DE10003936A1 - Fahrzeuglenkung - Google Patents
FahrzeuglenkungInfo
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuglenkung mit mechanischer Zwangskopplung von Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern. Durch automatische Verstellung des Lenkgetriebes kann bei kritischen Fahrzuständen ein vom Fahrer unabhängiger Lenkeingriff erfolgen. Eine elastisch nachgiebige Halterung des Lenkgetriebes dämpft Stöße in der Fahrzeuglenkung.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkung mit einer
Lenkhandhabe, insbesondere einem Lenkhandrad, und damit über
ein Lenkgetriebe zur Lenkverstellung mechanisch
zwangsgekoppelten gelenkten Fahrzeugrädern, die mit dem
Lenkgetriebe über zumindest eine Spurstange gekoppelt sind,
sowie mit einem an einer Tragstruktur des Fahrzeuges
gehalterten Stellagregat zur automatisch steuerbaren
Verschiebung des Lenkgetriebes in Bewegungsrichtung der
Spurstange.
Gemäß der DE 197 45 733 A1 ist es bei modernen Fahrzeugen
grundsätzlich bekannt und erwünscht, bei querdynamisch
kritischen Fahrsituationen einen automatischen Lenkeingriff
ohne Mitwirkung des Fahrers vornehmen zu können. Dies ist
gleichbedeutend damit, daß unerwünschte Giermomente des
Fahrzeuges zumindest teilweise dadurch ausgeregelt werden
sollen, daß den vom Fahrer vorgenommenen Lenkbewegungen
fahrerunabhängige Lenkeinschläge der gelenkten Fahrzeugräder
überlagert werden.
Hierzu dient die automatisch steuerbare Verschiebung des
Lenkgetriebes.
Die bei einer solchen Verschiebung des Lenkgetriebes an der
Lenkhandhabe bzw. am Lenkhandrad fühlbaren Rückwirkungskräfte
können gemäß der DE 197 45 733 A1 durch automatisch steuerbare
Krafterzeuger kompensiert werden, die auf die Lenkhandhabe
bzw. das Lenkhandrad eine die genannte Rückwirkungskraft
zumindest annähernd kompensierende Kraft (bzw. ein Drehmoment)
übertragen.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, Lenkungen der eingangs
angegebenen Art zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Lenkgetriebe mit dem Stellagregat und/oder das Stellagregat
mit der Tragstruktur in Bewegungsrichtung der Spurstange
elastisch nachgiebig verbunden sind.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das
Lenkgetriebe immer mit einer gewissen elastischen
Nachgiebigkeit in Bewegungsrichtung der Spurstangen zu
haltern. Dadurch werden auf die gelenkten Fahrzeugräder
einwirkende stoßartige Kräfte weniger direkt auf die
Lenkhandhabe bzw. das Lenkhandrad übertragen, so daß der
Lenkungskomfort erhöht wird. Gleichzeitig ist aufgrund der
elastischen Nachgiebigkeit Spielfreiheit gewährleistet.
Des weiteren bietet die Nachgiebigkeit den Vorteil, daß das
Stellagregat ebenfalls weniger auf Stoß belastet wird und
damit besser zu arbeiten vermag.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das
Lenkgetriebegehäuse einerseits in Bewegungsrichtung der
Spurstange verschiebbar und andererseits quer zu dieser
Bewegungsrichtung elastisch nachgiebig gehaltert sein, um die
Fahrzeugstruktur und das Lenksystem voneinander besonders
wirksam schwingungsmäßig zu entkoppeln.
Im übrigen ist das Lenkgetriebe bevorzugt als
Zahnstangengetriebe ausgebildet.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Merkmale der Erfindung
wird auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der
Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte
Ausführungsformen näher beschrieben werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematisierte Darstellung des erfindungsgemäßen
Lenksystems und
Fig. 2 ein Kraft-Weg-Diagramm, welches die Nachgiebigkeit des
Lenkgetriebegehäuses in Bewegungsrichtung der
Spurstangen widerspiegelt.
Gemäß Fig. 1 besitzt ein nicht näher dargestelltes
Kraftfahrzeug ein vom Fahrer betätigtes Lenkhandrad 1, welches
über eine Lenkwelle 2, ein Zahnstangengetriebe 3 und
Spurstangen 4 in grundsätzlich bekannter Weise mit gelenkten
Fahrzeugrädern 5 zu deren Lenkverstellung mechanisch
zwangsgekoppelt ist.
Das Zahnstangengetriebe 3 besteht im wesentlichen aus einem
mit der Lenkwelle 2 drehfest verbundenen Ritzel sowie einer
damit kämmenden Zahnstange 6, welche in einem Getriebegehäuse
7 längsverschiebbar gelagert und mit ihren aus dem Gehäuse 7
herausragenden Enden gelenkig mit den Spurstangen 4 verbunden
ist.
Das Getriebegehäuse ist mit elastisch nachgiebigen Gummi- bzw.
Elastomerlagern 8 an einem Schlitten 9 gehaltert, der
seinerseits in Fahrzeugquerrichtung, das heißt in
Bewegungsrichtung der Spurstangen 4, am Fahrzeugaufbau bzw. am
Chassis des Fahrzeuges verschiebbar geführt ist.
Dem Schlitten 9 ist ein Stellagregat 10 zugeordnet, welches
beispielsweise als doppelt wirkendes Kolben-Zylinder-Organ
ausgebildet sein kann. Damit läßt sich der Schlitten 9 relativ
zum Fahrzeugaufbau oder Chassis in Bewegungsrichtung der
Spurstangen 4 verschieben.
Die Steuerung des Stellagregates 10 erfolgt mittels eines
Steuerventiles 11, mit dem sich das Stellagregat 10
hydraulisch blockieren bzw. zu einer Verschiebung in
unterschiedlichen Richtungen einerseits mit einer
hydraulischen Druckquelle 12 und andererseits mit einem
relativ drucklosen Hydraulikreservoir 13 verbinden läßt.
Für die Betätigung des Steuerventiles 11 ist ein Regler 14
vorgesehen, der eingangsseitig einerseits mit einem die
Stellung des Stellagregates 10 registrierenden Wegsensor 15
und andererseits mit einer Sollwertgebervorrichtung 16
verbunden ist, die einen von Parametern des Fahrzustandes
abhängigen Sollwert vorgeben kann. In Abhängigkeit von einem
Soll-Istwert-Vergleich steuert dann der Regler 14 das
Steuerventil 11.
Zusätzlich betätigt der Regler 14 einen Kraftsteller 17, der
im dargestellten Beispiel mit der Lenkwelle 2 zusammenwirkt
und diese mit vorgebbarer Kraft festhält, wenn das
Stellagregat 10 zur Verschiebung des Schlittens 9 und damit
des Gehäuses 7 betätigt wird.
Die dargestellte Anordnung arbeitet wie folgt:
Bei normalen Fahrsituationen hält das Stellagregat 10 den
Schlitten 9 unbeweglich fest. Wenn der Fahrer das Lenkhandrad
1 betätigt, werden dementsprechend die gelenkten Räder 5 in
bekannter Weise um einen dem Drehweg des Lenkhandrades 1
entsprechenden Lenkwinkel verstellt.
Werden mittels nicht dargestellter Sensoren kritische
Fahrsituationen festgestellt, gibt die
Sollwertgebervorrichtung 16 einen Sollwert für die Verstellung
des Schlittens 9 vor. Entsprechend diesem Sollwert wird dann
das Stellagregat 10 vom Regler 14 betätigt, das heißt im
Ergebnis wird das Getriebegehäuse 7 um einen vom jeweiligen
Sollwert abhängigen Betrag seitwärts verschoben. Gleichzeitig
wird der Kraftsteller 17 angesteuert, derart, daß die
Lenkwelle 2 an einer die Verschiebebewegung des
Getriebegehäuses 7 kompensierenden Drehung gehindert wird.
Dies hat zur Folge, daß die Verschiebung des Getriebegehäuses
7 eine dem Verschiebeweg entsprechende Lenkverstellung der
gelenkten Räder 5 bewirkt. Es wird also ein automatischer, vom
Fahrer unabhängiger Lenkeingriff durchgeführt, um das Fahrzeug
bei einer kritischen Fahrsituation "abzufangen".
Eine Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß das
Lenkgetriebegehäuse 7 eine gewisse elastische Beweglichkeit
relativ zum Schlitten 9 aufweist. Dadurch wird die Gefahr
einer Übertragung von Vibrationen zwischen den Rädern 5
einerseits und dem Lenkhandrad 1 andererseits stark
vermindert.
Ein ähnliches Ergebnis kann erreicht werden, wenn das
Getriebegehäuse 7 und der Schlitten 9 relativ zueinander
unbeweglich sind, jedoch das Stellagregat 10 an der
Tragstruktur bzw. am Chassis des Fahrzeuges mit elastischer
Nachgiebigkeit gehaltert ist.
Auch in diesem Falle erhält das Lenkgetriebegehäuse 7 eine
elastische Querbeweglichkeit relativ zum Chassis bzw. zur
Fahrzeugstruktur, so daß die Übertragung von Vibrationen
zwischen den gelenkten Rädern 5 und dem Lenkhandrad 1
verhindert wird. Gegebenenfalls kann das Stellagregat 10
zusätzlich nach Art eines Schwingungsdämpfers ausgebildet
sein. Damit kann das Stellagregat 10 auch die Funktion eines
Lenkungsdämpfers übernehmen.
Abweichend von der oben dargestellten Ausführungsform kann der
Kraftsteller 17 auch auf die Zahnstange 6 wirken, um bei
Verschiebung des Getriebegehäuses 7 mittels des Stellagregates
10 eine der Verschieberichtung des Getriebegehäuses 7
entgegengerichtete Verschiebung der Zahnstange 6 zu verhindern
bzw. einer solchen Verschiebung mit vorgegebener Kraft
entgegenzuwirken.
Die Kennlinie der Fig. 2 zeigt die Eigenschaften der Gummi-
bzw. Elastomerlager 8. Wenn sich das Getriebegehäuse 7 relativ
zum Schlitten 9 um einen Weg l in der einen oder anderen
Richtung verschiebt, wird eine zunächst linear und dann
deutlich progressiv ansteigende Rückstellkraft f auftreten.
Claims (5)
1. Fahrzeuglenkung mit einer Lenkhandhabe, insbesondere
Lenkhandrad (1), und damit zur Lenkverstellung über ein
Lenkgetriebe (3) mechanisch zwangsgekoppelten gelenkten
Fahrzeugrädern (5), die mit dem Lenkgetriebe (3) über
zumindest eine Spurstange (4) gekoppelt sind, sowie mit einem
an einer Tragstruktur des Fahrzeuges gehalterten Stellagregat
(10) zur automatisch steuerbaren Verschiebung des
Lenkgetriebes (3) in Bewegungsrichtung der Spurstange (4),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lenkgetriebe (3) mit dem Stellagregat (10) und/oder
das Stellagregat (10) mit der Tragstruktur in
Bewegungsrichtung der Spurstange (4) elastisch nachgiebig
verbunden sind.
2. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (7) des Lenkgetriebes (3) elastisch nachgiebig
an einem Schlitten (9) gehaltert ist, der seinerseits in
Bewegungsrichtung der Spurstange (3) verschiebbar ist.
3. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lenkgetriebegehäuse (7) auch quer zur
Bewegungsrichtung der Spurstange (3) elastisch nachgiebig
gehaltert ist.
4. Fahrzeuglenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellagregat (10) nach Art eines Lenkungsdämpfers
betreibbar ist.
5. Fahrzeuglenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lenkgetriebe als Zahnstangengetriebe ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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DE10003936A1 true DE10003936A1 (de) | 2001-08-09 |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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