DE19546943C1 - Lenkung für nicht spurgebundenes Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkung für ein nicht spurgebun­ denes Fahrzeug mit einer Lenkhandhabe bzw. einem Lenkhandrad und davon betätigten Fahrzeuglenkrädern, wobei zwischen dem Stellhub der Lenkhandhabe und dem Stellhub der Fahrzeuglenk­ räder ein Übersetzungsverhältnis vorliegt, welches entspre­ chend einem Kennfeld zumindest in Abhängigkeit vom Stellweg der Lenkhandhabe oder dem Stellweg der Fahrzeuglenkräder und von der Fahrgeschwindigkeit veränderbar ist.

Eine derartige Lenkung ist Gegenstand der DE 35 41 009 A1. Nach dieser Druckschrift ist in der mechanischen Wirkverbin­ dung zwischen Lenkhandhabe und Fahrzeuglenkrädern ein bezüg­ lich seiner Übersetzung extern steuerbares Getriebe angeord­ net.

Auch bei üblichen Fahrzeuglenkungen mit nicht steuerbarem Übersetzungsverhältnis tritt normalerweise eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses mit zunehmenden Lenkwinkeln auf. Dies beruht auf der Lenkkinematik üblicher Fahrzeuglenkungen.

Die DE 39 22 527 A1 bezieht sich auf eine Fahrzeuglenkung, bei der eine das jeweilige Lenkmanöver unterstützende Servo­ kraft, durch die das am Lenkhandrad aufzubringende Handmoment vermindert werden soll, parameterabhängig gesteuert wird.

Die DE 44 38 929 C1 betrifft eine hydraulische Lenkaktua­ toranordnung für eine parameterabhängig gesteuerte Fahr­ zeuglenkung. Der Aktuator ermöglicht sowohl einen hydrodyna­ mischen als auch einen hydrostatischen Betrieb, wobei in bei­ den Fällen der Zu- und Abstrom von hydraulischem Medium zum bzw. vom Aktuator zusätzlich drosselbar und vorzugsweise auch absperrbar ist. Im hydrostatischen Betrieb läßt sich eine exakte Wegsteuerung verwirklichen, der hydrodynamische Be­ trieb ist vorteilhaft, wenn der Aktuator eine vorgegebene Stellkraft erzeugen soll.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, für eine Lenkung der ein­ gangs angegebenen Art ein neues Konzept aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich das Übersetzungsverhältnis nicht oder nur verzögert ändert, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit beim Bremsen oder Beschleu­ nigen des Fahrzeuges schnell ändert und die Lenkhandhabe bei aus der Geradeausstellung ausgelenkten Fahrzeuglenkrädern stillgehalten oder nur sehr langsam verstellt wird.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine auto­ matische Veränderung des Übersetzungsverhältnisses nicht bzw. allenfalls langsam durchzuführen, wenn dadurch ein für den Fahrer unerwartetes Lenkmanöver eingeleitet werden könnte.

Des weiteren ist bevorzugt vorgesehen, die Lenkhandhabe und die Fahrzeuglenkräder lediglich über eine Regelstrecke mit­ einander wirkungsmäßig zu verbinden, deren Sollwertgeber von der Lenkhandhabe betätigt wird, während die Fahrzeuglenkräder von Stellmotoren betätigt werden, die ihrerseits entsprechend einem Soll-Istwert-Vergleich gesteuert werden.

Da von einer Zwangskopplung zwischen Lenkhandhabe und Lenkrä­ dern abgesehen wird, läßt sich - unabhängig von der Kinematik der Stellorgane der Lenkräder - ein sehr flexibles, parame­ terabhängiges Übersetzungsverhältnis zwischen Lenkhandhabe und Fahrzeugrädern vorgeben.

Inbesondere kann gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform vorgesehen sein, daß die Lenkung bei größeren Lenkwinkeln so­ wie bei geringer werdender Geschwindigkeit direkter arbeitet.

Im übrigen kann die automatische Änderung des Übersetzungs­ verhältnisses ohne weiteres so vorgenommen werden, daß sich bei stillgehaltener Lenkhandhabe der jeweils eingestellte Lenkwinkel der Lenkräder auch bei Änderungen der das Überset­ zungsverhältnis verändernden Parameter nicht bzw. nur verzö­ gert ändern kann.

Um zu gewährleisten, daß die Geradeausstellung der Lenkräder immer mit einer Mittellage der Lenkhandhabe zusammenfällt, kann darüber hinaus vorgesehen sein, daß die Lenkräder nach einer Lenkverstellung aufgrund einer Betätigung der Lenkhand­ habe immer genau dann die Geradeausstellung erreichen, wenn die Lenkhandhabe in die Mittellage zurückkommt.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verweisen, anhand der eine bevorzugte Ausführungs­ form der Erfindung beschrieben wird.

Dabei zeigt die einzige Figur ein beispielhaftes Kennfeld, welches das Übersetzungsverhältnis R zwischen den Stellbewe­ gungen der Lenkhandhabe und dem Lenkwinkel der Lenkräder in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit v und dem Stellwin­ kel α eines Lenkhandrades wiedergibt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, liegt innerhalb eines relativ weiten Bereiches A der Stellwinkel α des Lenkhandra­ des und der Fahrgeschwindigkeit v ein konstantes Überset­ zungsverhältnis R_A vor.

Bei sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten stellt sich immer ein deutlich erhöhtes Übersetzungsverhältnis ein, d. h. die Len­ kung wird deutlich indirekter, wobei bei sehr geringen Stell­ winkeln des Lenkhandrades, d. h. nahe der Geradeausstellung, ein besonders hohes Übersetzungsverhältnis R_max, d. h. eine be­ sonders indirekte Lenkung, vorgesehen ist.

Bei geringer Geschwindigkeit wird die Lenkung sehr direkt entsprechend einem Übersetzungsverhältnis R_o.

Im Ergebnis wird bei den dargestellten Verhältnissen eine be­ sonders hohe Sicherheit erreicht, weil durch die indirekte Lenkung bei hoher Fahrgeschwindigkeit ein Verreißen des Fahr­ zeuges durch heftige Lenkbetätigung wenig wahrscheinlich wird. Andererseits wird eine gute Handhabbarkeit bei geringen Geschwindigkeiten und damit bei Rangiermanövern gewährlei­ stet.

Neben den genannten Parametern, Stellwinkel α und Fahrge­ schwindigkeit v, können auch weitere Parameter, z. B. die Be­ ladung des Fahrzeuges, bei der Veränderung des Übersetzungs­ verhältnisses R berücksichtigt werden.

Im übrigen kann das System so ausgebildet sein, daß bei be­ sonderen, mittels gesonderter Sensoren erfaßten Fahrsituatio­ nen, z. B. bei Schleuderbewegungen des Fahrzeuges oder bei Seitenwindstößen, ein automatischer Lenkeingriff erfolgt, bei dem die Fahrzeuglenkräder ohne Zutun des Fahrers ein das Fahrzeug stabilisierendes Lenkmanöver ausführen.

Falls der Fahrer bei Kurvenfahrt bei stillgehaltenem bzw. nur sehr langsam verstelltem Lenkhandrad stark beschleunigt oder stärker abbremst, wird das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Stellhub bzw. Drehwinkel des Lenkhandrades und dem Lenk­ winkel der Fahrzeuglenkräder gemäß einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform zunächst unverändert belassen und erst nach einer Verzögerungszeit langsam an den durch das Kennfeld vorgegebe­ nen Wert angepaßt. Dadurch wird vermieden, daß bei einge­ schlagener Lenkung allein durch schnelle Änderungen der Ge­ schwindigkeit des Fahrzeuges automatische Lenkwinkeländerun­ gen der Fahrzeuglenkräder erfolgen und den Fahrer überraschen können.

Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, daß sich das Überset­ zungsverhältnis nur dann automatisch zu ändern vermag, wenn die Lenkung die Geradeausstellung einnimmt und/oder der Fah­ rer das Lenkhandrad verstellt.

Claims (6)

1. Lenkung für nicht spurgebundenes Fahrzeug mit einer Lenk­ handhabe bzw. einem Lenkhandrad und davon betätigten Fahr­ zeuglenkrädern, wobei zwischen dem Stellhub der Lenkhandhabe und dem Stellhub der Fahrzeuglenkräder ein Übersetzungsver­ hältnis vorliegt, welches entsprechend einem Kennfeld zumin­ dest in Abhängigkeit vom Stellweg der Lenkhandhabe oder dem Stellweg der Fahrzeuglenkräder und von der Fahrgeschwindig­ keit veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Übersetzungsverhältnis nicht oder nur verzögert ändert, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit beim Bremsen oder Beschleunigen des Fahrzeuges schnell ändert und die Lenkhand­ habe bei aus der Geradeausstellung ausgelenkten Fahrzeuglenk­ rädern stillgehalten oder nur sehr langsam verstellt wird.

2. Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis (R), in einem mittleren Be­ reich der Fahrgeschwindigkeit (v) sowie der Stellwege (α) der Lenkhandhabe oder der Fahrzeuglenkräder konstant ist.

3. Lenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis (R) mit zunehmender Geschwin­ digkeit (v) und abnehmenden Stellwegen (α) von Lenkhandhabe oder Fahrzeuglenkrädern ansteigt.

4. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuglenkräder bei Rückkehr der Lenkhandhabe in eine Mittellage immer in ihre Geradeausstellung zurückkehren.

5. Lenkung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Parameter, z. B. die Beladung des Fahrzeuges, das Übersetzungsverhältnis (R) beeinflussen.

6. Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Lenkhandhabe und Fahrzeuglenkräder durch eine Regel­ strecke miteinander wirkverbunden sind.