DE10217716A1 - Power or servo steering system automatically sets steerable wheel angle to straight ahead without operator applying control movement to steering control before departure and/or after journey - Google Patents
Power or servo steering system automatically sets steerable wheel angle to straight ahead without operator applying control movement to steering control before departure and/or after journeyInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fremdkraft- oder Servolenkung, insbesondere eine für einen Steer-by-wire-Betrieb geeignete Lenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb der Lenkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14. The invention relates to power or power steering, especially one for one Steer-by-wire operation suitable steering according to the preamble of claim 1 and a method for operating the steering system according to the preamble of claim 14.
Es sind Fremdkraftlenkungen bekannt (U. Poestgens, "Servolenksysteme für PKW und Nutzfahrzeuge", Die Bibliothek der Technik, Band 217, Verlag Moderne Industrie, 2001, S. 61-68), bei denen ohne mechanische Koppelung eines Lenkgestänges und einer Lenkhandhabe das Lenkgestänge und lenkbare Fahrzeugräder mit Hilfe eines Servomotors bewegt werden. Die als Lenkrad ausgebildete Lenkhandhabe wird dabei von einer Bedienperson eines Kraftfahrzeugs gedreht, wobei der gewählte Lenkwinkel und die Lenkkraft von Sensoren registriert wird. An der Lenkhandhabe, insbesondere an einer Verlängerung der Lenkhandhabe, ist ein Lenkradaktuator drehbeweglich mit der Lenkhandhabe verbunden. Die Lenkhandhabe ist signalleitend mit einer Steuerungs- Regelungseinheit verbunden, welche wiederum mit einem, den Servomotor beinhaltenden Lenkmodul signalleitend verbunden ist. External power steering systems are known (U. Poestgens, "Power steering systems for cars and commercial vehicles", Die Bibliothek der Technik, volume 217 , Verlag Moderne Industrie, 2001, pp. 61-68), in which the steering linkage is used without mechanical coupling of a steering linkage and a steering handle and steerable vehicle wheels are moved using a servo motor. The steering handle, designed as a steering wheel, is rotated by an operator of a motor vehicle, the selected steering angle and the steering force being registered by sensors. On the steering handle, in particular on an extension of the steering handle, a steering wheel actuator is rotatably connected to the steering handle. The steering handle is connected in a signal-conducting manner to a control-regulating unit, which in turn is connected in a signal-conducting manner to a steering module containing the servo motor.
Aus den Daten, die die Sensoren an der Lenkhandhabe über die jeweilige Lenkeingabe der Bedienperson liefern, sowie Daten von mit dem Servomotor verbundenen Sensoren, die u. a. die aktuelle Position des Lenkgestänges beschreiben, errechnet die Steuerungs-Regelungseinheit einen Stellwert, der den Servomotor so steuert, dass die gewünschte Lenkbewegung ausgeführt wird. Um dem Fahrer das gewohnte Lenkgefühl und die damit verbundenen Informationen zu vermitteln, errechnet die Steuerungs- Regelungseinheit einen Stellwert für den Lenkradaktuator, der Kräfte auf die Lenkhandhabe erzeugt. Die bei einem Lenkmanöver aufzubringenden Kräfte an der Lenkhandhabe sind durch die Servolenkung vermindert. From the data the sensors have on the steering handle via the respective steering input provide the operator, as well as data from connected to the servo motor Sensors that u. a. describe the current position of the steering linkage, calculates the Control regulation unit a manipulated variable that controls the servo motor so that the desired steering movement is carried out. To give the driver the usual steering feel and to convey the associated information, the control calculates Control unit a manipulated variable for the steering wheel actuator, the forces on the Steering handle generated. The forces to be exerted during a steering maneuver on the Steering handles are reduced by the power steering.
Solche elektrisch-elektronisch angesteuerten Steer-by-wire-Lenksysteme lassen sich mit zusätzlichen Komfortfunktionen versehen, wie dies die DE 198 24 914 A1 beschreibt. Die dort offenbarte Servolenkung weist beim dynamischen Betrieb eines Kraftfahrzeugs eine Komfortfunktion auf, durch die die Lenkarbeit in Fahrsituationen mit Langzeit-Lenkmomenten bzw. Langzeit-Störkräften erleichtert wird. Bei Fahrbahnen, die über eine längere Strecke eine Seitenneigung aufweisen, bei langeinwirkendem Seitenwind oder langgezogenen Kurvenfahrten werden dabei automatisch die an der Lenkhandhabe aufzubringenden Handkräfte reduziert. Such electrically-electronically controlled steer-by-wire steering systems can be Provided with additional comfort functions, such as DE 198 24 914 A1 describes. The power steering disclosed there has one during dynamic operation Motor vehicle on a comfort function through which the steering work in driving situations Long-term steering torques or long-term disruptive forces is facilitated. On roadways, that have a side slope over a longer distance, with long-acting Cross winds or long turns are automatically the ones on the Hand forces to be applied to the steering handle are reduced.
Bekannt ist eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit elektrischen Steuereinrichtungen, wobei ein am Lenkrad vorgegebener Lenkwinkel über eine Steuereinheit an einen elektrischen Lenkmotor übertragen wird und die lenkbaren Fahrzeugräder vom Lenkmotor in eine entsprechende Lenkposition gebracht werden. Mittels eines Einstellelements kann der Steuereinheit eine gewünschte Grundstellung für die lenkbaren Fahrzeugräder mitgeteilt werden. Bei oder nach dem Abstellen des Fahrzeugs veranlasst die Steuereinheit, dass der Lenkmotor die lenkbaren Fahrzeugräder in die vorgegebene Grundstellung ausrichtet. Insbesondere sind dabei die lenkbaren Fahrzeugräder in Grundstellung geradeaus oder zur Bordsteinkante hin seitlich ausgerichtet (DE 199 18 355 A1). A steering device for vehicles with electrical control devices is known, wherein a steering angle specified on the steering wheel is transmitted to a control unit electric steering motor is transmitted and the steerable vehicle wheels from the steering motor be brought into an appropriate steering position. By means of an adjusting element can the control unit a desired basic position for the steerable vehicle wheels be communicated. When or after parking the vehicle, the Control unit that the steering motor the steerable vehicle wheels in the predetermined Aligns home position. In particular, the steerable vehicle wheels are in Basic position straight or laterally aligned towards the curb (DE 199 18 355 A1).
Mit einer derartigen elektrischen Lenkvorrichtung ist eine automatische, an die jeweilige Größe und Richtung einer Fahrbahnneigung angepasste Grundstellung eines Lenkwinkels der lenkbaren Fahrzeugräder in der abgestellten Position des Kraftfahrzeugs nicht möglich. Vielmehr kann es bei dieser elektrischen Lenkvorrichtung möglich sein, dass die Grundeinstellung der lenkbaren Fahrzeugräder beispielsweise auf geneigter Fahrbahn in Bezug auf ein mögliches Wegrollen des Fahrzeugs so vorgenommen wird, dass das Fahrzeug bei sich lösender Handbremse geneigt ist wegzurollen. Es bedarf bei der gattungsgemäßen Lenkvorrichtung daher einer ständigen individuellen Anpassung der Grundstellung der lenkbaren Fahrzeugräder durch eine Bedienperson des Fahrzeugs von Hand und in Abhängigkeit von der Neigung der Fahrbahn am Abstellort des Fahrzeugs. Zudem kann durch eine falsch von der Bedienperson gewählte Grundstellung der gelenkten Fahrzeugräder die Lenkvorrichtung in der Parkposition des Fahrzeugs beschädigt werden, indem die lenkbaren Fahrzeugräder unter großer Krafteinwirkung ständig an einem Fahrbahnhindernis anliegen. Der Servomotor ist dabei auch im abgestellten Zustand des Fahrzeugs ständig unter Last. With such an electric steering device is an automatic, to the respective Size and direction of a road inclination adjusted basic position of a Steering angle of the steerable vehicle wheels in the parked position of the motor vehicle is not possible. Rather, it can be possible with this electric steering device that the basic setting of the steerable vehicle wheels, for example, at an incline Lane is made in relation to a possible rolling away of the vehicle so that the vehicle is inclined to roll away when the handbrake is released. It takes with the Generic steering device therefore a constant individual adaptation of the Basic position of the steerable vehicle wheels by an operator of the vehicle by hand and depending on the inclination of the road at the parking location of the Vehicle. In addition, an incorrectly selected basic position by the operator the steered vehicle wheels the steering device in the parked position of the vehicle be damaged by the steerable vehicle wheels under great force constantly face an obstacle. The servo motor is also in the parked condition of the vehicle constantly under load.
Eine automatische Einstellung der lenkbaren Fahrzeugräder in Abhängigkeit von der Neigung der Fahrbahn am Abstellort des Fahrzeugs in dem Sinne, dass bei annähernd ebener bis leicht geneigter Fahrbahn eine Geradeausfahrtstellung der lenkbaren Fahrzeugräder nach Fahrtende eingenommen wird und bei geneigter Fahrbahn nicht oder erst bei Fahrtbeginn eine Geradeausstellung angenommen wird, ist mit der elektrischen Steuereinrichtung nicht möglich. An automatic adjustment of the steerable vehicle wheels depending on the Inclination of the lane at the parking place of the vehicle in the sense that at approximately level to slightly inclined roadway a straight-ahead position of the steerable Vehicle wheels are taken after the end of the journey and not or when the road is inclined A straight-ahead position is only accepted at the start of the journey with the electric one Control device not possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fremdkraft- oder Servolenkung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass durch die Lenkung eine in Bezug auf das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs sichere Parkposition des Kraftfahrzeugs und eine Unterstützung der Rangierarbeit bei Fahrtantritt ermöglicht ist. The invention is based, an external power or power steering the task Generic type in such a way that one with respect to the steering the chassis of the motor vehicle safe parking position of the motor vehicle and a Support of shunting when starting the journey is made possible.
Die Aufgabe wird mit einer Lenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren zum Betrieb der Lenkung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. The task is with a steering with the features of claim 1 and with Method for operating the steering with the features of claim 14 solved.
Um ein Kraftfahrzeug auf einer Fahrbahn in eine sichere Parkposition zu bringen, bei der die lenkbaren Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs in Radhäusern geschützt untergebracht sind und die Rangierarbeit vor Fahrtantritt von der Lenkung unterstützt ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Lenkwinkel eines oder mehrerer lenkbarer Fahrzeugräder mit Hilfe der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit und ohne Stellbewegungen der Bedienperson an der Lenkhandhabe automatisch so zu wählen, dass der Lenkwinkel etwa im Sinne einer Geradeausstellung der lenkbaren Fahrzeugräder ist. Der Lenkwinkel der lenkbaren Fahrzeugräder kann beim Abstellen des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer zunächst in einer beliebigen Position belassen sein. Der Lenkwinkel wird dann anlässlich einer Bedinungshandlung, die in erster Linie anderen Zwecken dient (z. B. dem Abstellen des Antriebsmotors) automatisch durch den Servomotor oder den Lenkradaktuator der Lenkung in die Geradeausstellung eingestellt und anschließend ohne ständige Betätigung des Servomotors beibehalten. To bring a motor vehicle into a safe parking position on a road, at which protects the steerable vehicle wheels of the motor vehicle in wheel arches are accommodated and the maneuvering is supported by the steering before starting the journey provided according to the invention, the steering angle of one or more steerable Vehicle wheels with the help of the control and / or regulating unit and without Adjustment movements of the operator on the steering handle to be selected automatically so that the Steering angle is approximately in the sense of a straight position of the steerable vehicle wheels. The steering angle of the steerable vehicle wheels can be when the motor vehicle is parked be left in any position by the driver. The steering angle is then on the occasion of a condition act that primarily serves other purposes serves (e.g. switching off the drive motor) automatically by the servo motor or set the steering wheel actuator of the steering to the straight ahead position and then maintained without constant actuation of the servo motor.
Zu diesem Zweck wird der Lenkwinkel durch eine Feststelleinrichtung zwischen dem lenkbaren Fahrzeugrad und dem Kraftfahrzeug fixiert, wobei die Feststelleinrichtung eine das Lenkgestänge beaufschlagende Kupplung sein kann. Es kann auch zweckmäßig sein, ein Lenkradschloss des Kraftfahrzeugs so anzusteuern, dass dieses verriegelt, wenn der Lenkwinkel im Sinne einer Geradeausstellung der lenkbaren Fahrzeugräder erreicht ist. Es kann auch zweckmäßig sein, ein selbsthemmendes Lenkgetriebe als Feststelleinrichtung anzuwenden. For this purpose, the steering angle is determined by a locking device between the steerable vehicle wheel and the motor vehicle fixed, the locking device can be a clutch acting on the steering linkage. It can also be expedient to control a steering wheel lock of the motor vehicle so that it locked when the steering angle in the sense of a straight ahead position of the steerable Vehicle wheels is reached. It can also be useful to have a self-locking steering gear to be used as a locking device.
Um ein etwa in der Nähe der Parkposition des Kraftfahrzeugs befindliches Hindernis in die Bemessung des Parkpositions-Lenkwinkels der lenkbaren Fahrzeugräder einzubeziehen, ist es zweckmäßig, den Lenkwinkel in Abhängigkeit von einem Signal eines Abstandsensors an dem Kraftfahrzeug einzustellen. Dabei kann durch den Abstandssensor ein aktueller Abstand des Kraftfahrzeugs von einem Bordstein oder auch zu einem anderen Fahrbahnhindernis gemessen werden. Es kann zweckmäßig sein, anstelle oder zusätzlich zu einem Signal eines Abstandssensors ein Signal eines Kraftsensors zur Bemessung und Einstellung des Lenkwinkels durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit der Lenkung heranzuziehen. Dazu eignen sich Radsensoren, insbesondere zur Messung von Rad-Seitenkräften und Spurstangen- Axialkraftsensoren. Auf diese Weise wird vermieden, dass bei der automatischen Geradeausstellung der lenkbaren Fahrzeugräder diese unter starkem Kraftaufwand gegen ein Hindernis bewegt werden. To an obstacle located approximately in the vicinity of the parking position of the motor vehicle in the dimensioning of the parking position steering angle of the steerable vehicle wheels include, it is appropriate to the steering angle depending on a signal Adjust distance sensor on the motor vehicle. It can by Distance sensor a current distance of the motor vehicle from a curb or be measured to another road obstacle. It can be useful instead of or in addition to a signal from a distance sensor, a signal from a Force sensor for dimensioning and setting the steering angle by the control and / or control unit of the steering. Are suitable for this Wheel sensors, especially for measuring wheel lateral forces and tie rod Axialkraftsensoren. This prevents the automatic Straight ahead of the steerable vehicle wheels against them with great effort to move an obstacle.
Die selbsttätige Einstellung des Lenkwinkels unter den angegebenen Einflussfaktoren und Messgrößen erfolgt bevorzugt beim Abschalten eines Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs sofort oder zeitverzögert. Handelt es sich bei dem Antriebsmotor um eine fremdgezündete Brennkraftmaschine, so kann der Lenkwinkel unmittelbar beim Abschalten der Zündung in seine in der Parkposition beizubehaltenden Größe eingestellt werden. The automatic adjustment of the steering angle under the specified influencing factors and measured variables are preferably carried out when a drive motor is switched off Motor vehicle immediately or with a time delay. If the drive motor is one spark-ignition internal combustion engine, so the steering angle can directly at Switch off the ignition in its size to be maintained in the park position become.
Es kann auch zweckmäßig sein, den Kraftsensor als Bremskraftsensor einer Feststellbremse auszubilden, wobei die selbsttätige Einstellung des Lenkwinkels durch die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit durch die Betätigung der Feststellbremse des Kraftfahrzeugs eingeleitet wird. It may also be appropriate to use the force sensor as a braking force sensor Train parking brake, the automatic adjustment of the steering angle by the Control and / or regulating unit by actuating the parking brake of the Motor vehicle is initiated.
Ein Sitzbelegungserkennungssystem, wie es zur Ansteuerung von Airbag-Systemen eingesetzt wird, kann in die Ansteuerung der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit und zur selbsttätigen Ein- oder Nachstellung des Lenkwinkels der lenkbaren Fahrzeugräder miteinbezogen werden. Zu diesem Zweck ist eine Sitzbelegungserkennungsmatte, bevorzugt mit Auswerteelektronik, in einem Fahrersitz des Kraftfahrzeugs integriert. Die Sitzbelegungserkennungsmatte steuert beim Verlassen des Fahrersitzes durch den Fahrer die Steuerungs- und/oder Regelungseinheit der Lenkung an und löst die selbsttätige Einstellung des Lenkwinkels in der Geradeausstellung der lenkbaren Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs aus. A seat occupancy detection system, such as that used to control airbag systems is used in the control of the control and / or regulating unit and for automatic adjustment or adjustment of the steering angle of the steerable Vehicle wheels are included. For this purpose is a Seat occupancy detection mat, preferably with evaluation electronics, in a driver's seat of the motor vehicle integrated. The seat occupancy detection mat controls when you leave the driver's seat by the driver on the control and / or regulating unit of the steering and releases the automatic adjustment of the steering angle in the straight ahead position of the steerable Vehicle wheels of the motor vehicle.
Es kann auch zweckmäßig sein, den Lenkwinkel bei Betätigung einer Tür, insbesondere der Fahrertür des Kraftfahrzeugs selbsttätig einzustellen. Zur Ansteuerung der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auf diese Weise eignen sich Türschalter bekannter Bauart, wie etwa Kontaktschalter oder Hallsensoren. Handsender oder in Schlüsseln, insbesondere in einem Zündschlüssel integrierte Sender oder Transponder, wie sie von elektronischen Wegfahrsperren bekannt sind, eignen sich ebenso als Eingabeeinrichtung zur Ansteuerung der automatischen Lenkwinkeleinstellung wie verschiedene Schalter im Innenraum oder auf der Außenseite des Kraftfahrzeugs, man denke beispielsweise an Türöffner- oder klinken. It may also be useful to adjust the steering angle when a door is operated, in particular to set the driver's door of the motor vehicle automatically. To control the Control and / or regulating unit in this way, door switches are suitable known type, such as contact switches or Hall sensors. Remote control or in Keys, in particular transmitters integrated in an ignition key or Transponders as they are known from electronic immobilizers are also suitable as Input device for controlling the automatic steering angle adjustment such as various switches in the interior or on the outside of the motor vehicle, one think, for example, of door openers or handles.
Es kann auch zweckmäßig sein, einen Timerbaustein oder dergleichen vorzusehen, um nach einer vorgebbaren Zeit nach Abstellen des Kraftfahrzeugs in seiner Parkposition die Einstellung des Lenkwinkels der lenkbaren Fahrzeugräder in etwa Geradeausstellung automatisch vorzunehmen. Die Einstellung des Lenkwinkels kann auch durch ein Grundmodul einer automatischen Wegfahrsperre erfolgen. It may also be expedient to provide a timer module or the like in order to after a predetermined time after parking the motor vehicle in its parking position the adjustment of the steering angle of the steerable vehicle wheels approximately Straight ahead adjustment to be carried out automatically. The setting of the steering angle can also be done by a Basic module of an automatic immobilizer take place.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt. An embodiment of the invention is shown below with reference to the drawing.
Die Zeichnung zeigt: The drawing shows:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Lenkung in blockschaltbildlicher Darstellung. Fig. 1 is a schematic plan view of a vehicle with a steering in a block diagram representation.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein als Personenkraftwagen ausgebildetes Kraftfahrzeug 2, welches eine für einen Steer-by-wire-Betrieb geeignete Servolenkung 1 aufweist, die selbsttätig in der Lage ist, in Abhängigkeit von dem Signal eines Sensors 46 der direkt oder indirekt die Neigung des Kraftfahrzeugs in seiner Abstellposition detektiert, lenkbare Fahrzeug-Vorderräder 4 des Kraftfahrzeugs 2 vor Fahrtantritt und/oder nach Fahrtende einer Bedienperson des Kraftfahrzeugs 2 etwa oder genau in Geradeausstellung zu bringen. Das Kraftfahrzeug 2 weist unlenkbare Hinterräder 31 und die lenkbaren Fahrzeug-Vorderräder 4 auf, wobei die lenkbaren Fahrzeugräder 4 mit einer Lenkhandhabe 3 gesteuert werden. Die Lenkhandhabe 3 zur Lenkverstellung der lenkbaren Fahrzeugräder 4 ist in üblicher Weise als Lenkrad 32 ausgebildet. Das Lenkrad 32 ist dazu über eine Steuerungs-Regelungseinheit 5 signalleitend mit einem Servomotor 6 verbunden. Der Servomotor 6 ist als pulsweitenmodulierter Elektromotor ausgebildet und betätigt über eine getriebliche Verbindung, bevorzugt über ein selbsthemmendes Lenkgetriebe 11 ein Lenkgestänge 33, das mit Spurstangen 34 und mit Lenkhebeln 35 an den lenkbaren Fahrzeugrädern 4 angebunden ist. Der Servomotor 6 vermindert die bei einem Lenkmanöver aufzubringenden Handkräfte. Wird das Lenkrad 32 nach links eingeschlagen, wird das Lenkgestänge 33 quer zu dem Kraftfahrzeug 2 nach rechts bewegt, so dass die lenkbaren Fahrzeugräder 4 nach links eingeschlagen werden und einen Lenkwinkel 7 einnehmen. Der Lenkwinkel 7 ist dabei der Winkel, den die Längsachse 36 eines lenkbaren Fahrzeugrades 4 zu der Fahrzeuglängsachse 37 des Kraftfahrzeugs 2 einnimmt. Durch die trapezförmige Anordnung der Lenkhebel 35 zu den Spurstangen 34 ergibt sich in bekannter Weise eine Vorspur und eine Lenkwinkeldifferenzierung beider lenkbarer Fahrzeugräder 4, die hier außer Betracht bleibt. Fig. 1 shows a plan view of a motor vehicle 2 designed as a passenger car, which has a power steering 1 suitable for steer-by-wire operation, which is automatically capable, depending on the signal of a sensor 46, of directly or indirectly Inclination of the motor vehicle in its parking position detected, approximately or exactly to bring steerable vehicle front wheels 4 of the motor vehicle 2 before or after the start of the journey and / or after the end of the journey of an operator of the motor vehicle 2 . The motor vehicle 2 has unlenkbare rear wheels 31 and steerable vehicle front wheels 4, wherein the steerable vehicle wheels 4 are controlled by a steering handle. 3 The steering handle 3 for steering adjustment of the steerable vehicle wheels 4 is designed in the usual way as a steering wheel 32 . For this purpose, the steering wheel 32 is connected in a signal-conducting manner to a servomotor 6 via a control-regulating unit 5 . The servo motor 6 is designed as a pulse-width-modulated electric motor and actuates a steering linkage 33 via a gear connection, preferably via a self-locking steering gear 11 , which is connected to the steerable vehicle wheels 4 with tie rods 34 and with steering levers 35 . The servomotor 6 reduces the manual forces to be exerted during a steering maneuver. If the steering wheel 32 is turned to the left, the steering linkage 33 is moved to the right transversely to the motor vehicle 2 , so that the steerable vehicle wheels 4 are turned to the left and assume a steering angle 7 . The steering angle 7 is the angle that the longitudinal axis 36 of a steerable vehicle wheel 4 makes to the vehicle longitudinal axis 37 of the motor vehicle 2 . The trapezoidal arrangement of the steering levers 35 to the tie rods 34 results in a toe-in and a steering angle differentiation of the two steerable vehicle wheels 4 in a known manner, which is not considered here.
Die Steuerungs-Regelungseinheit 5 ist eingangsseitig mit Lenkradsensoren 38 für Lenkwinkel und Lenkkraft an dem Lenkrad 32 und Sensoren 39 für den Lenkwinkel 7 und das Lenkmoment an den lenkbaren Fahrzeugrädern 4 verbunden. The control unit 5 is connected on the input side to steering wheel sensors 38 for steering angle and steering force on steering wheel 32 and sensors 39 for steering angle 7 and steering torque on steerable vehicle wheels 4 .
In bekannter Weise enthält die Steuerungs-Regelungseinheit 5 eine Zielstromfestlegungseinrichtung, eine Abweichungsberechnungseinrichtung, eine PID-Steuerungs- Regelungseinrichtung und eine Pulsweitenmodulations-Signalerzeugungseinrichtung. In a known manner, the control regulation unit 5 contains a target current determination device, a deviation calculation device, a PID control control device and a pulse width modulation signal generation device.
Bei dem Lenkvorgang des Kraftfahrzeugs legt die Zielstromfestlegungseinrichtung einen Zielstrombetrag des Servomotors fest, um ein bestimmtes Lenkunterstützungs- Drehmoment entsprechend des manuellen Lenkdrehmomentes zu erreichen. Bevorzugt ist die Zielstromfestlegungseinrichtung mit einem Datenspeicher wie einem ROM- Element ausgestattet. Die Zielstromfestlegungseinrichtung sucht unter Anwendung spezifischer Algorithmen jeweils den Zielstrombetrag aus dem Datenbereich des ROM unter Maßgabe des Lenkdrehmomentsignals heraus und gibt das Ergebnis an die Abweichungsberechnungseinrichtung aus, wobei unter Einschluss der PID-Steuerungs- Regelungseinrichtung und der Pulsweitenmodulations-Signalerzeugungseinrichtung der Servomotor 6 angesteuert wird. Die Zielstromfestlegungseinrichtung der Steuerungs- Regelungseinheit 5 kann auch erfindungsgemäß Selbststeuerungsaufgaben, wie etwa die automatische Ansteuerung des Lenkwinkels 7 bei stillstehendem Kraftfahrzeug übernehmen. During the steering operation of the motor vehicle, the target current setting device sets a target current amount of the servo motor in order to achieve a specific steering assist torque in accordance with the manual steering torque. The target current setting device is preferably equipped with a data memory such as a ROM element. The target current determination device uses specific algorithms to find the target current amount from the data area of the ROM in accordance with the steering torque signal and outputs the result to the deviation calculation device, the servomotor 6 being controlled, including the PID control device and the pulse width modulation signal generation device. According to the invention, the target current setting device of the control-regulating unit 5 can also perform self-control tasks, such as the automatic control of the steering angle 7 when the motor vehicle is at a standstill.
Beim Abstellen des Kraftfahrzeugs 2 auf einer Fahrbahn 30 ist es zweckmäßig, die lenkbaren Fahrzeugräder 4 des Kraftfahrzeugs 2 automatisch, ohne direkte Stellbewegung der Bedienperson an der Lenkhandhabe 3 so einzustellen, dass der Lenkwinkel 7 genau oder etwa genau im Sinne einer Geradeausfahrtstellung gegen 0° eingestellt wird. Dadurch sind die lenkbaren Fahrzeugräder 4 im abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs 2 so eingestellt, dass sie aus Radhäusern des Kraftfahrzeugs 2 nicht hervorstehen und so weniger die Möglichkeit besteht, dass die Fahrzeugräder 4 von anderen Fahrzeugen angefahren werden. Dadurch ist die Gefahr, dass Schäden an der Lenkung, insbesondere verdeckte, erst bei Wiederaufnahme des Betriebes des Kraftfahrzeugs 2 erkennbare Schäden an Lenkgetriebe 11 oder an sonstigen, insbesondere mechanischen Bauteilen der Lenkung entstehen können, verringert. Der Lenkwinkel 7 kann auch zur Erleichterung der Rangierarbeit erst vor dem Fahrtantritt ohne Stellbewegung der Bedienperson an der Lenkhandhabe 3 unter Mitwirkung der Steuerungs- Regelungseinheit 5 der Lenkung 1 auf etwa 0° im Sinne einer Geradeausfahrtstellung der lenkbaren Fahrzeugräder 4 eingestellt werden. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn das Kraftfahrzeug 2 an Plätzen mit Neigung oder Gefälle mit schrägstehenden lenkbaren Fahrzeugrädern 4 abgestellt werden soll. When the motor vehicle 2 is parked on a roadway 30 , it is expedient to set the steerable vehicle wheels 4 of the motor vehicle 2 automatically, without a direct actuating movement of the operator on the steering handle 3, in such a way that the steering angle 7 is set exactly or approximately exactly in the sense of a straight-ahead position against 0 ° becomes. As a result, the steerable vehicle wheels 4 in the parked state of the motor vehicle 2 are set in such a way that they do not protrude from the wheel arches of the motor vehicle 2 and there is less the possibility that the vehicle wheels 4 will be hit by other vehicles. This reduces the risk of damage to the steering, in particular hidden damage to the steering gear 11 or other, in particular mechanical components of the steering, which can only be recognized when the motor vehicle 2 is restarted. The steering angle 7 can also be the steering system 1 can be set to about 0 ° in terms of a straight-ahead position of the steerable vehicle wheels 4 to facilitate the shunting only before driving without adjusting movement of the operator at the steering handle 3 with the cooperation of control control unit. 5 This is particularly expedient if the motor vehicle 2 is to be parked in places with inclination or gradient with inclinable steerable vehicle wheels 4 .
Der Lenkwinkel 7 der lenkbaren Fahrzeugräder 4 wird so ein- oder nachgestellt und verbleibt dann ohne dauernde Betätigung des Servomotors 6 so, bis das Kraftfahrzeug 2 wieder benutzt wird. Der Lenkwinkel 7 kann auch durch andere Stellglieder als den Servomotor 6, wie etwa durch einen weiteren Servomotor, in dem Lenkgestänge oder durch den Lenkradaktuator 12 an der Lenkhandhabe 3 in der bezeichneten Weise ein- oder nachgestellt werden. The steering angle 7 of the steerable vehicle wheels 4 is adjusted or adjusted in this way and then remains without continuous actuation of the servo motor 6 until the motor vehicle 2 is used again. The steering angle 7 can also be adjusted or adjusted by actuators other than the servo motor 6 , such as by another servo motor, in the steering linkage or by the steering wheel actuator 12 on the steering handle 3 in the manner described.
Um ein Beibehalten der Position der lenkbaren Fahrzeugräder 4 mit dem in Geradeausfahrtstellung eingestellten Lenkwinkel 7 zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, eine Feststelleinrichtung 8, die sich zwischen dem oder den lenkbaren Fahrzeugrädern und starren Teilen des Kraftfahrzeugs 2 abstützt, vorzusehen. Die Feststelleinrichtung 8 kann eine die beweglichen Teile der Lenkung 1 umgreifende Kupplung 9 sein, die etwa an dem Lenkgetriebe 11 angeordnet ist. In order to make it possible to maintain the position of the steerable vehicle wheels 4 with the steering angle 7 set in the straight-ahead driving position, it is expedient to provide a locking device 8 which is supported between the steerable vehicle wheel or wheels and rigid parts of the motor vehicle 2 . The locking device 8 can be a clutch 9 which engages around the movable parts of the steering 1 and which is arranged approximately on the steering gear 11 .
Die Kupplung 9 kann auch eine Spurstange 34 umgreifen oder eine etwa zur Verwirklichung einer mechanischen Rückfallebene der Lenkung vorgesehene Lenksäule umfassen. The clutch 9 can also encompass a tie rod 34 or comprise a steering column provided for realizing a mechanical fallback level of the steering.
Die Feststelleinrichtung 8 kann zweckmäßigerweise auch ein bevorzugt von der Steuerungs-Regelungseinheit 5 oder einer automatischen Wegfahrsperre 13 angesteuertes Lenkradschloss 10 sein, das nach Abstellen eines Antriebsmotors 19 des Kraftfahrzeugs 2 durch Ziehen eines Zündschlüssels 28 unverriegelt bleibt und dann verriegelt, wenn der Lenkwinkel 7 eingestellt ist. The locking device 8 can expediently also be a steering wheel lock 10 , preferably controlled by the control-regulating unit 5 or an automatic immobilizer 13 , which remains unlocked after a drive motor 19 of the motor vehicle 2 is turned off by pulling an ignition key 28 and then locked when the steering angle 7 is set ,
Auch ein selbsthemmendes Lenkgetriebe 11 eignet sich als Feststelleinrichtung 8. A self-locking steering gear 11 is also suitable as a locking device 8 .
Um zu vermeiden, dass bei dem selbsttätigen Ansteuern des Lenkwinkels in Geradeausfahrtstellung ein lenkbares Fahrzeugrad 4 an einen Bordstein 40 oder ein sonstiges Fahrbahnhindernis 41 bewegt wird, kann es auch zweckmäßig sein, zusätzlich oder ausschließlich den Lenkwinkel 7 in Abhängigkeit von einem Signal eines Abstandssensors 15 des Kraftfahrzeugs 2 einzustellen. Der Abstandssensor ist eingangsseitig mit der Steuerungs-Regelungseinheit 5 verbunden. Der Abstandssensor 15 kann dabei einen Abstand des Kraftfahrzeugs 2 zu dem Bordstein 40, zu einem in der Nähe des Kraftfahrzeugs 2 oder zu einem beliebigen anderen Hindernis 41 in der Nähe des Kraftfahrzeugs 2 messen. Der Abstandssensor 15 kann an der Front, am Heck oder an einer Seite, bevorzugt in der Nähe eines Rades 4, 31 des Kraftfahrzeugs 4 angeordnet sein. Es kann auch zweckmäßig sein, Arrays von Abstandssensoren 15 wie etwa Ultraschallsensoren von Einpark-Rangierhilfen zu diesem Zweck zu verwenden. In order to prevent a steerable vehicle wheel 4 from being moved to a curb 40 or other road obstacle 41 when the steering angle is automatically actuated in the straight-ahead driving position, it may also be expedient to additionally or exclusively use the steering angle 7 as a function of a signal from a distance sensor 15 Motor vehicle 2 adjust. The distance sensor is connected on the input side to the control-regulating unit 5 . The distance sensor 15 can measure a distance of the motor vehicle 2 to the curb 40 , to a near the motor vehicle 2 or to any other obstacle 41 in the vicinity of the motor vehicle 2 . The distance sensor 15 can be arranged on the front, on the rear or on one side, preferably in the vicinity of a wheel 4 , 31 of the motor vehicle 4 . It may also be expedient to use arrays of distance sensors 15, such as ultrasonic sensors of parking maneuvering aids, for this purpose.
Ein Kraftsensor 16, wie etwa ein Spurstangen-Axialkraftsensor zur Messung von Radseitenkräften oder auch ein Bremskraftsensor 17 der Feststellbremse 18 des Kraftfahrzeugs 2 lässt sich in die Bemessung der Größe des Lenkwinkels 7 miteinbeziehen, wobei mit zunehmender Bremskraft der Lenkwinkel 7 nicht mehr im Sinne einer Geradeausstellung eingestellt ist. A force sensor 16 , such as a tie rod axial force sensor for measuring wheel side forces or also a braking force sensor 17 of the parking brake 18 of the motor vehicle 2, can be included in the dimensioning of the size of the steering angle 7 , the steering angle 7 no longer being in the sense of a straight position with increasing braking force is set.
Der Lenkwinkel 7 wird dabei bei Detektion eines möglichen Kollisionsereignisses der lenkbaren Fahrzeugräder 4 nur so gegen 0° eingestellt, dass keine hohen, dauerhaften zusätzlichen Radkräfte an den lenkbaren Fahrzeugrädern entstehen. When a possible collision event of the steerable vehicle wheels 4 is detected, the steering angle 7 is only set against 0 ° in such a way that no high, permanent additional wheel forces arise on the steerable vehicle wheels.
Die Steuerungs-Regelungseinheit 5 lässt sich so programmieren, dass der Lenkwinkel 7 beim Abschalten des Antriebsmotors 19 oder Abstellen der Zündung des Antriebsmotors unmittelbar oder zeitverzögert in die angegebene Position eingestellt wird. Es kann auch zweckmäßig sein, den Lenkwinkel 7 erst in Verbindung mit einem positiven Signal des Bremskraftsensors 17 der Feststellbremse 18 in die angegebene Position im Sinne einer Geradeausfahrtstellung einzustellen, wobei das Signal eines Rad- Drehzahlsensors, welches einen Stilltand der Fahrzeugräder 4, 31 anzeigt, sinnvollerweise in die Einstellung des Lenkwinkels 7 mit einbezogen wird. The control-regulating unit 5 can be programmed such that the steering angle 7 is set to the specified position immediately or with a time delay when the drive motor 19 is switched off or the ignition of the drive motor is switched off. It may also be expedient to set the steering angle 7 only in connection with a positive signal from the brake force sensor 17 of the parking brake 18 into the specified position in the sense of a straight-ahead position, the signal from a wheel speed sensor which indicates that the vehicle wheels 4 , 31 are at a standstill, is sensibly included in the setting of the steering angle 7 .
Ist in dem Kraftfahrzeug 2 ein Sitzbelegungs-Erkennungssystem 20 integriert, so kann es zweckmäßig sein, anstelle oder zusammen mit den vorgenannten Ansteuerungsarten der Steuerungs-Regelungseinheit 5 zur Auslösung des automatischen Einstellungsvorgangs des Lenkwinkels 7 ein Signal des Sitzbelegungs-Erkennungssystems 20 beim Verlassen eines Fahrersitzes 21 durch die Bedienperson heranzuziehen, um den Lenkwinkel 7 in Geradeausfahrtstellung einzustellen. If a seat occupancy detection system 20 is integrated in the motor vehicle 2 , it may be expedient to send a signal from the seat occupancy detection system 20 when leaving a driver's seat 21 instead of or together with the aforementioned control types of the control-regulating unit 5 to trigger the automatic adjustment process of the steering angle 7 by the operator to adjust the steering angle 7 in the straight-ahead position.
Die automatische Einstellung des Lenkwinkels 7 bei abgestelltem Kraftfahrzeug 2 kann auch durch die Betätigung eines Türschalters 22 zumindest an der Fahrertür 23 des Kraftfahrzeugs 2 in Verbindung mit einem Schließvorgang der Türen an dem Kraftfahrzeug 2 initiiert werden. Dazu eignen sich Kontaktschalter 43 oder Hall-Sensoren 44. Zum Auslösen der Lenkwinkel-Einstellung kann die Steuerungs-Regelungseinheit 5 mit einer Eingabeeinrichtung 24 eingangsseitig verbunden sein. Die Eingabeeinrichtung 24 kann als Schalter 25, wie etwa als Kipp- oder Wippschalter oder Drehschalter im Innenraum des Kraftfahrzeugs 2 ausgebildet sein. Derartige Schalter können auch auf der Außenseite des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet werden. The automatic adjustment of the steering angle 7 when the motor vehicle 2 is parked can also be initiated by actuating a door switch 22 at least on the driver's door 23 of the motor vehicle 2 in conjunction with a closing operation of the doors on the motor vehicle 2 . Contact switches 43 or Hall sensors 44 are suitable for this. To trigger the steering angle setting, the control-regulating unit 5 can be connected to an input device 24 on the input side. The input device 24 can be designed as a switch 25 , such as a toggle or rocker switch or rotary switch in the interior of the motor vehicle 2 . Such switches can also be arranged on the outside of motor vehicle 2 .
Als Eingabeeinrichtung 24 eignen sich auch, wie Fig. 1 zeigt, ein Sender oder Handsender 42 oder ein Transponder 26 an einem Schlüssel 27, insbesondere an einem Zündschlüssel 28 für das Kraftfahrzeug 2. Die genannten Sensoren und Eingabeeinrichtungen zur Auslösung und Ansteuerung des Einstellvorgangs für den Lenkwinkel 7 können eingangsseitig der Steuerungs-Regelungseinheit 5 oder auch teilweise an einem Grundmodul 29 der automatischen Wegfahrsperre 13 angeordnet sein. The input device 24 also, a transmitter or remote control transmitter 42 or a transponder 26 on a key 27 are shown as FIG. 1, in particular at an ignition key 28 for the motor vehicle 2. The sensors and input devices mentioned for triggering and actuating the setting process for the steering angle 7 can be arranged on the input side of the control / regulation unit 5 or also partially on a basic module 29 of the automatic immobilizer 13 .
Es kann zweckmäßig sein, die Sensoren anstatt parallel teilweise oder ganz in Reihe zu schalten. It may be expedient to partially or completely row the sensors instead of in parallel turn.
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