DE4031316C2

DE4031316C2 - Motorbetriebenes Servolenksystem

Info

Publication number: DE4031316C2
Application number: DE4031316A
Authority: DE
Inventors: Dean Karnopp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-10-04
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: US5205371A; JPH04271966A; DE4031316A1; JP3131254B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein motorbetriebenes Servolenksystem für ein Kraftfahrzeug.

Es ist bekannt, die Bewegungen eines Fahrzeuges durch eine oder mehrere lenkbare Achsen zu lenken, indem der Fahrer seinen Fahrt richtungswunsch durch die Betätigung des Lenkrades an die lenkbaren Räder überträgt. Hierzu wird, vor allem bei schwereren Fahrzeugen, in heute gebräuchlichen Systemen meist eine die Lenkkraft des Fah rers unterstützende hydraulisch arbeitende Servolenkung verwendet.

Weiterhin ist die Verwendung von Elektromotoren zur Unterstützung der Lenkkraft des Fahrers beispielsweise aus der DE 37 09 590 A1 be kannt. Gegenüber den hydraulisch arbeitenden Systemen sind bei der Verwendung von Elektromotoren zur Unterstützung der Lenkkraft in einfacher Weise größere Variationsmöglichkeiten zu erreichen. So ist es beispielsweise vorteilhaft, die Lenkunterstützung abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu wählen.

Über die Umsetzung des Lenkwunsches des Fahrers hinaus können die Lenksysteme des Fahrzeuges auch derart beaufschlagt werden, daß eine Erhöhung der Fahrstabilität erreicht wird. Insbesondere Wank- und Gierbewegungen des Fahrzeuges können durch Lenkbewegungen minimiert werden. Hierzu werden die Bewegungen des Fahrzeuges durch verschie dene Sensoren erfaßt und die von den Sensoren aufgenommenen Infor mationen über die Fahrzeugbewegung von einem Rechner bearbeitet. Ab hängig von diesen Signalen werden die Lenksysteme des Fahrzeuges im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit betätigt.

Um die Fahrstabilität eines Fahrzeuges zu erhöhen, ist es also not wendig, den Fahrerlenkwunsch mit den Lenkbefehlen eines die Fahr zeugbewegungen erfassenden Rechnersystems zu kombinieren. Der Ein schlagwinkel der lenkbaren Räder ist hierbei die Summe zweier Win kel. Der eine Winkel wird durch den Fahrer mittels einer Betätigung des Lenkrades bestimmt, während der andere Winkel durch das die Fahrzeugbewegungen erfassende Rechnersystem gewählt wird.

In der DE 39 19 990 A1 wird die Unterstützung der Lenkkraft des Fah rers durch ein hydraulisches System getätigt, daneben werden die fahrbewegungsabhängigen Lenkbefehle durch einen Elektromotor veran laßt. Während bei einem konventionell ausgelegten die Lenkkraft des Fahrers unterstützenden System, wie es in der DE 37 09 590 A1 be schrieben ist, immer ein festes Verhältnis zwischen dem Winkel des vom Fahrer betätigten Lenkrades und dem Lenkwinkel des lenkbaren Ra des gegeben ist, sind bei dem System, das in der DE 39 19 990 A1 be schrieben ist, in geringem Umfang Lenkwinkeleinschläge der lenkbaren Räder unabhängig von dem Einschlagwinkel des vom Fahrer betätigten Lenkrades möglich.

Das in der DE 39 19 990 A1 beschriebene System hat im wesentlichen zwei Nachteile:

1. Zur Erhöhung der Fahrstabilität können die lenkbaren Räder nur in sehr geringem Umfang unabhängig vom Einschlag des vom Fahrer be tätigten Lenkrades gewählt werden.
2. Zur Realisation dieses Lenksystems sind zwei Leistungsquellen nö tig. Zum einen ein hydraulisch arbeitendes System und zum anderen ein Elektromotor.

In der GB 1 414 206 wird ein Servolenksystem vorgestellt, bei dem die Lenkkraft des Fahrers durch ein hydraulisches System unterstützt wird, und bei dem die Lenkradwinkelgeschwindigkeit des vom Fahrer betätigten Lenkrades durch eine Winkelgeschwindigkeit eines Elektro motors überlagert wird. Der Elektromotor wird durch ein Hilfssystem gesteuert, das Fahrzeugbewegungen wie Seitenkräfte, die durch Sei tenwind verursacht werden, sensiert. Nachteilig bei diesem System ist wiederum die Notwendigkeit zweier Leistungsquellen: Zum einen das hydraulisch arbeitende, lenkkraftunterstützende System und zum anderen der Elektromotor.

Die DE 39 30 445 A1 zeigt eine Lenkungssteuerung, bei der eine Ist-Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs gemessen und eine Soll-Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt wird. Ent sprechend dem Vergleich zwischen der Ist- und Sollgierge schwindigkeit werden die lenkbaren Räder des Fahrzeugs ange steuert, so dass im Wesentlichen eine Übereinstimmung der Ist-Giergeschwindigkeit mit der Soll-Giergeschwindigkeit er reicht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optimiertes Lenksy stem mit hoher inhärenter Sicherheit zu konzipieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Gegenüber dem Stand der Technik stehen bei dem erfindungsgemäßen Servolenksystem die Lenkwinkel der lenkbaren Räder in keinem festen Verhältnis zu dem Einschlagwinkel des vom Fahrer betätigten Lenkra des. Hierdurch ist eine lenkradgeschwindigkeitsabhängige Lenkhilfe des Fahrers möglich. Daneben sind große Variationsmöglichkeiten ge geben, die Lenksysteme mit zusätzlichen Lenksignalen zu beaufschla gen.

Die Lenksysteme werden mit zusätzlichen Lenksignalen beaufschlagt, um die Bewegungen des Fahrzeuges, insbesondere die des Fahrzeugaufbaus derart zu beeinflussen, daß die Fahrsicher heit und oder der Fahrkomfort verbessert wird.

Darüber hinaus ist eine Unterstützung der Lenkleistung des Fahrers vorgesehen, die vorteilhaft von Größen abhängig sein kann, die den Fahrzustand des zu lenkenden Fahrzeuges repräsentieren.

Dabei genügt die Verwendung eines einzigen Elektromo tors sowohl zur Lenkunterstützung des Fahrers als auch zur Beein flussung der Fahrzeugbewegungen.

Während bei konventionellen Systemen, bei denen die Lenkkraft des Fahrers unterstützt wird, der Fahrer bei Ausfall dieser Systeme eine erhöhte Lenkkraft aufbringen muß, verfügt das erfindungsgemäße Ser volenksystem über eine hohe inhärente Sicherheit derart, daß bei ei nem Stillstand des Elektromotors vom Fahrer kein höheres Lenkmoment aufgebracht werden muß, um das Fahrzeug zu lenken. Bei Ausfall des Elektromotors muß lediglich der Lenkradwinkel des fahrerbetätigten Lenkrades erhöht werden, um eine bestimmte Lenkstellung der Räder zu erreichen.

Bei dem erfindungsgemäßen Servolenkungsystem handelt es sich um ein Geschwindigkeit unterstützendes System, während es sich bei den kon ventionellen, die Lenkkraft des Fahrers unterstützenden Systemen um kraftverstärkende Systeme handelt. Hierin ist ein wesentlicher Un terschied bezüglich der Sicherheit bei Ausfall der Leistungsquellen zu sehen. Fällt bei einem kraftunterstützenden System die Leistungs quelle aus, so muß die Lenkkraft des Fahrers erhöht werden. Fällt demgegenüber die Leistungsquelle eines geschwindigkeitsverstärkenden Systems aus, so ändert sich lediglich das Verhältnis zwischen dem Lenkwinkel des vom Fahrer betätigten Lenkrades und dem Lenkwinkel der lenkbaren Räder.

Im folgenden soll nun kurz auf die wesentlichen Unterschiede eines kräfteverstärkenden Systems einerseits und eines geschwindigkeits verstärkenden Systems andererseits eingegangen werden.

Bei einem Kraft verstärkenden System ist die vom Fahrer aufgebrachte Lenkleistung P1 mit

P1 = M1 . w1

gegeben, wobei M1 das Lenkradmoment und w1 die Lenkradwinkelge schwindigkeit des vom Fahrer betätigten Lenkrades ist.

Die Ausgangsleistung P3 des kraftverstärkenden Systems beträgt

P3 = M3 . w3,

wobei M3 das Ausgangsdrehmoment und w3 die Ausgangswinkelgeschwin digkeit des Systems darstellt.

Die Kraftunterstützung geschieht durch eine dem System zugeführte Leistung P2, die mit

P2 = M2 . w2

gegeben ist. Die Winkelgeschwindigkeiten sind bei diesen Systemen gleich.

w1 = w2 = w3.

Die Lenkmomente werden additiv überlagert.

M3 = M1 + M2,

so daß die Leistungen ebenfalls additiv sind

P3 = P1 + P2.

Bei geschwindigkeitsverstärkenden Systemen sind im einfachsten Falle (Übersetzungsverhältnisse 1 : 1) die Drehmomente gleich

M3 = M2 = M1,

während sich die Winkelgeschwindigkeiten additiv überlagen

w3 = w1 + w2,

so daß sich für die Ausgangsleistung P3

P3 = P1 + P2

ergibt.

In beiden Fällen, im Falle eines kraftverstärkenden Systems und im Falle eines geschwindigkeitsverstärkenden Systems, addieren sich die vom Fahrer aufgebrachte Lenkleistung P1 und die von einer Leistungs quelle aufgebrachte Leistung P2 additiv zur Ausgangsleistung P3.

Das erfindungsgemäße System unterstützt die Lenkleistung des Fah rers, indem es geschwindigkeitsverstärkend arbeitet. Das heißt, daß die vom Fahrer aufgebrachte Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades durch die Überlagerung der Winkelgeschwindigkeit einer Leistungs quelle, beispielsweise eines Elektromotors, erhöht wird. Zusätzlich zu der Unterstützung der Lenkleistung des Fahrers werden durch die selbe Leistungsquelle Lenkwinkelsignale überlagert, die zur Erhöhung der Fahrstabilität und/oder des Fahrkomforts beitragen.

Zusammenfassend sind drei wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Servolenksystems zu nennen:

1. Steuerung oder Regelung (open- or closed-loop) der Fahrstabilität und/oder des Fahrkomforts durch Beaufschlagung der lenkbaren Rä der, die darüber hinaus durch den Fahrer beeinflußt werden.
2. Die Möglichkeit einer Lenkleistungsunterstützung des Fahrers.
3. Eine hohe inhärente Sicherheit durch eine mechanische Verbindung zwischen dem vom Fahrer betätigten Lenkrad und den lenkbaren Rä dern bei Ausfall der Leistungsquelle oder Leistungsquellen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen darge stellten Ausführungsbeispiele erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine Übersichtsdarstellung des erfindungsgemäßen Systems, und die Fig. 2a, b und 3 stellen Getriebe dar.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In diesem Ausführungsbeispiel soll anhand der Zeichnungen das erfin dungsgemäße System dargestellt werden.

In der Fig. 1 sind mit Position 1 ein Lenkrad und mit der Position 2 Mittel zur Erfassung der Lenkradwinkelgeschwindigkeit bezeichnet. Die Position 3 stellt ein Steuergerät dar, das zur Ansteuerung des Elektromotors 4 dient. Mit der Position 5 ist ein Stellglied zum überlagerten Lenkeingriff und mit der Position 6 die Lenksysteme des Fahrzeuges gekennzeichnet. Die Position 7 steht für das zu lenkende Fahrzeug. Die Position 8 markiert Mittel zur Erfassung der Fahrzeug bewegungen.

Durch Betätigungen des Lenkrades 1 durch das vom Fahrer aufzubrin gende Lenkradmoment M1 erhält das Lenkrad die Lenkradwinkelgeschwin digkeit w1. Die so resultierende Lenkradleistung P1 = M1 . w1 liegt an der ersten Eingangswelle des Stellgliedes 5 an. An der zweiten Eingangswelle des Stellgliedes 5 liegt die Ausgangsleistung P2 des Elektromotors 4 an, wobei P2 = M2 . w2 ist und M2 das Ausgangsmoment und w2 die Ausgangswinkelgeschwindigkeit des Elektromotors dar stellt. Die Ausgangswelle des Stellgliedes 5 weist die Ausgangslei stung P3 = M3 . w3 auf, wobei M3 das Ausgangsmoment und w3 die Aus gangswinkelgeschwindigkeit des Stellgliedes 5 ist.

Hierbei ist das Stellglied 5 so ausgelegt, daß eine additive Überla gerung der Eingangsleistungen P1 und P2 derart stattfindet, daß

w3 = g13 . w1 + g23 . w2 (1)

ist, wobei die Größen g13 und g23 die Übersetzungsverhältnisse des Stellgliedes 5 angeben. Bei allen Betrachtungen in diesem Ausfüh rungsbeispiel sollen Reibungsverluste im Stellglied 5 vernachlässigt werden. Die an den Eingangswellen anliegenden Momente M1 und M2 ge nügen den Gleichungen

M1 = g13 . M3 und M2 = g23 . M3 (2).

Kombiniert man die Gleichungen (1) und (2), so erhält man die gewünschte Ausgangsleistung

P3 = P1 + P2 (2a).

Das in späteren Abschnitten noch zu beschreibende Stellglied 5 über lagert somit die Eingangswinkelgeschwindigkeiten additiv zu einer Ausgangswinkelgeschwindigkeit, während die Momente bis auf zu wäh lende Übersetzungsverhältnisse gleich sind. Es hat also den Charak ter eines mechanischen Differentialgetriebes.

Fällt der Elektromotor 4 wegen eines Defektes aus, so ist w2 = 0, woraus sich mit der Gleichung (1) ergibt

w3 = g13 . w1. (3)

Im Falle eines Defektes des Elektromotors 4 wirkt das Stellglied 5 also als normales mechanisches Getriebe.

Nach der Gleichung (2) beträgt auch im Falle eines Defektes des Elektromotors 4 das Verhältnis zwischen dem vom Fahrer aufzubringen den Lenkradmoment M1 und dem Ausgangsmoment M3 des Stellgliedes 5

g13 . M3 = M1. (4)

Das heißt, daß sich das vom Fahrer aufzubringende Lenkradmoment bei einem Ausfall des Elektromotors 4 nicht verändert.

Eine Unterstützung der Lenkleistung des Fahrers P1 wird dadurch er reicht, daß die Ausgangswinkelgeschwindigkeit w2 des Elektromotors zu

w2 = alpha . w1 (5)

gewählt wird. Der Wert alpha kann nun abhängig von Größen gewählt werden, die den Fahrzustand präsentieren, beispielsweise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart, daß alpha mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt. Hierdurch wird erreicht, daß bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten keine oder nur eine geringe Unter stützung der Lenkradleistung des Fahrers stattfindet, während bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten wie beispielsweise bei Parkier vorgängen die Lenkleistungsunterstützung groß ist.

Kombiniert man nun die Gleichung (5) mit der Gleichung (1), so er hält man

w3 = (g13 + g23 . alpha) . w1. (6)

Bei der Betrachtung der Gleichung (6) wird deutlich, daß das Ver hältnis zwischen dem vom Fahrer betätigten Lenkrad und den lenkbaren Rädern durch die Größe alpha veränderbar ist, wobei die Über setzungsverhältnisse gxy des Stellgliedes 5 als konstant angesehen werden können. Die Ausgangswinkelgeschwindigkeit w3 des Stellgliedes 5 wird also im Verhältnis zur Lenkradwinkelgeschwindigkeit w1 abhän gig von alpha größer.

Eine Kombination der Gleichungen (6) und (4) liefert das Verhältnis der Ausgangsleistung P3 des Stellgliedes 5 zur Lenkradleistung P1, das vom Fahrer aufgebracht wird.

M3 . w3 = ((g13 + g23 . alpha)/g13) . M1 . w1.

Ist alpha < 0, so ist die Ausgangsleistung im Stellglied 5

P3 = M3 . w3

größer als die vom Fahrer aufgebrachte Lenkradleistung

P1 = M1 . w1.

Ist alpha = 0, das heißt der Elektromotor steht still, so gilt

P3 = M3 . w3 = M1 . w1 = P1.

Im Falle, daß die Eingriffe in die Lenkung durch die Ausgangslei stung P2 des Elektromotors 4 zur Verbesserung der Fahrzeugbewegungen im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit und/oder des Fahrkomforts getätigt werden soll, wird die Ausgangswinkelgeschwindigkeit w2 des Elektromotors 4 zu

w2 = w2'

gewählt, wobei w2' von den in den Mitteln zur Erfassung der Fahr zeugbewegung 8 erfaßten Signale Sm abhängt. Die Abhängigkeit der Ausgangswinkelgeschwindigkeit w2' von den Signalen Sm ist derart zu wählen, daß die Lenksysteme 6 die mit der Ausgangswelle des Stell gliedes 5 betriebsverbunden sind, derart beaufschlagt werden, daß eine Verbesserung der Fahrzeugbewegungen im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit und/oder des Fahrkomforts erreicht wird.

Um nun Lenkeingriffe durch die Ausgangsleistung des Elektromotors 4 zu erreichen, die sowohl die Lenkradleistung P1 des Fahrers unter stützen als auch eine Verbesserung der Fahrstabilität bewirken, wird die Ausgangswinkelgeschwindigkeit des Elektromotors 4 zu

w2 = alpha . w1 + w2'

gewählt.

Die Ausgangswinkelgeschwindigkeit w3 des Stellgliedes 5 ergibt sich somit zu

w3 = ((g13 + g23 . alpha) . w1) + g23 . w2'.

Die Momentenverteilung bleibt auch in diesem Falle die gleiche, die die Gleichungen (2) beschreiben.

Die Steuerung der Ausgangsleistung des Elektromotors 4 wird durch das Steuergerät 3 getätigt. Dem Steuergerät 3 werden einerseits die Signale Sm der Mittel zur Erfassung der Fahrzeugbewegungen 8 zuge führt und andererseits die Signale S(w1) der Mittel zur Erfassung der Lenkradwinkelgeschwindigkeit zugeleitet.

Die Lenkradleistung P1 wird dem Stellglied 5 beispielsweise über ei ne Universalgelenkverbindung zugeführt. Die Ausgangsleistung des Stellgliedes 5 kann beispielsweise mit Gelenken über Spurstangen den lenkbaren Rädern zugeführt werden.

Aus den obigen Ausführungen wird klar, daß bei einem Ausfall des Elektromotors 4 der Fahrer zwar eine erhöhte Lenkradleistung aufzu bringen hat, jedoch das Lenkradmoment nicht erhöht werden braucht. Um einen gewissen Einschlagwinkel der lenkbaren Räder zu erreichen, muß also der Fahrer im Falle eines Defektes des Elektromotors 4 die Lenkradwinkelgeschwindigkeit erhöhen. Das Lenksystem wird in diesem Falle vom Fahrer als relativ "langsam" empfunden.

In der Fig. 2a und b ist ein Stellglied zum überlagerten Lenkein griff dargestellt. Die Fig. 3 stellt eine weitere mögliche Ausge staltung eines Stellgliedes zum überlagerten Lenkeingriff dar.

In den Fig. 2a und b sind mit den Positionen 21 und 23 erste und zweite Eingangswellen bezeichnet. Die Position 22 stellt eine Aus gangswelle dar, während mit der Position 24 ein Schneckengetriebe gekennzeichnet ist. Die Position 26 markiert ein Hohlrad und die Position 27 weist Achsen von Planetenrädern aus.

In der Fig. 3 sind mit den Positionen 31 und 33 eine erste und zweite Eingangswelle bezeichnet. Die Position 32 markiert eine Aus gangswelle, während mit den Positionen 35 Planetenräder und mit den Positionen 37 die Achsen der Planetenräder zu sehen sind.

Im folgenden werden zwei mögliche Ausgestaltungen des Stellgliedes 5 vorgestellt. Hierzu sind in den Fig. 2a und b zwei Schnitte durch eine mögliche Ausgestaltungsform eines Stellgetriebes 5 dargestellt. In der Fig. 2a und b sind ein erstes und ein zweites Planetenge triebe zu sehen, wobei jede der beiden Planetengetriebe ein Sonnen rad, ein Hohlrad und Planetenräder, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad positioniert sind, aufweist. Die erste Eingangswelle 21 wird mit der vom Fahrer aufgebrachten Lenkradleistung P1 beauf schlagt. Diese erste Eingangswelle 21 stellt die Achse des Sonnen rades des ersten Planetengetriebes dar. Durch die Lenkradleistung P1 des Fahrers werden die Planetenräder 25 des ersten Planetengetriebes in Bewegung gesetzt, deren Achsen mit den Planetenrädern 25 eines zweiten Planetengetriebes verbunden sind. Diese wiederum greifen an dem Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes an, dessen Achse die Ausgangswelle 22 ist. Über das Hohlrad 26 des ersten Planetengetriebes greift von außen über ein Schneckengetriebe 24 die zweite Ein gangswelle 23 an. Die zweite Eingangswelle 23 wird mit der Ausgangs leistung P2 des Elektromotors 4 beaufschlagt.

Als besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist hervorzuheben, daß das Schneckengetriebe 24 nicht reversibel von außen an dem Hohlrad 26 des ersten Planetengetriebes eingreift. Hierbei ist das Schnecken getriebe 24 derart mechanisch gestaltet, daß die Schnecke das Hohl rad antreiben kann, jedoch das Hohlrad keine Leistung an die Schnecke abgibt.

Hierdurch wird gewährleistet, daß bei einem Defekt des Elektromotors 4 keine Leistung auf die zweite Eingangswelle 23 übertragen wird.

Eine weitere, noch einfachere Ausgestaltung des Stellgliedes 5 ist in der Fig. 3 zu sehen. In diesem Falle besteht das Stellglied 5 lediglich aus einem Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein Hohlrad und Planetenräder, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad positioniert sind, aufweist. Über die erste Ein gangswelle 31 greift die Lenkradleistung P1 des Fahrers an der Achse des Sonnenrades des Planetengetriebes an. Hierdurch werden die Pla netenräder 35 in Bewegung gesetzt, die mit der Ausgangswelle 32 ver bunden sind. Die zweite Eingangswelle 33 greift über ein Schnecken getriebe, wie es in der Fig. 2b zu sehen ist, von außen in das Hohlrad des Planetengetriebes ein. Auch in diesem Falle ist es be sonders vorteilhaft, das Schneckengetriebe nicht reversibel auszule gen.

Die in der Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Stellgliedes 5 zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion aus. Es ist aller dings zu bemerken, daß in diesem Falle keine 1 : 1-Übersetzung zwi schen der ersten Eingangswelle und der Ausgangswelle bei Stillstand des Elektromotors 4 gegeben ist.

Demgegenüber ist bei der in den Fig. 2a und b dargestellen Aus führungsform des Stellgliedes 5 eine 1 : 1-Übersetzung immer dann ge geben, wenn der Elektromotor 4 zum Stillstand kommt.

Durch die Ausgestaltungen des Stellgliedes 5 ist es gewährleistet, daß bei Defekten des Elektromotors 4 der Fahrer einen direkten mechanischen Durchgriff auf die lenkbaren Räder besitzt.

Claims

1. Motorbetriebenes Servolenksystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem
einem Stellglied (5) zum überlagerten Lenkeingriff
mittels einer 1. Eingangswelle durch ein 1. Drehmoment (M1) und einer 1. Winkelgeschwindigkeit (w1) eine 1. Leistung (P1 = M1 . w1) zugeführt wird, und
mittels einer 2. Eingangswelle durch ein 2. Drehmoment (M2) und einer 2. Winkelgeschwindigkeit (w2) eine 2. Leistung (P2 = M2 . w2) zugeführt wird, und
dessen Ausgangswelle durch ein 3. Drehmoment (M3) und einer 3. Winkelgeschwindigkeit (w3) eine 3. Leistung (P3 = M3 . w3) derart aufweist, daß, abgesehen von Reibungsverlusten, P3 = P1 + P2 ist, und
die Ausgangswelle des Stellgliedes (5) mit Lenksystemen (6) des Fahrzeuges betriebsverbunden ist, und
die vom Fahrer mittels Betätigung des Lenkrades (1) durch ein Lenkradmoment (M1) und eine Lenkradwinkelgeschwindigkeit (w1) auf gebrachte Lenkradleistung (P1 = M1 . w1) der 1. Eingangwelle des Stellgliedes (5) zugeführt wird,
ein Elektromotor (4), der ein Ausgangsmoment (M2), eine Ausgangs winkelgeschwindigkeit (w2) und eine Ausgangsleistung (P2 = M2 . w2) aufweist, die durch ein Steuergerät (3) steuerbar ist und die dem 2. Eingang des Stellgliedes (5) zugeführt wird,
der Lenkwunsch des Fahrers durch Lenkwinkelgeschwindigkeitssignale (S(w1)), die mittelbar oder unmittelbar die Lenkradwinkelgeschwin digkeit (w1) des vom Fahrer betätigten Lenkrades repräsentieren, erfaßt wird,
die Signale (S(w1)) dem Steuergerät (3) zugeführt werden,
dem Steuergerät (3) fahrzustandsabhängige Signale (Sm) zugeführt werden, und
die Eingriffe in die Lenkung durch eine Ausgangsleistung P2' des Elektromotors zur Verbesserung der Fahrzeugbewegungen im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit und/oder des Fahrkomforts zusätzlich zu einer die Lenkradleistung (P1) des Fahrers unterstützenden Ausgangsleistung P2" des Elek tromotors durch eine additive Überlagerung zu der Gesamtausgangs leistung (P2 = P2' + P2") des Elektromotors stattfinden.

2. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Elektromotor auf gebrachte Leistung (P2) abhängig von den Fahrzustand repräsen tierenden Größen wie der Fahrzeuggeschwindigkeit sein kann.

3. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ausgangsleistung (P2) des Elektromotors derart die Lenkradleistung (P1) des Fahrers überlagert wird, daß eine Verbesserung der Fahrzeugbewegungen im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit und/oder des Fahrkomforts bewirkt wird, indem beispielsweise Wank- und/oder Gierbewegungen des Fahrzeuges, die durch die Signale (Sm) erfaßt werden, minimiert wer den.

4. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stellglied (5) die Überlagerungen der Leistungen (P1 = M1 . w1) und (P2 = M2 . w2) an den Ein gangswellen derart stattfinden, daß sich die jeweiligen Winkelge schwindigkeiten (w1) und (w2) zur Ausgangswinkelgeschwindigkeit (w3) des Stellgliedes (5) additiv überlagern
w3 = g13 . w1 + g23 . w2,
während die entsprechenden Momente (M1), (M2) und (M3) die Be ziehungen
M1 = g13 . M3 und M2 = g23 . M3
erfüllen, wobei die Faktoren gxy Übersetzungsverhältnisse des Stell gliedes (5) sind und Reibungsverluste im Stellglied (5) vernachläs sigt sind.

5. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einer die Lenkradleistung (P1) des Fahrers unterstützenden Auslegung des Servolenksystems die Ausgangswinkelgeschwindigkeit (w2) des Elektromotors abhängig von der Lenkradwinkelgeschwindig keit (w1) derart gewählt wird, daß die Ausgangswinkelgeschwindig keit (w3) des Stellgliedes (5)
w2 = alpha . w1
ist, wobei die Lenkradwinkelgeschwindigkeit (w1) aus den Signalen (S(w1)), die dem Steuergerät (3) zugeführt werden, ermittelt werden und alpha abhängig von den Fahrzustand repräsentierenden Größen, beispielsweise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, sein kann, und/oder
im Falle, daß die Eingriffe in die Lenkung durch die Ausgangslei stung des Elektromotors zur Verbesserung der Fahrzeugbewegungen im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit und/oder des Fahrkomforts getätigt werden, die Ausgangswinkelgeschwindigkeit (w2) des Elek tromotors derart gewählt wird, daß
w2 = w2'
ist, wobei w2' von den erfaßten Signalen (Sm) abhängt, die die Bewe gungen des Fahrzeuges (7) repräsentieren, und/oder
im Falle, daß die Eingriffe in die Lenkung durch die Ausgangslei stung des Elektromotors zur Verbesserung der Fahrzeugbewegungen im Sinne einer Erhöhung der Fahrsicherheit und/oder des Fahrkomforts zusätzlich zu der die Lenkradleistung des Fahrers unterstützenden Auslegung des Servolenksystems getätigt werden, die Ausgangswin kelgeschwindigkeit (w2) des Elektromotors mit
w2 = alpha . w1 + w2'
gegeben ist.

6. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (5) wenigstens ein Planetengetriebe aufweist.

7. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (5) ein erstes und ein zweites Planetengetriebe aufweist, wobei
jede der beiden Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein Hohlrad und Planetenräder, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad positio niert sind, aufweist, und
die erste Eingangswelle (21) mit der Achse des Sonnenrades des er sten Planetengetriebes verbunden ist, und
die Ausgangswelle (22) mit der Achse des Sonnenrad des zweiten Planentengetriebes verbunden ist, und
die zweite Eingangswelle (23) über ein Schneckengetriebe (24) von außen in das Hohlrad des ersten Planetengetriebes bei festgehalte nem zweiten Hohlrad oder die zweite Eingangswelle über ein Schneckengetriebe von außen in das Hohlrad des zweiten Planetenge triebes bei festgehaltenem erstem Hohlrad eingreift, und
die Achsen (27) der Planetenräder (25) der beiden Planetengetriebe verbunden sind.

8. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (5) ein Pla netengetriebe aufweist, wobei
das Planetengetriebe ein Sonnenrad, ein Hohlrad und Planetenräder, die zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad positioniert sind, auf weist, und
die erste Eingangswelle (31) mit der Achse des Sonnenrades des Planetengetriebes verbunden ist, und
die Ausgangswelle (32) mit den Achsen (37) der Planentenräder (35) verbunden ist, und
die zweite Eingangswelle (33) über ein Schneckengetriebe von außen in das Hohlrad des Planetengetriebes eingreift.

9. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stellglied (5) die zweite Eingangswelle von außen in das entsprechende Hohlrad mittels eines nichtreversiblen Schneckengetriebes eingreift.

10. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erfindungsgemäße System vorzugsweise zur Lenkung der Vorderräder eines Fahrzeuges verwendet wird.

11. Motorbetriebenes Servolenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Defekten der Elektromotor stillsteht, das heißt insbesondere die Ausgangswinkelgeschwindigkeit (w2) des Elektromotors Null ist, was beispielsweise durch ein selbsthemmendes Kupplungssystem erreicht werden kann.