DE10255066B4 - Mehrkreis-Lenksystem - Google Patents

Abstract

Mehrkreis-Lenksystem mit einem primären Lenksystem, das einen ersten Lenkmotor und eine erste Lenksteuereinrichtung aufweist, mindestens einem sekundären Lenksystem, das einen zweiten Lenkmotor und eine zweite Lenksteuereinrichtung aufweist, einem Lenkgeber und einer Umschalteinrichtung zur Auswahl eines der Lenksysteme, wobei zwischen dem Lenkgeber und der zweiten Lenksteuereinrichtung ein Umsetzungsglied angeordnet ist, das einen Umsetzungsfaktor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsglied (52) einen sich von einem im Moment einer Fehlererkennung vorgegebenen Startwert (k0) zu einem nach einer vorbestimmten Zeitdauer (dt) ergebenden Zielwert ändernden Umsetzungsfaktor (k) aufweist und eine Einstelleinrichtung (54) zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer (dt) vorgesehen ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Mehrkreis-Lenksystem mit einem primären Lenksystem, das einen ersten Lenkmotor und eine erste Lenksteuereinrichtung aufweist, mindestens einem sekundären Lenksystem, das einen zweiten Lenkmotor und eine zweite Lenksteuereinrichtung aufweist, einem Lenkgeber und einer Umschalteinrichtung zur Auswahl eines der Lenksysteme, wobei zwischen dem Lenkgeber und der zweiten Lenksteuereinrichtung ein Umsetzungsglied angeordnet ist, das einen Umsetzungsfaktor aufweist.
• Die einfachste Form eines Mehrkreis-Lenksystems ist ein Zweikreis-Lenksystem.
• Ein derartiges Zweikreis-Lenksystem ist aus DE 198 44 331 A1 bekannt. DE 198 44 331 A1 zeigt ein hydraulisches Zweikreis-Lenksystem, wobei jeder Kreis eine Steuereinheit und einen damit über Motorleitungen verbundenen Lenkmotor aufweist. Für beide Steuereinheiten ist ein gemeinsames Lenkorgan und ein gemeinsames Lenkgestänge vorgesehen. Ein Umschaltventil verbindet alternativ die Motorleitungen des einen Kreises oder die Motorleitungen des anderen Kreises miteinander, so daß jeweils einer der Kreise wirksam und der andere Kreis unwirksam ist. Es ist ein Umschaltsignalgeber vorgesehen, der die Umschaltung des Umschaltventils nicht nur bei einem Fehler im wirksamen Kreis, sondern auch in Abhängigkeit von mindestens einem fehlerunabhängigen Parameter bewirkt.
• DE 101 01 827 A1 zeigt eine Lenkanordnung für Kraftfahrzeuge, die nach dem Prinzip "steer by wire" arbeitet. Die Lenkanordnung weist ein Normalbetriebssystem ohne Zwangskopplung zwischen einer Lenkhandhabe und gelenkten Fahrzeugrädern auf, sowie ein Notfallbetriebssystem, das mit Zwangskopplung zwischen gelenkten Fahrzeugrädern und Lenkhandhabe arbeitet. Zusätzlich ist ein Zusatzbetriebssystem vorgesehen, das bei Fehlfunktion des Normalbetriebssystems dessen Aufgaben übernimmt und in einer Übergangsphase das Betriebsverhalten der Lenkanordnung an das Betriebsverhalten des Notfallbetriebssystems angleicht, das nach Abschluß der Übergangsphase eingeschaltet wird. Hiermit gewährt man dem Fahrer beim Übergang vom Normalbetriebssystem auf das Notfallbetriebssystem eine Eingewöhnungszeit.
• In DE 100 46 858 A1 überwacht man fortlaufend das primäre Lenksystem darauf hin, ob es fehlerfrei arbeitet. Sobald ein Fehler festgestellt wird, von dem man annimmt, daß er die Funktion des primären Lenksystems in nicht tolerierbarer Weise beeinträchtigt, wird die Umschalteinrichtung betätigt und das sekundäre Lenksystem zur Steuerung des Fahrzeugs verwendet.
• Ein derartiges Zweikreis-Lenksystem ist insbesondere für landwirtschaftliche Fahrzeuge oder andere schwere Arbeitsgeräte vorgesehen, die für höhere Geschwindigkeiten zugelassen sind. Derartige Fahrzeuge sind bauartbedingt für mindestens 62 km/h ausgelegt, d.h. sie können auf der Autobahn fahren. Wenn bei höheren Geschwindigkeiten ein Fehler im primären Lenksystem auftritt, beispielsweise der Bruch einer Versorgungsleitung, dann vergeht eine gewisse Zeit, bis das sekundäre Lenksystem in Aktion treten kann. Auch wenn es sich bei diesem kurzen Zeitraum nur um Bruchteile einer Sekunde handelt, läßt sich in vielen Fällen beobachten, daß der Fahrer eines derartigen Fahrzeugs mit "Panik" reagiert und versucht, die fehlende Reaktion des Fahrzeugs auf seine Lenkbewegungen durch einen vergrößerten oder schnelleren Ausschlag des Lenkhandrades zu kompensieren. Dies wiederum kann dazu führen, daß das Fahrzeug dann, wenn das sekundäre Lenksystem in Betrieb genommen wird, unkontrollierte und nicht gewollte Richtungsänderungen durchführt, die zu gefährlichen Situationen führen können.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fahren mit einem Fahrzeug sicherer zu machen, das mit einem Zweikreis-Lenksystem ausgerüstet ist.
• Diese Aufgabe wird bei einem Zweikreis-Lenksystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, das Umsetzungsglied einen sich von einem im Moment einer Fehlererkennung vorgegebenen Startwert zu einem nach einer vorbestimmten Zeitdauer ergebenden Zielwert ändernden Umsetzungsfaktor aufweist und eine Einstelleinrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer vorgesehen ist.
• Mit einem derartigen Lenksystem wird im Moment des Umschaltens zwischen dem primären Lenksystem und dem sekundären Lenksystem ein Zusammenhang, d.h. eine Übertragungsfunktion, zwischen dem Lenkgeber und der zweiten Lenksteuereinrichtung geändert. In diesem Fall führt eine Bewegung des Lenkhandrades oder eines anderen Lenkgebers, beispielsweise eines Steuerknüppels, beispielsweise zu einem verminderten Ausschlag am zweiten Lenkmotor des sekundären Lenksystems oder zu einer Begrenzung des Ausschlags des zweiten Lenkmotors oder einer anderen Veränderung. Auch wenn der Fahrer des Fahrzeugs in Panik gerät und größere Lenkausschläge vornimmt, weil sich aufgrund eines aufgetretenen Fehlers bis zum Umschalten auf das sekundäre Lenksystem "nichts tut", werden beim Aktivieren des sekundären Lenksystems keine übermäßig großen Reaktionen des Fahrzeugs zu beobachten sein. Die Einwirkungsmöglichkeiten des Fahrers auf das Fahrzeug sind nach wie vor vorhanden. Sie werden aber gedämpft. Für einen vorbestimmten Zeitraum wird die Reaktion des Fahrzeugs auf Lenkausschläge des Fahrers gedämpft. Diese Dämpfung ist aber nur im Moment des Umschaltens bzw. in einem relativ kurzen Zeitraum danach erforderlich. Letztendlich möchte der Fahrer das Fahrzeug auch mit dem sekundären Lenksystem genauso steuern können, wie mit dem primären Lenksystem. Der Zielwert wird also so gewählt, daß sich das Fahrzeug, das über das sekundäre Lenksystem gesteuert wird, nach Ablauf der Zeitdauer im Grunde genauso verhält, wie wenn es durch das primäre Lenksystem gesteuert würde. In dem Übergangsbereich, d.h. vom Auftreten des Fehlers bis zum Erreichen des Zielwertes, wird der Proportionalitätsfaktor entsprechend geändert. Die Lenksteuereinheiten können direkt oder indirekt Lenkdrücke, d.h. Drücke zum Betätigen der Lenkmotoren, erzeugen. In diesem Fall kann man sie auch als Lenkdrucksteuereinheiten bezeichnen. Die Lenksteuereinheiten können aber auch auf andere Weise arbeiten, beispielsweise elektrisch. Das Umsetzungsglied ist als Verstärker ausgebildet. In der Regel ist zwischen dem Lenkgeber und der zweiten Lenksteuereinrichtung ohnehin ein Verstärker erforderlich. Man kann diesen Verstärker dann als Umsetzungs- oder Proportionalglied verwenden.
• Vorzugsweise ist das Umsetzungsglied als Proportionalglied mit einem Proportionalitätsfaktor ausgebildet. Die Übertragungsfunktion entspricht dabei der normalen Übertragungsfunktion ohne Störfall. Die "Steigung" ist aber geringer.
• Hierbei ist bevorzugt, daß sich der Proportionalitätsfaktor nach einer linearen Funktion ändert. Dies ist eine relativ einfach zu realisierende Ausführungsform. Auch für den Fahrer ist eine derartige Änderung angenehm, weil er die Reaktion des Fahrzeugs in dem Übergangsabschnitt sozusagen vorhersehen kann. Eine lineare Änderung paßt sich dementsprechend gut an das "Gefühl" des Fahrers beim Fahren an.
• Vorzugsweise liegt die vorbestimmte Zeitdauer im Bereich von 2 bis 12 Sekunden. Dies ist erfahrungsgemäß ein Zeitraum, der ausreicht, um die "Panikreaktion" des Fahrers abklingen zu lassen. Andererseits ist die Zeitdauer noch nicht groß genug, um ein negatives Verhalten des Fahrzeugs befürchten zu lassen.
• Bevorzugterweise ist das Proportionalglied mit einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor verbunden und verändert den Startwert in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Startwert ist also nicht generell fest vorgegeben, sondern er ist von der gegebenen Situation, z.B. dem Fahrzustand des Fahrzeugs, abhängig. Je schneller das Fahrzeug fährt, desto niedriger wird der Startwert gewählt. Im Moment der Fehlererkennung, also zu dem Zeitpunkt, wo die Panikreaktion am größten ist, wird daher der Zusammenhang zwischen dem Lenkwinkelausschlag und der Betätigung des Lenkmotors am stärksten gedämpft. Die Dämpfung ist um so stärker, je schneller das Fahrzeug fährt. Wenn das Fahrzeug steht, kann man vorsehen, daß überhaupt keine Dämpfung, d.h. eine Verringerung des Zusammenhangs zwischen dem Ausschlag am Lenkhandrad und der Reaktion des Lenkmotors, erfolgt. In diesem Fall ist aber ohnehin keine kritische Situation zu befürchten. Hingegen erfolgt bei größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten eine größere Dämpfung.
• Bevorzugterweise weist das Umsetzungsglied einen Zustandseingang auf, an dem ein einen Zustand des sekundären Lenksystems anzeigendes Signal anliegt, wobei eine Änderung des Umsetzungsfaktors nur erfolgt, wenn das sekundäre Lenksystem als fehlerfrei angezeigt wird. Solange ein Fehler zu befürchten ist, erfolgt keine Änderung des Umsetzungsfaktors. Es wird also eine zusätzliche Sicherungsmaßnahme gegen eine Panikreaktion eingeführt.
• Auch ist bevorzugt, daß unabhängig vom Schaltzustand der Umschalteinrichtung die zweite Lenksteuereinrichtung auf die Signale des Lenkgebers reagiert. Man fährt also wesentliche Bestandteile des primären Lenksystems und des sekundären Lenksystems gleichzeitig und parallel. Damit läßt sich sicherstellen, daß auch in dem sekundären Lenksystem Bedingungen herrschen, wie sie bei einem Dauerbetrieb herrschen würden. Darüber hinaus hat diese Vorgehensweise den Vorteil, daß das sekundäre Lenksystem im Fehlerfall des primären Lenksystems immer die gleiche Richtung steuert wie das primäre Lenksystem. Durch das Wechseln vom primären Lenksystem zum sekundären Lenksystem ergeben sich also keine unerwarteten Bewegungen oder Richtungsänderungen des Fahrzeugs. Auch die Arbeitstemperatur des sekundären Lenksystems entspricht der Arbeitstemperatur des primären Lenksystems. Schließlich kann im Prinzip auch die Software, die zur Steuerung verwendet wird, genau dieselbe sein. Wenn vom primären Lenksystem auf das sekundäre Lenksystem gewechselt wird, muß man im Prinzip nur ein Bit ändern.
• Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Umschalteinrichtung einen Kurzschlußpfad an den Ausgang der zweiten Lenksteuereinrichtung schaltet, wenn das primäre Lenksystem aktiv ist. Dies gilt insbesondere bei Verwendung einer Lenkdrucksteuereinrichtung als Lenksteuereinrichtung. Die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung kann also laufend so arbeiten, als würde sie den Druck zum Lenkmotor steuern. Auswirkungen auf den zweiten Lenkmotor hat die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung allerdings nicht, solange das primäre Lenksystem aktiv ist. Die von der zweiten Lenkdrucksteuereinrichtung gesteuerte Ölmenge wird vielmehr lediglich im Kreise umgewälzt. In einem derartigen Kreis kann natürlich auch der zweite Lenkmotor angeordnet sein. Er wird durch den Kurzschluß aber nicht mit Drücken beaufschlagt, die einer Wirkung des primären Lenksystems entgegenstehen könnten.
• Vorzugsweise sind die beiden Lenkmotoren mechanisch permanent gekuppelt. Dies ist dann problemlos möglich, wenn Maßnahmen vorgesehen sind, das aus dem zweiten Lenkmotor verdrängte Öl ohne Widerstände abfließen zu lassen, wenn dies durch den ersten Lenkmotor bei der Betätigung von gelenkten Rädern oder anderen Mitteln zur Beeinflussung der Richtung eines Fahrzeugs notwendig ist. Erreichen kann man dies beispielsweise dadurch, daß man die beiden Eingänge des Lenkmotors kurzschließt. Dieser Kurzschluß kann durch den gleichen Kurzschlußpfad erfolgen, der auch zum Kurzschließen des Ausgangs der zweiten Lenkdrucksteuereinrichtung verwendet wird. Durch die permanente mechanische Kopplung ist sichergestellt, daß der zweite Lenkmotor immer die gleiche Lenkbewegung produziert wie der erste Lenkmotor. Eine Verzögerung beim Umschalten vom primären Lenksystem auf das sekundäre Lenksystem ist damit nicht zu befürchten.
• Vorzugsweise ist eine Einstelleinrichtung zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer vorgesehen. In manchen Fällen ist es günstig, die vorbestimmte Zeitdauer zu verändern. Die vorbestimmte Zeitdauer hängt beispielsweise vom persönlichen Verhalten des Fahrers ab. Fahrer, die eher zu einer Panik neigen, benötigen eine längere Zeitdauer als ruhige Fahrer. Unter Umständen spielt das Fahrzeuggewicht oder die aktuelle Beladung eine Rolle. Auch können Witterungsbedingungen eine Veränderung der vorbestimmten Zeitdauer erforderlich machen. Dies läßt sich auf einfache Weise dadurch bewirken, daß man eine Einstelleinrichtung betätigt. Bei der Einstelleinrichtung kann es sich um einen einfachen Drehknopf handeln, mit dem ein elektrisches Bauelement, beispielsweise ein Widerstand oder ein Kondensator, verändert wird. Es ist aber auch möglich, mit einer derartigen Einstelleinrichtung digitale Werte zu verändern, die dann in einer Steuereinrichtung weiterverarbeitet werden.
• Bevorzugterweise ist die zweite Lenksteuereinrichtung als elektromagnetisch betätigtes Steuerventil ausgebildet. Die elektromagnetische Betätigung kann auch elektrohydraulisch erfolgen. In diesem Fall sind mehrere Magnetventile in Form einer Brücke vorgesehen, in deren Diagonale ein Schieber des Steuerventils angeordnet ist.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:
• 1 eine schematische Darstellung eines Zweikreis-Lenksystems,
• 2 eine vergrößerte Darstellung eines Proportionalgliedes,
• 3 einen Verlauf eines Proportionalitätsfaktors,
• 4 einen Zusammenhang zwischen einem Startwert und einer Fahrzeuggeschwindigkeit und
• 5 verschiedene Werte für eine Zeitdauer.
• 1 zeigt ein Zweikreis-Lenksystem 1 in schematiecher Darstellung. Das Lenksystem 1 weist ein Lenkhandrad 2 mit einem Lenkwinkelgeber 3 als Lenkgeber auf. Das Lenkhandrad 2 ist über eine Lenkwelle 4 mit einer ersten Lenkdrucksteuereinrichtung 5 verbunden. Die erste Lenkdrucksteuereinrichtung 5 ist beispielsweise vom Typ OSPC LSR der Sauer-Danfoss (Nordborg) A/S. Es handelt sich um eine Lenkeinheit mit einem Meßmotor und zwei relativ zueinander verdrehbaren Schiebern. Eine durch die Drehung des Lenkhandrades 2 ausgelöste Verdrehung des einen Schiebers relativ zum anderen öffnet eine Reihe von Drosseln, durch die Hydraulikflüssigkeit strömen kann. Die Hydraulikflüssigkeit treibt einen Meßmotor an, der seinerseits den anderen Schieber zurückstellt, wenn eine vorbestimmte Menge an Hydraulikflüssigkeit geflossen ist, die der gewünschten Bewegung von nicht näher dargestellten gelenkten Rädern entspricht.
• Die erste Lenkdrucksteuereinrichtung 5 ist über Leitungen 6 und ein Umschaltventil 7 mit einem ersten Lenkmotor 8 verbunden. Das Umschaltventil 7 weist einen ersten Schieber 9 auf, der in der dargestellten Position den Lenkmotor 8 mit der Lenkdrucksteuereinrichtung 5 verbindet und in seiner anderen Position den Lenkmotor 8 kurzschließt und auch die erste Lenkdrucksteuereinrichtung 5 kurzschließt und mit einem Tank 10 verbindet.
• Mehrere hydraulische Pumpen 12, 13, die von einem auf einem Fahrzeug angebrachten Motor 14 angetrieben werden, beispielsweise einem Dieselmotor, liefern den für den Betrieb des ersten Lenkmotors 8 erforderlichen Druck, wie dies an und für sich bekannt ist. Eine zusätzliche Pumpe 15 ist vorgesehen, die von schematisch dargestellten Fahrzeugrädern 16 angetrieben wird und ebenfalls dazu dient, einen hydraulischen Druck bereitzustellen, um den ersten Lenkmotor 8 zu betätigen.
• Die erste Lenkdrucksteuereinrichtung 5 und der erste Lenkmotor 8 bilden zusammen ein primäres Lenksystem.
• Eine zweite Lenkdrucksteuereinrichtung 17, die durch ein Steuerventil 18 mit einem Schieber 19 gebildet ist, steuert die hydraulische Versorgung eines zweiten Lenkmotors 20, der über eine Stange 21 permanent und fest mit dem ersten Lenkmotor 8 gekoppelt ist. Ein Positionssensor 22 erfaßt die Position der Stange 21 und ermittelt damit eine Information über die Stellung der nicht näher dargestellten gelenkten Räder. Die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung 17 bildet zusammen mit dem zweiten Lenkmotor 20 ein sekundäres Lenksystem. Der Positionssensor 22 und der Lenkwinkelgeber 3 sind redundante Sensoren.
• Die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung 17 wird von einer Pumpe 11 mit Hydraulikflüssigkeit unter Druck versorgt. Die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung 17 ist in einem Block 23 angeordnet, der mit einem Eingangsblock 24 verbunden ist. Das Umschaltventil 7 ist in einem weiteren Block 25 angeordnet. Alle drei Blöcke 23, 24, 25 sind beispielsweise aneinander angeflanscht.
• Das Umschaltventil 7 weist einen zweiten Schieber 26 auf, der in der in 1 dargestellten Position den Ausgang der zweiten Lenkdrucksteuereinrichtung 17 kurzschließt, also miteinander verbindet. Da der Ausgang der zweiten Lenkdrucksteuereinrichtung 17 mit dem zweiten Lenkmotor 20 verbunden ist, dient der Schieber 26 auch dazu, den zweiten Lenkmotor 20 kurzzuschließen. Der erste Schieber 9 und der zweite Schieber 26 sind mechanisch miteinander verbunden, beispielsweise über eine Stange 27.
• Natürlich können auch mehr als die beiden dargestellten Lenksysteme vorgesehen sein. Es ist auch möglich, daß alle Lenksysteme ähnlich aussehen, also beispielsweise alle Lenksysteme elektrohydraulisch oder nur elektrisch oder nur hydraulisch arbeiten.
• Eine Vielzahl von Sensoren 28–45 überwacht den ordnungsgemäßen Zustand des primären Lenksystems 5, 8 und des sekundären Lenksystems 17, 20 bzw. der darin enthaltenen Komponenten. Sobald ein Fehler auftritt, der eine zuverlässige Betätigung des primären Lenksystems nicht mehr ermöglicht, werden Maßnahmen eingeleitet, um mit Hilfe des Umschaltventils 7 eine Umschaltung auf das sekundäre Lenksystem vorzunehmen. Dargestellt sind mehr Sensoren, als eigentlich benötigt werden. In den meisten Fällen kommt man mit sechs Sensoren aus, nämlich Drucksensoren 30, 45, 36, Positionssensor 22, Lenkradsensor 3 (Lenkwinkelgeber) und ein später erläuterter Geschwindigkeitssensor 53.
• Eine Steuereinrichtung 46 bekommt über eine Leitung 47 Signale vom Lenkwinkelgeber 3, verarbeitet sie und lei tet sie über eine Leitung 48, beispielsweise ein CAN-Bus, weiter an eine Ansteuereinrichtung 49 für die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung 17. Die Ansteuereinrichtung 49 steuert eine Elektromagnetanordnung 50 an, die in an sich bekannter und daher nicht näher beschriebenen Weise einen hydraulischen Druck über den Schieber 19 des Steuerventils 18 so einrichtet, daß der Schieber 19 in eine vorbestimmte Stellung verschoben wird, so daß Hydraulikflüssigkeit zum Lenkmotor 20 gelangen kann. Beispielsweise kann der Schieber 19 in der Diagonalen einer Brücke aus mehreren elektromagnetisch betätigten Ventilen angeordnet sein.
• Eine ähnliche Ansteuereinrichtung 51 ist zur Betätigung des Umschaltventils 7 vorgesehen. Auch die Ansteuereinrichtung 51 ist über die Leitung 48 mit der Steuereinrichtung 46 verbunden.
• In der Steuereinrichtung 46 ist ein Proportionalglied 52 vorgesehen, beispielsweise in Form eines Verstärkers. Die Steuereinrichtung 46 ist verbunden mit einem Geschwindigkeitssensor 53, der die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt, und mit einer Einstellvorrichtung 54, die weiter unten näher beschrieben wird. Die Einstellvorrichtung 54 kann beispielsweise ein Einstellrad 55 aufweisen.
• Wie aus der schematischen Darstellung hervorgeht, sind nicht nur die beiden Lenkmotoren 8, 20 permanent gekoppelt, sondern die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung 17 wird permanent von der Steuereinrichtung 46 angesteuert und zwar auf der Basis von Signalen des Lenkwinkelgebers 3. Dementsprechend ist die zweite Lenkdrucksteuer einrichtung 17 laufend in einem Zustand, der dem Lenkwinkelausschlag entspricht, der durch die erste Lenkdrucksteuereinrichtung 5 hervorgerufen wird. Ein Übergang zwischen dem primären Lenksystem 5, 8 und dem sekundären Lenksystem 17, 20 ist also laufend möglich, ohne daß eine Nachkorrektur zwischen den beiden Lenksystemen erfolgen müßte.
• Der Übergang wird einfach dadurch bewirkt, daß das Umschaltventil 7 umgeschaltet wird. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen der ersten Lenkdrucksteuereinrichtung 5 und dem ersten Lenkmotor 8 unterbrochen und der erste Lenkmotor 8 kurzgeschlossen. Dafür wird der Kurzschluß am Ausgang der zweiten Lenkdrucksteuereinrichtung 17 aufgehoben, so daß die zweite Lenkdrucksteuereinrichtung 17 den zweiten Lenkmotor 20 betätigen kann, um die Lenkung des Fahrzeugs weiter zu bewirken.
• Allerdings kann unter Umständen eine kleine Zeit (Bruchteil einer Sekunde) vergehen, bis das Lenksystem 1 zuverlässig festgestellt hat, daß ein derartiger Fehler vorliegt. In dieser Zeit kann beim Lenken des Fahrzeugs möglicherweise eine Unregelmäßigkeit auftreten, die den Fahrer des Fahrzeugs zu einer "Panikreaktion" veranlaßt. Diese Panikreaktion kann beispielsweise darin bestehen, daß der Fahrer das Lenkhandrad 2 wesentlich weiter bewegt, als dies eigentlich erforderlich wäre. Wenn dann der Übergang vom primären Lenksystem auf das sekundäre Lenksystem erfolgt ist, kann eine derartige übertriebene Bewegung des Lenkhandrades 2 zu gefährlichen Situationen führen.
• Um diese Situationen abzuschwächen oder ganz zu vermeiden, ist das Proportionalglied 52 in der Steuereinrichtung 46 vorgesehen. Dieses Proportionalglied 52 ist in 2 noch einmal vergrößert dargestellt.
• Ein Lenkinkrement dx vom Lenkwinkelgeber 3 wird dem Proportionalglied 52 zugeführt und dort mit dem Faktor k verstärkt. Am Ausgang des Proportionalglieds 52 erscheint dann ein Inkrement k × dx, das an die Ansteuereinrichtung 49 für die Steuervorrichtung 17 weitergegeben wird. Das Proportionalglied 52 kann deswegen auch als Verstärker bezeichnet werden. Der Proportionalitätsfaktor k ist im vorliegenden Fall maximal 1. Natürlich können in der Steuereinrichtung 46 noch weitere Verstärker vorgesehen sein. Man kann alternativ dazu auch vorsehen, daß die Ansteuereinrichtung 49 entsprechende Treiber-Endstufen aufweist.
• Um die Auswirkungen einer Panikreaktion klein zu halten, ist der Proportionalitätsfaktor k veränderlich. Er wächst von einem Startwert k0, der zu einem Zeitpunkt vorgegeben wird, an dem das System einen Fehler im primären Lenksystem feststellt, auf einen Endwert an, der im vorliegenden Fall 1 ist. Dafür steht eine vorbestimmte Zeitdauer dt zur Verfügung. Diese beträgt im Beispiel, das in 3 dargestellt ist, 3.200 ms. Der Anstieg von k folgt einer linearen Funktion. Nach 3,2 Sekunden nimmt man an, daß die Überreaktion des Fahrers abgenommen hat. Danach setzt man den Verstärkungsfaktor k = 1 und die Lenkung des Fahrzeugs kann praktisch ungeändert zu einem störungsfreien Zustand fortgesetzt werden.
• Die Zeitdauer dt kann, wie in 5 dargestellt, mit Hilfe der Einstellvorrichtung 54 in gewissen Grenzen gewählt werden. Die Zeitdauer hängt u.a. ab von persönlichen Vorlieben des Fahrers, vom Gewicht und der Beladung des Fahrzeugs und möglicherweise auch von den Witterungsverhältnissen. Hierzu betätigt der Fahrer das Einstellrad 55.
• Der Faktor k0 wird zusätzlich noch in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs gewählt. Diese Geschwindigkeit wird über den Geschwindigkeitssensor 53 ermittelt. Der Zusammenhang zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit v, die in km/h in 4 nach rechts aufgetragen ist, und dem Startwert k0 ist aus 4 zu erkennen. Der Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit und dem Startwert ist linear. Bei einer Geschwindigkeit 0 ist der Startwert 1 und bei einer Geschwindigkeit von 60 km/h ist der Startwert beispielsweise 0,4. Mit anderen Worten wird der Startwert um so niedriger, je höher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Damit trägt man der Tatsache Rechnung, daß Überreaktionen des Fahrers bei höheren Geschwindigkeiten um so größere Auswirkungen zeigen.
• Zusätzlich weist der Verstärker 52 einen Eingang "state" auf. Hier liegt ein Signal an, das einen Fehlerfall anzeigt und damit die Veränderung des Verstärkungs- oder Proportionalitätsfaktors k in Gang setzt.
• Mit der dargestellten und beschriebenen Ausführung des Lenksystems 1 lassen sich mehrere Vorteile erreichen. Zum einen ist durch den permanenten Gebrauch des sekundären Lenksystems 17, 20 im "Leerlauf" sichergestellt, daß dieses Lenksystem die Betriebstemperatur hat und ein Steckenbleiben des Schiebers 19 des Steuerventils 18 mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann. Zum anderen wird beim Umschalten vom primären Lenksystem auf das sekundäre Lenksystem eine Panikreaktion des Fahrers, die sich aufgrund einer bei der Fehleridentifikation des primären Lenksystems ergebenden Null-Reaktion ergibt, kompensiert.
• Weitere Änderungen im Übertragungsverhalten zwischen dem Lenkwinkelgeber 3 und dem zweiten Lenksystem lassen sich ebenfalls leicht implementieren. Beispielsweise ist vorstellbar, die Schieberauslenkung des Schiebers 19 zu begrenzen oder die Geschwindigkeit, mit der der Lenkmotor 20 bewegt werden kann. Mit der Zeit kann dann die Geschwindigkeit des zweiten Lenkmotors 20 wieder an normale Verhältnisse angepaßt werden. Das Ergebnis ist dann das gleiche, d.h. eine Art Sättigung.
• Die in 4 dargestellte Verstärkung könnte im Prinzip auch einstellbar oder variabel sein. Es ist auch möglich, die in 3 dargestellte Steigung abhängig zu machen von der Fahrzeuggeschwindigkeit. In diesem Fall würde man beispielsweise so vorgehen, daß man das Zeitinkrement dt (5) abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit macht. Bei niedrigen Geschwindigkeiten würde man dann den Proportionalitätsfaktor 1 schneller erreichen.
• Dargestellt sind Lenkdrucksteuereinrichtungen 5, 17. Wenn die Lenksysteme auf andere Weise arbeiten, beispielsweise elektrisch, werden die Lenkdrucksteuereinrichtungen durch andere Lenkeinrichtungen ersetzt.

Claims (11)

1. Mehrkreis-Lenksystem mit einem primären Lenksystem, das einen ersten Lenkmotor und eine erste Lenksteuereinrichtung aufweist, mindestens einem sekundären Lenksystem, das einen zweiten Lenkmotor und eine zweite Lenksteuereinrichtung aufweist, einem Lenkgeber und einer Umschalteinrichtung zur Auswahl eines der Lenksysteme, wobei zwischen dem Lenkgeber und der zweiten Lenksteuereinrichtung ein Umsetzungsglied angeordnet ist, das einen Umsetzungsfaktor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsglied (52) einen sich von einem im Moment einer Fehlererkennung vorgegebenen Startwert (k0) zu einem nach einer vorbestimmten Zeitdauer (dt) ergebenden Zielwert ändernden Umsetzungsfaktor (k) aufweist und eine Einstelleinrichtung (54) zum Verändern der vorbestimmten Zeitdauer (dt) vorgesehen ist.
2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsglied (52) als Proportionalglied mit einem Proportionalitätsfaktor (k) ausgebildet ist.
3. Lenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Proportionalitätsfaktor (k) nach einer linearen Funktion ändert.
4. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitdauer (dt) im Bereich von 2 bis 12 Sekunden liegt.
5. Lenksystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionalglied mit einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor (53) verbunden ist und den Startwert (k0) in Abhängig keit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert.
6. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsglied (52) einen Zustandseingang aufweist, an dem ein einen Zustand des sekundären Lenksystems anzeigendes Signal anliegt, und eine Änderung des Umsetzungsfaktors (k) nur erfolgt, wenn das sekundäre Lenksystem als fehlerfrei angezeigt wird.
7. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig vom Schaltzustand der Umschalteinrichtung (7) die zweite Lenksteuereinrichtung (17) auf die Signale des Lenkgebers (3) reagiert.
8. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung einen Kurzschlußpfad an den Ausgang der zweiten Lenksteuereinrichtung (17) schaltet, wenn das primäre Lenksystem aktiv ist.
9. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenkmotoren (8, 20) mechanisch permanent gekoppelt sind.
10. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsglied (52) als Verstärker ausgebildet ist.
11. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lenksteuereinrichtung (17) als elektromagnetisch betätigtes Steuerventil (18) ausgebildet ist.