DE3424826C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Servolenkung für ein Kraftfahrzeug, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bekannt sind Servolenkungen, die einen konstanten und meist hohen Prozentsatz der Lenkkraft als Servokraft erzeugen. Dies führt dazu, daß bei höheren Geschwindigkeiten, weil hierbei die Lenkkraft stark verringert ist, der Fahrer den sogenannten Fahrbahnkontakt über die Lenkung einbüßt. Abhilfe brachten geschwindigkeitsabhängige Servounterstützungen. Diese sind jedoch nur auf eine einzige Steuercharakteristik ausgelegt, die als Kompromiß für alle möglichen Fahrsituationen zu verstehen ist, wobei natürlich die nach Ansicht des Herstellers häufigste Fahrsituation prägend ist.

In der nicht vorveröffentlichten älteren DE-OS 33 36 097 ist demgegenüber ein flexibleres Verfahren beschrieben, welches die im Anspruch 1 angeführten Schritte a), b), c) und e) umfaßt und weiterhin die nach b) und c) berechneten Werte miteinander multipliziert, um so eine Durchschnittsquerbeschleunigung des Fahrzeugs zu berechnen. Mit dem nach b) berechneten Wert und der Durchschnittsquerbeschleunigung als Auswahlparameter wird nach Maßgabe einer vorgegebenen Korrelation eine Steuercharakteristik aus einer Vielzahl gespeicherten Steuercharakteristiken ausgewählt, welche jeweils unterschiedliche Zuordnungen der bei verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten durch den Servoantrieb zu erbringenden Servolenkkraft bestimmen. Es wird also je nach Fahrsituation die dazu am besten passende Steuercharakteristik automatisch ausgewählt. Die in dieser DE-OS 33 36 097 beschriebene Vorrichtung hat die im Anspruch 3 angeführten Merkmale a), b), c), d) und f) und weiterhin eine Multipliziereinrichtung zur Berechnung der Querbeschleunigung, sowie eine Auswahlschaltung, die gemäß einer vorgegebenen Korrelation der berechneten Durchschnittsgeschwindigkeit und Querbeschleunigung einen der Musterspeicher aktiviert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung einer Servolenkung sowie eine Vorrichtung zu seiner Durchführung anzugeben, welches eine komfortable, den unterschiedlichen Fahrzuständen optimal Rechnung tragende Servounterstützung bietet, die sowohl ökonomisch arbeitet, als auch einen guten Fahrbahnkontakt des Fahrers vermittelt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 1 beziehungsweise durch die Vorrichtungsmerkmale des Anspruchs 3.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Servounterstützung auch selteneren Fahrsituationen mit einer dafür passenden Stärke Rechnung trägt, das heißt, bei Bedarf auch bei größeren Fahrgeschwindigkeiten stärker wirkt als im Normalfall oder bei geringeren Fahrgeschwindigkeiten schwächer ausfällt als üblich. So wird z. B. bei einer Talfahrt auf einer kurvenreichen Paßstrecke eine stärkere Servounterstützung trotz hoher Fahrgeschwindigkeit eingestellt, was in dieser Sondersituation komfortabler ist. Eine andere Sondersituation besteht z. B. im Winter, wo trotz geringerer Fahrgeschwindigkeit auf Schnee eine reduzierte Servounterstützung zur Verbesserung des Fahrbahnkontakts zweckmäßig ist.

Spezielle Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 beziehungsweise 4 bis 8 angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer Servolenkung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltschema der zu Fig. 1 gehörenden Steuervorrichtung,

Fig. 3 einen Programmablaufplan zur Erläuterung der Funktion der Steuervorrichtung von Fig. 2.

Fig. 4(a) bis 4(d) verschieden Steuercharakteristiken entsprechend unterschiedlicher Fahrzustände,

Fig. 5 ein Diagramm, welches die Zuordnung der Steuercharakteristiken von Fig. 4 zu den Auswahlparametern veranschaulicht,

Fig. 6 ein Blockschema der Funktionsglieder des Prozessors 38 von Fig. 2,

Fig. 7 einen Programmablaufplan zur Erläuterung der Funktion des Prozessors 38 von Fig. 2,

Fig. 8 ein Zeitdiagramm,

Fig. 9 ein der Fig. 5 entsprechendes Diagramm mit den real bei einem fahrenden Kraftfahrzeug anzutreffenden Parametern für die Fahrzustände,

Fig. 10 ein Blockschaltschema der Steuervorrichtung von Fig. 2,

Fig. 11 eine Schemadarstellung einer Servolenkung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 eine Schnittansicht eines Teils der Lenksektion 1 von Fig. 11,

Fig. 13 ein Diagramm zu Fig. 14,

Fig. 14 eine vergrößerte schematische Schnittansicht des in Fig. 12 dargestellten Teils,

Fig. 15 eine Schemadarstellung einer Servolenkung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Die Servolenkung von Fig. 1 umfaßt einen Lenkmechanismus 1 mit einem Lenkrad SW. Die Bezugszahl 2 bezeichnet einen Motor für den Antrieb einer Ölpumpe 2a, 3 bezeichnet eine Steuerschaltung, 4 einen Wahlschalter, 5 ein Maschine, 5a einen Geschwindigkeitssensor, 5b einen Startsensor, 5c einen Motorsensor, 6 einen Lenksensor, 7 einen Zündschalter (Hauptschalter), 8 eine Batterie, 9 einen Generator (Lichtmaschine) und 10 bezeichnet einen Lastsensor zum Erfassen eines Servolenk-Zustandes z. B. nach Maßgabe des hydraulischen Drucks.

Gemäß Fig. 2 besteht der Lenksensor 6 aus einer Licht emittierenden Diode 6a, einer Schlitzscheibe 6b und einem Fototransistor 6c und erzeugt Impulse, deren Anzahl dem Lenkwinkel entspricht. Eine Diode 2b in Antiparallelschaltung zum Motor 2 dient als Schutzdiode.

Die Steuerschaltung 3 enthält Wellenformer 30 und 31, Oszillatoren 32 und 33, eine Frequenzteilerverhältnis-Einstellschaltung 34, eine Alarmanzeige 35, eine Antriebssteuerung 36, einen Stromwert-Unterscheider 37, Prozessoren 38 und 39, Stabilisierschaltungen 40, 41, 42 und 45, eine Hochziehschaltung 43 und eine Anzeigeeinheit 44.

Der Wellenformer 30 enthält Widerstände 30a bis 30d und NAND-Glieder 30e und 30f. Der Wellenformer 31 enthält Widerstände 31a und 31b, eine Diode 31c und NAND-Glieder 31d und 31e. Der Oszillator 32 enthält Widerstände 32a und 32b, Kondensatoren 32c und 32d und einen Keramik-Schwinger 32e. Der Oszillator 33 enthält einen Widerstand 33a, Kondensatoren 33c und 33d und einen Keramik-Schwinger 33e. Die Frequenzteilerverhältnis-Einstellschaltung 34 enthält Widerstände 34a bis 34c und Schalter 34e bis 34g. Da die Anzahl der vom Geschwindigkeitssensor 5a erzeugten Impulse pro Wegstrecke variiert in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp, werden die Schalter 34e bis 34g passend eingestellt, um die Anzahl von Impulsen, welche am Anschluß 39a je Streckeneinheit erscheinen, unabhängig vom Wagentyp zu erhalten.

Die Alarmanzeige 35 enthält einen Widerstand 35a und eine Licht emittierende Diode 35b. Die Antriebssteuerung 36 enthält Widerstände 36a bis 36f und Transistoren 36g und 36h. Der Stromwert-Unterscheider 37 enthält Widerstände 37a bis 37m, einen Kondensator 37p, einen Verstärker 37q und Vergleicher 37r bis 37t und unterscheidet, ob ein momentan durch den Motor 2 fließender Strom einen von drei Referenzwerten erreicht.

Der Prozessor 38 bewirkt die Verarbeitung (die später beschrieben wird) entsprechend den Signalen an den Anschlüssen, 38a bis 38k und 28y und erzeugt ein 5-Bit-Parallel-Signal an den Anschlüssen 38l bis 38q. Er erzeugt auch ein Alarmsignal am Anschluß 38r und ein Rückstellsignal am Anschluß 38s, sowie ein Null-Potential-Signal an einem der Anschlüsse 38t bis 38w, um auf diese Weise die zugehörige Licht emittierende Diode 44e-44f der Anzeigeeinheit 44 über einen Widerstand 44a-44d einzuschalten, welche einen vorgegebenen Fahrzustand anzeigt.

Der Prozessor 39 teilt die Frequenz des an dem Anschluß 39e zugeführten Signals mit einem Teilerverhältnis, welches durch das Signal an den Anschlüssen 39b bis 39d bestimmt wird. Das in der Frequenz geteilte Signal erscheint am Anschluß 39a. Wenn ein Signal dem Anschluß 39f zugeführt wird, wird der Prozessor 39 zurückgestellt und wenn der Anschluß 39g ein Signal erhält, erscheint ein Null-Potential-Signal an den Anschlüssen 39h bis 29l. Er erzeugt auch ein variables Signal an den Anschlüssen 39t bis 39w nach Maßgabe eines Signales, welches den Anschlüssen 39m bis 39s zugeführt wird.

Die Stabilisierschaltungen 40 bis 42 und 45 erzeugen eine stabile Spannung von 5 Volt. Die Stabilisierschaltung 41 enthält Widerstände 41a und 41b, einen Kondensator 41c und eine Zener-Diode 41d. Die Stabilisierschaltung 42 enthält Widerstände 42a und 42b, einen Kondensator 42c und eine Zener-Diode 42d. Gleichermaßen enthält die Stabilisierschaltung 45 Widerstände 45a und 45b, einen Kondensator 45c und eine Zener-Diode 45d.

Die Hochziehschaltung 43 enthält Widerstände 43a bis 43d, die einenendes parallel an der Spannung V_DD liegen und anderenendes zu Kontakten des Wahlschalters 4 führen. Je nach dessen Stellung erhält keiner oder einer der Anschlüsse 38e bis 38h Null-Potential. Die manuelle Auswahl mit dem Schalter 4 hat Priorität über die automatische Auswahl.

Die Funktion der Steuervorrichtung wird nun anhand des Programmablaufs in Fig. 3 erläutert.

Im Schritt A werden das Geschwindigkeitssignal und das Lenksignal eingegeben und in einem Speicher gespeichert, da sie bei den folgenden Schritten C und D jeweils gebraucht werden.

Beim Schritt B wird bestimmt, ob das Fahrzeug läuft oder nicht, nach Maßgabe des Geschwindigkeitssignales. Wenn das Ergebnis dieser Wertung JA ist, d. h. wenn das Fahrzeug in seinen Fahrzustand erkannt wird, wird im Schritt C die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet und dann im Schritt D eine Durchschnittslenkqualität berechnet.

Im Schritt E wird die Steuercharakteristik hier als Drehzahl-Charakteristik der Ölpumpe ausgelesen, die für den Fahrzustand zu diesem Zeitpunkt paßt. Sie bestimmt die Anzahl der Umdrehungen der Ölpumpe passend für die Fahrzeuggeschwindigkeit und diese Charakteristiken unterscheiden sich gemäß Fig. 4a bis 4d nach den Fahrzuständen. Je nach Fahrzeuggeschwindigkeit wird beim Schritt F ein Drehzahlsignal für die Ölpumpe ausgelesen, entsprechend der gewählten Steuercharkteristik. Beim Schritt G wird das Drehzahlsignal ausgegeben zur Steuerung der Ölpumpe.

Wenn das Ergebnis beim Schritt B NEIN lautet, womit der Fahrzeugstillstand erfaßt wird, erfolgt mit dem Schritt H die Prüfung, ob eine Lenkung ausgeführt werden soll, auf der Grundlage des Lenksignals. Wenn das Ergebnis JA lautet, wird beim Schritt I ein Maximum-Drehzahlsignal für maximale Drehzahl der Pumpe ausgegeben. Wenn das Ergebnis der Prüfung beim Schritt H jedoch NEIN lautet, ist es notwendig zu prüfen, ob eine Lenkung überhaupt nicht gemacht wurde oder eine Lenkung momentan gestoppt wurde oder eine zuvor gemachte Lenkbewegung nicht ausgeführt wurde. Wenn also im Schritt J ein Lastsignal festgestellt wird, wird ein Maximum-Drehzahlsignal im Schritt I ausgegeben. Im anderen Fall werden die Schritte A, B, H und J wiederholt, bis die nächste Zustandsänderung auftritt.

Die Fig. 9 veranschaulicht die durch praktische Versuche ermittelten Beziehungen zwischen den Auswahlparametern, womit deren Signifikanz für die einzelnen Fahrzustände abzuleiten ist. So ist bei Stadtfahrten (Bereich A) die Durchschnittslenkqualität im unteren Geschwindigkeitsbereich am höchsten. Hierbei empfiehlt sich eine Steuercharakteristik wie in Fig. 4a gezeigt, wobei eine höchstzulässige Geschwindigkeit von 35 km/h im Stadtbereich zugrundegelegt ist. Weiter zeigt sich in Fig. 9 eine bei Bergstraßen (Bereich B) deutlich höhere Lenkungsbetätigung im mittleren Geschwindigkeitsbereich als bei Fahrten auf Landstraßen (Bereich C). Demnach ist im ersten Fall die Steuercharakteristik nach Fig. 4b, im zweiten Fall nach Fig. 4c zweckmäßig. Bei Autobahnfahrt (Bereich D in Fig. 9) empfiehlt sich die Steuercharakteristik nach Fig. 4d mit einer niedrigen Stufe beim Übergang zum Stillstand der Ölpumpe.

Die Fig. 5 veranschaulicht die Auswahlregel, indem die Zuordnungen der Steuercharakteristiken a bis d (analog zu Fig. 4a bis 4d) zu den beiden Auswahlparametern dargestellt sind.

Die Fig. 6 zeigt Funktionsglieder des Prozessors 38, auf die beim Progammablaufplan nach Fig. 7 verwiesen wird. Die mit strichpunktierten Linien eingefaßten Schritte A-J entsprechen denen von Fig. 3.

Auf den START folgt eine Anfangsrückstellung. Danach werden im Schritt 100 durch die Zentraleinheit 20 (Fig. 5) die Speicher 21 bis 24 zurückgestellt. Beim Schritt 101 wird ein Geschwindigkeitssignal im Speicher 21 gespeichert, bem Schritt 102 ein Lenksignal im Speicher 22, beim Schritt 103 ein Geschwindigkeitssignal im Speicher 23 und beim Schritt 104 ein Lenksignal im Speicher 24. Wie die Fig. 8 zeigt, werden die Werte des Geschwindigkeitssignals und des Lenksignals nach einer Verzögerungszeit Δt nach einer Änderung stabil. Dementsprechend ist die Zeitsteuerung so festgelegt, daß die Schritte 101, 102, 103 und 104 zu den Zeitpunkten t1, t2, t3 und t4 gemäß Fig. 8 ausgeführt werden. Die Werte des Geschwindigkeitsignales und des Lenksignales sind je nach Ausgangslage des Sensors "0" oder "1", wenn das Fahrzeug nicht fährt und das Lenkrad nicht gedreht wird. Zu diesem Zweck sollten die Schritte B und H (Fig. 3) so ausgelegt werden, daß die Prüfung des Fahrzustandes der des Lenkzustandes entsprechend der Änderung des Signalwerts erfolgt. Der Schritt 105 ist daher so gestaltet, daß er die exklusive logische Summe (EOR) der Speicher 21 und 23 überwacht. Wenn die EOR Ausgabe der Signalwerte in den Speichern 21 und 23 als "1" ermittelt wird, zeigt dies, daß die in diesen Speichern enthaltenen Signalwerte unterschiedlich sind, was eine Zustandsänderung des Geschwindigkeitssignales bedeutet, wodurch ein Fahrzustand festgestellt wird. Beim Schritt 106 wird geprüft, ob eine Zeiteinheit von 1 Minute verstrichen ist oder nicht. Wenn JA, wird mit dem Schritt 107 der Zählerstand des Geschwindigkeitszählers 25 im Speicher 26 gespeichert und im Schritt 108 wird der Stand des Lenkungszählers 27 im Speicher 28 gespeichert. Beim Schritt 109 wird ein Zähler- Rückstellsignal ausgesandt, so daß die Zähler 25 und 27 erneut die Anzahl der Geschwindigkeitssignale und der Lenksignale zu zählen beginnen. Das Rückstellen der Zähler 25 und 27 zum Zeitpunkt des Beginns der Operation wird durch das Anfangs-Rückstellen bewirkt. Auf diese Weise wird, unter Zugrundelegung von einer Minute als Zeiteinheit, die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs und die Durchschnittslenkquantität je Minute ermittelt.

Wie beim Schritt 111 gezeigt, wird die im Speicher 26 gespeicherte Durchschnittsgeschwindigkeit und die im Speicher 28 gespeicherte Durchschnittslenkqualität an einen Festspeicher 15 (ROM) gelegt, in den verschiedene Typen von Drehzahl-Charakteristiken der Ölpumpe eingeschrieben sind, um eine davon nach der Auswahlregel von Fig. 5 auszulesen und in einen Direkt-Zugriffsspeicher 16 (RAM) im Schritt 112 einzuschreiben. Wie der Schritt 113 zeigt, wird die Geschwindigkeit in Kilometer/Stunde berechnet. Wenn nämlich ein Zähler 17 die Anzahl der Geschwindigkeitssignale pro Sekunde zählt, erhält man durch Multiplizieren des Zählerstandes mit 3600 die Geschwindigkeit in km/h, welches Ergebnis dem Direkt-Zugriffsspeicher 16 als Leseadresse eingegeben wird, um die zugehörige Drehzahl der Ölpumpe auszulesen. Wie mit dem Schritt 114 gezeigt, wird das ausgelesene Drehzahlsignal in einen Speicher 18 eingegeben, wovon es als Zeitsteuersignal an eine Zeitsteuerung 19 geleitet wird, wie dies der Schritt 115 zeigt. Zu diesem Zweck wird das Drehzahlsignal, welches im Speicher 18 gespeichert ist, dem Motor 2 während der Durchlaßzeit der Zeitsteuerung 19 zugeführt, so daß die Ölpumpe 2a entsprechend dem Drehzahlsignal rotiert. Die Durchlaßzeit der Zeitsteuerung 19 ist etwas größer als eine Sekunde.

Der Prozessor 38 enthält ein neues Geschwindigkeitssignal und Lenksignal und die Schritte nach dem Schritt 106 gebrauchen diese neuen Daten nach jeder Minute, während in den Schritten nach dem Schritt 113 ebenfalls neue Daten nach jeder Minute verarbeitet werden, so daß im Minutenintervall die jeweils passendste Drehzahl-Charakteristik der Ölpumpe ausgewählt wird. Das Drehzahlsignal für die Ölpumpe 2a wird jede Sekunde der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend neu eingestellt.

Wenn das Ergebnis der Prüfung beim Schritt 105 NEIN lautet, so wird gemäß Schritt 116 eine Prüfung durchgeführt, ob eine Lenkung bewirkt werden soll oder nicht. Somit wird im Schritt 116 eine exklusive logische Summe des Inhalts der Speicher 22 und 24 berechnet. Ist das Ergebnis "1", so bezeichnet dies einen Lenkzustand. Die Schritte 117 und 118 ähneln den Schritten 114, 115, nur daß beim Schritt 117 das Maximal-Drehzahlsignal in den Speicher 18 eingegeben wird. Als Folge davon wird das Maximal-Drehzahlsignal dem Motor 2 während der Durchlaßzeit der Zeitsteuerung 19 zugeführt. Im Schritt 119 wird der Ausgang des Lastsensors 10 erfaßt.

Die Fig. 10 zeigt das Blockschaltschema einer diskreten Ausführung der Steuervorrichtung von Fig. 2 und gleiche Teile haben dieselben Bezugszeichen.

Gemäß Fig. 10 wird das Signal, welches vom Geschwindigkeitssensor 5a erzeugt wird, einem Zähler 130 zugeführt und hier sequentiell gezählt, während eines vorgegebenen Intervalls von 60 sec und der Zählerinhalt wird mit einem Schreibimpuls W1 im 60 Sekunden-Intervall von einem Speicher 131 als Durchschnittsgeschwindigkeit übernommen. Zugleich wird auch der Zähler 130 jeweils zurückgestellt. Der Inhalt des Speichers 131 wird einem Dekoder 144 als ein Auswahlparameter zugeführt.

Analog dazu wird mit dem Zähler 146 und Speicher 147 die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt und zwar im 1-Sekunden-Intervall mit dem Schreibimpuls W3.

Das vom Lenksensor 6 erzeugte Lenksignal wird einer Abtastschaltung 137 über ein UND-Glied 135 zugeschickt. Dieses UND-Glied 135 schaltet den Ausgang des Lenksensors 6 dann durch, wenn der Ausgang des Geschwindigkeitssensors 5a über einen monostabilen Multivibrator 134 (MMV) an seinen anderen Eingang gelangt. Nach Maßgabe eines Taktimpulses CLK formt die Abtastschaltung 137 ein Signal mit einem definierten Vorzeichen unabhängig vom Vorzeichen des zugeführten Lenksignals. Der Taktimpuls CLK hat beispielsweise eine Frequenz von 800 kHz. Der Ausgang der Abtastschaltung 137 wird direkt einem Eingang einer EXKLUSIV-ODER-Schaltung 139 und dem anderen Anschluß dieser Schaltung über eine Verzögerungsschaltung 138 zugeführt. Die Verzögerungsschaltung 138 verzögert das Eingangssignal um eine Periode des Taktimpulses, z. B. um 1,5 Mikrosekunden. Dementsprechend erzeugt die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 139 immer nur dann ein Ausgangssignal, wenn ein von der Abtastschaltung 137 abgegebenes Taktsignal nicht mit einem unmittelbar vorangehenden Tastsignal übereinstimmt. Dementsprechend gibt der Ausgang der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 139 ein Lenksignal ab, wenn eine Lenkbewegung gemacht wurde und dieses wird einem Zähler 141 zugeführt und hier aufeinanderfolgend während einer Zeitspanne von 60 sec jeweils gezählt und der Zählerinhalt wird mit einem Schreibimpuls W2 im 60-Sekunden-Intervall von einem Speicher 142 als Durchschnittslenkquantität übernommen. Zugleich wird auch jeweils der Zähler 141 zurückgestellt. Der Inhalt des Speichers 142 wird dem Dekoder 144 als zweiter Auswahlparameter zugeführt.

Der Dekoder 144 bestimmt des Fahrzustand gemäß der Auswahlregel von Fig. 5. Als Folge wird an einem von vier Ausgangslinien a bis d ein Ausgangssignal erzeugt, welches dann eine von vier Torschaltungen 151 bis 154 öffnet, so daß das diesen Torschaltungen vom Speicher 147 zugeführte Geschwindigkeitssignal an einen von vier Musterspeichern 156 bis 159 als Adreß-Signal weitergeschaltet wird. Wenn beispielsweise die Torschaltung 151 geöffnet wurde, wird das Geschwindigkeitssignal dem Musterspeicher 156 als Adreß-Signal zugeführt.

Als Folge davon sendet der jeweils adressierte Musterspeicher 156 bis 159 das in der jeweiligen Adresse gespeicherte Drehzahlsignal (in digitaler Form) über ein ODER-Glied 161 zu einem Schaltregister 162. Das Schaltregister 162 speichert das über das ODER-Glied 161 zugeführte Drehzahlsignal nach Maßgabe eines Schaltimpulses W4, der eine Periode von 1 Sekunde hat und synchron mit den Schreibimpulsen WF1 bis W3 liegt. Dieses im Schaltregister 162 enthaltene Drehzahlsignal repräsentiert die Drehzahl der Pumpe mit Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit, wenn das Fahrzeug fährt und wird über ein ODER-Glied 164 einer Motorsteuerschaltung 2A des elektrischen Antriebs zugeführt zur Steuerung des Motors 2, so daß dieser die Pumpe 2a mit der vorgegebenen Drehzahl antreibt.

Der Ausgang des UND-Gliedes 135 wird auch einem Eingang eines UND-Gliedes 170 zugeführt, dessen anderer Eingang den Ausgang des Geschwindigkeitssensors 5a über einen INVERTER 171 erhält. Das UND-Glied 170 erzeugt daher ein Signal, wenn der Lenksensor 6 ein Signal abgibt als Ergebnis der Betätigung des Lenkrades SW, auch wenn das Fahrzeug nicht fährt und dieses Signal wird einer Torschaltung 174 über ein ODER-Glied 173 zugeführt. An der Torschaltung 174 liegt ein Maximum-Drehzahlsignal an (z. B. entsprechend der höchsten Pumpendrehzahl) und dieses wird daher bei stehendem Fahrzeug über das ODER- Glied 164 an die Motorsteuerschaltung 2A durchgeschaltet.

Der Ausgang des UND-Gliedes 135 wird auch über einen INVERTER 176 einem Eingang eines UND-Gliedes 177 zugeführt, dessen anderer Eingang den Ausgang des INVERTERS 171 erhält, mit dem Ergebnis, daß das UND-Glied 177 ein Signal zu einem Eingang eines UND-Gliedes 178 gibt, wenn das Fahrzeug nicht fährt und das Lenkrad nicht gedreht wird. Wenn dazu vom Lastsensor 10 ein Signal an den zweiten Eingang des UND-Gliedes 178 gelangt, gibt dieses ein Signal über das ODER-Glied 173 an die Torschaltung 174. Als Folge davon wird das Maximum-Drehzahlsignal über das ODER-Glied 164 an die Motorsteuerschaltung 2A durchgeschaltet, wenn die Pumpenlast größer wurde als ein vorgegebener Wert, obwohl das Fahrzeug nicht fährt und keine Lenkbewegung bewirkt wurde.

Die Fig. 11 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen auch die gleichen Teile, wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Hier wird die Ölpumpe 200 unmittelbar von der Maschine 5 über einen Riemen angetrieben. die Ölpumpe 200 ist mit der Lenksektion 1 über Ölleitungen 201a und 201b verbunden, die über den Lastsensor 10 führen. Wie die Fig. 12 zeigt, ist in der Lenksektion 1 ein Zylinder 211 ausgebildet, in dem ein Kolben 210 hin- und herbewegt werden kann, der Bestandteil eines Lenkhebelsystems ist. Die Bewegung des Kolbens 210 im Zylinder 211 wird durch ein elektromagnetisches Ventil 213 kontrolliert, welches anstelle des Motors 2 von Fig. 2 oder 10 mehr oder weniger weit aufgesteuert wird.

Eine genauere Konstruktion dieses Teils der Lenksektion 1 mit dem Ventil 213 ist in Fig. 14 dargestellt. Die Ölleitung 201a kommuniziert mit dem linken Zylinderbereich 211a und die Ölleitung 201b kommuniziert mit dem rechten Zylinderbereich 211b. Ein Ventilstößel 213a ist in einem Bypaß- Weg 215 zwischen Ölleitungen 201a und 201b angeordnet und er wird vertikal bewegt nach Maßgabe des Stroms in einer Spule 213b des Ventils 213. Wenn der Strom durch die Spule 213b steigt, wird der Ventilstößel 213a nach oben bewegt und öffnet den Bypaß weiter, um somit die Leckage zwischen den Ölleitungen 201a und 201b zu vergrößern, wodurch die Servokraft reduziert wird. Die vorstehende Konstruktion ist an sich bekannt und in der japanischen Patentanmeldung 55-29 671 beschrieben.

Die Fig. 15 zeigt eine Servolenkung gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung. Bei dieser Anordnung wird die Lenksektion 1 unmittelbar von einem Elektromotor 300 bewegt. In diesem Fall ist ein Lenksensor und Drehmomentsensor 310 am Lenkschaft angeordnet. Eine Servolenkeinrichtung dieser prinzipiellen Art ist in der japanischen Patentbeschreibung 58 53 562 und im französischen Patent 81 11 134 beschrieben.

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung einer Servolenkung für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• a) Berechnen der Fahrzeuggeschwindigkeit nach Maßgabe eines Geschwindigkeitssignales;
• b) Berechnen der Durchschnittsgeschwindigkeit nach Maßgabe des Geschwindigkeitssignales in vorgegebenen Zeitabständen;
• c) Berechnen der Durchschnittslenkquantität in vorgegebenen Zeitabständen nach Maßgabe eines Lenksignales, das bei jeder Drehung des Lenkrades um einen vorgegebenen Drehwinkel erzeugt wird;
• d) Auswählen einer Steuercharakteristik nach Maßgabe einer vorgegebenen Korrelation der nach b) und c) berechneten Werte intervallmäßig in vorgegebenen Zeitabständen aus mehreren gespeicherten Steuercharakteristiken, die jeweils unterschiedliche Zuordnungen der bei verschiedenen Fahrzeugeschwindigkeiten durch den Servoantrieb zu erbringenden Servolenkkraft bestimmen;
• e) Steuern des Servoantriebs zur Abgabe einer Servolenkkraft entsprechend der ausgewählten Steuercharakteristik sowie der berechneten Fahrzeugeschwindigkeit.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Servolenkkraft durch die Pumpendrehzahl einer Ölpumpe eines hydraulischen Servoantriebs bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Steuercharakteristiken vorgegebene Zuordnungen von Pumpendrehzahl zu Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmen.

3. Vorrichtung zur Steuerung einer Servolenkung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) ein Lenksensor (6) vorgesehen ist, zur Erzeugung eines Lenksignales in Form einer dem Lenkwinkel proportionalen Anzahl von Impulsen;
• b) ein Geschwindigkeitssensor (5a) vorgesehen ist, zur Erzeugung eines Geschwindigkeitssignales in Form einer der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Anzahl von Impulsen je Zeiteinheit;
• c) eine Rechnungsschaltung (130, 141, 146) vorgesehen ist, zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Durchschnittsgeschwindigkeit und der Durchschnittslenkquantität gemäß dem Lenksignal und dem Geschwindigkeitssignal;
• d) mehrere Musterspeicher (156-159) vorgesehen sind, in denen Steuercharakteristiken mit unterschiedlichen Zuordnungen von Fahrzeuggeschwindigkeit zu Servolenkkraft gespeichert sind;
• e) eine Auswahlschaltung (144) vorgesehen ist, die gemäß einer vorgegebenen Korrelation der berechneten Durchschnittsgeschwindigkeit und Durchschnittslenkquantität einen der Musterspeicher (156-159) aktiviert;
• f) eine Antriebssteuerung (36) vorgesehen ist zur Steuerung der Servolenkkraft entsprechend der durch den aktivierten Musterspeicher vorgegebenen Steuercharakteristik sowie entsprechend dem Geschwindigkeitssignal.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit einem hydraulischen Servoantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor (2) als Antrieb für eine Ölpumpe (2a) vorgesehen ist, welcher Elektromotor (2) durch die Antriebssteuerung (36) mit einer der jeweiligen Steuercharakteristik entsprechenden variablen Drehzahl betrieben wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit einem hydraulischen Servoantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Hydraulikanschluß (201a, 201b) des Servoantriebs (210, 211) ein durch ein Ventil (213) steuerbarer Bypaß (215) vorgesehen ist, wobei die Stellung des Ventils (213) durch die Antriebssteuerung variiert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Öldruck erfassender Lastsensor (10) vorgesehen ist, der ein Lastsignal beim Überschreiten eines vorgegebenen Druckwertes erzeugt, und daß die Antriebssteuerung beim Vorliegen dieses Lastsignales bei gleichzeitiger Abwesenheit des Lenksignales und des Geschwindigkeitssignales die maximale Servolenkkraft einstellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auswerteschaltung (170, 171, 173, 176, 178) vorgesehen ist, zur Erzeugung eines Signales, wenn bei vorliegendem Lenksignal kein Geschwindigkeitssignal vorhanden ist, und daß die Antriebssteuerung (36) beim Vorliegen dieses Signales die maximale Servolenkkraft einstellt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromotorischer Servoantrieb (300) vorgesehen ist, dessen Leistung durch die Antriebssteuerung (36) gesteuert wird.