DE102006021445A1

DE102006021445A1 - Elektrische Servolenkung

Info

Publication number: DE102006021445A1
Application number: DE200610021445
Authority: DE
Inventors: Hans-Walter Dr. Ing. Wodtke
Original assignee: AFT Atlas Fahrzeugtechnik GmbH
Current assignee: Schaeffler Engineering GmbH
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-11-15

Abstract

Eine elektrische Servolenkung für ein Fahrzeug weist einen elektrischen Servomotor (4) sowie einen Stromverbraucher (8) auf, welcher derart mit dem Servomotor (4) gekoppelt ist, dass im Schleppbetrieb des Servomotors (4) dieser als den Stromverbraucher (8) mit Energie versorgender Generator wirkt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Servolenkung für ein Kraftfahrzeug.
Hintergrund der Erfindung
Eine elektrische Servolenkung ist beispielsweise aus der DE 10 2004 022 450 A1 bekannt. Diese elektrische Servolenkung umfasst einen Momentensensor an einer Lenkhandhabe, wobei bei dessen Ausfall oder Fehlfunktion ein unkritisches Verhalten der Servolenkung dadurch sichergestellt sein soll, dass ständig ein Offset-Wert aus einem Lenkwinkel-Sollwert und einem Lenkwinkel-Istwert gebildet wird und ein virtuelles Moment der Lenkhandhabe anhand des Offset-Wertes ermittelt wird, mit dem ein elektrischer Servomotor angesteuert wird. Dies zielt auf eine bessere Beherrschbarkeit der Servolenkung, nicht jedoch auf die Verringerung mechanischer Belastungsspitzen ab.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Servolenkung anzugeben, welche eine besondere Unempfindlichkeit gegenüber nicht bestimmungsgemäßen, insbesondere bei Wartungsarbeiten auftretenden Belastungen aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Servolenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Servolenkung weist zusätzlich zu einem elektrischen Servomotor einen Stromverbraucher auf, welcher derart mit dem Servomotor gekoppelt ist, dass dieser, wenn er im Schleppbetrieb läuft, das heißt mechanisch angetrieben ist, als den Stromverbraucher mit Energie versorgender Generator fungiert.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass im Zuge von Wartungsarbeiten bei freigehobener Achse oft durch manuelle Krafteinwirkung an den Rädern deren Lenkeinschlag verstellt wird. Bei einem mit einer elektrischen Servolenkung ausgerüsteten Kraftfahrzeug wird bei diesem Vorgang der Rotor des Servomotors der Servolenkung mechanisch angetrieben, d.h. der Servomotor läuft im Schleppbetrieb. Aufgrund der bei der Lenkung eines Kraftfahrzeugs üblicherweise gegebenen Übersetzungsverhältnisse erreicht der Rotor des Servomotors bei einem Antrieb über die Verstellbewegung der Räder leicht höhere Drehzahlen als bei einer bestimmungsgemäßen Betätigung der Servolenkung mittels des Lenkrads. Es kann somit bei einem direkten manuellen Verschwenken der Räder eine erhebliche kinetische Energie in mechanischen Komponenten der elektrischen Servolenkung aufgebaut werden. Wird die Verschwenkbewegung der Räder durch einen Endanschlag gestoppt, so können entsprechend hohe Kräfte entstehen. Diese können insbesondere an einem Stützlager eines Kugelgewindetriebs zur Beschädigung von Bauteilen führen.
Um derartige auf so genannten Werkstattmissbrauch zurückzuführende Schäden, insbesondere Lagerschäden, zu vermeiden, wird nach der Erfindung eine der Schwenkbewegung der Räder entgegenwirkende Kraft dadurch erzeugt, dass der Servomotor als Generator genutzt und die damit erzeugte Energie einem Stromverbraucher, im einfachsten Fall mindestens einem Ohmschen Widerstand, zugeführt wird. Die damit gegebene Bremswirkung der elektrischen Servolenkung ist somit von der Geschwindigkeit, mit der die Räder verschwenkt werden, abhängig. Ein manuelles Verschwenken der Räder ist mit angemessenem Kraftaufwand möglich.
Der Generatorbetrieb des Servomotors ist in der Regel nur bei stehendem Fahrzeug sinnvoll. Vorzugsweise ist daher der Stromverbraucher derart mit dem Servomotor gekoppelt, dass der Generatorbetrieb ausschließlich bei deaktivierter Servounterstützung, d.h. bei abgeschalteter Zündung, aktivierbar ist. Die Umschaltung zwischen Servounterstützung und Generatorbetrieb erfolgt vorzugsweise mittels eines Relais, wobei bei stromlosem Relais der Generatorbetrieb aktiviert ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 grob schematisiert Teile eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Servolenkung, deren Servomotor als Generator betreibbar ist, und
2 schaltungstechnische Einzelheiten der elektrischen Servolenkung nach 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In 1 sind symbolisiert Teile eines Kraftfahrzeugs dargestellt, nämlich ein Lenkrad 1, eine Lenksäule 2 als Eingangswelle einer elektrischen Servolenkung 3 mit einem Servomotor 4, sowie mittels eines Kugelgewindetriebs 5 gelenkte Räder 6. Werden die Räder 6 bei auf einer Hebebühne befindlichem Kraftfahrzeug durch direkte manuelle Krafteinwirkung an einem Rad 6 verschwenkt, so läuft der Servomotor 4 im Schleppbetrieb. Dabei im als Generator wirkenden elektrischen Servomotor 4 erzeugter Strom wird in einem aus Ohmschen Widerständen 7 aufgebauten Stromverbraucher 8 in Wärme umgesetzt.
Die schaltungstechnische Ankopplung des Stromverbrauchers 8 an den Wicklungen 9 aufweisenden Servomotor 4 geht aus 2 hervor. Zur Umschaltung zwischen der im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs gewählten Servounterstützung und dem Generatorbetrieb des Servomotors 4 ist ein Relais 10 vorgesehen. Im in 2 dargestellten stromlosen Zustand des Relais 10, bei ausgeschalteter Zündung des Kraftfahrzeugs, ist der Generatorbetrieb des elektrischen Servomotors 4 aktiviert. Ein in den Wicklungen 9 induzierter elektrischer Strom wird dabei durch die Widerstände 7 geleitet. Auf diese Weise baut der elektrische Servomotor 4 beim Verschwenken der Räder 6 ein Bremsmoment auf, das umso höher ist, je schneller die Räder 6 verschwenkt werden. Das Risiko einer Beschädigung mechanischer Bauteile durch so genannten Werkstattmissbrauch ist damit minimiert. Sobald die Zündung des Kraftfahrzeugs eingeschaltet ist, verbindet das Relais 10 den elektrischen Servomotor 4 über Anschlüsse 11 mit einem nicht dargestellten Steuergerät der elektrischen Servolenkung 3.

1: Lenkrad
2: Lenksäule
3: elektrische Servolenkung
4: Servomotor
5: Kugelgewindetrieb
6: Rad
7: Widerstand
8: Stromverbraucher
9: Wicklung
10: Relais
11: Anschluss

Claims

Elektrische Servolenkung für ein Fahrzeug, mit einem elektrischen Servomotor (4) sowie mit einem Stromverbraucher (8), welcher derart mit dem Servomotor (4) gekoppelt ist, dass im Schleppbetrieb des Servomotors (4) dieser als den Stromverbraucher (8) mit Energie versorgender Generator wirkt.
Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (4) zur Unterstützung der Betätigung eines Kugelgewindetriebs (5) vorgesehen ist.
Servolenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbraucher (8) derart mit dem Servomotor (4) gekoppelt ist, dass ausschließlich bei deaktivierter Servounterstützung der Generatorbetrieb des Servomotors (4) aktivierbar ist.
Servolenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umschaltung zwischen Servounterstützung und Generatorbetrieb des Servomotors (4) ein Relais (10) vorgesehen ist.
Servolenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei stromlosem Relais (10) der Generatorbetrieb aktiviert ist.
Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbraucher (8) mindestens einen Ohmschen Widerstand (7) aufweist.