Fahrzeuoienkuno Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkung mit vom Fahrer betätigter Lenkeinrichtung, insbesondere Lenkrad, sowie eine den gelenkten Fahrzeugrädern zugeordnete motori- sche Stelleinrichtung, wie Hydraulikzylinder, mit dem die Lenkeinrichtung über eine Regelstrecke wirkverbunden ist, deren Regler eingangsseitig an einem von der Lenk- einrichtung betätigten Sollwertgeber, wie Lenkradwinkelsensor, sowie an einen den Lenkwinkel der gelenkten Fahrzeugräder registrierenden Istwertgeber, wie Lenkradwin- kelsensor, angeschlossen ist. Derzeit sind Personenkraftwagen und ähnliche Kraftfahr- zeuge in der Regel mit hydraulischen Servolenkungen ausgestattet, bei denen das Lenkrad mechanisch mit den gelenkten Fahrzeugrädern zwangsgekoppelt ist, das heißt, es liegt ein mechanischer Durchtrieb zwischen Lenkrad und gelenkten Fahrzeug- rädern vor. Dabei sind die gelenkten Fahrzeugräder des weiteren mit einer motorischen Stelleinrichtung antriebsmäßig verbunden, welche in Abhängigkeit von den zwischen dem Lenkrad und den gelenkten Fahrzeugrädern übertragenen Kräften bzw. Momenten gesteuert wird. Bei diesen Lenksystemen werden über die mechanischen Einrichtungen entsprechend reduzierte Kräfte aus dem Lenkgetriebe zum Lenkrad zurückgeführt.

Ebenso ist der Endanschlag des hydraulischen Stellzylinders durch einen Anstieg des Drucks und durch die entsprechend fühlbare Kraft am Lenkrad spürbar.

Ferner sind inzwischen auch für Kraftfahrzeuge schon Lenksysteme bekannt, auch als sogenannte Steer-by-Wire-Systeme bezeichnet, bei denen das Lenkrad mittels eines Sensors am Lenkrad nur noch das Sollwertsignal für die Lenkbetätigung erzeugt. Der hydraulische Stellzylinder zur Verstellung der gelenkten Räder wird mittels eines oder mehrerer Proportionalventile, welches oder welche von einem Rechner für die Lenkung angesteuert wird, betätigt. Ein derartiges System ist zum Beispiel in der EP 0898539 B1 mit den entsprechenden sicherheitsrelevanten Ventilschaltungen und zwei unabhängi- gen Hydraulikkreisen dargestellt. Die standardmäßige Hydraulikpumpe, die vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, versorgt im Normalbetrieb das Lenksystem.

Bei Ausfall des Lenksystems tritt ein Nothydraulikkreislauf, versorgt von einer elektro- motorisch angetriebenen Pumpe, in Kraft. In dieser Schrift wird das Lenkrad nur zur Betätigung des Sollwertgebers für den Lenkregelkreis beschrieben. Eine Rückmeldung

der an den gelenkten Rädern wirkenden Kräfte und/oder ein Erreichen des Endan- schlages der Räder und eine Rückmeldung dieses Endanschlages an das Lenkrad und damit an den Fahrer sind in dieser Schrift nicht erwähnt.

Ferner sind auf dem Gebiet der Servolenkungen Lenkungen mit Endanschlägen be- kannt, die elektromotorisch ein Drehmoment aufbringen oder mit einer mechanischen Sperre ausgeführt sind. Für die Aufbringung des geforderten Drehmoments durch E- lektromotoren (konstantes Halten) ist die Verwendung von großen Elektromotoren notwendig, obwohl die umgesetzte Leistung nur sehr niedrig ist. Der Motor ist teuer, groß und schwer. Mechanische Sperren ergeben ein schlechtes Lenkgefühl, erzeugen Geräusche und sind verschleißanfällig. Beide Systeme wirken in erster Linie unidirekti- onal vom Lenkgetriebe zum Lenkrad. Kommt es zu einem Ausfall der Krafterzeugung des Lenkgetriebes, so können diese beiden Systeme nicht zur Lenkung im Notfall ver- wendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein hydraulisch mit dem Lenkrad verbundenes Lenksystem zu schaffen, bei dem die Rückführung des Lenkradmomentes über einen Hydraulikkreislauf möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Fahrzeuglenkung mit vom Fahrer betätigter Lenkeinrichtung, insbesondere Lenkrad, sowie mit einer den gelenkten Fahrzeugrädern zugeordneten motorischen Stelleinrichtung dargestellt ist, mit der die Lenkeinrichtung über eine Regelstrecke wirkverbunden ist, deren Regler eingangsseitig an einem von der Lenkeinrichtung betätigten Sollwertgeber sowie an einem den Lenkwinkel der gelenkten Fahrzeugräder registrierenden Istwertgeber ange- schlossen ist, wobei die motorische Stelleinrichtung hydraulisch bzw. druckmittelbetätigt ist und wobei die Lenkeinrichtung bzw. das Lenkrad mit einem Hydraulikmotor bzw. druckmittelbetätigten Motor wirkverbunden ist.

Erfindungsgemäß erfolgt über den Hydraulikmotor eine Kraftrückführung auf das Lenk- rad. Bevorzugt wird eine Fahrzeuglenkung, bei der die Kraftrückführung über einen Druck erfolgt, der im Hydraulikmotor wirksam wird. In einer bevorzugten Ausführung

erzeugt die Kraftrückführung beziehungsweise der Druck ein Drehmoment am Lenkrad.

In einer bevorzugten Ausführung gibt das Drehmoment am Lenkrad dem Fahrer die Kraftverhältnisse an der Stelleinrichtung beziehungsweise dem Lenkgetriebe wieder.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung gibt das Drehmoment am Lenkrad das Erreichen des Endanschlages des Lenkgetriebes wieder. Bevorzugt wird eine Fahrzeuglenkung, bei der die Winkellage des Anschlags variabel ist in Abhängigkeit anderer Parameter, wie zum Beispiel des Fahrzustandes.

Bevorzugt wird eine Fahrzeuglenkung, bei der der Druck aus dem Lenkgetriebe abge- leitet wird. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung wird der Druck unabhän- gig vom Druck im Lenkgetriebe erzeugt, zum Beispiel mit einer separaten E-Motor- Pumpe. Bevorzugt wird ebenfalls eine Fahrzeuglenkung, bei der beim Ausfall des nor- malen Druckversorgungssystems wie Pumpe, Ventile, Leitungen oder Elektronik etc. der Hydromotor als Notlenkpumpe einsetzbar ist zur Erzeugung der Lenkkräfte.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale auf die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsvarianten beschrieben werden.

Die Figur zeigt eine schaltplanartige Darstellung einer Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Lenkung. Gemäß der Figur besitzt ein im übrigen nicht näher wiedergegebenes Kraftfahrzeug zwei gelenkte Fahrzeugräder 1, deren Lenkbewegung durch eine Stellein- richtung, wie zum Beispiel ein hydraulischer Stellzylinder 2, betätigt wird. Die beiden Zylinderraume 3 und 4 der Stelleinrichtung 2 werden über ein Ventil 5, das hier als Pro- portionalventil ausgebildet ist, und über entsprechende Hydraulikleitungen mit einer Pumpe 6 und mit einem Fluidreservoir 7 verbunden. Zusätzlich sind die eben erwähnten Arbeitsräume 3 und 4 des hydraulischen Stellzylinders über Ventile 8 und 9 mit einem Hydraulikmotor 10 verbunden, so daß die in den Zylinderräumen 3 und/oder 4 wirksamen Drücke über die Hydraulikleitungen und die Ventile 8 und 9 in dem Hydraulikmotor 10 wirksam werden. Der Hydraulikmotor 10 ist wiederum über die Lenksäule 11 mit dem Lenkrad 12 verbunden. Das Lenkrad 12 mit der Lenksäule 11 und dem Hydraulikmotor

10 hat im Bereich dieser sogenannten Stelleinrichtung einen Lenkradwinkelsensor 13, der das Sollwertsignal für den Regelkreis liefert, welcher hier durch die komplette soge- nannte Steer-by-Wire-Lenkeinrichtung dargestellt ist. Der Lenkradwinkelsensor 13 gibt das Lenkradwinkelsignal über eine Steuerleitung 14 an eine elektronische Kontrolleinheit oder einen Rechner 15 weiter. Zusätzlich gibt ein Lenkwinkelsensor 26 das Istwerte- signal, die Stellung der Fahrzeugräder 1, über eine Signalleitung 27 an den Rechner 15 weiter. Der Rechner 15 kreiert, entsprechend zusätzlicher Parameter über den Fahrzu- stand des Fahrzeuges von anderen Sensoren, Steuersignale für das Proportionalventil 5, welche über die Signalleitungen 16 und 17 an die Proportionalmagnete 18 und 19 des Proportionalventils weitergeleitet werden. Entsprechend den Steuersignalen bewirkt das Proportionalventil 5 stufenlos eine Verschiebung des Ventilkolbens, die dafür sorgt, daß der von der Pumpe 6 erzeugte Fluidstrom und der in das Reservoir 7 zurückfließende Fluidstrom zu einer mehr oder weniger großen Druckdifferenz in den Stellzylinderkam- mern 3 und 4 und damit zu einer Verstellung der gelenkten Räder 1 führen. Diese Druck- differenz wird, wie schon vorher erwähnt, über die Steuerleitung 20, das Ventil 9 und die Steuerleitung 21 sowie über die Steuerleitung 22, das Ventil 8 und die Steuerleitung 23 am Hydraulikmotor 10 wirksam. Dabei kann bei einer Ausführungsform dieser hydrauli- schen Rückführung der Hydraulikmotor 10 so dimensioniert sein, daß alle im Betriebszu- stand auftretenden Druckdifferenzen des Lenkgetriebes, auf die zulässigen Handkräfte am Lenkrad reduziert, als Rückwirkungsdrehmoment an den Fahrer über das Lenkrad weitergeleitet werden. Die Erfindung kann aber weiterhin derart ausgestaltet werden, daß die Ventile 8 und/oder 9 ab einem bestimmten, maximal zulässigen Rückwirkungsdruck für den Hydraulikmotor 10 den Druck hinter dem Ventil, das heißt in den Leitungen 23 oder 21, reduzieren, so daß eine Drehmomentenbegrenzung oder eine Druckabschnei- dung für den Hydraulikmotor einstellbar ist. Das kann dadurch erreicht werden, daß die Ventile 8 und/oder 9 als Proportionalventile oder sogar als Proportionaldruckminderventile ausgebildet sind, welche den hinter dem Ventil wirkenden Druck entsprechend ihrem Sollwert begrenzen. Dazu sind die Ventile über Signalleitungen 24 und 25 mit dem Rech- ner 15 verbunden. Mit dieser Art der Drehmomentbeeinflussung am Lenkrad lassen sich beliebige Lenkungskennlinien erzeugen. Neben dieser Art der hydraulischen Rückfüh- rung kann dieses System aber noch mit einer weiteren Nutzungsart, das heißt, mit einem weiteren Vorteil aufwarten. Bei einem eventuellen Ausfall der Hauptdruckversorgung

durch die Pumpe 6 kann zum Beispiel der Hydraulikmotor 10 ais Notlenkhelfpumpe be- nutzt werden, indem durch Umdrehung des Lenkrades 12 der Hydraulikmotor 10 zusatz- lich einen Ölstrom in das Lenkgetriebe aktivieren kann. Dazu müssen die Ventile 8 und 9, die eventuell als Druckminderventile ausgebildet sind, jetzt einen Rückfluß des Öls von Hydraulikmotor 10, welcher jetzt als Hydraulikpumpe eingesetzt wird, zum Lenkgetriebe ermöglichen. Das muß entweder durch entsprechende Umgehungsventile oder durch Zusatzfunktionen in den vorhandenen Ventilen ermöglicht werden, die bei einem stan- dardmäßigen Druckminderventil so nicht vorgesehen sind. Nimmt man reine Proportio- nalventile als Proportionalschieberventile, die nur durch die elektrischen Signale aus dem Rechner angesteuert werden, so läßt sich dieser Rückfluß ohne weiteres ermöglichen.

Der von dem jetzt als Pumpe arbeitenden Hydromotor 10 erzeugte Ölstrom kann nun mit entsprechender Untersetzung der Lenkgeschwindigkeit in den Zylinderhälften 3 und 4 aktiv werden, wenn zuvor das Proportionalventil 5 in eine Sicherheitsstellung, wie hier vereinfacht dargestellt in der Mittelstellung, gebracht wurde und der durch den Hydromo- tor 10 verschobene Ölvolumenstrom entsprechend die Ölvolumina in den Zylinderhälften 3 und 4 verschiebt. Der Einfachheit halber sind zusätzliche Volumenkompensationsein- richtungen, wie Temperaturkompensation oder Leckagekompensation, nicht dargestellt, welche bei einem derartigen Hydrauliksystem vorgesehen sein können. Es geht hier nur um die prinzipielle Darstellung der Funktion der hydraulischen Rückwirkungen auf das Lenkrad und der Funktion der hydraulischen Nothelfpumpe vom Lenkrad her. Die Funkti- on der Nothelfpumpe kann auch durch einen zuschaltbaren E-Motor realisiert werden.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offen- barte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unter- anspruches hin ; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteran- sprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung auf- weisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Viel- mehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzel- nen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen beziehungsweise Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrens- schrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf-und Arbeitsverfahren betreffen.