DE10037829A1 - Lenksystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Lenkhandhabe, z. B. Lenkhandrad, an der ein Fahrzeugführer einen Lenkwunsch in das Lenksystem einleitet, mit einem hydraulischen Stellglied, das zur Betätigung mindestens eines lenkbaren Gliedes, z. B. Fahrzeugrad, dient, und mit einer Hydraulikpumpe, die Hydraulikdruck zur Betätigung des Stellglieds bereitstellt. DOLLAR A Zur Verbesserung der Ausfallsicherheit eines derartigen Lenksystems wird die Hydraulikpumpe hinsichtlich Pumpmenge und/oder Pumpdruck regelbar und/oder steuerbar ausgebildet, wobei die Betätigung des Stellgliedes in Abhängigkeit des Lenkwunsches durch Regeln und/oder Steuern der Hydraulikpumpe erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein derartiges Lenksystem ist beispielsweise aus der DE 41 10 148 C2 bekannt und weist ein Lenkhandrad als Lenkhandhabe auf, an der ein Fahrzeugführer einen Lenkwunsch in das Lenksystem einleiten kann. Das bekannte Lenksystem besitzt außerdem ein hydraulisches Stellglied in Form eines doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Aggregates, das zur Betätigung der lenkbaren Fahrzeugräder dient. Dabei ist eine Hydraulikpumpe vorgesehen, die Hydraulikdruck zur Betätigung des Stellgliedes bereitstellt.

Das Kolben-Zylinder-Aggregat enthält in seinem Zylinder einen Kolben, der im Zylinder zwei Kammern trennt. Der Kolben ist im Zylinder verstellbar und treibt dabei eine Kolbenstange an, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern gekoppelt ist. Die beiden Kammern des Kolben-Zylinder-Aggregates sind über Hydraulikleitungen an ein Proportionalventil angeschlossen. An dieses Proportionalventil sind außerdem die Druckseite der Hydraulikpumpe sowie ein relativ druckloses Hydraulikreservoir angeschlossen. Die Betätigung des Kolben-Zylinder-Aggregates, also des Stellgliedes erfolgt in Abhängigkeit des Lenkwunsches durch eine Verstellung des Proportionalventils, wodurch die Druckseite der Hydraulikpumpe mehr oder weniger mit der einen oder mit der anderen Kammer des Stellgliedes verbunden wird.

Derartige Proportionalventile sind relativ teuer und können störanfällig sein. Insbesondere für Lenksysteme, die einen Steer-by-wire-Betrieb ohne mechanische oder hydraulische Zwangskopplung zwischen Lenkhandhabe und lenkbaren Fahrzeugrädern ermöglichen, sind jedoch Komponenten erforderlich, die eine möglichst geringe Störanfälligkeit aufweisen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Lenksystem der eingangs genannten Art eine Ausführungsform anzugeben, die für die Betätigung des Stellglieds ohne Proportionalventil auskommt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei wird vorgeschlagen, die Hydraulikpumpe hinsichtlich Pumpmenge und/oder Pumpdruck regelbar und/oder steuerbar auszubilden, so daß die Betätigung des Stellgliedes in Abhängigkeit des Lenkwunsches durch eine Regelung und/oder Steuerung der Hydraulikpumpe erfolgt. Somit kommt das erfindungsgemäße Lenksystem ohne ein Proportionalventil aus. Da eine regelbare bzw. steuerbare Hydraulikpumpe erfahrungsgemäß eine höhere Ausfallsicherheit besitzt als ein herkömmliches Proportionalventil, wird durch die Erfindung die Betriebssicherheit des Lenksystems und somit des damit ausgestatteten Fahrzeugs erhöht.

Entsprechend einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Lenksystems kann eine hydraulische Antriebseinheit des Stellgliedes ein Verdrängerelement aufweisen, das in einem Hydraulikraum zwei Kammern voneinander trennt und das ein aus dem Hydraulikraum herausgeführtes Antriebsglied antreibt. Außerdem besitzt die Hydraulikpumpe zwei Anschlüsse und ist in diesem Fall reversierbar ausgebildet, derart, daß die Förderrichtung der Hydraulikpumpe umkehrbar ist. Darüber hinaus ist der eine Anschluß der Hydraulikpumpe mit der einen Kammer der zugeordneten Antriebseinheit verbunden, während der andere Anschluß der Hydraulikpumpe mit der anderen Kammer der zugeordneten Antriebseinheit gekoppelt ist. Auf diese Weise wird eine direkte Hydraulikverbindung zwischen den Kammern der Antriebseinheit gebildet, wobei in diese Hydraulikverbindung die Hydraulikpumpe eingebunden ist. Ein druckloses Hydraulikreservoir, das bei herkömmlichen Lenksystemen erforderlich ist, kann somit entfallen.

Eine solche Antriebseinheit kann beispielsweise durch ein Kolben-Zylinder-Aggregat gebildet sein, in dessen Zylinder ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben zwei Kammern trennt. Anstelle eines solchen linear wirkenden Stellgliedes kann auch ein rotatorisch wirkendes Stellglied, z. B. Hydraulikmotor; verwendet werden.

Bei einer anderen Ausführungsform können zwei Hydraulikpumpen vorgesehen ein, die beide hinsichtlich Pumpmenge und/oder Pümpdruck regelbar und/oder steuerbar ausgebildet sind, wobei die beiden Hydraulikpumpen redundant an das Stellglied angeschlossen sind. Durch diese Bauweise wird ein Lenksystem mit extrem hoher Ausfallsicherheit bereitgestellt.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung können die beiden Hydraulikpumpen über separate Hydraulikleitungen an das Stellglied angeschlossen sein. Durch diese Maßnahme wird die Ausfallsicherheit des Lenksystems zusätzlich erhöht.

Weitere Verbesserungen der Betriebssicherheit und Ausfallsicherheit können dadurch erzielt werden, daß jede Hydraulikpumpe einen separaten Elektromotor als Antrieb aufweist und/oder daß die Hydraulikpumpe zwei redundant geschaltete Elektromotoren als Antrieb aufweist und/oder daß beide Elektromotoren unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden. Zu diesem Zweck können beispielsweise zwei voneinander unabhängige Bordnetze am Fahrzeug vorgesehen sein.

Um den Wartungsaufwand eines derartigen Lenksystems zu reduzieren, können die Hydraulikpumpe und der zugehörige Elektromotor bzw. die zugehörigen Elektromotoren in einem gemeinsamen abgedichteten Gehäuse untergebracht sein. Auf diese Weise wird die Gefahr von Leckageverlusten reduziert.

Bei einer besonderen Ausführungsform kann das Stellglied zwei zwangsgekoppelte hydraulische Antriebseinheiten aufweisen, wobei die eine Antriebseinheit an die eine Hydraulikpumpe angeschlossen ist, während die andere Antriebseinheit an die andere Hydraulikpumpe angeschlossen ist. Bei einer solchen Bauform werden zwei separate Hydraulikkreise bereitgestellt, die voneinander unabhängig sind. Dadurch ergibt sich eine nahezu vollständige Redundanz mit einer besonders hohen Ausfallsicherheit.

Aufgrund der hohen Ausfallsicherheit des erfindungsgemäßen Lenksystems kann dieses außerdem zur Durchführung eines Steer- by-wire-Betriebes ausgebildet sein. Ein solcher Steer-by-wire- Betrieb charakterisiert sich dadurch, daß keine mechanische oder hydraulische Zwangskopplung zwischen der Lenkhandhabe und dem jeweiligen lenkbaren Glied besteht. Ebenso kann das Lenksystem bei einer Lenkung mit Zwangskopplung zwischen Lenkhandhabe und lenkbarem Glied als extrem ausfallsichere Servounterstützung dienen, bei der das Stellglied in Abhängigkeit des Lenkwunsches die Lenkbewegung des Fahrzeugführers unterstützt.

Das vorliegende Lenksystem wird vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Nutzfahrzeugen, verwendet. Ebenso ist eine Anwendung in anderen Fahrzeugen, wie zum Beispiel Flugzeug oder Schiff, möglich. Das lenkbare Glied kann dann dementsprechend ein lenkbares Fahrzeugrad oder eine verstellbare Klappe oder ein schwenkbares Ruder sein.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine schaltplanartige Prinzipskizze für ein Lenksystem nach der Erfindung bei einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 ein Ausschnitt auf eine Ansicht gemäß Fig. 1, jedoch bei einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 2a eine Teilansicht auf eine Variante der Ausführungsform gem. Fig. 2,

Fig. 3 eine Ansicht wie in Fig. 2, jedoch bei einer dritten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Ansicht wie in Fig. 2, jedoch bei einer vierten Ausführungsform, und

Fig. 5 eine Ansicht wie in Fig. 2, jedoch bei einer fünften Ausführungsform.

Entsprechend Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßes Lenksystem 1 eine Lenkhandhabe 2 auf, die hier als Lenkhandrad ausgebildet ist. An dieser Lenkhandhabe 2 kann ein Fahrzeugführer in gewohnter Weise seinen Lenkwunsch in das Lenksystem 1 einleiten. Bei der hier dargestellten speziellen Ausführungsform ist das Lenksystem 1 für einen Steer-by-wire- Betrieb ausgebildet, so daß der Lenkwunsch des Fahrers mit Hilfe eines Lenkwinkel-Sollwertgebers 3 erfaßt wird, der mit der Lenkhandhabe 2 betätigt wird. Dieser Sollwertgeber 3 signalisiert einer Steuerung 4 den Lenkwunsch des Fahrers.

Das Lenksystem 1 weist außerdem ein Stellglied 5 auf, das hier in Form eines Kolben-Zylinder-Aggregates ausgebildet ist. Eine Kolbenstange 6 des Stellgliedes 5 ist über Spurstangen 7 und Lenker 8 mit lenkbaren Fahrzeugrädern 9 verbunden. Eine Axialverstellung der Kolbenstange 6 bewirkt somit eine Lenkbetätigung der lenkbaren Fahrzeugräder 9. Mit den lenkbaren Fahrzeugrädern 9 wird ein Lenkwinkel-Istwertgeber 10 betätigt, der hier zum Beispiel mit der Kolbenstange 6 zusammenwirkt. Der Istwertgeber 10 erfaßt den aktuellen Lenkwinkel der Fahrzeugräder 9 und übermittelt diesen der Steuerung 4. Die Steuerung 4 führt einen Soll-Ist-Vergleich der Lenkwinkel durch und betätigt in Abhängigkeit dieses Vergleichs das Stellglied 5.

Die Steuerung 4 kann außerdem einen Handmomentensteller 15 betätigen, der mit der Lenkhandhabe 2 zusammenwirkt und an dieser Lenkwiderstände und Rückstellmomente simuliert.

Zur Betätigung des Stellglieds 5 ist erfindungsgemäß eine Hydraulikpumpe 11 vorgesehen, die hinsichtlich ihrer Pumpmenge und/oder hinsichtlich ihres Pumpdrucks regelbar und/oder steuerbar ausgebildet ist. Diese Hydraulikpumpe 11 weist als Antrieb einen Elektromotor 12 auf. Die Pumpmenge bzw. der Pümpdruck der Hydraulikpumpe 11 kann zweckmäßig über die Drehzahl des Elektromotors 12 eingestellt werden. Dementsprechend ist der Elektromotor 12 steuerbar und/oder regelbar ausgebildet. Zum Regeln bzw. Steuern des Elektromotors 12 ist eine Leistungselektronik 13 vorgesehen, die die Steuersignale von der Steuerung 4 empfängt. Die Leistungselektronik 13 ist außerdem an ein Bordnetz 14 des Fahrzeugs angeschlossen.

Das Stellglied 5 ist durch eine Antriebseinheit 16 gebildet, die hier einen zylindrischen Hydraulikraum 17 aufweist, in dem ein als Kolben ausgebildetes Verdrängerelement 18 verstellbar gelagert ist. Das Verdrängerelement bzw. der Kolben 18 trennt im Hydraulikraum 17 zwei Kammern, nämlich eine erste Kammer 19 und eine zweite Kammer 20, voneinander. Die erste Kammer 19 ist über eine erste Hydraulikleitung 21 mit einem ersten Anschluß 22 der Hydraulikpumpe 11 verbunden. In entsprechender Weise ist die zweite Kammer 20 über eine zweite Hydraulikleitung 23 an einen zweiten Anschluß 24 der Hydraulikpumpe 11 angeschlossen. Auf diese Weise ergibt sich eine direkte und geschlossene Hydraulikverbindung zwischen den beiden Kammern 19 und 20, wobei in diese Hydraulikverbindung die Hydraulikpumpe 11 eingebunden ist. Die Hydraulikpumpe 11 ist reversierbar ausgebildet, das heißt die Hydraulikpumpe 11 kann ihre Förderrichtung umkehren, so daß die Hydraulikpumpe 11 einerseits Hydraulikmittel von der ersten Kammer 19 in die zweite Kammer 20 und andererseits von der zweiten Kammer 20 in die erste Kammer 19 fördern kann.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, benötigt das erfindungsgemäße Lenksystem kein Proportionalventil zur Betätigung des Stellgliedes 5. Dementsprechend kann der Aufwand zur Realisierung eines derartigen Lenksystems 1 relativ klein gehalten werden. Außerdem arbeiten Hydraulikpumpen 11 besonders zuverlässig, so daß das erfindungsgemäße Lenksystem 1 eine hohe Ausfallsicherheit besitzt.

In Fig. 1 ist außerdem mit unterbrochener Linie ein Gehäuse 34 symbolisch dargestellt, das gemeinsam die Hydraulikpumpe 11 und den zugehörigen Elektromotor 12 aufnimmt. Ein derartiges gemeinsames Gehäuse kann besonders gut abgedichtet werden, wodurch ein Wartungsaufwand und dergleichen reduziert werden kann. Es ist klar, daß in diesem Gehäuse 34 außerdem die Leistungselektronik 13 untergebracht werden kann.

Obwohl wesentliche Bestandteile des Lenksystems 1, wie z. B. Lenkhandhabe 2, Steuerung 4 und lenkbare Fahrzeugräder 9, nur in Fig. 1 dargestellt sind, ist klar, daß diese Komponenten auch bei den Ausführungsformen der Fig. 2 bis 5 vorhanden sind.

Entsprechend Fig. 2 kann die Hydraulikpumpe 11 bei einer anderen Ausführungsform zwei Elektromotoren 12a und 12b als Antrieb aufweisen. Die beiden Elektromotoren 12a und 12b können - wie hier - in Reihe geschaltet sein und die Hydraulikpumpe 11 über eine gemeinsame Antriebswelle antreiben. Ebenso ist es gemäß der in Fig. 2a ausschnittsweise gezeigten Varianten möglich, die Elektromotoren 12a und 12b überein Leistungsverzweigungsgetriebe 35 mit der Hydraulikpumpe 11 zu koppeln. Jedenfalls besitzt die Hydraulikpumpe 11 zwei redundante Elektromotoren 12a und 12b, wodurch die Ausfallsicherheit des Lenksystems 1 erhöht wird.

Vorzugsweise verfügt jeder der beiden Elektromotoren 12a und 12b über eine eigene, separate Stromversorgung. Im vorliegenden Fall besitzt jeder Elektromotor 12a und 12b eine zugehörige Leistungselektronik 13a und 13b. Außerdem ist für jeden Elektromotor 12a und 12b bzw. für jede Leistungselektronik 13a und 13b ein eigenes Bordnetz 14a und 14b vorgesehen, wobei diese Bordnetze 14a, 14b unabhängig voneinander am Fahrzeug ausgebildet sind.

Die Steuerung 4 kann die beiden Elektromotoren 12a und 12b permanent gleichzeitig und synchron betreiben und für den Fall, daß einer der Elektromotoren 12a und 12b eine Fehlfunktion aufweist, diesen abschalten, um anschließend die Hydraulikpumpe 11 nur noch mit dem anderen funktionsfähigen Elektromotor 12a und 12b zu betreiben. Ebenso ist es möglich, die Hydraulikpumpe 11 stets nur mit einem der Elektromotoren 12a, 12b zu betreiben und bei Ausfall dieses Elektromotors 12a, 12b auf den anderen Elektromotor 12a, 12b umzuschalten.

Entsprechend Fig. 3 können zur Betätigung des Stellgliedes 5 auch zwei redundant geschaltete Hydraulikpumpen 11a und 11b vorgesehen sein, die jeweils einen eigenen Elektromotor 12a bzw. 12b mit separater Leistungselektronik 13a und 13b aufweisen. Auch hier wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei der für jede Leistungselektronik 13a und 13b und somit für jede Hydraulikpumpe 11a und 11b ein separates Bordnetz 14a bzw. 14b zur Energieversorgung der Elektromotoren 12a und 12b zur Verfügung steht.

Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist jede Hydraulikpumpe 11a und 11b über separate Hydraulikleitungen 21a, 21b und 23a, 23b an das Stellglied 5 angeschlossen.

Die beiden Hydraulikpumpen 11a und 11b sind hier über ein gemeinsames Umschaltventil 25 mit dem Stellglied 5 verbunden, das in die Hydraulikleitungen 21a, 21b, 23a, 23b eingebunden ist. Dieses Umschaltventil 25 besitzt drei Schaltblöcke I, II, III, mit denen zwei Schaltstellungen für das Umschaltventil 25 einstellbar, sind. In der in Fig. 3 dargestellten ersten Schaltstellung des Umschaltventils 25 ist die zweite Hydraulikpumpe 11b zur Betätigung des Stellgliedes 5 geschaltet, also aktiviert, während die erste Hydraulikpumpe 11b deaktiviert ist. In dieser ersten Schaltstellung verbindet der Block I die Hydraulikleitungen 21b und 23b der zweiten Hydraulikpumpe 11b mit den Kammern 19 und 20 des Stellglieds 5. Gleichzeitig sperrt der Block II die Hydraulikleitungen 21a und 23a der ersten Hydraulikpumpe 11a und trennt deren Verbindung mit den Kammern 19 und 20 des Stellglieds 5.

In der nicht gezeigten zweiten Schaltstellung des Umschaltventils 25 ist die erste Hydraulikpumpe 11a aktiviert, während die zweite Hydraulikpumpe 11b deaktiviert ist. Dementsprechend verbindet der Block III die Hydraulikleitungen 21a und 23a der ersten Hydraulikpumpe 11a mit den Kammern 19 und 20 des Stellglieds 5, während der Block II die Hydraulikleitungen 21b und 23b der ersten Hydraulikpumpe 11b gesperrt sind, so daß deren Verbindung mit den Kammern 19 und 20 unterbrochen ist.

Bevorzugt wird hierbei eine Ausführungsform, bei der die Steuerung 4 stets nur eine der Hydraulikpumpen 11a und 11b zur Betätigung des Stellgliedes 5 betreibt. Sobald die aktive Hydraulikpumpe 11a, 11b ausfällt, schaltet die Steuerung das Umschaltventil 5 in die jeweils andere Schaltstellung um, wodurch die defekte Hydraulikpumpe 11a, 11b deaktiviert und die redundante Hydraulikpumpe 11a, 11b aktiviert wird. Zum Schalten des Umschaltventils 25 ist dieses über eine entsprechende Schaltleitung 26 mit der Steuerung 4 verbunden.

Bei einer anderen Ausführungsform können auch beide Hydraulikpumpen 11a und 11b permanent synchron betrieben werden, wobei dann im Block II die zur Hydraulikpumpe 11a, 11b führenden Abschnitte der Hydraulikleitungen 21a, 21b, 23a, 23b kurzgeschlossen sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind ebenfalls zwei redundant geschaltete Hydraulikpumpen 11a und 11b mit separaten Elektromotoren 12a und 12b vorgesehen, wobei außerdem separate Leistungselektroniken 13a und 13b sowie unabhängige Bordnetze 14a und 14b vorgesehen sind.

Jede Hydraulikpumpe 11a und 11b ist über separate Hydraulikleitungen 21a, 23a bzw. 21b, 23b mit den Kammern 19 und 20 des Stellglieds, 5 verbunden. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist bei dieser Ausführungsform für jede Hydraulikpumpe 11a und 11b ein separates Schaltventil 27a bzw. 27b vorgesehen, das über entsprechende Schaltleitungen 28a bzw. 28b mit der Steuerung 4 verbunden ist und von dieser geschaltet werden kann. Das Schaltventil 27a ist dabei in die Hydraulikleitungen 21a und 23a der ersten Hydraulikpumpe 11a eingebunden, während das andere Schaltventil 27b in die Hydraulikleitungen 21b und 23b der zweiten Hydraulikpumpe 11b eingebunden ist.

Jedes Schaltventil 27a und 27b besitzt zwei Schaltstellungen I und II. In der ersten Schaltstellung I sind die Hydraulikleitungen 21a, 21b, 23a, 23b gesperrt, so daß über diese Hydraulikleitungen kein Fluidaustausch zwischen den Kammern 19 und 20 sowie zwischen den Anschlüssen 22a und 24a bzw. 22b und 24b erfolgen kann. In der Schaltstellung II sind die Hydraulikleitungen 21a und 23a bzw. 21b und 23b mit den zugehörigen Kammern 19 und 20 des Stellglieds 5 verbunden.

Für den Betrieb des Lenksystems 1 schaltet die Steuerung 4 eines der Schaltventile 27a und 27b in die zweite Schaltstellung II, während das andere Schaltventil 27a, 27b die erste Schaltstellung I einnimmt. Auf diese Weise ist, die eine Hydraulikpumpe 11a, 11b aktiviert, während die ändere deaktiviert ist. Bei einer Fehlfunktion der aktiven Hydraulikpumpe 11a, 11b schaltet die Steuerung 4 das zugehörige Schaltventil 27a, 27b in dessen Schaltstellung I. Etwa gleichzeitig schaltet die Steuerung 4 das Schaltventil 27a, 27b der anderen, bis dahin deaktivierten Hydraulikpumpe 11a, 11b in dessen Schaltstellung II, um die zugeordnete Hydraulikpumpe 11a, 11b zu aktivieren.

Ebenso ist es bei einer anderen Ausführungsform möglich, beide Hydraulikpumpen 11a und 11b permanent synchron zu betreiben, wobei dann die Schaltventile 27a, 27b in ihrer ersten Schaltstellung I die mit der Hydraulikpumpe 11a und 11b verbundenen Abschnitte der Hydraulikleitungen 21a, 21b, 23a, 23b kurzschließen.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind die Hydraulikkreise, mit denen die beiden Hydraulikpumpen 11a und 11b das Stellglied 5 betätigen, nahezu unabhängig voneinander, wodurch sich eine Fehlfunktion im Bereich des einen Hydraulikkreises nicht auf den anderen Hydraulikkreis auswirken kann. Insgesamt wird dadurch die Ausfallsicherheit des Lenksystems 1 weiter erhöht.

Gemäß Fig. 5 kann das Stellglied 5 zwei Antriebseinheiten 16a und 16b aufweisen, die jeweils einen Hydraulikraum 17a bzw. 17b besitzen. In entsprechender Weise ist in diesen Hydraulikräumen 17a, 17b jeweils ein als Kolben ausgebildetes Verdrängerelement 18a bzw. 18b verstellbar gelagert. Die beiden Kolben 18a, 18b sind an einer gemeinsamen Kolbenstange 6 befestigt, um eine Zwangskopplung der beiden Antriebseinheiten 16a, 16b zu erhalten. Außerdem trennen die Kolben 18a und 18b im zugehörigen Hydraulikraum 17a, 17b jeweils zwei Kammern 19a und 20a bzw. 19b und 20b voneinander ab. Das Stellglied 5 enthält dabei eine feste Trennwand 29, die die beiden Antriebseinheiten 16a und 16b und somit die Kammern 20b und 19a voneinander trennt.

Das Lenksystem 1 besitzt auch bei dieser Ausführungsform zwei Hydraulikpumpen 11a, 11b mit separaten Elektromotoren 12a und 12b sowie eigenen Leistungselektroniken 13a und 13b und separaten Bordnetzen 14a und 14b. Jede der Hydraulikpumpen 11a und 11b ist, einer der hydraulischen Antriebseinheiten 16a und 16b zugeordnet. Zu diesem Zweck sind die Anschlüsse 22a und 24a der ersten Hydraulikpumpe 11a über die Hydraulikleitungen 21a und 23a mit den Kammern 19a und 20a der ersten Antriebseinheit 16a verbunden. Dementsprechend sind die Anschlüsse 22b und 24b der zweiten Hydraulikpumpe 11b über die Hydraulikleitungen 21b und 23b mit den Kammern 19b und 20b der zweiten Antriebseinheit 16b verbunden. Bei dieser Bauweise sind die Hydrauliksysteme der beiden Hydraulikpumpen 11a und 11b vollständig voneinander entkoppelt, da auch innerhalb des Stellgliedes 5 kein Kontakt der beiden Hydrauliksysteme erfolgt. Beide Hydrauliksysteme sind somit in sich geschlossen.

Jedem Hydrauliksystem bzw. jeder Hydraulikpumpe 11a und 11b ist außerdem ein Ventil 30a bzw. 30b zugeordnet, das jeweils von der Steuerung 4 über entsprechende Schaltleitungen 31a und 31b schaltbar ist. Jedes dieser Ventile 30a und 30b besitzt zwei Anschlüsse 32a und 33a bzw. 32b und 33b, an die jeweils eine der Hydraulikleitungen 21a, 23a bzw. 21b, 23b der zugehörigen Hydraulikpumpe 11a, 11b angeschlossen ist. Jedes der Ventile 30a und 30b besitzt zwei Schaltstellungen, nämlich eine erste Schaltstellung I und eine zweite Schaltstellung II. In der ersten Schaltstellung I sind die beiden Anschlüsse 32a, 33a bzw. 32b, 33b des Ventils 30a, 30b, gesperrt. In der zweiten Schaltstellung II sind die beiden Anschlüsse 32a, 33a bzw. 32b, 33b des Ventils 30a bzw. 30b miteinander verbunden.

Zum Aktivieren einer der Hydraulikpumpen 11a, 11b schaltet die Steuerung 4 das zugehörige Ventil 30a, 30b in dessen Schaltstellung I. Zum Deaktivieren einer der Hydraulikpumpen 11a, 11b schaltet die Steuerung 4 das zugehörige Ventil 30a, 30b in dessen Schaltstellung II. Bei dieser speziellen Ausführungsform kann die jeweils deaktivierte Hydraulikpumpe 11a, 11b deren Anschlüsse 22a, 22b und 24a, 24b über die Schaltstellung II des zugehörigen Ventils 30a, 30b kurz­ geschlossen sind, synchron zur aktiven Hydraulikpumpe 11a, 11b betätigt werden. Beim Ausfall der aktiven Hydraulikpumpe 11a, 11b muß die Steuerung 4 dann lediglich ein Umschalten der Ventile 30a, 30b veranlassen. Ebenso kann bei einer anderen Ausführungsform die jeweils deaktivierte Hydraulikpumpe 11a, 11b unbetätigt bleiben, um beispielsweise Energie zu sparen.

Bei der hier dargestellten speziellen Ausführungsform des Stellgliedes 5 sind die beiden Antriebseinheiten 16a und 16b nebeneinander angeordnet. Ebenso ist eine Ausführungsform möglich, bei der eine der Antriebseinheiten die beiden zwischen den Kolben 18a und 18b angeordneten, mittleren Kammern 19a und 20b aufweist und bei der die andere Antriebseinheit die beiden außen liegenden Kammern 19b und 20a aufweist.

Claims (15)

1. Lenksystem für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug,
mit einer Lenkhandhabe (2), zum Beispiel Lenkhandrad, an der ein Fahrzeugführer einen Lenkwunsch in das Lenksystem (1) einleitet,
mit einem hydraulischen Stellglied (5), das zur Betätigung mindestens eines lenkbaren Gliedes (9), zum Beispiel Fahrzeugrad, dient, und
mit einer Hydraulikpumpe (11), die Hydraulikdruck zur Betätigung des Stellgliedes (5) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulikpumpe (11) hinsichtlich Pumpmenge und/oder Pumpdruck regelbar und/oder steuerbar ausgebildet ist und
daß die Betätigung des Stellgliedes (5) in Abhängigkeit des Lenkwunsches durch Regeln und/oder Steuern der Hydraulikpumpe (11) erfolgt.

2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine hydraulische Antriebseinheit (16) des Stellgliedes (5) ein Verdrängerelement (18) aufweist, das in einem Hydraulikraum (17) zwei Kammern (19, 20) voneinander trennt und das ein aus dem Hydraulikraum (17) herausgeführtes Antriebsglied (6) antreibt, und
daß die Hydraulikpumpe (11) zwei Anschlüsse (22, 24) aufweist und reversierbar ausgebildet ist, derart, daß die Förderrichtung der Hydraulikpumpe (11) umkehrbar ist,
wobei der eine Anschluß (22) der Hydraulikpumpe (11) mit der einen Kammer (19) der zugeordneten Antriebseinheit (16) und der andere Anschluß (24) mit der anderen Kammer (20) verbunden ist.

3. Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hydraulikpumpen (11a, 11b) vorgesehen sind, die beide hinsichtlich Pumpmenge und/oder Pumpdruck regelbar und/oder steuerbar ausgebildet sind, wobei die beiden Hydraulikpumpen (11a, 11b) redundant an das Stellglied (5) angeschlossen sind.

4. Lenksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hydraulikpumpen (11a, 11b) über ein Umschaltventil (25) an das Stellglied (5) angeschlossen sind, das in einer ersten Schaltstellung die eine Hydraulikpumpe (11a) und in einer zweiten Schaltstellung die andere Hydraulikpumpe (11b) mit dem Stellglied (5) verbindet.

5. Lenksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Hydraulikpumpe (11a, 11b) ein separates Schaltventil (27a, 27b) vorgesehen ist, das in einer ersten Schaltstellung (I) die zugehörige Hydraulikpumpe (11a, 11b) vom Stellglied (5) trennt und in einer zweiten Schaltstellung (II) die zugeordnete Hydraulikpumpe (11a, 11b) mit dem Stellglied (5) verbindet.

6. Lenksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hydraulikpumpe (11a, 11b) über separate Hydraulikleitungen (21a, 21b, 23a, 23b) an das Stellglied (5) angeschlossen ist.

7. Lenksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hydraulikpumpe (11a, 11b) einen separaten Elektromotor (12a, 12b) als Antrieb aufweist.

8. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Hydraulikpumpe (11; 11a, 11b) zwei redundant geschaltete Elektromotoren (12a, 12b) als Antrieb aufweist.

9. Lenksystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektromotoren (12a, 12b) unabhängig voneinander mit elektrischer Energie versorgt werden.

10. Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (11) einen Elektromotor (12) als Antrieb aufweist.

11. Lenksystem nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Elektromotor (12; 12a, 12b) hinsichtlich seiner Drehzahl regelbar und/oder steuerbar ausgebildet ist.

12. Lenksystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikpumpe (11; 11a, 11b) und der zugehörige Elektromotor (12; 12a, 12b) oder die zugehörigen Elektromotoren (12a, 12b) in einem gemeinsamen abgedichteten Gehäuse (34) untergebracht sind.

13. Lenksystem nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (5) zwei zwangsgekoppelte hydraulische Antriebseinheiten. (16a, 16b) aufweist, wobei die eine Antriebseinheit (16a) an die eine Hydraulikpumpe (11a) angeschlossen ist, und die andere Antriebseinheit (16b) an die andere Hydraulikpumpe (11b) angeschlossen ist.

14. Lenksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hydraulikpumpe (11a, 11b) über zwei Hydraulikleitungen (21a, 23a und 21b, 23b) an die zugeordnete Antriebseinheit (16a, 16b) angeschlossen ist,
daß für jede Hydraulikpumpe (11a, 11b) ein schaltbares Ventil (30a, 30b) mit zwei Anschlüssen (32a, 33a und 32b, 33b) vorgesehen ist,
wobei die eine Hydraulikleitung (21a, 21b) mit dem einen Anschluß (33a, 33b) und die andere Hydraulikleitung (23a, 23b) mit dem anderen Anschluß (32a, 32b) verbunden ist,
wobei das Ventil (30a, 30b) in einer ersten Schaltstellung (I) seine beiden Anschlüsse (32a, 32b und 33a, 33b) sperrt und in einer zweiten Schaltstellung (II) seine beiden Anschlüsse (32a, 32b und 33a, 33b) miteinander verbindet.

15. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenksystem (I) zur Durchführung eines Steer-by-Wire- Betriebes ausgebildet ist.