DE10053714A1 - Lenksystem - Google Patents
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- B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
- B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
- B62D5/006—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
- B62D6/007—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits adjustable by the driver, e.g. sport mode
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- B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
In einem Lenksystem mit mindestens einem Lenkaktuator und mindestens einem Lankhandradaktuator, die über einen Regelkreis miteinander verbunden sind, wobei der Lenkhandradaktuator ein Lenkhandrad mit mindestens einen Elektromotor aufweist, wird der Elektromtoor neben der Erzeugung eines Lenkgefühls zur Darstellung eines Lenkanschlages verwendet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenksystem nach der im
Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Lenksysteme, die nach dem steerby-wire-Prinzip arbei
ten, unterscheiden sich von konventionellen Lenksystemen
dadurch, daß keine mechanische Verbindung zwischen dem
Lenkhandrad und dem gelenkten Rad besteht. Durch die Auf
trennung des Lenksystems fällt das von den konventionellen
Lenksystemen über die Lenksäule an das Lenkhandrad gelie
ferte Drehmoment weg. Das bisher von der Fahrbahn, den Rei
fen, dem Fahrwerk und dem Übertragungsverhalten des Lenksy
stems bestimmte Lenkgefühl wird ersatzweise durch einen
Lenkradaktuator erzeugt. Die durch einen oder mehrere
Kraft-/Drehmomentsensoren erfaßten Kräfte oder Drehmomente
im Lenkgestänge der gelenkten Räder werden an eine zentrale
Steuereinheit weitergeleitet. Über einen Lenkradaktuator
wird dem Fahrer in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebszu
standes eine Rückwirkung weitergegeben, die ähnlich den bei
einem konventionellen Lenksystem auftretenden Kräften und
Drehmomenten ist.
Im Fahrbetrieb liefern Kraft-/Drehmomentsensoren im Lenkge
stänge der gelenkten Räder Kraftsignale, die proportional
zu den an den gelenkten Rädern auftretenden Lenkkräften
sind. Die auftretenden Kräfte/Drehmomente werden erfaßt,
von einer Steuereinheit ausgewertet und an den Lenkhandrad
aktuator zur Drehmomenterzeugung am Lenkhandrad weiterge
leitet. Die Ansteuerung des Lenkhandradaktuators erfolgt
derart, daß der vom Fahrer wahrgenommene Drehwiderstand
bzw. Drehmomentverlauf demjenigen entspricht, der von einem
konventionellen Lenksystem bei gleicher Kraft-/Drehmoment
einwirkung im Lenkgestänge hervorgerufen worden wäre. Dazu
weist der Lenkhandradaktuator mindestens einen Elektromotor
auf, der durch das Fehlen der mechanischen Verbindung zwi
schen dem Lenkhandrad und den gelenkten Rädern zur Erzeu
gung eines künstlichen Lenkgefühls verwendet wird. Dadurch
ist, zumindest theoretisch, jede Lenkübersetzung zwischen
Lenkhandrad und gelenkten Rädern darstellbar.
Aus dem Stand der Technik ist die DE 36 04 396 C2 be
kannt, die ein elektrisches Servolenksystem beschreibt, bei
dem beim Lenken in der Nähe des maximalen Lenkwinkels das
durch einen Elektromotor erzeugte Hilfsdrehmoment reduziert
wird, um eine Beschädigung des Elektromotors zu vermeiden.
Dazu weist das Servolenksystem eine elektromagnetische
Kupplungseinrichtung zur Übertragung des vom Elektromotor
erzeugten Hilfsdrehmomentes und ein Untersetzungsgetriebe
zur Übertragung des vom Elektromotor erzeugten Hilfsdrehmo
mentes auf die elektromagnetische Kupplungseinrichtung auf,
um deren Drehzahl zu verringern.
Nachteilig ist hierbei, daß der Endanschlag mechanisch
ausgebildet ist, so daß er sich nicht ohne weiteres auf
geänderte Anforderungen einstellen läßt. Des weiteren benö
tigt dieser mechanische Endanschlag relativ viel Einbauraum
und ist durch die Vielzahl an Einzelteilen hinsichtlich
Dauerfestigkeit und Zuverlässigkeit als kritisch einzustu
fen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Lenksystem darzustellen, das ohne mechanischen Endan
schlag auskommt und individuell an die Erfordernisse von
verschiedenen Fahrern ohne großen Aufwand angepaßt werden
kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch
ein, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs
aufweisendes, gattungsgemäßes Lenksystem gelöst.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt insbesondere dadurch,
daß der mechanische Lenkanschlag durch einen von einem
Elektromotor erzeugten, künstlichen Lenkanschlag ersetzt
wird. Dadurch ist jede gewünschte Lenkübersetzung zwischen
Lenkhandrad und gelenkten Rädern darstellbar.
Somit ist auch möglich, für jeden Fahrer individuelle
Lenkübersetzungen einzustellen, wodurch sich eine unter
schiedliche Anzahl von Lenkhandradumdrehungen vom Lenkan
schlag der einen Seite zum Lenkanschlag der anderen Seite
ergeben. Um diese individuellen Einstellmöglichkeiten nicht
einzuschränken, wird auf einen mechanischen Lenkanschlag
des Lenkhandrades verzichtet. Damit bleibt die Freiheit
erhalten, für jeden Fahrer oder für jedes Fahrverhalten
eine unterschiedliche Lenkübersetzung zu wählen. Um dem
Fahrer das gleiche Gefühl wie bei einer konventionellen
Lenkung zu vermitteln, wird zum Lenkanschlag hin das
Drehmoment am Lenkhandrad so weit wie möglich abgesenkt.
Der Lenkanschlag zeichnet sich durch einen steilen Anstieg
des Drehmomentgradienten am Lenkhandrad aus. Das Drehmoment
am Lenkhandrad muß innerhalb von maximal 10 Grad Verdreh
winkel am Lenkhandrad auf das volle Drehmoment des Elektro
motors ansteigen. Entscheidend für die richtige Umsetzung
des künstlich erzeugten Lenkanschlags ist ein maximaler
Sprung des Drehmomentes des Lenkhandrades am Lenkanschlag
sowie das Ansteigen des Drehmomentes am Lenkhandrad inner
halb von maximal 10 Grad Verdrehwinkel am Lenkhandrad auf
das maximale Drehmoment des Elektromotors.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
Bei einem erfindungsgemäßen Lenksystem wird im steer
by-wire-Betrieb über einen Lenkwinkel am Lenkhandrad ein
Soll-Radeinschlag vorgegeben und durch ein separates Stell
glied am gelenkten Rad umgesetzt, so daß das Fahrzeug dem
vom Fahrer vorgegebenen Lenkwunsch folgt und die gewünschte
Fahrtrichtung einschlägt. Erreicht das Lenkhandrad den
künstlich erzeugten Lenkanschlag, wird der Soll-Radein
schlag nicht weiter erhöht, selbst wenn das Lenkhandrad
entgegen dem zunehmenden Widerstand des Elektromotors wei
tergedreht wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß unzu
lässig große Radeinschlagswinkel entstehen.
Claims (8)
1. Lenksystem mit mindestens einem Lenkaktuator und
mindestens einem Lenkhandradaktuator, die über einen Regel
kreis miteinander verbunden sind, wobei der Lenkhandradak
tuator ein Lenkhandrad und mindestens einen Elektromotor
aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Elektromotor neben der Erzeugung eines Lenkgefühls zur Dar
stellung eines Lenkanschlages verwendet wird.
2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Lenkanschlag hin das Drehmoment
am Lenkhandrad so weit wie möglich abgesenkt wird.
3. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß am Lenkanschlag das Drehmoment am
Lenkhandrad maximal ist und innerhalb von einem maximalen
Lenkwinkel von 10 Grad am Lenkhandrad auf das maximale
Drehmoment des Elektromotors ansteigt.
4. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lenkanschlag fahrer- und fahr
zustandsabhängig eingestellt werden kann.
5. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lenkaktuator einen Elektromotor
aufweist, der über einen Kugelumlaufmechanismus auf eine
Schubstange wirkt.
6. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lenkaktuator mindestens einen
Elektromotor aufweist, der über ein Antriebsritzel auf eine
Zahnstange wirkt.
7. Lenksystem nach Anspruch 1 oder 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Elektromotor des Lenk
radaktuators ein Asynchronmotor ist.
8. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lenkaktuator ein Proportional
ventil aufweist, das einen Arbeitskolben steuert.
Priority Applications (2)
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DE2000153714 DE10053714A1 (de) | 2000-10-28 | 2000-10-28 | Lenksystem |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2000153714 DE10053714A1 (de) | 2000-10-28 | 2000-10-28 | Lenksystem |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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Also Published As
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WO2002034609A1 (de) | 2002-05-02 |
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