DE10126424A1

DE10126424A1 - Control system for automobile steering mechanism provides variable conversion characteristic with positive and negative gradient ranges

Info

Publication number: DE10126424A1
Application number: DE2001126424
Authority: DE
Inventors: Andreas Eisenhuth; Gerhard Ruck
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-05

Abstract

The control system has a steering rack controlled via the steering angle of the automobile steering wheel, using a variable conversion characteristic (1) which has at least one positive gradient range (2) and at least one negative gradient range (3) between the straight ahead position and the maximum steering angle position.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung einer Zahnstange durch eine Lenkwinkelvorgabe einer Lenk handhabe mittels eines variablen Übersetzungverlaufs.The invention relates to a system for controlling a Rack by a steering angle specification of a steering handle using a variable translation process.

An den Übersetzungsverlauf einer Lenkzahnstange werden in der Praxis unterschiedliche Anforderungen gestellt. Um eine komfortable Bedienung des Fahrzeuges zu ge währleisten, ist es notwendig, daß das Fahrzeug mit möglichst wenigen Lenkradumdrehungen von Anschlag zu Anschlag gelenkt werden kann. Dies läßt sich durch eine möglichst hohe Übersetzung erreichen. Anderer seits wirkt sich eine hohe Übersetzung, insbesondere bei schnellen Fahrten auf der Autobahn, nachteilig aus, da mit kleinen Lenkbewegungen bereits ein ent sprechender Lenkausschlag der Räder erfolgt, der in der Praxis die Fahrdynamik negativ beeinflußt.Be on the translation history of a steering rack different requirements in practice. To ensure comfortable operation of the vehicle ensure it is necessary that the vehicle with as few steering wheel turns as possible from the stop Stop can be directed. This can be done through achieve the highest possible translation. other On the one hand, a high translation affects, in particular when driving fast on the highway, disadvantageous off, because with small steering movements an ent speaking steering deflection of the wheels takes place in in practice, driving dynamics negatively affected.

Eine weitere Anforderung resultiert daraus, daß im Bereich des maximalen Lenkwinkels bzw. im allgemeinen mit größer werdendem Lenkwinkel das benötigte Lenkmo ment ansteigt. Dies ergibt sich aus der Lenkradgeome trie, die unter anderem bewirkt, daß der Vorbau des Fahrzeugs im Bereich des maximalen Lenkausschlages angehoben wird. Von dem Kraftfahrzeugführer bzw. von den Kraftfahrzeugherstellern ist diese Erhöhung des benötigten Lenkmomentes jedoch nicht gewünscht.Another requirement results from the fact that in Range of the maximum steering angle or in general with increasing steering angle the required steering torque ment increases. This results from the steering wheel geometry trie, which among other things causes the stem of the Vehicle in the range of the maximum steering angle is raised. From the driver or from this increase in vehicle manufacturers required steering torque is not desired.

Um ein komfortables Auslenken der Räder von einer Ge radeausfahrtstellung zu einem maximalen Lenkausschlag zu gewährleisten, ist bei hydrounterstützten Systemen im allgemeinen ein Lenkwinkel von ungefähr ca. 500 und 580 Grad, dies entspricht ca. eineinhalb Lenkradumdre hungen, vorgesehen. Aufgrund der spezifischen Fahr zeuggeometrie und der Anforderungen an das typspezifi sche Fahrverhalten ist dabei eine vom Fahrzeugherstel ler definierte Übersetzung notwendig.To comfortably deflect the wheels from a Ge bike exit position to a maximum steering angle is to be guaranteed with hydro-assisted systems generally a steering angle of approximately approximately 500 and 580 degrees, this corresponds to about one and a half turns of the steering wheel provisions. Because of the specific driving tool geometry and the requirements for the type-specific Driving behavior is one of the vehicle manufacturers Defined translation necessary.

Bei rein mechanischen Systemen führen die dazu notwen digen Übersetzungen zu extrem hohen Betätigungsmomen ten. Deshalb wird zur Kraftbegrenzung bei solchen Sy stemen die Übersetzung meist niedriger gewählt, so daß ca. 25% größere Lenkwinkel notwendig sind, um das Lenkrad von Anschlag zu Anschlag zu drehen.In the case of purely mechanical systems, they lead to this translations to extremely high operating moments Therefore, the force limitation in such Sy stemen the translation is usually chosen lower, so that approx. 25% larger steering angles are necessary to achieve this Turn the steering wheel from lock to lock.

Zur Entlastung des Kraftfahrzeugführers sind neben den Hydrolenkungen auch Elektrolenkungen bekannt. Die vom Fahrer insbesondere beim Parkieren aufzubringende Handmomente werden hier auf einen Bruchteil der Werte eines mechanischen Systems begrenzt, obwohl die ei gentlichen Lenkmomente höher werden, da zur Reduzie rung des benötigten Lenkwinkels üblicherweise eine um 20% bis 25% höhere Übersetzung als bei mechanischen Systemen gewählt wird. Der Elektromotor hat dabei die Aufgabe, die Differenz zwischen dem hohen benötigten Lenkmoment und dem durch den Fahrer aufgebrachten nie deren Handmoment auszugleichen.To relieve the motor vehicle driver are in addition to Hydraulic steering systems are also known as electric steering systems. The ones from Driver to be brought up especially when parking Hand moments are reduced to a fraction of the values here of a mechanical system, although the egg actual steering torques become higher because of the reduction tion of the required steering angle usually around 20% to 25% higher gear ratio than mechanical ones Systems is chosen. The electric motor has that Task, the difference between the high needed Steering torque and never applied by the driver balance their hand moment.

Nachteilig ist, daß die Dimensionierung des Systems und damit die Baugröße des Motors, die maximale Strom aufnahme aus dem elektrischen Bordnetz und damit auch die Auslegung der Leistungshalbleiter im Steuergerät durch den Arbeitspunkt bei maximalen Lenkwinkeln und maximaler Fahrzeugbeladung bestimmt werden. Darüber hinaus muß die Servoeinrichtung sowie der damit zusam menhängenden Teil aufgrund der hohen Belastungen und Kräfte relativ groß und stabil ausgelegt werden. Dies betrifft auch die zum Betreiben der Servoeinrichtung notwendige Batterie. Die große Dimensionierung resul tiert insbesondere daraus, daß die Lenkmomente, wie bereits beschrieben, im Bereich des maximalen Lenkan schlages stark ansteigen und somit ein höheres Lenkmo ment erfordern als dies im Bereich der Geradeausfahr stellung notwendig ist.The disadvantage is that the dimensioning of the system and thus the size of the motor, the maximum current recording from the electrical system and thus also the design of the power semiconductors in the control unit through the working point at maximum steering angles and maximum vehicle load can be determined. About that in addition, the servo device and the so together hanging part due to the high loads and Forces are relatively large and stable. This also affects those for operating the servo device necessary battery. The large dimensioning resul tiert in particular from the fact that the steering torques, such already described, in the area of maximum Lenkan increase sharply and thus a higher steering torque ment require than this in the area of straight-ahead driving position is necessary.

Die für ein gutes Handling wünschenswerte direkte Lenkübersetzung wird somit insbesondere bei schweren Fahrzeugen problematisch, da für die im Bereich hoher Lenkwinkel auftretenden Spitzenmomente eine entspre chend groß dimensionierte Servoeinheit eingesetzt wer den muß. Dies erschwert insbesondere die Einbaumög lichkeiten in dem üblicherweise engen Bauraum und stellt hohe Anforderungen an das gesamte System und ist damit auch kostentreibend.The direct one desirable for good handling Steering ratio is therefore particularly heavy Vehicles problematic, as for those in the high range Steering angle occurring peak moments a correspond a large servo unit that must. This complicates the installation possibility in particular in the usually confined space and places high demands on the entire system and is therefore also costly.

Prinzipiell sind zur Kraftbegrenzung aus der rein me chanischen Lenkung Systeme bekannt, bei denen die Übersetzung lediglich im Bereich des maximalen Lenkausschlags auf 70% bis 80% der Übersetzung in Geradeausstellung fällt. Damit wird auch das benötigte Moment auf entsprechende Werte begrenzt. Es entsteht dabei jedoch ein Komfortverlust, da sich in Umkehrung der notwendige Lenkwinkel für den Fahrer erhöht.In principle, to limit the force from the rein me chanic steering systems known in which the Translation only in the range of the maximum Steering deflection to 70% to 80% of the translation in Straight ahead falls. This will also be what you need Moment limited to corresponding values. It arises however, a loss of comfort as it reverses the necessary steering angle for the driver is increased.

Dies läßt sich prinzipiell durch eine generelle Anhe bung der Übersetzung auch um die Fahrzeugmitte kompen sieren. Dies führt jedoch wieder zu einem schlechteren Geradeauslauf bei hohen Fahrgeschwindigkeiten.In principle, this can be done through a general approach Practice the translation around the center of the vehicle Sieren. However, this leads to a worse one Straight ahead at high driving speeds.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu lösen, insbesondere bei einem vorgegebenen maximalen Lenkwinkel bzw. bei einer vorgegebenen maximalen An zahl von Lenkradumdrehungen einen Übersetzungsverlauf der Lenkzahnstange zu schaffen, der einen guten Gera deauslauf und eine möglichst geringe Dimensionierung der Servoeinrichtung und der von den Lenkmomenten be aufschlagte Teile ermöglicht.The present invention is therefore based on the object based on the disadvantages of the prior art solve, especially at a predetermined maximum Steering angle or at a predetermined maximum An number of steering wheel turns a translation history the steering rack to create a good Gera run out and dimensioning as small as possible the servo device and the steering torque opened parts enabled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Übersetzungsverlauf der Lenkzahnstange zwischen einer Geradeausfahrstellung und einem maximalen Lenk winkel wenigstens einen ansteigenden und einen abfal lenden Bereich aufweist.This object is achieved in that the gear ratio of the steering rack between a straight ahead driving position and maximum steering angles at least one rising and one falling has lumbar area.

Durch den wenigstens einen ansteigenden und einen ab fallenden Bereich läßt sich der Übersetzungsverlauf in vorteilhafter Weise an die Anforderungen anpassen, die dem gewählten Lenkwinkel entsprechen. Darüber hinaus läßt sich der Übersetzungsverlauf durch den ansteigen den und den abfallenden Bereich derart einrichten, daß ein gewünschter maximaler Lenkwinkel, beispielsweise von 540 Grad von einer Geradeausfahrstellung zu einem maximalen Lenkwinkel, nicht überschritten wird. Durch den wenigstens einen ansteigenden und einen abfallen den Bereich kann der Übersetzungsverlauf derart ausge bildet werden, daß zum einen auf eine Begrenzung eines maximalen Lenkmomentes Wert gelegt wird, zum anderen im Bereich einer Geradeausfahrstellung eine indirekte Übersetzung vorgesehen ist. Durch die Wahl einer ge ringen Übersetzung in dem Lenkwinkelbereich, in dem hohe Lenkmomente anfallen, läßt sich die Maximalbela stung der Servoeinrichtung reduzieren, so daß in Ab hängigkeit zu dem gewählten Übersetzungsverlauf die Maximalbelastung beispielsweise auf 70% im Vergleich zu bisher bekannten Systemen reduziert wird.By at least one rising and one down falling range, the translation history can be in advantageously adapt to the requirements that correspond to the selected steering angle. Furthermore the translation history can be increased by the set up the and the sloping area so that a desired maximum steering angle, for example 540 degrees from a straight-ahead position to one maximum steering angle is not exceeded. By the at least one rising and one falling the range can be interpreted in this way be formed that on the one hand on a limitation of a maximum steering torque value is set, on the other in the area of a straight ahead driving position an indirect one Translation is provided. By choosing a ge wrestle translation in the steering angle range where high steering torques occur, the maximum load can reduce the power of the servo device so that in Ab dependence on the selected translation history Maximum load, for example, compared to 70% is reduced to previously known systems.

Konstruktiv läßt sich der vorgesehene Übersetzungsver lauf beispielsweise in Form eines daran angepaßten Profiles in der Lenkzahnstange realisieren. Das Profil kann dabei beispielsweise mittels einer bekannten "Taumeltechnologie" durch ein Preßwerkzeug eingebracht werden.Constructively, the intended translation can be run for example in the form of an adapted Realize profiles in the steering rack. The profile can for example by means of a known "Swash technology" introduced by a press tool become.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß der Übersetzungsverlauf einen ansteigenden und anschlie ßend einen abfallenden Bereich aufweist.According to the invention it can further be provided that the A rising and subsequent translation history has a sloping area.

In besonders vorteilhafter Weise kann dabei der an steigende Bereich im Bereich der Geradeausfahrstellung zunächst flach verlaufen und dann derart ansteigen, daß ein mittlerer Lenkwinkelbereich eine direkte Über setzung aufweist. Vorteilhaft ist außerdem, wenn sich der abfallende Bereich relativ nah am maximalen Lenk winkel befindet, da somit der "Verlust" des gesamten Übersetzungsverlaufes bzw. ein entsprechender Kompen sationsaufwand gering gehalten wird.In a particularly advantageous manner, the rising area in the area of the straight-ahead driving position first run flat and then rise so that a medium steering angle range is a direct over setting. It is also advantageous if the descending area relatively close to the maximum steering angle because it is the "loss" of the whole Translation history or a corresponding compen station effort is kept low.

Durch den zunächst flach verlaufenden Übersetzungsver lauf läßt sich in vorteilhafter Weise eine indirekte Übersetzung realisieren, die einen guten Geradeauslauf ermöglicht. Im mittleren Lenkwinkelbereich, in dem eine direkte Übersetzung vorliegt, fällt diese, wie sich in Versuchen gezeigt hat, nicht nachteilig ins Gewicht, da ein derartiger Lenkwinkel im allgemeinen nur bei geringeren Geschwindigkeiten, beispielsweise zum Umfahren von rechtwinkligen Kurven in der Stadt und dergleichen, gewählt wird. Der im Bereich des ma ximalen Lenkwinkels abfallende Übersetzungsverlauf ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Reduzierung des maximalen Lenkmomentes. Dabei wirkt die Verringerung der Übersetzung den aus dem Anheben der Vorderachse im Bereich des maximalen Lenkwinkels steigenden Lenkmo menten entgegen. Im Unterschied zu bekannten Elektro lenkungen, bei denen die Übersetzung in diesem Bereich ansteigt, läßt sich somit die Größe der Servoeinrich tung und der durch die Lenkmomente belasteten Teile deutlich reduzieren. Dies führt zu entsprechenden Ma terial-, Fertigungs- und Montageersparnissen. Die aus dem abfallenden Bereich resultierende Verringerung der Übersetzung wird in vorteilhafter Weise durch den an steigenden Bereich kompensiert, so daß eine vorteil hafte Gesamtübersetzung eingehalten werden kann und auch ein vorgesehener Lenkwinkel von beispielsweise 540 Grad von einer Geradeausfahrstellung zu einem ma ximalen Lenkwinkel nicht überschritten wird.Through the initially flat translation ver run can be an indirect indirect Realize translation that a good straight line allows. In the middle steering angle range, in the if there is a direct translation, this falls as has been shown in experiments, not disadvantageous in Weight, as such a steering angle in general only at lower speeds, for example for avoiding right-angled bends in the city and the like. The in the area of ma ximal steering angle decreasing gear ratio advantageously allows a reduction in the maximum steering torque. The reduction works the translation from lifting the front axle in Range of maximum steering angle increasing steering mo oppose. In contrast to well-known electro steering where the translation is in this area increases the size of the servo device device and the parts loaded by the steering torques reduce significantly. This leads to corresponding measures savings in material, manufacturing and assembly. From resulting decrease in the falling area Translation is advantageously carried out by the rising area compensated, so an advantage adherent overall translation can be adhered to and also an intended steering angle of, for example 540 degrees from a straight ahead driving position to a ma ximal steering angle is not exceeded.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprü chen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.Advantageous refinements and developments of Invention result from the further dependent claims chen and from the following based on the drawing embodiment shown in principle.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 ein Diagramm das den erfindungsgemäßen Über setzungsverlauf im Vergleich zu einer konstan ten Übersetzung in Relation zu dem Lenkwinkel zeigt; und Fig. 1 is a diagram showing the course of translation according to the invention in comparison to a constant ratio in relation to the steering angle; and

Fig. 2 ein Diagramm das den Verlauf des benötigten Lenkmomentes in Relation zu dem Lenkwinkel für den erfindungsgemäßen Übersetzungsverlauf im Vergleich zu einer konstanten Übersetzung zeigt. Fig. 2 is a diagram showing the course of the required steering torque in relation to the steering angle for the gear ratio according to the invention in comparison to a constant gear ratio.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der erfindungsgemäße Übersetzungsverlauf 1 zwischen einer Geradeausfahr stellung (0° Lenkwinkel) zu einem maximalen Lenkwinkel (im dargestellten Ausführungsbeispiel 540°) einen an steigenden Bereich 2 und einen abfallenden Bereich 3 auf. Selbstverständlich kann in einer alternativen Ausführungsform die Anordnung des ansteigenden und abfallenden Bereichs 2, 3 auch in einer anderen Weise erfolgen bzw. mehrere abfallende Bereiche 3 bzw. an steigende Bereiche 2 vorgesehen sein. Denkbar ist hier insbesondere auch, daß im Bereich der Geradeausfahr stellung zunächst ein abfallender Bereich 3 darge stellt wird. In Versuchen hat sich jedoch der in Fig. 1 dargestellte Übersetzungsverlauf als besonders ge eignet herausgestellt.As shown in FIG. 1, the translation history 1 according to the invention between a straight traveling position (0 ° steering angle) to a maximum steering angle (in the illustrated embodiment, 540 °) a in rising area 2 a sloping area and 3. Of course, in an alternative embodiment, the rising and falling regions 2 , 3 can also be arranged in a different way, or a plurality of falling regions 3 or rising regions 2 can be provided. It is also conceivable here in particular that in the area of the straight-ahead position, a sloping area 3 is initially presented. In experiments, however, the translation curve shown in Fig. 1 has been found to be particularly suitable.

Wie ebenfalls in Fig. 1 erkennbar, sind der ansteigen de Bereich 2 und der abfallende Bereich 3 so ausgebil det, daß sich diese derart kompensieren, daß bei einer vorgegebenen Übersetzung ein maximaler Auslenkwinkel der Lenkhandhabe nicht überschritten wird. Das Inte gral des Übersetzungsverlaufes über dem Lenkwinkel ist gleich dem Produkt aus Übersetzung in Geradeausfahr stellung und dem maximalen Lenkwinkel. In einfacher Weise ist dies auch anhand der entsprechend schraf fierten Flächen unterhalb des ansteigenden Bereichs 2 (+) bzw. überhalb des abfallenden Bereichs 3 (-) zu einem konstanten Übersetzungsverlauf 4 dargestellt.As can also be seen in Fig. 1, the rising de area 2 and the falling area 3 are so ausgebil det that they compensate such that a maximum deflection angle of the steering handle is not exceeded at a given ratio. The integral of the translation curve over the steering angle is equal to the product of the translation in the straight-ahead position and the maximum steering angle. In a simple manner, this is also shown on the basis of the correspondingly hatched areas below the rising area 2 (+) or above the falling area 3 (-) to form a constant translation curve 4 .

Der variable Verlauf 1 der Übersetzung der Lenkzahn stange verläuft von einer Geradeausfahrstellung zu nächst flach und steigt dann annähernd parabelförmig bis zu einem ungefähr im Bereich einer mittleren Lenk winkelvorgabe liegendem Maximum an. Nach dem Anstieg verläuft der variable Übersetzungsverlauf 1 zunächst annähernd geradlinig bzw. flach oder parallel zu dem konstanten Verlauf 4. Erst im Bereich eines maximalen Lenkwinkels fällt der variable Übersetzungsverlauf 1, wie in Fig. 1 ersichtlich, in einer annähernd geraden Linie, steil ab. Der Abfall der Kurve des variablen Übersetzungsverlaufes 1 führt zu dem ungewünschten Effekt, daß bei höheren Lenkwinkeln im Vergleich zur konstanten Übersetzung mehr Lenkradumdrehungen notwen dig sind, um der gleichen Gesamtübersetzung gerecht zu werden. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft diesen Bereich möglichst klein zu halten, und ihn auf die letzten 100° Lenkradumdrehung zu minimieren. Eine Grenze für den Grad der Steilheit der abfallenden Kur ve des Übersetzungsverlaufes 1 bilden hierbei einer seits die möglichen Fertigungsverfahren und anderer seits die Funktionsgarantie des Zusammenspiels der Bauteile Ritzel und Lenkzahnstange. The variable course 1 of the translation of the steering gear rod runs flat from a straight-ahead position to the next and then rises approximately parabolically to a maximum approximately in the range of a central steering angle specification. After the increase, the variable translation curve 1 initially runs approximately in a straight line or flat or parallel to the constant curve 4 . Only in the area of a maximum steering angle does the variable transmission ratio 1 drop steeply in an approximately straight line, as can be seen in FIG. 1. The drop in the curve of the variable translation curve 1 leads to the undesirable effect that more steering wheel revolutions are necessary at higher steering angles compared to the constant translation in order to do justice to the same overall translation. For this reason it is advantageous to keep this area as small as possible and to minimize it to the last 100 ° turn of the steering wheel. A limit for the degree of steepness of the falling curve ve the translation course 1 form here on the one hand the possible manufacturing processes and on the other hand the functional guarantee of the interaction of the components pinion and steering rack.

In vorteilhafter Weise bleibt, trotz abfallender Über setzung gegen Ende der Übersetzung und einer gleich bleibenden Anzahl von Lenkradumdrehungen über die Ge samtübersetzung im Vergleich zur konstanten Überset zung, ein gewohntes Fahrverhalten in Geradeausfahr stellung (Mittelbereich) bestehen.Remains advantageous, despite falling over placement towards the end of the translation and one equal remaining number of steering wheel turns over the Ge total translation compared to constant translation tongue, a normal driving behavior when driving straight ahead position (middle range) exist.

Die gleiche Anzahl von Lenkradumdrehungen wird in vor teilhafter Weise dadurch erreicht, daß das Integral der Fläche der Kurve des variablen Übersetzungsverlau fes 1 in Bezug auf die Kurve des konstanten Überset zungsverlaufes 4 Null ergibt.The same number of steering wheel turns is achieved in a geous manner that the integral of the area of the curve of the variable gear ratio fes 1 with respect to the curve of the constant gear ratio curve 4 results in zero.

Prinzipiell läßt sich mit diesem Verfahren in bestimm ten Situationen die Zahl der Lenkradumdrehungen gegen über der einer konstanten Auslegung reduzieren.In principle, this method can be used to determine the number of turns of the steering wheel reduce over that of a constant design.

Der Anstieg von einer Geradeausfahrstellung zu einer direkten Übersetzung des erfindungsgemäßen Überset zungsverlaufes 1 ist derart unauffällig, daß der Kraftfahrzeugführer dies in der Praxis nicht bemerkt. Dazu ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß der Anstieg kleiner gleich 10%, vorzugsweise 6% beträgt. Beispielsweise kann, wie in Fig. 1 dargestellt, der Hub von 50 Millimeter pro Lenkradumdrehung auf 53 Mil limeter pro Lenkradumdrehung erhöht werden. Wie eben falls aus Fig. 1 ersichtlich, kann die Kurve des va riablen Übersetzungsverlaufes 1 im Bereich des maxima len Lenkwinkels bis auf 42 Millimeter/Lenk radumdrehungen absacken. Unter Berücksichtigung der fertigungs- und funktionstechnischen Möglichkeiten kann die Kurve, die im Ausführungsbeispiel annähernd eine Gerade darstellt, auch entsprechend steiler aus gebildet sein bzw. der Hub weiter reduziert werden. The increase from a straight ahead driving position to a direct translation of the translation curve 1 according to the invention is so inconspicuous that the motor vehicle driver does not notice this in practice. For this purpose, it is advantageously provided that the increase is less than or equal to 10%, preferably 6%. For example, as shown in Fig. 1, the stroke can be increased from 50 millimeters per steering wheel revolution to 53 mil limeter per steering wheel revolution. As can be seen from FIG. 1, the curve of the variable transmission ratio 1 can sag in the region of the maximum steering angle up to 42 millimeters / steering wheel revolutions. Taking into account the manufacturing and functional possibilities, the curve, which in the exemplary embodiment approximately represents a straight line, can also be made correspondingly steeper or the stroke can be further reduced.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, verläuft der erfindungsge mäße Übersetzungsverlauf 1 so, daß der abfallende Be reich 3 derart ausgebildet ist, daß ein Anstieg eines Lenkmomentes bei größer werdenden Lenkwinkel, insbe sondere im Bereich des maximalen Lenkwinkels, derart kompensiert wird, daß ein vorgegebener Maximalwert nicht überschritten wird. Wie aus der Fig. 2 zu ent nehmen ist, reduziert sich dabei das maximale Lenkmo ment auf in dem gewählten Beispiel auf ca. 80% des Lenkmomentes, das bei einem konstanten Überset zungsverlauf 4 anfällt. Die entsprechenden Verläufe des Lenkmomentes sind in Fig. 2 als variabler Lenkmo mentverlauf 5 und als konstanter Lenkmomentverlauf 6 in Relation zu dem Lenkwinkel dargestellt. Der varia ble Lenkmomentverlauf 6 entspricht dem bei dem varia blen Übersetzungsverlauf 1 auftretenden Momenten und der konstante Lenkwinkelverlauf 5 den Momenten, die bei einem konstanten Übersetzungsverlauf 4 auftreten.As can be seen from Fig. 2, the translation course 1 according to the invention runs in such a way that the falling region 3 is designed such that an increase in a steering torque as the steering angle increases, in particular in the range of the maximum steering angle, is compensated in such a way that a predetermined one Maximum value is not exceeded. As can be seen from FIG. 2, the maximum steering torque is reduced to approximately 80% of the steering torque in the selected example, which occurs with a constant gear ratio curve 4 . The corresponding courses of the steering torque are shown in FIG. 2 as a variable course of the steering torque 5 and as a constant course of the steering torque 6 in relation to the steering angle. The variable steering torque curve 6 corresponds to the moments occurring in the variable transmission ratio 1 and the constant steering angle curve 5 to the moments which occur with a constant translation curve 4 .

Wie sich aus dem Verlauf des Lenkmomentes 5 in Fig. 2 ergibt, verläuft der erfindungsgemäße Übersetzungsver lauf 1 derart, daß das Lenkmoment zwischen der Gerade ausfahrstellung und dem maximalen Lenkwinkel annähernd gleich bleibt. In dem dargestellten Ausführungsbei spiel entspricht dabei das maximale Lenkmoment wenig stens annähernd dem Lenkmoment in Geradeausfahrstel lung bzw. ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa um 30% höher.As can be seen from the course of the steering torque 5 in Fig. 2, the translation process according to the invention 1 runs such that the steering torque between the straight extension position and the maximum steering angle remains approximately the same. In the exemplary embodiment shown, the maximum steering torque corresponds to the steering torque in the straight-ahead position, or is approximately 30% higher in the present exemplary embodiment.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß der Verlauf der Kennlinie des variablen Lenkmomentes 5 über die Gesamtübersetzung im Vergleich zu der Kennlinie des konstanten Lenkmomentes 6 abgeflacht ist. Somit kann die Größe und Leistung der einzusetzenden Servoein richtung, insbesondere der Servomotoren minimiert wer den. Darüber hinaus kann die Bauteilfestigkeit für die durch das Lenkmoment belasteten Bauteile herabgesetzt werden. Der bisher notwendige Einsatz von entsprechend starken Elektromotoren mit sehr hohen Leistungen kann deutlich reduziert werden. Ein weiterer Vorteil be steht darin, daß die Belastung des Bordnetzes redu ziert wird. Das maximale Lenkmoment kann derart ausge legt werden, daß die elektrische Stromaufnahme aus dem Bordnetz auf maximal ca. 80 Ampere begrenzt ist.According to the invention, it is provided that the course of the characteristic curve of the variable steering torque 5 is flattened over the overall ratio in comparison to the characteristic curve of the constant steering torque 6 . Thus, the size and performance of the servo device to be used, in particular the servo motors, can be minimized. In addition, the component strength for the components loaded by the steering torque can be reduced. The previously necessary use of correspondingly powerful electric motors with very high outputs can be significantly reduced. Another advantage is that the load on the vehicle electrical system is reduced. The maximum steering torque can be laid out in such a way that the electrical power consumption from the vehicle electrical system is limited to a maximum of approximately 80 amperes.

Zur Vorgabe des entsprechenden Lenkwinkels kann in herkömmlicher Weise ein Lenkrad verwendet werden. Al ternativ dazu ist jedoch auch die Vorgabe des entspre chenden Lenkwinkels mittels einer andersartigen Lenk handhabe, beispielsweise einem Joystick oder derglei chen vorstellbar. Für die Ausgestaltung der Lenkhand habe als Joystick gelten dabei prinzipiell die glei chen Überlegungen und Vorteile.To specify the corresponding steering angle, conventionally used a steering wheel. al However, the specification of the corresponding is an alternative appropriate steering angle by means of a different type of steering handle, for example a joystick or the like Chen imaginable. For the design of the steering hand The joystick is basically the same considerations and benefits.

Zur konstruktiven Ausgestaltung der Lenkzahnstange kann vorgesehen sein, daß das Profil der Lenkzahnstan ge derart ausgebildet ist, daß der Übersetzungsverlauf im Bereich der Geradeausfahrstellung einen mittleren Wert, im Bereich eines mittleren Lenkwinkels einen hohen Wert und im Bereich eines maximalen Lenkwinkels einen niedrigen Wert aufweist. In vorteilhafter Weise lassen sich dadurch die bereits beschriebenen Vorteile realisieren.For the constructive design of the steering rack can be provided that the profile of the steering rack ge is designed such that the translation history a medium one in the area of the straight-ahead driving position Value, one in the range of an average steering angle high value and in the range of a maximum steering angle has a low value. Advantageously this allows the advantages already described realize.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der erfindungsgemäße Übersetzungsverlauf 1 bezüglich dem Kurvenverlauf und dem absoluten Unterschied derart ausgelegt, daß die Regelstrategie bzw. das Lenkverhalten des Kraftfahr zeugführers nicht negativ beeinflußt wird. Der Kraft fahrzeugführer kann sein Fahrzeug in gewohnter Weise steuern, ohne daß er auf die unterschiedlichen Über setzungen Rücksicht nehmen muß bzw. diese bemerkt.As seen from Fig. 1, the translation history 1 according to the invention is designed with respect to the curve and the absolute difference such that the control strategy or the steering behavior of the motor vehicle generating leader not adversely affected. The motor vehicle driver can control his vehicle in the usual way without having to take into account the different translations or notice them.

In einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß der ansteigende Bereich 2 den absteigenden Bereich 3 lediglich teilweise kompensiert bzw. in ei ner anderen alternativen Ausführungsform eine Überkom pensation vorgesehen ist. In an alternative embodiment, it can be provided that the rising area 2 only partially compensates for the descending area 3 or, in another alternative embodiment, over-compensation is provided.

reference numeral

11

variabler Übersetzungsverlauf
variable translation history

22

ansteigender Bereich
increasing range

33

abfallender Bereich
sloping area

44

konstanter Übersetzungsverlauf
constant translation process

55

variabler Lenkmomentenverlauf
variable steering torque curve

66

konstanter Lenkmomentenverlauf
constant steering torque curve

Claims

1. System for controlling a rack by means of a steering angle specification of a steering handle by means of a variable gear ratio, characterized in that the gear ratio ( 1 ) of the steering rack between a straight-ahead driving position and a maximum steering angle has at least one rising area ( 2 ) and one falling area ( 3 ) having.

2. System according to claim 1, characterized in that the translation history ( 1 ) has an increasing area ( 2 ) and then a falling area ( 3 ).

3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the rising area ( 2 ) compensates for the falling area ( 3 ) such that a maximum steering angle or a maximum deflection movement of the steering handle be not exceeded with a given overall ratio.

4. System according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the translation curve ( 1 ) of the steering rack from a straight-ahead position first flat and then parabolic up to an approximately rich in a mean steering angle specification increases maximum.

5. System according to claim 4, characterized in that the translation curve ( 1 ) of the steering rack in the region of an average steering angle after the increase is approximately rectilinear and then drops steeply in an approximately straight line.

6. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that the falling area ( 3 ) of the translation ratio fes the steering rack extends approximately in the range of the maximum steering angle.

7. System according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the integral of the translation curve ( 1 ) over the steering angle is at least approximately equal to the product of translation in straight-ahead driving position and the maximum steering angle.

8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the falling region ( 3 ) is designed such that an increase in a variable steering torque curve ( 5 ) with increasing steering angles, in particular in the range of the maximum steering angle, is compensated in this way that a predetermined maximum steering torque is not exceeded.

9. System according to claim 8, characterized in that the maximum steering torque of the variable steering torque curve ( 5 ) at least approximately corresponds to the steering torque in the straight-ahead position, preferably a maximum of 30% higher.

10. System according to one of claims 1 to 9, characterized in that the profile of the steering rack designed in this way is that the translation is in the area of a straight line extend a medium value, in the range a medium steering angle a high value and a low in the range of a maximum steering angle value.

11. System according to claim 10, characterized in that the transition between the different super areas and the individual translations areas are designed such that the rule strategy of an operator is not affected becomes.