Eine gattungsgemäße Hilfskraftlenkung ist aus der DE 198 29 531 A1 bekannt.

Die gattungsgemäße Schrift zeigt eine Hilfskraftlen- kung mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung für Kraftfahrzeuge, wobei eine mit einem Lenkhandrad ver- sehene Lenkspindel mit einem Eingangsglied eines Lenk- getriebes verbunden ist. Ein Ausgangsglied des Lenkge- triebes ist mit zu lenkenden Rädern des Kraftfahrzeu- ges verbunden. Zwei Arbeitsräume eines Servomotors ei- ner Hilfskrafteinrichtung sind entsprechend einem an- stehenden Drehmoment im Bereich Lenkspindel/Eingangs- glied über ein Lenkventil von einer Servopumpe mit Druckmittel beaufschlagt. Die Servopumpe bzw. die Druckmittelpumpe wird dabei durch den Verbrennungsmo- tor angetrieben.

Zwei Sensoren zum Erfassen eines Drehwinkels und eines Drehmomentes sind gemäß der gattungsgemäßen Schrift an der Lenkspindel bzw. an dem Ausgangsglied des Lenkge- triebes angeordnet. Sowohl die Größe und die Richtung der hydraulischen Hilfskraftunterstützung als auch die Rückstellung der zu lenkenden Räder werden über ein gemeinsames, elektronisch gesteuertes Elektromagnet- ventil gesteuert. Zum Erfassen der Lenkkraft ist ein Drehmomentsensor vorhanden.

Die gattungsgemäße Hilfskraftlenkung stellt eine Wei- terentwicklung der vorbekannten Hilfskraftlenkungen, wie beispielsweise aus der EP 0 440 638 B1 bekannt, dar.

Durch die gattungsgemäße Hilfskraftlenkung ist eine Hilfskraftunterstützung durch einfache Mittel möglich.

Darüber hinaus wird die Lenkpräzision verbessert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Hilfskraftlenkungen weiter zu verbes- sern, insbesondere eine weitere Optimierung bezüglich einer energetisch vorteilhaften Funktionsweise zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn- zeichnenden Teil von Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst. Dadurch, daß die Druckmittelpumpe von dem Motor mit- tels einer Kupplung trennbar ist, kann die Druckmit- telpumpe in bestimmten Fahrsituationen in energetisch günstiger Weise von dem Motor getrennt werden. In Ver- suchen hat sich dabei herausgestellt, daß sich sowohl die CO2-Emissionen als auch der Kraftstoffverbrauch reduziert. In vorteilhafter Weise ist eine Trennung dann möglich, wenn keine Lenkbewegung erfolgt, d. h. wenn keine hydraulische Unterstützung benötigt wird.

Dies kann z. B. bei geraden Autobahnstücken oder der- gleichen der Fall sein.

Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, reduziert ein Abtrennen der Druckmittelpumpe vom Motor den Ge- samtverbrauch, insbesondere bei großvolumigen Druck- mittelpumpen, spürbar.

Von Vorteil ist es, wenn die Kupplung als elektroma- gnetische Kupplung ausgebildet ist.

Die Kupplung kann in einer derartigen Ausgestaltung schnell und dynamisch auf Veränderungen reagieren und somit flexibel eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, daß die Kupplung in der Druckmittelpumpe integriert oder an der Druckmittelpumpe angeordnet ist.

Die Anordnung der Kupplung an der Druckmittelpumpe oder eine Integration in die Druckmittelpumpe ermög- licht eine kompakte und kostengünstig zu realisierende Ausgestaltung. Die notwendigen Anschlußteile werden auf ein Minimum verringert und somit die baulichen Maßnahmen optimiert.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vor- gesehen sein, daß das Elektromagnetventil zur Steue- rung des Druckmittelstroms zu Arbeitsräumen, in der Druckmittelpumpe angeordnet ist.

Dadurch, daß das Elektromagnetventil in der Druckmit- telpumpe integriert ist, lassen sich in vorteilhafter Weise kurze Leitungslängen und ein daraus resultieren- der geringer hydraulischer Widerstand realisieren. Die sich infolgedessen ergebenden energetischen Vorteile wirken sich vorteilhaft auf die Hilfskraftlenkung aus.

Dadurch ist es insbesondere auch möglich, direkt be- teiligte Elemente ebenfalls optimiert und daran ange- paßt kostengünstig auszugestalten. Wie sich in Versu- chen gezeigt hat, läßt sich eine Integration des Elek- tromagnetventiles in die Druckmittelpumpe einfach und kostengünstig durchführen. Da es sich bei der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung um ein Massenproduktionsteil handelt, kommen kostensenkenden Maßnahmen eine nicht unerhebliche Bedeutung zu.

Im Vergleich zu bisher bekannten Hilfskraftlenkungen mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung läßt sich die erfindungsgemäße Lösung wesentlich günstiger mit einem geringeren mechanischen Aufwand herstellen. Auf- tretende Geräusche, die sich gegebenenfalls bis in das Fahrzeuginnere erstrecken können, werden deutlich re- duziert bzw. eliminiert.

Wie sich in Versuchen ebenfalls herausgestellt hat, verbessert sich durch die Integration des Elektroma- gnetventiles in die Druckmittelpumpe das Lenkgefühl und die Lenkpräzision. In vorteilhafter Weise redu- ziert sich die Baugröße, der eine erhebliche Bedeu- tung, insbesondere bei einem Einsatz in Kraftfahrzeu- gen, zukommt, erheblich.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß das Elektro- magnetventil über eine Recheneinheit steuerbar ist, wobei die Recheneinheit Signale von wenigstens einem Lenkmomentsensor verarbeitet und die Recheneinheit zur Steuerung des Elektromagnetventiles ebenfalls den Ser- voöldruck zu den Arbeitsräumen verarbeitet.

Anhand der Signale des Lenkmomentsensors, d. h. anhand des vom Fahrer vorgegebenen Lenkwunsches, und des Ser- voöldrucks zu den Arbeitsräumen, steuert die Rechen- einheit das Elektromagnetventil, so daß die gewünschte hydraulische Unterstützung erzielt wird. Jedem durch die Lenkhandhabe vorgegebenen Lenkmoment kann somit in einfacher Weise eine hydraulische Unterstützung zuge- ordnet werden. Dabei wird der vorhandene Servoöldruck entsprechend berücksichtigt.

Das Elektromagnetventil kann über die Recheneinheit auch auf einfache Weise in Abhängigkeit von zusätzli- chen Parametern, wie beispielsweise der Fahrgeschwin- digkeit des Fahrzeuges, der Lenkgeschwindigkeit, der Giergeschwindigkeit, des Beladezustandes, der Mo- tordrehzahl, der ESP-bzw. ABS-Signale, des Lenkwin- kels oder weiterer fahrerindividueller Einstellungen, gesteuert werden.

Durch eine geeignete Programmierung der Recheneinheit und einer entsprechenden Sensorik kann das Elektroma- gnetventil durch Signale gesteuert werden, die Aus- kunft über die derzeitige Position des Fahrzeugs und über gewünschte, zukünftig Positionen geben. Damit ist die Option für ein automatisches Lenken in der Hilfskraftlenkung enthalten.

Der Lenkmomentsensor kann zweckmäßigerweise als Druck- kraftsensor oder als Piezo-Element ausgebildet sein.

Mit solchen Elementen kann der Steuerweg auf 0° bis 0, 1° reduziert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig darge- stellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt : Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemä- ßen Hilfskraftlenkung in einer ersten Ausge- staltung mit einer separat von der Druckmit- telpumpe angeordneten Kupplung und einem Elek- tromagnetventil mit offener Mitte ; und Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemä- ßen Hilfskraftlenkung in einer zweiten Ausge- staltung mit einer in die Druckmittelpumpe in- tegrierten Kupplung und einem Elektromagnet- ventil mit geschlossener Mitte.

Hilfskraftlenkungen mit hydraulischer Unterstützung sind bereits hinreichend bekannt, wobei auf die DE 198 29 531 AI verwiesen wird, weshalb nachfolgend lediglich auf die erfindungsgemäß relevanten Merkmale näher eingegangen wird.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge mit einer Druckmittelpumpe 1, in die ein Elektromagnetventil 2 integriert ist. Die Druck- mittelpumpe 1 weist somit neben der üblichen Druckmit- telpumpeneinrichtung la ein Elektromagnetventil 2, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Propor- tionalmagnetventil ausgebildet ist, auf.

Die Druckmittelpumpe 1 mit dem integrierten Elektroma- gnetventil 2 steuert einen Druckmittelstrom zu zwei Arbeitsräumen 3a, 3b. Die Arbeitsräume 3a, 3b können dabei in bekannter Weise durch ein Gehäuse 4 gebildet werden, in dem ein Arbeitskolben 5, der die Arbeits- räume 3a, 3b voneinander trennt, angeordnet ist. Der Arbeitskolben 5 ist dabei im allgemeinen mit einer Zahnstange 6 verbunden. Ein vom Fahrer mittels einer Lenkhandhabe 7 vorgegebener Lenkwunsch wirkt dabei über eine Lenkspindel 8 auf ein Antriebsritzel 9, das in Wirkverbindung mit der Zahnstange 6 steht.

Der vom Fahrer mittels der Lenkhandhabe 7 vorgegebene Lenkwunsch wird von einem Lenkmomentsensor 10 erfaßt und an eine Recheneinheit 11 übertragen. Die Rechen- einheit 11 berücksichtigt bzw. verarbeitet zur Steue- rung des Elektromagnetventiles 2 auch den Servoöldruck zu den Arbeitsräumen 3a bzw. 3b. Das Elektromagnetven- til 2 wird somit anhand des ermittelten Lenkmomentes und des Servoöldruckes angesteuert. Dadurch, daß auch der Servoöldruck erfaßt und berücksichtigt wird, er- gibt sich ein vorteilhaftes Lenkgefühl.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Servoöldruck dem Pumpendruck. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, das ein Elektromagnetventil 2 mit geschlossener Mitte zeigt, kann der Pumpendruck unterschiedlich zu dem Servoöl- druck zu den Arbeitsräumen 3a, 3b sein. Die Steuerung des Elektromagnetventiles 2 durch entsprechende Signa- le der Recheneinheit 11 sowie die Erfassung des Ser- voöldruckes ist in den beiden Ausführungsbeispielen jeweils durch zwei gestrichelt dargestellte Linien verdeutlicht. Die Verbindung bzw. die Signalübertra- gung von dem Lenkmomentsensor 10 zu der Recheneinheit 11 ist ebenfalls durch eine gestrichelte Linie in den beiden Ausführungsbeispielen symbolisiert.

Die Recheneinheit 11 wird mittels einem nicht darge- stellten CAN-Bus mit zusätzlichen Parametern versorgt.

Die Recheneinheit 11 kann zur Steuerung des Elektroma- gnetventils 2 außerdem zusätzliche Parameter, wie die Fahrgeschwindigkeit, die Lenkgeschwindigkeit, Be- schleunigungen, die Giergeschwindigkeit, den Bela- dungszustand, die Motordrehzahl, ESP-Signale, ABS- Signale, den Lenkwinkel sowie fahrerindividuelle Ein- stellungen verarbeiten. Anhand dieser Parameter und den Signalen des Lenkmomentsensors 10, der in vorteil- hafter Weise als Piezo-Element ausgebildet sein kann, steuert die Recheneinheit 11 das Elektromagnetventil 2.

Der Lenkmomentsensor 10 kann alternativ auch als Lenk- moment-und Winkelsensor ausgebildet sein bzw. einen Drehmomentsensor darstellen.

Anhand der Signale der Recheneinheit 11 steuert das Elektromagnetventil 2 den Druckmittelstrom zu den Ar- beitsräumen 3a bzw. 3b derart, daß der vom Fahrer mit- tels der Lenkhandhabe 7 vorgegebene Lenkwunsch hydrau- lisch unterstützt wird. Die Druckmittelpumpe 1 ist in bekannter Weise mit einem Druckmittelspeicher 12 ver- bunden.

Die Druckmittelpumpe 1 wird durch einen Motor ange- trieben, der in dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel als Elektromotor 13 ausgebildet ist. Er- findungsgemäß kann der Motor, wie in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, jedoch auch als Verbrennungsmotor 14 ausgebildet sein.

Von Vorteil ist es, wenn die Leistung der Druckmittel- pumpe 1 in Abhängigkeit der für die hydraulische Un- terstützung notwendigen Leistung regelbar ist.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel läßt sich lenkungsseitig alternativ auch als"Steer by Wire"-Lenkung oder als Überlagerungslenkung (AFS) aus- gestalten.

Der Lenkmomentsensor 10 bzw. gegebenenfalls auch wei- tere Sensoren und die Recheneinheit 11 können vorzug- weise redundant ausgeführt sein.

Das Elektromagnetventil 2 kann mit einer offenen hy- draulischen Mitte (Durchlaufsystem) gemäß Fig. 1 oder mit einer geschlossenen hydraulischen Mitte (Speicher- system) gemäß Fig. 2 ausgebildet sein. Je nach Ein- satzfall ergeben sich aus diesen Ausgestaltungen in bekannter Weise entsprechende Vorteile.

Wie aus den Figuren ersichtlich, ist zwischen der Druckmittelpumpe 1 und dem Verbrennungsmotor 14 bzw. dem Elektromotor 13 eine Kupplung 15 angeordnet. Die Druckmittelpumpe 1 ist somit von dem Verbrennungsmotor 14 bzw. dem Elektromotor 13 trennbar.

Wie sich in Versuchen herausgestellt hat, reduzieren sich dadurch die CO2-Emissionen und der Kraftstoffver- brauch. Dies resultiert daraus, daß in Fahrsituatio- nen, in denen keine Lenkbewegung notwendig ist, d. h. wenn keine hydraulische Unterstützung benötigt wird, die Druckmittelpumpe 1 von dem Verbrennungsmotor 14 bzw. dem Elektromotor 13 trennbar ist.

Die Kupplung 15 kann mittels der Recheneinheit 11 ge- steuert werden und hierzu mit dieser korrespondieren (siehe gestrichelt dargestellte Verbindungslinie in den Figuren).

Eine Ausgestaltung der Kupplung 15 als elektromagneti- sche Kupplung hat sich hierfür als besonders geeignet herausgestellt. Die Kupplung 15 kann somit schnell und dynamisch auf Veränderungen reagieren. Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Kupplung 15, wie in Fig. 2 sche- matisch dargestellt, in der Druckmittelpumpe 1 inte- griert oder an der Druckmittelpumpe 1 angeordnet ist.

Eine Anordnung der Kupplung 15 an der Druckmittelpumpe 1 kann beispielsweise auf bzw. an dem Pumpengehäuse erfolgen. Die Anordnung der Kupplung 15 an dem Pumpen- gehäuse bzw. eine Integration in die Druckmittelpumpe 1 läßt sich kompakt und kostengünstig realisieren. In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung. der Kupplung 15 außerhalb der Druckmittelpumpe 1 dargestellt.

Aus Fig. 2 ist ferner ersichtlich, daß ein Hydraulik- speicher 16, der für ein Elektromagnetventil 2 mit ge- schlossener Mitte sinnvoll ist, ebenfalls in der Druckmittelpumpe 1 integriert sein kann. Somit ist ei- ne vorteilhafte kompakte Anordnung ohne unnötige Lei- tungen bzw. Leitungsanschlüsse möglich. Dichtigkeits- probleme bzw. aufwendige Montagearbeiten werden da- durch vermieden.

In alternativen Ausführungsformen kann, falls eine be- sonders kompakte Ausführungsform der Druckmittelpumpe 1 vorteilhaft erscheint, der Hydraulikspeicher 16 auch separat, d. h. nicht in der Druckmittelpumpe 1 inte- griert, ausgebildet sein.

Bezüglich einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Hilfskraftlenkung mit einer Kupplung, hat sich das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel (Elektro- magnetventil 2 mit geschlossener Mitte) als besonders geeignet herausgestellt. Besonders geeignet erscheint es auch, wenn die Kupplung 15 außenseitig auf dem Ge- häuse der Druckmittelpumpe 1 befestigt ist. Hierbei kann auf bekannte Befestigungsarten, wie sie bei- spielsweise aus der Praxis bei Klimaanlagen in Kraft- fahrzeugen bekannt sind, zurückgegriffen werden. Durch den bei Elektromagnetventilen 2 mit geschlosse- ner Mitte sinnvollerweise vorhandenen Hydraulikspei- cher 16 kann, selbst bei geöffneter Kupplung 15, eine gewisse Lenkbewegung gewährleistet werden. Dadurch kann die Druckmittelpumpe 1 häufiger von dem Verbren- nungsmotor 14 abgetrennt werden, woraus die bereits beschriebenen energetischen Vorteile resultieren. Eine Kombination der Kupplung 15 mit dem Verbrennungsmotor 14 des Kraftfahrzeugs hat sich dabei als besonders ge- eignet herausgestellt. Auf einen seperaten Elektromo- tor kann somit verzichtet werden.

Durch die Kupplung 15 kann in einfacher Weise der Druck im Hydraulikspeicher 16 gesteuert werden. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Kupplung 15 beim Errei- chen eines unteren Druckniveaus bzw. eines unteren Druckpunktes im Hydraulikspeicher schließt und den Hy- draulikspeicher 16 somit wieder auflädt. Beim Errei- chen eines oberen Druckniveaus bzw. eines oberen Druckpunktes kann die Kupplung 15 analog wieder geöff- net werden, wodurch die Druckmittelpumpe 1 vom Ver- brennungsmotor 14 oder dem Elektromotor 13 getrennt wird. Der obere Druckpunkt kann z. B. zwischen 120 und 140 bar, vorzugsweise 130 bar, liegen und der untere Druckpunkt 5 bis 20 bar, vorzugsweise 10 bar darunter.

Somit ist eine vorteilhafte Druckregelung bzw. eine einfache und kostengünstige Steuerung der Druckmittel- pumpe 1 möglich. Vorteilhaft erscheint eine Steuerung der Kupplung 15 bzw. eine Druckerfassung und Auswer- tung durch die Recheneinheit 11.

Die Kupplung 15 kann somit anhand der Druckwerte im Hydraulikspeicher 16 gesteuert werden.

Selbstverständlich läßt sich die erfindungsgemäße Kupplung 15 sowohl mit beiden Arten von Elektromagnet- ventilen 2 als auch mit beiden Motorkonzepten 13,14 kombinieren.

Der Rücklauf der ausgelenkten Fahrzeugräder in die Ge- radeausfahrt kann durch eine zusätzliche Logik erfol- gen bzw. unterstützt werden. Die bereits erwähnten Pa- rameter, die die Recheneinheit 11 verarbeitet, können hierfür zur Steuerung herangezogen werden.

In vorteilhafter Weise kann das Elektromagnetventil 2 beispielsweise im Deckel der Druckmittelpumpe 1 oder in einer Gehäuseerweiterung angeordnet sein. Konstruk- tiv sind hierbei verschiedene Lösungen möglich und realisierbar.

Bezugszeichen 1 Druckmittelpumpe la Druckmittelpumpeneinrichtung 2 Elektromagnetventil 3a Arbeitsraum 3b Arbeitsraum 4 Gehäuse 5 Arbeitskolben 6 Zahnstange 7 Lenkhandhabe 8 Lenkspindel 9 Antriebsritzel 10 Lenkmoment-/Winkelsensor 11 Recheneinheit 12 Druckmittelspeicher 13 Elektromotor 14 Verbrennungsmotor 15 Kupplung 16 Hydraulikspeicher