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Steuerung für eine Lenkhilfe
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Die Erfindung betrifft eine Steuerung für eine elektrisch oder mit
einem Druckmittel betriebene Lenkhilfe mit einer die Lenkhilfe bei Betätigung des
Lenkrads oder -hebels einschaltenden, wenigstens teilweise an der Lenkwelle befestigten
Schalteinrichtung.
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Es sind sowohl elektrisch als auch hydraulisch mit Drucköl betriebene
Lenkhilfen bekannt, die insbesondere bei Fahrzeugen mit großen Achslasten die erforderlichen
Lenkkräfte in Grenzen halten sollen. Die Lenkhilfe benötigt dazu eine Hilfsenergie,
die sowohl elektrischer als auch mechanischer Art sein kann. So kann die Hilfsenergie
beispielsweise vom Fahrzeugmotor geliefert werden, der eine Hydraulikpumpe zum Betrieb
der
Lenkhilfe antreibt. Insbesondere bei batteriegetriebenen Fahrzeugen kann es jedoch
unangenehm ins Gewicht fallen, wenn die Lenkhilfe ständig der Fahrzeugbatterie Energie
entzieht, sei es daß die Lenkhilfe direkt elektrisch betrieben wird oder daß dem
Antriebsmotor des Fahrzeugs mechanische Energie zum Betrieb der Lenkhilfe entnommen
wird. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, die Energiezufuhr zur Lenkhilfe
über einen vom Fahrer zu betätigenden Schalter an-und abschaltbar zu machen. Die
Nachteile einer solchen Lösung liegen auf der Hand. Ein weiterer Vorschlag bestand
daher darin, einen automatisch betätigten Schalter mit dem Lenkrad und der Lenkwelle
des Fahrzeugs zu kuppeln. Das Fahrzeug ist dabei so auf der Lenkwelle befestigt,
daß es sich gegenüber dieser innerhalb eines bestimmten Bereichs aus einer Nullstellung
in beide Richtungen elastisch verdrehen läßt und automatisch wieder die Nullstellung
annimmt, wenn keine Lenkkraft mehr ausgeübt wird. Zur Steuerung des Fahrzeugs muß
das Lenkrad in der einen oder anderen Richtung zunächst aus der Nullstellung gegenüber
der Lenkwelle herausgedreht werden, bevor es nach einem Anschlag die Lenkwelle mitnimmt.
Bei der relativen Drehung zwischen Lenkrad und Lenkwelle wird ein Schalter betätigt,
der die Energiezufuhr zur Lenkhilfe einschalten kann. Diese Ausführungsfsrm benötigt
nicht nur einen sehr aufwendigen mechanischen Aufbau, sie hat darüberhinaus den
Nachteil, daß der mit Lenkwelle und Lenkrad gekuppelte Schalter mit flexiblen AnschXu2drahten
verbunden sein muß, da sich der Schalter bei e -.S- Drehung der Lenkwelie auch dreht.
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ie Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung der eingangs genannten
Art wo auszugestalten, daß bei hoher Steuerempfindlichkeit ein minimaler mechanischer
Aufwand erforderlich ist und eine hohe Störsicherheit erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen konzentrisch
auf der Lenkwelle befestigten und sich mit ihr drehen-
den Zahnkranz
aus magnetischem Material, durch einen gegenüber der Lenkwellendrehung feststehenden
und den Zähnen des Zahnkranzes gegenüberliegend angeordneten induktiven Fühler,der
ein Fühlersignal abgibt, wenn sich ein Zahn des Zahnkranzes an ihm vorbeibewegt,
durch eine Steuerschaltung, die die Lenkhilfe bei jedem Auftreten eines Fühlersignals
einschaltet, und durch eine Verzögerungseinrichtung, die die Lenkhilfe nach Abklingen
des Fühlersignals erst nach einer bestimmten Verzögerungszeit abschaltet.
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Die induktive Signal erzeugung mit Hilfe eines sich bei einer relativen
Drehung zwischen dem Zahnkranz und dem induktiven Fühler ändernden Magnetfeldes
löst die angegebene Aufgabe auf besonders einfache Weise. Der Zahnkranz und der
induktive Fühler können praktisch ohne Schwierigkeiten nachträglich an vorhandene
Lenkrad und Lenkwellenanordnungen angebaut werden.
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Dabei wird der Fühler an der normalerweise vorhandenen Lenkt säule
befestigt, die die Lenkwelle als Schutz umgibt und sich selbst nicht mitdreht. Das
elektrische Fuhlersignal kann daher über Kabel weitergeleitet werde die keinerlei
mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind da sie zwei relativ zueinander feststehende
Teile miteinander verbinden. Das Fühler signal wird über eine Steuerschaltung der
Lenkhilfe zugeführt, die jedesmal eingeschaltet wird, wenn ein Fühlersignal auftritt,
um dann erst nach einer eingestellten Verzögerungszeit wieder ausgeschaltet zu werden.
Die Empfindlichkeit dieser Steuerung kann durch die Anzahl der Zähne des Zahnkranzes
leicht beeinflußt werden. Ohne die mechanisch komplizierte Relativbewegung zwischen
Lenkrad und Lenkwelle ermöglicht es die erfindungsgemäße Steuerung daher, daß die
Lenkhilfe bereits bei geringsten Bewegungen des Lenkrads und der mit dieser starr
verbundenen Lenkwelle eingeschaltet wird. Wenn es sich um eine hydraulisch betriebene
Lenkhilfe handelt, kann mit Hilfe des Steuersignals von der Steuerschaltung beispielsweise
ein elektrischer Motor geschaltet werden, der eine Hydraulikpumpe antreibt. Wenn
das Lenkrad in einer kontinuier-
lichen Bewegung um einen größeren
Winkel gedreht wird, so daß mehrere Zähne des Zahnkranzes an dem induktiven Fühler
vorbeilaufen, dann sorgt die Verzögerungseinrichtung dafür, daß die Lenkhilfe nicht
etwa bei jedem Zahn einzeln an- und wieder abgeschaltet wird, sondern während des
gesamten Lenkvorgangs ununterbrochen läuft.
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Der induktive Fühler kann beispielsweise aus einer Spule mit einem
Permanent-Stabmagneten als Kern bestehen. Es ist jedoch auch möglich, daß die Zähne
des Zahnkranzes Permanentmagnete sind, und daß der magnetische oder induktive Fühler
eine Spule mit einem Kern aus magnetischem Material aufweist. Wenn der induktive
Fühler in einer der genannten Weisen ausgebildet ist, treten in der Spule bei in
gleicher Richtung vorbeibewegter Vorder- und Rückflanke eines Zahns zwei Fühlersignale
entgegengesetzter Polarität nacheinander auf. Als Vorder- bzw. RUckflanke des Zahns
werden dabei die Zahnflanken bezeichnet, die in einer Drehrichtung als erste bzw.
als zweite am Fühler vorbeilaufen. Damit beide Fühlersignale entgegengesetzter Polarität
als Schaltkriterium für die Lenkhilfe herangezogen werden können, sieht die Erfindung
in einer vorteilhaften Ausfdhrungsform einen Signalumsetzer vor, der die Fühlersignale
entgegengesetzter Polarität in zwei Steuersignale gleicher Polarität umsetzt. Da
auf diese Weise an jeweils beiden Flanken jedes Zahns ein Steuersignal auftritt,
wird die Empfindlichkeit der Steuerung erhöht. Es stehen handelsübliche magnetische
Fühler zur Verfügung, die beim Vorbeibewegen eines Zahns ein Fühler signal erzeugen
würden, das beim Vorbeibewegen der Vorderflanke von einem ersten auf einen zweiten
Wert wechselt und erst nach erneutem Vorbeibewegen derselben Flanke in entgegengesetzter
Richtung oder Vorbeibewegen der Rückflanke vom zweiten auf den ersten Wert zurückgeht.
Beim Vorbeilaufen eines Zahns an diesem Fühler entsteht daher praktisch nur ein
einziges Signal. Würde dieses Signal als Steuersignal zum Einschalten der Lenkhilfe
verwendet werden, dann wäre die Empfindlichkeit gegenüber der vorgenannten AusfUhrungs-
form
halbiert. Damit auch bei einem solchen Fühler zwei Steuersignale pro Zahn erzeugt
werden, schlägt die Erfindung vor, dem Fühler eine Differentiationseinrichtung nachzuschalten,
die an der Vorder- und an der Rückflanke des Fühlersignals je ein Differentiationssignal
entgegengesetzter Polarität erzeugt. Diese beiden Differentiationssignale entgegengesetzter
Polarität können dann mittels des bereits vorher erwähnten Signalumsetzers in zwei
Steuersignale gleicher Polarität umgewandelt werden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 schematisch die Anordnung von Zahnkranz und Fühler
bei einer Lenkrad-Lenkwellen-LenksSuleneinheit, Fig. 2 schematisch eine Schnittansicht
entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 ein Blockschaltbild des elektrischen Teils
der erfindungsgemäßen Steuerung, Fig. 4 einen Stromlaufplan einer möglichen Realisierung
der in Fig. 3 gezeigten Blöcke, und Fig. 5 eine Abwandlung des in Fig. 4 gezeigten
Stromlaufplans.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine mögliche Anordnung von Zahnkrans und
Fühler an einer aus Lenkrad 1 und Lenkwelle 2 bestehenden Einheit, wobei die Lenkwelle
innerhalb einer feststehenden Lenksäule 3 verläuft. Der Zahnkranz 4, der aus einer
relativ dünnen und mit Zähnen gemäß Fig. 2 versehenen Scheibe besteht, ist ander
unterenStirnfläche des Lenkrads 1 bzw. der Lenkradnabe konzentrisch zur Lenkwelle
2 befestigt. Falls das Lenkrad aus ferromagnetischem aterial bestehen sollte, muß
allerdings zwischen dem Zahnkranz 4 und der Unterseite des Lenkrads ein genügender,
mit nichtmagnetischem Material ge-
füllter Abstand bestehen, damit
nicht die Wirkung des Zahnkranzes vom Lenkrad selbst beeinflußt wird. An der dem
Lenkrad abgewandten Seite des Zahnkranzes 4 befindet sich eine Kappe 6, die die
Säule3 umfaßt, sich jedoch mit Lenkrad und Lenkwelle zusammen dreht. Der Durchmesser
der Kappe 6 ist geringer als der des Zahnkranzes 4, so daß die Zähne über den Rand
der Kappe vorstehen. Der Fühler 7 ist vermittels einer Schelle 8 an der feststehenden
Lenksäule 3 befestigt. Die obere Stirnfläche 9 des Fühlers liegt in einem geringen
Abstand von ungefähr 1 mm unter dem Zahnkranz 4, so daß eine ausreichende Kopplung
magnetischer bzw. induktiver Art zwischen Zahnkranz 4 und Fühler 7 sichergestellt
ist. Das vom Fühler 7 erzeugte Fühlersignal wird über eine Leitung 1o zur Steuerschaltung
geführt. Da sowohl der Fühler 7 als auch die Lenksäule 3 gegenüber dem nicht gezeigten
Fahrzeugchassis feststehen, ist die Leitung 10 keinerlei mechanischer Beanspruchung
ausgesetzt.
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Fig. 2 zeigt schematisch einen Querschnitt entlang der Linie II-II
in Fig. 1. Man entnimmt der Fig. 2 deutlich die bei diesem Beispiel der Erfindung
verwendete Form des Zahnkranzes 4 mit seinen Zähnen 5. Der von einer Spule umgebene
Kern 11 des Fühlers 7 ist so unter den Zähnen 5 des Zahnkranzes 4 angeordnet, daß
sich bei einer relativen Bewegung zwischen Kern 11 und Zähnen 5 das Magnetfeld ändert,
dem die nicht dargestellte Spule ausgesetzt ist. Voraussetzung hierfür ist, daß
entweder der Kern 11 oder die Zähne 5 permanent magnetisiert sind. Diese Magnetfeldänderung
führt in bekannter Weise zu einer in der Spule induzierten Spannung unddamit zu
einem Fühlersignal. Die Polarität der Spannung hängt von der Art der Magnetfeldänderung
ab und ist bei gleichbleibender Drehrichtung gemäß Pfeil A an der Vorderflanke 5a'
des Zahns 5a umgekehrt als an der Rückflanke sah1. Das Fühlersignal besteht also
in diesem Fall beim Vorbeibewegen eines Zahns 5 am Fühler 7 aus zwei Impulsen, von
denen der eine positiv
und der andere negativ ist. Bleibt der Zahnkranz
in der in Fig. 2 gezeigten Stellung stehen, wird kein Fühlersignal abgegeben, da
eine Magnetfeldänderung nicht auftritt Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des elektrischen
Teils der erfindungsgemäßen Steuerung, nfobei der mit 7 bezeichnete Block den Fühler
darstellt, der das FUhlersignal abgibt.
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12 ist eine Differentiationseinrichtung, die später im einzelnen erläutert
wird und bei einem Fühler der voranstehend beschriebenen Art entfallen kann. 13
ist ein Signalumsetzer, der die beschriebenen beiden, das Fühlersignal darstellenden
Impulse vom Fühler 7 mit unterschiedlicher Polarität, in zwei Steuerimpulse gleicher
Polarität umwandelt 114 ist eine später noch näher beschriebene Verzögerungseinrichtung.
15 ist ein Schaltverstärker und 16 der Antrieb für die Lenkhilfe, etwa in Form eines
elektrischen Antriebsmotors, der direkt die mechanische Energie für die Lenkhilfe
liefert, oder in Form eines elektrischen Motors zum Betrieb einer Lenkhilfepumpe
bei hydraulisch oder pneumatisch betriebener Lenkhilfe.
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Die Funktionsweise der erfindungsgem§ßen Steuerung, zunächst unter
Außerachtlassung der Differentiationseinrichtung 12, ist folgende. Wenn das Lenkrad
1 und mit ihm der Zahnkranz 4 längere Zeit in der in Fig. 2 gezeigten Stellung bezüglichdes
Fühlers 7 gestanden hat, ist der Antrieb 16 der Lenkhilfe ausgeschaltet. Die Lenkhilfe
verbraucht dann also keine Energie und belastet bei batteriebetriebenen Fahrzeugen,
bei denen dies besonders wichtig ist, nicht die Batterie. Wird das Lenkrad dann
zu einem beliebigen Zeitpunkt ein kleines Stück in Richtung des Pfeils A gedreht,
dann läuft die Zahnflanke Sa" des Zahns 5a im Uhrzeigersinn über den Fühler 7 bzw.
dessen durch den Kern 11 angedeuteten aktiven Teil hinweg. Aufgrund der dadurch
verursachten Magnetfeldänderung gibt der Fühler 7 an die Steuerschaltung 13 ein
Fühlersignal in Form eines kurzen Impulses ab. Die Steuerschaltung erzeugt unmittelbar
darauf ein Steuersignal, das die Verzögerungseinrichtung 14 ohne
Verzögerung
durchläuft und über den Schaltverstärker 15 den Antrieb 16 anschaltet. Es sei nochmals
betont, daß zwischen dem Auftreten des Fühlersignals und dem Anschalten des Antriebs
16 allenfalls eine vernachlässigbare Verzögerungszeit liegt. Das Fühlersignal vom
Fühler 7 klingt ab, sobald Lenkrad 1 und Zahnkranz 4 nicht weiter bewegt werden
oder sobald der ganze Zahn 5a aus dem Bereich der magnetischenlKopplung mit dem
Fühler 7 herausgedreht wurde, der Kern 11 also irgendwo zwischen dem Zahn 5a und
dem folgenden Zahn liegt. Die Verzögerungseinrichtung 14 sorgt dafür, daß der Antrieb
16 nicht unmittelbar nach dem Abklingen des Fühlersignals wieder abgeschaltet wird.
Auf diese Weise wird verhindert, daß bei einer fortgesetzten Drehung des Lenkrads
1 in einer Richtung ein dauerndes An- und Abschalten des Antriebs 16 erfolgt. Die
Verzögerungszeit ist daher so bemessen, daß sie der Zeit für die Drehung des Lenkrads
um eine Zahnteilung bei denkbar langsamster Drehgeschwindigkeit entspricht. Dabei
ist die Verzögerungseinrichtung vorzugsweise so ausgebildet, daß die Verzögerungszeit
jedesmal wieder von vorn abzulaufen beginnt, wenn während des Ablaufens der Verzögerungszeit
ein neues Fühler signal empfangen wird. Dadurch kann sichergestellt werden, daß
die Lenkhilfe bei einem größeren Einschlag des Lenkrads kontinuierlich arbeitet.
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Es stehen im Handel induktive Fühler zur Verfügung, die für die Verwendung
bei der Erfindung grundsätzlich geeignet sind. Bei diesen Fühlern werden jedoch
die erwähnten, von der Spule des Fühlers erzeugten beiden Impulse unterschiedlicher
Polarität beim Vorbeilaufen von Vorder- und Rückflanke eines Zahns in ein einziges
impulsförmiges Signal umgeformt, das beim Vorbeilaufen der Vorderflanke des Zahns
ansteigt und erst beim nachfolgenden Vorbeilaufen der Rückflanke des Zahns wieder
abfällt. Die Rückflanke des Zahns kann dabei auch die nunmehr zurückbewegte Vorderflanke
sein. Mit einem
solchen Fühler erhält man pro Zahn nur ein einziges
Fühler signal, so-daß die Empfindlichkeit der Steuerung gegenüber der der zuvor
beschriebenen Aus führungs form auf die Hälfte reduziert ist. Für diesen Fall sieht
die Erfindung daher den Einsatz der Differentiationseinrichtung vor, die dann gemäß
Fig. 3 zwischen dem Fühler 7 und der Steuerschaltung 13 angeordnet wird. Die Wirkung
der Differentiationseinrichtung ist es, das einzige Ausgangssignal des zuletzt genannten
Fühlers in zwei Impulse unterschiedlicher Polarität zu verwandeln, das somit dem
Ausgangssignal des erstgenannten Fühlers entspricht. Die weitere Verarbeitung ist
dann genauso wie es oben anhand von Fig. 3 beschrieben wurde, d.h. auf diese Weise
können auch zwei Steuersignale zum Einschalten des Antriebs pro Zahn erzeugt werden.
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Fig. 4 zeigt den Stromlaufplan möglicher Aus führungs formen für die
Blöcke 12, 13, 14 und 15. Der Stromlaufplan ist durch gestrichelte Linien in die
Blöcke gemäß Fig. 3 unterteilt. Dazu sei darauf hingewiesen, daß bei einer solchen
Schaltung natürlich einzelne Bauelemente mehrere Funktionen ausüben können, so daß
ein durch die gestrichelten Linien einem bestimmten Block zugeordnetes Bauteil ebenso
auch von dem benachbarten Block in Anspruch genommen werden könnte.
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Die mit +UB bzw. mit OV bezeichneten Leitungen sind die Speiseleitungen,
die beispielsweise an die Fahrzeugbatterie angeschlossen werden können. Mit 17 ist
der Eingang der Schaltung bezeichnet, der mit dem Ausgang des Fühlers 7 zu verbinden
ist.
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Die Differentiationseinrichtung 12 enthält als wesentliche Bestandteile
die Kondensatoren 18 und 19In Verbindung mit den Widerständen 20 und 20?.Wird dem
Eingang 7 vom Fühler 17 ein Fühlersignal in Form des Impulses a zugeführt, dann
ergibt sich hinter den Kondensatoren das Signal b. Die Signale b von den Kondensatoren
18 und 19 werden Transistoren 21 bzw. 22 der Steuerschaltung 13 zugeführt. Der Transistor
21 bt eine Doppelfunktion aus. Solange am Eingang 17 kein Signal ansteht,
ist
der Transistor 21 aufgrund der Ansteuerung ueber die Widerstände 20 und 23 durchgeschaltet,
so daß sein Kollektor auf Massepotential (OV) liegt. Wenn nun mit der Vorderflanke
des Signals a der Basis des Transistors 21 vom Kondensator 18 über den Widerstand
23 der positive Impuls des Signals b zugefUhrt wird, dann ändert sich der Leitungszustand
des Transistors 21 nicht. Aufgrund der Wirkung des Kondensators 19 tritt dieser
positive Impuls jedoch auch an der Basis des Transistors 22 auf, der über den Widerstand
20' normalerweise gesperrt ist und bei Eintreffen dieses positiven Impulses leitend
wird. An dem Kondensator 25 tritt daraufhin der erste negative Impuls des Signalverlaufs
c auf, der aufgrund der Wirkung des Kondensators 25 gegenüber dem kurzen positiven
Impuls des Signals b verlängert ist. Nach dem Abklingen dieses positiven Impulses
und der damit erneuten Sperrung des Transistors 22 lädt sich nämlich der Kondensator
25 erst allmählich über den Widerstand 37 wieder auf, bis der Transistor 28 durchschaltet.
Während des negativen Impulses am Kondensator 25 und damit an der Basis des Transistors
28 wird dieser gesperrt. Mit der Sperrung des Transistors 28 in der Verzögerungseinrichtung
14 kann sich ein Kondensator 29 über eine Diode 30 und einen Widerstand 31 aufladen.
Sobald die Spannung am Kondensator 29 einen ausreichenden Wert erreicht hat, wird
ein Transistor 32 der Verzögerungseinrichtung 14 durchgeschaltet, dessen Basis mit
dem Kondensator 29 verbunden ist. Der Transistor 32 stellt als Emitterfolger einen
Stromverstärker dar, der über einen Widerstand 33 einen weiteren Transistor 34 im
Schaltverstärker 15 speist. Im Kollektorkreis des Transistors 34 befindet sich die
Erregerspule eines Relais 35, dessen nicht dargestellter Kontakt den Antrieb 16
einschalten kann. Parallel zum Relais 35 ist eine übliche Schutzdiode 36 geschaltet.
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Sobald der Transistor 32 in der Folge des ersten negativen Impulses
des Signalverlaufs c durchgeschaltet wird und damit
auch den Transistor
34 durchschaltet, wird das Relais 35 erregt, so daß der Antrieb eingeschaltet werden
kann. Nachdem der erste negative Impuls des Signalverlaufs c abgeklungen ist, wird
-der Transistor 28 über die Widerstände 26 und 37 erneut durchgeschaltet, so daß
sich der Kondensator 29 nicht mehr weiter aufladen kann. Die Diode 30 verhindert,
daß sich der Kondensator 29 über die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 28
entlädt. Eine Entladung des Kondensators 29 kann nur über die Reihenschaltung aus
Basis-Emitter-Diode des Transistors 32, Widerstand 33 und Basis-Emitter-Diode des
Transistors 34 erfolgen. Die Zeitkonstante dieser Entladung hängt von der Kapazität
des Kondensators 29 und dem Wert des Widerstands 33 ab. Beide bestimmen damit die
Verzögerungszeit der Verzögerungseinrichtung 14. Diese Verzögerungszeit kann ungefähr
eine Sekunde betragen.
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Der positive Impuls des Signals b bewirkt also in der beschriebenen
Weise über das Relais 35 die Einschaltung des Antriebs 16. Eine Funktion des Transistors
21 besteht dabei darin, daß dieser positive Impuls auf den über diesen Transistor
21 laufenden Signalweg keinen Einfluß hat und daß nur der negative Impuls durchgelassen
wird. Entsprechend sorgt der Transistor 22 der Steuerschaltung 13 dafür, daß zwar
der positive Impuls des über den Kondensator 19 auf die Basis dieses Transistors
gelangenden Signals b eine Wirkung hervorruft, der negative Impuls jedoch ohne Wirkung
bleibt, da der Transistor 22 im Ruhezustand ohnehin gesperrt ist. Der negative Impuls
des Signals b sperrt jedoch den im Ruhezustand durchgeschalteten Transistor 21.
Mit dem negativen Impuls des Signals b tritt daher am Kollektor des Transistors
21 der positive Impuls d auf, der den Transistor 22 über den Widerstand 38 durchschaltet
und damit den zweiten negativen Impuls im Signalverlauf c am Kondensator 25 zur
Folge hat. Der Transistor 21 wirkt also als ein Inverter, der jedoch nur auf negative
Eingangsimpulse anspricht und diese in positive Impulse umsetzt.
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Wegen der langen Verzögerungszeit durch die Verzögerungseinrichtung
14 wird der Antrieb 16 normalerweise beim Auftreten des zweiten negativen Impulses
im Signalverlauf c noch eingeschaltet sein, so daß dieser Impuls auf das Einschalten
direkt ohne Wirkung ist. Der zweite negative Impuls des Signalverlaufs c sperrt
jedoch den Transistor 28, so daß sich der Kondensator 29 der Verzögerungseinrichtung
14 in der bereits beschriebenen Weise erneut aufladen kann und die Verzögerungszeit
erneut in voller Länge abläuft. Wenn der positive und der negative Impuls des Signals
b, die entweder mit Hilfe der Differentiationseinrichtung 12 oder direkt vom Fühler
erzeugt werden können, länger als die Verzögerungszeit auseinanderliegen, dann würde
das Relais 35 den Antrieb 16 abschalten, bevor der zweite negative Impuls im Signalverlauf
c auftritt.
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Ein solcher Fall tritt auf, wenn das Lenkrad länger als die Verzögerungszeit
in der in Fig. 2 gezeigten-Stellung angehalten wird, wo Zahn und Fühler einander
gerade voll überdecken.
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Der zweite negative Impuls des Signals b (natürlich kann die Polarität
der beiden Impulse des Signals b auch genau umgekehrt sein) würde dann erst auftreten,
wenn das Lenkrad erneut in der einen oder der anderen Richtung gedreht wird.
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Dieser zweite, angenommenerweise negative Impuls würde in der beschriebenen
Weise über die Transistoren 21 und 22 der Steuerschaltung, die Verzögerungseinrichtung
14 und den Schaltverstärker 15 ein erneutes Einschalten des Antriebs nach sich ziehen.
Weil daher bei der erfindungsgemäßen Steuerung für jede Zahnflanke,die am Fühler
7 vorbeibewegt wird, ein den Antrieb anschaltender oder zumindest die Verzögerungszeit
neu in Ablauf setzender Steuerimpuls erzeugt wird, ergibt sich eine sehr hohe Empfindlichkeit.
Diese hohe Empfindlichkeit der Steuerung macht ihre Anwendung in Verbindung mit
dem geringen Energieverbrauch für die Lenkhilfe insbesondere für Elektro-Gabelstapler,
Elektrowagen oder dergleichen geeignet, bei denen es infolge des Batterieantriebs
einerseits auf geringen Energieverbrauch und andererseigs auf hohe Wendigkeit ankommt.
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Fig. 5 zeigt einen gegenüber Fig. 4 vereinfachten Schaltungsaufbaut
der für einen ebenfalls im Handel erhältlichen Fühler geeignet ist, welcher ein
Fühlersignal entsprechend dem Impuls a und zugleich ein hierzu invertiertes FUhlersignal
entsprechend dem Impuls a erzeugt. In diesem Fall können die Differentiationseinrichtung
12 und die Steuerschaltung 13 sowie die Widerstände 26 und 27 der Verzögerungseinrichtung
14 von Fig. 4 durch die in Fig. 5 gezeigte Schaltung ersetzt werden.
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Entsprechend den beiden Ausgangssignalen des in Fig. 5 nicht dargestellten
Fühlers besitzt die vereinfachte Eingangsschaltung zwei Eingänge 17' und 17". Zwischen
den Versorgungsspannungsanschlüssen UB und OV liegen zwei Reihenschaltungen aus
dem Widerstand 39 und dem Kondensator 41 bzw. dem Widerstand 40 und dem Kondensator
42. Der Eingang 17' ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 39 und
dem Kondensator 41 verbunden, während der Eingang 17' mit dem Verbindungspunkt zwischen
dem Widerstand 40 und dem Kondensator 42 verbunden ist. Über Widerstände 43 und
44 sind die Eingänge 17' bzw. 17" mit der Basis des in Fig. 4 gezeigten Transistors
28 verbunden.
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Wenn das Fühlersignal am Eingang 17' von OV auf UB wechselt, während
gleichzeitig das Signal a am Eingang 17" von UB auf OV fällt, dann wird der Kondensator
42 rasch entladen, während sich der Kondensator 41 langsam aufzuladen beginnt. Dadurch
wird der Transistor 28 in den Sperrzustand versetzt, und an seinem Kollektor tritt
ein positiver Potentialsprung auf.
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Wenn sich der Kondensator 41 ausreichend aufgeladen hat, wird der
Transistor 28 erneut in den leitenden Zustand versetzt, woraufhin das Potential
an seinem Kollektor wieder abfällt.
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Die Länge des dabei entstandenen positiven Impulses am Kollektor des
Transistors 28 hängt von der Dimensionierung der Elemente 39 und 41 ab. Wenn dann
der Impuls a von UB auf OV
fällt, während gleichzeitig der Impuls
a von OV auf UB ansteigt, dann tritt der nächste positive Impuls am Kollektor des
Transistor 28 auf, wobei nun die Funktion der Elemente 39 und 41 einerseits und
der Elemente 40 und 42 andererseits genau umgekehrt wie zuvor ist. Die Steuerung
des Schaltverstärkers 15 durch das am Kollektor des Transistors 28 auftretende Signal
ist genauso, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben.