DE19650526B4 - Automatische Lenkvorrichtung - Google Patents

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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
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Abstract

Automatische Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit
einem Lenkrad (10),
einem Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17; g)
einer Lenkwelle (12), und
einem automatischen Lenkmechanismus, mittels dessen auf die Lenkwelle (12) ein Drehmoment aufgebracht werden kann, um die Lenkwelle (12) zu drehen,
wobei das Lenkrad (10) mit der Lenkwelle (12) über den Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17; g) derart verbunden ist,
dass in einem manuellen Lenkbetrieb ein auf das Lenkrad (10) manuell aufgebrachtes Drehmoment zur Lenkwelle (12) übertragen wird und die Lenkwelle (12) dadurch gedreht wird, und
dass in einem automatischen Lenkbetrieb das mittels des automatischen Lenkmechanismus auf die Lenkwelle (12) aufgebrachte Drehmoment die Lenkwelle (12) dreht, ohne dass die Drehung der Lenkwelle (12) stets zum Lenkrad (10) übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17; g) im automatischen Lenkbetrieb die Drehmomentübertragung zwischen dem Lenkrad (10) und der Lenkwelle...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Automatische Lenkvorrichtungen wurden vorgeschlagen, um ein Fahrzeug entlang einer gewünschten Linie zu steuern. Beispielsweise offenbart die Druckschrift JP05050932 A einen Mechanismus, der ein Lenkungsmuster zur Vermeidung einer Kollision berechnet und eine Lenkwelle automatisch derart dreht, dass das Fahrzeug gemäß diesem Lenkungsmuster fährt. Wenn der Fahrer während des automatischen Lenkbetriebs das Lenkrad derart dreht, dass ein vorbestimmter Lenkwellenwinkel überschritten wird, so wird das Lenken durch den Fahrer durch einen elektrischen Motor begrenzt, um den Fahrverlauf gemäß dem Lenkungsmuster sicherzustellen. Die Begrenzung bzw. Beschränkung des Lenkens durch den Fahrer mittels des elektrischen Motors ist jedoch nicht vorteilhaft, da das erforderliche System kompliziert wird und der Fahrer unter einer ungewünschten Belastung leidet. Ferner kann es vorkommen, dass der Fahrer während des automatischen Lenkbetriebs das Lenkrad festhält, um seine Position aufrechtzuerhalten. In solchen Fällen ist das automatische Mitdrehen des Lenkrades nicht vorteilhaft.
  • Eine automatische Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 ist bekannt durch die Veröffentlichung DE 43 04 664 A1 . Bei dieser bekannten automatischen Lenkvorrichtung ist der Kupplungsmechanismus derart ausgebildet, dass jedes auf das Lenkrad ausgeübte Drehmoment über den Kupplungsmechanismus zur Lenkwelle übertragen wird und die Drehmomentübertragung zwischen dem Lenkrad und der Lenkwelle zu keinem Zeitpunkt unterbrochen ist.
  • Die Veröffentlichung US 5 289 893 A offenbart eine automatische Lenkvorrichtung, bei der während des automatischen Lenkbetriebs die Lenkwelle mittels einer elektromagnetischen Kupplung festgehalten wird, damit sich das Lenkrad nicht aufgrund einer durch die Lenkkraft hervorgerufenen Reaktionskraft zurückdreht. Eine Trennung des Lenkrades von der Lenkwelle bzw. eine Unterbrechung der Drehmomentübertragung dazwischen ist nicht vorgesehen. Vielmehr soll das Lenkrad auch bei einem großen manuell aufgebrachten Drehmoment mit der Lenkwelle verbunden bleiben, damit stets manuell gelenkt werden kann.
  • Die Druckschrift US 4 573 545 A offenbart eine Servo-Lenkvorrichtung, bei der das Lenkrad und die Lenkwelle stets miteinander verbunden sind.
  • Die Druckschrift DE 37 50 781 T2 offenbart eine Servo-Lenkvorrichtung, die einen Motor aufweist, der mit Hilfe von zwei Kupplungen mit einer Zahnstange kuppelbar ist. Keine dieser Kupplungen befindet sich zwischen dem Lenkrad und der Lenkwelle. Vielmehr sind das Lenkrad und die Lenkwelle stets fest miteinander verbunden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße automatische Lenkvorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass sie benutzerfreundlich ist und nicht eine zusätzliche Belastung für einen Fahrer bedeutet, selbst wenn der Fahrer absichtlich oder unabsichtlich das Lenkrad während des automatischen Lenkbetriebes dreht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die automatische Lenkvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.
  • 1A ist eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 1B ist eine teilvergrößerte Schnittansicht von 1A;
  • 2 ist eine schematische Darstellung von Scheiben, einer Kugel sowie einer Feder des Ausführungsbeispiels gemäß der 1A;
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des ersten Ausführungsbeispiels;
  • 4 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung einer anderen Betriebsweise des ersten Ausführungsbeispiels;
  • 5A ist eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
  • 5B ist eine teilvergrößerte Schnittansicht von 5A; und
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung von Scheiben sowie einer Kugel des Ausführungsbeispiels gemäß der 5A.
  • Erstes Ausführungsbeispiel:
  • Der automatische Lenkmechanismus der Lenkvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der gleiche wie bei einer herkömmlichen automatischen Lenkvorrichtung und umfasst ein Zahnrad (nicht dargestellt) an dem unteren Ende einer Lenkwelle 12, welches durch einen elektrischen Motor gedreht wird, um automatisch die Lenkwelle 12 zu drehen. Ein Lenkrad 10 und die Lenkwelle 12 sind jedoch nicht miteinander starr verbunden, sondern derart konstruiert, dass sie miteinander verbunden oder voneinander gelöst werden können.
  • Die 1A und 1B zeigen einen verbundenen Zustand der Lenkwelle 12 und des Lenkrades 10. Das Lenkrad 10 sowie die Lenkwelle 12 weisen jeweils Scheiben 14 und 16 auf, wobei die Scheibe 14 auf Seiten des Lenkrades 10 Nuten 15 hat und die Scheibe 16 auf Seiten der Lenkwelle 12 Vorsprünge 17 aufweist. Die Scheiben 14 und 16, die Nuten 15 sowie die Vorsprünge 17 sind Elemente eines Kupplungsmechanismus. Für den manuellen Lenkbetrieb verschiebt ein Betätigungsmittel 24 die Scheibe 16 in die Richtung des Pfeils a, um die Vorsprünge 17 der Scheibe 16 mit den Nuten 15 der Scheibe 14 in Eingriff zu bringen, so dass das Lenkrad 10 sowie die Lenkwelle 12 miteinander gekoppelt sind. Folglich wird im manuellen Lenkbetrieb die Betätigung des Lenkrades 10 durch den Fahrer unmittelbar auf die Lenkwelle 12 übertragen, um das Fahrzeug gemäß den Wünschen des Fahrers zu lenken.
  • Die 2 zeigt die Ausbildung der Nuten 15 und der Vorsprünge 17 in einer schematischen Form. Es sind vier Nuten vorgesehen, die im Abstand von 90° voneinander mit Bezug zum Mittelpunkt der Scheibe 14 angeordnet sind, wobei an der Scheibe 16 vier Vorsprünge 17 vorgesehen sind, welche den vier Nuten 15 gegenüberliegen. Die Nuten 15 sowie die Vorsprünge 17 werden miteinander in Eingriff gebracht, um den Kupplungsmechanismus einzurücken. Die Anzahl der Nuten 15 und der Vorsprünge 17 kann kleiner als vier sein und kann auch, falls notwendig, größer als vier sein. Desweiteren ist ein V-förmiger Rücksprung 18 am Rand der Scheibe 14 ausgeformt, wobei eine Kugel 20 sowie ein elastisches Bauteil in Form einer Feder 22, die die Kugel 20 in Richtung zum V-förmigen Rücksprung 18 drückt, an der Scheibe 16 vorgesehen sind und dem V-förmigen Rücksprung 18 gegenüberliegen. Der V-förmige Rücksprung 18, die Kugel 20 sowie die Feder 22 bilden eine Nebenkupplung f, deren Eingriffszustand nachfolgend beschrieben werden soll und die ebenfalls Bestandteil des Kupplungsmechanismus ist.
  • Für den automatischen Lenkbetrieb bewegt das Betätigungsmittel 24 die Scheibe 16 in die Richtung des Pfeils b, um die Vorsprünge 17 von den Nuten 15 zu beabstanden, wie dies in der 1A dargestellt ist. In diesem Zustand sind das Lenkrad 10 sowie die Lenkwelle 12 miteinander durch die Nebenkupplung f verbunden, die drehmomentabhängig ausrücken kann.
  • Die 1B zeigt eine vergrößerte Ansicht der Nebenkupplung f.
  • Gemäß vorstehender Beschreibung ist der V-förmige Rücksprung 18 auf Seiten des Lenkrads 10 ausgeformt, wobei die Kugel 20, welche durch die Feder 22 in Richtung zum Lenkrad 10 gedrückt oder vorgespannt wird, auf Seiten der Lenkwelle 12 vorgesehen ist. Wenn die Kugel 20 in dem V-förmigen Rücksprung 18 positioniert ist, hält die Kraft der Feder 22 die Kugel 20 in dem V-förmigen Rücksprung 18, so dass das Lenkrad 10 und die Lenkwelle 12 mittels der Kugel 20 miteinander verbunden sind und das Lenkrad 10 zusammen mit der Lenkwelle 12 durch ein auf die Lenkwelle 12 aufgebrachtes Drehmoment 12 gedreht wird. Die Verbindungskraft ist abhängig von der elastischen Kraft bzw. Vorspannkraft der Feder 22 und kann durch Ändern dieser elastischen Kraft variiert werden.
  • Folglich wird in dem automatischen Lenkbetrieb die Drehung der Lenkwelle 12 auf das Lenkrad 10 übertragen, und zwar durch den Eingriff des V-förmigen Rücksprungs 18 und der Kugel 20. Folglich kann der Fahrer in einfacher Weise Kenntnis darüber erlangen, dass die automatische Lenkung in Betrieb ist, da das Lenkrad 10 automatisch gedreht wird. Selbst wenn ein geringes Störmoment an das Lenkrad 10 angelegt wird, kann das Lenkrad 10 kontinuierlich gedreht werden, da die Kugel 20 in dem V-förmigen Rücksprung 18 infolge der Kraft der Feder 22 in Position gehalten wird.
  • Falls nunmehr der Fahrer in absichtlicher oder unabsichtlicher Weise das Lenkrad 10 während des automatischen Lenkbetriebs betätigt und ein Drehmoment gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert an das Lenkrad 10 anlegt, dann wird die Kugel 20 aus dem V-förmigen Rücksprung 18 entgegen der Vorspannkraft der Feder 22 ausgerückt. Hierauf rollt die Kugel 20 auf der flachen Oberfläche der Scheibe 14 ab, so dass die automatische Drehung der Lenkwelle 12 nicht mehr auf das Lenkrad 10 übertragen wird, wobei das Lenkrad 10 nunmehr frei gedreht werden kann. In solch einer Situation wird die automatische Lenkung nach wie vor kontinuierlich fortgeführt, da die Lenkwelle 12 ihrerseits vom automatischen Lenkmechanismus gedreht wird.
  • Die 3 zeigt ein Ablaufdiagramm des Betriebs in diesem Ausführungsbeispiel. Zuerst wird entschieden, ob das Fahrzeug sich im automatischen Lenkbetrieb befindet oder nicht (S101). Falls entschieden wird, dass sich das Fahrzeug im automatischen Lenkbetrieb befindet, dann wird entschieden, ob der Fahrer einen Befehl für das Umschalten auf den manuellen Lenkbetrieb eingegeben hat oder nicht (S102). Diese Entscheidung wird durchgeführt durch Überprüfen des Betätigungszustandes eines Manuell/Automatikumschalters, der nahe dem Fahrersitz angeordnet ist. Wenn der Fahrer diesen Schalter nicht auf "manuell" umgeschaltet hat und folglich wünscht, dass die automatische Lenkung fortgeführt wird, dann hält das Betätigungsmittel 24 die Scheibe 16 in der Position b, um die Vorsprünge 17 der Scheibe 16 von den Nuten 15 der Scheibe 14 zu beabstanden und das Lenkrad 10 mit der Lenkwelle 12 nur durch die Kugel 20 verbunden zu halten (S106). Es wurde bereits vorstehend beschrieben, dass dann, falls ein Drehmoment, welches gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert in diesem Zustand angelegt wird, die Kugel 20 aus dem V-förmigen Rücksprung 18 ausgerückt wird, wobei dann die Drehung der Lenkwelle 12 nicht mehr auf das Lenkrad 10 übertragen wird.
  • Wenn der Fahrer ein Umschalten vom automatischen Lenkbetrieb zum manuellen Lenkbetrieb fordert, dann wird entschieden, ob oder nicht ein Schalter innerhalb des V-förmigen Rücksprungs 18 auf "EIN" geschaltet ist (S103). Dieser Schalter ist in 1B mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichnet. Während die Kugel 20 in dem V-förmigen Rücksprung 18 positioniert ist, wird der Schalter 26 aufwärts in 1B belastet, wodurch ein Kontakt geschlossen und der Schalter auf "EIN" geschaltet wird. Wenn folglich der Schalter 26 auf "AUS" steht, dann ist die Kugel 20 nicht innerhalb des V-förmigen Rücksprungs 18 positioniert, so dass der Fahrer durch eine visuelle Aufforderung oder eine akustische Aufforderung dahingehend instruiert wird, das Lenkrad 10 zu drehen, damit die Kugel 20 in den V-förmigen Rücksprung 18 einrasten kann (S107). Diese Instruktion wird gegeben, um die Drehstellung des Lenkrads 10 (Lenkradwinkel) der Drehstellung der Lenkwelle 12 (Lenkwellenwinkel) anzupassen. Wenn diese Drehstellungen nicht aneinander angepasst sind, wenn von automatischer Lenkung auf den manuellen Lenkbetrieb umgeschaltet wird, dann entspricht der Lenkwinkel des Fahrzeugs nicht dem Lenkradwinkel, so dass nicht in gewünschter Weise auf den manuellen Lenkbetrieb übergegangen werden kann. Dies wird als Lenkwinkelsynchronisation bezeichnet. Wenn der Fahrer das Lenkrad 10 gemäß der Instruktion dreht, um den V-förmigen Rücksprung 18 bezüglich der Kugel 20 auszurichten, und dann die Kugel 20 in den V-förmigen Rücksprung 18 eintritt, dann wird der Schalter 26 auf "EIN" geschaltet. Wenn dann erfasst wird, dass der Schalter 26 auf "EIN" geschaltet worden ist, bewegt das Betätigungsmittel 24 die Scheibe 16 zu der Position a, um die Nuten 15 mit den Vorsprüngen 17 in Eingriff zu bringen (S104). Folglich werden das Lenkrad 10 sowie die Lenkwelle 12 für einen manuellen Lenkbetrieb miteinander verbunden, wodurch der Fahrer das Fahrzeug durch Betätigen des Lenkrads 10 lenken kann (S105).
  • Wenn gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Kugel 20 nicht in dem V-förmigen Rücksprung 18 ist, wenn das Umschalten auf manuellen Lenkbetrieb gefordert wird, dann wird der Fahrer instruiert, das Lenkrad 10 zu betätigen, um die Drehstellungen zu synchronisieren. Dieser Vorgang kann jedoch automatisiert werden.
  • Die 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein automatisches Synchronisieren der Drehstellungen, d.h. des Lenkradwinkels und des Lenkwellenwinkels. In der gleichen Weise wie bei dem Prozess gemäß der 3 wird zuerst bestimmt, ob sich das Fahrzeug im automatischen Lenkbetrieb befindet oder nicht (S201). Falls bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug im automatischen Lenkbetrieb befindet, wird als nächstes entschieden, ob der Fahrer einen Befehl für das Umschalten auf den manuellen Lenkbetrieb eingegeben hat oder nicht (S202). Falls der Fahrer nicht den Manuell/Automatikumschalter betätigt hat und folglich wünscht, dass mit dem automatischen Lenkbetrieb fortgefahren wird, dann hält das Betätigungsmittel 24 die Scheibe 16 in der Position b, um die Vorsprünge 17 der Scheibe 16 von den Nuten 15 der Scheibe 14 zu beabstanden und das Lenkrad 10 mit der Lenkwelle 12 nur durch die Kugel 20 verbunden zu halten (S207). Wenn gemäß vorstehender Beschreibung ein Drehmoment gleich oder größer dem vorbestimmten Wert in diesem Zustand angelegt wird, dann wird die Kugel 20 aus dem V-förmigen Rücksprung 18 ausgerückt, wobei dann die Drehung der Lenkwelle 12 nicht mehr auf das Lenkrad 10 übertragen wird. Wenn der Fahrer ein Umschalten vom automatischen Lenkbetrieb zum manuellen Lenkbetrieb fordert, dann wird bestimmt, ob der Schalter 26 innerhalb des V-förmigen Rücksprungs 18 auf "EIN" geschaltet ist oder nicht (S203). Wenn der Schalter 26 nicht auf "EIN" geschaltet ist, dann unterscheidet sich der Prozess von jenem gemäß der 3 insofern, als ein Motor, der an dem Lenkrad 10 montiert ist, angetrieben wird, um die Position des V-förmigen Rücksprungs 18 bezüglich jener der Kugel 20 auszurichten (S208). Wenn die Kugel 20 dann in den V-förmigen Rücksprung 18 einschnappt, wird der Schalter 26 gemäß vorstehender Beschreibung auf "EIN" umgeschaltet und wird der Motor, welcher das "EIN"-Signal erfasst hat, gestoppt (S204). Danach bewegt das Betätigungsmittel 24 die Scheibe 16 in die Position a, um in den manuellen Lenkbetrieb umzuschalten (S205, S206). Da folglich der Fahrer lediglich den Manuell/Automatikschalter zu betätigen braucht, um die Lenkwinkelsynchronisation automatisch durchzuführen, können die Anforderungen an den Fahrer weiter verringert werden. Wenn die Kugel 20 in den V-förmigen Rücksprung 18 durch Betätigen des Motors eingeschnappt ist, ist es vorteilhaft, dass nach dem Stoppen des Motors eine Mitteilung hinsichtlich der Beendigung der Lenkwinkelsynchronisation an den Fahrer ausgegeben wird. Folglich kann sich der Fahrer dahingehend vergewissern, dass ein Umschalten auf den manuellen Lenkbetrieb vollständig durchgeführt worden ist.
  • Zweites Ausführungsbeispiel:
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel weisen die Scheiben 14 und 16 jeweils Nuten 15 und Vorsprünge 17 auf, um Elemente des Kupplungsmechanismus zu bilden. Indessen kann die Scheibe 14 und die Scheibe 16 flach bzw. eben ausgebildet werden, und zwar ohne irgendwelche Vorsprünge oder Nuten, wobei die Kugel 20 fest in den V-förmigen Rücksprung 18 gedrückt werden kann, um das Lenkrad 10 und die Lenkwelle 12 miteinander zu verbinden. Solch ein Aufbau ist beispielhaft in den 5A, 5B gezeigt.
  • Gemäß der 5A sind die Scheibe 14 sowie die Scheibe 16 flach und weisen sie keine Nuten 15 oder Vorsprünge 17 auf, wie sie in den 1A und 1B gezeigt werden. Ein insgesamt mit g in 5A bezeichneter Kupplungsmechanismus umfasst eine elektromagnetische Spule 28, einen Kolben oder Anker 30 sowie eine Feder 32, die in der Scheibe 16 vorgesehen sind, und zwar zusätzlich zu dem V-förmigen Rücksprung 18, der Kugel 20 sowie der Feder 22.
  • Die 5B ist eine vergrößerte Ansicht des Kupplungsmechanismus g gemäß der 5A. In der gleichen Weise wie in den 1A, 1B gezeigt wird, wird die Kugel 20 durch die Feder 22 in Richtung zum V-förmigen Rücksprung 18 gedrückt. Zusätzlich ist der Kolben 30 unterhalb der Kugel 20 vorgesehen, der durch die Feder 32 in Richtung zur Kugel 20 gedrückt wird. Die elektromagnetische Spule 28 ist um den Kolben 30 herum angeordnet, wobei der Kolben 30 entgegen der elastischen Kraft der Feder 32 nach unten gezogen werden kann durch einen elektrischen Strom, welcher durch die elektromagnetische Spule 28 fließt. Während kein Strom durch die elektromagnetische Spule 28 geleitet wird, wird der Kolben 30 aufwärts durch die elastische Kraft der Feder 32 gedrückt, wobei die Kugel 20 fest in den V-förmigen Rücksprung 18 gedrückt wird. Die Andrückkraft des Kolbens 30 gegen die Kugel 20 dient als eine Kraft für das Verbinden des Lenkrads 10 mit der Lenkwelle 12 derart, dass das Lenkrad 10 und die Lenkwelle 12 gemeinsam während eines manuellen Lenkbetriebes gedreht werden.
  • Während des automatischen Lenkbetriebs wird andererseits ein Strom durch die elektromagnetische Spule 28 geleitet, wobei der Kolben 30 abwärts entgegen der elastischen Kraft der Feder 32 gezogen wird. Folglich wird die Kugel 20 in dem V- förmigen Rücksprung 18 ausschließlich durch die elastische Kraft der Feder 22 in der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gehalten, und die Kugel 20 wird aus dem V-förmigen Rücksprung 18 heraus verlagert, falls ein Drehmoment gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert an das Lenkrad 10 angelegt wird, wodurch dem Lenkrad 10 ermöglicht wird, sich frei zu drehen.
  • Die 6 zeigt die Ausbildung der Scheibe 14 und der Scheibe 16 in schematischer Darstellung. Durch Vergleichen mit der Ausbildung in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 wird ersichtlich, dass diese Scheiben 14 und 16 unterschiedlich sind von jenen gemäß der 2. Insbesondere haben diese Scheiben 14 und 16 keine Nuten 15 und Vorsprünge 17, wie sie in der 2 gezeigt sind. Die Scheibe 14 weist den V-förmigen Rücksprung 18 auf, dem die Kugel 20 gegenüberliegt. Ferner wird die Kugel 20 fest durch eine elastische Kraft in Richtung zum V-förmigen Rücksprung 18 gedrückt, um die Scheibe 14 und die Scheibe 16 miteinander zu koppeln. Folglich wirkt die Kugel 20 als Kupplungselement, wobei das Lenkrad 10 frei gedreht werden kann, falls ein Drehmoment gleich oder größer als der vorbestimmte Wert während des automatischen Lenkbetriebes angelegt wird. Es versteht sich, dass für das Umschalten vom automatischen Lenkbetrieb in den manuellen Lenkbetrieb auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Fahrer das Ausrichten des V-förmigen Rücksprungs 18 mit der Kugel 20 bewirken muss oder das Lenkrad 10 durch den Motor gedreht werden muss, um die Lenkwinkelsynchronisation zu erreichen.
  • Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind ein einziger V-förmiger Rücksprung 18 und eine einzige Kugel 20 vorgesehen. Sie können jedoch mehrfach, d.h., in einer größeren Anzahl, wenn erforderlich, vorgesehen sein, wobei sie an Positionen angeordnet sein können, in welchen sie sich um 180° versetzt sind.
  • Wenn in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Drehmoment gleich oder größer als der vorbestimmte Wert an das Lenkrad 10 angelegt wird, dann wird der Eingriff zwischen dem V-förmigen Rücksprung 18 und der Kugel 20 gelöst, um dem Lenkrad 10 zu ermöglichen, sich frei zu drehen. Wenn jedoch das Fahrzeug mit einem weiteren Sensor versehen ist und eine Unfall- oder Notsituation des Fahrzeugs durch diesen Sensor erfasst wird, dann wird die Lenkradbetätigung durch den Fahrer während des automatischen Lenkungsbetriebes dahingehend bewertet, dass mit ihr die Notsituation beherrscht werden soll. In solch einem Fall wird die Kugel 20 fest in dem V-förmigen Rücksprung 18 fixiert, um das Lenkrad 10 fest mit der Lenkwelle 12 zu koppeln, wobei der automatische Lenkbetrieb aufgehoben wird und der Fahrer folglich das Lenkrad 10 mit Priorität betätigen kann. Um die Kugel 20 innerhalb des V-förmigen Rücksprungs 18 zu fixieren, kann beispielsweise der durch die elektromagnetische Spule 28 geleitete Strom gestoppt werden, um die Kugel 20 fest in den V-förmigen Rücksprung 18 durch den Kolben 30 gemäß den 5A und 5B zu drücken.
  • Ferner ist gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der V-förmige Rücksprung auf Seiten des Lenkrades und die Kugel auf Seiten der Lenkwelle vorgesehen, wobei jedoch auch die Kugel auf Seiten des Lenkrads und der V-förmige Rücksprung auf Seiten der Lenkwelle vorgesehen sein kann. Da jedoch die Kugel sowie der Mechanismus für das Andrücken der Kugel relativ kompliziert sind, ist die Kugel bevorzugt auf der Seite der Lenkwelle vorgesehen.

Claims (5)

  1. Automatische Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Lenkrad (10), einem Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17; g) einer Lenkwelle (12), und einem automatischen Lenkmechanismus, mittels dessen auf die Lenkwelle (12) ein Drehmoment aufgebracht werden kann, um die Lenkwelle (12) zu drehen, wobei das Lenkrad (10) mit der Lenkwelle (12) über den Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17; g) derart verbunden ist, dass in einem manuellen Lenkbetrieb ein auf das Lenkrad (10) manuell aufgebrachtes Drehmoment zur Lenkwelle (12) übertragen wird und die Lenkwelle (12) dadurch gedreht wird, und dass in einem automatischen Lenkbetrieb das mittels des automatischen Lenkmechanismus auf die Lenkwelle (12) aufgebrachte Drehmoment die Lenkwelle (12) dreht, ohne dass die Drehung der Lenkwelle (12) stets zum Lenkrad (10) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17; g) im automatischen Lenkbetrieb die Drehmomentübertragung zwischen dem Lenkrad (10) und der Lenkwelle (12) unterbricht, wenn während des automatischen Lenkbetriebs auf das Lenkrad (10) manuell ein Drehmoment aufgebracht wird, das gleich einem vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist.
  2. Automatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17) eine Kugel (20), die an einem der beiden Elemente Lenkwelle (12) und Lenkrad (10) angeordnet ist, einen Rücksprung (18), der am jeweils anderen der beiden Elemente Lenkwelle (12) und Lenkrad (10) vorgesehen ist und mit dem die Kugel (20) in Eingriff treten kann, sowie ein elastisches Bauteil (22) aufweist, das die Kugel (20) mit einer elastischen Vorspannkraft in Richtung zum jeweils anderen der beiden Elemente Lenkwelle (12) und Lenkrad (10) belastet, wobei im automatischen Lenkbetrieb die Kugel (20) mit dem Rücksprung (18) ein Eingriff steht, wenn das manuell auf das Lenkrad (10) aufgebrachte Drehmoment kleiner als der vorbestimmte Wert ist, und die Kugel (20) entgegen der elastischen Vorspannkraft aus dem Rücksprung (18) heraus verlagert ist, wenn das manuell auf das Lenkrad (10) aufgebrachte Drehmoment gleich dem vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist.
  3. Automatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Bauteil als Feder (22) ausgebildet ist.
  4. Automatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsmechanismus (f, 14 bis 17) ferner eine erste Scheibe (16), die an dem oberen Ende der Lenkwelle (12) befestigt ist, und eine zweite Scheibe (14) aufweist, die auf der Rückseite des Lenkrades (10) befestigt ist, wobei die erste Scheibe (16) mit Vorsprüngen (17) und die zweite Scheibe (14) mit Nuten (15) versehen ist, welche den Vorsprüngen (17) gegenüberliegen, und wobei die Vorsprünge (17) und die Nuten (15) in und außer Eingriff miteinander bringbar sind, und wobei die Vorsprünge (17) und die Nuten (15) im manuellen Lenkbetrieb in Eingriff miteinander stehen und im automatischen Lenkbetrieb außer Eingriff miteinander stehen.
  5. Automatische Lenkvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsmechanismus (g) ferner eine elektromagnetische Antriebsvorrichtung (28, 30, 32) aufweist, die mit der Kugel (20) zusammenwirkt, wobei die elektromagnetische Antriebsvorrichtung (28, 30, 32) im manuellen Lenkbetrieb nicht aktiviert ist und die Kugel (20) in Eingriff mit dem Rücksprung (18) hält und im automatischen Lenkbetrieb aktiviert ist und nicht auf die Kugel (20) einwirkt, so dass diese ausschließlich durch die elastische Vorspannkraft belastet ist.
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