DE19926341B4 - Elektrisches Lenksystem - Google Patents

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    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such

Abstract

Elektrisches Lenksystem (10) mit
einer Leistungsquelle (34);
einem Elektromotor (28) zum Liefern einer Hilfslenkkraft;
einem Ultrakondensator, der selektiv mit der Leistungsquelle (34) verbindbar ist, um den Ultrakondensator (C1; C2) zu laden und der mit dem Motor (28) verbindbar ist, um den Ultrakondensator (C1; C2) zum Antrieb des Elektromotors (28) zu entladen, wobei der Ultrakondensator (C1; C2) eine Kapazität von mehr als 100 Farad aufweist; und
einer Steuerschaltung (32), die auf mindestens einen Fahrzeugzustand anspricht, der anzeigt, ob eine Hilfslenkkraft erforderlich ist, um zum Laden des Ultrakondensators (C1; C2) die Verbindung des Ultrakondensators (C1; C2) mit der Leistungsquelle (34) oder zum Entladen des Ultrakondensators (C1; C2) beim Antrieb des Elektromotors (28) die Verbindung des Ultrakondensators (C1; C2) mit dem Elektromotor (28) auszuwählen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Lenksystem zum Vorsehen eines Hilfslenkdrehmoments.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es gibt bereits zahlreiche bekannte Lenkhilfesysteme, die bei Bedarf ein zusätzliches Lenkdrehmoment vorsehen. Zu diesen Systemen gehören konventionelle hydraulische Lenksysteme, mit elektrischer Leistung unterstützte hydraulische Lenksysteme und auch elektrische Leistungslenksysteme, die keine Hydraulik enthalten. Typischerweise weist ein elektrisches Leistungslenksystem einen Elektromotor auf, der mit einer elektrischen Steuereinheit gekoppelt ist, die bei vorgewählten Fahrzeugbedingungen auf die Bewegung eines Handlenkrades anspricht. Wenn der Elektromotor aktiviert ist, so liefert er eine Hilfslenkkraft an das Zahnstangenglied, um den Fahrer während eines Lenkmanövers zu unterstützen. Im Allgemeinen ist eine Hilfslenkkraft bei relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten, wie beispielsweise während des Fahrzeugparkens, erwünscht, insbesondere dann, wenn ein relativ hohes Drehmoment an das Handlenkrad angelegt wird.
  • Konventionelle elektrische Lenksysteme besitzen im Betrieb hohe Leistungsanforderungen, die oftmals das elektrische System des Fahrzeugs übermäßig belasten. Bei niedrigeren Fahrzeuggeschwindigkeiten arbeitet die Lichtmaschine langsamer und es kann daher auftreten, dass sie nicht in der Lage ist, hinreichend Leistung sowohl für die Fahrzeuglasten als auch das elektrische Lenksystem vorzusehen. Die beträchtlichen Leistungsanforderungen solcher elektrischen Leistungslenksysteme können zu unerwünschtem Betrieb bei anderen elektrischen Lasten des Fahrzeugs führen, wie beispielsweise zu einer Abschwächung der Lampen und einer Verlangsamung des Betriebs der Wischer. Die vorgeschlagenen Lösungen für die zusätzliche Belastung des elek trischen Fahrzeugsystems sind nicht zufriedenstellend gelöst, da sie häufig komplizierte Generatorstrukturen, teure Komponenten und/oder komplexe Steuerausrüstungen erforderlich machen.
  • Aus der US 4,415,054 A ist elektrisches Lenksystem mit einer Leistungsquelle einem Elektromotor zum Liefern einer Hilfslenkkraft einem elektrischen Energiespeicher, der selektiv mit der Leistungsquelle verbindbar ist, um ihn zu laden oder mit dem Motor verbindbar ist, um diesen mit der Energie des Energiespeichers anzutreiben. Ferner ist eine Steuerschaltung vorgesehen, die die Verbindung des Energiespeichers mit der Leistungsquelle oder dem Motor steuert.
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine alternative Energiequelle für einen eine Hilfslenkkraft zur Verfügung stellenden Elektromotor vorzusehen.
  • Die Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein elektrisches Lenksystem gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 10 gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die vorliegende Erfindung richtet sich somit auf ein elektrisches Lenksystem, welches eine Leistungsquelle und einen Elektromotor aufweist, um eine Hilfslenkkraft vorzusehen. Das System weist auch einen Kondensator großer Kapazität auf, und zwar mit einer Kapazität von mindestens ungefähr 100 Farad, wobei diese Kapazität selektiv mit der Leistungsquelle verbindbar ist, um den Kondensator großer Kapazität zu laden, und um bei Verbindung mit dem Motor eine Entladung des Kondensators mit großer Kapazität zum Antrieb des Elektromotors zu bewirken. Eine Steuerschaltung ansprechend auf mindestens einen Fahrzeugzustand, der anzeigt, ob eine Hilfslenkkraft erforderlich ist, ist ebenfalls vorgesehen, um eine Auswahl zu treffen zwischen der Verbindung des Kondensators mit der Leistungsquelle und der Verbindung des Kondensators mit dem Elektromotor.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die genannten sowie weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich dem Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die Folgendes zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
  • 2 eine Teilansicht des Systems der 1.
  • Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • In den 1 und 2 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen sich auf die entsprechenden Bauteile beziehen. In 1 ist ein Fahrzeuglenksystem im Allgemeinen mit 10 bezeichnet und besitzt ein Handlenkrad 12, welches mechanisch mit einem Ritzelgetriebe oder Ritzel 14 gekuppelt ist. Insbesondere ist das Handlenkrad 12 mit einer Eingangswelle 16 verbunden und das Ritzel 14 ist mit einer Ausgangswelle 18 verbunden. Die Eingangswelle 16 ist betriebsmäßig mit der Ausgangs- oder Abtriebswelle 18 durch eine Torsionsstange 20 verbunden. Die Torsionsstange 20 verdrallt oder verdreht sich ansprechend auf das angelegte Lenkdrehmoment, wodurch eine relative Drehung vorgesehen wird zwischen der Eingangswelle 16 und der Ausgangswelle 18. Das Ritzel 14 steht mit den Zahnstangenzähnen in Eingriff, und zwar sind diese auf einem Lenkzahnstangenglied 22 angeordnet, welches mit lenkbaren Rädern 24 und 26 des Fahrzeugs in bekannter Weise verbunden ist. Die Drehung des Handlenkrades 12 bewirkt eine Lenkbewegung der Räder 24 und 26.
  • Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist auch einen elektrischen Lenkmotor 28 auf, zweckmäßigerweise ein Motor mit variabler Reluktanz, der das Lenkstangenglied 22 umgibt und antriebsmäßig damit durch eine (nicht gezeigte) Kugelnutantriebsanordnung verbunden ist. Eine akzeptable Kugelnutantriebsanordnung ist in U.S.Patent Nr. 4, 415, 054 von Drutchas beschrieben. Der elektrische Unterstützungsmotor 28 liefert eine Hilfslenkkraft bei bestimmten Fahrzeugbedingungen.
  • Der Elektromotor 28 ist mit einer Motorsteuerschaltung 30 verbunden, die vorzugsweise ein konventionelles Pulsbreitenmodulations(PWM)subsystem ist, welches eine vorbestimmte Strommenge für den elektrischen Unterstützungsmotor 28 liefert, und zwar in der gewünschten Größe und Richtung der Hilfslenkkraft. Insbesondere wird die Motorsteuerschaltung 30 wie eine Vielzahl von Schaltern gebildet, und zwar in geeigneter Weise Hochleistungstransistoren wie beispielsweise MOSFETs, die in bekannter Weise pulsbreitenmoduliert sind, wie beispielsweise durch eine elektronische Steuerschaltung („ECU" = electronic control unit) 32, und zwar ansprechend auf einen oder mehrere abgefühlte Fahrzeugzustände, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit und angelegtes Lenkdrehmoment. Vorzugsweise ist die ECU 32 ein Mikrocomputer, kann aber auch eine Vielzahl von diskreten Schaltungen aufweisen, von Schaltungskomponenten und/oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), konfiguriert, um die gewünschten Funktionen auszuführen.
  • Die vorliegende Erfindung weist auch eine Leistungsquelle 34 auf, wie beispielsweise einen Alternator oder eine Lichtmaschine, die elektrische Energie liefert, und zwar geeigneterweise ungefähr 16,5 Volt AC, und zwar wird die elektrische Energie an eine Fahrzeugbatterie 36 geliefert, die ihrerseits Leistung an die Fahrzeuglast 38 einschließlich Zubehör liefert wie beispielsweise Fahrzeuglicht, Radio, Wischer und so fort. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel der 1 liefert der Alternator 34 die 16,5 Volt Wechselspannung an eine Lenksteuerschaltung 40. Die Lenksteuerschaltung 40 ist betriebsmäßig mit der ECU 32 gekoppelt, und zwar durch einen Digitalzu-analog (D/A) Konverter 42 und einen Einheitsverstärker 44. Die ECU 32 sieht die aktive Steuerung der Lenksteuerschaltung 40 vor, und zwar basierend auf einem ECU-Lenksteuersignal. Das ECU-Lenksteuersignal spricht auf mindestens einen abgefühlten Fahrzeugzustand an.
  • Im bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die ECU 32 betriebsmäßig mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 und einem Drehmomentsensor 48 gekoppelt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 fühlt die Fahrzeuggeschwindigkeit in bekannter Weise ab und liefert ein Signal, welches eine Anzeige für die Fahrzeuggeschwindigkeit bildet, wobei dieses Signal an die ECU 32 durch einen Analog-zu-digital (A/D) Konverter 50 geliefert wird.
  • In gleicher Weise detektiert der Drehmomentsensor 48 das angelegte Lenkdrehmoment und liefert ein dafür eine Anzeige bildendes Signal. Das Drehmomentsignal wird auch zu der ECU 32 geleitet, und zwar durch einen geeigneten A/D Konverter 52. Vorzugsweise ist der Drehmomentsensor 48 aus einem Positionssensor 49 und der Torsionsstange 20 gebildet. Der Positionssensor 49 ist betriebsmäßig über die Eingangswelle 16 und die Ausgangswelle 18 verbunden und liefert ein elektrisches Signal, nämlich ein Positionssignal, welches eine Anzeige der relativen Drehposition vorsieht, und zwar zwischen Eingangswelle 16 und Ausgangswelle 18. Der Drehmomentsensor 48 liefert das Drehmomentsignal an die ECU 32, um zu bewirken, dass die Räder 24 und 26 mit einer gewünschten Größe in einer gewünschten Richtung sich drehen.
  • Die ECU 32 bewirkt ansprechend auf die abgefühlten Fahrzeugbedingungen die Aktivierung des elektrischen Lenkmotors 28 in Situationen, wo die konventionelle Zahnstangenritzelhandlenkung nicht adäquat ist. Eine solche Situation kann beispielsweise während des Parkens auf trockener Oberfläche, während der Forwärtsbewegung des Fahrzeugs auf einer gekrümmten trockenen Straße, während des Lenken des Fahrzeugs bei relativ niedriger Geschwindigkeit auf einer schlechten Straße oder während anderer Fälle des Lenkens mit hohem Drehmoment auftreten. Bei solchen Fällen hohen Drehmomentes sollte der elektrische Lenkmotor 28 arbeiten, ohne andere elektrische Lastarbeitsvorgänge des Fahrzeugs zu stören. Obwohl das bevorzugte elektrische Lenksystem 10 als auf das angelegte Lenkdrehmoment und die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechend beschrieben wird, sei bemerkt, dass die Erfindung auch auf andere abgefühlte Fahrzeugbedingungen ansprechen kann, bei denen eine Hilfslenkkraft erforderlich sein könnte.
  • Die in 2 gezeigte bevorzugte Lenksteuerschaltung 40 weist mindestens einen Kondensator C1 mit großer Kapazität oder einen Ultrakondensator auf, und zwar vorzugsweise zwei Ultrakapazitäten C1 und C2, von denen jede einen Kapazitätswert größer als ungefähr 100 Farad (F) besitzt und vorzugsweise mindestens ungefähr 1500 Farad (F). Ein solcher Ultrakondensator oder eine solche Ultrakapazität besitzt einen Innenwiderstand, der kleiner ist als ungefähr 10 Ohm und vorzugweise ungefähr 0,1 Ohm oder weniger. Es sei bemerkt, dass ein Ultrakondensator insbesondere für diese Anwendung geeignet ist, da er eine relativ große Zeitkonstante besitzt. Insbesondere ist die Lenksteuerschaltung 40 mit einer ersten Spannung an den Ultrakondensatoren C1 und C2 in der Lage eine große Strommenge zu liefern, zweckmäßigerweise ungefähr 100 Ampere (A) oder mehr, und zwar über eine ausgedehnte Zeitperiode von ungefähr 10 Sekunden hinweg, und dann einen verringerten Strom von ungefähr 70 Ampere (A) für weitere 10 Sekunden bei einer geringeren Spannung. Die Ultrakondensatoren C1 und C2 besitzen auch eine schnelle Ladezeit und die Fähigkeit, wiederholte Ladungs- und Entladungszyklen zu durchlaufen ohne eine beträchtliche Verschlechterung. Die Lenksteuerschaltung 40 ist somit in der Lage hinreichend Leistung an den Elektromotor 28 zu liefern, um Lenkhilfe für ungefähr 20 Sekunden oder mehr vorzusehen. Da ein typisches Lenkmanöver durchschnittlich ungefähr 2,5 Sekunden lang ist, ist es also außerordentlich unwahrscheinlich, dass die Ultrakondensatoren C1 und C2 der Lenksteuerschaltung 40 während normaler Lenkmanöver vollständig entladen werden.
  • Die Größe des an den Elektromotor 28 gelieferten Stromes basiert auf dem ECU 32 pulsbreitmodulierten Strom von den Ultrakondensatoren C1 und C2. Wenn die Anforderungen des angelegten Drehmoments so groß über eine ausgedehnte Zeitperiode sind, dass die Ultrakondensatoren C1 und C2 sich auf eine Spannung unterhalb einer vorbestimmten Spannung entladen, beipielsweise ungefähr 9 Volt für einen typischen Elektromotor mit variabler Reluktanz, so kann die Lenksteuerschaltung 40 die Entladung der Ultrakapazitäten C1 und C2 unterbrechen und anfangen die Ultrakapazitäten C1 und C2 aufzuladen bis eine hinreichende Leistung in den Ultrakapazitäten für den Betrieb des Motors 28 gespeichert ist.
  • Wie in 2 gezeigt sind die Ultrakondensatoren C1 und C2 selektiv mit der Lichtmaschine 34 und der Motorsteuerschaltung 30 durch ein Schaltnetzwerk verbindbar. Speziell ist die positive Seite des Ultrakondensators C1 mit einer ersten Seite der Lichtmaschine 34 durch eine Serienverbindung, eine Diode D1 und eines Schalters S1 verbunden, wobei die negative Seite des Ultrakondensators C1 mit der anderen Seite der Lichtmaschine 34 durch einen Schalter S2 verbunden ist. Die positive Seite der Ultrakapazität C2 ist mit der zweiten Seite der Lichtmaschine 34 durch den Schalter S2 und mit der negativen Seite durch den Ultrakondensator C1 verbunden. Die negative Seite des Ultrakondensators C2 ist mit der ersten Seite der Lichtmaschine 34 durch eine Diode D2 und den Schalter S1 verbunden. Die Diode D2 ist zwischen der negativen Seite des Ultrakondensators C2 und dem Knoten zwischen Schalter S1 und der Diode D1 geschaltet. Die Hochleistungsschalter S1, S2, S3 und S4 arbeiten vorzugsweise ansprechend auf Steuersignale von der ECU 32. Unter normalen Betriebsbedingungen, wo keine Hilfslenkkraft erforderlich ist, werden die Schalter S1 und S2 normalerweise geschlossen und die Schalter S3 und S4 sind normalerweise geöffnet. Vorzugsweise sind die Schalter S1, S2, S3 und S4 Hochleistungs-MOSFET- oder IGBT-Transistoren. Natürlich können auch andere bekannte Schaltungsvorrichtungen verwendet werden, und zwar einschließlich integrierter Schaltungen und mechanischer Schaltungen. Obwohl die Ultrakondensatoren C1 und C2 jeweils als einzelne Ultrakondensatoren gezeigt und beschrieben sind, erkennt man, dass jeder Ultrakondensator leicht durch eine Vielzahl von Ultrakondensatoren ersetzt werden könnte, und zwar in geeigneter Weise zwei oder mehr in Parallelschaltung, wodurch die Energiespeicherkapazität der Lenksteuerschaltung 40 vergrößert wird. Man erkennt auch, dass die Vorzeichenkonventionen der Ultrakondensatoren C1 und C2 aus Gründen der Klarheit der Beschreibung dargestellt sind.
  • Die Schalter S1, S2, S3 und S4 arbeiten unter der Steuerung der ECU 32 zusammen, um die Ultrakondensatoren C1 und C2 zu laden und zu entladen. In der Ladebetriebsart, wo die Schalter S1 und S2 geschlossen sind und die Schalter S3 und S4 offen sind, arbeitet die Steuerschaltung 10 als ein Spannungsverdoppler zur Ladung der Ultrakondensatoren C1 und C2. Insbesondere dann, wenn die sinusförmige Lichtmaschinenspannung positiv ist, so ist die Diode D1 in Vorwärtsrichtung vorgespannt, um den Stromfluss durch den Ultrakondensator C1 zu gestatten, wobei dieser vorzugsweise auf ungefähr 14 Volt geladen wird. Wenn die Lichtmaschinenspannung ins Negative geht, so leitet die Diode D1 nicht mehr und die Diode D2 wird in Vorwärtsrichtung vorgespannt, wobei der Strom in entsprechender Weise durch den Schalter S2, Ultrakondensator C2, die Diode D2 und den Schalter S1 fließt. Der Stromfluss während des negativen Teils der Lichtmaschinenspannung lädt den Ultrakondensator C2 ebenfalls auf ungefähr 14 Volt. Die Dioden D1 und D2 richten somit die Lichtmaschinenspannung gleich, um die Ultrakondensatoren C1 und C2 während entgegengesetzter Polaritätsperioden der Lichtmaschinenspannung zu laden. Demgemäß ist die in 2 gezeigte Schaltung in der Lage, ungefähr 28 Volt an der Serienverbindung der Ultrakondensatoren C1 und C2 (ungefähr 14 Volt an jedem Ultrakondensator) aus der Lichtmaschinenspannung von ungefähr 16,5 Volt zu speichern.
  • Ansprechend auf die vorgewählten Fahrzeugzustände wie beispielsweise diejenigen, die oben erwähnt wurden, ist es erwünscht, wenigstens einen Teil der in dem Ultrakondensator C1 und/oder Ultrakondensator C2 gespeicherten Energie zu entladen. Speziell, wenn festgestellt wird, dass Hilfslenkkraft erforderlich ist, schließt die ECU 32 die Schalter S3 und S4, wobei gleichzeitig die Schalter S1 und S2 geöffnet werden, sodass die Ultrakondensatoren C1 und C2 in Serie geschaltet sind für die Entladung elektrischer Energie an den Elektromotor 28 durch die Motorsteuerschaltung 30. Der entladene Strom ist in entsprechender Weise impulsbreitenmoduliert, und zwar mit einer gewünschten Stromgröße, die von den Ultrakondensatoren C1 und C2 zu der Motorsteuerschaltung 30 und zum elektrischen Lenkmotor 28 fließt. Die Entladezeitperiode für die Ultrakondensatoren C1 und C2 wird durch die ECU 32 bestimmt, und zwar entsprechend dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und dem Drehmomentsignal. Zudem basiert die Richtung des Stromflusses von der Motorsteuerschaltung 30 auf der relativen Bewegung der Eingangswelle 16 bezüglich der Ausgangswelle 18, und zwar basiert sie auf der Richtung, in der das Handlenkrad 12 verdreht wird.
  • Man erkennt, dass die Schalter S1, S2, S3 und S4 auch direkt gesteuert werden können, dass nur einer der Ultrakondensatoren C1 oder C2 für eine gewünschte Zeitperiode entladen wird. Insbesondere wo die Drehmomentanforderungen nicht sehr hoch sind, kann es erwünscht sein, nur den Schalter S3 oder S4 zu schließen, um so nur den Ultrakondensator C1 bzw. C2 zu entladen. Zudem kann die Lenksteuerschaltung 40 und die ECU 32 so konfiguriert sein, um aufeinanderfolgend zwischen dem Entladen und dem Laden der Ultrakondensatoren C1 und C2 zu alternieren, um ausgedehnte Perioden von Drehmomentunterstützung vorzusehen. Wenn nur einer oder beide Ultrakondensatoren C1 und C2 entladen werden, so sollten die Schalter S1 und S2 aus ihren normalerweise offenen Positionen geöffnet werden. Die Schalter S1 und S2 können auch dann geöffnet werden, wenn die Ultrakondensatoren C1 und C2 auf ihre gewünschte oder Sollspannungspegel geladen sind.
  • In einem speziellen Ausführungsbeispiel empfängt die ECU 32 ein Drehmomentsignal, welches ein Lenkmanöver anzeigt, wie beispielsweise eine Wende, und ferner empfängt die ECU 32 ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal für eine relativ niedrige Geschwindigkeit durch die entsprechenden A/D Konverter oder Umwandler 50 und 52. Die ECU 32 bestimmt, ob das angelegte Drehmoment größer ist als ein erster vorbestimmter Drehmomentschwellenwert und ob die abgefühlte Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als eine erste Fahrzeuggeschwindigkeitsschwelle wie beispielsweise ungefähr 5 bis 10 Meilen pro Stunde. Man erkennt, dass der Drehmomentschwellenwert funktionsmäßig in Beziehung stehen kann mit der Fahrzeuggeschwindigkeit wie auch mit anderen möglichen Fahrzeugbedingungen, wobei die Drehmomentschwelle für einen gegebenen Anstieg der Geschwindigkeit sich vergrößert. Wenn diese beiden Bedingungen falsch sind, so werden die Ultrakondensatoren C1 und C2 kontinuierlich durch die Lichtmaschine 34 auf eine vorbestimmte Gleichspannung in der hier angegebenen Weise geladen. Wenn mindestens eine der Bedingungen wahr ist, wird eine weitere Bestimmung vorgenommen, um die Größe und Richtung der während des Wendemanövers erforderlichen Hilfskraft zu bestimmen. Die ECU 32 wird dann entsprechende Steuersignale für die Lenksteuerschaltung 40 vorsehen, um mindestens einen der Ultrakondensatoren C1 oder C2 während des Lenkmanövers zu entladen, wodurch Leistung für den Elektromotor 28 vorgesehen wird. Wenn eine extrem hohe Drehmomentanforderung bei einer relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeit vorliegt, so können beide Ultrakondensatoren C1 und C2 betriebsmäßig mit der Motorsteuerschaltung 30 gekoppelt werden, wodurch maximal Strom für den Elektrolenkmotor 28 während des Lenkmanövers verfügbar gemacht wird. Nachdem die Wende vollendet ist, können die Räder 24 und 26 in ihre Nullposition zurückgebracht werden oder zusätzliche Lenkmanöver können ausgeführt werden.
  • Die Ultrakondensatoren C1 und C2 liefern bei der Entladung vorzugsweise mehr als ungefähr 500 Watt an den Elektromotor 28. Es ist natürlich klar, dass die abgegebene Leistungsmenge mit der Fahrzeuggröße und den besonderen Lenkbedingungen in Beziehung steht. Beispielsweise können ungefähr 500 Watt für ein kleines Fahrzeug und ungefähr 1500 Watt für ein größeres Fahrzeug geliefert werden.
  • Vorstehend wurde ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es sei bemerkt, dass die Beschreibung über die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen und erläutern soll. Der Fachmann kann Verbesserungen, Änderungen und Modifikationen, wie sie durch die Ansprüche abgedeckt werden, erkennen.

Claims (12)

  1. Elektrisches Lenksystem (10) mit einer Leistungsquelle (34); einem Elektromotor (28) zum Liefern einer Hilfslenkkraft; einem Ultrakondensator, der selektiv mit der Leistungsquelle (34) verbindbar ist, um den Ultrakondensator (C1; C2) zu laden und der mit dem Motor (28) verbindbar ist, um den Ultrakondensator (C1; C2) zum Antrieb des Elektromotors (28) zu entladen, wobei der Ultrakondensator (C1; C2) eine Kapazität von mehr als 100 Farad aufweist; und einer Steuerschaltung (32), die auf mindestens einen Fahrzeugzustand anspricht, der anzeigt, ob eine Hilfslenkkraft erforderlich ist, um zum Laden des Ultrakondensators (C1; C2) die Verbindung des Ultrakondensators (C1; C2) mit der Leistungsquelle (34) oder zum Entladen des Ultrakondensators (C1; C2) beim Antrieb des Elektromotors (28) die Verbindung des Ultrakondensators (C1; C2) mit dem Elektromotor (28) auszuwählen.
  2. System (10) nach Anspruch 1, wobei ferner ein Drehmomentfühler (48) vorgesehen ist zum Abfühlen des angelegten Drehmoments und zum Liefern eines das Drehmoment anzeigenden Signals, wobei die Steuerschaltung (32) auf den Drehmomentsensor (48) anspricht.
  3. System (10) nach Anspruch 2, wobei das Laden und Entladen des Ultrakondensators auf das Drehmomentsensorsignal anspricht.
  4. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (46) zum Abfühlen der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und zum Liefern eines eine Anzeige dafür bildenden Signals vorgesehen ist, wobei die Steuerschaltung (32) auf das Signal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors (46) anspricht.
  5. System (10) nach Anspruch 4, wobei das Laden und Entladen des Ultrakondensators (C1; C2) auf den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (46) anspricht.
  6. System (10) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Ultrakondensator (C1; C2) sich entlädt, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (46) ein Signal an die Steuerschaltung (32) liefert, das anzeigt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ungefähr 16 Km (10 Meilen) pro Stunde ist.
  7. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ultrakondensator (C1; C2) beim Entladen mehr als ungefähr 500 Watt an den Motor liefert.
  8. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ultrakondensator (C1; C2) einen Innenwiderstand kleiner als ungefähr 10 Ohm besitzt.
  9. System (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei Ultrakondensatoren (C1, C2) vorgesehen sind, die selektiv mit der Leistungsquelle (34) zum Laden der Ultrakondensatoren (C1, C2) und mit dem Motor (28) zum Entladen jedes der Ultrakondensatoren (C1, C2) verbindbar sind, um den Elektromotor (28) anzutreiben und wobei das Laden und Entladen jedes der Ultrakondensatoren (C1, C2) ansprechend auf die Steuerschaltung (32) erfolgt.
  10. Elektrisches Lenksystem (10) mit einer Gleichstromleistungsquelle (34); einem elektrischen Lenkmotor (28); einem Ultrakondensator (C1; C2) mit einer Kapazität größer als ungefähr 100 Farad, der selektiv mit der Leistungsquelle (34) verbindbar ist, um den Ultrakondensator (C1; C2) zu laden und mit dem Motor (28), um den Ultrakondensator (C1; C2) zum Antrieb des elektrischen Motors (28) zu entladen; einem Sensor (46, 48) zum Abfühlen eines Fahrzeugzustandes, der anzeigt, ob eine Hilfslenkkraft erforderlich ist, und zur Erzeugung eines Signals, welches eine Anzeige für den Fahrzeugzustand bildet; und eine Steuerschaltung (32) ansprechend auf das Sensorsignal zum Auswählen der Verbindung des Ultrakondensators (C1; C2) mit der Leistungsquelle (34) zum Laden des Ultrakondensators (C1; C2) oder der Verbindung des Ultrakondensators (C1; C2) mit dem elektrischen Motor (28) zum Entladen des Ultrakondensators (C1; C2) an den elektrischen Motor (28).
  11. System (10) nach Anspruch 10, wobei der Sensor einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (46) aufweist zum Abfühlen der Fahrzeuggeschwindigkeit und zum Liefern eines eine Anzeige dafür bildenden Signals.
  12. System (10) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Sensor einen Drehmomentssensor (48) aufweist zum Abfühlen eines angelegten Lenkdrehmoments und zum Liefern eines eine Anzeige dafür bildenden Signals.
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