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WO2005100132A1 - Lenksystem - Google Patents

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Info

Publication number
WO2005100132A1
WO2005100132A1 PCT/EP2005/003908 EP2005003908W WO2005100132A1 WO 2005100132 A1 WO2005100132 A1 WO 2005100132A1 EP 2005003908 W EP2005003908 W EP 2005003908W WO 2005100132 A1 WO2005100132 A1 WO 2005100132A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steering
steering system
actuator
torque
actuating device
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/003908
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Ammon
Ingo Dudeck
Axel Gern
Rainer Möbus
Volker Oltmann
Reinhold Schöb
Bernd Woltermann
Zoltan Zomotor
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
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 Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
Priority to US11/587,394 priority Critical patent/US20070256885A1/en
Publication of WO2005100132A1 publication Critical patent/WO2005100132A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062—Details, component parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-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
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0472—Controlling the motor for damping vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

Definitions

  • the invention relates to steering system according to the preamble of patent claim 1.
  • the steering wheel of the vehicle is mechanically coupled to the steerable vehicle wheels.
  • DE 102 20 123 AI shows an overlay steering system with an overlay device.
  • the handle size generated by the steering actuation of the steering handle and an overlay size generated by an overlay actuator become an output variable Liberiaert by the overlay device.
  • the steering angle on the steerable vehicle wheels is adjusted by a steering actuator in accordance with the output variable.
  • BESTATIGUNGSKOPIE It is an object of the present invention to provide a steering system that improves the possibilities for active, driver-independent steering interventions.
  • the steering system according to the invention makes it possible, for example, to undertake driving dynamics interventions. It is known, for example, to influence the steering alternatively or in addition to actuating the brakes by means of dynamic vehicle systems, such as ESP systems, if the vehicle has an actual yaw rate that deviates from the target yaw rate. Steering interventions of this type can be carried out with the steering system according to the invention without the driver having irritating repercussions from the active steering intervention on the steering handle.
  • the overlay actuator and the actuating device are activated simultaneously.
  • the steering angle on the steerable vehicle wheels is influenced via the overlay actuator or the adjusting device.
  • the reaction torque on the steering wheel can be influenced with the respective other actuator - that is to say with the actuating device or the superposition actuator - whereby disturbing or irritating moments of reaction can be avoided.
  • the reaction torque could not be influenced by a driver-independent steering intervention on the steering wheel. No arbitrary, driver-independent steering intervention could take place, since the driver would have to fully support the reaction torque that occurs.
  • the driver is therefore supported by the steering system when the steering system steers his vehicle independently by means of the additional steering device and not by unexpected reaction moments irritated or unsettled as a result of an additional steering angle set independently by a driver.
  • comfort can be increased by the steering system according to the invention.
  • disturbance variables can be specifically suppressed.
  • the straight running of the vehicle can be improved and interference torques transmitted from the wheels to the steering wheel, e.g. due to bumps in the roadway can be reduced.
  • a target reaction torque is fixed or the parameters are predefined and the reaction torque is set in accordance with the target reaction torque. This measure allows desired reaction moments for haptic driver information about the current driving situation of the vehicle to be set without the risk of driver irritation. It has to be- Reaction torque can also be approximately zero, in which case no reaction is felt on the steering wheel.
  • the actuating device acts on the first steering column section connecting the steering wheel and the superimposition device.
  • the actuating device can act on the second steering column section connecting the superimposition device and a steering actuator provided for adjusting the steering angle on the steerable vehicle wheels.
  • the actuating device torque transmitted back from the actuating device to the steering wheel is then changed by the translation of the superimposition device.
  • the adjusting device can act on a steering actuator provided for adjusting the steering angle on the steerable vehicle wheels, e.g. directly onto the rack of a steering system designed as rack and pinion steering.
  • the steering system is designed as an electrical, hydraulic or electro-hydraulic power steering system.
  • the actuating device can be part of the auxiliary power device, so that components of the power steering system that already exist in any case are simultaneously used as the adjusting device. The component and cost expenditure can thereby be reduced.
  • the actuating device can be designed to be fluidically or electrically activatable.
  • a simple to implement fluidic activation can be brought about by a pressure difference between a first pressure potential and a second pressure potential, the size of the actuator torque depending on the amount of the pressure difference and the direction of the actuator torque depending on the sign of the pressure difference.
  • a hydraulic activation of the actuating device can be provided in particular if it is a hydraulic or electro-hydraulic auxiliary steering system.
  • the adjusting device is used simultaneously for centering the steering system or the steering wheel.
  • the steering system or the steering wheel is centered when the same pressure is present between the two pressure potentials.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a steering system designed as a hydraulic auxiliary steering system with a superimposition device
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second exemplary embodiment of a steering system designed as a hydraulic power steering system with an overlay device
  • 3 shows a schematic illustration of a third exemplary embodiment designed as a hydraulic power steering system with a superposition device
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a fourth exemplary embodiment of a steering system designed as an electric auxiliary steering system with a superimposition device
  • FIG. 5 shows a schematic illustration in cross section of an exemplary embodiment of an actuating device of a steering system
  • a steering system 1 which has a steering wheel 2, which is connected via a steering column 3 to a steering actuator 10, which is provided for adjusting the steering angle ⁇ L on the steerable vehicle wheels 11.
  • the steering system 1 also has an overlay device 6, which is connected to the steering wheel 2 via a first section 7 of the steering column 3.
  • the superimposition device 6 is connected to a steering actuator 10 via a second section 8 and, for example, a hydraulic auxiliary device 9.
  • the superposition device 6 is implemented as a superposition gear in all of the exemplary embodiments shown here, for example as a planetary gear or a so-called “harmony drive gear”.
  • the hydraulic auxiliary device 9 has an adjusting element 15, which adjusts the valve opening of a steering valve 16 of the auxiliary device 9 as a function of an actuating variable.
  • a first control line 17 and a second control line 18 connect the steering valve 16 to the Steering actuator 10. Via a feed line 19, the steering valve 16 is connected to a pressure source 20, for example to the pressure side of a motor-pump unit 21.
  • a return line 22 connects the steering valve 16 to a storage container 23.
  • the setting element 15 is formed by a torsion bar 24 which, as an actuation variable, detects the actuation torque or the actuation angle applied to the second section 8 of the steering column 3.
  • the valve opening of the steering valve 16 is varied depending on the direction and the amount of the actuation variable. As a result, an auxiliary force for actuating the steering actuator 10 is produced in accordance with the actuation variable.
  • the superimposition device 6 is connected to an overlay actuator 26 which can be controlled by a control device 25.
  • the overlay actuator 26 can be formed by an electric motor and generates an overlay variable U, for example formed by an overlay angle, which is mechanically transmitted to the overlay device 6.
  • the control device 25 also controls an actuating device 27, which can likewise be formed by an electric motor and which serves to influence the reaction torque MR which the driver can feel on the steering wheel 2.
  • an actuating device torque MS or section modulus can be generated via the actuating device 27, which acts on the first section 7 of the steering column 3 in the exemplary embodiment of the steering system 1 shown in FIG. 1.
  • the control device 25 determines on the basis of one or more input signals such as, for example, the handle angle ⁇ H , the steering torque, the course of the lane, the tire forces, the longitudinal vehicle speed, the actual yaw rate, the swimming angle, the lateral acceleration, etc. which superimposition size U and which actuator torque MS should be set.
  • a reaction torque MR desired on the steering wheel 2 can thereby be achieved.
  • Such input signals in particular input signals describing the current longitudinal and / or transverse dynamic state of the vehicle, can either be sensed directly in the vehicle or indirectly determined from sensor variables. In modern vehicles, many such input variables are already available on a vehicle data bus.
  • a higher-level driving system controller (not shown) can be present, which determines the superimposition size U and transmits it to the control unit 25, so that the control unit 25 only determines the actuating device torque MS.
  • the driving system controller is provided, for example, to regulate the straight running of the vehicle and / or to regulate transverse dynamic disturbance variables such as cross winds or lane crossings and / or to regulate the actual yaw angle of the vehicle in accordance with the current steering wheel angle and / or to perform driver-independent tracking.
  • One or more of the input signals mentioned are fed to the driving system controller.
  • a reaction torque MR acting back on the steering wheel is caused, which in the present invention results from a superimposition torque MU caused by the overlay actuator and the actuator torque MS.
  • the additional degree of freedom that is provided by the provision of the actuating device makes it possible to fix the steering column by means of the actuating device torque, to carry out a steering intervention or to react ent MR set according to a predetermined target reaction torque.
  • the target reaction torque can also be non-zero in terms of amount in order to give the driver a desired haptic feedback via the driver independent steering intervention. If the target reaction torque is selected to be approximately zero in terms of amount, the actuating device torque MS must be selected such that the superimposition torque MU is compensated for.
  • the setpoint reaction torque As an alternative to the possibility of specifying the setpoint reaction torque in a fixed manner, it is also possible to set the setpoint reaction torque depending on parameters using a characteristic curve and / or a map and / or a calculation model.
  • One or more of the following variables or correlated variables can be used as parameters: longitudinal vehicle speed, longitudinal vehicle acceleration, lateral vehicle acceleration, yaw rate, wheel speeds, steering wheel angle, steering wheel angular velocity, angular velocity at the output of the superimposition device 6 or the second section 8 of the steering column 3, angular velocity one pinion acting on the steering actuator 10, the auxiliary force provided on the steering actuator 10 via the auxiliary power device 9, the hydraulic pressures prevailing in the control lines 17, 18 or in the steering actuator in the case of a hydraulic auxiliary power device 9, the steering torque on the steerable vehicle wheels 11, the motor current of the electric motor executed overlay actuator 26 or the actuating device 27 designed as an electric motor, the actuating device torque MS, the overlay actuator caused by the overlay actuator 26 MU and wheel braking torques
  • the characteristic curve, the map or the calculation model can also be updated while driving.
  • the superposition torque MU can be calculated from the difference between the total steering torque MG currently present at the input of the steering actuator 10 during the actuation of the superposition actuator 26 and a basic steering torque MO when the superposition actuator 26 is not actuated:
  • the total steering torque MG can be detected directly by sensors or calculated from the motor current I of the superposition controller 26, the following equation applying to the first embodiment according to FIG. 1:
  • MG I «i « k (2) with: MG: total steering torque at the input of the steering actuator 10 I: motor current of the superposition actuator 26 i: transmission ratio of the superimposition device 6 k: motor constant of the superposition actuator 26
  • the basic steering torque MO when the superposition actuator 26 is not actuated can be determined from a map and / or a calculation model, the basic steering torque MO depending on one or more of the following parameters: tire forces, lateral acceleration, steering wheel angle, steering wheel angular speed and vehicle longitudinal speed or one correlated with one of the parameters mentioned Size.
  • the superimposition torque MU can be determined as follows when the superposition actuator is actuated:
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a steering system 1, the actuating device 27 not acting on the first section 7 of the steering column 3 as in FIG. 1, but on the second section 8 of the steering column 3 between the superimposition device 6 and the auxiliary power device 9. Otherwise, the steering system according to FIG. 2 corresponds to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 A third embodiment of the steering system 1 is shown in FIG. 3.
  • the auxiliary power device 9 is arranged in the first section 7 of the steering column 3, so that the second section 8 of the steering column 3 connects the output of the superimposition device 6 directly to the input of the steering actuator 10.
  • the actuating device 27 engages to generate an actuating device torque MS acting on the steering wheel 2 on the first section 7 of the steering column 3 ′ between the steering wheel 2 and the auxiliary power device 9.
  • the actuating device between the auxiliary power device 9 and the superimposition device 6 can engage the first section 7 of the steering column 3.
  • the superposition device 6 can be connected on the input side directly to the steering valve 16 of the auxiliary power device 9 and on the output side directly to the steering actuator 10, as a result of which a structural unit is formed, which leads to a particularly compact design.
  • the mode of operation in this third embodiment corresponds to that of the first embodiment in accordance with FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the steering system 1, which is designed as an electric power steering system.
  • an electrical auxiliary power device 9 ' having an auxiliary electric motor 30 is provided instead of the hydraulic auxiliary power device 9.
  • the auxiliary electric motor 30 is also used as an actuating device 27, so that an additional electric motor for the actuating device 27 can be omitted. It is possible here for the auxiliary electric motor 30 serving as the adjusting device 27 to act directly on a toothed rack of the steering actuator 10, not shown.
  • a steering system 1 with a plurality of actuating devices 27 which act at different locations, in particular at one connected mechanically to the steering wheel-side input of the superimposing device 6 and to the output of the superimposing device 6 steering part.
  • the actuating device 27 can also be part of the auxiliary power device 9, so that the space requirement can be reduced.
  • the actuating device 27 is designed as a hydraulically actuated actuating device. A possible embodiment of a hydraulic actuating device 27 is shown in FIG. 5.
  • auxiliary power device 9 is based on a modified reaction arrangement of an auxiliary power device 9.
  • a reaction arrangement serves for centering the hydraulic power steering system and is described, for example, in DE 196 16 439 Cl, to which reference is expressly made in this regard.
  • a tubular slide valve 46 is coaxially surrounded by a control bushing 45 in the region of an axial section, with the rotary valve 46 and the control bushing 45 relative to one another. others are rotatable in the radial direction. Depending on the size and direction of the relative rotation, a differential pressure is generated at two pressure connections of the control bush 45.
  • Such a device is known steering systems at auxiliary power.
  • FIG. 5 shows the control device 27 in cross section through the control bush 45 and the rotary slide 46 for explanation.
  • the control bush 45 and the rotary slide 46 delimit a plurality of axial recesses 47 which are arranged next to one another evenly distributed in the circumferential direction.
  • Each of the axial recesses 47 has a first recess region 55 with a first pressure connection pi and a second recess region 56 with a second pressure connection p 2 .
  • a ball 48 or 49 is arranged in each of the two recess areas 55, 56 of an axial recess 47 and is arranged between the control bush 45 and the rotary slide 46. In the idle state, the respective ball 48, 49 lies against the associated recess area opening 57 in such a way that it closes it in a fluid-tight manner.
  • the two recess regions 55, 56 of an axial recess 47 can be fluidly connected to one another via an inner region 58.
  • the inner region 58 is formed by a groove-like recess 59 in the outer surface of the rotary valve 46 facing the control bush 45.
  • the recess 59 has an approximately trapezoidal contour with two inclined flanks 51, 52, the two flanks 51, 52 being connected to one another via an essentially radially extending connecting surface 60, which forms the groove base of the groove-like recess 59.
  • the flanks 51, 52 are inclined when viewed in the axial direction of the steering column 3, so that the flanks 51, 52 have a ramp-like profile when viewed in the axial direction of the steering column 3.
  • the two in The balls 48, 49 provided in the axial recess 47 each rest on one of the flanks 51 and 52, respectively.
  • a hydraulic or pneumatic pressure can be applied to the respectively assigned recess area 55 or 56 via the pressure connections p1 or p2, as a result of which the assigned balls 48 or 49 are pressed against the flanks 51, 52 of the rotary slide valve 46.
  • the rotary slide 46 is centered with respect to the control bush 45. If the pressure at the first pressure connection pi is greater than the pressure at the pressure connection p 2 , the rotary slide 46 rotates relative to the control bush 45 counterclockwise. Conversely, a higher pressure at the second pressure connection p 2 than at the first pressure connection px would result in a relative rotation of the rotary slide valve 46 in a clockwise direction relative to the control bushing 45.
  • the actuating device torque MS can therefore be produced. It is also possible by means of this generated relative rotation between rotary slide valve 46 and control bush 45 to set a handle angle ⁇ H or a steering angle ⁇ i.
  • the actuating device 27 is used at the same time for fixing or centering the steering system 1 and / or the steering handle 2. This fixation and / or centering takes place when the same pressure is present between the two pressure potentials pl, p2.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem (1) eines Fahrzeugs, mit einem Lenkrad (2), das über eine Lenksäule (3) mit den lenkbaren Fahrzeugrädern (11) mechanisch verbunden ist. Zur Erzeugung einer Überlagerungsgröße (U) ist ein Fahrer unab­hängig durch eine Steuereinrichtung (25) ansteuerbarer Über­lagerungssteller (26) vorgesehen. Eine Überlagerungseinrich­tung (6) überlagert eine die Lenkbetätigung des Lenkrades (2) beschreibende Lenkradgröße (δH) und die Überlagerungsgröße (U) zu einer Ausgangsgröße. Ein Lenkaktuator (19) stellt ei­ nen Lenkwinkel (δL) an den lenkbaren Fahrzeugrädern (20) in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße ein. Ferner ist eine Stelleinrichtung (27) vorgesehen, die zur Erzeugung eines auf die Lenksäule einwirkenden Stelleinrichtungsdrehmoments (MS) durch die Steuereinrichtung (25) angesteuert wird. Die Steu­ereinrichtung (25) steuert dabei den Überlagerungssteller (26) und die Stelleinrichtung (27) gleichzeitig an, so dass eine Fahrer unabhängige Beeinflussung des Lenkwinkels (δL) und eines sich aus der Überlagerungsgröße (U) und dem Stell­einrichtungsdrehmoment (MS) ergebendes, auf das Lenkrad (2) zurück wirkenden Rückwirkungsmoments (MR) erfolgen.

Description

DaimlerChrysler AG
Lenksystem
Die Erfindung betrifft Lenksystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Beim Lenksystem ist das Lenkrad des Fahrzeugs mechanisch mit den lenkbaren Fahrzeugrädern gekoppelt.
Aus der DE 102 20 123 AI geht eine Überlagerungslenkung mit einer Überlagerungseinrichtung hervor. Die durch die Lenkbetätigung der Lenkhandhabe erzeugte Handhabengröße und ein von einem Uberlagerungssteller erzeugte Überlagerungsgröße werden durch die Überlagerungseinrichtung zu einer Ausgangsgröße Liberiagert. Entsprechend der Ausgangsgröße wird der Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern durch einen Lenkaktuator eingestellt .
Bei der Ansteuerung des Uberlagerungsstellers wird immer auch ein Rückwirkungsmoment von der Überlagerungseinrichtung zurück an die Lenkhandhabe gegeben, das für den Fahrer spürbar ist. Ein aktiver, Fahrer unabhängiger Lenkeingriff über den Uberlagerungssteller ist nur möglich, wenn der Fahrer das Rückwirkungsmoment abstützt. Unerwartet auftretende Rückwirkungsmomente können den Fahrer insbesondere bei höheren Fahr- zeuggeschwindigkeiten irritiere .
BESTATIGUNGSKOPIE Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lenksystem zu schaffen, das die Möglichkeiten für aktive, Fahrer unabhängige Lenkeingriffe verbessert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Lenksystem wird es möglich, zum Beispiel fahrdynamische Eingriffe vorzunehmen. Es ist beispielsweise bekannt, durch fahrdynamische Systeme, wie ESP- Systeme, die Lenkung alternativ oder zusätzlich zur Betätigung der Bremsen zu beeinflussen, wenn das Fahrzeug eine von der Soll-Gierrate abweichende Ist-Gierrate aufweist. Derartige Lenkeingriffe können mit dem erfindungsgemäßen Lenksystem erfolgen, ohne dass für den Fahrer irritierende Rückwirkungen durch den aktiven Lenkeingriff auf die Lenkhandhabe stattfinden. Hierfür werden der Uberlagerungssteller und die Stelleinrichtung gleichzeitig angesteuert. Über den Uberlagerungssteller oder die Stelleinrichtung wird der Lenkwinkel an den lenkbaren Fahrzeugrädern beeinflusst. Mit dem jeweils anderen Steller - also mit der Stelleinrichtung bzw. dem Uberlagerungssteller - kann das Rückwirkungsmoment auf das Lenkrad beeinflusst werden, wodurch störende oder den Fahrer irritierende Rückwirkungsmomente vermieden werden können.
Ohne die zusätzlich zum Uberlagerungssteller vorgesehene Stelleinrichtung wäre das Rückwirkungsmoment durch ein Fahrer unabhängigen Lenkeingriff auf das Lenkrad nicht beeinflussbar. Es könnte kein beliebiger, Fahrer unabhängiger Lenkeingriff erfolgen, da der Fahrer das auftretende Rückwirkungsmoment vollständig abzustützen hätte. Der Fahrer wird somit durch das mittels der Stelleinrichtung unabhängig einstellbare Zusatzlenkmoment Lenksystem beim Lenken seines Fahrzeugs unterstützt und nicht durch unerwartete Rückwirkungsmomente in Folge eines Fahrer unabhängig eingestellten Zusatzlenkwinkels irritiert oder verunsichert.
Außerdem kann durch das erfindungsgemäße Lenksystem der Komfort erhöht werden. Beispielsweise können Störgrößen gezielt unterdrückt werden. Der Geradeauslauf des Fahrzeugs kann verbessert und von den Rädern bis zum Lenkrad übertragene Störmomente z.B. auf Grund von Unebenheiten der Fahrbahn können verringert werden.
Weiterhin werden, wie bereits erwähnt, fahrdynamische Lenkeingriffe ermöglicht, beispielsweise zur Gierratenregelung, wobei aufgrund des beeinflussbaren Rückwirkungsmoments keine Einschränkung für die Fahrer unabhängige Lenkwinkelbeeinflussung vorliegen. Die Funktionalität des vorliegenden Lenksystems kommt einem Konzept eines sogenannten "Steer-by-wire" - Lenksystems sehr nahe, obwohl hier eine mechanische Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und den gelenkten Rädern besteht. Weitere Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Lenksystems ergeben sich zum Beispiel bei Fahrer unabhängigen Lenkeingriffen im Rahmen eines Spurhalteunterstützungssystems oder eines Einparkunterstützungssyste s .
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Lenksystems ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Es ist vorteilhaft, wenn ein Soll-Rückwirkungsmoment fest o- der Parameter abhängig vorgegeben ist und das Rückwirkungsmoment entsprechend dem Soll-Rückwirkungsmoment eingestellt wird. Durch diese Maßnahme lassen sich gewünschte Rückwirkungsmomente zur haptischen Fahrerinformation über die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs einstellen ohne dass die Gefahr einer Irritation des Fahrers besteht. Das Soll- Rückwirkungsmoment kann dabei auch in etwa gleich null betragen, wobei dann keine Rückwirkung am Lenkrad spürbar ist.
Bei einer einfach zu realisierenden Ausgestaltung wirkt die Stelleinrichtung auf den das Lenkrad und die Überlagerungs- einrichtung verbindenden ersten Lenksäulenabschnitt ein.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Stelleinrichtung auf den die Überlagerungseinrichtung und einen zur Einstellung des Lenkwinkels an den lenkbaren Fahrzeugrädern vorgesehenen Lenkaktuator verbindenden zweiten Lenksäulenabschnitt einwirkt. Das von der Stelleinrichtung auf das Lenkrad zurück übertragene Stelleinrichtungsdrehmoment wird dann noch durch die Übersetzung der Überlagerungseinrichtung verändert. Alternativ zur Einwirkung auf den zweiten Lenksäulenabschnitt kann - zur Erzielung einer kompakten Bauweise - die Stelleinrichtung auf einen zur Einstellung des Lenkwinkels an den lenkbaren Fahrzeugrädern vorgesehenen Lenkaktuator einwirken, z.B. direkt auf die Zahnstange eines als Zahnstangenlenkung ausgeführten Lenksystems.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn das Lenksystem als elektrisches, hydraulisches oder elektro-hydraulisches Hilfskraftlenksystemen ausgebildet ist. Dabei kann die Stelleinrichtung Bestandteil der Hilfskrafteinrichtung sein, so dass bereits ohnehin vorhandene Komponenten des Hilfskraftlenksystems gleichzeitig als Stelleinrichtung verwendet werden. Dadurch kann der Bauteil- und Kostenaufwand reduziert werden.
Wenn die Überlagerungseinrichtung und/oder die Hilfskrafteinrichtung im Lenkaktuator als gemeinsame Baueinheit integriert sind, kann eine sehr kompakte Bauform erzielt werden. Die Stelleinrichtung kann fluidisch oder elektrisch aktivierbar ausgeführt sein.
Eine einfach zu realisierende fluidische Aktivierung kann durch eine Druckdifferenz zwischen einem ersten Druckpotenzial und einem zweiten Druckpotenzial bewirkt werden, wobei die Größe des Stelleinrichtungsdrehmomentes vom Betrag der Druckdifferenz und die Richtung des Stelleinrichtungsdrehmomentes vom Vorzeichen der Druckdifferenz abhängt. Dabei kann insbesondere dann eine hydraulische Aktivierung der Stelleinrichtung vorgesehen sein, wenn es sich um ein hydraulisches oder elektro-hydraulisches Hilfslenksystem handelt.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform wird die Stelleinrichtung gleichzeitig zur Mittenzentrierung des Lenksystems bzw. des Lenkrads verwendet. In Verbindung mit der fluidisch aktivierbaren Stelleinrichtung erfolgt eine Mittenzentrierung des Lenksystems bzw. des Lenkrads dann, wenn zwischen den beiden Druckpotenzialen derselbe Druck anliegt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines als hydraulisches Hilfskraftlenksystems ausgeführten Lenksystems mit Überlagerungseinrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels als hydraulisches Hilfskraftlenksystems ausgeführten Lenksystems mit Überlagerungseinrichtung, Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels als hydraulisches Hilfskraftlenksystems ausgeführten Lenksystems mit Überlagerungseinrichtung,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines als elektrisches Hilfskraftlenksystems ausgeführten Lenksystems mit Überlagerungseinrichtung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung im Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Stelleinrichtung eines Lenksystems,
In der Fig. 1 ist ein Lenksystem 1 gezeigt, das ein Lenkrad 2 aufweist, das über eine Lenksäule 3 mit einem Lenkaktuator 10 verbunden ist, der zur Einstellung des Lenkwinkels δL an den lenkbaren Fahrzeugrädern 11 vorgesehen ist. Das Lenksystem 1 weist weiterhin eine Überlagerungseinrichtung 6 auf, die über einen ersten Abschnitt 7 der Lenksäule 3 mit dem Lenkrad 2 verbunden ist. Die Überlagerungseinrichtung 6 ist über einen zweiten Abschnitt 8 und eine beispielsgemäß hydraulische Hilfskrafteinrichtung 9 mit einem Lenkaktuator 10 verbunden.
Die Überlagerungseinrichtung 6 ist allen hier dargestellten Ausführungsbeispielen als Überlagerungsgetriebe realisiert, beispielsweise als Planetengetriebe oder ein sogenanntes "Harmonie Drive Getriebe".
Die hydraulische Hilfskrafteinrichtung 9 weist ein Einstell- element 15 auf, das die Ventilöffnung eines Lenkventils 16 der Hilfskrafteinrichtung 9 in Abhängigkeit von einer Betätigungsgröße einstellt. Eine erste Ansteuerleitung 17 und eine zweite Absteuerleitung 18 verbinden das Lenkventil 16 mit dem Lenkaktuator 10. Über eine Zufuhrleitung 19 ist das Lenkventil 16 mit einer Druckquelle 20, beispielsweise mit der Druckseite einer Motor-Pumpen-Einheit 21 verbunden. Eine Rückförderleitung 22 verbindet das Lenkventil 16 mit einem Vorratsbehälter 23. Das Einstellelement 15 ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel von einem Drehstab 24 gebildet, der als Betätigungsgröße das am zweiten Abschnitt 8 der Lenksäule 3 anliegende Betätigungsmoment bzw. den Betätigungswinkel erfasst. In Abhängigkeit der Richtung und des Betrages der Betätigungsgröße wird die Ventilöffnung des Lenkventils 16 variiert. Dadurch wird entsprechend der Betätigungsgröße eine Hilfskraft zur Betätigung des Lenkaktuators 10 hervorgerufen.
Die Überlagerungseinrichtung 6 ist mit einem durch eine Steuereinrichtung 25 ansteuerbaren Uberlagerungssteller 26 verbunden. Der Uberlagerungssteller 26 kann durch einen Elektromotor gebildet sein und erzeugt eine beispielsgemäß von einem Überlagerungswinkel gebildete Überlagerungsgröße U, die mechanisch an die Überlagerungseinrichtung 6 übertragen wird.
Die Steuereinrichtung 25 steuert auch eine Stelleinrichtung 27 an, die ebenfalls von einem Elektromotor gebildet sein kann und die dazu dient, das am Lenkrad 2 für den Fahrer spürbare Rückwirkungsmoment MR zu beeinflussen. Über die Stelleinrichtung 27 kann hierfür ein Stelleinrichtungsdrehmoment MS oder Widerstandsmoment erzeugt werden, das bei dem In Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Lenksystems 1 auf den ersten Abschnitt 7 der Lenksäule 3 einwirkt.
Die Steuereinrichtung 25 ermittelt auf Grund von einem oder mehreren Eingangssignalen wie z.B. dem Handhabenwinkel δH, dem Lenkmoment, dem Fahrspurverlauf, den Reifenkräften, der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, der Istgierrate, dem Schwimm- winkel, der Querbeschleunigung, etc. welche Uberlagerungsgrö- ße U und welches Stelleinrichtungsdrehmoment MS eingestellt werden soll. Dadurch kann ein am Lenkrad 2 gewünschtes Rückwirkungsmoment MR erzielt werden. Derartige EingangsSignale, insbesondere den aktuellen längs- und/oder querdynamischen Zustand des Fahrzeugs beschreibende Eingangssignale, können entweder im Fahrzeug direkt sensorisch erfasst oder aus Sen- sorgrößen indirekt ermittelt werden. In modernen Fahrzeugen sind bereits viele solcher Eingangsgrößen auf einem Fahrzeug- Datenbus verfügbar .
Alternativ kann ein nicht dargestellter übergeordneter Fahrsystemregler vorhanden sein, der die Uberlagerungsgroße U ermittelt und an das Steuergerät 25 übermittelt, so dass das Steuergerät 25 lediglich das Stelleinrichtungsdrehmoment MS bestimmt. Der Fahrsystemregler ist dabei beispielsweise dazu vorgesehen, den Geradeauslauf des Fahrzeugs zu regeln und/oder querdynamische Störgrößen wie Seitenwind oder Fahr- bahnquerneigungen auszuregeln und/oder den Istgierwinkel des Fahrzeugs entsprechend dem aktuellen Lenkradwinkel zu regeln und/oder eine Fahrer unabhängige Spurhaltung durchzuführen. Dabei werden ein oder mehrere der genannten Eingangssignale dem Fahrsystemregler zugeführt.
Bei einem Fahrer unabhängigen Lenkeinriff wird ein auf das Lenkrad zurück wirkendes Rückwirkungsmoment MR verursacht, das sich bei der vorliegenden Erfindung aus einem durch den Uberlagerungssteller hervorgerufenes Überlagerungsmoment MU und dem Stelleinrichtungsdrehmoment MS ergibt .
Durch den zusätzlichen Freiheitsgrad, der sich durch das Vorsehen der Stelleinrichtung bietet, besteht die Möglichkeit die Lenksäule durch das Stelleinrichtungsdrehmoment zu fixieren, einen Lenkeingriff vorzunehmen oder das Rückwirkungsmo- ent MR gemäß einem vorgebbaren Soll-Rückwirkungsmoment einzustellen. Dabei kann das Soll-Rückwirkungsmoment betragsmäßig auch ungleich null sein, um dem Fahrer eine gewünschte haptische Rückmeldung über den Fahrer unabhängigen Lenkeingriff zu geben. Wird das Soll-Rückwirkungsmoment betragsmäßig in etwa gleich null gewählt, so muss das Stelleinrichtungsdrehmoment MS so gewählt werden, dass das Überlagerungsmoment MU kompensiert wird. Bei einer zwischen der vom Überlagerungsgetriebe gebildeten Überlagerungseinrichtung 6 und dem Lenkrad 2 am ersten Abschnitt 7 der Lenksäule 3 angreifenden Stelleinrichtung 27 entspricht das Stelleinrichtungsdrehmoment dann dem negativen Überlagerungsmoment MU: MS=-MU.
Alternativ zu der Möglichkeit das Soll-Rückwirkungsmoment fest vorzugeben ist es auch möglich, das Soll-Rückwirkungsmoment durch eine Kennlinie und/oder ein Kennfeld und/oder ein Rechenmodell Parameter abhängig vorzugeben. Als Parameter können eine oder mehrere der folgenden Größen oder damit kor- relierte Größen verwendet werden: Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, Fahrzeuglängsbeschleunigung, Fahrzeugquerbeschleunigung, Gierrate, Raddrehzahlen, Lenkradwinkel, Lenkradwinkelgeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit am Ausgang der Überlagerungseinrichtung 6 bzw. des zweiten Abschnitts 8 der Lenksäule 3, Winkelgeschwindigkeit eines am Lenkaktuator 10 angreifenden Ritzels, die über die Hilfskrafteinrichtung 9 zur Verfügung gestellte Hilfskraft am Lenkaktuator 10, die bei einer hydraulischen Hilfskrafteinrichtung 9 in den Ansteuerleitungen 17, 18 oder im Lenkaktuator herrschenden Hydraulikdrücke, das Lenkmoment an den lenkbaren Fahrzeugrädern 11, der Motorstrom des als Elektromotor ausgeführten Uberlagerungsstellers 26 bzw. der als Elektromotor ausgeführten Stelleinrichtung 27, das Stelleinrichtungsdrehmoment MS, das vom Uberlagerungssteller 26 hervorgerufene Überlagerungsmo- ment MU und Radbremsmomente an einem oder mehreren der Fahrzeugräder .
Die Kennlinie, das Kennfeld bzw. das Rechenmodell können dabei auch während dem Fahrbetrieb aktualisiert werden.
Das Überlagerungsmoment MU kann aus der Differenz zwischen dem aktuell während der Stellbetätigung des Uberlagerungsstellers 26 am Eingang des Lenkaktuators 10 anliegenden Gesamtlenkmoment MG und einem Grundlenkmoment MO bei nicht betätigtem Uberlagerungssteller 26 berechnet werden:
MU= MG-MO (1)
Das Gesamtlenkmoment MG kann dabei direkt sensorisch erfasst oder aus dem Motorstrom I des Uberlagerungsstellers 26 berechnet werden, wobei für die erste Ausführungsform nach Fig. 1 folgende Gleichung gilt:
MG=I«i«k (2) mit : MG: Gesamtlenkmoment am Eingang des Lenkaktuators 10 I: Motorstrom des Uberlagerungsstellers 26 i: Übersetzungsverhältnis der Überlagerungseinrichtung 6 k: Motorkonstante des Uberlagerungsstellers 26
Das Grundlenkmoment MO bei nicht betätigtem Uberlagerungssteller 26 kann aus einem Kennfeld und/oder einem Rechenmodell ermittelt werden, wobei das Grundlenkmoment MO von einem oder mehreren der folgenden Parameter abhängt: Reifenkräfte, Querbeschleunigung, Lenkradwinkel, Lenkradwinkelgeschwindigkeit und Fahrzeuglängsgeschwindigkeit oder einer mit einem der genannten Parameter korrelierten Größe. Solange sich die lenkradseitige Eingangsgröße an der Überlagerungseinrichtung 6 - in Fig. 1 somit der Lenkradwinkel δH - nicht ändert (δ=konstant) , kann das Überlagerungsmoment MU bei betätigtem Uberlagerungssteller wie folgt bestimmt werden:
MU=MG(tn) -MO(tO) (3) mit : Zeitpunkten t0<tn, n=l, 2, 3, .... und MO(t0)=0.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Lenksystems 1, wobei die Stelleinrichtung 27 nicht wie in Fig. 1 am ersten Abschnitt 7 der Lenksäule 3, sondern am zweiten Abschnitt 8 der Lenksäule 3 zwischen Überlagerungseinrichtung 6 und Hilfskrafteinrichtung 9 angreift. Ansonsten entspricht das Lenksystem nach Fig. 2 dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel .
Greift die Stelleinrichtung 27 am zweiten Abschnitt 8 der Lenksäule 3 an, der mit dem fahrzeugradseitigen Ausgang der Überlagerungseinrichtung 6 verbunden ist, dann gilt an Stelle von Gleichung (2) folgender Zusammenhang:
MG=I«i«k+MS (4) mit : MG: Gesamtlenkmoment am Eingang des Lenkaktuators 10 I: Motorstrom des Uberlagerungsstellers 26 i: Übersetzungsverhältnis der Überlagerungseinrichtung 6 k: Motorkonstante des Uberlagerungsstellers MS: Stelleinrichtungsdrehmoment Eine dritte Ausführungsform des Lenksystems 1 ist in Fig. 3 gezeigt. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Hilfskrafteinrichtung 9 im ersten Abschnitt 7 der Lenksäule 3 angeordnet, so dass der zweite Abschnitt 8 der Lenksäule 3 den Ausgang der Überlagerungseinrichtung 6 direkt mit dem Eingang des Lenkaktuators 10 verbindet. Die Stelleinrichtung 27 greift zur Erzeugung eines auf das Lenkrad 2 wirkenden Stelleinrichtungsdrehmomentes MS am ersten Abschnitt 7 der Lenksäule 3' zwischen dem Lenkrad 2 und der Hilfskrafteinrichtung 9 an. In Abwandlung hierzu wäre es auch möglich, dass die Stelleinrichtung zwischen der Hilfskrafteinrichtung 9 und der Überlagerungseinrichtung 6 am ersten Abschnitt 7 der Lenksäule 3 angreift. Bei dieser dritten Ausführungsform kann die Überlagerungseinrichtung 6 eingangssei- tig unmittelbar mit dem Lenkventil 16 der Hilfskrafteinrichtung 9 und ausgangsseitig unmittelbar mit dem Lenkaktuator 10 verbunden sein, wodurch eine Baueinheit gebildet wird, was zu einer besonders kompakten Bauform führt . Die Wirkungsweise entspricht bei dieser dritten Ausführungsform (Fig.3) der des ersten Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.
In Abwandlung zu den ersten drei Ausführungsformen zeigt Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel des Lenksystems 1, das als elektrisches Hilfskraftlenksystem ausgeführt ist. Dabei ist eine einen Hilfskraftelektromotor 30 aufweisende elektrische Hilfskrafteinrichtung 9' anstatt der hydraulischen Hilfs- krafteinrichtung 9 vorgesehen. Der Hilfskraftelektromotor 30 wird dabei auch als Stelleinrichtung 27 verwendet, so dass ein zusätzlicher Elektromotor für die Stelleinrichtung 27 entfallen kann. Es ist hierbei möglich, dass der als Stelleinrichtung 27 dienende Hilfskraftelektromotor 30 direkt an einer nicht dargestellten Zahnstange des Lenkaktuators 10 angreift. Wie schon im Zusammenhang mit dem zweiten Ausfüh- rungsbeispiel erläutert gilt anstatt der Gleichung (2) für diese vierte Ausführungsform die Gleichung (4) , da die Stelleinrichtung 27 am zweiten Abschnitt 8 der Lenksäule 3 oder an der Zahnstange des Lenkaktuators 10 und somit an einem mit dem Ausgang der Überlagerungseinrichtung 6 verbundenen Lenkungsteil angreift.
In Abwandlung zu den vier dargestellten Ausführungsformen ist es auch möglich ein Lenksystem 1 mit mehreren Stelleinrichtungen 27 vorzusehen, die an verschiedenen Stellen angreifen, insbesondere an einem mit dem lenkradseitigen Eingang der Ü- berlagerungseinrichtung 6 und einem mit dem Ausgang der Über- lagerungseinrichtung 6 mechanisch verbundenen Lenkungsteil. Dadurch ergeben sich Kombinationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele .
In einer abgewandelten Ausführungsvariante der ersten drei Ausführungsbeispiele kann die Stelleinrichtung 27 auch Bestandteil der Hilfskrafteinrichtung 9 sein, so dass der Bauraumbedarf reduziert werden kann. Die Stelleinrichtung 27 ist dabei als hydraulisch betätigte Stelleinrichtung ausgeführt. Eine mögliche Ausführungsform einer hydraulischen Stelleinrichtung 27 ist in Fig. 5 dargestellt.
Die hydraulische Stelleinrichtung 27 nach Fig. 5 beruht auf einer modifizierten Rückwirkungsanordnung einer Hilfskrafteinrichtung 9. Eine solche Rückwirkungsanordnung dient der Mittenzentrierung des hydraulischen Hilfskraftlenksystems und ist beispielsweise in der DE 196 16 439 Cl beschrieben, auf die insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Ein rohrartig ausgebildeter Drehschieber 46 ist im Bereich eines Axialabschnitts koaxial von einer Steuerbuchse 45 umgeben, wobei Drehschieber 46 und Steuerbuchse 45 relativ zuein- ander in Radialrichtung verdrehbar sind. Abhängig von Größe und Richtung der Relatiwerdrehung wird an zwei Druckanschlüssen der Steuerbuchse 45 ein Differenzdruck erzeugt. Eine derartige Vorrichtung ist bei Hilfskraf lenksystemen bekannt .
Fig. 5 zeigt zur Erläuterung die Stelleinrichtung 27 im Querschnitt durch die Steuerbuchse 45 und den Drehschieber 46. Die Steuerbuchse 45 und der Drehschieber 46 begrenzen mehrere Axialausnehmungen 47, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt nebeneinander angeordnet sind. Jede der Axialausnehmungen 47 weist einen ersten Ausnehmungsbereich 55 mit einem ersten Druckanschluss pi und einen zweiten Ausnehmungsbereich 56 mit einem zweiten Druckanschluss p2 auf. In beiden Ausneh- mungsbereichen 55, 56 einer Axialausnehmung 47 ist jeweils eine Kugel 48 bzw. 49 angeordnet, die zwischen Steuerbuchse 45 und Drehschieber 46 angeordnet ist. Im Ruhezustand liegt die jeweilige Kugel 48, 49 dabei derart an der zugeordneten Ausnehmungsbereichsöffnung 57 an, dass sie diese fluidisch dicht verschließt.
Die beiden Ausnehmungsbereiche 55, 56 einer Axialausnehmung 47 können über einen Innenbereich 58 fluidisch miteinander verbunden werden. Der Innenbereich 58 ist von einer nutartigen Vertiefung 59 in die der Steuerbuchse 45 zugewandte Außenfläche des Drehschiebers 46 gebildet. Im Querschnitt gesehen weist die Vertiefung 59 eine in etwa trapezartige Kontur mit zwei geneigten Flanken 51, 52 auf, wobei die beiden Flanken 51, 52 über eine im Wesentlichen radial verlaufende Verbindungsfläche 60, die den Nutgrund der nutartigen Vertiefung 59 bildet, miteinander verbunden sind. Die Flanken 51, 52 verlaufen in Axialrichtung der Lenksäule 3 gesehen geneigt, so dass die Flanken 51, 52 in Axialrichtung de Lenksäule 3 gesehen einen rampenartigen Verlauf aufweisen. Die beiden in der Axialausnehmung 47 vorgesehenen Kugeln 48, 49 liegen jeweils auf einer der Flanken 51 bzw. 52 auf.
Über die Druckanschlüsse pl bzw. p2 kann der jeweils zugeordnete Ausnehmungsbereich 55 bzw. 56 mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druck beaufschlagt werden, wodurch die zugeordnete Kugeln 48 bzw. 49 gegen die Flanken 51, 52 des Drehschiebers 46 gepresst werden. Bei gleichen Drücken px, p2 erfolgt eine Zentrierung des Drehschiebers 46 gegenüber der Steuerbuchse 45. Ist der Druck am ersten Druckanschluss pi größer als der Druck am Druckanschluss p2, so erfolgt eine Relatiwerdrehung des Drehschiebers 46 gegenüber der Steuerbuchse 45 entgegen dem Uhrzeigersinn. Umgekehrt würde ein höherer Druck am zweiten Druckanschluss p2 als am ersten Druckanschluss px zu einer Relatiwerdrehung der Drehschiebers 46 gegenüber der Steuerbuchse 45 im Uhrzeigersinn erfolgen.
Durch eine Steuerung der Druckdifferenz zwischen den Druckanschlüssen px und p2 kann daher das Stelleinrichtungsdrehmoment MS hervorgerufen werden. Es ist durch diese erzeugte Relatiwerdrehung zwischen Drehschieber 46 und Steuerbuchse 45 auch möglich, einen Handhabenwinkel δH bzw. einen Lenkwinkel δi, einzustellen.
Die Stelleinrichtung 27 wird gleichzeitig zur Fixierung bzw. Mittenzentrierung des Lenksystems 1 und/oder der Lenkhandhabe 2 verwendet. Diese Fixierung und/oder Mittenzentrierung erfolgt, wenn zwischen den beiden Druckpotenzialen pl, p2 derselbe Druck anliegt.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
Lenksystem eines Fahrzeugs, mit einem Lenkrad (2) , das über eine Lenksäule (3) mit den lenkbaren Fahrzeugrädern (11) mechanisch verbunden ist, mit einem zur Erzeugung einer Überlagerungsgröße (U) Fahrer unabhängig durch eine Steuereinrichtung (25) ansteuerbaren Uberlagerungssteller (26) , mit einer Überlagerungseinrichtung (6) , die eine die Lenkbetätigung des Lenkrades (2) beschreibende Lenkradgröße (δH) und die Überlagerungsgröße (U) zu einer Ausgangsgröße überlagert, und mit einem Lenkaktuator (10) zur Einstellung eines Lenkwinkels (δL) an den lenkbaren Fahrzeugrädern (11) in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinrichtung (27) vorgesehen ist, die zur Erzeugung eines auf die Lenksäule (3) einwirkenden Stelleinrichtungsdrehmoments (MS) durch die Steuereinrichtung (25) angesteuert wird, dass die Steuereinrichtung (25) den Uberlagerungssteller (26) und die Stelleinrichtung (27) gleichzeitig ansteuert, so dass eine Fahrer unabhängige Beeinflussung des Lenkwinkels (δL) und eines sich aus der Überlagerungsgröße (U) und dem Stelleinrichtungsdrehmoment (MS) ergebenden, auf das Lenkrad (2) zurück wirkenden Rückwirkungsmoments (MR) erfolgen.
2. Lenksystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Soll-Rückwirkungsmoment fest oder Parameter abhängig vorgegeben ist und das Rückwirkungsmoment (MR) entsprechend dem Soll-Rückwirkungsmoment eingestellt wird.
3. Lenksystem nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Soll-Rückwirkungsmoment im Wesentlichen null beträgt .
4. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (27) auf den das Lenkrad (2) und die Überlagerungseinrichtung (6) verbindenden ersten Lenksäulenabschnitt (7) einwirkt.
5. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (27) auf den die Überlagerungs- einrichtung (6) und einen zur Einstellung des Lenkwinkels (δL) an den lenkbaren Fahrzeugrädern (11) vorgesehenen Lenkaktuator (10) verbindenden zweiten Lenksäulenabschnitt (8) einwirkt.
6. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Stelleinrichtung (27) auf einen zur Einstellung des Lenkwinkels (δL) an den lenkbaren Fahrzeugrädern (11) vorgesehenen Lenkaktuator (10) , insbesondere auf eine Zahnstange eines Zahnstangen-Lenkaktuators einwirkt.
7. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerungseinrichtung (6) und der Lenkaktua- tor (10) in einer gemeinsamen Baueinheit integriert sind.
8. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (1) als Hilfskraftlenksystem ausgebildet ist, mit einer Hilfskrafteinrichtung (9) , die zur Unterstützung des Fahrers bei einer Lenkbetätigung der Lenkhandhabe (2) eine Hilfskraft erzeugt.
9. Lenksystem nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlagerungseinrichtung (6) und der Lenkaktuator (10) und die Hilfskrafteinrichtung (9) in einer Baueinheit integriert sind.
10. Lenksystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (27) Bestandteil der Hilfskrafteinrichtung (9) ist.
11. Lenksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (27) einen Elektromotor aufweist .
12. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (27) fluidisch betätigbar ausgeführt ist.
13. Lenksystem nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (27) einen Hydromotor oder pneumatischen Motor aufweist.
14. Lenksystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidische, insbesondere hydraulische Betätigung der Stelleinrichtung (27) durch eine Druckdifferenz zwischen einem ersten Druckpotenzial {p_) und einem zweiten Druckpotenzial (p2) bewirkt wird, wobei die Größe des Stelleinrichtungsdrehmomentes (MS) vom Betrag der Druckdifferenz und die Richtung vom Vorzeichen der Druckdifferenz abhängt .
15. Lenksystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz eine Relatiwerdrehung zwischen einem ersten Lenksäulenteil, insbesondere einer Steuerbuchse (45), relativ zu einem zweiten Lenksäulenteil, insbesondere einem Drehschieber (46), bewirkt.
16. Lenksystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Lenksäulenteil, insbesondere eine Steuerbuchse (45) ein zweites Lenksäulenteil, insbesondere einen Drehschieber (46) koaxial in Umfangsrichtung umschließt, wobei zwischen den beiden relativ zueinander verdrehbar angeordneten Lenksäulenteilen Axialausneh un- gen (47) mit jeweils zwei in Axialrichting der Lenksäulenteile gesehen rampenartig schräg verlaufenden Flanken (51, 52) vorgesehen sind, wobei jeder Flanke (51, 52) eine in der Axialausnehmung (47) vorgesehene Kugel (48, 49) zugeordnet ist, die abhängig von dem Druck am zugeordne- ten Druckpotenzial (px, p2) oder der Druckdifferenz zwischen den Druckpotenzialen (pi, p2) auf der jeweils zugeordneten Flanke abrollt, wodurch die Relatiwerdrehung der beiden Lenksäulenteile bewirkt wird, so dass dadurch ein Handhabenwinkel (δH) und/oder ein Lenkwinkel (δ_) eingestellt werden kann.
17. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (27) gleichzeitig zur Fixierung und insbesondere Mittenzentrierung des Lenksystems (1) bzw. der Lenkhandhabe (2) verwendet wird.
18. Lenksystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16 in Verbindung mit Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn zwischen den beiden Druckpotenzialen (pl, p2) derselbe Druck anliegt, eine Fixierung und insbesondere Mittenzentrierung des Lenksystems (1) bzw. der Lenkhandhabe (2) erfolgt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2070804A1 (de) * 2006-10-03 2009-06-17 JTEKT Corporation Fahrzeuglenkvorrichtung
EP3492344A1 (de) * 2017-11-30 2019-06-05 CNH Industrial Italia S.p.A. Fahrzeug mit variablem lenkverhältnis

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006019790A1 (de) * 2006-04-28 2007-10-31 Zf Lenksysteme Gmbh Verfahren zur Lenkungsregelung
FR2930505B1 (fr) * 2008-04-29 2012-08-17 Renault Sas Procede et dispositif de commande a transition d'un systeme de direction electrique a demultiplication variable d'un vehicule automobile
FR2930507B1 (fr) * 2008-04-29 2012-01-13 Renault Sas Procede et dispositif de commande unilateral d'un systeme de direction electrique a demultiplication d'un vehicule automobile
FR2930506A1 (fr) * 2008-04-29 2009-10-30 Renault Sas Procede et dispositif de commande bilateral d'un systeme de direction electronique a demultiplication variable d'un vehicule automobile
DE102009028581A1 (de) * 2009-08-17 2011-02-24 Zf Lenksysteme Gmbh Lenksystem in einem Fahrzeug
DE102012001666A1 (de) 2012-01-28 2013-08-01 Audi Ag Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs mittels eines Lenkassistenzsystems
SE541624C2 (en) 2017-10-12 2019-11-12 Scania Cv Ab Method and system for determining hydraulic failure of an active hydraulic steering system of a vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0577751A (ja) * 1991-09-17 1993-03-30 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用ステアリング制御装置
DE10220123A1 (de) 2001-05-23 2002-12-12 Continental Teves Ag & Co Ohg Überlagerungslenkung
DE10160716A1 (de) * 2001-12-11 2003-06-18 Mercedes Benz Lenkungen Gmbh Lenkung mit angetriebenem Umlaufgetriebe zur Erzeugung eines bestimmten Handmoments am Lenkrad
US20030150666A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Steering device for a vehicle
EP1508494A2 (de) * 2003-08-19 2005-02-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hilfskraftunterstütztes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, mit hydraulischer offener Mitte

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19616439C1 (de) * 1996-04-25 1997-12-11 Daimler Benz Ag Rückwirkungsanordnung an einer Servoventilanordnung
DE10200097A1 (de) * 2002-01-03 2003-07-17 Zf Lenksysteme Gmbh Lenksystem für Kraftfahrzeuge
DE10236261A1 (de) * 2002-08-07 2004-02-26 Mercedes-Benz Lenkungen Gmbh Kraftfahrzeuglenkung mit Überlagerungslenkung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0577751A (ja) * 1991-09-17 1993-03-30 Fuji Heavy Ind Ltd 車両用ステアリング制御装置
DE10220123A1 (de) 2001-05-23 2002-12-12 Continental Teves Ag & Co Ohg Überlagerungslenkung
DE10160716A1 (de) * 2001-12-11 2003-06-18 Mercedes Benz Lenkungen Gmbh Lenkung mit angetriebenem Umlaufgetriebe zur Erzeugung eines bestimmten Handmoments am Lenkrad
US20030150666A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Steering device for a vehicle
EP1508494A2 (de) * 2003-08-19 2005-02-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hilfskraftunterstütztes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, mit hydraulischer offener Mitte

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 403 (M - 1453) 28 July 1993 (1993-07-28) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2070804A1 (de) * 2006-10-03 2009-06-17 JTEKT Corporation Fahrzeuglenkvorrichtung
EP2070804A4 (de) * 2006-10-03 2010-08-11 Jtekt Corp Fahrzeuglenkvorrichtung
EP3492344A1 (de) * 2017-11-30 2019-06-05 CNH Industrial Italia S.p.A. Fahrzeug mit variablem lenkverhältnis

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Publication number Publication date
DE102004037960A1 (de) 2005-12-22

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