DE4408828C2

DE4408828C2 - Motorische Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4408828C2
Application number: DE19944408828
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl Ing Vortmeyer
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: DE4408828A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine motorische Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge, insbesondere auf eine beim Einparken wirksame Lenkhilfe, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bekannt ist eine solche Lenkhilfe aus der DE 39 33 769 -A1-. Das Hilfsdrehmoment geht von einem in der Drehrichtung wechselbaren Servo-Elektromotor aus, dessen Drehrichtung und dessen Drehmoment durch einen Torsionssensor an der Lenkwelle gesteuert werden. Dieser ist zwischen einem oberen Lenkwellenteil, auf dem das Lenkrad sitzt, und einem unteren Lenkwellenteil, welcher aus einem Lenkgetriebe herausragt, angeordnet und weist eine Gewindehülse auf, die bei einer Relativverdrehung des oberen Lenkwellenteils gegenüber dem unteren Lenkwellenteil eine axiale Verschiebung ausführt und dadurch eine Bürstenverstellung des Servo-Elektromotors bewirkt.

Bei der im Fahrbetrieb ständig wirksamen Servolenkung nach der DE 34 24 309 -C2- führt die Relativverdrehung des oberen Lenkwellenteils gegenüber einem unteren Lenkwellenteil einer ebenfalls zweiteiligen Lenkwelle über eine elektrische Steuereinheit zur Schaltung eines in der Drehrichtung umkehrbaren Gleichstrom-Servomotors.

Eine Servolenkung, bei der ein die Servounterstützung liefernder Elektromotor über eine Steuereinheit von einem Drehwinkelaufnehmer an der Lenkwelle gesteuert wird, ist aus der DE 35 35 503 -A1- bekannt.

Die Umsetzung der elektromotorisch erzeugten Lenkkräfte in hydraulisch wirksame Stellkräfte ist in der DE 35 36 563 -C2- beschrieben und schließlich ist aus der DE 35 02 577 -A1- eine mechanische Kraftfahrzeuglenkung ohne Servounterstützung bekannt, deren Übersetzungsverhältnis in zwei Stufen für den Fahrbetrieb und für einen Parkierungsbetrieb umschaltbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine möglichst kostengünstige Lenkhilfe zu schaffen, die vorzugsweise aus einfachen handelsüblichen Bauteilen zusammengesetzt und eventuell auch nur für eine Wirksamkeit im Parkierungsbereich ausgelegt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung mit Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 gelöst.

Der Vorteil einer solchen Ausbildung liegt vor allem darin, daß die beiden Servomotoren, der Meßwertaufnehmer, die Steuereinheit und das Differentialgetriebe als Massenartikel im Handel erhältlich sind und somit eine relativ kostengünstige Herstellung einer Lenkhilfe ermöglichen. Im günstigsten Falle kann eine solche Lenkhilfe lediglich für den Parkierungsbetrieb ausgelegt werden, so daß entsprechend klein dimensionierte Bauteile für den angestrebten Zweck verwendet werden können. Das Differentialgetriebe kann in einfachster Ausführung aus Kunststoffteilen zusammengesetzt sein.

Für jede der beiden Drehrichtungen der Lenkwelle wird vorteilhaft ein elektrisch betriebener Servomotor vorgesehen. Der Meßwertaufnehmer an der Lenkwelle zeigt der Steuereinheit die Drehrichtung an, so daß diese Steuereinheit den dieser Drehrichtung zugeordneten Servomotor ansteuert. Diese Ansteuerung kann auch in Abhängigkeit von dem auf die Lenkwelle ausgeübten Drehmoment erfolgen, so daß die Steuereinheit jeweils ein angepaßtes Drehmoment im Servomotor auslöst. Mit relativ einfachen Mitteln kann die Steuereinheit so ausgelegt werden, daß sie die Lenkhilfe erst bei einer vorbestimmten niederen Raddrehzahl oder bei einem vorbestimmten Lenkdrehmoment auslöst.

Anstelle elektrischer Servomotore für die Lenkhilfe sind nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung hydraulische Antriebsmotoren vorgesehen, von denen je einer einer der beiden Drehrichtungen zugeordnet ist.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Auf dem oberen Ende einer Lenkwelle 1 ist das von Hand betätigbare Lenkrad 2 befestigt. Auf dem unteren Ende der Lenkwelle 1 sitzt ein Ritzel 3, welches mit der Zahnstange 4 einer üblichen Zahnstangenlenkung kämmt. Zur Unterstützung der Lenkkräfte ist für jede der beiden Drehrichtungen der Lenkwelle 1 ein elektrischer Servomotor 5 bzw. 6 vorgesehen. Es handelt sich um einfache Elektromotore mit regelbarer Drehzahl und regelbarem Drehmoment. Beide Elektromotore 5 und 6 sind mit den koaxial zueinanderliegenden Achsen der Kegelräder eines Differentialgetriebes 7 verbunden, wobei diese Kegelräder mit einem auf der Lenkwelle 1 fest angeordneten Kegelrad in Eingriff stehen. Auf der Lenkwelle 1 ist außerdem ein Meßwertaufnehmer 8 angeordnet, welcher mit einer Steuereinheit 9 verbunden ist, die über eine Stromquelle 10 mit Energie versorgt wird. Der Meßwertaufnehmer 8 liefert vorteilhaft drehwinkelabhängige Impulse an die Rechnereinheit 9, die ihrerseits einen der beiden, der jeweiligen Drehrichtung zugehörigen Elektromotore 5 bzw. 6 mit einem die am Lenkrad 2 ausgeübten Lenkkräfte unterstützenden Drehmoment ansteuert. Der jeweils andere Elektromotor weist für diese Drehrichtung einen Freilauf auf. Entsprechend ist der Meßwertaufnehmer an der Lenkwelle 1 als Drehmomentaufnehmer ausgebildet, so daß die Steuereinheit 9 einen Antriebsmotor 5 bzw. 6 mit einem darauf abgestimmten Drehmoment M1 bzw. M2 und einer entsprechenden Drehzahl N1 bzw. N2 ansteuert. Diese Ansteuerung der Servomotoren 5 und 6 kann dabei in der Steuereinheit 9 bei geringen Lenkmomenten und/oder auch bei größeren Raddrehzahlen blockiert sein, so daß die dargestellte Lenkhilfe lediglich im Parkierungsbereich wirksam ist, wenn größere Lenkkräfte für die Lenkung des Fahrzeuges benötigt werden.

Bezugszeichenliste

1 Lenkwelle
2 Lenkrad
3 Ritzel
4 Zahnstange
5 Servomotor
6 Servomotor
7 Differentialgetriebe
8 Meßwertaufnehmer
9 Steuereinheit
10 Energiequelle

Claims

1. Motorische Lenkhilfe für Kraftfahrzeuge, bei der ein Hilfsdrehmoment über ein Getriebe auf eine Lenkwelle einwirkt und das Hilfsdrehmoment von einem durch den Drehwinkel der Lenkwelle gesteuerten Servomotor ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Servomotoren (5, 6) durch ein Differentialgetriebe (7) mit der Lenkwelle (1) verbunden sind, deren Steuerung durch einen Meßwertaufnehmer (8) an der Lenkwelle (1) über eine elektronische Steuereinheit (9) erfolgt.

2. Motorische Lenkhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der beiden Drehrichtungen der Lenkwelle (1) wenigstens ein elektrisch betriebener Servomotor (5, 6) vorgesehen ist, der in einer der beiden Drehrichtungen durch Signale des Meßwertaufnehmers (8) über die elektronische Steuereinheit (9) angesteuert wird.

3. Motorische Lenkhilfe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahl- und/oder Drehmoment- Meßwertaufnehmer mit einem elektronischen, in Abhängigkeit von der Raddrehzahl bzw. dem von Hand ausgeübten Lenkdrehmoment wirksamen Rechner verbunden ist.

4. Motorische Lenkhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der beiden Drehrichtungen ein Hydromotor vorgesehen und durch das Differentialgetriebe (7) mit der Lenkwelle (1) sowie mit einer durch die Steuereinheit (9) gesteuerten Pumpe verbunden sind.