DE19918355A1 - Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit elektrischen Steuereinrichtungen - Google Patents

Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit elektrischen Steuereinrichtungen

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DE19918355A1
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Abstract

Es wird eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit elektrischen Steuereinrichtungen vorgeschlagen, wobei ein am Lenkrad (4) vorgegebener Lenkwinkel über eine Steuereinheit (6) an einen elektrischen Lenkmotor (1) in der Weise übertragen wird, daß die lenkbaren Fahrzeugräder (2, 3) vom Lenkmotor (1) in eine entsprechende Lenkposition gebracht werden. Mittels eines Einstellelements (10) kann der Steuereinheit (6) eine gewünschte Grundstellung für die lenkbaren Fahrzeugräder (2, 3) mitgeteilt werden. Bei oder nach dem Abstellen des Fahrzeugs veranlaßt die Steuereinheit (6), daß der Lenkmotor (1) die lenkbaren Fahrzeugräder (2, 3) in die vorgegebene Grundstellung ausrichtet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit elektrischen Steuereinrichtungen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Lenkvorrichtungen für Fahrzeuge bekannt, bei denen zwischen Lenkrad und den lenkbaren Fahrzeugrädern keine mechanische Kopplung besteht. Die am Lenkrad ausgeführten Lenkbewegungen werden mittels Winkelsensoren oder in anderer Weise elektronisch erfaßt und über elektrische Steuereinrichtungen in entsprechende Lenkbewegungen an den lenkbaren Fahrzeugrädern umgesetzt. Derartige Lenkvorrichtungen sind unter dem Begriff "Steer by Wire Systeme" bekannt.
Aus der DE 195 39 101 C1 ist eine derartige Lenkvorrichtung mit elektrischen Steuereinrichtungen bekannt, bei der eine Rückstellfederanordnung als Teil eines Rückwirkungssimulators an der Lenkstange des Lenkrades angreift. Die Rückstellfederanordnung hat den Zweck, daß beim Auslenken des Lenkrades aus seiner Geradeausposition eine Gegenkraft erzeugt wird, die dem Fahrer ein Lenkgefühl wie bei herkömmlichen Lenkungen geben soll. An der Rückstellfederanordnung sind zu diesem Zweck außerdem verstellbare Widerlager angeordnet, um eine gewünschte Rückwirkungssimulation am Lenkrad zu erreichen. Im Fahrbetrieb vermag das auf das Lenkrad wirkende Rückstellmoment bei losgelassenem Lenkrad dieses weitestgehend in die gerade Ausstellung zurückzustellen. Bei stehendem Fahrzeug ist eine selbsttätige Rückstellung des Lenkrads durch das Rückstellmoment nicht möglich.
Bei einer Hilfskraftlenkung mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung, wie sie aus der DE 197 17 796 A1 bekannt ist, können nach einem Loslassen des Lenkrades nach einem Lenkvorgang die lenkbaren Fahrzeugräder und das Lenkgetriebe mit hydraulischer Unterstützung zurückgestellt werden. Ein Elektromotor wird für diese Hilfskraftlenkung nicht verwendet, da die hydraulische Hilfskraftunterstützung ausschließlich von einer Servopumpe geliefert wird. Bei abgestelltem Fahrzeug lassen sich somit die lenkbaren Fahrzeugräder nicht mehr in eine gewünschte Position ausrichten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit elektrischen Steuereinrichtungen zu schaffen, die bei abgestelltem Fahrzeugmotor eine selbsttätige Ausrichtung der lenkbaren Fahrzeugräder in eine gewünschte Grundstellung ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale. Bei oder kurz nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs richtet ein elektrischer Lenkmotor die lenkbaren Fahrzeugräder in eine vorgegebene Grundstellung aus. Die Grundstellung muß dabei nicht unbedingt die Geradeausstellung sein. Wird das Fahrzeug auf einer Straße mit starkem Gefälle abgestellt, so kann eine Grundstellung der Fahrzeugräder zweckmäßig sein, bei der die lenkbaren Fahrzeugräder seitlich zur Bordsteinkante hin ausgerichtet sind.
Besonders vorteilhaft ist es, die von den lenkbaren Fahrzeugrädern eingenommene Grundstellung in Form einer Richtungsanzeige dem Fahrer anzuzeigen. Der Fahrer kann dann entscheiden, ob er diese Grundstellung beibehalten oder ändern möchte. Das Anzeigen der Grundstellung hat außerdem Vorteile beim Ausparken, da der Fahrer die Ausgangsstellung der Fahrzeugräder kennt und entsprechende Lenkbewegungen zum Ausparken gezielt vornehmen kann. Die Stellung der lenkbaren Fahrzeugräder kann dabei auch ständig angezeigt werden.
Um für die lenkbaren Fahrzeugräder beim Abstellen des Fahrzeugs eine gewünschte Grundstellung einstellen zu können, kann an dem vom Fahrer erreichbaren Bedienfeld ein Einstellelement angeordnet sein. Das Einstellelement kann ein einfacher Drehknopf oder die Tastatur eines Bordcomputers sein. Die jeweils eingegebene Grundstellung wird von einer Steuereinheit erfaßt, die in Verbindung mit weiteren elektrischen Steuereinrichtungen die gewünschte Ausrichtung der lenkbaren Fahrzeugräder dann beim Abstellen des Fahrzeugs veranlaßt.
Die Lenkvorrichtung kann zusätzlich mit einer Federeinrichtung, die an der Lenkstange des Lenkrads angreift, ausgestattet sein. Die Federeinrichtung erzeugt bei Ausrichtung des Lenkrades aus der Geradeausstellung ein auf das Lenkrad wirkendes Gegenmoment, welches das losgelassene Lenkrad selbsttätig in die Geradeausstellung zurückdrehen kann. Die lenkbaren Fahrzeugräder werden über die elektrischen Steuereinrichtungen der Lenkradstellung entsprechend nachgeführt, so daß die lenkbaren Fahrzeugräder ebenfalls wie das Lenkrad die Geradeausstellung selbsttätig einnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der Lenkvorrichtung, die über einen elektrischen Lenkmotor 1 die lenkbaren Fahrzeugräder 2, 3 eines Fahrzeugs steuert.
Die Position des Lenkrades 4 wird von einem Sensor 5 an eine Steuereinheit 6 gemeldet, die ausgangsseitig mit dem elektrischen Lenkmotor 1 in Verbindung steht und diesen entsprechend der Winkelposition des Lenkrades 4 steuert. Es besteht somit kerne mechanische Kopplung zwischen Lenkrad 4 und den lenkbaren Fahrzeugrädern 2, 3.
An der Lenkstange 7 des Lenkrades 4 greift außerdem eine Federeinrichtung 8 an, die bei Auslenkung des Lenkrades 4 aus der Grundposition ein Rückstellmoment über die Lenkstange 7 auf das Lenkrad 4 ausübt. Die Lenkstange 7 ist mit einem Elektromotor 9 gekoppelt, der eine Korrektur des von der Federeinrichtung 8 erzeugten Rückstellmoments vornehmen kann. Der Elektromotor 9 ermöglicht auch eine beliebige Ausrichtung des Lenkrades 4 beim Abstellen des Fahrzeugs. Der Elektromotor 9 kann von der Steuereinheit 6 so beaufschlagt werden, daß bei abgestelltem Fahrzeug das Lenkrad 4 exakt die Winkelposition hat, die der Lenkposition der lenkbaren Fahrzeugräder 2, 3 entspricht.
Über ein Einstellelement 10, welches beispielsweise ein Drehknopf oder die Tastatur eines Bordcomputers sein kann, ist die Eingabe einer gewünschten Grundstellung für die lenkbaren Fahrzeugräder 2, 3 möglich. Die gewünschte Grundstellung wird über das Einstellelement 10 an die Steuereinheit 6 weitergegeben, die bei oder nach dem Abstellen des Fahrzeugs dann eine entsprechende Ausrichtung der lenkbaren Fahrzeugräder 2, 3 vornimmt.
Die Eingabe der Grundstellung für die lenkbaren Fahrzeugräder 2, 3 kann aber auch über einen Programmiereingang direkt an der Steuereinheit 6 erfolgen, so daß werkseitig eine bestimmte Grundstellung vorgegeben werden kann. Ein vom Fahrer zu bedienendes Einstellelement könnte dann gegebenenfalls auch entfallen.
Das Einstellelement 10 ist mit einer Richtungsanzeige 11 gekoppelt, die dem Fahrer die jeweils aktuelle Position der lenkbaren Fahrzeugräder 2, 3 anzeigt. Die Richtungsanzeige 11 kann im einfachsten Fall auch ein Drehknopf sein, der zur Einstellung der Grundstellung für die lenkbaren Fahrzeugräder 2, 3 dient, so daß anhand der Stellung des Drehknopfes die Grundstellung ersichtlich ist.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Lenkmotor
2
,
3
Fahrzeugräder
4
Lenkrad
5
Sensor
6
Steuereinheit
7
Lenkstange
8
Federeinrichtung
9
Elektromotor
10
Einstellelement
11
Richtungsanzeige

Claims (7)

1. Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit elektrischen Steuereinrichtungen, die am Lenkrad (4) ausgeführte Lenkvorgänge in entsprechende Lenkbewegungen an den mittels eines elektrischen Lenkmotors (1) lenkbaren Fahrzeugrädern (2, 3) umsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (6) bei oder kurz nach dem Abstellen des Fahrzeugs den Lenkmotor (1) so ansteuert, daß dieser die lenkbaren Fahrzeugräder (2, 3) in eine vorgegebene Grundstellung ausrichtet.
2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lenkbaren Fahrzeugräder (2, 3) in Grundstellung geradeaus oder zur Bordsteinkante hin seitlich ausgerichtet sind.
3. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den lenkbaren Fahrzeugrädern (2, 3) eingenommene Stellung in Form einer Richtungsanzeige (11) dem Fahrer angezeigt wird.
4. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des vom Fahrer erreichbaren Bedienfeldes ein Einstellelement (10) zur Einstellung einer gewünschten Grundstellung angeordnet ist.
5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellelement (10) die Tastatur eines Bordcomputers oder ein separater Drehknopf ist.
6. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabe der Grundstellung über einen Programmiereingang direkt an der Steuereinheit (6) erfolgt.
7. Lenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federeinrichtung (8) an der Lenkstange (7) des Lenkrades (4) angreift, die bei Auslenkung des Lenkrades (4) aus der Geradeausstellung ein auf das Lenkrad (4) wirkendes Gegenmoment erzeugt, welches das losgelassene Lenkrad (4) selbsttätig in die Grundstellung zurückdreht und damit bei abgestelltem Fahrzeug eine entsprechende Geradeausstellung oder eine andere vorgegebene Grundstellung der lenkbaren Fahrzeugräder (2, 3) über die Steuereinheit (6) veranlaßt.
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