DE10253468A1

DE10253468A1 - Power steering for a motor vehicle especially in shunting maneuvers automatically turns the wheels fully on command from the driver

Info

Publication number: DE10253468A1
Application number: DE2002153468
Authority: DE
Inventors: Eckart Dr.rer.nat. Fischer; Helmut Dr. Keller; Steen Dr.-Ing. Kristensen; Jakob Dr.-Ing. Seiler; Andy Dr. Yap
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-11-16
Filing date: 2002-11-16
Publication date: 2004-05-27

Abstract

A servo-assisted steering system for a non-tracked motor vehicle (1) having a driver-operated steering control (7) comprises a servomotor (4) to steer the wheels. In shunting maneuvers the driver can trigger servo control commands (9,16) whereby the wheels are automatically turned to one end position and to the other end on a second command.

Description

Die Erfindung betrifft eine Servolenkung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a power steering according to the generic term of claim 1.

Ein sehr großer Anteil der heute auf dem Markt erhältlichen Kraftfahrzeuge ist mit Servolenkungen ausgerüstet. Dabei wird der Servomotor in Abhängigkeit von der auf die Lenkhandhabe bzw. das Lenkhandrad einwirkende Handkraft des Fahrers betätigt, wobei die vom Servomotor erzeugte Servokraft mit zunehmender Handkraft anwächst. Dementsprechend zeichnet sich eine Servolenkung durch mehr oder weniger ausgeprägte Leichtgängigkeit aus. Allerdings kann die notwendige Handkraft bei Lenkmanövern mit sehr geringer Fahrgeschwindigkeit, beispeilsweise bei Rangiermanövern, ansteigen, weil der Lenkwiderstand, der Lenkverstellungen der gelenkten Fahrzeugräder entgegenwirkt, mit sinkender Fahrgeschwindigkeit ansteigt.A very large proportion of today in the market available Motor vehicles are equipped with power steering systems. This is the servomotor dependent on from the force acting on the steering handle or the steering wheel hand force pressed by the driver, wherein the servo force generated by the servo motor with increasing hand force increases. Accordingly, a power steering is characterized by more or less pronounced ease out. However, the necessary manual power for steering maneuvers with very low travel speed, for example in shunting maneuvers, increase, because the steering resistance counteracts the steering adjustments of the steered vehicle wheels, increases with decreasing speed.

Um den Lenkkomfort bei Rangiermanövern zu erhöhen, sind sogenannte parametergesteuerte Servolenkungen bekannt, bei denen sich die Proportionalität zwischen Handkraft und Servokraft in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit ändert, und zwar derart, dass die Servokraft relativ zur Handkraft bei geringer Fahrgeschwindigkeit ein vergleichsweise hohes Maß erreicht. Auf diese Weise kann die Lenkhandhabe auch im Stand des Fahrzeuges mit sehr geringer Handkraft betätigt werden.To improve steering comfort during shunting maneuvers increase, are known as parameter-controlled power steering, at which is the proportionality between hand power and servo power depending on the driving speed changes, namely such that the servo power relative to the hand force at low speed reached a comparatively high level. In this way, the steering handle in the state of the vehicle operated with very little manual force become.

Bei einer aus der DE 36 18 527 A1 bekannten Servolenkung der eingangs angegebenen Art kann der Fahrer die Servolenkung auf Rangier-Betriebsweise umschalten, die dann wirksam wird, sobald die Fahrgeschwindigkeit einen geringen Schwellwert unterschreitet. Bei dieser Betriebsweise werden bei Betätigung des Lenkhandrades durch den Fahrer je nach Drehrichtung unterschiedliche Schalter betätigt, die dann ihrerseits elektromagnetische Steuerventile eines hydraulischen Servomotors derart betätigen, dass der Servomotor eine große Stellkraft in der einen oder anderen Lenkrichtung erzeugt. Die über das Lenkhandrad betätigten Schalter gehen in ihren unbetätigten Zustand über und der Servomotor wird dementsprechend unwirksam, sobald die vom Fahrer auf das Lenkhandrad ausgeübte Handkraft einen Schwellwert unterschreitet, bzw. wenn der Fahrer das Lenkhandrad loslässt.At one of the DE 36 18 527 A1 known power steering of the type described, the driver can switch the power steering on shunting mode, which then takes effect as soon as the vehicle speed drops below a low threshold. In this mode of operation, upon actuation of the steering handwheel by the driver, different switches are actuated depending on the direction of rotation, which in turn actuate electromagnetic control valves of a hydraulic servomotor such that the servomotor generates a large actuating force in one or the other steering direction. The operated via the steering wheel switch go into its unactuated state and the servo motor is accordingly ineffective as soon as the force exerted by the driver on the steering wheel manual force falls below a threshold, or when the driver releases the steering wheel.

Eine prinzipiell ähnliche Anordnung ist Gegenstand der DE 36 21 864 A1 .A principle similar arrangement is the subject of DE 36 21 864 A1 ,

Die DE 39 33 771 A1 zeigt eine weitere Servolenkung, die insbesondere als Lenkhilfe für den Geschwindigkeitsbereich typischer Rangiermanöver ausgelegt ist und elektromotorisch arbeitet. Der Elektromotor treibt ständig zwei in zu einander entgegengesetzten Richtungen drehende Räder an, die jeweils über eine Kupplung antriebsmäßig mit einer das Lenkhandrad tragenden Lenkwelle verbindbar sind. Die Kupplungen werden in Abhängigkeit von Richtung und Maß des Drehmomentes gesteuert, welches der Fahrer mit seiner Handkraft auf die Lenkwelle ausübt. Im Ergebnis erfolgt dann ein Kraftschluß zwischen der Lenkwelle und einem der vom Elektromotor angetriebenen Räder, derart, dass der Motor die jeweils vom Fahrer durch Handkraft angestrebte Drehung der Lenkwelle unterstützt.The DE 39 33 771 A1 shows a further power steering, which is designed in particular as power steering for the speed range typical maneuvering maneuvers and works by electric motor. The electric motor constantly drives two wheels rotating in opposite directions to each other, which are drivingly connected via a clutch with a steering shaft carrying the steering wheel. The clutches are controlled depending on the direction and amount of torque that the driver exerts on the steering shaft with his hand force. As a result, there is then a frictional connection between the steering shaft and one of the wheels driven by the electric motor, in such a way that the motor supports the respective rotation of the steering shaft which is desired by the driver by manual force.

Die EP 0 518 716 B1 bezieht sich auf eine elektrische Servolenkung, welche hinreichend große Servokräfte erzeugen kann, so dass sich Rangiermanöver mit geringen Handkräften ausführen lassen. Das elektrische System dieser Servolenkung besitzt ein Überwachungssystem, um fehlerhafte Elemente früh zeitig genug vor dem Auftreten größerer Folgeschäden erfassen zu können.The EP 0 518 716 B1 refers to an electric power steering, which can generate sufficiently large servo forces, so that maneuver maneuvers can be performed with low hand forces. The electric system of this power steering has a monitoring system to detect faulty elements early enough before the occurrence of major consequential damage.

Für alle vorangehend beschriebenen Servolenkungen ist typisch, dass Servo- bzw. Lenkhilfskräfte nur dann erzeugt werden, wenn an der Lenkhandhabe eine mehr oder weniger große Handkraft wirksam wird, d.h. wenn der Fahrer die Lenkhandhabe aktiv betätigt.For All power steering systems described above are typical Servo and steering aids only be generated if at the steering handle a more or less big Hand force is effective, i. when the driver activates the steering handle actuated.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Servolenkung zu schaffen, die bei Rangiermanövern einen deutlich erhöhten Komfort bietet.The object of the invention is to provide a power steering, the one in maneuvering a significantly increased Comfort offers.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei vorzugsweise auch die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen sind.This task is characterized by the characterizing Features of claim 1 solved, preferably also provided the features of claim 2 are.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Fahrer noch einen dritten Steuerbefehl auslösen, bei dem der Servomotor die gelenkten Fahrzeugräder in deren Stellung für Geradeausfahrt zurück- bzw. einstellt.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the driver can still trigger a third control command at the Servomotor the steered vehicle wheels in their position for straight ahead driving back- or adjusts.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in der Rangier-Betriebsweise aktive, Lenkmanöver zu ermöglichen, die der Fahrer lediglich initiieren, nicht aber durch analoge Betätigung der Lenkhandhabe mitsteuern und/oder unterstützen muss. Erfindungsgemäß kann sich also der Fahrer nach Initiierung bestimmter Lenkmanöver völlig passiv verhalten, ohne in irgendeiner Weise an der Lenkarbeit teilzunehmen.The invention is based on the general idea active in the shunting mode, to allow steering maneuver, which the driver only initiate, but not mitsteuern by analog actuation of the steering handle and / or support. According to the invention can So the driver after initiation of certain steering maneuvers completely passive behave without participating in the steering work in any way.

Bei der Erfindung wird die Erkenntnis genutzt, dass bei Rangiermanövern auf engem Raum regelmäßig sehr große bzw. maximale Lenkwinkel in der einen oder anderen Richtung zweckmäßig sind. Beispielhaft kann auf den Fall verwiesen werden, dass der Fahrer das Fahrzeug aus einer sehr engen Parklücke heraus- oder in eine knappe Parklücke hineinmanövrieren möchte. Hierbei muss das Fahrzeug des Öfteren abwechselnd in Vor wärts- und Rückwärtsrichtung bewegt werden, wobei die Lenkung in der einen Fahrrichtung am einen Lenkendanschlag und in der anderen Fahrrichtung am anderen Lenkendanschlag anliegen sollte. Die bei solchen Manövern auszuführende Extremverstellung der Lenkhandhabe bzw. des Lenkhandrades von Anschlag zu Anschlag kann bei der Erfindung allein der Servomotor, ohne fahrerseitige Unterstützung, übernehmen.In the invention, the knowledge is used that in maneuvering maneuvers in a confined space regularly very large or maximum steering angle in one or the other direction are appropriate. By way of example, reference may be made to the case where the driver wishes to maneuver the vehicle out of a very narrow parking space or maneuver it into a tight parking space. In this case, the vehicle often has to be alternately moved in forward and backward direction, the steering should rest in one direction of travel on a steering end stop and in the other direction of travel at the other end stop. To be executed in such maneuvers extreme adjustment of Steering handle or the steering wheel from stop to stop, in the invention, only the servo motor, without driver-side support, take over.

Andererseits kann der Fahrer jederzeit in die automatisierten, selbsthaltend ablaufenden Lenkmanöver eingreifen, indem er die Bewegung der Lenkhandhabe bzw. des Lenkhandrades hemmt, etwa durch geringe Handkraft. Damit arbeitet die Servolenkung sofort in normaler, bisher üblicher Betriebsweise weiter, d.h. die auftretenden Servokräfte werden von der jeweils auf die Lenkhandhabe einwirkenden Handkraft gesteuert und können lediglich zu einer Verminderung der für jeweilige Lenkmanöver notwendigen Handkraft beitragen. Dementsprechend tritt bei verschwindender Handkraft keine Servounterstützung auf.On the other hand, the driver can at any time intervene in the automated, self-sustaining steering maneuvers, by inhibiting the movement of the steering handle or the steering wheel, for example by low hand power. So the power steering works immediately in normal, previously usual Operation continues, i. the occurring servo forces are controlled by the force acting on the steering handle hand force and can only to reduce the necessary for each steering maneuver Contribute hand strength. Accordingly occurs with vanishing hand power no power assistance on.

Die Steuerbefehle können prinzipiell in beliebiger Weise ausgelöst werden.The control commands can in principle triggered in any way become.

Beispielsweise besteht eine vorteilhafte Möglichkeit darin, zusätzlich zur Lenkhandhabe einen Kipphebel od.dgl. anzuordnen, dessen kurzzeitige Betätigung in unterschiedlichen Richtungen die unterschiedlichen Steuerbefehle für Rangiermanöver auslöst.For example, there is an advantageous possibility in it, in addition for steering handle a rocker arm or the like. to arrange, whose short-term activity in different directions, the different control commands for shunting maneuvers triggers.

Statt des Kipphebels können auch Drucktasten od.dgl. vorgesehen sein, die durch kurzes Antippen betätigt werden.Instead of the rocker arm can also Push buttons or the like. be provided, which are actuated by a short tap.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Lenkhandhabe bzw. das Lenkhandrad zur Auslösung der Steuerbefehle herangezogen werden, beispielsweise in der Weise, dass das Lenkhandrad kurzzeitig in für normale Lenkmanöver untypischer Weise in der einen oder anderen Richtung „angerissen" werden muss, um eine Lenkverstellung in Richtung des einen bzw. des anderen Lenkanschlages zu bewirken. Eine Verstellung in die Geradeauslage kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Lenkhandrad kurz „hin- und hergerissen" wird.According to a further advantageous embodiment can the steering handle or the steering wheel used to trigger the control commands be, for example in such a way that the steering wheel short-term in for normal steering maneuvers atypical One way or the other must be "touched" to a steering adjustment in the direction of one or the other steering stop to effect. An adjustment in the straight-ahead position, for example be done by the steering wheel short "torn and torn".

Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.Incidentally, in terms of preferred features the invention to the claims and the following explanation referred to the drawing, based on the particularly preferred embodiments closer to the invention to be discribed.

Dabei zeigtIt shows

1 eine schematisierte, schaltplanartige Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und 1 a schematic, circuit diagram-like representation of a first embodiment of the invention, and

2 eine entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform. 2 a corresponding representation of a second embodiment.

Im Beispiel der 1 besitzt ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug lenkbare Vorderrräder 1, die in üblicher Weise zu ihrer Lenkverstellung mit Spurstangen 2 verbunden sind, welche ihrerseits an einer in Fahrzeugquerrichtung verschiebbaren Verbindungsstange 3 angelenkt sind. Diese besitzt einen als Kolbenstange eines doppelt wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregates 4 ausgebildeten Teil 3' sowie einen als Zahnstange ausgebildeten Teil 3''. Der Zahnstangenteil kämmt mit einem Ritzel 5, welches seinerseits über eine Lenksäule 6 mit einem Lenkhandrad 7 antriebsgekoppelt ist. Bei Drehverstellung des Lenkhandrades 7 in der einen oder anderen Richtung werden die lenkbaren Vorderräder 1 in die eine oder andere Richtung ausgelenkt. In umgekehrter Weise wird das Lenkhandrad 7 bei Lenkbewegungen, die die Vorderräder 1 aufgrund externer Kräfte ausführen, analog mitgedreht.In the example of 1 has a not shown motor vehicle steerable Vorderrräder 1 , in the usual way to their steering adjustment with tie rods 2 are connected, which in turn to a displaceable in the vehicle transverse direction connecting rod 3 are articulated. This has a piston rod as a double-acting hydraulic piston-cylinder unit 4 trained part 3 ' and a rack formed part 3 '' , The rack part meshes with a pinion 5 , which in turn has a steering column 6 with a steering wheel 7 is drive-coupled. With rotary adjustment of the steering handwheel 7 in one way or another become the steerable front wheels 1 deflected in one direction or the other. In the reverse manner, the steering wheel 7 in steering movements, the front wheels 1 due to external forces, analogue turned.

Die beiden Seiten des Kolben-Zylinder-Aggregates 4 sind über eine proportional arbeitende Steuerventilanordnung 8 mit einem Hydraulikreservoir 9 sowie der Druckseite einer saugsei tig an das Reservoir angeschlossenen Hydraulikpumpe 10 verbunden, die durch den Motor des Fahrzeuges oder, wie in 1 dargestellt ist, durch einen Elektromotor 11 angetrieben wird.The two sides of the piston-cylinder unit 4 are via a proportionally operating control valve assembly 8th with a hydraulic reservoir 9 and the pressure side of a saugsei term connected to the reservoir hydraulic pump 10 connected by the engine of the vehicle or, as in 1 is shown by an electric motor 11 is driven.

Die Steuerventilanordnung 8 und gegebenenfalls auch der Elektromotor 11 werden von einer Steuerschaltung 12 betätigt, die eingangsseitig mit einer Sensoranordnung 13 zur Erfassung von Maß und Richtung einer auf das Lenkhandrad 7 einwirkenden Handkraft verbunden ist.The control valve assembly 8th and optionally also the electric motor 11 be from a control circuit 12 actuated, the input side with a sensor arrangement 13 for detecting the dimension and direction of the steering wheel 7 acting hand force is connected.

Im Übrigen ist die Steuerschaltung 12 eingangsseitig mit Sensorik für weitere Betriebsparameter des Fahrzeuges verbunden, beispielsweise einem Signalgeber 14 für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges.Incidentally, the control circuit 12 On the input side connected with sensors for other operating parameters of the vehicle, such as a signal generator 14 for the driving speed of the vehicle.

Außerdem kann die Steuerschaltung noch mit gesonderten, fahrerseitig zu betätigenden Befehlsgebern 15 verbunden sein.In addition, the control circuit still with separate, driver side to be operated commandors 15 be connected.

Die Steuerschaltung 12 erhält von der Sensoranordnung 13 ständig Signale, die die Richtung sowie das Maß der auf das Lenkhandrad 7 einwirkenden Kräfte, insbesondere der Handkräfte, wiedergeben. In Abhängigkeit von diesen Kräften betätigt die Steuerschaltung die Elektromagnete der Steuerventilanordnung 8, wobei die Richtung der Verstellung durch die Richtung der Handkraft und das Maß der Verstellung durch das Maß der Handkraft gemäß den Signalen der Sensoranordnung 13 vorgegeben werden.The control circuit 12 receives from the sensor array 13 constantly signals the direction as well as the degree of the steering wheel 7 acting forces, especially the hand forces, play. In response to these forces, the control circuit actuates the solenoids of the control valve assembly 8th wherein the direction of the adjustment by the direction of the manual force and the amount of adjustment by the measure of the manual force according to the signals of the sensor arrangement 13 be specified.

Bei verschwindender Handkraft nimmt die Steuerventilanordnung 8 ihre in 1 dargestellte Mittellage ein, in der alle Hydraulikanschlüsse der Steuerventilanordnung 8 miteinander verbunden sind und dementsprechend auf beiden Seiten des Kolben-Zylinder-Aggregates 4 gleiche hydraulische Drücke vorliegen. Das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 erzeugt also keinerlei Stellkraft. Wird dagegen die Steuerventilanordnung 8 in der einen oder anderen Richtung aus der dargestellten Neutrallage verschoben, wird jeweils eine Seite des Kolben-Zylinder-Aggregates 4 zunehmend mit der Druckseite der Pumpe 10 verbunden, während die andere Seite des Kolben-Zylinder-Aggregates 9 zunehmend mit dem Reservoir 9 verbunden wird. Dementsprechend erzeugt das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 eine Stellkraft in der einen oder anderen Richtung, wobei das Maß der Stellkraft vom Maß der Abweichung der Steuerventilanordnung 8 von der in 1 dargestellten Neutrallage bestimmt wird.When vanishing manual force takes the control valve assembly 8th their in 1 shown center position, in which all hydraulic connections of the control valve assembly 8th connected to each other and accordingly on both sides of the piston-cylinder unit 4 same hydraulic pressures are present. The piston-cylinder unit 4 So does not generate any force. In contrast, the control valve arrangement 8th displaced in one direction or the other from the illustrated neutral position, in each case one side of the piston-cylinder unit 4 increasingly with the pressure side of the pump 10 connected while the other side of the piston-cylinder unit 9 increasingly with the reservoir 9 is connected. Generated accordingly the piston-cylinder unit 4 a force in one direction or the other, wherein the measure of the force of the degree of deviation of the control valve assembly 8th from the in 1 shown neutral position is determined.

Gegebenenfalls kann die Steuerschaltung 12 auch den Elektromotor 11 in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoranordnung 13 steuern. Solange die Sensoranordnung 13 keine bzw. eine verschwindende Handkraft meldet, kann der Elektromotor 11 ausgeschaltet sein oder nur mit sehr geringer Leistung laufen, während die Leistung des Elektromotors 11 sofort hochgesteuert wird, sobald die Sensoranordnung 13 eine entsprechende Handkraft meldet.Optionally, the control circuit 12 also the electric motor 11 depending on the signals of the sensor arrangement 13 control. As long as the sensor arrangement 13 No or a disappearing hand force reports, the electric motor 11 be off or only run at very low power while the power of the electric motor 11 is immediately raised as soon as the sensor assembly 13 a corresponding hand force reports.

Bei der Steuerung der Steuerventilanordnung 8 kann die Steuerschaltung 12 auch die vom Signalgeber 14 gemeldete Fahrgeschwindigkeit berücksichtigen, etwas derart, dass das Verhältnis zwischen dem Maß der Verschiebung der Steuerventilanordnung 8 und dem Maß dem von der Sensoranordnung 13 gemeldeten Handkraft geschwindigkeitsabhängig verändert wird. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass bei geringer Fahrgeschwindigkeit vergleichsweise große Steuerhübe der Steuerventilanordnung 8 auftreten und dementsprechend vom Kolben-Zylinder-Aggregat 9 entsprechend große Servokräfte erzeugt werden. Damit wird die Lenkung bei geringer Fahrgeschwindigkeit besonders leichtgängig, während bei höherer Fahrgeschwindigkeit am Lenkhandrad 7 ein größerer Lenkwiderstand fühlbar wird.In the control of the control valve assembly 8th can the control circuit 12 also from the signaler 14 take account of the reported driving speed, something such that the ratio between the degree of displacement of the control valve assembly 8th and the dimension of the sensor assembly 13 reported hand force is speed-dependent changed. In this way it can be achieved that at low driving speed comparatively large control strokes of the control valve assembly 8th occur and accordingly from the piston-cylinder unit 9 correspondingly large servo forces are generated. Thus, the steering is particularly smooth at low speed, while at higher speeds on the steering wheel 7 a larger steering resistance is felt.

Sobald der Signalgeber 14 eine extrem geringe Fahrgeschwindigkeit meldet, wie sie für Rangiermanöver typisch ist, kann die Servolenkung auch in einer besonderen Rangier- Betriebsweise arbeiten. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass die Rangier-Betriebsweise nur dann möglich ist, wenn der Fahrer im Stand des Fahrzeuges oder bei einer Fahrgeschwindigkeit, die unter einem geringen Schwellwert liegt, einen zusätzlichen Befehlsgeber betätigt hat.As soon as the signal generator 14 An extremely low driving speed reports, as is typical for shunting maneuvers, the power steering can also work in a special shunting mode. If appropriate, it may be provided that the shunting mode of operation is only possible if the driver has actuated an additional command generator in the stationary state of the vehicle or at a driving speed which is below a low threshold value.

Sobald der Fahrer das Lenkhandrad 7 in der einen oder anderen Richtung „anreißt", d.h. dem Lenkhandrad 7 einen kurzen Drehstoß versetzt, gibt die Sensoranordnung 13 an die Steuerschaltung 12 ein entsprechendes Signal, d.h. die Steuerschaltung 12 „merkt", dass das Lenkhandrad 7 in der einen oder anderen Richtung kurzzeitig mit größerer Handkraft entsprechend einem Drehstoß beaufschlagt wurde.Once the driver turns the steering wheel 7 in one way or another "tearing", ie the steering wheel 7 put a short rotation, gives the sensor arrangement 13 to the control circuit 12 a corresponding signal, ie the control circuit 12 "Notices" that the steering wheel 7 in one or the other direction was briefly acted upon with greater manual force corresponding to a rotation shock.

In der Rangier-Betriebsweise der Servolenkung verarbeitet die Steuerschaltung 12 das vorgenannte Signal der Sensoranordnung 13 als Befehl dafür, dass die Vorderräder 1 bis zum Lenkendanschlag in der einen oder anderen Richtung, abhängig von der Richtung des Drehstoßes, eingeschlagen werden sollen. Dementsprechend betätigt die Steuerschaltung 12 die Steuerventilanordnung 8 in der einen oder anderen Richtung, wobei die verschobene Lage der Steuerventilanordnung 8 gehalten wird. Dementsprechend erzeugt das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 eine große Stellkraft in der einen oder anderen Richtung, mit der Folge, dass die gelenkten Vorderräder 1 bis zum einen oder anderen Lenkanschlag eingelenkt werden, wobei das Lenkhandrad 7 ohne fahrerseitige, Betätigung mitgedreht wird.In the Rangierbetriebsweise the power steering processes the control circuit 12 the aforementioned signal of the sensor arrangement 13 as an order for the front wheels 1 up to the end stop in one direction or the other, depending on the direction of the rotation, to be taken. Accordingly, the control circuit operates 12 the control valve assembly 8th in one or the other direction, wherein the shifted position of the control valve assembly 8th is held. Accordingly, the piston-cylinder unit generates 4 a great force in one direction or the other, with the result that the steered front wheels 1 be steered to one or the other steering stop, wherein the steering wheel 7 without driver-side, operation is rotated.

Die vorgenannte Verstellung der Steuerventilanordnung 8 wird von der Steuerschaltung 12 sofort unterbrochen, wenn der Fahrer das Lenkhandrad 7 bei seiner Drehung hemmen bzw. mit einer Handkraft beaufschlagen sollte. In diesem Falle steuert die Steuerschaltung 12 die Steuerventilanordnung 8 wiederum in der oben beschriebenen Weise in Abhängigkeit von der durch die Sensoranordnung 13 erfaßten Handkraft.The aforementioned adjustment of the control valve arrangement 8th is from the control circuit 12 immediately interrupted when the driver turns the steering wheel 7 inhibit its rotation or act upon it with a hand force. In this case, the control circuit controls 12 the control valve assembly 8th again in the manner described above as a function of the sensor arrangement 13 grasped hand force.

Wenn der Fahrer das Lenkhandrad 7 kurz „rüttelt", d.h. schnell hin und her bewegt, meldet die Sensoranordnung 13 entsprechend schnelle Richtungswechsel der Handkraft. Dieses Signal wird von der Steuerschaltung 12 bei der Rangier-Betriebsweise als Befehl dafür verstanden, dass die Lenkung in ihre Geradeaus-Stellung gestellt werden soll. In entsprechender Weise betätigt die Steuerschaltung 12 die Steuerventilanordnung 8. Zunächst wird die Steuerventilanordnung 8 so verstellt, dass das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 eine Stellkraft in Richtung der Geradeaus-Stellung der Vorderräder 1 auf die Verbindungsstange 3 ausübt. Sobald die Geradeaus-Stellung erreicht wird, welche mit einem nicht dargestellten Sensor für die Verschiebung der Verbindungsstange 3 und/oder einem Drehwinkelgeber für das Lenkhandrad 7 oder die Lenksäule 6 erfaßt werden kann, stellt die Steuerschaltung 12 die Steuerventilanordnung 8 auf die in 1 dargestellte Mittellage, so dass das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 keine Stellkraft erzeugt.When the driver turns the steering wheel 7 short "shakes", ie quickly moved back and forth, reports the sensor arrangement 13 correspondingly rapid change of direction of hand force. This signal is from the control circuit 12 in the shunting mode understood as an order that the steering is to be set in their straight-ahead position. In a corresponding manner, the control circuit operates 12 the control valve assembly 8th , First, the control valve assembly 8th adjusted so that the piston-cylinder unit 4 a force in the direction of the straight-ahead position of the front wheels 1 on the connecting rod 3 exercises. Once the straight-ahead position is reached, which with an unillustrated sensor for the displacement of the connecting rod 3 and / or a rotary encoder for the steering wheel 7 or the steering column 6 can be detected, provides the control circuit 12 the control valve assembly 8th on the in 1 illustrated central position, so that the piston-cylinder unit 4 no force generated.

Auch dieses Lenkmanöver wird von der Steuerschaltung 12 sofort abgebrochen, wenn der Fahrer die Drehbewegung des sich analog zur Lenkverstellung der Vorderräder 1 drehenden Lenkhandrades 7 hemmen bzw. das Lenkhandrad 7 mit einer Handkraft beaufschlagen sollte. Sodann steuert die Steuerschaltung 12 die Steuerventilanordnung 8 wiederum analog zu der auf das Lenkhandrad 7 wirkenden Handkraft.This steering maneuver is also from the control circuit 12 Immediately canceled when the driver's rotational movement is analogous to the steering adjustment of the front wheels 1 rotating steering handwheel 7 inhibit or the steering wheel 7 should apply a hand force. Then controls the control circuit 12 the control valve assembly 8th again analogous to the on the steering wheel 7 acting hand strength.

Bei dem vorangehend dargestellten Beispiel wurden die Steuerbefehle für von der Steuerschaltung 12 selbsttätig durchgeführte Lenkmanöver durch eine besondere Betätigung des Lenkhandrades 7 ausgelöst.In the example presented above, the control commands for were from the control circuit 12 automatically performed steering maneuvers by a special operation of the steering wheel 7 triggered.

Grundsätzlich ist es auch möglich, für diese Steuerbefehle separate Befehlsgeber vorzusehen, beispielsweise fahrerseitig zu betätigende Tasten, Kipphebel od.dgl.Basically it is also possible for these control commands provide separate command generator, for example, the driver side actuated Buttons, rocker arms or the like.

Im Beispiel der 1 ist ein hydraulischer Servomotor in Form eines Kolben-Zylinder-Aggregates 4 vorgesehen. Statt dessen ist es auch möglich, andere Servomotoren, beispielsweise elektrische Servomotoren, anzuordnen. In diesem Falls betätigt die Steuerschaltung 12 anstelle der Steuerventilanordnung 8 eine elektrische Treiberschaltung für die elektrischen Servomotoren.In the example of 1 is a hydraulic servomotor in the form of a piston-cylinder unit 4 intended. Instead, it is also possible to arrange other servomotors, for example electric servomotors. In this case, the control circuit operates 12 instead of the control valve assembly 8th an electrical driver circuit for the electric servomotors.

Im 2 ist nun beispielhaft dargestellt, dass die Erfindung auch bei Lenksystemen geeignet ist, die nach dem Konzept „Steer by wire" arbeiten. Bei einer solchen Lenkung ist der Verbindungsstange 3 ein beispielsweise elektrischer Stellmotor 16 zugeordnet, welcher die Lenkarbeit übernimmt, wobei der jeweils an den Vorderrädern 1 eingestellte Lenkwinkel durch einen Lenkwinkel-Istwertgeber 17 erfaßt wird. Dem Lenkhandrad ist ein Lenkwinkel-Sollwertgeber 18 zugeordnet, d.h. bei Betätigung des Lenkhandrades 7 erzeugt der Sollwertgeber 18 Signale, die den gewünschten Lenkwinkel der Vorderräder 1 wiedergeben.in the 2 is now exemplified that the invention is also suitable for steering systems that work on the concept of "steer by wire." In such a steering is the connecting rod 3 an example electric servomotor 16 assigned, which takes over the steering work, wherein each of the front wheels 1 set steering angle through a steering angle feedback device 17 is detected. The steering wheel is a steering angle setpoint generator 18 assigned, ie upon actuation of the steering wheel 7 generates the setpoint generator 18 Signals representing the desired steering angle of the front wheels 1 play.

Diese Signale werden einer Reglerschaltung 19 zugeleitet, die daraufhin eine den Stellmotor 16 steuernde Treiberschaltung 20 derart betätigt, dass der Stellmotor 16 die Vorderräder 1 in eine Lenkstellung steuert, in der der Istwertgeber 17 einem dem Sollwert entsprechenden Lenkwinkel an die Reglerschaltung 19 meldet. Die Reglerschaltung 19 führt also immer einen Soll-Istwert-Vergleich zwischen den Signalen von Istwertgeber 17 und Sollwertgeber 18 durch und steuert die Treiberschaltung 20 zur Betätigung des Stellmotors 16 entsprechend.These signals are a regulator circuit 19 fed, which then a the servomotor 16 controlling driver circuit 20 so actuated that the servomotor 16 the front wheels 1 in a steering position controls, in which the actual value 17 a steering angle corresponding to the desired value to the regulator circuit 19 reports. The regulator circuit 19 So always performs a setpoint-actual value comparison between the signals from actual value 17 and setpoint generator 18 through and controls the driver circuit 20 for actuating the servomotor 16 corresponding.

Zur Simulation eines Lenkwiderstandes ist das Lenkhandrad 7 mit einem Elektromotor 21 verbunden, wobei das zwischen Elektromotor 21 und Lenkhandrad 7 wirksame Drehmoment mittels eines Drehmomentsensors 22 erfaßt wird, der wiederum mit der Reglerschaltung 19 verbunden ist.To simulate a steering resistance is the steering wheel 7 with an electric motor 21 connected between the electric motor 21 and steering wheel 7 effective torque by means of a torque sensor 22 is detected, in turn, with the regulator circuit 19 connected is.

Im Übrigen ist ein weiterer Drehmoment- bzw. Kraftsensor 23 zwischen Stellmotor 16 und Verbindungsstange 3 angeordnet, so dass die vom Stellmotor 16 auf die gelenkten Vorderräder 1 ausgeübten Lenkkräfte ständig erfaßt werden können. Die Sensoren 22 und 23 sind wiederum mit der Reglerschaltung 19 verbunden, die dann ihrerseits die Signale des Kraftsensors 23 als Sollwertsignale für den Lenkwiderstand auswertet, der durch entsprechende Betätigung des Elektromotors 21 am Lenkhandrad 7 simuliert und dessen Istwert die Regelerschaltung 19 aus den Signalen des Drehmomentsensors 22 ermittelt.Incidentally, another torque or force sensor 23 between servomotor 16 and connecting rod 3 arranged so that by the servomotor 16 on the steered front wheels 1 exerted steering forces can be constantly detected. The sensors 22 and 23 are in turn with the regulator circuit 19 connected, which then in turn the signals of the force sensor 23 evaluates as setpoint signals for the steering resistance, by appropriate actuation of the electric motor 21 on the steering wheel 7 simulated and the actual value of the control circuit 19 from the signals of the torque sensor 22 determined.

In der Rangier-Betriebsweise kann der Fahrer wiederum durch die oben beschriebene Betätigung des Lenkhandrades 7, d.h. durch Anreißen oder Rütteln des Lenkhandrades 7, Steuerbefehle erzeugen, die dann die Reglerschaltung 19 veranlassen, die gelenkten Vorderräder 1 in Richtung der einen oder der anderen Lenkendlage zu steuern oder in die Geradeauslage zu stellen. Dabei betätigt die Reglerschaltung 19 den Elektromotor 21 durch entsprechende Steuerung derart, dass sich das Lenkhandrad 7 verstellt, bis die Lenkendlage der gelenkten Fahrzeugräder 1 erreicht ist.In the maneuvering mode, the driver can in turn by the above-described operation of the steering wheel 7 , ie by scribing or shaking the steering wheel 7 , Generate control commands, which then the regulator circuit 19 induce the steered front wheels 1 to steer in the direction of one or the other steering end position or to put in the straight ahead position. The regulator circuit operates 19 the electric motor 21 by appropriate control such that the steering wheel 7 adjusted until the steering end position of the steered vehicle wheels 1 is reached.

Sollte der Fahrer die Drehbewegung des Lenkhandrades 7 hemmen oder auf das Lenkhandrad eine Kraft ausüben, erzeugt der Drehmomentsensor 22 zwangsläufig ein Signal, d.h. der Drehmomentsensor 22 meldet ein Drehmoment entsprechend der auf das Lenkhandrad 7 wirkenden Hemm- oder Handkraft.Should the driver turn the steering wheel 7 inhibit or exert a force on the steering wheel generates the torque sensor 22 inevitably a signal, ie the torque sensor 22 reports a torque corresponding to that on the steering wheel 7 acting inhibitory or manual force.

Dies ist dann für die Reglerschaltung 19 ein Befehl dafür, das jeweils durchgeführte automatische Lenkmanöver abzubrechen und die Treiberschaltung 20 bzw. den Stellmotor 16 nur noch wie beim normalen Fahrbetrieb zu steuern, d.h. der dem Lenkhandrad 7 zugeordnete Sollwertgeber 18 gibt den Lenkwinkelsollwert vor und die Lenkräder 1 werden so eingestellt, dass der Istwertgeber 17 einen entsprechenden Lenkwinkel meldet. Außerdem wird der Motor 21 so gesteuert, dass am Lenkhandrad ein Lenkwiderstand simuliert wird, der von den Kräf ten abhängt, die zwischen Verbindungsstange 3 und Stellmotor. 16 wirksam sind und vom Sensor 22 erfaßt werden.This is then for the regulator circuit 19 a command to abort the automatic steering maneuver and the driver circuit 20 or the servomotor 16 only to control as in normal driving, ie the steering wheel 7 assigned setpoint generator 18 specifies the steering angle setpoint and the steering wheels 1 are set so that the actual value 17 reports a corresponding steering angle. In addition, the engine 21 controlled so that the steering wheel, a steering resistance is simulated, which depends on the forces th, between connecting rod 3 and servomotor. 16 are effective and from the sensor 22 be detected.

Bei allen Ausführungsformen der Erfindung kann als zusätzliche Schutzmaßnahme vorgesehen sein, dass der Servomotor 4 bzw. der Stellmotor 16 die jeweilige selbsttätige Stellbewegung der gelenkten Fahrzeugräder 1 beendet, wenn diese bei ihrer Bewegung, z.B. durch eine Bordsteinkante, gehemmt werden.In all embodiments of the invention may be provided as an additional protective measure that the servomotor 4 or the servomotor 16 the respective automatic adjusting movement of the steered vehicle wheels 1 stopped when they are inhibited during their movement, eg by a curb.

Claims

Power steering for a non-tracked vehicle whose steered vehicle wheels ( 1 ) by means of a driver side operable steering handle ( 7 ) are controllable with a servomotor ( 4 . 16 ) for acting on the steered vehicle wheels with steering actuator forces, wherein in a shunting mode driver side control commands for controlling the servomotor ( 9 . 16 ) are triggered, characterized in that the servomotor the steered vehicle wheels ( 1 ) automatically after a first control command in the one steering end position or after a second control command automatically in the other steering end position.

Power steering system according to claim 1, characterized by a third control command in which the servomotor ( 4 . 16 ) the steered vehicle wheels ( 1 ) in their position for driving straight ahead.

Power steering system according to claim 1 or 2, characterized in that the servomotor ( 4 . 16 ) terminates the respective automatic adjusting movement before reaching the respective steering end position as soon as the steering handle ( 7 ) and / or the steered vehicle wheels ( 1 ) are inhibited in their movement.

Power steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control commands from the driver by short-term and / or Juckbeaufschlagung the steering handle ( 7 ) are triggered.

Power steering system according to claim 4, characterized in that the control commands by rotation impact loading of the arranged as a steering handle steering handwheel ( 7 ) are triggered.

Power steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that a hydraulic servomotor ( 4 ) with electrically operated control valve arrangement ( 8th ) and this associated electrical control circuit ( 12 ) is provided.

Power steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that an electric servomotor ( 16 ) by a control circuit ( 12 . 19 ) controlled driver circuit ( 20 ) is provided.

Power steering system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the steering handle ( 7 ) and the steered vehicle wheels ( 1 ) are motion-coupled at least in the shunting mode.

Power steering system according to claim 8, characterized in that the steering handle ( 7 ) and the steered vehicle wheels ( 1 ) are mechanically positively coupled at least in the shunting mode.

Power steering system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the servomotor ( 4 ) with the steered vehicle wheels ( 1 ) is positively coupled.

Power steering according to one of claims 1 to 10, characterized by a design as a steer-by-wire system.