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Patent Searching and Data


Title:
STEERING SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING A STEERING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/019458
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a steering system (1) for a motor vehicle, comprising a steering rack (10) which has a first toothed section (12) and a second toothed section (14). The second toothed section (14) has a variable transmission ratio characteristic ivar2. The invention also relates to a method for operating a steering system (1).

Inventors:
ILG JOACHIM (DE)
FROEHLICH STEFAN (DE)
KURZ THORSTEN (DE)
BIEBER JUERGEN (DE)
PONZER BENJAMIN (DE)
ERTLE PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/064096
Publication Date:
February 01, 2018
Filing Date:
June 09, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT AUTOMOTIVE STEERING (DE)
International Classes:
B62D5/04
Domestic Patent References:
WO2002076653A12002-10-03
WO2014196617A12014-12-11
Foreign References:
JP2002154442A2002-05-28
DE10126424A12002-12-05
DE10126424A12002-12-05
Attorney, Agent or Firm:
BEE, Joachim (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Lenksystem (1) für ein Kraftfahrzeug, mit:

einer Zahnstange (10), welche einen ersten Verzahnungsabschnitt (12) aufweist, der mit einem, mit einer Lenkwelle (4) zum Übertragen eines Lenkmoments (ML) verbundenen ersten Antriebsritzel (13) im Eingriff ist, und welche einen von dem ersten Verzahnungsabschnitt (12) beabstandet angeordneten zweiten Verzahnungsabschnitt (14) aufweist, der mit einem, mit einer Servoeinheit (6) zum Übertragen eines von einem Servomotor (8) erzeugten unterstützenden Drehmoments (MD) verbundenen zweiten Antriebsritzel (15) im Eingriff ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verzahnungsabschnitt (14) einen variablen Übersetzungsverlauf (iVAR2) aufweist.

2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der variable Übersetzungsverlauf (iVAR2) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) derart ausgebildet ist, dass dieser in einem Mittenbereich (14a) einen ersten Übersetzungsverlauf (ii) und in jeweiligen Randbereichen (14b, 14c) einen zweiten Übersetzungsverlauf (12) aufweist.

3. Lenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Zahnstange (10) im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs (ii) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) einen ersten Hub (Hl; Hl') aufweist, welcher über einem vorgegebenen Schwellwert (S) liegt und die Zahnstange (10) im Bereich des zweiten Übersetzungsverlaufs (12) des zweiten

Verzahnungsabschnitts (14) einen zweiten Hub (H2; H2') aufweist, welcher unter dem vorgegebenen Schwellwert (S) liegt.

4. Lenksystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Übersetzungsverlauf (ii) eine konstante Übersetzung und der zweite Übersetzungsverlauf (12) eine zumindest abschnittsweise abfallende

Übersetzung aufweist.

Lenksystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Übersetzungsverlauf (ii) eine variable Übersetzung und der zweite Übersetzungsverlauf (12) eine zumindest abschnittsweise abfallende

Übersetzung aufweist.

Lenksystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung im Bereich des zweiten Übersetzungsverlaufs (12) von der Übersetzung im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs (ii) zumindest abschnittsweise linear abfällt und anschließend konstant verläuft oder die Übersetzung im Bereich des zweiten Übersetzungsverlaufs (12) von der Übersetzung im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs (ii) zumindest abschnittsweise variabel abfällt und anschließend konstant verläuft.

Lenksystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenbereich (14a) einen ersten Lenkwinkel (al) von 0° bis +-90°, vorzugsweise von 0° bis +-180°, insbesondere vorzugsweise von 0° bis +- 270° aufweist und die jeweiligen Randbereiche (14b, 14c) einen zweiten Lenkwinkel (a2) von größer als +-90°, vorzugsweise von größer als +-180°, insbesondere vorzugsweise von größer als 270° aufweisen.

Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verzahnungsabschnitt (12) einen konstanten Übersetzungsverlauf (iki) oder einen variablen Übersetzungsverlauf (ivari) aufweist.

Lenksystem nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übersetzungsänderung von dem ersten Übersetzungsverlauf (ii) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) zu dem zweiten

Übersetzungsverlauf (12) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) in einem Bereich des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) angeordnet ist, in welchem eine höhere unterstützende Zahnstangenkraft als in dem Mittenbereich (14a) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) erforderlich ist.

10. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem (1) bei einem in dem Mittenbereich (14a) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkel (al) eine höhere Lenkgeschwindigkeit als bei einem in den jeweiligen

Randbereichen (14b, 14c) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkel (a2) bei einer konstanten Drehzahl des Servomotors (8) aufweist.

11. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Lenksystem (1) bei einem in den jeweiligen Randbereichen (14b, 14c) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkel (a2) eine höhere unterstützende Zahnstangenkraft als bei einem in dem Mittenbereich (14a) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkel (al) bei konstantem Drehmoment des

Servomotors (8) aufweist.

12. Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems (1), mit den Schritten:

Bereitstellen (Sl) einer Zahnstange (10) mit einem ersten

Verzahnungsabschnitt (12), der mit einem, mit einer Lenkwelle (4) zum Übertragen eines Lenkmoments (ML) verbundenen, ersten Antriebsritzel (13) im Eingriff ist, und mit einem von dem ersten Verzahnungsabschnitt (12) beabstandet angeordneten zweiten Verzahnungsabschnitt (14), der mit einem, mit einer Servoeinheit (6) zum Übertragen eines von einem

Servomotor (8) erzeugten unterstützenden Drehmoments (MD) verbundenen, zweiten Antriebsritzel (15) im Eingriff ist;

gekennzeichnet durch

Lenken (S2) mit einer höheren Lenkgeschwindigkeit bei einem in dem Mittenbereich (14a) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkel (al) als bei einem in den jeweiligen Randbereichen (14b, 14c) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkels (a2) bei einer konstanten Drehzahl des Servomotors (8); und

Lenken (S3) mit einer höheren unterstützenden Zahnstangenkraft bei einem in den jeweiligen Randbereichen (14b, 14c) des zweiten

Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkel (a2) als bei einem in dem Mittenbereich (14a) des zweiten Verzahnungsabschnitts (14) liegenden Lenkwinkel (al) bei konstantem Drehmoment des Servormotors (8).

Description:
Beschreibung Titel

Lenksystem und Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems für ein

Kraftfahrzeug.

Stand der Technik

Derzeit werden im Pkw-Bereich hauptsächlich Zahnstangenlenkungen eingesetzt. Eine Servounterstützung des Fahrers wird dabei zunehmend elektromechanisch realisiert. Insbesondere bei Zahnstangenelektrolenkungen, welche ein Doppelritzel aufweisen, wobei ein erstes Ritzel mit der Zahnstange im Bereich der Lenkwelle kämmt und ein zweites Ritzel mit einer Servoeinheit gekoppelt ist und von dem ersten Ritzel beabstandet mit der Zahnstange kämmt, sind Lenkeingriffe des Fahrers und des Servoantriebs räumlich getrennt. Dies ermöglicht eine Umsetzung unterschiedlicher, optimierter Übersetzungen. Für die Leistungsauslegung des Lenksystems werden vom Fahrzeughersteller verschiedene Arbeitspunkte spezifiziert. Im Mittenbereich wird häufig eine höhere Lenkgeschwindigkeit gefordert, um beispielsweise Ausweichmanöver zu ermöglichen, wohingegen im Außenbereich der Lenkung hohe Kräfte für ein Parkieren erforderlich sind. Oft hat dies zur Folge, dass zwischen den konträren Kriterien Zahnstangenkraft und Lenkgeschwindigkeit ein Kompromiss gefunden werden muss. Gelingt dies nicht, muss ein größerer, teurerer Servoantrieb eingesetzt werden.

Die DE 101 26 424 AI offenbart ein System zur Steuerung einer Zahnstange durch eine Lenkwinkelvorgabe, welche eine Lenkhandhabe mittels eines variablen Übersetzungsverlaufs aufweist. Der Übersetzungsverlauf der Lenkzahnstange weist zwischen einer Geradeausfahrstellung und einem maximalen Lenkwinkel einen ansteigenden Bereich und einen abfallenden Bereich auf.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welches durch optimale Leistungsausnutzung eine Gewichts-, Package- und Kostenreduzierung ermöglicht.

Die Aufgabe wird mit einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe mit einem

Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Zahnstange, welche einen ersten Verzahnungsabschnitt aufweist, der mit einem, mit einer Lenkwelle zum Übertragen eines Lenkmoments verbundenen, ersten Antriebsritzel im Eingriff ist, und welche einen von dem ersten

Verzahnungsabschnitt beabstandet angeordneten zweiten Verzahnungsabschnitt aufweist, der mit einem, mit einer Servoeinheit zum Übertragen eines von einem Servomotor erzeugten unterstützenden Drehmoments verbundenen, zweiten Antriebsritzel im Eingriff ist, wobei der zweite Verzahnungsabschnitt einen variablen Übersetzungsverlauf aufweist.

Die vorliegende Erfindung schafft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines Lenksystems. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Zahnstange mit einem ersten Verzahnungsabschnitt, der mit einem, mit einer Lenkwelle zum Übertragen eines Lenkmoments verbundenen, ersten Antriebsritzel im Eingriff ist, und mit einem von dem ersten Verzahnungsabschnitt beabstandet angeordneten zweiten Verzahnungsabschnitt, der mit einem, mit einer Servoeinheit zum

Übertragen eines von einem Servomotor erzeugten unterstützenden

Drehmoments verbundenen, zweiten Antriebsritzel im Eingriff ist.

Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Lenken mit einer höheren

Lenkgeschwindigkeit bei einem in dem Mittenbereich des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel als bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkels bei einer konstanten Drehzahl des Servomotors. Das Verfahren umfasst überdies ein Lenken mit einer höheren unterstützenden Zahnstangenkraft bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel als bei einem in dem Mittenbereich des zweiten

Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel bei konstantem Drehmoment des Servomotors.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, anstatt der bisherigen konstanten Übersetzung auf der Servoseite eine variable Servoübersetzung einzuführen. Dies ermöglicht eine optimale Abstimmung des Lenksystems und damit eine hohe Lenkgeschwindigkeit in der Mitte und eine große Kraft im Außenbereich. Durch die optimale Leistungsausnutzung kann somit bei gleichbleibenden Eingangsgrößen, d.h. bei konstanter Drehzahl bzw. bei konstantem Drehmoment des Servomotors daher eine Systemauslegung mittels eines Servomotors mit geringerem Drehmoment erfolgen. Daraus ergibt sich eine Gewichts-, Package- und Kostenreduzierung.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der variable Übersetzungsverlauf des zweiten Verzahnungsabschnitts derart ausgebildet ist, dass dieser in einem Mittenbereich einen ersten Übersetzungsverlauf und in jeweiligen Randbereichen einen zweiten Übersetzungsverlauf aufweist. Im Mittenbereich kann somit eine erste Eigenschaft der Übersetzung bereitgestellt werden und in den jeweiligen Randbereichen eine zweite von der ersten

Eigenschaft unterschiedliche Eigenschaft der Übersetzung bereitgestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Zahnstange im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs des zweiten

Verzahnungsabschnitts einen ersten Hub aufweist, welcher über einem vorgegebenen Schwellwert liegt und die Zahnstange im Bereich des zweiten Übersetzungsverlaufs des zweiten Verzahnungsabschnitts einen zweiten Hub aufweist, welcher unter dem vorgegebenen Schwellwert liegt. Somit lassen sich im Mittenbereich beispielsweise hohe Lenkgeschwindigkeiten bei relativ geringer Drehzahl des Servomotors realisieren. Durch eine direkte Übersetzung kann hierbei beispielsweise eine Optimierung der Akustik durch geringere

Motordrehzahlen erfolgen. Im Außenbereich können vorzugsweise größere Kräfte zum Parkieren erzeugt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Übersetzungsverlauf eine konstante Übersetzung und der zweite

Übersetzungsverlauf eine zumindest abschnittsweise abfallende Übersetzung aufweist. Somit kann in vorteilhafter Weise eine regressive Auslegung der Übersetzung in den jeweiligen Randbereichen ermöglicht werden. Dies bedeutet, dass im Idealfall das Drehmoment des Servomotors nicht erhöht werden muss, um den mit dem Hub steigenden Kraftbedarf der Zahnstange zu erreichen. Somit bestimmt im Vergleich zu einer kontanten Servoübersetzung nicht mehr die maximale Zahnstangenkraft über das erforderliche Drehmoment des

Servomotors, sondern das geringste Kraftniveau im Mittenbereich. Somit kann der Servomotor im Hinblick auf das maximale Motormoment optimal ausgenutzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Übersetzungsverlauf eine variable Übersetzung und der zweite

Übersetzungsverlauf eine zumindest abschnittsweise abfallende Übersetzung aufweist. Durch Vorsehen der variablen Übersetzung im Bereich des ersten Übersetzungsverlauf kann eine noch flexiblere Anpassung der Übersetzung an jeweilige Anfordernisse ermöglicht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass dieÜbersetzung im Bereich des zweiten Übersetzungsverlaufs von der

Übersetzung im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs zumindest

abschnittsweise linear abfällt und anschließend konstant verläuft oder die Übersetzung im Bereich des zweiten Übersetzungsverlaufs von der Übersetzung im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs zumindest abschnittsweise variabel abfällt und anschließend konstant verläuft. Somit kann in vorteilhafter Weise eine lineare Auslegung des Lenkverhaltens in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts bereitgestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Mittenbereich einen ersten Lenkwinkel von 0° bis +-90°, vorzugsweise von 0° bis

+-180°, insbesondere vorzugsweise von 0° bis +-270° aufweist und die jeweiligen Randbereiche einen zweiten Lenkwinkel von größer als +-90°, vorzugsweise von größer als +-180°, insbesondere vorzugsweise von größer als 270° aufweisen. Somit können der Mittenbereich als auch die jeweiligen Randbereiche derart ausgelegt werden, dass diese an jeweilige Anfordernisse anpassbar sind. Die

Leistung der kostenintensiven Einheit Motor- und Steuergerät kann somit optimal ausgenutzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Verzahnungsabschnitt einen konstanten Übersetzungsverlauf oder einen variablen Übersetzungsverlauf aufweist. Somit ist eine Kombination mit der bisherigen sensorseitigen variablen Übersetzung möglich. Dadurch ergeben sich in vorteilhafter Weise in der Auslegung des Lenksystems weitere

Optimierungspotenziale.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Übersetzungsänderung von dem ersten Übersetzungsverlauf des zweiten Verzahnungsabschnitts zu dem zweiten Übersetzungsverlauf des zweiten Verzahnungsabschnitts in einem Bereich des zweiten Verzahnungsabschnitts angeordnet ist, in welchem eine höhere unterstützende Zahnstangenkraft als in dem Mittenbereich des zweiten Verzahnungsabschnitts erforderlich ist. Somit kann der Übersetzungsverlauf vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Leistung des Servomotors an einen Verlauf der Zahnstangenkraft angepasst werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das

Lenksystem bei einem in dem Mittenbereich des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel eine höhere Lenkgeschwindigkeit als bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel bei einer konstanten Drehzahl des Servomotors aufweist. Somit kann eine optimale Abstimmung des Lenksystems erfolgen und dadurch eine optimale Leistungsausnutzung von Motor- und Servoeinheit erreicht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Lenksystem bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten

Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel eine höhere unterstützende Zahnstangenkraft als bei einem in dem Mittenbereich des zweiten

Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel bei konstantem Drehmoment des Servomotors aufweist. Durch die höhere unterstützende Zahnstangenkraft in den jeweiligen Randbereichen kann dies für den Parkiervorgang bereitgestellt werden. Die unterstützende Zahnstangenkraft kann hierbei in vorteilhafter Weise durch eine kompakte Motor- und Servoeinheit bereitgestellt werden, wodurch eine optimale Leistungsausnutzung der Motor- und Servoeinheit erreichbar ist. Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.

Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der

Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der

Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen

Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.

Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lenksystems für ein

Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Zahnstange des Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Darstellung eines Übersetzungsverlaufs der Zahnstange in

Relation zu einem Lenkwinkel gemäß der bevorzugten

Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Zahnstange des Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des

Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts

Gegenteiliges angegeben ist.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Lenksystems 1 für ein

Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Das Lenksystem 1 für das Kraftfahrzeug weist eine Zahnstange 10 auf. Die Zahnstange 10 weist einen ersten Verzahnungsabschnitt 12 und einen zweiten Verzahnungsabschnitt 14 auf. Der erste Verzahnungsabschnitt 12 ist mit einem, mit einer Lenkwelle 4 zum Übertragen eines Lenkmoments ML verbundenen ersten Antriebsritzel 13 im Eingriff. Der zweite Verzahnungsabschnitt 14 ist von einem ersten Verzahnungsabschnitt 12 beabstandet an der Zahnstange 10 angeordnet. Der zweite Verzahnungsabschnitt 14 ist mit einem, mit einer Servoeinheit 6 zum Übertragen eines von einem Servomotor 8 erzeugten unterstützenden Drehmoments MD verbundenen zweiten Antriebsritzel 15 im Eingriff. Der zweite Verzahnungsabschnitt 14 weist einen variablen

Übersetzungsverlauf auf.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnstange des Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der variable Übersetzungsverlauf i var 2 des zweiten Verzahnungsabschnitts 14 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser in einem Mittenbereich 14a einen ersten Übersetzungsverlauf ii und in jeweiligen Randbereichen 14b, 14c einen zweiten Übersetzungsverlauf 12 aufweist. Der erste Verzahnungsabschnitt 12 weist vorzugsweise einen konstanten Übersetzungsverlauf iki auf.

Die Zahnstange 10 wird vorzugsweise durch Umformung hergestellt. Ein

Querschnitt der Zahnstange ist somit im Bereich der Verzahnung vorzugsweise vergrößert. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise Biegespannungen an der Zahnstange reduzieren. Dies ermöglicht die Verwendung dünnerer Zahnstangen. Durch einen damit einhergehenden Festigkeitsvorteil können größere Kräfte übertragen werden. Bei gleicher Fußlinie kann durch die Umformung der

Verzahnung bei variabler Übersetzung eine größere Zahnbreite realisiert werden. Dies wirkt sich positiv auf die Zahnfußbiegespannung und somit auf die

Festigkeit bzw. Belastbarkeit der Verzahnung aus.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines Übersetzungsverlaufs der Zahnstange in Relation zu einem Lenkwinkel gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die Zahnstange 10 weist im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs ii des zweiten Verzahnungsabschnitts 14 vorzugsweise einen ersten Hub Hl, Hl' auf, welcher über einem vorgegebenen Schwellwert (S) liegt.

Des Weiteren weist die Zahnstange 10 im Bereich des zweiten

Übersetzungsverlaufs 12 des zweiten Verzahnungsabschnitts 14 vorzugsweise einen zweiten Hub H2 auf, welcher unter dem vorgegebenen Schwellwert (S) liegt.

Die Übersetzung im Bereich des zweiten Übersetzungsverlaufs kann alternativ beispielsweise von der Übersetzung im Bereich des ersten Übersetzungsverlaufs ii zumindest abschnittsweise variabel abfallen und anschließend konstant verlaufen.

Der Mittenbereich weist vorzugsweise einen ersten Lenkwinkel al von 0° +-270° auf und die jeweiligen Randbereiche weisen einen zweiten Lenkwinkel a2 auf, welcher vorzugsweise größer als 270° ist. Alternativ kann der erste Lenkwinkel al beispielsweise von 0 bis +-90° oder von 0 bis +-180° betragen und der zweite Lenkwinkel a2 größer als +-90° oder größer als +-180° sein.

Eine Übersetzungsänderung von dem ersten Übersetzungsverlauf ii des zweiten Verzahnungsabschnitts 14 zu dem zweiten Übersetzungsverlauf des zweiten Verzahnungsabschnitts 14 ist vorzugsweise in einem Bereich des zweiten Verzahnungsabschnitts 14 angeordnet, in welchem eine höhere unterstützende Zahnstangenkraft als in dem Mittenbereich 14a des zweiten

Verzahnungsabschnitts 14 erforderlich ist. Alternativ ist beispielsweise eine andere geeignete Anordnung denkbar.

Das Lenksystem 1 weist bei einer konstanten Drehzahl des Servomotors 8 somit vorzugsweise bei einem in dem Mittenbereich des zweiten

Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel al eine höhere

Lenkgeschwindigkeit als bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel a2 auf.

Das Lenksystem 1 weist des Weiteren vorzugsweise bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel a2 eine höhere unterstützende Zahnstangenkraft als bei einem in dem Mittenbereich des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel bei konstantem Drehmoment des Servomotors 8 auf.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnstange des Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der erste Verzahnungsabschnitt 12 weist vorzugsweise einen variablen Ubersetzungsverlauf Ivarl auf.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des

Lenksystems für das Kraftfahrzeug gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen Sl einer Zahnstange mit einem ersten Verzahnungsabschnitt, der mit einem, mit einer Lenkwelle zum Übertragen eines Lenkmoments verbundenen, ersten Antriebsritzel im Eingriff ist, und mit einem von dem ersten Verzahnungsabschnitt beabstandet angeordneten zweiten Verzahnungsabschnitt, der mit einem, mit einer Servoeinheit zum Übertragen eines von einem Servomotor erzeugten unterstützenden Drehmoments verbundenen, zweiten Antriebsritzel im Eingriff ist.

Das Verfahren umfasst des Weiteren ein Lenken S2 mit einer höheren

Lenkgeschwindigkeit bei einem in dem Mittenbereich des zweiten

Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel als bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkels bei einer konstanten Drehzahl des Servomotors (8).

Das Verfahren umfasst überdies ein Lenken S3 mit einer höheren

unterstützenden Zahnstangenkraft bei einem in den jeweiligen Randbereichen des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel als bei einem in dem Mittenbereich des zweiten Verzahnungsabschnitts liegenden Lenkwinkel bei konstantem Drehmoment des Servormotors (8).

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann der Übersetzungsverlauf des ersten Verzahnungsabschnitts 12 und/oder des zweiten Verzahnungsabschnitts 14 in dessen Variabilität an jeweilige Anforderungen angepasst werden.

Bezugszeichenliste

1 Lenksystem

4 Lenkwelle

6 Servoeinheit

8 Servomotor

10 Zahnstange

12 erster Verzahnungsabschnitt

13 erstes Antriebsritzel

14 zweiter Verzahnungsabschnitt

14a Mittenbereich

14b, 14c Randbereiche

15 zweites Antriebsritzel H Hub

Hl, Hl' erster Hub

H2, H2' zweiter Hub

iki konstanter Übersetzungsverlauf

Ivarl variabler Übersetzungsverlauf

Ivar2 variabler Übersetzungsverlauf

Ii erste Übersetzung

Ϊ2 zweite Übersetzung

MD Drehmoment

ML Lenkmoment

s Schwellwert

al erster Lenkwinkel

a2 zweiter Lenkwinkel