DE102010061298B3

DE102010061298B3 - Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010061298B3
Application number: DE201010061298
Authority: DE
Inventors: Michael Scholten; Robert Galehr
Original assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-12-17

Abstract

Lenkeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkhandhabe (2) und mit zumindest einem hydraulischen Antrieb (3) zur Veränderung einer Winkelstellung zumindest eines Rades (4) des Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkeinrichtung (1) zumindest einen Temperatursensor (5) zur direkten oder indirekten Bestimmung eines Temperaturwertes (T) einer Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs (3) und zumindest einen Sensor (6) zur direkten oder indirekten Bestimmung des Druckes (p) der Hydraulikflüssigkeit in dem hydraulischen Antrieb (3) und zumindest eine Auswerteeinrichtung (7) zur Bestimmung einer für das Volumen (V) oder eine Änderung des Volumens (V) an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb (3) charakteristischen Größe aus dem Temperaturwert (T) und dem Druck (p) aufweist. (1)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkhandhabe und mit zumindest einem hydraulischen Antrieb zur Veränderung einer Winkelstellung zumindest eines Rades des Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkeinrichtung zumindest einen Temperatursensor zur direkten oder indirekten Bestimmung eines Temperaturwertes einer Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs und zumindest einen Sensor zur direkten oder indirekten Bestimmung des Druckes der Hydraulikflüssigkeit in dem hydraulischen Antrieb und zumindest eine Auswerteeinrichtung aufweist.
Gattungsgemäße Lenkeinrichtungen sind z. B. aus der DE 198 40 625 A1 und der DE 198 28 816 A1 bekannt. Es besteht dabei vielfach der Wunsch, die Verbindung zwischen der Lenkhandhabe und den gelenkten Fahrzeugrädern, die zur Drehmomentübertragung über eine Lenkwelle und zur Umwandlung der Drehbewegung in eine Bewegung, die zur Verschwenkung der Fahrzeugräder geeignet ist, über ein Lenkgetriebe und zur Verschwenkung der Fahrzeugräder einen Lenkaktuator verfügt, flexibel zu gestalten und auf die zwischengeschaltete Lenkwelle zu verzichten. Die Verschwenkung der Fahrzeugräder wird durch einen Lenkaktuator bewirkt, der elektrisch in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Lenkhandhabe (= der Betätigung der Lenkhandhabe durch den Fahrer) angesteuert ist. Der Lenkaktuator kann dabei hydraulisch, elektrisch oder anderweitig angetrieben sein, wobei eine Kombination der verschiedenen Antriebe möglich ist. Derartige Systeme werden häufig als „steer-by-wire”-Lenkeinrichtungen bezeichnet. Aufgrund des Fehlens einer Lenkwelle, die das Drehmoment von der Lenkhandhabe in das Lenkgetriebe überträgt, ist eine, bevorzugt mechanische, Rückfallebene erforderlich, die im Falle des Ausfalls der Ansteuerung des Lenkaktuators eine, bevorzugt rein mechanische, Ansteuerung des Lenkaktuators ermöglicht. Bevorzugt betrifft die Erfindung derartige Lenksysteme in steer-by-wire-Bauart, bei denen die Rückfallebene durch einen hydraulischen Aktuator, den hydraulischen Antrieb, mit einem hydraulischen Kreis zwischen Lenkhandhabe und Lenkaktuator dargestellt ist. Hierfür eignet sich ein hydraulischer Antrieb, der die Lenkbarkeit des Kraftfahrzeugs für den Fall sicherstellt, wenn der elektrische Antrieb ausgefallen ist. Es wird somit eine Hydraulik als Sonderfall der Mechanik angesehen.
Weitere Lenkeinrichtungen sind z. B. aus der DE 10 2008 048 523 A1 oder der DE 10 2009 018 976 A1 bekannt.
Für die Funktionsweise (= Betriebsbereitschaft) des hydraulischen Antriebs ist es wichtig, dass der Hydraulikdruck definierte Werte hat und keine Luftblasen innerhalb des Hydraulikkreises eingeschlossen sind. Weiterhin müssen Temperaturschwankungen und damit verbundene Volumenänderungen der Hydraulikflüssigkeit ausgeglichen werden. Ein Problem bei derartigen Systemen besteht darin, dass im hydraulischen Antrieb insgesamt nur ein begrenztes Volumen an Hydraulikflüssigkeit vorhanden ist und Leckagen an den Dichtflächen innerhalb des hydraulischen Antriebs auftreten können. Damit ist über kurz oder lang die Betriebsbereitschaft gefährdet. Diese Leckagen können schleichend auftreten, sodass kein plötzlicher Druckabfall feststellbar ist, das Volumen bzw. die Menge an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb aber trotzdem mit der Zeit abnimmt. Bei Unterschreitung eines Mindestvolumens an Hydraulikflüssigkeit kann dies zum Ausfall des hydraulischen Antriebs führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei gattungsgemäßen Lenkeinrichtungen eine Möglichkeit zur Verfügung zu stellen, eine schleichende Leckage rechtzeitig zu erkennen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Lenkeinrichtung gemäß Patentanspruch 1 vor.
Es ist somit erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung zur Bestimmung einer für das Volumen oder eine Änderung des Volumens an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb charakteristischen Größe aus dem Temperaturwert und dem Druck genutzt wird.
Weiters schlägt die Erfindung zur Lösung der genannten Aufgabe ein Verfahren gemäß Anspruch 6 vor.
In diesem Zusammenhang ist somit vorgesehen, dass mit zumindest einem Temperatursensor der Lenkeinrichtung zumindest ein Temperaturwert einer Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs direkt oder indirekt bestimmt wird und mit zumindest einem Sensor der Lenkeinrichtung zumindest ein Druck der Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs direkt oder indirekt bestimmt wird und mittels zumindest einer Auswerteeinrichtung eine für ein Volumen oder eine Änderung des Volumens an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb charakteristische Größe aus dem Temperaturwert und dem Druck bestimmt wird.
Ein Grundgedanke der Erfindung liegt somit darin, Hilfsgrößen in Form des Temperaturwertes und des Druckes der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb zu bestimmen, um daraus im Rahmen einer Auswertung in der Auswerteeinrichtung Rückschlüsse auf das im hydraulischen Antrieb noch vorhandene Volumen an Hydraulikflüssigkeit bzw. auf eine Änderung dieses Volumens ziehen zu können. Die Heranziehung dieser Hilfsgrößen zur Bestimmung der für das Volumen oder dessen Änderung charakteristischen Größe hat vor allem auch den Vorteil, dass Druck und Temperatur der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb wesentlich einfacher bestimmt werden können als das Volumen, welches im Betrieb des Kraftfahrzeuges nur sehr schwer bzw. ungenau direkt bestimmbar ist. Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, dass bei einer gegebenen Temperatur der Druck abnimmt, wenn sich das Volumen der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb verringert.
Sowohl der Temperaturwert als auch der Druck der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb können jeweils direkt oder indirekt mittels entsprechender Temperatursensoren bzw. zur Bestimmung eines Druckes geeigneter Sensoren bestimmt werden. Es muss also z. B. nicht direkt die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit gemessen werden. Es kann vielmehr auch die Messung einer oder mehrerer Temperaturen an anderen Orten vorgesehen sein, solange sie einen Rückschluss auf den Temperaturwert der Hydraulikflüssigkeit zulassen. Es muss sich auch nicht zwangsweise um eine Temperaturmessung an sich handeln. Es können auch physikalische Parameter gemessen werden, welche einen Rückschluss auf den Temperaturwert der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb zulassen. Der Messwert der entsprechenden Temperatursensoren muss auch nicht zwingend einen Wert mit der Einheit ° Celsius oder dergleichen haben. Es kann sich auch, wie in der modernen Messtechnik an sich bekannt, um andere Größen mit anderen Einheiten wie z. B. Spannungen handeln, welche proportional zur Temperatur bzw. für die Temperatur in irgendeiner anderen Weise charakteristisch sind. Entsprechend wird die Temperatur in Form eines Temperaturwertes zur Bestimmung herangezogen und in der Auswerteeinrichtung auf Basis der tatsächlich gemessenen Temperaturen bestimmt. Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass es sich beim Temperaturwert um den für die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit charakteristischen Wert handelt, der für die Auswertung bzw. Bestimmung herangezogen wird, und auf Basis einer oder mehrerer verschiedener Temperaturen, welche an einem oder mehreren Orten gemessen werden, bestimmt bzw. ermittelt wird.
Das Gleiche gilt auch für die Bestimmung des Druckes der Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs. Auch dieser kann direkt an geeigneter Stelle im hydraulischen Antrieb als Druck gemessen werden. Es ist aber genauso möglich, andere physikalische Parameter aufzunehmen, welche einen Rückschluss auf den Druck in der Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs zulassen. Auch der Messwert muss nicht unbedingt in einer für den Druck üblichen Einheit ausgegeben werden. Auch hier können andere charakteristische Größen mit anderen Einheiten wie z. B. Spannungen zur Bestimmung des Druckes herangezogen werden. Weiters ist auch darauf hinzuweisen, dass das Ergebnis der Auswerteeinrichtung nicht zwangsläufig eine Größe mit einer Volumeneinheit sein muss. Es kann sich auch um eine andere charakteristische Größe handeln, welche für das Volumen bzw. eine Änderung des Volumens der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb charakteristisch ist.
Die Bestimmung von gemeinsam auszuwertenden Temperaturwerten und Drücken der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb erfolgt günstigerweise gleichzeitig oder bevorzugt zumindest während eines gleichbleibenden Betriebszustandes der Lenkeinrichtung.
Insbesondere erfolgt die Bestimmung der für das Volumen oder für die Änderung des Volumens charakteristischen Größe nur nach Eintreffen von vorgebbaren bzw. vorgegebenen Ereignissen. Nach dem Eintreffen des jeweiligen Ereignisses erfolgt der Start der Auswertung (= Initiierung der Auswertung) zur Bestimmung der Betriebsbereitschaft des hydraulischen Antriebs. Derartige Ereignisse können beispielsweise der Neustart des Kraftfahrzeuges sein, nachdem das Kraftfahrzeug eine vorgegebene Zeit abgeschaltet war. Hierfür können mit Vorteil Zeitspannen von zwei oder mehr, bevorzugt sechs, Stunden vorgesehen sein, die das Fahrzeug im abgeschalteten Betriebszustand gewesen sein muss, bevor nach einem Neustart die Auswertung initiiert wird. Es ist auch denkbar und möglich, dass in dem Falle, dass mehr als ein Temperatursensor zur Bestimmung der Temperatur vorhanden ist, die Temperaturunterschiede zwischen den gemessenen Temperaturen einen vorgebbaren Schwellwert unterschreiten müssen, bevor die Auswertung initiiert wird. Hierfür können Temperaturunterschiede von 20°C oder bevorzugt 10°C oder noch mehr bevorzugt 5°C als zulässige Schwellwerte, die für die Initiierung der Auswertung unterschritten sein müssen, vorgesehen sein.
Im Falle, dass mehr als ein Temperatursensor vorhanden ist, kann der Temperaturwert als Mittelwert und/oder gewichteter Mittelwert der von mindestens zwei Temperatursensoren bestimmten Temperaturen gebildet werden. Die Wichtungsfaktoren können beispielsweise in Vorversuchen bestimmt werden, um mit den zur Verfügung stehenden Temperatursensoren den Temperaturwert der Hydraulikflüssigkeit optimal zu bestimmen. Dabei ist es denkbar und möglich, einzelne Temperatursensoren nicht zur Bestimmung des Temperaturwertes mit heranzuziehen, beispielsweise, weil ihre Messwerte zu starken Schwankungen unterworfen sind.
Da das Volumen der Hydraulikflüssigkeit von der Temperatur abhängig ist, wird mit Vorzug die charakteristische Größe für das Volumen oder die Volumenänderung auf eine Normtemperatur umgerechnet, das heißt, wie in der Technik üblich normiert. Es kann also stets als charakteristische Größe das „Normvolumen” oder die normierte Volumenänderung angesetzt werden. Als Normtemperatur sind beispielsweise 20°C geeignet.
Auf Basis der Bestimmung des für das Volumen charakteristischen Wertes kann unmittelbar eine mangelnde Betriebssicherheit, das heißt, eine kurzfristig erwartete oder bereits eingetretene fehlende Betriebsbereitschaft des hydraulischen Antriebs oder des hydraulischen Systems diagnostiziert werden. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein vordefiniertes Volumen unterschritten wird. Dieses Volumen sollte jedoch größer sein, als ein vorgebbares minimales Volumen Vmin, bei dem die Betriebssicherheit gerade noch gegeben ist. Das minimale Volumen Vmin kann in Versuchen für den jeweiligen Antrieb bestimmt werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird auf Basis der für das Volumen oder die Änderung des Volumens bestimmten charakteristischen Größe die Zeitspanne extrapoliert, bis das in dem hydraulischen Antrieb zur Verfügung stehende Volumen der Hydraulikflüssigkeit ein vorgebbares minimales Volumen (Vmin) erreicht haben wird. Wie bereits ausgeführt kann das minimale Volumen Vmin, bei dem die Betriebsbereitschaft des hydraulischen Antriebs bzw. des hydraulischen Systems gerade noch gewährleistet ist, in Versuchen ermittelt werden. Es ist auch denkbar und möglich, ein Volumen als minimales Volumen Vmin festzulegen, bei dem noch eine geringe Reserve bis zum Abbruch der Betriebsbereitschaft gegeben ist.
Die Extrapolation erfolgt bevorzugt auf Basis einer Abschätzung der zeitlichen Entwicklung des Volumenverlaufes, insbesondere des normierten Volumenverlaufes, mit Hilfe einer Exponentialfunktion oder Logarithmusfunktion, insbesondere der Funktion des natürlichen Logarithmus. Die Werte für die jeweils bestimmte charakteristische Größe des Volumens oder der Volumenänderung werden auf die Normtemperatur normiert und abgespeichert. Mit einer Ausgleichsrechnung wird daraus der Verlauf des Volumens über der Zeit bestimmt bzw. extrapoliert. Die genannten Funktionen sind besonders gut geeignet, da sie dem physikalischen Entwicklungsgesetz der Leckage sehr nahe kommen. Zur Vereinfachung können allerdings auch einfache Polynomansätze angewendet werden.
Unterschreitet die Zeitspanne von einem aktuellen Zeitpunkt bis zum extrapolierten Zeitpunkt, bei dem das Minimalvolumen Vmin erreicht sein wird, eine vorgebbare erste Haltezeit, so werden mit Vorteil an den Fahrer entsprechende Warnhinweise ausgegeben werden. Als derartige erste Haltezeiten können beispielsweise mehrere Wochen vorgegeben werden. Bei Unterschreiten einer zweiten Haltezeit kann eine Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs verhindert werden. Die zweite Haltezeit kann beispielsweise halb so groß sein wie die erste Haltezeit, vorzugsweise drei Wochen.
Alternativ ist es auch denkbar und möglich, einen Verlauf des normierten Volumens an Hydraulikflüssigkeit im Voraus zu bestimmen, beispielsweise durch Versuche und/oder Berechnungen. Im Betrieb des Kraftfahrzeugs wird der momentan bestimmte Volumenwert mit dem voraus berechneten Volumenwert verglichen. Im Falle einer schnelleren Volumenabnahme wird mit Vorteil die vorgegebene Haltezeit verkürzt oder der Fahrer unmittelbar gewarnt.
Der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass der Begriff der Lenkhandhabe allgemein aufzufassen ist. Es handelt sich jedenfalls um das Teil der Lenkeinrichtung, an welchem der Fahrer des Kraftfahrzeugs unmittelbar angreift, um Lenkvorgänge auszuführen. Bei heute am Markt angebotenen Kraftfahrzeugen handelt es sich bei der Lenkhandhabe üblicherweise um ein Lenkrad.
Bei einer Leckage handelt es sich um einen in der Regel an sich ungewollten, aber in der Praxis oft nicht verhinderbaren, oft schleichenden Austritt von Hydraulikflüssigkeit aus dem hydraulischen Antrieb, welcher auch durch die Optimierung von Dichtungen und dergleichen nicht ganz verhindert werden kann.
Die Veränderung der Winkelstellung bzw. das Verschwenken zumindest eines Rades des Kraftfahrzeuges kann auch als Lenkausschlag bezeichnet werden.
Günstigerweise ist vorgesehen, dass der hydraulische Antrieb, abgesehen von den genannten Leckagen, ein in sich abgeschlossenes hydraulisches System ist. Um die Leckagen zumindest über einen gewissen Zeitraum kompensieren zu können, kann vorgesehen sein, dass der hydraulische Antrieb einen Druckspeicher mit einem Speichervolumen für die Hydraulikflüssigkeit und mit einer, vorzugsweise permanent wirkenden, Druckquelle zur Druckbeaufschlagung der Hydraulikflüssigkeit aufweist. Zulässige Volumenschwankungen der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb, beispielsweise durch Temperaturschwankungen, können durch das Speichervolumen im Druckspeicher ausgeglichen werden. Als Druckquelle kann z. B. bevorzugt eine mechanische Feder oder auch ein abgeschlossenes, unter Druck stehendes Gasvolumen oder dergleichen vorgesehen sein. Die Speichervolumina geeigneter Druckspeicher liegen günstigerweise zwischen 50 cm³ und 100 cm³, vorzugsweise zwischen 70 cm³ und 90 cm³, an Hydraulikflüssigkeit. Solche Druckspeicher können zwar Leckagen in einem gewissen Umfang kompensieren. Trotzdem erreicht auch diese Ausgleichsmöglichkeit irgendwann ihre Grenzen, wenn ein Mindestvolumen an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb unterschritten wird. Eine solche Unterschreitung kann gemäß der Erfindung rechtzeitig erkannt bzw. prognostiziert werden. Somit können Betriebszustände verhindert werden, in denen die Funktionsfähigkeit des hydraulischen Antriebs wegen Unterschreitung des Mindestvolumens an Hydraulikflüssigkeit nicht mehr gewährleistet wäre.
Die Lenkeinrichtungen mit erfindungsgemäß überwachten hydraulischen Antrieben können, wie beim Stand der Technik als Rückfallebenen bzw. „Backup Systeme” in sogenannten „steer-by-wire”-Lenkeinrichtungen eingesetzt werden. In solchen Lenkeinrichtungen kann dann vorgesehen sein, dass die Lenkeinrichtung zusätzlich zumindest einen elektrischen Antrieb zur Veränderung der Winkelstellung des zumindest einen Rades des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei dieser elektrische Antrieb dann z. B. im Normalbetrieb für die Ausführung der Lenkbewegungen des Rades oder der Räder des Kraftfahrzeugs zuständig sein kann.
Erfindungsgemäß ausgebildete Lenkeinrichtungen können aber auch ausschließlich einen entsprechend überwachten hydraulischen Antrieb zur Veränderung der Winkelstellung des zumindest einen Rades des Kraftfahrzeuges haben oder diesen hydraulischen Antrieb mit einem anderen Antrieb für die Erzeugung einer Lenkbewegung des Rades oder der Räder kombinieren.
Unter einem elektrischen Antrieb wird generell ein Antrieb verstanden, bei dem ein Aktuator wie z. B. ein Elektromotor oder ein Elektromagnet einen elektrischen Strom in eine mechanische Bewegung umsetzt. Solche elektrischen Antriebe zur Veränderung der Winkelstellung des zumindest einen Rades des Kraftfahrzeugs sind beim Stand der Technik an sich bekannt und müssen daher nicht im Detail noch einmal beschrieben werden.
Weitere Merkmale und Einzelheiten bevorzugter Ausgestaltungsformen der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Lenkeinrichtung;
2 eine schematisierte Darstellung zu einer ersten Art einer erfindungsgemäßen Auswertung;
3 eine schematisierte Darstellung zu einer zweiten Art einer erfindungsgemäßen Auswertung;
4 ein Ablaufschema zu 3.
In der in 1 gezeigten, erfindungsgemäßen Ausgestaltungsform einer Lenkeinrichtung 1 dient der hydraulische Antrieb 3 als Rückfallebene bzw. „Backup System” für den elektrischen Antrieb 11, mit dem im Normalzustand des Fahrzeugs die an der in Form eines Lenkrades realisierten Lenkhandhabe 2 ausgeführten Lenkbewegungen des Fahrers des Kraftfahrzeugs in Lenkausschläge der Räder 4 des Kraftfahrzeuges umgesetzt werden. Wie eingangs bereits erläutert, muss der erfindungsgemäß überwachte hydraulische Antrieb 3 aber nicht zwangsweise in dieser Form und in dieser Kombination zum Einsatz kommen. Der hydraulische Antrieb 3 kann auch der einzige Aktuator sein, mit dem die Winkelstellung der Räder 4 veränderbar ist. Er kann genauso gut mit anderen Antrieben kombiniert werden.
Der elektrische Antrieb 11 ist hier nur schematisiert dargestellt. Er kann, abweichend vom gezeigten Beispiel, in allen beim Stand der Technik an sich bekannten Ausgestaltungsformen realisiert sein. Bei der dargestellten Variante werden die Lenk- bzw. Drehbewegungen an der Lenkhandhabe 2 über die Lenkwelle 16 auf einen hier nur schematisiert dargestellten, an sich bekannten Lenkeingabesensor 17 übertragen. Der Lenkeingabesensor 17 kann beispielsweise ein Drehmomentsensor und/oder ein Lenkwinkelsensor sein. Dieser wandelt die Lenkbewegungen der Lenkhandhabe 2 in elektrische Signale um, welche der Auswerteeinrichtung 7 zugeführt werden, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel gleichzeitig als Regeleinrichtung für den Betrieb des elektrischen Antriebs 11 und auch zum Schalten des weiter unten erläuterten Bypassventils 27 dient. Die genannte Regeleinrichtung und die Auswerteeinrichtung 7 können natürlich, abweichend vom gezeigten Beispiel, auch als getrennte Einrichtungen ausgeführt sein. Weiters wird darauf hingewiesen, dass die Lenkwelle 16 zusätzlich auch noch an einen, z. B. aus dem oben genannten Stand der Technik bekannten, hier aber nicht dargestellten Lenkmomentsimulator angeschlossen sein kann, um dem Fahrer des Kraftfahrzeugs das Gefühl zu geben, er würde eine übliche mechanische Lenkeinrichtung betätigen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel steuert die Regel- bzw. Auswerteeinrichtung 7 in Abhängigkeit der Signale des Lenkeingabesensors 17 entsprechend den Elektromotor 18 an. Dessen Bewegungen werden mittels eines an sich bekannten Getriebes 19 auf die Kolbenstange 37 und die damit verbundenen Spurstangen 20 der Lenkeinrichtung 1 übertragen. Durch Verschiebung der Spurstangen 20 werden entsprechende Lenkausschläge bzw. Änderungen der Winkelstellung der Räder 4 des Kraftfahrzeugs hervorgerufen. Beispielhaft ist das Getriebe 19 als Kugelgewindetrieb mit Riemenantrieb in der 1 stark schematisiert dargestellt. Die Erfindung ist aber auf alle Arten von Getrieben zur Einkopplungen der Bewegung des Elektromotors in das Lenksystem anwendbar.
Der hydraulische Antrieb 3 dieses Ausführungsbeispiels umfasst u. a. einen Zylinder 22, in dem ein mit der Kolbenstange 39 verbundener Kolben 21 hin und her verschiebbar gelagert ist. Auf beiden Seiten des Kolbens 21 befinden sich Druckkammern, in die Hydraulikflüssigkeit eingespeist und aus denen Hydraulikflüssigkeit auch wieder entnommen werden kann. Ist der hydraulische Antrieb 3 aktiviert, so wird durch entsprechende Einspeisung und Entnahme von Hydraulikflüssigkeit in die jeweiligen Druckkammern eine Verschiebung des Kolbens 21 samt Kolbenstange 37 und der damit verbundenen Spurstangen 20 im Zylinder 22 bewirkt, was in einer entsprechenden Lenkbewegung bzw. Verstellung des Winkels der Räder 4 resultiert. Die zur Einspeisung und Entnahme von Hydraulikflüssigkeit in die und aus den genannten Druckkammern vorgesehenen Hydraulikleitungen 23 führen zu einer hier nur schematisiert dargestellten weiteren Kolben-Zylinder-Einheit, welche dazu dient, die Dreh- bzw. Lenkbewegungen der Lenkhandhabe 2 bzw. der Lenkwelle 16 auf den hydraulischen Antrieb 3 zu übertragen. Hierzu kann z. B. vorgesehen sein, dass die Lenkwelle 16 über ein entsprechendes Zahngetriebe oder dergleichen bei ihrer Drehung eine Verschiebung des Kolbens 24 der genannten Kolben-Zylinder-Einheit im Zylinder 25 bewirkt. Durch eine entsprechende Verschiebung wird auf der einen Seite des Kolbens 24 Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinder 25 verdrängt und auf der anderen Seite eine entsprechende Menge Hydraulikflüssigkeit eingesogen. Über die Kopplung mittels der Hydraulikleitungen 23 wird dies auf den Zylinder 22 übertragen, was zur entsprechenden Übertragung der Lenkbewegungen führt. Bei beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 24, 25 bzw. 21, 22 handelt es um zweiseitig beaufschlagte bzw. wirkende Kolben. Die gezeigten Kolben-Zylinder-Einheiten sind aber nur Beispiele. Abweichend hiervon bestehen zahlreiche andere Möglichkeiten den hydraulischen Antrieb zu realisieren. Z. B. kann die Kolben-Zylinder-Einheit 24, 25 durch eine Pumpe ersetzt werden. Bei beiden Kolben-Zylinder-Einheiten können auch Zylinder mit nur einseitig beaufschlagten Kolben zum Einsatz kommen, usw.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel mündet in eine der beiden Hydraulikleitungen der Druckspeicher 8 mit seinem Speichervolumen 9 für die Hydraulikflüssigkeit und der Druckquelle 10. Es kann sich z. B. um einen an sich bekannten Membranspeicher handeln. Wie eingangs erläutert, kann die Druckquelle 10 eine mechanische Feder oder eine eingeschlossene Gasblase oder dergleichen sein. Mittels des Speichervolumens 9 können Leckagen im hydraulischen Antrieb 3 in einem gewissen Umfang kompensiert werden. Somit sorgt der Druckspeicher 8, solange das Mindestvolumen Vmin an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 nicht unterschritten ist, für einen entsprechenden Betriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel dient der hydraulische Antrieb 3, wie oben ausgeführt, als Rückfallebene bzw. „Backup System” für den Fall, dass der elektrische Antrieb 11 nicht mehr funktioniert. Im Normalbetriebszustand, bei dem der elektrische Antrieb einwandfrei funktioniert, soll der hydraulische Antrieb 3 entsprechend dem Beispiel in 1 nicht aktiviert sein und auch die Lenkbewegungen des elektrischen Antriebs 11 möglichst wenig stören. Dies kann auf unterschiedlichste Art und Weise realisiert sein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist für diesen Zweck eine Bypassleitung 26 zwischen den beiden Hydraulikleitungen 23 angeordnet, die von der genannten Regel- bzw. Auswerteeinrichtung 7 über ein Bypassventils 27 geöffnet und geschlossen werden kann. Ist der Bypass 26 offen, so ist der hydraulische Antrieb 3 deaktiviert. Ist das Bypassventil 27 geschlossen, so ist der hydraulische Antrieb 3 aktiv und überträgt an der Lenkhandhabe 2 ausgeführte Lenkbewegungen auf die Kolbenstange 37 und damit auf die Räder 4 des Kraftfahrzeugs. Die Funktion des Bypasses 26 und des Bypassventils 27 ist z. B. aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt und muss hier nicht weiter erläutert werden.
Um nun auf erfindungsgemäße Art und Weise rechtzeitig erkennen zu können, wann das im hydraulischen Antrieb 3 vorhandene Volumen V der Hydraulikflüssigkeit das Mindestvolumen Vmin zu unterschreiten droht, werden im gezeigten Ausführungsbeispiel mittels des Temperatursensors 5 die Temperatur T der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 und mittels des Sensors 6 der Druck p der genannten Hydraulikflüssigkeit gemessen. Die Auswertung dieser Messwerte erfolgt mittels der Auswerteeinrichtung 7.
Wie bereits eingangs erläutert, müssen aber weder Druck p noch Temperatur T durch unmittelbar mit diesem Medium in Verbindung stehende Sensoren 5 und 6 gemessen werden. Insbesondere bei der Temperatur T ist auch eine indirekte Bestimmung der Temperatur T der Hydraulikflüssigkeit möglich. Dies ist in 1 durch die beiden gestrichelt eingezeichneten Temperatursensoren 5 angedeutet, welche den im Zylinder 22 angeordneten Temperatursensor 5 ersetzen können. Generell ist darauf hinzuweisen, dass sowohl nur ein Sensor 6 zur Bestimmung des Drucks p als auch nur ein Temperatursensor 5 aber genauso gut auch mehrere, an verschiedenen Orten angeordnete Sensoren 6 und Temperatursensoren 5 möglich sind. Die Druckmessung kann beispielsweise auch über die Hubposition eines Kolbens im Druckspeicher, der mit Druckkraft vorgespannt ist, erfolgen.
Die Temperatur T kann z. B. mit einem Temperatursensor 5 im Motoröl und einem zweiten Temperatursensor 5 zur Messung der Außentemperatur oder mit einem speziellen Temperatursensor 5, der die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit an einem und/oder mehreren Orten direkt im hydraulischen Antrieb 3 misst, bestimmt werden. Bei der Temperaturbestimmung ist zu beachten, dass die Temperatur T an verschiedenen Stellen innerhalb des Systems sehr unterschiedlich sein kann. Beispielsweise ist der Zylinder 22 dicht am Motor des Kraftfahrzeuges und gleichzeitig in einem sehr extrovertierten Bereich des Kraftfahrzeuges angeordnet. Dadurch können hier sehr große Temperaturunterschiede auftreten, die von den Klimabedingungen und den Leistungsanforderungen an den Motor des Kraftfahrzeuges und damit dem Fahrverhalten abhängig sind. Der hier in Form der Kolben-Zylinder-Einheit 24, 25 dargestellte Hydraulikaktuator zur Übertragung der Lenkbewegung von Lenkhandhabe 2 bzw. Lenkwelle 16 auf den hydraulischen Antrieb 3 ist hingegen meist im Fahrgastinnenraum des Kraftfahrzeuges angeordnet und weist entsprechend andere Temperaturbereiche auf.
Zur Bestimmung eines geeigneten Temperaturwertes T, welcher der weiteren Auswertung zugeführt wird und zur Initiierung der Auswertung selbst, können folgende Varianten gewählt werden:

(a) Abwarten eines stabilen Zustandes, bei dem die Temperatur sich, zumindest sehr wahrscheinlich, kaum mehr ändert und Messung des Temperaturwertes T an dem verfügbaren Ort im Fahrzeug;
(b) Messung der Temperatur an mehreren Orten im Fahrzeug und prüfen, ob die Unterschiede zwischen den verschiedenen gemessenen Temperaturen so gering sind, dass einer der Werte als geeigneter Temperaturwert T verwendet werden kann und Initiierung der Auswertung, falls der Unterschied zwischen den gemessenen Werten geringer als ein vorgebbarer erster Schwellwert ist;
(c) Messung der Temperatur an mehreren Orten im Fahrzeug und Berechnung einer mittleren Temperatur, die als Temperaturwert T für die Auswertung verwendet wird und Initiierung der Auswertung nach einem frei wählbaren Zeitplan und/oder Ereignismuster;
(d) Messung der Temperatur an mehreren Orten im Fahrzeug und prüfen, ob die Unterschiede zwischen den verschiedenen gemessenen Temperaturen einen vorgebbaren zweiten Schwellwert unterschreiten, so dass daraus ein Temperaturwert T bestimmbar ist und falls ein Temperaturwert T bestimmbar ist, Berechnung einer mittleren Temperatur aus der Mehrzahl der zur Verfügung stehenden gemessenen Temperaturen als Temperaturwert T für die Auswertung und Initiierung der Auswertung.

Die Varianten (a) bis (d) sind jeweils nach den Gegebenheiten auszuwählen, wobei die Variante (d) mehr bevorzugt ist als die Variante (c), die wiederum mehr bevorzugt ist als Variante (b), die wiederum, mehr bevorzugt ist als Variante (a). Um Kosten zu sparen, kann es jedoch besonders vorteilhaft sein, Variante (a) zu wählen. Allerdings ist hier die Vorhersagegenauigkeit am geringsten.
Zur Darstellung der Variante (a) wird eine einzige Temperaturmessung benötigt. Bevor die Auswertung, ob eine schleichende Leckage eingetreten ist, erfolgt, muss das Fahrzeug zwei Stunden, bevorzugt sogar sechs Stunden im Stillstand mit ausgeschaltetem Motor gewesen sein. Danach wird unmittelbar bei Motorstart die Temperatur als Temperaturwert T gemessen und die Auswertung initiiert. Als Variante ist es auch denkbar und möglich, die Zeitdauer, die das Fahrzeug abgeschaltet sein muss, bevor die Auswertung initiiert werden kann, durch die Messung der Temperatur selbst und eine Prüfung, ob die Temperatur sich innerhalb von einer vorgebbaren Zeit nur um weniger als ein vorgebbares Intervall ändert, erfolgen.
Zur Darstellung der Variante (b) sind mindestens zwei Sensoren zur Temperaturbestimmung erforderlich. Als erster Schwellwert für eine Temperaturdifferenz, der unterschritten sein muss, um eine Auswertung zu initiieren, ist bevorzugt ein erster Schwellwert von 10° anzusetzen und mehr bevorzugt ein erster Schwellwert von 5°C anzusetzen. Eine der gemessenen Temperaturen wird als Temperaturwert T der Auswertung zugeführt. Welcher der Temperaturwerte T der am meisten geeignete ist, muss in Versuchen ermittelt werden.
Zur Darstellung der Variante (c) sind ebenfalls mindestens zwei Sensoren zur Temperaturbestimmung erforderlich. Aus den gemessenen Temperaturen wird mit einer Mittelwertbildung, die bevorzugt als gewichtete Mittelwertbildung erfolgt, der Temperaturwert T bestimmt. Die Auswertung wird zu beliebigen Zeitpunkten, beispielsweise unmittelbar nach jedem Motorstart, initiiert.
Zur Darstellung der Variante (d) sind ebenfalls mindestens zwei Sensoren zur Temperaturbestimmung erforderlich. Aus den gemessenen Temperaturen wird mit einer Mittelwertbildung, die bevorzugt als gewichtete Mittelwertbildung erfolgt, der Temperaturwert T bestimmt. Die Auswertung wird jedoch nur dann initiiert, wenn die Differenz zwischen den gemessenen Temperaturen einen vorgebbaren zweiten Schwellwert unterschreitet. Als zweiter Schwellwert für eine Temperaturdifferenz, die unterschritten sein muss, um eine Auswertung zu initiieren, ist bevorzugt ein zweiter Schwellwert von 25°, jedoch mehr bevorzugt ein zweiter Schwellwert von 10°C, jedoch besonders bevorzugt ein zweiter Schwellwert von 5°C anzusetzen. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass eine gleichmäßige Temperatur im Kraftfahrzeug erreicht ist.
Anhand der 2 wird zunächst eine erste Variante geschildert, wie man mittels der Auswerteinrichtung 7 auf Basis der indirekt oder direkt bestimmten bzw. gemessenen Temperatur T und Druck p der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 eine Aussage zum Volumen V der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 ableitet. Bei dieser ersten Art der Auswertung wird nicht unmittelbar ein Volumen oder eine Volumenänderung berechnet sondern eine charakteristische Größe bestimmt, welche widerspiegelt, ob das Volumen V der Hydraulikflüssigkeit noch im zulässigen Bereich liegt. Bei diesem Verfahren ist vorgesehen, dass zur Bestimmung der charakteristischen Größe mittels der Auswerteeinrichtung Wertepaare aus Temperaturwert T und Druck p, welche vorab, wie beschrieben, bestimmt werden, mit vorab für bekannte Volumina V an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 bestimmten Temperatur-Druckverläufen 12, 13 verglichen werden.
Der in 2 gezeigte Temperatur-Druckverlauf 12 wird über entsprechende vorab durchgeführte Kalibriermessungen bestimmt, wenn der hydraulische Antrieb 3 maximal mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist. Der Temperatur- und Druckverlauf 12 gibt somit das Verhältnis zwischen Temperaturwert T und Druck p der Hydraulikflüssigkeit an, wie er zu beobachten ist, wenn das maximal mögliche Volumen V0 an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 vorhanden ist und es somit noch zu keinen Leckagen gekommen ist. Der Temperatur-Druckverlauf 13 hingegen gibt die Situation an, wenn nur noch das Mindestvolumen Vmin an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 vorhanden ist. Auch der Temperatur-Druckverlauf 13 kann anhand von entsprechenden Kalibriermessungen vorab bestimmt werden. In 2 ist weiters ein Temperaturintervall zwischen T1 und T2 vorgegeben, innerhalb dessen eine Auswertung stattfinden darf. Bei Temperaturwerten T der Hydraulikflüssigkeit außerhalb dieses Intervalls wird keine Auswertung durchgeführt. Die Temperaturen T1 und T2 sowie die Temperatur-Druckverläufe 12 und 13 geben somit ein Fenster vor. Liegen die dann aktuell bestimmten Wertepaare 15 von Temperaturwert T und Druck p innerhalb dieses Fensters, so ist noch ein ausreichendes Volumen V bzw. eine ausreichende Menge an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 vorhanden. Liegen die Wertepaare 15 außerhalb dieses Fensters, also vor allem auf oder unterhalb des Temperatur-Druckverlaufes 13 so ist ein nicht mehr zulässiger Betriebszustand erreicht oder die Auswertung bei nicht zulässigen Temperaturen durchgeführt worden. Besonders wichtig ist der Temperatur-Druckverlauf 13. Liegen die Wertepaare 15 auf oder unterhalb dieser Kennlinie 13, so ist zu wenig Hydraulikflüssigkeit vorhanden bzw. das Mindestvolumen Vmin unterschritten. Es ist auch denkbar die Auswertung nur mittels dieser Kennlinie vorzunehmen, insbesondere wenn anderweitig sichergestellt ist, dass die Auswertung im zulässigen Temperaturbereich erfolgt. Gestrichelt eingezeichnet ist in 2 ein weiterer Temperatur-Druckverlauf 28, welcher ein einem etwas über dem Minimalvolumen Vmin im hydraulischen Antrieb 3 vorhandenen Volumen V an Hydraulikflüssigkeit entspricht. Ein solches Zwischenniveau in Form des Temperatur-Druckverlaufs 28 kann z. B. zur Auslösung einer Vorwarnung verwendet werden. Liegt das aktuell bestimmte Wertepaar 15 aus Temperaturwert T und Druck p auf oder unterhalb des Temperatur-Druckverlaufes 28, so ist die Lenkeinrichtung noch funktionsfähig. Es kann eine Warnmeldung ausgegeben werden, dass wieder Hydraulikflüssigkeit nachgefüllt werden muss. Nimmt man in entsprechenden zusätzlichen Kalibriervorgängen weitere Temperatur- und Druckverläufe zwischen den Verläufen 12 und 13 auf, so kann aus der charakterischen Größe in Form der Lage eines jeweils aktuell bestimmten Wertepaares 15 relativ zu diesen Temperatur-Druckverläufen auch aus einer Grafik gem. 2 direkt das Volumen V bzw. die Menge der noch aktuell im hydraulischen Antrieb 3 vorhandenen Hydraulikflüssigkeit abgelesen werden.
In 3 ist eine andere Art der Auswertung der, wie bereits geschildert, bestimmten Temperaturwerte T und Drücke p dargestellt. Bei diesen Ausgestaltungsformen, wie sie in 3 schematisiert dargestellt sind, ist vorgesehen, dass nach der Initiierung der Auswertung jeweils zumindest ein Wertepaar 15 aus Temperaturwert T und Druck p zum jeweiligen Zeitpunkt ti bestimmt wird, und das zum jeweiligen Zeitpunkt vorhandene Volumen Vi an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 berechnet wird. Dabei ist es vorgesehen, das jeweilige, im hydraulischen Antrieb vorhandene Volumen V aus dem jeweiligen Wertepaar 15 von Temperaturwert T und Druck p bei Kenntnis des ursprünglichen Gesamtvolumens V0 und des Wärmeausdehnungskoeffizienten der Hydraulikflüssigkeit und einer Federkennlinie der Druckquelle 10 des Druckspeichers 8 direkt zu berechnen. Die Berechnung erfolgt anhand der physikalischen Zusammenhänge, wie sie allgemeiner Stand der Technik sind und daher hier nicht explizit dargelegt werden. Der so berechnete Wert des Volumens V, der momentan noch im hydraulischen Antrieb 3 vorhandenen Hydraulikflüssigkeit kann mittels des bestimmten Temperaturwertes T der Hydraulikflüssigkeit in ein Volumen Vi bei einer Normtemperatur umgerechnet werden. Dieses jeweilige Volumen Vi zum Zeitpunkt ti wird in Abhängigkeit von der Zeit ti abgespeichert. Daraus wird, wie in 3 veranschaulicht, mit einer Trendanalyse über mehrere Zeitpunkte ti, ti + 1, ... tn der Zeitpunkt tx abgeschätzt, bei dem das minimal erforderliche Mindestvolumen Vmin erreicht ist. („i” ist der jeweilige Laufindex, der wie in der Mathematik allgemein üblich, von 0 aufsteigend in ganzen Zahlen gezählt wird.) Anhand der Differenz von der aktuellen Zeit bis zum Zeitpunkt tx kann die Zeitspanne bestimmt oder zumindest abgeschätzt werden, bis das Mindestvolumen Vmin erreicht wird. Entsprechend groß ist die Zeit, die das System bzw. der hydraulische Antrieb noch betriebsbereit ist, also umgangssprachlich ausgedrückt: noch hält. Unterschreitet die Zeitspanne von einem Zeitpunkt tn bis zum geschätzten Zeitpunkt tx, bei dem das Minimalvolumen Vmin erreicht sein wird, eine vorgebbare erste Haltezeit, so werden mit Vorteil an den Fahrer entsprechende Warnhinweise ausgegeben. Darüber hinaus ist es möglich, bei Erreichen des Minimalvolumens Vmin oder bei Erreichen eines Volumens, das geringfügig größer ist als das Minimalvolumen Vmin + ε, oder bei Erreichen einer zweiten Haltezeit, die kürzer ist als die erste Haltezeit, den weiteren Betrieb des Kraftfahrzeuges vollständig zu unterbinden, z. B. indem über einen entsprechenden Eingriff in die Zündung ein Starten des Fahrzeuges nicht mehr möglich ist.
Zur Erhöhung der Genauigkeit der vorgeschlagenen Vorgehensweisen ist es günstig, wenn die Federkennlinie der Druckquelle 10 im Druckspeicher möglichst flach ausgebildet ist. Dies kann bei mechanischen Federn beispielsweise über eine Parallelschaltung mehrerer Federn erreicht werden. Weiters ist im Sinne einer Erhöhung der Genauigkeit ein möglichst großes Speichervolumen 9, vorzugsweise im Bereich der eingangs genannten Volumina, günstig. Durch eine flache Federkennlinie wird deren Einfluss auf die Volumenbestimmung verringert und eine größere Unabhängigkeit von Änderungen in der Vorspannung der Druckquelle 10 erreicht.
4 zeigt schematisiert den Ablauf einer Auswertung gem. 3 mittels Trendanalyse. Zunächst werden zu einem Zeitpunkt ti mittels der entsprechenden Sensoren 5 und 6 die Temperaturen T1, T2, ... Tm und der Druck p der Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 bestimmt. Im Verfahrensschritt 29 wird dann zunächst bestimmt, ob die Auswertung initiiert wird oder nicht und der Temperaturwert Ti und der Druck pi zur Weiterleitung an den nächsten Verfahrensschritt 30 bestimmt. Wenn die Initiierung erfolgt ist, wird im Verfahrensschritt 30 aus den bestimmten Wertepaaren Ti und pi in der geschilderten Art und Weise das Volumen Vi zum Zeitpunkt ti bestimmt. Im Verfahrensschritt 31 kann das berechnete Volumen Vi zum Zeitpunkt ti für die Trendanalyse gespeichert werden. Im Verfahrensschritt 32 kann die Trendanalyse anhand der bereits gespeicherten Wertepaare durchgeführt werden um den Volumen-Zeit-Verlauf 14 zu berechnen. Im Verfahrensschritt 33 kann der Zeitpunkt tx bestimmt werden, zu dem voraussichtlich nur noch das Mindestvolumen Vmin an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb 3 vorhanden sein wird. Im Verfahrensschritt 34 wird dann überprüft, ob das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt der Messung ti und dem Zeitpunkt tx, zu dem voraussichtlich das zulässige Volumen Vmin erreicht wird, noch größer als eine vorgebbare Warnschwelle ist. Ist das so bestimmte Zeitintervall geringer als die Warnschwelle, so wird als Auswerteergebnis eine Gefahr detektiert und in einem Verfahrensschritt 36 eine entsprechende Maßnahme, wie z. B. Herausgabe einer Warnung, durchgeführt. Ist das so bestimmte Zeitintervall größer als die Warnschwelle, so kommt die Auswerteeinrichtung 7 zu dem Ergebnis, dass keine Gefahrensituation vorliegt, woraufhin sie das Verfahren im Verfahrensschritt 35 fortgesetzt. Im Verfahrensschritt 35 wird dann der Index i um eins erhöht und das System in Bereitschaftsstellung, für einen weiteren Zyklus gebracht.
Bezugszeichenliste

1: Lenkeinrichtung
2: Lenkhandhabe
3: hydraulischer Antrieb
4: Rad
5: Temperatursensor
6: Sensor zur Druckbestimmung
7: Auswertungseinrichtung
8: Druckspeicher
9: Speichervolumen
10: Druckquelle
11: elektrischer Antrieb
12: Temperatur-Druckverlauf
13: Temperatur-Druckverlauf
14: Volumen-Zeit-Verlauf
15: Wertepaar
16: Lenkwelle
17: Lenkeingabesensor
18: Elektromotor
19: Getriebe
20: Spurstange
21: Kolben
22: Zylinder
23: Hydraulikleitung
24: Kolben
25: Zylinder
26: Bypass
27: Bypassventil
28: Temperatur-Druckverlauf
29: Verfahrensschritt
30: Verfahrensschritt
31: Verfahrensschritt
32: Verfahrensschritt
33: Verfahrensschritt
34: Verfahrensschritt
35: Verfahrensschritt
36: Verfahrensschritt
37: Kolbenstange
p: Druck
T: Temperatur
V: Volumen

Claims

Lenkeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkhandhabe (2) und mit zumindest einem hydraulischen Antrieb (3) zur Veränderung einer Winkelstellung zumindest eines Rades (4) des Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkeinrichtung (1) zumindest einen Temperatursensor (5) zur direkten oder indirekten Bestimmung eines Temperaturwertes (T) einer Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs (3) und zumindest einen Sensor (6) zur direkten oder indirekten Bestimmung des Druckes (p) der Hydraulikflüssigkeit in dem hydraulischen Antrieb (3) und zumindest eine Auswerteeinrichtung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (7) eine Auswerteeinrichtung zur Bestimmung einer für das Volumen (V) oder eine Änderung des Volumens (V) an Hydraulikflüssigkeit im hydraulischen Antrieb (3) charakteristischen Größe aus dem Temperaturwert (T) und dem Druck (p) ist.
Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Antrieb (3), abgesehen von Leckagen, ein in sich abgeschlossenes hydraulisches System ist.
Lenkeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Antrieb (3) einen Druckspeicher (8) mit einem Speichervolumen (9) für die Hydraulikflüssigkeit und mit einer, vorzugsweise permanent wirkenden, Druckquelle (10) zur Druckbeaufschlagung der Hydraulikflüssigkeit aufweist.
Lenkeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeinrichtung (1) zumindest zwei, an voneinander verschiedenen Orten im Kraftfahrzeug angeordnete oder anordenbare Temperatursensoren (5) aufweist, wobei die von diesen bestimmten Temperaturwerte (T) der Auswerteeinrichtung (7) zuführbar und von dieser auswertbar sind.
Lenkeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkeinrichtung (1) zusätzlich zumindest einen elektrischen Antrieb (11) zur Veränderung der Winkelstellung des zumindest einen Rades (4) des Kraftfahrzeugs aufweist.
Verfahren zur Überwachung einer Betriebsbereitschaft einer Lenkeinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lenkeinrichtung (1) eine Lenkhandhabe (2) und zumindest einen hydraulischen Antrieb (3) zur Veränderung einer Winkelstellung zumindest eines Rades (4) des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei mit zumindest einem Temperatursensor (5) der Lenkeinrichtung (1) zumindest ein Temperaturwert (T) einer Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs (3) direkt oder indirekt bestimmt wird und mit zumindest einem Sensor (6) der Lenkeinrichtung (1) zumindest ein Druck (p) der Hydraulikflüssigkeit des hydraulischen Antriebs (3) direkt oder indirekt bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zumindest einer Auswerteeinrichtung (7) eine für ein Volumen (V) oder eine Änderung des Volumens an Hydraulikflüssigkeit ein hydraulischen Antrieb (3) charakteristische Größe aus dem Temperaturwert (T) und dem Druck (p) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der für das Volumen (V) oder für die Änderung des Volumens charakteristischen Größe nur nach Eintreffen zumindest eines vorgebbaren Ereignisses, vorzugsweise nach dem Neustart des Kraftfahrzeuges nachdem das Kraftfahrzeug eine vorgebbare Zeit abgeschaltet war, erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der für das Volumen (V) oder für die Änderung des Volumens charakteristischen Größe nur nach Eintreffen zumindest eines vorgebbaren Ereignisses, vorzugsweise im Falle, dass mehr als ein Temperatursensor (5) zur Bestimmung des Temperaturwertes (T) vorhanden ist, die Temperaturunterschiede zwischen den gemessenen Temperaturen einen vorgebbaren Schwellwert unterschreiten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle, dass mehr als ein Temperatursensor (5) vorhanden sind, der Temperaturwert (T) als Mittelwert und/oder gewichteter Mittelwert von, von zumindest zwei Temperatursensoren bestimmten, vorzugsweise gemessenen, Temperaturen gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der für das Volumen (V) oder die Änderung des Volumens zu verschiedenen Zeitpunkten (ti) bestimmten charakteristischen Größen die Zeitspanne extrapoliert wird, bis das in dem hydraulischen Antrieb (3) zur Verfügung stehende Volumen der Hydraulikflüssigkeit ein vorgebbares minimales Volumen (Vmin) erreicht haben wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Extrapolation auf Basis einer Entwicklungsabschätzung des Volumenverlaufes über der Zeit mit Hilfe einer Exponentialfunktion oder Logarithmusfunktion durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass, vorzugsweise dem Fahrer, ein Warnsignal ausgegeben wird und/oder eine Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges unterbunden wird, wenn die Betriebssicherheit des hydraulischen Antriebs (3) nicht mehr gewährleistet ist oder erwartet wird, dass die Betriebssicherheit des hydraulischen Antriebs (3) nach Ablauf einer vorgebbaren ersten Haltezeit oder vorgebbaren zweiten Haltezeit voraussichtlich nicht mehr gegeben ist.