DE2845864A1

DE2845864A1 - Elektrische servosteuerung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2845864A1
Application number: DE19782845864
Authority: DE
Inventors: Sergio Casati; Raffaele Giorgio Polesinanti
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1977-10-28
Filing date: 1978-10-21
Publication date: 1979-05-03
Also published as: FR2407112A1; FR2407112B3; IT1087826B

Description

Fabbrica Italiana Magneti Marelli S.p.A., Yia Guastalla 2,

Milano (Italien)

Elektrische Servosteuerung für Kraftfahrzeuge,

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine neue Gattung einer elektrisch betriebenen Servosteuerung für Kraftfahrzeuge,

Um den Kraftaufwand zur Ausführung von Steuerbewegungen auf das Steuer- oder Lenkrad zu vermindern, werden sogenannte ServoSteuerungen verwendet, welche auf die Steuerwelle zusätzlich zu der vom Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachten Kraft ein Drehmoment erzeugen, um eine leichtere D_rehung des Steuers auch bei normalerweise nur mit Anstrengungen verbundenen Betätigungsbedingungen des Steuers zu ermöglichen, wie sie beispielsweise bei Stillstand des Fahrzeuges oder in scharfen Kurven auftreten»

Servosteuerungen verschiedenartiger Gattungen sind bekannte Sie weisen gewöhnlich hydraulisch betätigte Reibungselemente auf, welche mit dem Lenkblock zusammenwirken (Hydraulik—Führung). D^ese Servosteuerungen sind jedoch sehr sperrig und schwierig zu warten, weil u.a. ein hydraulisches Versorgungssystem für den Antrieb erforderlich ist.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Servosteuerung, welche elektrisch arbeitet und deren Wirkung auf die Lenkwelle mit dem gegen die Lenkbewegung entstehenden Widerstand entsprechend der Größe desselben verstärkt wird.

Diese und weitere Aufgaben der Erfindung, die sich aus der nach« folgenden Beschreibung ergeben, werden mittels der erfindungsgemässen Servosteuerung erzielt, welche folgende Teile aufweist:

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a) einen die Lenkwelle "beaufschlagender Elektromotor, und

b) einen Steuermechanismus bestehend aus

einem in den V_ersorgungsstromkreis des Elektromotors eingesetzten elektrischen Element! welches in der Lage ist, die Stärke des an den Motor abgegebenen elektrischen Stroms und damit das Drehmoment des Motors auf die Steuerwelle entsprechend dem beim Drehen des Steuerrads entstehenden Widerstand zu regeln«.

Die Erfindung wird nun ausführlicher mit Bezugnahme auf die nachstehenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein schematisches Schnittbild der elektrischen Servosteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein schematisches Schnittbild längs der Linie A-A der Servosteuerung nach Figo 1.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, trägt das Steuerrad 1 und die Steuerwelle 2, die an den nichtveranschaulichten Steuerblock angeschlossen ist, jeweils einen von zwei gegenüberliegenden Flan schen 3 und 4. Der Flansch 3» der am Steuerrad sitzt, weist eine radiale Verbreiterung 5 auf, in der ein Lager 6 ausgenommen ist.

Der an der Steuerwelle sitzende Flansch 4 weist die Anschläge 7 8 im Bereich des Lagers 6 auf.

Im Lager ist ein Widerstandselement 9 angeordnet, dessen Widerstand sich in umgekehrtem Sinne zu der Veränderung des gegen seine Enden (Elektroden) 10 und 11 mittels des Flansches 4 über die Federn 12 und 13 ausgeübten Druckes ändert. Beispielsweise kann als Element eine Kohlewiderstandszelle verwendet werden.

Die Flansche 3 und 4 sind daher durch das Widerstandselement 9 und die Federn 12 und 13 kinematisch gekoppelt. Die beiden Flansche 3 und 4 weisen jeweils ein Kontaktpaar 14 und 15 bzw. 16 und 17 auf,

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welche so angeordnet sind, daß sie während der Drehung des Steuers den Versorgungsstromkreis des Motors für die Drehung in dem einen oder anderen Sinne schließen. Während der Drehung des Steuerrades und damit des Flansches 3 im Uhrzeigersinn schließen sich die Kontakte 14 und 15 Jeweils an den Kontakten 16 und 17 des Flansches 4, so daß der Motor 18 sich in einer Richtung entsprechend der Versorgung durch den Stromkreis dreht, der wie folgt verläuft: Pluspol, Kontakt 17, Kontakt 14, Motor 18, Elektrode 10, Widerstands« element 9$ Elektrode 11, Kontakt 15» Kontakt 16, Negativpol· Der Motor nimmt dann über das Getriebe 19 die Lenkwelle 2 mit und unterstützt dadurch die Lenkkraft,

Während der Drehung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn schließen die Kontakte 14 und 15 den Stromkreis durch Anschlag an den Kontakten 16 und 17 und der Motor dreht sich in entgegengesetztem Sinne, indem er über den Stromkreis wie folgt versorgt wird: Pluspol, Kontakt 17, Kontakt 15, Elektrode 11, Widerstand 9, Elektrode 10, Motor 18, Kontakt 14, Kontakt 16, Negativpolo

Während der vorgenannten Drehungen, ^e nach der seitens des Flansches 4 an das Widerstandselement 9 über die Federn 12 oder 13 übermittelten Reaktion, ergibt sich an diesem Element 9 ein der vorgenannten Reaktion entsprechender Schub, welcher eine Veränderung des elektrischen Widerstands derart auslöst, daß eine starke Reaktion einem entsprechend stark verringerten Widerstand entspricht und damit ein großes Motordrehmoment auslöst, wie es in solchen Zuständen erwünschst ist.

Ist hingegen die Reaktion gering, so ist der auf das Element 9 ausgeübte Druck gering und der Widerstand des Elementes bleibt daher entsprechend größer, so daß das vom Motor ausgeübte Moment entsprechend gering ist. Wie zuvor erwähnt, besteht das Widerstands— element vorzugsweise aus einer Kohlezelle. Unabhängig von seiner Ausbildungsform stellt dasselbe immer ein in die Motorschaltung eingesetztes elektrisches Element dar, welches imstande ist, die

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seitens der Steuerung ausgelöste mechanische Reaktion, also den mechanischen Widerstand durch Veränderung seiner elektrischen Eigenschaften zu erfassen, durch welche die Versorgung des Motors gesteuert wird, so daß eine Zunahme des Motormoments eintritt, wenn die Reaktion stark ist bzw. umgekehrte

Während der Steuerbewegung nach der einen oder der anderen Richtung gibt die beaufschlagte Feder 12 bzw 13 bis zum Schließen der Kontakte 14 und 15 des Flansches 3 mit den Kontakten 16 und 17 des Flansches 4· nach, wobei der Motor ein Mindestmoment entwickelt, weil anfangs diese Feder nicht sehr zusammengedrückt ist und der elektrische Widerstand des Elements 9 noch sehr hohe Werte aufweist. Falls das Anfangsmoment nicht stark genug zur Verstellung der Räder ist, bewirkt die Zunahme des Drehmomentes am Steuerrad eine zunehmende Kompression der Feder und damit eine Drucksteigerung auf das Element 9i was zur Verminderung des elektrischen Widerstands des Elementes führte Entsprechend wird das Motormoment bis zum Abschluß der Steuerbewegung erhöht·

Es ist offensichtlich, daß, wenn die Räder einen nur geringen Wider« stand gegen eine D_rehbewegung am Steuerrad leisten, (bei Fahrt in einer weiten Kurve), die Steuerung ohne Zutun des Motors der Servosteuerung erfolgt, weil dann die kleine Spannung der Feder genügt, um die Drehung des Flansches 3 auf den Flansch M- zu übertragen.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Elektrische Servosteuerung für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch einen die Steuerwelle beaufschlagenden Elektromotor (18) und einen Steuermechanismus mit einem in den Stromkreis des Elektromotors eingeschalteten elektrischen Element (9)* das die an den Motor abgegebene Stromstärke und damit das Drehmoment des Motors (18) in Abhängigkeit von dem bei der Drehung des Steuerrades (1) entstehenden mechanischen Widerstand regelt.
2. Servosteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Element (9) in einem am Steuerrad (1) achsengleich sitzenden Flansch (3) gelagert ist und mit einem anderen an der Steuerwelle achsengleich befestigten Flansch (4-) zusammenwirkt·
3. Servosteuerung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche kinematisch über das elektrische Element und elastische Organe (12, 13) miteinander gekoppelt sind.
4. Servosteuerung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Organe (12, 13) an das elektrische Element (9) die Reaktionskräfte übertragen, welche die Steuerwelle (2) der Drehung des Lenkrads (1) des Fahrzeugs entgegensetzt.
5· Servosteuerung nach den Ansprüchen 1,2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Element (9) aus einem elektrischen Widerstand besteht, dessen Größe sich umgekehrt zu der Größe der auf ihn wirkenden mechanischen Beanspruchungen ändert.
6. Servosteuerung nach den Ansprüchen 3» 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Organe (12, 13) aus zwei jeweils an den Enden des fraglichen elektrischen Elements sitzenden Federn bestehen, welche jeweils mit einem der Anschläge (7 bzw. 8)

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des Flansches (4) der Steuerwelle in Wirkverbindung kommen.
7. Servosteuerung nach, den Ansprüchen 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß der am Steuerrad (1) sitzende Flansch (3) und der an der Steuerwelle (2) sitzende Flansch (4) jeweils ein Kontakt« paar (14, 15; 16, 17) tragen, welche zum Schließen des Versor— gungsstromkrexses des Motors (18) dienen, wobei das Schließen der Kontakte zu Beginn der Drehbewegung des Steuerrads (1) erfolgt.
8. Servosteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandselement eine Kohlewiderstandszelle dient.

9· Servosteuerung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor ein Gleichstrommotor ist, welcher die Steuerradwelle (2) über ein Getriebe (19) beaufschlagte