045707A1 (en) 2006-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19540956C1 (en) Servo-assisted steering for motor vehicle
DE60307161T2 (en) Active front wheel steering actuator and method for controlling a vehicle
DE2851773A1 (en) HYDRAULIC STEERING DEVICE WITH REACTIVE EFFECT ON THE ACTUATING DEVICE
EP2271538A1 (en) Vehicle steering system of the by-wire design type
DE10060832A1 (en) Servo-steering device
DE10159330A1 (en) Reaction simulator for vehicle steering wheel has planetary gearing and elastic springs interacting with same
EP3762267B1 (en) Steering method for an autonomously steered vehicle
DE102008027988A1 (en) Fail-safe valve for active roll control
DE102007033990A1 (en) Hydraulic steering, with flow amplification and safety functions, has a flow control valve into a side flow from the main flow line with an active and inactive hydraulic control line
DE102004051194A1 (en) Steering system for vehicles
EP0969998A1 (en) Motor vehicle with at least one part which can be controlled by at least one operating lever
WO2005100132A1 (en) Steering system
EP1508498B1 (en) Steering system for a vehicle with a power steering device
DE4030625A1 (en) POWER STEERING GEARBOX
DE102004059831A1 (en) Servo assisted steering system for vehicle has the servo force overlaid onto the direct mechanical train between the steering column and the wheels
EP2421741A1 (en) Vehicle steering system of drive-by-wire type
DE102006014194B4 (en) Hydraulic system for supplying an actuator in a motor vehicle
DE19929428A1 (en) Electrohydraulic steering system for automobile with separate steering circuits for steer-by-wire and servo-assisted mechanical steering modes
EP1508499B1 (en) Steering system for a vehicle with a power steering device
DE102004002248A1 (en) Automotive power steering system has variable force hydraulic return power unit generating a return moment
DE102004038936C5 (en) Hydraulic power steering and method of operating a hydraulic power steering
WO2007134888A1 (en) Steering system for a vehicle
DE102005013104A1 (en) Hydraulic power-assisted steering for motor vehicles has a servo valve linked directly/indirectly to a steering handle with a rotating disk structure with its turning control parts interlinked
EP1712381B1 (en) Device and method for stepless regulation of the position of a tandem axle
DE10048697A1 (en) Steer-by-wire steering installation for vehicles has hydro-pump driven by steering wheel and in steer-by-wire operation, steering adjuster is driven by electric motor and assisted hydraulically

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee