DE19839951C2 - Lenksystem für nicht spurgebundene Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für nicht spurgebunde­ ne Kraftfahrzeuge, mit einer vom Fahrer betätigten Lenkhand­ habe, z. B. Lenkhandrad, einem Lenkstellantrieb zur Lenkver­ stellung lenkbarer Fahrzeugräder, einem mit der Lenkhandhabe betätigbaren Lenkwinkel-Sollwertgeber, einem mit den lenkba­ ren Fahrzeugrädern betätigbaren Lenkwinkel-Istwertgeber, ei­ ner den Lenkstellantrieb in Abhängigkeit von einem Vergleich der Soll- und Istwerte des Lenkwinkels steuernden und sich sowie mit ihr zusammenwirkende Sensorik ständig auf Fehl­ funktion überprüfenden Regelanordnung und einer zwischen der Lenkhandhabe und den lenkbaren Fahrzeugrädern angeordneten mechanischen oder hydraulischen Zwangskopplung, welche bei korrekt arbeitender Regelanordnung geöffnet wird bzw. offen bleibt (unwirksamer Normalzustand) und bei fehlerhafter Re­ gelanordnung automatisch geschlossen wird (wirksamer Sonder­ zustand).

Aus der DE 195 40 956 C1 ist ein solches Lenksystem mit me­ chanischer Zwangskopplung bekannt, die DE 195 46 942 C1 zeigt ein entsprechendes System mit hydraulischer Zwangs­ kopplung.

Derartige Lenksysteme, arbeiten nach dem Konzept "Steer by wire" und bieten den grundsätzlichen Vorteil, daß sie zumin­ dest hinsichtlich der Re­ gelanordnung sowie der zugehörigen Sensorik ohne konstruktive Abänderungen für unterschiedlichste Fahrzeuge geeignet sind. Durch entsprechende Programmierung kann einerseits praktisch jedes Übersetzungsverhältnis zwischen dem Stellhub der Lenk­ handhabe und der Lenkwinkeländerung der gelenkten Fahrzeugrä­ der verwirklicht werden. Darüber hinaus besteht die Möglich­ keit, die Regelanordnung mit zusätzlichen Sensoren zu verbin­ den, um vorzugebende Parameter, z. B. Seitenwindeinflüsse, selbsttätig zu berücksichtigen bzw. auszuregeln.

Um das erforderliche Maß an Sicherheit bei Systemfehlern ge­ währleisten zu können, ist vorgesehen, beim Auftreten eines Fehlers in der Regelanordnung bzw. beim Ausfall von Signalen, die von der Regelanordnung ausgewertet werden sollen, automa­ tisch eine Betriebsweise für anormalen Betrieb bzw. Notfall­ betrieb einzuschalten. Bei dieser Betriebsweise ist eine Zwangskopplung zwischen Lenkhandhabe und gelenkten Fahr­ zeugrädern vorgesehen, so daß das Lenksystem prinzipiell nach Art einer herkömmlichen Lenkung arbeitet, wobei allerdings die bei herkömmlichen Lenkungen übliche mechanische Lenksäule gegebenenfalls durch andere mechanische Systeme oder auch durch hydraulische Systeme, insbesondere hydrostatische Sy­ steme, ersetzt sein kann.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einem Lenksystem der eingangs angegebenen Art hinsichtlich der Betriebssicherheit des Systems vorteilhafte Maßnahmen aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Regelanordnung den Sonderzustand, d. h. die wirksame Zwangs­ kopplung zwischen Lenkhandhabe und gelenkten Fahrzeugrädern, einschaltet, wenn

• - zwischen Soll- und Istwert des Lenkwinkels eine einen er­ sten Schwellwert übersteigende Abweichung auftritt und/oder
• - eine einen zweiten Schwellwert übersteigende Abweichung zwischen Soll- und Istwert des Lenkwinkels für eine vorzu­ gebende erste Zeitspanne erhalten bleibt und/oder
• - der zeitliche Mittelwert der Abweichung zwischen Soll- und Istwert des Lenkwinkels während einer vorzugebenden zweiten Zeitspanne einen dritten Schwellwert überschreitet.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, neben der korrekten Funktion von Regelanordnung und zugehöriger Senso­ rik auch mit der Soll-Istwert-Abweichung des Lenkwinkels kor­ relierte charakteristische Größen zu überwachen. Auf diese Weise wird bei schleichenden Funktionsverschlechterungen des Lenksystems hinreichend lange vor einem kritischen Zustand auf Sonderbetrieb umgeschaltet. Dabei ist vorteilhaft, daß auch beliebige Funktionsverschlechterungen des Stellantrie­ bes, wie z. B. zunehmende Schwergängigkeit durch Verschleiß oder Verschmutzung, die Sicherheit des Lenksystems nicht be­ einträchtigen können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die überwachten charakteristischen Größen der Soll-Istwert- Abweichung des Lenkwinkels in Abhängigkeit von vorzugebenden Parametern verändert werden.

Beispielsweise kann der zulässige Maximalwert der Soll- Istwert-Abweichung, d. h. der obengenannte erste Schwellwert, bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder bei abnehmenden Stellkräften des Stellaggregates vermindert werden. Damit wird erreicht, daß die Lenkbewegungen der ge­ lenkten Fahrzeugräder bei hoher Fahrgeschwindigkeit strenger überwacht werden.

In entsprechender Weise können der zweite und/oder dritte Schwellwert verändert werden, so daß das zeitliche Anwachsen bzw. die Schnelligkeit eines Abbaus einer Soll-Istwert- Abweichung entsprechend parameterabhängig überwacht werden.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der Erfindung beschrieben werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine schaltplanartige Darstellung einer ersten Aus­ führungsform,

Fig. 2 eine entsprechende Darstellung einer zweiten Ausfüh­ rungsform und

Fig. 3 eine entsprechende Darstellung einer weiteren Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel besitzt ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug lenkbare Vorderräder 1, die über Spurstangen 2 sowie eine Stange 3 miteinander lenkver­ stellbar gekoppelt sind.

Die Stange 3 bildet die Kolbenstange von zwei parallel zuein­ ander angeordneten Kolben-Zylinder-Aggregaten 4 und 5, die jeweils als doppeltwirkende Aggregate ausgebildet sind.

Das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 ist über zwei Hydraulikleitun­ gen 6 und 7 mit den beiden Kolbenarbeitsräumen eines doppelt­ wirkenden Kolben-Zylinder-Aggregates 8 gekoppelt, dessen Kol­ ben mechanisch mit einem Lenkhandrad 9 zwangsgekoppelt sind. Die Kolben des Aggregates 8 verschieben sich nach rechts bzw. links, wenn das Lenkhandrad im Uhrzeigersinn bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Bei Verschiebung der Kolben des Kolben-Zylinder-Aggregates 8 wird das Lenkhandrad ent­ sprechend gedreht.

Im übrigen ist das Lenkhandrad 9 mit einem selbsthemmungfrei­ en Elektromotor 10 antriebsmäßig verbunden, welcher bei fest­ gehaltener Motorwelle als reiner Krafterzeuger zu arbeiten vermag und dessen Zweck weiter unten erläutert wird.

Zwischen den Hydraulikleitungen 6 und 7 ist ein normal ge­ schlossenes Absperrventil 11 angeordnet, welches sich durch Bestromung seines Stellmagnetes gegen die Kraft einer Rück­ stellfederung aus der dargestellten Schließlage in seine Of­ fenstellung umschalten läßt und bei Abschaltung des den Stellmagnet beaufschlagenden elektrischen Stromes automatisch von der Rückstellfederung in die dargestellte Schließlage ge­ bracht bzw. in dieser Stellung gehalten wird.

Das Kolben-Zylinder-Aggregat 5 ist über Hydraulikleitungen 12 und 13 mit zwei Anschlüssen eines Steuerventiles 14 verbun­ den, welches über zwei weitere Anschlüsse mit einem relativ drucklosen Hydraulikreservoir 15 und einer hydraulischen Druckquelle, im dargestellten Beispiel ein hydraulischer Druckspeicher 16 sowie Pumpen 17 und 18, verbunden ist. Der Druckspeicher 16 kann mittels der Pumpe 17 bzw. einer weite­ ren Pumpe 18 nachgeladen werden. Beide Pumpen 17 und 18 sind durch Rückschlagventile 19 gegen Rückschlag von der Druck- zu ihrer Saugseite gesichert und saugseitig an das Reservoir 15 angeschlossen. Die Pumpe 17 wird von einem Elektromotor 20 angetrieben. Die Pumpe 18 ist über eine schaltbare Kupplung 21 mit dem Motor 22 des Kraftfahrzeuges verbindbar.

Zwischen den Hydraulikleitungen 12 und 13 ist ein normal of­ fenes Absperrventil 23 angeordnet, welches durch elektrische Bestromung seines Stellmagnetes gegen die Kraft einer Rück­ stellfederung aus der dargestellten Offenlage in seine Schließlage gebracht bzw. in dieser Schließlage gehalten wer­ den kann.

Eine elektronische Regel- und Steueranordnung 24 ist ein­ gangsseitig mit einem Geber 25 für den Istwert des Lenkwin­ kels der Vorderräder 1 verbunden. Dieser Geber 25 kann bei­ spielsweise mit der Stange 3 zusammenwirken, die bei Lenkver­ stellung der Räder 1 einen zum Lenkwinkel analogen Stellhub ausführt.

Außerdem ist die Eingangsseite der Regel- und Steueranordnung 24 mit einem vom Lenkhandrad 9 betätigten Geber 26 für den Sollwert des Lenkwinkels verbunden.

Darüber hinaus ist die Eingangsseite der Regel- und Steueran­ ordnung mit einem Drehmoment-Sensor 27 verbunden, welcher die zwischen Lenkhandrad 9 sowie Elektromotor 10 übertragenen Kräfte bzw. Momente erfaßt.

Schließlich ist an die Eingangsseite der Regel- und Steueran­ ordnung 24 eine Vielzahl von Drucksensoren 28, 29 und 30 an­ geschlossen, deren Signale die hydraulischen Drücke in den Hydraulikleitungen 6 und 7 bzw. 12 und 13 bzw. den Druck am Druckeingang des Steuerventiles 14 wiedergeben.

Ausgangsseitig ist die Regel- und Steueranordnung 24 mit den Stellmagneten der Absperrventile 11 und 23 sowie des Steuer­ ventiles 14 verbunden. Darüber hinaus werden vom Ausgang der Regel- und Steueranordnung die Elektromotoren 10 und 20 sowie die Kupplung 21 gesteuert.

Das Lenksystem der Fig. 1 funktioniert wie folgt:

Bei normalem Betrieb werden die Umschaltventile 11 und 23 von der Regel- und Steueranordnung 24 durch Bestromung der den vorgenannten Ventilen 11 und 23 zugeordneten Stellmagnete in die nicht dargestellten Lagen gebracht und in diesen Lagen gehalten. Dementsprechend ist das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 vom Kolben-Zylinder-Aggregat 8 sowie vom Lenkhandrad 9 hy­ draulisch entkoppelt.

Andererseits wird die Druckdifferenz zwischen den beiden Kol­ benarbeitsräumen des Kolben-Zylinder-Aggregates 5 durch Betä­ tigung des Steuerventiles 14 gesteuert, und zwar in der nach­ folgend dargestellten Weise:
Die Regel- und Steueranordnung 24 erfaßt über den Geber 25 den Istwert des Lenkwinkels der Vorderräder 1. Über den vom Lenkhandrad betätigten Geber 26 erhält die Regel- und Steuer­ anordnung 24 den Sollwert des Lenkwinkels. Entsprechend einem von Regel- und Steueranordnung 24 ausgeführten Soll-Istwert- Vergleich werden dann die Stellmagnete des Steuerventiles 14 gesteuert. Wenn keine Soll-Istwert-Abweichung vorhanden ist, bleibt das Steuerventil 14 in der dargestellten Mittellage, in der das Kolben-Zylinder-Aggregat 5 hydraulisch auf Frei­ lauf geschaltet und mit dem Reservoir 15 verbunden ist, wäh­ rend der Druckspeicher 16, welcher in Abhängigkeit vom Signal des Drucksensors 30 über die Pumpe 17 bzw. 18, soweit erfor­ derlich, ständig nachgeladen wird, gegenüber dem Kolben- Zylinder-Aggregat 5 abgesperrt ist. Falls eine Soll-Istwert- Abweichung auftritt, wird das Steuerventil 14 aus der darge­ stellten Mittellage je nach Richtungssinn der Soll-Istwert- Abweichung nach rechts oder links verschoben, so daß jeweils ein Kolbenarbeitsraum des Kolben-Zylinder-Aggregates 5 mit dem Druckanschluß des Steuerventiles 14 und der andere Kol­ benarbeitsraum des Aggregates 5 mit dem Reservoir 15 steuer­ bar verbunden und am Kolben-Zylinder-Aggregat 5 eine steuer­ bare Druckdifferenz wirksam wird, mit der Folge, daß das Kol­ ben-Zylinder-Aggregat 5 eine Stellkraft in einer von der Richtung der Soll-Istwert-Abweichung des Lenkwinkels vorgege­ benen Richtung erzeugt. Auf diese Weise wird eine Soll- Istwert-Abweichung des Lenkwinkels kurzfristig ausgeregelt, und die Vorderräder 1 folgen der Lenkverstellung des Lenk­ handrades 9.

Aus den Signalen der Drucksensoren 29 und/oder aus den elek­ trischen Spannungen und Stromstärken an den Stellmagneten des Steuerventiles 14 kann die Regler- und Steueranordnung 24 die am Kolben-Zylinder-Aggregat 5 wirksame Druckdifferenz direkt oder indirekt ermitteln, deren Maß mit den zwischen den Lenk­ rädern 1 und dem Kolben-Zylinder-Aggregat 5 übertragenen Kräften bzw. Momenten korreliert ist. In Korrelation zu die­ sen Kräften wird von der Regel- und Steueranordnung 24 ein Sollwert für eine am Lenkhandrad 9 fühlbare Handkraft be­ stimmt und durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 10 eingestellt, wobei der Drehmoment-Sensor 27 die zwischen Elektromotor 10 und Lenkhandrad 9 wirksamen Kräfte bzw. Mo­ mente und damit den Istwert der Handkraft erfaßt. Im Ergebnis wird also der Motor 10 in Abhängigkeit von einem Soll- Istwert-Vergleich für die Handkräfte geregelt. Auf diese Wei­ se erhält der Fahrer am Lenkhandrad 9 eine haptische Rück­ kopplung der zwischen den Fahrzeuglenkrädern 1 und dem Kol­ ben-Zylinder-Aggregat 5 wirksamen Kräfte.

Die Regel- und Steueranordnung 24 überwacht sich ständig auf korrekte Funktion. Darüber hinaus werden die Signale der mit der Eingangsseite der Regel- und Steueranordnung 24 verbunde­ nen Geber und Sensoren 25 bis 30 ständig auf Plausibilität überprüft. Sollte ein Systemfehler festgestellt werden, wird der Stellmagnet des Absperrventiles 11 stromlos geschaltet mit der Folge, daß das Absperrventil 11 in die in Fig. 1 dar­ gestellte Schließlage umschaltet und die Kolben-Zylinder- Aggregate 4 und 8 und damit die lenkbaren Vorderräder 1 und das Lenkhandrad 9 miteinander hydraulisch zwangsgekoppelt sind.

Da die Regel- und Steueranordnung 24 für die Regelung des Steuerventiles 14 ständig einen Vergleich zwischen dem mit­ tels des Sensors 26 erfaßten Sollwert und dem mittels des Sensors 25 erfaßten Istwert des Lenkwinkels durchführt, kön­ nen bei entsprechender Programmierung bzw. Ausgestaltung der Regel- und Steueranordnung 24 auch charakteristische Größen der Soll-Istwert-Abweichung erfaßt werden, wie es eingangs dargelegt wurde.

Falls diese charakteristischen Größen auf einen Systemfehler hindeuten, werden das Lenkhandrad 9 und die lenkbaren Vorder­ räder 1 miteinander zwangsgekoppelt.

Dies geschieht beispielsweise dann, wenn die Soll-Istwert- Abweichung einen ersten Schwellwert überschreitet. Dieser kann parameterabhängig vorgegeben und beispielsweise verklei­ nert werden, wenn die mit den Drucksensoren 29 erfaßten Stellkräfte des Kolben-Zylinder-Aggregates 5 absinken bzw. verschwindende Werte annehmen. Darüber hinaus kann die Regel- und Steueranordnung 24 mit einem nicht dargestellten Meßglied für die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges direkt oder indi­ rekt gekoppelt sein, so daß der vorgenannte Schwellwert auch bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit abgesenkt werden kann. Im Ergebnis wird damit erreicht, daß die gelenkten Räder 1 bei höherer Fahrgeschwindigkeit oder bei geringen, von außen ein­ wirkenden Lenkkräften, z. B. bei normaler Geradeausfahrt, be­ sonders exakt den vom Fahrer bewirkten Stellhüben des Lenk­ handrades 9 folgen müssen.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, die Zwangs­ kopplung zwischen gelenkten Rädern 1 und Lenkhandrad 9 einzu­ schalten, wenn eine einen zweiten Schwellwert übersteigende Abweichung zwischen Soll- und Istwert des Lenkwinkels für ei­ ne vorgegebene Zeitspanne erhalten bleibt, wobei die Zeit­ spanne bzw. der zweite Schwellwert bei zunehmender Fahrge­ schwindigkeit und/oder bei abnehmenden Stellkräften des Kol­ ben-Zylinder-Aggregates 5 verkleinert werden können. Bei ent­ sprechend kleiner Vorgabe des zweiten Schwellwertes kann auf diese Weise erreicht werden, daß die Soll-Istwert-Abweichung längerfristig innerhalb eines engen Toleranzbandes liegen muß.

Schließlich kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, die Zwangskopplung einzuschalten, wenn während einer vorgege­ benen zweiten Zeitspanne der zeitliche Mittelwert der Soll- Istwert-Abweichung einen dritten Schwellwert überschreitet. Dadurch wird nur ein begrenztes Anwachsen der Soll-Istwert- Abweichung zugelassen bzw. eine zügige Verringerung einer zu­ vor angewachsenen Soll-Istwert-Abweichung vorgegeben.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß das Kolben-Zylinder-Aggregat 6 durch eine hydrostatische, re­ versierbare Pumpe 31 ersetzt ist, mit der Hydraulikmedium zwischen den Hydraulikleitungen 6 und 7 ausgetauscht werden kann. Diese Pumpe 31 ist einerseits mit dem Elektromotor 10 und andererseits mit dem Lenkhandrad 9 antriebsmäßig zwangs­ gekoppelt.

Außerdem kann eine weitere reversierbare und vorzugsweise ebenfalls hydrostatische Pumpe 32 die Hydraulikleitungen 12 und 13 verbinden. Zum Antrieb dieser Pumpe dient ein Elektro­ motor 33, welcher von der Regel- und Steueranordnung 24 betä­ tigt wird.

Die Funktionsweise der Ausführungsform der Fig. 2 stimmt mit der Funktionsweise der Ausführungsform nach Fig. 1 weitestge­ hend überein.

Wenn das Umschaltventil 11 seine Schließlage einnimmt, sind die hydrostatische Pumpe 31 und das Kolben-Zylinder-Aggregat 4 und damit die lenkbaren Fahrzeugräder 1 und das Lenkhandrad 9 miteinander zwangsgekoppelt.

Diese Zwangskopplung wird dann vorgenommen, wenn die Regel- und Steueranordnung 24 eine Fehlfunktion im Lenksystem fest­ stellen sollte. Soweit in einem solchen Falle eine Fehlfunk­ tion an Teilen des hydraulischen Systems des Kolben-Zylinder- Aggregates 5 vorliegt oder als möglich erscheint, wird auto­ matisch die Stromversorgung des Magnetes des Umschaltventiles 23 abgeschaltet, so daß das Umschaltventil 23 in die in Fig. 2 dargestellte Offenlage umschaltet und das Kolben-Zylinder- Aggregat 5 unter allen Umständen hydraulisch auf Freilauf ge­ schaltet ist.

Bei Normalbetrieb, d. h. wenn die Regel- und Steueranordnung 24 keinerlei Fehlfunktion erkennt, werden die Umschaltventile 11 und 23 von der Regel- und Steueranordnung 23 jeweils in ihren in Fig. 2 nicht gezeigten Stellungen gehalten. Der Elektromotor 33 wird dann von der Regel- und Steueranordnung in Abhängigkeit von einem Soll-Istwert-Vergleich des Lenkwin­ kels, d. h. in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Signalen der Geber 25 und 26, in der einen oder anderen Rich­ tung mit mehr oder weniger großer Stellkraft betrieben, so daß das Kolben-Zylinder-Aggregat 5 eine entsprechende Stell­ kraft auf die gelenkten Räder 1 überträgt.

Im übrigen wird wiederum die Soll-Istwert-Abweichung des Lenkwinkels in gleicher Weise überwacht, wie es oben bei der Ausführungsform der Fig. 1 beschrieben wurde. Sobald charak­ terische Größen der Soll-Istwert-Abweichung außerhalb vorge­ gebener Toleranzschwellen liegen, werden das Lenkhandrad 9 und die gelenkten Räder 1 miteinander zwangsgekoppelt.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen zunächst dadurch, daß für den Notfall ein mechanischer Durchtrieb zwi­ schen Lenkhandrad 9 und gelenkten Fahrzeugrädern 1 vorgesehen ist.

Im dargestellten Beispiel ist dazu die Stange 3 als Zahnstan­ ge angeordnet, welche mit einem Ritzel 40 kämmt, das seiner­ seits über eine durch Federung in Schließrichtung beauf­ schlagte Kupplung 41 und eine anschließende Welle 42 mit dem Lenkhandrad 9 mechanisch verbunden ist. Die Kupplung 41 kann durch einen Stellmotor 43 gegen die Kraft ihrer Schließfede­ rung geöffnet werden, um den mechanischen Durchtrieb zwischen gelenkten Fahrzeugrädern und Lenkhandrad 9 aufzutrennen. Die Welle 42 ist des weiteren mit dem selbsthemmungsfreien Elek­ tromotor 10 antriebsmäßig (selbsthemmungsfrei) verbunden. Zwischen dem Lenkhandrad 9 und der Welle 42 sowie dem Elek­ tromotor 10 und der Welle 42 sind jeweils Drehmomentsensoren 44 und 45 angeordnet.

Das Ritzel 40 ist mit dem als Winkelsensor ausgebildeten Ge­ ber 25 zur Ermittlung des Lenkwinkel-Istwertes verbunden. Die Welle 42 ist am Lenkhandrad 9 mit dem ebenfalls als Winkel­ sensor ausgebildeten Geber 26 verbunden, der beim Normalbe­ trieb als Lenkwinkel-Sollwertgeber dient.

Im übrigen bildet die Stange 3 wiederum die Kolbenstange des Kolben-Zylinder-Aggregates 5, welches wiederum gemäß der An­ ordnung nach Fig. 1 oder 2 betätigt werden kann.

Bei Normalbetrieb wird der Stellmotor 43 der Kupplung 41 von der Regel- und Steueranordnung 24 ständig erregt, derart, daß er die Kupplung 41 gegen die Kraft ihrer Schließfederung of­ fenhält. Darüber hinaus betätigt die Regel- und Steueranord­ nung 24 das Kolben-Zylinder-Aggregat 5 bzw. die dieses Aggre­ gat 5 steuernden Elemente derart, daß durch die vom Aggregat 5 erzeugten Stellkräfte eine eventuelle Differenz zwischen dem vom Geber 26 gelieferten Lenkwinkel-Sollwert und dem vom Geber 25 gelieferten Lenkwinkel-Istwert ausgeregelt wird. Hierzu wird auf die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 verwie­ sen.

Bei eventuellen Systemstörungen wird der Stellmotor 43 von der Regel- und Steueranordnung 24 abgeschaltet, so daß die Kupplung 41 schließt und Lenkhandrad 9 und gelenkte Fahr­ zeugräder 1 miteinander zwangsgekoppelt sind.

Auch bei dieser Ausführungsform werden wiederum charakteri­ stischer Größen der Soll-Ist-Wert-Abweichung des Lenkwinkels überwacht, um gegebenenfalls das Lenkhand 9 und die gelenkten Räder 1 miteinander zwangszukoppeln, wie es bei den Ausfüh­ rungsformen der Fig. 1 und 2 erläutert wurde.

Abweichend von den zeichnerisch dargestellten Ausführungsfor­ men kann auch vorgesehen sein, die Drehmomentsensoren 27 in den Fig. 1 und 2 bzw. 44 in Fig. 3 lenkhandradseitig des Ag­ gregates 8, der Pumpe 31 bzw. des Elektromotors 10 sowie des Sensors 45 anzuordnen. Diese Bauart kann vorteilhaft sein, weil dann die Signale der Sensoren 27 und 44 weniger von Rei­ bung beeinflußt werden, die durch das Aggregat 8, die Pumpe 31 bzw. den Elektromotor 10 verursacht werden könnte.

Claims (5)

1. Lenksystem für nicht spurgebundene Kraftfahrzeuge, mit

• - einer vom Fahrer betätigten Lenkhandhabe, z. B. Lenkhand­ rad,
• - einem Lenkstellantrieb zur Lenkverstellung lenkbarer Fahr­ zeugräder,
• - einem mit der Lenkhandhabe betätigbaren Lenkwinkel- Sollwertgeber,
• - einem mit den lenkbaren Fahrzeugrädern betätigbaren Lenk­ winkel-Istwertgeber,
• - einer den Lenkstellantrieb in Abhängigkeit von einem Ver­ gleich der Soll- und Istwerte des Lenkwinkels steuernden und sich sowie mit ihr zusammenwirkende Sensorik ständig auf Fehlfunktion überprüfenden Regelanordnung und
• - einer zwischen der Lenkhandhabe und den lenkbaren Fahr­ zeugrädern angeordneten mechanischen oder hydraulischen Zwangskopplung, welche bei korrekt arbeitender Regelanord­ nung geöffnet wird bzw. offen bleibt (unwirksamer Normal­ zustand) und bei fehlerhafter Regelanordnung automatisch geschlossen wird (wirksamer Sonderzustand),

dadurch gekennzeichnet, daß die Regel- und Steueranordnung (24) den Sonderzustand (wirksame Zwangskopplung zwischen Lenkhandhabe und gelenkten Fahrzeugrädern) einschaltet, wenn

• - zwischen Soll- und Istwert des Lenkwinkels eine einen er­ sten Schwellwert übersteigende Abweichung auftritt und/oder
• - eine einen zweiten Schwellwert übersteigende Abweichung zwischen Soll- und Istwert des Lenkwinkels für eine vorzu­ gebende Zeitspanne erhalten bleibt und/oder
• - während einer vorzugebenden zweiten Zeitspanne ein Mittel­ wert der Soll-Istwert-Abweichung des Lenkwinkels einen dritten Schwellwert überschreitet.

• 1. 

2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte und/oder Zeitspannen parameterabhängig verändert werden.

3. Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte und/oder die Zeitspannen mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges abgesenkt werden.

4. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte und/oder die Zeitspannen mit sinkender Stellkraft des Stellaggregates vermindert werden.

5. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Istwert-Abweichung des Lenkwinkels aus zeitlich gemittelten bzw. gefilterten Werten des Soll- bzw. Istwertes bzw. gemittelten bzw. gefilterten entsprechenden Signalen er­ mittelt wird.