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Die Erfindung geht aus von einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.
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Das Dokument
DE 103 07 943 A1 zeigt eine derartige Fahrzeuglenkvorrichtung für ein Fahrzeug. Diese hat einen als Gleichgangzylinder ausgeführten Lenkzylinder, über den das zum Einschlagen der gelenkten Räder erforderliche Lenkmoment aufgebracht wird. Die Druckmittelversorgung des Lenkzylinders erfolgt über ein Lenkaggregat, das im Prinzip aus einer Dosierpumpe und einem handbetätigten Servoventil in Drehschiebebauart besteht. Die Betätigung des Servoventils und der Dosierpumpe erfolgt über die mit einem Lenkrad des Fahrzeugs verbundene Lenksäule.
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Nachteilig hierbei ist, dass bei einer derartigen Fahrzeuglenkvorrichtung bei eingeschlagenen Rädern keine Kraft, insbesondere keine Rückstellkraft, von den Rädern auf das Lenkrad übertragen wird, weshalb die Kraft zum Zurückstellen eines betätigten Lenkrads in eine Neutralstellung vollständig von einem Fahrer aufgewendet werden muss.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeuglenkvorrichtung zu schaffen, die ein Rückstellen eines Lenkrads unabhängig von einem Fahrer ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeuglenkvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Erfindungsgemäß hat eine Fahrzeuglenkvorrichtung ein von einem Fahrer betätigbares Lenkelement zum Lenken eines Fahrzeugs und ein über das Lenkelement betätigbares Einstellglied zum Einschlagen von gelenkten Rädern. Das Lenkelement wird im betätigten Zustand über einen Aktor mit einer Rückstellkraft beaufschlagt.
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Die Lösung hat den Vorteil, dass bei einer Fahrzeuglenkvorrichtung das Lenkelement, beispielsweise ein Lenkrad, beliebig und unabhängig von dem Fahrer mit einer Rückstellkraft beaufschlagbar ist.
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Die Höhe der Rückstellkraft ist in Abhängigkeit von einem Einschlagwinkel der eingeschlagenen Räder und/oder einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, wodurch der Fahrer bei betätigtem Lenkrad die Größe des Einschlagwinkels durch die Größe der auf das Lenkrad wirkenden Rückstellkraft erkennt.
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Mit Vorteil wird die Rückstellkraft über den Aktor als Drehmoment auf eine Lenksäule beaufschlagt, was vorrichtungstechnisch einfach umsetzbar ist.
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Der Aktor kann beispielsweise ein herkömmlicher Elektro- oder Hydromotor sein.
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Vorzugsweise ist zur Steuerung des Aktors ein Steuergerät vorgesehen, mit dem der Aktor variabel ansteuerbar ist.
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Vorteilhafterweise wird der Einschlagwinkel der Räder mechanisch über einen herkömmlichen und kostengünstigen Winkelsensor erfasst und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über einen Drehzahlsensor ermittelt, der zumindest die Drehzahl eines Rades misst, womit beispielsweise die Rückstellkraft in Abhängigkeit des Einschlagwinkels und der Drehzahl verändert werden kann.
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Die ermittelten Messwerte des Winkelsensors und des Drehzahlsensors sind Eingangsgrößen für das Steuergerät, das dann in Abhängigkeit von diesen Messwerten den Aktor entsprechend ansteuern kann.
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Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der Figur ist in einer schematischen Darstellung eine Fahrzeuglenkvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Diese weist ein Lenkelement 2 in Form eines Lenkrads auf. Über eine Lenksäule 4 ist mit dem Lenkelement 2 ein Lenkaggregat 6 betätigbar. Dieses ist über Arbeitsleitungen 8, 10 mit Zylinderräumen 12, 14 eines Lenkzylinders 16 verbunden. Bei diesem handelt es sich um einen Gleichgangzylinder mit einer beidseitigen Kolbenstange 18. Die Kolbenstange 18 ist mit einem Kolben 20 verbunden, der die Zylinderräume 12, 14 voneinander trennt. Mit dem Lenkzylinder 16 wird das zum Einschlagen von gelenkten Rädern 22, 24 erforderliche Lenkmoment aufgebracht. Die gelenkten Räder 22, 24 sind in der Figur unten dargestellt und jeweils mit einer Kolbenstangeseite der Kolbenstange 18 verbunden, was in der Figur nicht gezeigt ist.
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Bei dem Lenkaggregat
6 handelt es sich um ein Standardbauteil, weshalb hinsichtlich Einzelheiten des Aufbaus auf den diesbezüglichen Stand der Technik, beispielsweise die
DE 199 28 530 A1 , verwiesen wird.
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Neben den Rädern 22, 24 sind in der Figur noch zwei weitere nicht gelenkte Räder 26, 28 gezeigt. Die Drehzahl der Räder 22 bis 28 ist jeweils über einen Drehzahlsensor 30 ermittelbar, wobei ein jeweiliger Drehzahlsensor 30 über eine Signalleitung 32 mit einem elektrischen Steuergerät 34 verbunden ist. Zusätzlich zur Drehzahl kann bei den in der Figur unteren Rädern 22, 24 ein Einschlagwinkel über einen Winkelsensor 36 erfasst werden. Dieser ist mechanisch mit dem in der Figur linken Rad 22 verbunden. Der Winkelsensor 36 ist wie die Drehzahlsensoren 30 mit einer Signalleitung 37 mit dem Steuergerät 34 in Verbindung. An das Steuergerät 34 ist über eine Steuerleitung 38 ein Aktor 40 angeschlossen, über den ein Drehmoment auf die Lenksäule 4 und damit auf das Lenkelement 2 beaufschlagbar ist. Bei diesem handelt es sich beispielsweise um einen Elektromotor oder einen Hydromotor.
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Der Aktor 40 dient dazu, bei dem durch einen Fahrer betätigten Lenkelement 2 eine Rückstellkraft in Richtung einer Neutralstellung des Lenkelements 2 aufzubringen, in der ein Einschlagwinkel der Räder 22, 24 etwa Null ist.
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Beispielsweise bei einem Personenkraftwagen (Pkw) mit einem Lenkgetriebe für eine lenkbare Vorderachse wird diese Rückstellkraft bei Vorwärtsfahrt von eingeschlagenen Rädern des Pkws auf das Lenkelement übertragen. Bei Fahrzeugen mit der hydraulischen Fahrzeuglenkvorrichtung 1 wirken keine Rückstellkräfte über die Räder 22 bis 28 auf das Lenkelement 2, sondern werden durch den Aktor 40 simuliert.
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Durch die Rückstellkraft des Aktors 40 wird bei Beendigung eines Lenkvorgangs das Lenkelement 2 ohne Betätigung des Fahrers wieder zurück in die Neutralstellung bewegt. Die Höhe der Rückstellkraft ist abhängig von der Drehzahl und dem Einschlagwinkel, die über das Steuergerät 34 durch die Drehzahlsensoren 30 und den Winkelsensor 36 erfasst werden. Je größer der Einschlagwinkel und/oder je größer die Drehzahl der Räder 22 bis 28 sind, desto höher ist auch die Rückstellkraft des Aktors 40. Die Erfassung des Einschlagwinkels kann auch über ein Berechnungsmodell oder andere Sensoren erfolgen.
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Zum Lenken des Fahrzeugs wirkt ein Fahrer der Rückstellkraft über das Lenkelement 2 mit einer Gegenkraft entgegen, wobei dieser über die Größe der aufzubringenden Gegenkraft die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, den Einschlagwinkel und die Einschlagrichtung der Räder 22, 24 erkennt bzw. abschätzt. Die Rückstellkraft ist dabei höchstens so hoch, dass der Fahrer dieser in jeder Situation mit einer Gegenkraft entgegen wirken kann.
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Die Rückstellkraft des Aktors 40 ist auf das Lenkelement 2 sowohl während einer Fahrt als auch im Stillstand eines Fahrzeugs aufbringbar.
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Neben der Beaufschlagung auf das Lenkelement 2, ist die Rückstellkraft auch auf die Räder 22, 24 beaufschlagbar.
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Bei einer Rückwärtsfahrt wirkt bei dem vorbeschriebenen herkömmlichen Pkw ebenfalls keine Rückstellkraft auf das Lenkrad, weswegen der Aktor 40 auch in diesen Pkws einsetzbar ist.
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Auch ist die Erfindung für vorder- und hinterachsgelenkte Fahrzeuge einsetzbar.
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Offenbart ist eine Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem von einem Fahrer betätigbaren Lenkelement zum Lenken eines Fahrzeugs. Ein Einschlagen von gelenkten Rädern erfolgt mit einem über dem Lenkelement betätigbaren Einstellglied. Auf das Lenkelement ist im betätigten Zustand eine Rückstellkraft über einen Aktor beaufschlagt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeuglenkvorrichtung
- 2
- Lenkelement
- 4
- Lenksäule
- 6
- Lenkaggregat
- 8
- Arbeitsleitung
- 10
- Arbeitsleitung
- 12
- Zylinderraum
- 14
- Zylinderraum
- 16
- Lenkzylinder
- 18
- Kolbenstange
- 20
- Kolben
- 22
- Rad
- 24
- Rad
- 26
- Rad
- 28
- Rad
- 30
- Drehzahlsensor
- 32
- Signalleitung
- 34
- Steuergerät
- 36
- Winkelsensor
- 37
- Signalleitung
- 38
- Steuerleitung
- 40
- Aktor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10307943 A1 [0002]
- DE 19928530 A1 [0017]
