DE1116988B

DE1116988B - Motor vehicle steering with servo system

Info

Publication number: DE1116988B
Application number: DEG28642A
Authority: DE
Inventors: William Franklin Milliken Jun; David William Whitcomb
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1959-01-08
Filing date: 1959-12-21
Publication date: 1961-11-09
Also published as: GB885108A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuglenkung mit zwischen dem Handlenkrad und den lenkbaren Rädern angeordneter Servoanlage, die über eine elektronische Steuerung auf Bewegungen des Handlenkrades und auf Betriebsbedingungen des Fahrzeugs anspricht.The invention relates to a motor vehicle steering system with between the hand steering wheel and the steerable Servo system arranged on wheels, which reacts to movements of the hand steering wheel via an electronic control system and is responsive to vehicle operating conditions.

Bei einer bekannten Einrichtung wird das Drehmoment an der Lenkwelle abgefühlt und mit den abgefühlten Signalen der Fahrzeugbewegungen einem Verstärker zugeleitet, der die Servoanlage steuert. Bei dieser Lenkung ist der lenkradseitige Teil mit deren radseitigem Teil mechanisch verbunden.In a known device, the torque on the steering shaft is sensed and with the sensed Signals of the vehicle movements are fed to an amplifier that controls the servo system. at of this steering, the steering wheel-side part is mechanically connected to its wheel-side part.

Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß das Handlenkrad mit dem oberen Lenkwellenteil mechanisch von dem Lenkgetriebe und dem Lenkgestänge für die lenkbaren Räder getrennt ist und daß ein die Bewegung der Lenkwelle anzeigendes Signal über eine elektronische Steueranlage auf die Servoanlage übertragen wird, die die lenkbaren Räder steuert und über eine elektronische Steueranlage einen Servomotor betätigt, der auf die Lenkwelle ein Gegendrehmoment ausübt, wobei die Signale in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs durch Abfühlgeräte moduliert werden.The invention consists in the fact that the hand steering wheel with the upper steering shaft part is mechanically separated from the steering gear and the steering linkage for the steerable wheels and that a signal indicating the movement of the steering shaft via an electronic control system to the Servo system is transmitted, which controls the steerable wheels and via an electronic control system actuates a servomotor which exerts a counter-torque on the steering shaft, whereby the signals modulated by sensing devices as a function of the operating conditions of the vehicle.

Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Ausmaß der Bewegung des Lenkrades als Signal für die Beeinflussung der Lenkung herangezogen wird und daß ferner dem Fahrer am Lenkrad das erforderliche Lenkgefühl vermittelt wird, das ihm ein Erkennen der jeweiligen Betriebsbedingungen erleichtert. Dies verbessert die Beherrschung der Lenkung durch den Fahrer wesentlich, da die Schreckzeit verkürzt ist und der Fahrer die richtigen Gegenmaßnahmen schneller einleiten kann.The advantage of this arrangement is that the amount of movement of the steering wheel as a signal is used to influence the steering and that also the driver on the steering wheel the required Steering feeling is conveyed, which makes it easier for him to recognize the respective operating conditions. This significantly improves the driver's control of the steering, since the startle time is shortened and the driver can initiate the correct countermeasures more quickly.

Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen.The scope of the invention is evident from the claims.

In der schematischen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the schematic drawing.

In der Lenkanlage 10 sind die lenkbaren Räder 12 in Abhängigkeit von der Drehbewegung eines Lenkrades 14 über ein Lenkgestänge 16, eine Lenkschubstaoge 18 und ein Lenkgetriebe bewegbar. Das Lenkgetriebe enthält einen Lenksektor 22, eine Schnecke 24 und eine auf dieser laufende Lenkmutter 26. Das Lenkrad 14 sitzt an einer oberen Lenkwelle 28, während der Schneckentrieb am unteren Ende einer unteren Lenkwelle 30 befestigt ist. Die beiden Lenkwellen 28 und 30 können mechanisch durch eine Reibungskupplung 32 verbunden werden, die aber normalerweise ausgerückt ist, so daß sich die Lenkwellen 28 und 30 frei gegeneinander drehen können.In the steering system 10, the steerable wheels 12 are dependent on the rotational movement of a steering wheel 14 movable via a steering linkage 16, a Lenkschubstaoge 18 and a steering gear. The steering gear contains a steering sector 22, a worm 24 and a steering nut 26 running on this Steering wheel 14 sits on an upper steering shaft 28, while the worm drive at the lower end of a lower steering shaft 30 is attached. The two steering shafts 28 and 30 can mechanically by a Friction clutch 32 are connected, but which is normally disengaged, so that the steering shafts 28 and 30 can rotate freely against each other.

Die Lenkanlage 10 enthält eine elektrohydrau-Kraftfahrzeuglenkung mit ServoanlageThe steering system 10 contains an electrohydraulic motor vehicle steering system with a servo system

Anmelder:Applicant:

General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)General Motors Corporation, Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Walther, Patentanwalt, Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9Representative: Dipl.-Ing. K. Walther, patent attorney, Berlin-Charlottenburg 9, Bolivarallee 9

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 8. Januar 1959 (Nr. 785 744)Claimed priority: V. St. v. America, January 8, 1959 (No. 785 744)

William Franklin Milliken jun., Williamsville, N. Y., und David William Whitcomb, East Aurora, N. Y.William Franklin Milliken Jr., Williamsville, N.Y., and David William Whitcomb, East Aurora, N. Y.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden(V. St. A.),
have been named as inventors

lische Anlage, die aus einer Servoanlage 34 für die _a5 Vorderräder, einer Servoanlage 36 für das Fahrgefühl und einem Rechenwerk 38 besteht. Im wesentlichen sind die Teile dieser Einrichtungen innerhalb der gestrichelten Rahmen dargestellt.Lical system, which consists of a servo system 34 for the _a5 front wheels, a servo system 36 for the driving experience and an arithmetic unit 38. Essentially, the parts of these devices are shown within the dashed frames.

Die Servoanlage für die RäderThe servo system for the wheels

Die Servoanlage 34 für die Vorderräder enthält einen hydraulischen Zylinder 40 mit einem doppeltwirkenden Kolben 42, der arbeitsmäßig mit der Lenkmutter 26 verbunden ist und der Bewegung derThe servo system 34 for the front wheels contains a hydraulic cylinder 40 with a double-acting Piston 42 which is operatively connected to the steering nut 26 and the movement of the

lenkbaren Räder 12 dient. Ein Kreis zur Zuleitung eines Steuerimpulses für die Regelung des Flüssigkeitsstroms zum und vom Zylinder 40 hat einen ersten Eingangsleiter 44, der zu einem zweipoligen Schalter 46 führt und einen Stellungsimpuls erhält, und einen zweiten Einlaßleiter 48, der zu einem zweipoligen Schalter 50 führt und einen Drehmomentimpuls erhält.steerable wheels 12 is used. A circuit for supplying a control pulse for regulating the liquid flow to and from the cylinder 40 has a first input conductor 44 which becomes a two-pole Switch 46 leads and receives a position pulse, and a second inlet conductor 48, which leads to a bipolar Switch 50 leads and receives a torque pulse.

Der eine Pol 52 des Schalters 46 ist blindgeschaltet, während der andere Pol 54 mit einem willkürlich einstellbaren Verstärker 56 und auch mit einem veränderlichen Verstärker 58 verbunden ist. Der veränderliche Verstärker 58 kann willkürlich auf eine gewünschte Stärke eingestellt werden, sein Auslaß ändert sich aber abhängig von der Stärke des zweiten Eingangsimpulses, der im vorliegenden Fall der Fahrgeschwindigkeit reziprok ist. Die Verstärker 56 und 58 sind mit Schaltern 62 bzw. 60 verbunden.The one pole 52 of the switch 46 is blind, while the other pole 54 with an arbitrary adjustable amplifier 56 and also to a variable amplifier 58 is connected. The changeable one Amplifier 58 can be arbitrarily set to a desired strength, its outlet but changes depending on the strength of the second input pulse, which in the present case is the Driving speed is reciprocal. Amplifiers 56 and 58 are connected to switches 62 and 60, respectively.

109 738/225109 738/225

3 43 4

Der eine Pol 64 des Schalters 50 In dem zweiten Vorderräder verbunden ist. Sein anderer Kontakt 104The one pole 64 of the switch 50 is connected to the second front wheels. His other contact 104

Einlaßleiter 48 ist mit dem Einlaß eines veränder- ist mit einem einstellbaren Verstärker 106 verbunden,Inlet conductor 48 is connected to the inlet of a variable - is connected to an adjustable amplifier 106,

liehen Verstärkers 66 verbunden, der die Stärke des Es kann ein Abfühler 108 für die Winkelgeschwin-borrowed amplifier 66 connected, the strength of the It can be a sensor 108 for the angular velocity

Impulses reziprok abhängig von der Fahrgeschwin- digkeit des Lenkrades 14 vorgesehen sein. Dieser Abdigkeit ändert. Der Auslaß dieses veränderlichen 5 fühler 108 ist vorzugsweise ein Generator, der mitImpulse reciprocally dependent on the driving speed of the steering wheel 14 can be provided. This abundance changes. The outlet of this variable 5 sensor 108 is preferably a generator with

Verstärkers 66 ist mit dem Einlaß eines willkürlich der oberen Lenkwelle 28 über Getrieberäder verbun-Amplifier 66 is connected to the inlet of an arbitrary one of the upper steering shaft 28 via gears

einstellbaren Verstärkers 68 verbunden, der an dem den ist, so daß bei Bewegung des Lenkrades 14 deradjustable amplifier 68 connected, which is connected to the, so that when the steering wheel 14 is moved

Schalter 62 angeschlossen ist. Der andere Pol 65 des Generator mit einer der Winkelgeschwindigkeit desSwitch 62 is connected. The other pole 65 of the generator with one of the angular velocity of the

Schalters 50 ist direkt mit dem Einlaß des Willkür- Lenkrades 14 entsprechenden Drehzahl angetrieben lieh einstellbaren Verstärkers 68 verbunden, so daß io wird. Der Auslaß des Generators ist also ein Span-Switch 50 is driven directly with the inlet of the arbitrary steering wheel 14 corresponding speed lent adjustable amplifier 68 connected so that io is. The outlet of the generator is therefore a voltage

der veränderliche Verstärker 66 aus dem Kreis aus- nungsimpuls, der die Geschwindigkeit, mit der derthe variable amplifier 66 from the circular excitation pulse, which determines the speed at which the

schaltbar ist. Fahrer das Lenkrad 14 dreht, anzeigt. Der elektrischeis switchable. Driver turns the steering wheel 14, indicates. The electric one

Ein übliches Summennetzwerk 70 erhält verschie- Auslaß des Generators ist mit dem Einlaß eines eindene Eingangsimpulse und liefert einen Ausgangs- stellbaren Verstärkers 110 und mit einem veränderimpuls, der die algebraische Summe der Eingangs- 15 liehen Verstärker 112 verbunden. Der veränderliche impulse ist. Das Netzwerk 70 hat einen Einlaß 72, Verstärker 112 ist von einem der Fahrgeschwindigder mit dem Schalter 60 verbunden ist und den mo- keit proportionalen Impuls abhängig. Die Auslässe dulierten Stellungsimpuls aufnimmt, und einen wei- der Verstärker 110 und 112 sind mit einem Summateren Einlaß 74, der mit dem Schalter 62 verbunden tionskreis 114 verbunden, der die beiden Impulse ist und den modulierten Drehmomentimpuls auf- ao vereinigt und mit einem Schalter 116 verbunden ist. nimmt. Ein dritter Einlaß 76 erhält einen Rückkopp- Die Servoanlage 36 für das Fahrergefühl kann lungsimpuls von einem einstellbaren Verstärker 78, ferner einen einen Schalter 120 enthaltenden Einlaßder mit einem Abfühler 80 im Lenkgetriebe verbun- leiter 118 haben, der mit einem Dehnungsmesser 122 den ist, wodurch ein Rückkopplungs-Stellungsimpuls im Lenkgetriebe verbunden ist. Dieser liefert einen dem Summennetzwerk 70 zugeleitet wird, der das 25 Auslaßimpuls, der die Kräfte im Lenkgestänge anAusmaß der Verstellung der lenkbaren Räder 12 zeigt. Ein zusätzlicher Einlaßleiter 124 mit Schaltern durch den Servokolben 42 anzeigt. 127 und 128 kann mit einem Auslaß des Rechen-A common summation network 70 receives different outputs of the generator is connected to the inlet of a one Input pulses and provides an output adjustable amplifier 110 and with a variable pulse, connected to the amplifier 112 borrowed from the algebraic sum of the input 15. The changeable one impulse is. Network 70 has inlet 72, amplifier 112 is from one of the vehicle speeds is connected to the switch 60 and is dependent on the impulse which is proportional to the time. The outlets picks up modulated position pulse, and another amplifier 110 and 112 are with a summater Inlet 74 connected to the switch 62 connected tion circuit 114 connected to the two pulses and the modulated torque pulse is combined into ao and connected to a switch 116. takes. A third inlet 76 receives a feedback. The servo system 36 for the driver's feeling can pulse from an adjustable amplifier 78, further an inlet of the switch 120 containing a switch with a sensor 80 in the steering gear 118 connected to a strain gauge 122 den, whereby a feedback position pulse is connected in the steering gear. This one delivers the sum network 70 is fed, which is the 25 outlet pulse that increases the forces in the steering linkage the adjustment of the steerable wheels 12 shows. An additional inlet conductor 124 with switches indicated by the servo piston 42. 127 and 128 can be connected to one outlet of the

Das Summennetzwerk 70 enthält ferner mindestens werks 38 verbunden sein, wie noch beschrieben wer-The summation network 70 also contains at least plants 38 to be connected, as will be described below.

einen Einlaß 82 zur Aufnahme eines Stabilitäts- den wird.an inlet 82 for receiving a stability end.

impulses, der von einem der Auslässe 84 des Rechen- 30 Die Servoanlage 36 für das Fahrergefühl enthält werks 38 kommt. Falls gewünscht, kann noch ein ein Summennetzwerk 126, das die verschiedenen Im-Einlaß 86 am Netzwerk 70 vorgesehen sein, um dem pulse vereinigt und deren algebraische Summe am Fahrer die Änderung eines Trimmimpulses zu er- Auslaß zeigt. Das Netzwerk 126 hat einen Einlaßmöglichen, um irgendwelche Änderungen der Winkel- leiter 130, der mit einem Schalter 132 verbunden ist, lage des Fahrzeugs in bezug auf eine Querachse oder 35 der entweder auf den veränderlichen Verstärker 96 ähnliche Faktoren auszugleichen. oder den einstellbaren Verstärker 92 schaltbar ist, soimpulse, which from one of the outlets 84 of the computer 30 contains the servo system 36 for the driver's feeling factory 38 is coming. If desired, a summing network 126 may be added which includes the various Im-inlet 86 can be provided on the network 70 in order to combine the pulse and its algebraic sum on Driver shows the change of a trim pulse to he outlet. The network 126 has an inlet facility to prevent any changes in the angle conductor 130 connected to a switch 132, position of the vehicle in relation to a transverse axis or 35 of either the variable amplifier 96 balance similar factors. or the adjustable amplifier 92 is switchable, so

Der Auslaß des Summennetzwerks 70 ist mit daß deren jeder einen modulierten StellungsimpulsThe output of the sum network 70 is each with a modulated position pulse

einem Verstärker 85 verbunden, der ein hydrau- erhalten kann. Zusätzlich hat das Netzwerk 126 Ein-connected to an amplifier 85 which can receive a hydraulic. In addition, the network has 126 inputs

lisches Ventil 87 steuert, das den Flüssigkeitsstrom laßleiter 134, 136, 138 und 140, die mit dem einstell-Lisches valve 87 controls the flow of liquid let conductors 134, 136, 138 and 140, which with the adjustment

zum und vom Zylinder 40 regelt. 40 baren Verstärker 106 verbunden sind, bzw. einento and from the cylinder 40 regulates. 40 bar amplifier 106 are connected, or a

„ _ , ,..,-^₁ ,..-τ, Schalter 142, der mit einem Verstärker 144 des Deh-"_,, .., - ^ ₁ , ..- τ, switch 142, which is connected to an amplifier 144 of the

Die Servoanlage fur das Fahrergefuhl nungsmessers 122 bzw. dem Schalter 116, der mitThe servo system for the driver feeling meter 122 or the switch 116, which is with

Die Servoanlage 36 für das Fahrergefühl hat einen dem Summenkreis 114 verbunden ist, bzw. mit den umlaufenden Servomotor 88, der über ein Zahnrad- Schaltern 128 und 127 verbunden ist. Es kann ferner getriebe mit der oberen Lenkwelle 28 verbunden ist 45 ein Einlaßleiter 146 zur Aufnahme eines Impulses und auf diese ein dem vom Fahrer aufgedrückten vorgesehen sein, durch den der Fahrer von Hand Drehmoment entgegenstehendes Drehmoment über- Änderungen der Winkellage des Fahrzeugs in bezug trägt. Einem Ventil 89 für den Servomotor wird ein auf eine Querachse oder Änderungen in der Lenkung Steuerimpuls durch einen Kreis zugeleitet, der einen ausgleichen kann. Am Auslaß 148 des Summennetz-Abfühler 90 für die Winkelstellung der lenkbaren 5° werks 126 erscheint ein Impuls, der die algebraische Räder enthält und einen entsprechenden Stellungs- Summe der obenerwähnten verschiedenen Eingangsimpuls liefert. Der Abfühler besteht aus einem Mehr- impulse ist. Der Auslaß 148 ist mit einem Verstärker Windungspotentiometer 90, das mit der Triebwelle 150 verbunden, der den Impuls zum Ventil 89 des des Servomotors 88 verbunden ist. Der elektrische Servomotors 88 leitet, der hierdurch gesteuert wird. Auslaß des Potentiometers 90 wird einem einstell- 55 Der Servomotor 88 überträgt auf die obere Lenkbaren Verstärker 92 und über einen Schalter 94 welle 28 ein Drehmoment, das das Lenkrad 14 zu einem veränderlichen Verstärker 96 sowie dem Ein- drehen sucht, laßleiter 44 der Servoanlage 34 für die VorderräderThe servo system 36 for the driver's feeling is connected to the summing circuit 114 or to the revolving servomotor 88, which is connected via a gear switch 128 and 127. It can also gear connected to the upper steering shaft 28 is 45 an inlet conductor 146 for receiving a pulse and on this one to be provided by the driver pressed by the driver by hand Torque opposite torque over changes in the angular position of the vehicle in relation to wearing. A valve 89 for the servomotor is one on a transverse axis or changes in the steering Control pulse fed through a circle that can compensate you. At outlet 148 of the sum net sensor 90 for the angular position of the steerable 5 ° plant 126 appears an impulse that the algebraic Contains wheels and provides a corresponding positional sum of the various input pulses mentioned above. The sensor consists of a multi-pulse. Outlet 148 is with an amplifier Winding potentiometer 90, which is connected to the drive shaft 150, which sends the pulse to the valve 89 of the of the servo motor 88 is connected. The electric servomotor 88 conducts, which is thereby controlled. The outlet of the potentiometer 90 is an adjustable 55 The servomotor 88 transmits to the upper steerable Amplifier 92 and a switch 94 shaft 28 a torque that the steering wheel 14 to a variable amplifier 96 as well as the turning in, let conductor 44 of the servo system 34 for the front wheels

zugeleitet. Ferner ist an der oberen Lenkwelle 28 ^Uas Recnenwericforwarded. Furthermore, on the upper steering shaft 28 ^Uas Recnenweric

zwischen dem Lenkrad 14 und dem Getriebe des 60 Das Rechenwerk 38 enthält verschiedene Abfühler, Servomotors 88 ein Dehnungsmesser 98 vorgesehen, die am Fahrzeug sitzen und auf statische und dynader das Drehmoment in der Welle 28 abfühlt und mische Meßgrößen des Fahrzeugs ansprechen. Diese einen entsprechenden Drehmomentimpuls abfühlt. Abfühler, die in der Zeichnung als Block 152 dar-Das an dieser Stelle abgefühlte Drehmoment ist dem gestellt sind, sind Geräte, die die verschiedenen ausvom Fahrer ausgeübten Drehmoment gleich. Der 65 zugleichenden Betriebsbedingungen abfühlen. Zum Auslaß des Dehnungsmessers 98 ist mit einem Beispiel kann ein Kreisel zum Abfühlen der Ge-Schalter 100 verbunden, dessen einer Kontakt 102 schwindigkeit vorgesehen sein, mit der der Fahrzeugmit dem Eingangsleiter 48 der Servoanlage 34 für die körper sich um seine Längsachse bewegt. Er liefertbetween the steering wheel 14 and the transmission of the 60. The arithmetic unit 38 contains various sensors, Servomotor 88 provided a strain gauge 98, which sit on the vehicle and operate on static and dynader the torque in the shaft 28 senses and address mixed measured variables of the vehicle. These senses a corresponding torque pulse. Sensors, shown in the drawing as block 152-Das Torque sensed at this point is provided are devices that perform the various functions Driver torque exerted equal. Sensing the 65 simultaneous operating conditions. To the The outlet of the strain gauge 98 is, with one example, a gyroscope for sensing the Ge switches 100 connected, of which one contact 102 can be provided with the speed at which the vehicle is moving the input conductor 48 of the servo system 34 for the body moves around its longitudinal axis. He delivers

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einen diese Geschwindigkeit anzeigenden Impuls. Zu- möglichkeiten gebracht werden. Davon wird eine ersätzlich kann ein Gestänge vorgesehen sein, das von reicht, wenn der Steuerschalter 204 ausgeschaltet und der Winkellage zwischen dem Fahrzeugkörper und der Steuerschalter 206 eingeschaltet ist. Der Steuerder Hinterachse abhängig ist und einen das Ausmaß schalter 204 öffnet den Schalter 168, so daß das der Bewegung des Fahrzeugkörpers um die Längs- 5 Summennetzwerk 70 der Servoanlage 34 für die achse anzeigenden Impuls liefert. Ferner kann ein Vorderräder keinerlei Impulse vom Rechengerät 158 Kreisel vorhanden sein, der die Geschwindigkeit der erhält, die Veränderungen der Stabilität anzeigen. Bewegung des Fahrzeugs um eine senkrechte Achse Ferner werden die Schalter 128, 94 und 116 geöffnet, abfühlt und einen entsprechenden Impuls liefert. so daß das Summennetzwerk 126 der Servoanlage 36 Dieser kann auch zur Bildung eines die Beschleuni- io für das Fahrergefühl keine Impulse vom Rechengerät gung dieser Bewegung anzeigenden Impulses benutzt 174, keinen Stellungsimpuls vom Potentiometer 90 werden. Ebenso sind ein Beschleunigungsmesser für und keinen Impuls vom Abfühler 108 der Winkeldie Querbeschleunigung des Fahrzeugs und ein vom geschwindigkeit erhält. Der Schalter 142 ist dagegen Fahrzeug getriebener Drehzahlmesser möglich, die geschlossen, so daß das Summennetzwerk 126 vom entsprechende Impulse liefern. 15 Dehnungsmesser 122 einen Drehmomentimpuls er-a pulse indicating this speed. Opportunities are brought. One of these will be replaced For example, a linkage may be provided that extends from when the control switch 204 is off and the angular position between the vehicle body and the control switch 206 is switched on. The rudder Rear axle is dependent and the extent switch 204 opens the switch 168, so that the the movement of the vehicle body around the longitudinal 5 sum network 70 of the servo system 34 for the axis indicating pulse. Furthermore, a front wheel cannot receive any pulses from the computing device 158 There should be a gyro that maintains the speed of the changes in stability. Movement of the vehicle around a vertical axis In addition, switches 128, 94 and 116 are opened, senses and delivers a corresponding impulse. so that the sum network 126 of the servo system 36 This cannot generate any impulses from the computing device to form an acceleration for the driver's feeling either The impulse indicating this movement uses 174, not a position impulse from potentiometer 90 will. Likewise, an accelerometer and no pulse from sensor 108 are the angles Lateral acceleration of the vehicle and one of the speed received. The switch 142 is against it Vehicle driven tachometer possible, which is closed, so that the summation network 126 from provide appropriate impulses. 15 extensometer 122 generates a torque pulse

Eine Gruppe 154 von Auslassen dieser Geräte 152 hält, der die Bodenkräfte an den lenkbaren Rädern ist mit Einlassen 156 eines veränderlichen, die Stabi- 12 anzeigt. Der Steuerschalter 206 schließt den lität modulierenden Rechengeräts 158 verbunden, das Schalter 46, so daß ein Stellungsimpuls vom Potentiomehrere veränderliche Steuerverstärker 160, 162 und meter 90 zum Summennetzwerk 70 der Servoanlage 164, die einzeln die Größe jedes der Stabilitätsimpulse ao 34 für die Vorderräder gelangt. Da der Schalter 100 steuern, enthält. Der Auslaß 166 dieses Rechengeräts am Kontakt 104 liegt, wird kein Drehmomentimpuls 158 kann ein einzelner oder eine Gruppe von Leitern dem Netzwerk 70 zugeleitet. Dagegen wird ein Rück-84 sein, der bzw. die mit einem Schalter 168 verbun- kopplungs-Stellungsimpuls vom Abfühler 80 im den sind, der die Verbindung mit dem Einlaß 82 des Lenkgetriebe in das Summennetzwerk 70 eingeleitet, Summennetzwerks 70 der Servoanlage 34 für die 25 das somit einen Ausgangsimpuls liefert, der die Diffe-Vorderräder vermittelt. Das Netzwerk 70 erhält so- renz zwischen dem Lenkradstellungsimpuls und dem mit Impulse, die den verschiedenen zu berücksieh- Impuls für die Stellung der lenkbaren Räder darstellt, tigenden Betriebsbedingungen entsprechen, wobei der und die lenkbaren Räder werden daher durch den Einfluß jedes dieser Impulse durch die Einstellung Servokolben 42 in die verlangte Stellung bewegt. Das der zugeordneten Steuerverstärker 160, 162 und 164 30 Ausmaß dieser Bewegung, d. h. das Lenkverhältnis, geändert werden kann. ist eine Funktion der Einstellung des veränderlichenA group 154 of outlets of these devices 152 keeps the ground forces on the steerable wheels is a variable with inlets 156 indicating stabi- 12. The control switch 206 closes the lity modulating arithmetic unit 158 connected, the switch 46, so that a position pulse from the potentiometer several Variable control amplifiers 160, 162 and 90 meters to the total network 70 of the servo system 164, which individually gets the size of each of the stability pulses ao 34 for the front wheels. Since the switch 100 control contains. The outlet 166 of this arithmetic unit is at contact 104, there is no torque pulse 158, a single conductor or a group of conductors can be routed to network 70. On the other hand, a back 84 be, the or with a switch 168 connected position pulse from the sensor 80 in the are the one that initiates the connection with the inlet 82 of the steering gear in the summation network 70, Sum network 70 of the servo system 34 for the 25 which thus supplies an output pulse that the Diffe front wheels conveyed. The network 70 receives so- nence between the steering wheel position pulse and the with impulses that represent the various impulses to be taken into account for the position of the steerable wheels, corresponding operating conditions, the and the steerable wheels are therefore by the Influence each of these pulses by setting servo piston 42 moved into the required position. That the associated control amplifiers 160, 162 and 164. 30 the extent of this movement, i. H. the steering ratio, can be changed. is a function of the setting of the mutable

Eine zweite Gruppe 170 von Auslässen der Geräte Verstärkers 58. Da dessen Verstärkung außerdem 152 ist mit den Einlassen 172 eines Servogefühl- sich reziprok mit der Fahrgeschwindigkeit ändert, ist Rechengeräts 174 verbunden. Dieses Rechengerät das Lenkverhältnis nicht konstant, sondern mit der 174 enthält mehrere veränderliche Steuerverstärker 35 Fahrgeschwindigkeit veränderlich. Es wurde fest-176, 178 und 180, die einzeln die Größe jedes der gestellt, daß bei einer Änderung des Lenkverhältnisses Stabilitätsimpulse steuern. Die diesem Rechengerät in dieser Weise die Querbeschleunigung bei einer be-174 zugeleiteten Impulse geben nicht notwendiger- stimmten Einstellung des Lenkrades 14 im wesentweise die gleichen Faktoren wieder wie die dem liehen konstant ist. Als Ergebnis betätigt der Fahrer ersten Rechengerät 158 zugeleiteten. Ebenso kann 40 das Lenkrad 14 unabhängig von der Fahrgeschwindie Stärke der Impulse in einem Rechengerät unab- digkeit über einen gleichen Bereich und neigt dazu, hängig von der Stärke der entsprechenden Impulse das Fahrzeug bei größeren Fahrgeschwindigkeiten zu im anderen Rechengerät geändert werden. Der Aus- übersteuern.A second group 170 of outlets of the devices amplifier 58. Since its amplification as well 152 is with the inlets 172 of a servo feel that changes reciprocally with the vehicle speed, is Computing device 174 connected. This arithmetic unit does not keep the steering ratio constant, but with the 174 contains several variable control amplifiers 35 variable vehicle speed. It got stuck-176, 178 and 180, which individually resize each of the put that with a change in the steering ratio Control stability impulses. This calculating device calculates the lateral acceleration in the case of a be-174 The impulses supplied do not essentially result in the correct setting of the steering wheel 14 the same factors again as that borrowed is constant. As a result, the driver operates first computing device 158 supplied. Likewise, the steering wheel 14 can be used independently of the vehicle speed Strength of the impulses in a computing device inde- pendently over an equal range and tends to depending on the strength of the corresponding impulses, the vehicle increases at higher driving speeds can be changed in the other computing device. The oversteer.

laß 182 des Rechengeräts 174 kann aus einem oder Gleichzeitig liefert der Dehnungsmesser 122 imLet 182 of the arithmetic unit 174 can provide one or the same time, the extensometer 122 provides im

mehreren Leitern 124 bestehen, der bzw. die mit der 45 Lenkgetriebe einen Drehmomentimpuls, der über dea Servoanlage 36 für das Fahrergefühl verbunden sind. Schalter 120, den einstellbaren Verstärker 144 und Der Drehzahlimpuls wird von den Geräten 152 den Schalter 142 in das Summennetzwerk 126 eindem Einlaß 184 eines Vervielfältigungskreises 186 zu- geht. Der Auslaß des Summennetzwerks 126 zeigt sogeleitet, der an seinen Auslässen 188, 190 und 192 mit das Bodenreaktionsdrehmoment im Lenkgestänge Signale liefert, die eine Funktion der Fahrgeschwin- 50 16 an. Dieser Auslaßimpuls bewirkt über den Verdigkeit bzw. eine reziproke Funktion der Fahr- stärker 150 die Betätigung des Servoventils 89. Dageschwindigkeit bzw. eine quadratische Funktion der mit erzeugt der hydraulische Motor 88 ein Dreh-Fahrgeschwindigkeit sind. Jeder dieser Auslässe 188, moment an der oberen Lenkwelle 28, das dieses und 192 ist mit den veränderlichen Verstärkern Drehmoment anzeigt.several conductors 124 exist, the or with the 45 steering gear a torque pulse that is dea Servo system 36 are connected for the driver feeling. Switch 120, adjustable amplifier 144, and The speed pulse is emitted from the devices 152, the switch 142 into the summation network 126 Inlet 184 of a replication circuit 186 goes to. The outlet of the summation network 126 thus shows, the one at its outlets 188, 190 and 192 with the ground reaction torque in the steering linkage Provides signals that are a function of the speed 50 16. This discharge impulse causes over the compaction or a reciprocal function of the drivers 150 actuation of the servo valve 89 or a quadratic function of the with, the hydraulic motor 88 generates a rotational travel speed are. Each of these outlets 188, moment on the upper steering shaft 28, this and 192 is with the variable amplifiers indicating torque.

und 66 bzw. 112 bzw. 96 verbunden, um, wie be- 55 Wie zuvor erwähnt, werden die lenkbaren Räder schrieben, deren Auslässe in der angegebenen Weise 12 abhängig von der Drehung des Lenkrades 14 und zu ändern. reziprok der Fahrgeschwindigkeit eingeschlagen, undand 66 and 112 and 96, respectively, are connected to 55 As previously mentioned, the steerable wheels wrote, the outlets in the specified manner 12 depending on the rotation of the steering wheel 14 and to change. reciprocal of the driving speed, and

Wird eine unmittelbare Handlenkung gewünscht, der Fahrer kann das Lenkverhältnis willkürlich auf so wird die Kupplung 32 eingerückt, um die beiden einen bestimmten Wert durch Einstellen des Ver-Lenkwellen 28 und 30 miteinander zu verbinden. 60 stärkers 58 bestimmen. Das auf die obere Lenkwelle Hierbei werden zugleich Umgehungsventile 200 und 28 vom hydraulischen Motor 88 übertragene Gegengeöffnet, die der Druckflüssigkeit das Umgehen drehmoment ist durch den Verstärker 144 bestimmt, des Zylinders 40 und des Servomotors 88 gestatten. Der Fahrer kann also die der Anlage zugeführte Der Fahrer hat somit eine unmittelbare mechanische Hilfskraft durch Einstellen des Verstärkers 144 beLenkung der Räder 12 frei von irgendwelchen Ein- 65 stimmen.If direct manual steering is desired, the driver can adjust the steering ratio at will so the clutch 32 is engaged to the two a certain value by adjusting the steering shafts 28 and 30 to be connected to each other. 60 amplifier 58 determine. That on the upper steering shaft At the same time, bypass valves 200 and 28 are counter-opened, transmitted by the hydraulic motor 88, the bypassing torque of the hydraulic fluid is determined by the booster 144, of the cylinder 40 and the servo motor 88 allow. The driver can therefore use the information supplied to the system The driver thus has direct mechanical assistance by setting the booster 144 steering of the wheels 12 free of any unity 65.

flüssen einer der Servoanlagen 34 oder 36. Für eine andere Betriebsweise wird der Steuer-flow one of the servo systems 34 or 36. For a different mode of operation, the control

Die Lenkanlage kann durch Betätigen zweier schalter 204 eingeschaltet, während der Steuer-Steuerschalter 204 und 206 in verschiedene Betriebs- schalter 206 eingeschaltet bleibt. In diesem FalleThe steering system can be switched on by operating two switches 204, while the control switch 204 and 206 remains switched on in different operating switches 206. In this case

haben alle Schalter die in der Zeichnung angegebene Stellung. Es wird also ein Stellungsimpuls vom Potentiometer 90 dem Einlaß des fahrgeschwindigkeitsabhängigen Verstärkers 58 zugeleitet. In das Summennetzwerk 70 geht also wie im vorhergehenden Fall 5 ein entsprechend der Fahrgeschwindigkeit modulierter Stellungsimpuls ein. Da der Schalter 100 des Dehnungsmessers 98 nicht bewegt wurde, wird dem Summennetzwerk 70 kein Drehmomentimpuls zugeleitet. Da aber der Schalter 168 jetzt geschlossen ist, wird der Ausgangsimpuls des Rechengeräts 158 dem Einlaß 82 des Summennetzwerks 70 zugeleitet. Das Summennetzwerk 70 vereinigt nun den Rückkopplungs-Stellungsimpuls vom Lenkgetriebe, den Stellungsimpuls von der oberen Lenkwelle und den Stabilitätsimpuls vom Rechengerät 158 und liefert einen Steuerimpuls zum Verstärker 85. all switches have the position indicated in the drawing. A position pulse from the potentiometer 90 is therefore fed to the inlet of the amplifier 58, which is dependent on the vehicle speed. As in the previous case 5, a position pulse modulated according to the driving speed is included in the sum network 70. Since the switch 100 of the extensometer 98 has not been moved, no torque pulse is fed to the summation network 70. Since the switch 168 is now closed, the output pulse of the arithmetic unit 158 is fed to the inlet 82 of the summing network 70. The summation network 70 now combines the feedback position pulse from the steering gear, the position pulse from the upper steering shaft and the stability pulse from the arithmetic unit 158 and supplies a control pulse to the amplifier 85.

Die lenkbaren Räder 12 werden nun in gleicher Weise wie zuvor eingeschlagen. Das Ausmaß des Einschlags bei einer bestimmten Drehung des Lenkrades ändert sich indessen nicht nur umgekehrt zur Fahrgeschwindigkeit, sondern auch in Abhängigkeit von den verschiedenen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, wie Bewegungen des Fahrzeugkörpers um die Längsachse, Bewegungen des Fahrzeugs um eine senkrechte Achse, Querbeschleunigung des Fahrzeugs usw.The steerable wheels 12 are now turned in the same way as before. The extent of the turn when the steering wheel is turned changes not only inversely to the driving speed, but also as a function of the various operating conditions of the vehicle, such as movements of the vehicle body around the longitudinal axis, movements of the vehicle around a vertical axis, lateral acceleration of the vehicle, etc. .

Das Öffnen des Schalters 142 trennt den Impuls entsprechend den Kräften an den Rändern 12 vom Einlaß 136 des Summennetzwerks 126. Diesem werden aber über den Schalter 100 der Steuerwellendrehmomentimpuls über den Verstärker 106 und der Stellungsimpuls vom Potentiometer 90 über den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Verstärker 96 zugeleitet. Das Summennetzwerk 126 vereinigt diese Impulse mit dem Winkelgeschwindigkeitsimpuls vom Generator 108 und dem Ausgangsimpuls des Rechengeräts 186, um einen Steuerimpuls zum Verstärker 150 zu liefern, der das Ventil 89 betätigt. Der hydraulische Motor 88 übt dann auf die Lenkwelle 28 ein Gegendrehmoment aus, das dem Fahrer ein Gefühl über die verschiedenen, den Betrieb des Fahrzeugs beeinflussenden Faktoren vermittelt.Opening the switch 142 separates the pulse according to the forces at the edges 12 from the inlet 136 of the summing network 126. This, however, receives the control shaft torque pulse via the amplifier 106 and the position pulse from the potentiometer 90 via the speed-dependent amplifier 96 via the switch 100 . The summation network 126 combines these pulses with the angular velocity pulse from generator 108 and the output pulse from computing device 186 to provide a control pulse to amplifier 150 which operates valve 89. The hydraulic motor 88 then exerts a counter- torque on the steering shaft 28, which gives the driver a feeling about the various factors influencing the operation of the vehicle.

Eine weitere Betriebsmöglichkeit ergibt sich bei Ausschalten des Steuerschalters 206, während der Steuerschalter 204 geschlossen bleibt. In diesem Falle ist der Schalter 46 der Servoanlage 34 für die Vorderräder geöffnet, so daß der Stellungsimpuls nicht zum Summennetzwerk 70 gelangen kann. Dagegen ist der Schalter 100 des Dehnungsmessers 98 eingeschaltet, so daß ein Drehmomentimpuls, der das vom Lenkrad der Lenkwelle 28 zugeleitete Drehmoment anzeigt, zum Schalter 50 der Servoanlage 34 gelangen kann. Je nach der Stellung des Schalters 50 wird der Impuls entweder über den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Verstärker 66 oder unmittelbar zu dem einstellbaren Verstärker 68 geleitet und gelangt dann über den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Verstärker 58 zum Netzwerk 70. Das Summennetzwerk 70 erhält somit keinen Stellungsimpuls, wohl aber einen Drehmomentimpuls, der mit dem Rückkopplungs-Stellungsimpuls vom Abfühler 80 und dem veränderlichen Stabilitätsimpuls vom Rechengerät 158 vereinigt wird. Der mit dem Ausgangsimpuls gespeiste Verstärker 85 betätigt das Ventil 87, bis der Kolben 42 die lenkbaren Räder 12 so weit eingeschlagen hat, daß sich alle Eingangsimpulse im Summennetzwerk 70 ausgleichen.Another operating possibility results when the control switch 206 is switched off while the control switch 204 remains closed. In this case, the switch 46 of the servo system 34 for the front wheels is open so that the position pulse cannot reach the summation network 70. In contrast, the switch 100 of the extensometer 98 is switched on, so that a torque pulse, which indicates the torque supplied by the steering wheel to the steering shaft 28 , can reach the switch 50 of the servo system 34. Depending on the position of the switch 50, the pulse is either sent via the vehicle speed-dependent amplifier 66 or directly to the adjustable amplifier 68 and then passes via the vehicle speed-dependent amplifier 58 to the network 70 is combined with the feedback position pulse from the sensor 80 and the variable stability pulse from the computing device 158 . The amplifier 85 fed with the output pulse actuates the valve 87 until the piston 42 has turned the steerable wheels 12 so far that all input pulses in the summation network 70 are balanced.

Bei dieser Einstellung der Schalter können die Impulse von den Dehnungsmessern 122 am Lenkgetriebe und den Dehnungsmessern 98 an der Lenkwelle 28 nicht zum Summennetzwerk 126 gelangen. Auch der Auslaß des Rechengeräts 174 ist vom Netzwerk 126 abgesperrt. Es gehen also keine veränderlichen Impulse in das Summennetzwerk 126 ein, so daß der hydraulische Motor 88 nicht umläuft. Die Lenkwelle 28 wird damit in ihrer Stellung blockiert, und der Fahrer kann das Lenkrad 14 nicht drehen. Jedoch veranlaßt das aufgewendete Drehmoment, um dies zu versuchen, einen Einschlag der Räder um einen entsprechenden Betrag.With this setting of the switches, the pulses from the strain gauges 122 on the steering gear and the strain gauges 98 on the steering shaft 28 cannot reach the summation network 126 . The outlet of the computing device 174 is also blocked off from the network 126. So there are no variable pulses in the summation network 126 , so that the hydraulic motor 88 does not rotate. The steering shaft 28 is blocked in its position and the driver cannot turn the steering wheel 14. However, the torque applied to attempt this causes the wheels to turn a corresponding amount.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Motor vehicle steering with arranged between the hand steering wheel and the steerable wheels servo system which responds via an electronic control to movements of the hand steering wheel and operating conditions of the vehicle, characterized in that the hand steering wheel (14) with the upper steering shaft part (28) mechanically from the steering gear (22, 24, 26) and the steering linkage (16, 18) for the steerable wheels is separate and that a signal indicating the movement of the steering shaft (28) is sent via an electronic control system (34) to the servo system (87, 200, 42, 40), which controls the steerable wheels and, via an electronic control system (36), actuates a servomotor (88) which exerts a counter-torque on the steering shaft (28), the signals being sent by sensing devices (152,158,186 ) can be modulated.

2. Motor vehicle steering system according to claim 1, in which a torque introduced into the steering wheel shaft indicating signal enters the electronic control system, characterized in that that the torque on the part of the steering shaft (28) carrying the steering wheel (14) is sensed.

3. Motor vehicle steering system according to claim 1 or 2, characterized in that in addition to the signals for the movement (at 90) and the torque introduced (at 98) of the steering shaft (28) in the part of the steering system that is mechanically separated from the steering wheel (14) ( 30, 22, 18) signals for the feedback (at 80) and the torque (at 122) on the steerable wheels (12) are sensed.

4. Motor vehicle steering system according to claims 1 to 3, characterized in that the operating conditions of the vehicle which are used to modulate the signals, functions of the driving speed (186,112), the reciprocal value of the driving speed (186, 58, 66) and the square of the driving speed (186, 96) are.

5. Motor vehicle steering system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the operating conditions which are used to modulate the signals include the speed and the change in angle about the longitudinal axis of the vehicle and the change in angle about a transverse axis of the vehicle, which are determined by sensors known per se sensed and then fed to the electronic control system (158, 84).

6. Motor vehicle steering system according to one of claims 1 to 5, characterized by one or several manual switches (204 and 206), through which the servo system (87, 200, 42, 40) either solely on the operation of the steering wheel or on this and the operating conditions of the Vehicle.

7. Motor vehicle steering system according to claim 6, characterized in that the switch or switches (204 and 206) are connected to parts of the electronic control system (34, 36) which the

Steering servo system (87,200,42,40) or the counter-torque servo system (88, 89) are assigned.

8. Motor vehicle steering system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the Steering shaft (28, 30) between the steering wheel (14) and the steering gear (24, 26) a coupling (32), which can optionally be engaged to operate the steering by hand alone.

Considered publications:
German publication No. 1041818.

1 sheet of drawings