DE4142055A1 - Vorderrad-lenksystem - Google Patents
Vorderrad-lenksystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Vorderrad-Lenksystem nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 11 bzw. 14. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Vorderrad-Lenksystem,
mit dem der Lenkwinkel oder Lenkeinschlag der Vorderräder
eines Fahrzeuges unter Verwendung eines Elektromotors in Ab
hängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeuges steuerbar
ist.
Ein Vorschlag eines elektrisch betriebenen Lenksystems zur
Unterstützung eines Lenkvorganges mittels eines Elektromo
tors erfolgte beispielsweise in der JP-OS 62-2 18 268. Bei
diesem Lenksystem ist eine Lenkwelle mit einer Ritzelwelle
verbunden und die Ritzelwelle ist in Getriebeverbindung mit
einem Zahnstangenabschnitt einer Zahnstangenwelle, wodurch
das Lenkrad mechanisch mit den zu lenkenden Reifen oder Rä
dern verbunden ist. Weiterhin in Eingriff mit der Zahnstan
genwelle ist eine Ritzelwelle, welche von einem Elektromotor
betrieben wird, so daß die Lenkkraft elektrisch unterstützt
werden kann. Das Antriebsmoment dieses Elektromotors wird
der Ritzelwelle durch ein Untersetzungsgetriebe und einer
elektromagnetischen Kupplung übertragen. Ein Verbinden und
Trennen in der elektromagnetischen Kupplung erfolgt mittels
einer Steuereinheit.
Bei dem bekannten Lenksystem wird die elektromagnetische
Kupplung bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit oder bei einem
Störfall innerhalb der Kontrolleinheit oder Steuereinheit in
den Trennzustand gebracht, so daß es dem Fahrer möglich ist,
das Lenksystem manuell zu betätigen. Das Verhältnis von
Kraftunterstützung mittels des elektrischen Motors zu Mus
kelkraft des Fahrers zum Steuern liegt typischerweise im Be
reich von etwa 10 : 1, so daß also die Antriebskraft des Elek
tromotors größer als die Muskelkraft des Fahrers ist. Wenn
von daher der Elektromotor fehlerhaft arbeitet, wird es für
den Fahrer sehr schwer oder gar unmöglich, das Lenksystem zu
betätigen. Von daher ist das bekannte Lenksystem mit einer
elektromagnetischen Kupplung ausgerüstet, um im Störfall,
insbesondere bei einem Nichtfunktionieren des Elektromotors
den Elektromotor aus dem Lenkmechanismus herauszuschalten.
Da jedoch die elektromagnetische Kupplung elektrisch von der
Steuereinheit angesteuert oder betrieben wird, besteht nach
wie vor ein Problem hinsichtlich der Zuverlässigkeit.
Da weiterhin bei dem bekannten Lenksystem das Lenkrad und
die Vorderräder mechanisch miteinander verbunden sind, ist
es zwingend notwendig, auf Manipulationen am Lenkrad zurück
zugreifen oder sich hierauf zu verlassen, wenn der Lenkwin
kel oder Lenkeinschlag der Vorderräder kontrolliert werden
soll. Es ist somit unmöglich, der Forderung nachzukommen,
die Fahrstabilität des Fahrzeuges durch Bestimmung des Lenk
winkels oder Lenkeinschlages der Vorderräder abhängig von
dem Fahrzustand des Fahrzeuges zu verbessern.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Vorderrad-Lenksystem nach dem Oberbegriff des Anspruches 1
bzw. 11 bzw. 14 zu schaffen, welches in der Lage ist, den
Lenkwinkel oder Lenkeinschlag der Vorderräder abhängig von
dem Fahrzustand des Fahrzeuges unter Verwendung eines Elek
tromotors steuern zu können.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die
im Anspruch 1 bzw. 11 bzw. 14 angegebenen Merkmale.
Grundsätzlich werden beim Gegenstand der vorliegenden Erfin
dung die Vorderräder abhängig von Manipulationen am Lenkrad
gesteuert. Weiterhin wird der Lenkwinkel oder Lenkeinschlag
der Vorderräder abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeuges in
nerhalb des zweiten bestimmten Winkels oder Winkelbereiches
von diesem Lenkwinkel oder Lenkeinschlag bestimmt.
Wenn weiterhin der Lenkwinkel der Vorderräder den zweiten
vorherbestimmten Winkel in Relation zu einem Lenkwinkel ent
sprechend des Drehbetrages des Lenkrades erreicht hat wird
der Lenkmechanismus von dem Elektromotor getrennt, selbst
wenn der Elektromotor aufgrund beispielsweise Störrauschens
oder dergleichen unsteuerbar geworden ist. Wenn danach der
Lenkwinkel den ersten bestimmten Winkelbetrag erreicht hat,
gerät die Lenkwelle teilweise in Kontakt mit dem Lenkmecha
nismus, der wiederum durch Manipulationen am Lenkrad betrie
ben wird. Von daher kann der Fahrer einen Lenkvorgang auch
dann durchführen, wenn der Elektromotor fehlerhaft oder
nicht arbeitet.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den jeweiligen Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch vereinfacht in teilweiser Blockschalt
bilddarstellung den Aufbau einer Ausführungsform ei
nes erfindungsgemäßen Vorderrad-Lenksystems;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Lagebeziehung zwischen ei
ner Lenkwelle und einer Ritzelwelle;
Fig. 3 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung
der Beziehung zwischen dem Drehwinkel des Lenkrades
und dem Lenkwinkel oder Lenkeinschlag der Vorderrä
der;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer mechanischen Kupplung;
Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise
der mechanischen Kupplung;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Ausgestaltung des Rotors der
mechanischen Kupplung;
Fig. 7 ein Flußdiagramm eines Beispiels zur Steuerung des
Lenkwinkels;
Fig. 8 und 9 graphische Darstellungen zur Darstellung von
Koeffizienten k1(v) und k2(v) zur Berechnung
des Ziellenkwinkels Rt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm eines weiteren Beispiels der
Steuerung des Lenkwinkels;
Fig. 11 ein Flußdiagramm eines Beispiels einer Reakti
ons- oder Rückstellsteuerung;
Fig. 12 ein Flußdiagramm eines anderen Beispiels einer
Reaktions- oder Rückstellsteuerung; und
Fig. 13 und 14 Darstellungen, wie eine Reaktions- oder
Rückstellkraft auf das Lenkrad aufgebracht
wird.
Gemäß Fig. 1 ist ein Lenkrad 1 mit einer Lenkwelle oder
Lenksäule 2 über einen Sensor 3 für Lenkkraft und Lenkwinkel
verbunden. Der Sensor 3 erfaßt die auf das Lenkrad 1 aufge
brachte Lenkkraft und den Lenk- oder Einschlagwinkel und
gibt ein entsprechendes elektrisches Signal aus. Auf der
Lenksäule 2 ist eine Riemenscheibe 5b drehfest angeordnet.
Diese Riemenscheibe 5b überträgt zusammen mit einer weiteren
Riemenscheibe 5a und einem Transmissionsriemen 5c das An
triebsmoment eines Motors 4 für eine Reaktionskraft auf die
Lenksäule 2. Ein Antriebsmotor 6 treibt den Lenkmechanismus,
der die Vorderräder 12 des Fahrzeuges steuert. Eine Ab
triebswelle dieses Antriebsmotors 6 ist mit einem Unterset
zungs-Endgetriebe 7 verbunden, welches in bekannter Art und
Weise ausgebildet ist mit einer Schnecke und einem
Schneckenrad und welches über eine mechanische Kupplung 8
mit einer Ritzelwelle 9 verbunden ist. Die Ritzelwelle 9
wird von dem Antriebsmotor 6 über das Getriebe 7 und die
Kupplung 8 angetrieben. Details der mechanischen Kupplung 8
werden nachfolgend noch näher erläutert.
Ein Relativwinkelsensor 10 ist auf der Ritzelwelle 9 ange
ordnet und erfaßt die relativen Winkellagen der Lenksäule 2
und der Ritzelwelle 9. Eine Zahnstange 11 ist in Eingriff
mit der Ritzelwelle 9 und mit den Vorderrädern 12 gekoppelt.
Eine Steuervorrichtung 14 mit einem allgemein bekannten
elektronischen Aufbau mit einem ROM, RAM, einer CPU etc.
dient zur Steuerung des Lenkwinkels oder Lenkeinschlags und
der Reaktions- oder Rückstellkraft auf der Grundlage der von
einem Geschwindigkeitssensor 15 und einem Sensor 13 für die
Gierrate erfaßten Werte. Diese Lenkwinkelsteuerung und Reak
tionskraftsteuerung wird nachfolgend noch näher erläutert.
Ein Ende der Lenksäule 2, welches den Rädern 12 am nächsten
ist, ist in einem nichtkontaktierenden Zustand in einer Aus
nehmung der Ritzelwelle 9 des Lenkmechanismus eingesetzt,
wobei die Lagebeziehung dieser Bereiche gemäß Fig. 2 ist.
Fig. 2 zeigt in einer gemeinsamen Ebene die Lagebeziehung
der Lenksäule 2 und der Ritzelwelle 9. Das Ende der Lenk
säule 2, welches den Rädern 12 am nächsten ist, ist mit ei
nem Vorsprung 2a versehen, der aus zwei ebenen Oberflächen
besteht, welche eine bestimmte Breite zwischen sich definie
ren. Die Ritzelwelle 9 ist mit einem Vorsprung 9a versehen,
der als mechanischer Anschlag für den Vorsprung 2a der Lenk
säule 2 dient.
Gemäß Fig. 2 ist zwischen den beiden Teilen, d. h. zwischen
der Lenksäule 2 und der Ritzelwelle 9 ein Freiraum 2b. Der
Lenkvorgang kann auf der Grundlage der Relativlagen von
Lenksäule 2 und Ritzelwelle 9 in die nachfolgenden drei Vor
gänge klassifiziert werden:
Wenn die Lagebeziehung der beiden Wellen im Bereich des Win
kels R1 ist, liegt keine mechanische Verbindung zwischen
Lenksäule 2 und Ritzelwelle 9 vor. In diesem Zustand kann
der Lenkeinschlag der Vorderräder mittels des Antriebsmotors
6 ohne mechanische Manipulationen am Lenkrad 1 gesteuert
werden.
Wenn die Lagebeziehung der beiden Wellen innerhalb des Be
reiches des Winkels R2 gerät, wobei die mechanische Kupplung
8 jedoch von der Lenkwelle 9 durch einen Lenkkraft von dem
Lenkrad 1 getrennt ist, wie noch beschrieben werden wird,
kann der Antriebsmotor 6 den Lenkeinschlag der Vorderräder
12 nicht steuern.
Wenn die Lagebeziehung der beiden Wellen den Bereich des
Winkels R3 erreicht hat, gerät das untere Ende der Lenksäule
2 in Anlage mit dem Vorsprung 9a der Ritzelwelle 9, so daß
die Lenksäule 2 und die Ritzelwelle 9 praktisch einstückig
mechanisch gekoppelt werden, so daß die Vorderräder 12 durch
Muskelkraft des Fahrers gelenkt werden können.
Demzufolge wird die Beziehung zwischen dem Drehwinkel des
Lenkrades 1 und dem Lenkwinkel der Vorderräder 12 wie in
Fig. 3 dargestellt. Dies bedeutet, daß es möglich ist, den
Lenkwinkel oder Einschlagwinkel der Vorderräder 12 innerhalb
des Bereiches des Winkels R1 entsprechend dem Drehwinkel des
Lenkrades 1 auf jeden optimalen Wert festzusetzen.
Nachfolgend werden Aufbau und Wirkungsweise der mechanischen
Kupplung 8 unter Bezug auf Fig. 4 näher erläutert.
Fig. 4 zeigt ein Getrieberad 19, welches durch den Antriebs
motor 6 axial antreibbar ist, wenn es in Eingriff mit dem
Untersetzungsendgetriebe 7 ist. Ein Lager 20 trägt das Ge
trieberad 19 auf der Ritzelwelle 9. Da das Getrieberad 19
mit einer Armatur 23 über einen Kupplungsabschnitt 22 ver
bunden ist, wird die Armatur 23 bei Drehung des Getriebera
des 19 ebenfalls in Drehung versetzt. Die Armatur 23 ist
über eine Keilverbindung 21 mit der Ritzelwelle 9 verbunden.
Die Antriebskraft vom Motor 6 wird somit über diese Keilver
bindung 21 von dem Getrieberad 19 und der Armatur 23 auf die
Ritzelwelle 9 übertragen, wobei es der Ritzelwelle 9 möglich
ist, in Axialrichtung der Armatur 23 Bewegungen auszuführen.
In einer Ausdehnung der Ritzelwelle 9 ist ein Bolzen 16 ein
geschraubt, der eine Blattfeder 18 und eine Platte 17 zur
Unterstützung der Blattfeder 18 hält. Die Feder 18 drückt
die Armatur 23 in Richtung des Getrieberades 19, so daß über
den Kupplungsabschnitt 22 ein Drehmoment von dem Getrieberad
19 auf die Armatur 23 übertragen werden kann. Das untere
Ende der Lenksäule 2 wird von einem Rotor 24 kontaktiert,
wobei der Rotor 24 in Drehung versetzt wird, wenn die Lage
beziehung zwischen der Lenksäule 2 und der Ritzelwelle 9 den
oben erwähnten Winkel R2 erreicht hat. An dem Rotor 24 ist
drehbar eine Kugel 25 gehalten, welche bei Drehung des Ro
tors 24 selber dreht und die Armatur 23 in Richtung der
Blattfeder 18 schiebt. Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf den
Rotor 24.
Die Arbeitsweise der mechanischen Kupplung 8 mit dem erwähn
ten Aufbau wird nun erläutert. Das untere Ende der Lenksäule
2, welches in den Rotor 24 und die Ritzelwelle 9 eingesetzt
ist, weist einen Vorsprung gemäß Fig. 6 auf. Von daher ist
die Lenksäule 2 für gewöhnlich außer Kontakt mit dem Rotor
24 und außer Kontakt mit der Ritzelwelle 9. Wenn jedoch die
Relativlagen der Lenksäule 2 und der Ritzelwelle 9 den Win
kel R2 über dem Winkelbereich R1 erreicht haben, kontaktiert
die Lenksäule 2 den Rotor 24 und zu diesem Zeitpunkt beginnt
der Rotor 24 mit einer Drehung zusammen mit der Drehung der
Lenksäule 2, da der Bolzen 16 dann eine Oberfläche einer
Langlochausnehmung 16a kontaktiert, in welcher der Bolzen 16
gehalten ist, wie in Fig. 6 dargestellt.
Die Armatur 23 ist mit abgeschrägten Oberflächen 23a verse
hen, welche in den Abschnitten ausgebildet sind, in denen
ein Kontakt mit der Kugel 25 am Rotor 24 erfolgt, wobei die
Anordnung so gewählt ist, daß die Mitte der beiden geneigten
Oberflächen und die Mitte der Kugel 25 fluchten. Bei einer
Drehung des Rotors 24 erfolgt jedoch eine Versetzung der Ar
matur 23 beispielsweise in Richtung des Pfeiles von Fig. 5,
so daß sich der Mittelpunkt der Kugel 25 bewegt und eine
Versetzung Δ R von der Mitte der beiden geneigten Oberflä
chen erfolgt. Die Kugel 25 ist exakt rund und kann die Ebene
nur in Tangentialrichtung kontaktieren. Wenn sich von daher
die Kugel 25 dreht, wird die Armatur 23 in Fig. 5 nach oben
geschoben, was in Fig. 4 einer Versetzung nach links ent
spricht. Dieser Versetzungsbetrag ist Δh. Aufgrund dieser
axialen Versetzung Δh der Armatur 23 gerät der Kupplungsab
schnitt 22 außer Eingriff mit dem Getrieberad 19 und damit
auch vom Antriebsmotor 6, so daß kein Drehmoment mehr über
tragen wird.
Der Neigungswinkel der geneigten Oberflächen 23a wird so ge
setzt, daß eine ausreichende axiale Versetzung Δh erhalten
wird, um den Kupplungsabschnitt 22 vollständig zu trennen,
bevor die Lenksäule 2 den Winkel R3 bei Kontakt mit der Rit
zelwelle 9 erreicht.
Der Kupplungsmechanismus arbeitet somit unter Verwendung der
Relativlagen von Lenksäule 2 und Ritzelwelle 9. Im Falle ir
gendeiner abnormalen Drehung des Antriebsmotors 6 wird somit
die Kupplung automatisch mechanisch von dem Antriebsmotor 6
getrennt und der Lenkvorgang des Fahrers hat Vorrang.
In der beschriebenen Ausführungsform sind die geneigten
Oberflächen nur auf Seiten der Armatur 23 vorgesehen, das
Bereitstellen ähnlich geneigter Oberflächen auf Seiten der
Ritzelwelle 9 kann die axiale Versetzung jedoch verdoppeln
(Δh·2), wenn dies gewünscht ist.
Weiterhin wird in der beschriebenen Ausführungsform die Ku
gel 25 verwendet, um die Reibung herabzusetzen. In einer an
deren Ausführungsform ist es jedoch möglich, einen Vorsprung
mit einer der geneigten Oberfläche 23a angepaßten Formgebung
am Rotor 24 vorzusehen, um die Kugel 25 zu ersetzen.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Vor
derrad-Lenksystems näher erläutert.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 1 dreht, wird die Lenksäule 2 in
eine entsprechende Mitdrehung versetzt. Die relativen Win
kellagen der Lenksäule 2 und der Ritzelwelle 9 werden mit
tels des Relativwinkelsensors 10 detektiert. Die Steuervor
richtung 14 berechnet auf der Grundlage der Drehung des
Lenkrades 1 einen Befehlswert zur Zufuhr eines elektrischen
Stromes an den Antriebsmotor 6, so daß die Relativwinkellage
in einer Zwischenposition innerhalb des Bereiches des Win
kels R1 sein wird. Weiterhin berechnet die Steuervorrichtung
14 einen gewünschten Vorderrad-Lenkwinkel oder Einschlagwin
kel unter Berücksichtigung der Fahrbedingungen oder des
Fahrzustandes des Fahrzeuges und auf der Grundlage der de
tektierten Werte vom Geschwindigkeitssensor 15, dem Gierra
tensensor 13 und dem Lenkwinkelsensor 3. Der Befehlswert zur
Zufuhr des elektrischen Stromes an den Antriebsmotor 6 wird
korrigiert, um die Ritzelwelle 9 innerhalb des Bereiches des
Winkels R1 gemäß dem so berechneten Lenkwinkel zu betreiben.
Ein konkretes Beispiel der mit der Steuervorrichtung 14
durchgeführten Lenkwinkelsteuerung unter Berücksichtigung
der Fahrzustände des Fahrzeuges wird nun unter Bezug auf die
Fig. 7 bis 10 erläutert.
In einem Schritt 100 des Flußdiagramms gemäß Fig. 7 wird ein
vom Geschwindigkeitssensor 15 detektiertes Signal als Fahr
zeuggeschwindigkeit v eingegeben. Im Schritt 110 wird ein
vom Lenkwinkelsensor 3 detektiertes Signal eingegeben, um
den Drehwinkel RH des Lenkrades 1 zu lesen. In einem Schritt
120 wird die Drehgeschwindigkeit dRH auf der Grundlage von
Änderungen des Drehwinkels RH aus Schritt 110 berechnet. Im
Schritt 130 wird ein Ziel-Lenkwinkel RT auf der Grundlage
der Fahrzeuggeschwindigkeit v, des Drehwinkels R und der
Drehgeschwindigkeit dRH gemäß der folgenden Gleichung (1)
berechnet:
RT = K₁(v)RH + K₂(v)dRH (1)
wobei k1(v) und k2(v) Variablen sind, welche abhängig von
der Fahrzeuggeschwindigkeit variieren (vgl. Fig. 8 und 9).
Im Schritt 140 wird ein vom Relativwinkelsensor 10 detek
tiertes Signal eingegeben und ein aktueller Lenkwinkel Rs
wird durch Addieren oder Subtrahieren des detektierten Wer
tes zu oder von dem Drehwinkel RH berechnet. Im Schritt 150
wird ein Motorstrom IM berechnet durch Durchführen eines
speziellen Rechenvorganges unter Verwendung von Rückkopplun
gen auf der Grundlage des Ziellenkwinkels RT und des aktuel
len Lenkwinkels Rs, so daß der aktuelle Lenkwinkel Rs sich
dem Ziellenkwinkel RT annähert und dieser Strom wird dann
dem Antriebsmotor 6 zugeführt. Im Schritt 160 wird als Er
gebnis der Zufuhr des Motorstroms IM zu dem Antriebsmotor 6
beurteilt, ob der aktuelle Lenkwinkel Rs mit dem Ziellenk
winkel RT übereinstimmt oder nicht. Wenn Übereinstimmung
vorliegt, ist das Flußdiagramm gemäß Fig. 7 beendet und wenn
keine Übereinstimmung vorliegt, werden die Schritte 140 bis
160 solange wiederholt, bis Übereinstimmung im Schritt 160
vorliegt.
Im Ergebnis der beschriebenen Lenkwinkelsteuerung wird die
Änderungsrate des Lenkwinkels der Vorderräder 12 des Fahr
zeuges in Beziehung zu Änderungen im Drehwinkel RT des
Lenkrades 1 bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeuges
niedriger. Der Grund hierfür ist, daß der Wert der Vari
ablen k1(v), welche der Koeffizient des Drehwinkels RH ist
so gesetzt ist, daß er graduell bei hoher Geschwindigkeit
abnimmt, wie in Fig. 8 dargestellt. Mit Abnahme der Vari
ablen k1(v) nehmen die hierdurch verursachten Änderungen im
Ziellenkwinkel RT ungeachtet der Änderungen in dem Drehwin
kel RH des Lenkrades 1 ab, und somit ist es möglich, die
Fahrstabilität während hoher Geschwindigkeiten zu verbes
sern.
Nachfolgend werden Änderungen im Verhalten des Fahrzeuges
aufgrund von Manipulationen des Fahrers am Lenkrad näher er
läutert. Wenn beispielsweise der Fahrer das Lenkrad 1 wäh
rend einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges dreht, erfolgt die
Kurvenfahrt des Fahrzeuges zeitverzögert nach der Betätigung
des Lenkrades 1. Der Grund hierfür liegt an den Eigenschaf
ten der Vorderräder 12, welche elastische Körper sind und
eine bestimmte Zeit benötigen, bevor der Einschlagwinkel der
Vorderräder 12 sich ändern läßt. Es wäre jedoch ideal, wenn
der Lenkwinkel oder Einschlagwinkel der Vorderräder 12 un
mittelbar sofort auf eine entsprechende Drehung des Lenkra
des 1 änderbar ist, da hierdurch die Lenkeigenschaften ver
bessert werden.
Bei der oben beschriebenen Lenkwinkelsteuerung wird zusätz
lich zum Drehwinkel RH die Drehgeschwindigkeit dRH als Para
meter zur Berechnung des Ziellenkwinkels RT verwendet. Dem
zufolge ist, je größer die Drehgeschwindigkeit dRH des
Lenkrades 1 ist, die Änderung des Ziellenkwinkels RT eben
falls größer. Somit ist es möglich, die Geschwindigkeit zu
verbessern, mit der der Lenk- oder Einschlagwinkel der Vor
derräder 12 auf Betätigung des Lenkrades 1 anspricht und das
Ansprechverhalten bzw. die Verzögerung im Ansprechverhalten
des Fahrzeuges auf Lenkbefehle kann verringert werden. Die
Variable k2(v), welche der Koeffizient der Drehgeschwindig
keit dRH ist, wird so gesetzt, daß, je höher die Fahrzeugge
schwindigkeit über einen bestimmten Wert ansteigt, umso
größer die Variable wird. Der Grund hierfür ist, daß umso
höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, umso größer der Ef
fekt bezüglich der Zeitverzögerung aufgrund der Drehge
schwindigkeit dRH ist, der kompensiert werden muß.
Unter Bezug auf das Flußdiagramm gemäß Fig. 10 wird nachfol
gend die Verarbeitung bzw. der Prozeßablauf bei der Lenkwin
kelsteuerung erläutert.
Im Schritt 200 gemäß Fig. 10 werden von dem Geschwindig
keitssensor 15 und dem Lenkkraft-Winkelsensor 3 detektierte
Signale empfangen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit v und den
Drehwinkel RH des Lenkrades 1 zu ermitteln. Im Schritt 210
wird eine Ziel-Gierrate γ1 auf der Grundlage der Fahrzeug
geschwindigkeit v und dem Drehwinkel RH berechnet. Die aktu
elle Gierrate γ2 wird im Schritt 220 als Detektionssignal
von dem Gierratensensor 13 gelesen. Im Schritt 230 wird be
stimmt, ob die Ziel-Gierrate γ1 und die aktuelle Gierrate
γ2 gleich sind oder nicht. Wenn diese Gierraten gleich
sind, geht das Programm zu einem Schritt 250, wo der vorlie
gende Drehwinkel RH des Lenkrades 1 als Ziellenkwinkel RT
gesetzt wird. Wenn die Gierraten nicht gleich sind, geht das
Programm zum Schritt 240, wo der Ziellenkwinkel RT auf der
Grundlage von Fahrzeuggeschwindigkeit v, Drehwinkel RH, der
Ziel-Gierrate γ1 und der aktuellen Gierrate γ2 berechnet
wird, so daß die aktuelle Gierrate γ2 mit der Ziel-Gierrate
γ1 zusammenfällt. Im Schritt 260 wird ein detektiertes Si
gnal von dem Relativwinkelsensor 10 eingegeben und der de
tektierte Wert wird zu dem Drehwinkel RH hinzuaddiert oder
hiervon subtrahiert, um den aktuellen Lenkwinkel Rs zu be
rechnen. Im Schritt 270 wird eine spezielle Berechnung auf
der Grundlage des Ziellenkwinkels RT und des aktuellen Lenk
winkels Rs durchgeführt, um den aktuellen Lenkwinkel Rs nä
her an den Ziellenkwinkel RT zu bringen, so daß der Motor
strom RM berechenbar ist und der Motorstrom dem Antriebsmo
tor 6 zugeführt werden kann. Im Schritt 280 wird bestimmt,
ob der aktuelle Lenkwinkel Rs mit dem Ziellenkwinkel RT als
Ergebnis der Zufuhr des Motorstromes IM zum Antriebsmotor 6
übereinstimmt oder nicht. Wenn die Lenkwinkel übereinstim
men, wird der Ablauf des Programmes gemäß Fig. 10 beendet.
Wenn umgekehrt die Winkel noch nicht übereinstimmen, werden
die Schritte 260 bis 280 wiederholt durchgeführt.
Wenn eine äußere Störung, beispielsweise eine Seitenwindböe
während des beschriebenen Lenkwinkel-Steuerablaufes auf das
Fahrzeug einwirkt, wird der Lenkwinkel der Vorderräder 12 so
geregelt, daß die Gierrate, die von der äußeren Störung her
rührt aufgehoben wird. Somit ist es möglich, das Geradeaus-
Fahrverhalten bzw. die Spurstabilität bei Geradeausfahrt zu
verbessern.
Die Steuervorrichtung 14 steuert sowohl wie oben erläutert
den Lenkwinkel als auch die Reaktions- oder Rückstellkraft,
da bei dem erfindungsgemäßen System die Lenksäule 2 außer
Kontakt mit der Ritzelwelle 9 ist, so daß es nötig ist, auf
das Lenkrad 1 eine Reaktions- oder Rückstellkraft abhängig
von Fahrbedingungen und Straßenzustand aufzubringen.
Diese Steuerung der Reaktions- oder Rückstellkraft wird im
wesentlichen dadurch durchgeführt, daß ein Strom IR dem Mo
tor 4 parallel mit dem Steuerstrom IM des Antriebsmotors 6
zugeführt wird. Der Strom IR ergibt sich aus der nachfolgen
den Gleichung
IR = K × IM (2)
Das Lenkgefühl kann ohne weiteres geändert werden, indem der
Strom des momentanen Korrekturkoeffizienten, was der Koeffi
zient des Steuerstromes IM ist abhängig von Fahrzeugge
schwindigkeit v und Drehwinkel RH des Lenkrades 1 geändert
wird.
Hierzu werden gemäß Fig. 11 die Fahrzeuggeschwindigkeit v
und der Drehwinkel RH des Lenkrades 1 in einem Schritt 300
eingegeben und der Wert des momentanen Korrekturkoeffizien
ten K wird im Schritt 310 aus diesen erfaßten Werten be
stimmt. Im Schritt 320 wird der Steuerstrom IM des Antriebs
motors 6 eingegeben und in einem Schritt 330 wird der dem
Motor 4 zuzuführende Strom IM für die Reaktions- oder Rück
stellkraft auf der Grundlage des momentanen Korrekturkoeffi
zienten K und des Steuerstroms IM berechnet.
Hier ist es im Schritt 310 möglich, die Steifigkeit oder den
Drehwiderstand des Lenkrades 1 zu erhöhen und/oder die Hand
habungscharakteristiken anderweitig zu ändern oder zu ver
bessern.
Wenn gemäß dem Flußdiagramm von Fig. 12 eine Differenz zwi
schen der Ziel-Gierrate γ1 und der momentanen Gierrate γ2
vorliegt, kann der dem Motor 4 zuzuführende Strom IR für die
Rückstellkraft erhöht werden.
Hierbei wird bestimmt, ob die Ziel-Gierrate γ1 und die ak
tuelle Gierrate γ2 übereinstimmen oder nicht, indem in den
Schritten 400 bis 430 ähnliche Prozeßabläufe durchgeführt
werden wie in dem Flußdiagramm von Fig. 10. Wenn die Gierra
ten nicht übereinstimmen, wird im Schritt 440 die Ziellenk
kraft T1 berechnet und die aktuelle Lenkkraft T2 wird im
Schritt 450 eingegeben. Im Schritt 460 wird der Wert des dem
Motor 4 für die Rückstellkraft zuzuführenden Stromes IR be
stimmt, um die momentane Lenkkraft T2 näher an die Ziellenk
kraft T1 heranzubringen. Im Schritt 470 wird überprüft, ob
die beiden Werte übereinstimmen. Wenn dies nicht der Fall
ist, wird der Ablauf der Schritte 450 bis 470 wiederholt.
Durch Steuerung der Rückstellkraft gemäß der obigen Be
schreibung kann ein Übersteuern durch den Fahrer verhindert
werden, so daß die Fahrstabilität des Fahrzeuges verbessert
wird. Weiterhin kann durch Anheben der Rückstellkraft ein
Warnsignal an den Fahrer gegeben werden.
Der Betrag dieser Lenkrad-Rückstellkraft bei einem üblichen
Kraftunterstützungsverhältnis von ungefähr 1 : 10 ist ausrei
chend, wenn er ungefähr ein Zehntel der Größe des Ausgangs
drehmoments des Antriebsmotors 6 beträgt. Der Motor 4 für
die Rückstellkraft kann ein Motor geringer Kapazität sein
mit einer Ausgangsleistung, welche ungefähr ein Zehntel der
jenigen des Antriebsmotors 6 beträgt. Da das Ausgangsdrehmo
ment des Motors 4 für die Rückstellkraft geringer ist als
die maximale Lenkkraft des Fahrers, ist die Lenkkraft des
Fahrers immer überwiegend, so daß das Fahrzeug zu allen Zei
ten lenkbar bleibt.
Bei der beschriebenen Ausführungsform erlaubt es das Lenksy
stem dem Fahrer, einen Lenkvorgang auch dann durchzuführen,
wenn der Motor 4 für die Rückstellkraft fehlerhaft oder gar
nicht arbeitet.
Weiterhin ist bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform die
mechanische Kupplung 8 zwischen dem Untersetzungsgetriebe 7
und der Ritzelwelle 9 angeordnet. Genausogut kann die Kupp
lung 8 zwischen dem Antriebsmotor 6 und dem Untersetzungsge
triebe 7 angeordnet sein, wodurch das Übertragungsmoment der
mechanischen Kupplung 8 verringert werden kann.
Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Motor 4
für die Rückstellkraft dazu verwendet, eine Reaktions- oder
Rückstellkraft auf das Lenkrad 1 aufzubringen. Genausogut
kann jedoch auf diesen Motor 4 verzichtet werden, um den
Aufbau des gesamten Systems zu vereinfachen. Diese alterna
tive Ausführungsform würde gemäß Fig. 13 elastische Bauteile
9b und 9c zwischen der Lenksäule 2 und der Ritzelwelle 9
benötigen. Fig. 14 zeigt das System mit einem Relativwinkel
von ½R₁+R₂ zwischen der Lenksäule 2 und der Ritzelwelle 9.
In diesem Falle wird eine Rückstellkraft auf das Lenkrad 1
aufgrund des elastischen Bauteils 9b in Ausdehnungsrichtung
und einer Rückstellkraft des elastischen Bauteiles 9c in
Kontraktionsrichtung ausgeübt. Infolgedessen ist es möglich,
eine Rückstellkraft auf das Lenkrad 1 ohne Verwendung des
Motors 4 aufzubringen.
Claims (15)
1. Lenksystem zum Steuern des Lenk- oder Einschlagwinkels
der Räder eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch:
eine Lenksäule, welche mit einem Lenkrad verbunden ist und zusammen mit dem Lenkrad dreht;
Detektionsvorrichtungen zum Detektieren des Betäti gungsgrades des Lenkrades;
ein Lenksystem, welches außer Kontakt mit der Lenksäule ist, wenn die Vorderräder um einen Winkelbetrag ausge lenkt werden, der innerhalb eines ersten vorherbestimm ten Winkelunterschiedes zwischen einem Lenkwinkel ent sprechend dem Betätigungsgrad des Lenkrades und einem Winkel der Räder liegt und in Kontakt mit der Lenkwelle ist und mechanisch abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades betrieben wird, wenn der Lenkwinkel der Vor derräder bei oder außerhalb der ersten vorherbestimmten Winkeldifferenz ist;
einen Elektromotor zum elektrischen Betreiben des Lenk mechanismus wenn der Lenkwinkel kleiner als die erste Winkeldifferenz ist;
Trennvorrichtungen zum mechanischen Trennen des Elek tromotors von dem Lenkmechanismus kurz bevor der Lenk winkel der Vorderräder die erste vorherbestimmte Win keldifferenz erreicht; und
Steuervorrichtungen zur Erzeugung eines Treibersignals an den Elektromotor abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades, um den Lenkwinkel der Vorderräder innerhalb der ersten vorherbestimmten Winkeldifferenz zu steuern.
eine Lenksäule, welche mit einem Lenkrad verbunden ist und zusammen mit dem Lenkrad dreht;
Detektionsvorrichtungen zum Detektieren des Betäti gungsgrades des Lenkrades;
ein Lenksystem, welches außer Kontakt mit der Lenksäule ist, wenn die Vorderräder um einen Winkelbetrag ausge lenkt werden, der innerhalb eines ersten vorherbestimm ten Winkelunterschiedes zwischen einem Lenkwinkel ent sprechend dem Betätigungsgrad des Lenkrades und einem Winkel der Räder liegt und in Kontakt mit der Lenkwelle ist und mechanisch abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades betrieben wird, wenn der Lenkwinkel der Vor derräder bei oder außerhalb der ersten vorherbestimmten Winkeldifferenz ist;
einen Elektromotor zum elektrischen Betreiben des Lenk mechanismus wenn der Lenkwinkel kleiner als die erste Winkeldifferenz ist;
Trennvorrichtungen zum mechanischen Trennen des Elek tromotors von dem Lenkmechanismus kurz bevor der Lenk winkel der Vorderräder die erste vorherbestimmte Win keldifferenz erreicht; und
Steuervorrichtungen zur Erzeugung eines Treibersignals an den Elektromotor abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades, um den Lenkwinkel der Vorderräder innerhalb der ersten vorherbestimmten Winkeldifferenz zu steuern.
2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lenksäule an einem Ende einen Vorsprung aufweist,
wobei der Vorsprung in eine Ausnehmung des Lenkmecha
nismus einführbar ist, wobei ein Vorsprung als mechani
scher Anschlag in einer Ausnehmung des Lenkmechanismus
in einer Position so angeordnet ist, daß ein Freiraum
entsprechend der ersten vorherbestimmten Winkeldiffe
renz zwischen den beiden Vorsprüngen vorliegt, so daß,
wenn der Lenkwinkel der Räder die erste vorherbestimmte
Winkeldifferenz erreicht, die beiden Vorsprünge mitein
ander in Anlage geraten, so daß der Lenkmechanismus me
chanisch durch Betätigung des Lenkrades betrieben wird.
3. Lenksystem nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet
durch Vorrichtungen zum Aufbringen einer Lenk-Rück
stellkraft auf das Lenkrad, wobei die Rückstellkraft
bestimmt wird auf der Grundlage des Betätigungsgrades
des Lenkrades.
4. Lenksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtungen zum Aufbringen der Rückstellkraft
einen Elektromotor zur Abgabe eines Drehmomentes ent
sprechend einem eingegebenen Steuersignal, Übertra
gungsvorrichtungen zum Übertragen des Drehmomentes des
Elektromotors auf die Lenksäule und Ausgabevorrichtun
gen aufweisen zum Ausgeben des Steuersignals an den
Elektromotor, wobei das Steuersignal auf der Grundlage
des Betätigungsgrades des Lenkrades bestimmt wird.
5. Lenksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lenksäule an einem Ende einen Vorsprung aufweist,
der in eine Ausnehmung des Lenkmechanismus eingesetzt
ist, wobei ein Vorsprung als mechanischer Anschlag in
der Ausnehmung des Lenkmechanismus angeordnet ist in
einer Position mit einem Freiraum entsprechend der er
sten vorherbestimmten Winkeldifferenz zwischen beiden
Vorsprüngen, wobei die Aufbringvorrichtungen für die
Rückstellkraft ein elastisches Bauteil aufweisen, wel
ches in dem Freiraum zwischen den beiden Vorsprüngen
angeordnet ist, um eine Rückstellkraft auf das Lenkrad
auszuüben.
6. Lenksystem nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet
durch Detektionsvorrichtungen zum Erfassen eines Fahr
zustandes des Fahrzeuges, wobei die Steuervorrichtung
den Lenkwinkel der Räder abhängig vom Fahrzustand des
Fahrzeuges steuert.
7. Lenksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fahrzustand die Fahrzeuggeschwindigkeit ist und die
Detektionsvorrichtungen einen Geschwindigkeitssensor
zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit aufweisen,
wobei die Steuervorrichtung einen Änderungsbetrag des
Lenkwinkels der Räder gegenüber dem Betätigungsgrad des
Lenkrades reduziert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
erhöht wird.
8. Lenksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fahrzustand die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades
ist, wobei die Detektionsvorrichtungen einen Sensor zur
Erfassung der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades aufwei
sen, wobei weiterhin die Steuervorrichtung den Lenkwin
kel der Räder gegenüber dem Betätigungsgrad des Lenkra
des erhöht, wenn die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades
schneller wird.
9. Lenksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fahrzustand Fahrzeuggeschwindigkeit und Drehge
schwindigkeit des Lenkrades ist, wobei die Detektions
vorrichtungen einen Geschwindigkeitssensor für die
Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Sensor für die Dreh
geschwindigkeit des Lenkrades aufweisen, wobei weiter
hin die Steuervorrichtung den Lenkwinkel der Räder ge
genüber dem Betätigungsgrad des Lenkrades erhöht, wenn
die Drehgeschwindigkeit des Lenkrades schneller wird
und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer be
stimmten Geschwindigkeit liegt.
10. Lenksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Fahrzustand des Fahrzeuges Geschwindigkeit und
Gierrate des Fahrzeuges ist, wobei die Detektionsvor
richtungen einen Geschwindigkeitssensor für die Fahr
zeuggeschwindigkeit und einen Sensor zur Detektion der
Gierrate des Fahrzeuges aufweisen, wobei die Steuervor
richtung eine Ziel-Gierrate auf der Grundlage von Fahr
zeuggeschwindigkeit und Betätigungsgrad des Lenkrades
berechnet und den Lenkwinkel der Räder so steuert, daß
die Gierrate des Fahrzeuges sich der Ziel-Gierrate an
nähert.
11. Lenksystem zum Steuern des Lenk- oder Einschlagwinkels
der Räder eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch:
eine Lenksäule, welche mit einem Lenkrad verbunden ist und zusammen mit dem Lenkrad dreht;
Detektionsvorrichtungen zum Detektieren des Betäti gungsgrades des Lenkrades;
einen Lenkmechanismus, welcher außer Kontakt mit der Lenksäule ist, wenn die Räder um einen Winkelbetrag ausgelenkt werden, der innerhalb eines ersten vorherbe stimmten Winkelunterschiedes zwischen einem Lenkwinkel entsprechend dem Betätigungsgrad des Lenkrades und ei nem Winkel der Räder liegt und in Kontakt mit der Lenk welle ist und mechanisch abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades betrieben wird, wenn der Lenkwinkel der Vorderräder bei oder außerhalb der ersten vorherbe stimmten Winkeldifferenz ist;
einen Elektromotor zum elektrischen Betreiben des Lenk mechanismus wenn der Lenkwinkel kleiner als die erste Winkeldifferenz ist;
Trennvorrichtungen, welche von einer Lenkkraft am Lenkrad betrieben werden, wenn die Vorderräder um einen Winkelbetrag bei einer zweiten vorherbestimmten Winkel differenz ausgelenkt werden, welche kleiner ist als die erste vorherbestimmte Winkeldifferenz zum mechanischen Trennen des Elektromotors von dem Lenkmechanismus; und
Steuervorrichtungen zur Erzeugung eines Treibersignals an den Elektromotor abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades, um den Lenkwinkel der Vorderräder innerhalb der zweiten vorherbestimmten Winkeldifferenz zu steu ern.
eine Lenksäule, welche mit einem Lenkrad verbunden ist und zusammen mit dem Lenkrad dreht;
Detektionsvorrichtungen zum Detektieren des Betäti gungsgrades des Lenkrades;
einen Lenkmechanismus, welcher außer Kontakt mit der Lenksäule ist, wenn die Räder um einen Winkelbetrag ausgelenkt werden, der innerhalb eines ersten vorherbe stimmten Winkelunterschiedes zwischen einem Lenkwinkel entsprechend dem Betätigungsgrad des Lenkrades und ei nem Winkel der Räder liegt und in Kontakt mit der Lenk welle ist und mechanisch abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades betrieben wird, wenn der Lenkwinkel der Vorderräder bei oder außerhalb der ersten vorherbe stimmten Winkeldifferenz ist;
einen Elektromotor zum elektrischen Betreiben des Lenk mechanismus wenn der Lenkwinkel kleiner als die erste Winkeldifferenz ist;
Trennvorrichtungen, welche von einer Lenkkraft am Lenkrad betrieben werden, wenn die Vorderräder um einen Winkelbetrag bei einer zweiten vorherbestimmten Winkel differenz ausgelenkt werden, welche kleiner ist als die erste vorherbestimmte Winkeldifferenz zum mechanischen Trennen des Elektromotors von dem Lenkmechanismus; und
Steuervorrichtungen zur Erzeugung eines Treibersignals an den Elektromotor abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades, um den Lenkwinkel der Vorderräder innerhalb der zweiten vorherbestimmten Winkeldifferenz zu steu ern.
12. Lenksystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennvorrichtungen eine Armatur aufweisen, wel
che mit dem Elektromotor verbunden ist, um ein Aus
gangsdrehmoment des Elektromotors auf den Lenkmechanis
mus zu übertragen, wobei die Lenksäule die Armatur ohne
Kontakt hiermit durchtritt und wobei Federvorrichtungen
vorgesehen sind, um die Armatur in Richtung des Lenkme
chanismus zu drücken, wobei weiterhin vorgesehen sind:
ein Rotor zwischen der Armatur und dem Lenkmechanismus
für eine Drehung zusammen mit dem Lenkmechanismus, wo
bei der Rotor eine Bohrung aufweist, durch welche die
Lenksäule verläuft und der in Kontakt mit der Lenksäule
ist, wenn der Lenkwinkel der Räder eine zweite vorher
bestimmte Winkeldifferenz erreicht und wobei der Rotor
ein kugelförmiges Bauteil drehbar lagert, wobei die Ar
matur eine Ausnehmung aufweist in einer Position inner
halb der sie dem kugelförmigen Bauteil des Rotors ge
genüberliegt derart, daß wenn das kugelförmige Bauteil
in der Ausnehmung ist die Armatur von dem Rotor um
einen bestimmten Betrag beabstandet ist, wobei das ku
gelförmige Bauteil aus der Ausnehmung der Armatur her
aus vorgespannt ist, so daß die Armatur gegen einen
Druck der Federeinrichtung geschoben und von dem Rotor
um einen Betrag größer als der vorherbestimmte Betrag
getrennt wird, so daß eine Verbindung zwischen der Ar
matur und dem Elektromotor hierdurch aufgehoben wird,
wenn die Bohrung des Rotors in Kontakt mit der Lenk
säule ist und der Rotor zusammen mit der Lenksäule
dreht.
13. Lenksystem nach Anspruch 11, worin die Trennvorrichtun
gen eine mechanische Kupplung aufweisen, welche eine
Drehung des Elektromotors auf den Lenkmechanismus über
trägt und Trennvorrichtungen aufweisen zum Trennen der
mechanischen Kupplung unter Verwendung einer Drehkraft
der Lenksäule.
14. Lenksystem zum Steuern des Lenk- oder Einschlagwinkels
der Räder eines Fahrzeuges, gekennzeichnet durch:
eine Lenksäule, welche mit einem Lenkrad verbunden ist und zusammen mit dem Lenkrad dreht;
Detektionsvorrichtungen zum Detektieren des Betäti gungsgrades des Lenkrades;
einen Lenkmechanismus, welcher außer Kontakt mit der Lenksäule und mit den Rädern gekoppelt ist, um den Lenkwinkel der Räder zu bestimmen;
einen Elektromotor zum elektrischen Betreiben des Lenk mechanismus wenn der Lenkwinkel kleiner als die erste Winkeldifferenz ist;
Steuervorrichtungen zur Erzeugung eines Treibersignals an den Elektromotor abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades; und
Umschaltvorrichtungen zum Bestimmen eines Lenkzustandes und zum Steuern des Elektromotors, um den Lenkmechanis mus in einem Zustand zu betreiben und eine Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Lenkmechanismus auf zuheben und die Lenksäule mechanisch mit dem Lenkmecha nismus zu verbinden, so daß der Lenkmechanismus von Hand in einen anderen Zustand gesteuert werden kann.
eine Lenksäule, welche mit einem Lenkrad verbunden ist und zusammen mit dem Lenkrad dreht;
Detektionsvorrichtungen zum Detektieren des Betäti gungsgrades des Lenkrades;
einen Lenkmechanismus, welcher außer Kontakt mit der Lenksäule und mit den Rädern gekoppelt ist, um den Lenkwinkel der Räder zu bestimmen;
einen Elektromotor zum elektrischen Betreiben des Lenk mechanismus wenn der Lenkwinkel kleiner als die erste Winkeldifferenz ist;
Steuervorrichtungen zur Erzeugung eines Treibersignals an den Elektromotor abhängig vom Betätigungsgrad des Lenkrades; und
Umschaltvorrichtungen zum Bestimmen eines Lenkzustandes und zum Steuern des Elektromotors, um den Lenkmechanis mus in einem Zustand zu betreiben und eine Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Lenkmechanismus auf zuheben und die Lenksäule mechanisch mit dem Lenkmecha nismus zu verbinden, so daß der Lenkmechanismus von Hand in einen anderen Zustand gesteuert werden kann.
15. Lenksystem nach Anspruch 14, worin der Zustand eine
Winkeldifferenz zwischen einem Lenkwinkel entsprechend
dem Betätigungsgrad des Lenkrades und einem Einschlag
winkel der Räder bestimmt durch den Lenkmechanismus
ist, wobei die Umschaltvorrichtungen erste Vorrichtun
gen zum Steuern des Elektromotors aufweisen, um den
Lenkmechanismus zu betreiben, wenn die Winkeldifferenz
kleiner als eine vorherbestimmte Winkeldifferenz ist
und zweite Vorrichtungen aufweisen zum Aufheben einer
Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Lenkmecha
nismus und zum mechanischen Verbinden der Lenksäule mit
dem Lenkmechanismus, so daß der Lenkmechanismus von
Hand gelenkt werden kann, wenn die Winkeldifferenz
größer als die vorherbestimmte Winkeldifferenz ist.
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