DE10015050A1 - Steer-by-wire-Lenkantrieb - Google Patents
Steer-by-wire-LenkantriebInfo
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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- B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
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Abstract
Die Vorrichtung zur Betätigung eines Steer-by-wire-Lenkantriebes für ein Kraftfahrzeug, mit zwei über eine Steueranordnung vom Fahrer ansteuerbare Stellmotoren, die auf ein Stellelement einwirken, das über Spurstangen mit den Rädern verbunden ist, weist derart ausgelegte Stellmotoren auf, dass die bei Normalfahrt des Kraftfahrzeuges benötigte Leistung für die Lenkbewgungen der ihnen zugeordneten Räder erbracht werden, wobei die Steueranordnung derart ausgelegt ist, dass sie bei Park- und Rangierfahrt zusammen auf das Stellelement einwirken, um die für diese Park- und Rangierfahrt erhöhte doppelte Leistung gemeinsam zu erbringen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Betätigung eines Steer-by-wire-Lenkantriebes für ein
Kraftfahrzeug, mit zwei über eine Steueranordnung vom Fah
rer ansteuerbare Stellmotoren, die auf ein Stellelement
einwirken, das über zwei an seinen Enden angeordnete Spur
stangen mit den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs verbunden
ist.
Derartige Steer-by-wire-Lenkantriebe (auch Kabel-
Lenkvorrichtung genannt), die ein flexibles Übertragungs
mittel, z. B. einen Bowden-Zug anstelle der herkömmlichen
Lenkwelle aufweisen, sind beispielsweise aus der japani
schen Patentanmeldung 8-2431 bekannt. Bei diesem Steer-by
wire-Lenkantrieb läßt sich die Position des Lenkrads rela
tiv zur Position eines Getriebes frei wählen, wobei außer
dem die Vibration des Getriebes nicht ohne weiteres auf das
Lenkrad übertragen wird.
Aus der DE A 197 37 382 ist ein Steer-by-wire-
Lenkantrieb bekannt, mit elektrischer Servolenkunterstüt
zung, wobei eine Ausgangswelle eines Motors in der elektri
schen Servolenkvorrichtung drehbar um einen Außenumfang
einer Lenkstange gelagert ist und durch einen Kugelumlauf
mechanismus mit der Lenkstange verbunden ist. Eine Folger
rolle, zu der ein Lenkdrehmoment vom Lenkrad durch Bowden-
Züge übertragen wird, ist durch Längsverzahnung mit einem
Außenumfang der Ausgangswelle des Motors verbunden. Wenn
die Ausgangswelle des Motors durch das zur Folgerrolle
übertragene Lenkdrehmoment des Lenkrads oder durch das Aus
gangsdrehmoment des Motors verdreht wird, wird die Lenk
stange durch den Kugelumlaufmechanismus seitlich bewegt, um
die lenkbaren Räder des Fahrzeugs zu verdrehen.
Ferner beschreibt die DE A 197 54 258 ein Verfahren
zur Betätigung eines Steer-by-wire-Lenkantriebs mittels
wenigstens zweier ansteuerbarer Stellmotoren und diesen
nachgeschalteten Getrieben, durch welche ein mit den Rädern
verbundenes Stellelement simultan antreibbar ist.
Die beiden Stellmotoren sind derart unabhängig voneinander
ansteuerbar, dass durch sie gleichzeitig sowohl gleichge
richtete als auch entgegengesetzt gerichtete Antriebskräfte
gleichen oder unterschiedlichen Betrags erzeugbar sind.
Dabei können die Stellmotoren derart angesteuert werden,
dass im Normalbetrieb ein Lenkeinschlag in eine Richtung
nur durch Betätigen eines Stellmotors hervorgerufen wird,
während simultan hierzu eine Betätigung des anderen Stell
motors in die entgegengesetzte Richtung zur Erzeugung eines
definierten Bremsmoments bzw. einer definierten Bremskraft
erfolgt. Die Ansteuerung der beiden Stellmotoren ist hier
bei derart ausgebildet, dass ein eventuell auftretendes
Lenkspiel vermieden wird.
Im Normalbetrieb wird nur ein Stellmotor benötigt, so
daß hier ein redundanter Motor vorhanden ist. Beim Parkie
ren wird der zweite Motor zur weiteren Unterstützung ver
wendet, wodurch keine Motorredundanz mehr gegeben ist.
Bei Steer-by-wire-Lenkantrieben ist aus Sicherheits
gründen entweder eine mechanische Rückfallebene oder redun
dante Stellmotoren erforderlich. Bei redundanten Stellmoto
ren kann dann ein Teil dieser Motoren die Aufgabe des ande
ren Teils in Notsituationen übernehmen. Ein Steer-by-wire-
Lenkantrieb mit redundanten Stellmotoren und Einzelrad
steuerung ist beispielsweise in der US 4 741 409 beschrie
ben.
Im einfachsten Fall werden zwei Stellmotoren verwendet,
wobei jeweils ein Stellmotor eine mit einem der lenkbaren
Räder verbundene Spurstange verstellt und dadurch als Len
kaktuator dient.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Motor
konzept vorzuschlagen, bei dem die Stellmotoren kleiner
ausgeführt sind, wodurch der Steer-by-wire-Lenkantrieb
nicht nur einen geringeren Bauraumbedarf aufweist, sondern
auch billiger in der Herstellung ist bei Beibehaltung der
Redundanz.
Ausgehend von einer Vorrichtung zur Betätigung des
Steer-by-wire-Lenkantriebs für ein Kraftfahrzeug der ein
gangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe
mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen; ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im
Unteranspruch beschrieben.
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass bei
Normalfahrt des Kraftfahrzeuges für die dabei auftretenden
Lenkbewegungen erheblich weniger Leistung durch die Stell
motoren aufgebracht werden muß als bei Park- und Rangier
vorgängen. Die Leistungsreduzierung beträgt ca. 50%, so
dass es ausreicht, wenn die beiden Stellmotoren auf die für
die Normalfahrt nötige Leistung bzw. Momentabgabe ausgelegt
werden.
Die Erfindung sieht also vor, dass die Stellmotoren
derart bemessen sind, dass die bei Normalfahrt des Kraft
fahrzeuges benötigte Leistung für die Lenkbewegungen der
ihnen zugeordneten Räder problemlos erbracht wird und dass
die Steueranordnung derart ausgelegt ist, dass bei Park-
und Rangierfahrt die Stellmotoren derart angesteuert wer
den, dass beide zusammen die für die Park- und Rangiervor
gänge erforderliche doppelte Leistung aufbringen.
Bei normaler Fahrt entsteht mit diesem Konzept eine
redundante Anordnung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung
näher erläutert, wobei in der einzigen Figur die wesentli
chen Bauteile eines Steer-by-wire-Lenkantriebes dargestellt
sind.
Die beiden lenkbaren Räder 1, 1' eines Kraftfahrzeuges
sind über ihre Spurstangen mit einem Stellelement 4 verbun
den, wobei die Spurstangen mit den Enden des Stellelemen
tes 4 verbunden sind. Zwei Stellmotoren 5, 5' werden von
einer Steueranordnung 2 über nicht dargestellte Leitungen
angesteuert, um die vom Lenkrad ausgehenden und über eine
Lenkwelle 3 der Steueranordnung übermittelten Lenkwünsche
in Lenkbewegungen umzusetzen.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass die beiden
Stellmotoren 5, 5' derart ausgelegt sind, dass sie die bei
Normalfahrt des Kraftfahrzeuges benötigte Leistung für die
Lenkbewegung des ihnen zugeordneten Rades 1 oder 1' erbrin
gen, die bei ungefähr 50% der für Park- und Rangiervorgän
ge erforderlichen Leistung liegt. Die Steueranordnung 2 ist
nun derart ausgelegt, dass sie bei Park- und Rangierfahrt
des Kraftfahrzeuges die Stellmotoren 5, 5' derart ansteu
ert, dass beide zusammen auf das Stellelement 4 einwirken,
so dass die für die Park- und Rangierfahrt volle Leistung
von 100% gemeinsam erbracht wird.
Um festzustellen, wann das Fahrzeug eine Park-
und/oder Rangierfahrt ausführt, kann eine Messvorrichtung
vorgesehen sein, die z. B. die Geschwindigkeit des Fahr
zeugs und die Fahrtrichtung feststellt und deren Signale
der Steueranordnung 2 zugeführt werden.
1
Rad
2
Steueranordnung
3
Lenkwelle
4
Stellelement
5
Stellmotor
Claims (2)
1. Vorrichtung zur Betätigung eines Steer-by-wire-
Lenkantriebes für ein Kraftfahrzeug, mit zwei über eine
Steueranordnung vom Fahrer ansteuerbare Stellmotoren, die
auf ein Stellelement einwirken, das über zwei an seinen
Enden angeordnete Spurstangen mit den lenkbaren Rädern des
Kraftfahrzeuges verbunden ist, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Motoren derart ausgelegt sind,
dass jeder Motor die bei Normalfahrt des Kraftfahrzeuges
benötigte Leistung für die Lenkbewegung erbringt und dass
die Steueranordnung derart ausgelegt ist, dass sie bei
Park- und Rangierfahrt die Motoren derart ansteuert, dass
beide zusammen auf das Stellelement einwirken, um die dafür
erforderliche erhöhte Leistung zu erbringen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Steueranordnung mit
einer Messanordnung verbunden ist, die für Park- und Ran
gierfahrt erforderliche Parameter, z. B. die Geschwindig
keit des Fahrzeugs und die Fahrtrichtung feststellt.
Priority Applications (1)
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DE2000115050 DE10015050A1 (de) | 2000-03-25 | 2000-03-25 | Steer-by-wire-Lenkantrieb |
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Family Applications (1)
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DE2000115050 Withdrawn DE10015050A1 (de) | 2000-03-25 | 2000-03-25 | Steer-by-wire-Lenkantrieb |
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