Fahrzeuglenkung

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkung und ein Verfahren zur Regelung einer Fahrzeuglenkung.

Heutige Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, sind in der Regel mit hydraulischen oder elektrohydraulischen Ser¬ volenkungen ausgestattet, bei denen ein Lenkrad mechanisch mit den lenkbaren Fahrzeugrädern zwangsgekoppelt ist. Die Servo- Unterstützung der Fahrzeuglenkung weist in der Regel im Mit¬ telbereich des Lenkmechanismus einen oder mehrere Aktuatoren auf, beispielsweise Hydraulikzylinder. Durch eine von den Ak¬ tuatoren erzeugte Kraft wird die Betätigung des Lenkmechanis¬ mus in Reaktion auf die Drehung des Lenkrades durch den Fahrer unterstützt. Dadurch wird der Kraftaufwand des Fahrers beim Lenkvorgang verringert.

Eine bekannte Art von solchen hydraulischen Fahrzeuglenkungen sind hydraulische Servolenkungen nach dem Open-Center-Prinzip, bei der in der Geradeausstellung des Lenkrades im Wesentlichen keine Druckdifferenz zwischen den durch einen Kolben getrenn¬ ten Zylinderkammern eines hydraulischen Arbeitszylinders vor¬ liegt. Bei solchen Lenkungen wird eine Lenkbewegung des Fah¬ rers hinsichtlich des Lenkwinkels und des Lenkmomentes ausge¬ wertet. Hiervon abhängig wird mit einem elektromotorisch oder elektromagnetisch angetriebenen Schieberventil ein entspre¬ chender Unterstützungsdruck eingestellt und einer Zylinderkam¬ mer des Hydraulikzylinders zugeführt, um die gewünschte Lenk¬ unterstützung zu erzeugen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeuglen¬ kung der genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Do- sierbarkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1 gelöst. Insbesondere schlägt die Erfindung eine Fahrzeuglen¬ kung für Kraftfahrzeuge mit einer vom Fahrer betätigbaren Lenkhandhabe vor, die mit lenkbaren Fahrzeugräder wirkungsmä¬ ßig verbunden ist, um eine Fahrtrichtung vorzugeben. Die Fahr¬ zeuglenkung umfasst einen hydraulischen Arbeitszylinder, der zwei Wirkrichtungen aufweist, und eine hydraulische Druckquel¬ le, die eine Ventilbaugruppe mit einem hydraulischen Druck be¬ aufschlagt. Die Ventilbaugruppe steuert die Höhe des an den Arbeitszylinder weitergeleiteten hydraulischen Drucks und legt die Wirkrichtung des Arbeitszylinders fest. Erfindungsgemäß weist die Ventilbaugruppe ein Schieberventil auf, das von ei¬ nem Aktuator betätigt wird und dem ein Drucksensor und ein Wegsensor zugeordnet sind, deren Signalausgänge mit einem Druckregler bzw. einem Wegregler signalmäßig verbunden sind. Die Ausgangsgröße des Druckreglers und des Wegreglers sind ei¬ ner Auswerteschaltung zuführbar, welche die Ausgangsgrößen zur Bestimmung einer Aktuatorregelgröße mit Gewichtungsfaktoren verknüpft.

Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Aktuator ein elektromagnetischer oder ein elektromotorischer Aktuator.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Regelung einer Fahrzeuglenkung vorzuschlagen, mit dem eine bessere Dosierbarkeit der Fahrzeuglenkung er¬ reichbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Regelung nach Anspruch 3 gelöst. Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Regelung einer hydrau¬ lischen Fahrzeuglenkung, bei der während einer Lenkbewegung der Unterstützungsdruck mit einem elektromotorisch oder elekt¬ romagnetisch angetriebenen Ventil eingestellt wird. Das erfin¬ dungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

- Erfassen der momentanen Drücke in Zylinderkammern eines Ar¬ beitsZylinders;

- Erfassen der Position eines Stellelementes zur Einstellung des Unterstützungsdruckes;

- Ermitteln einer Stellgröße für das Stellelement auf Grundla¬ ge des festgestellten Druckes sowie eines Sollunterstüt¬ zungsdrucks;

- Ermitteln einer Stellgröße für das Stellelement auf Grundla¬ ge der festgestellten Position des Stellelementes sowie ei¬ nes Sollwertes für die Position des Stellelementes;

- Bestimmen von Gewichtungsfaktoren für die Stellgrößen als Funktion des Sollunterstützungsdruckes, und

- Berechnen einer gemeinsamen Stellgröße aus den gewichteten Stellgrößen.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei niedrigen Unterstützungsdrücken die Ge¬ wichtungsfaktoren so eingestellt, dass die Stellgröße, die auf Grundlage der festgestellten Position des Stellelementes er¬ mittelt wurde, die gemeinsame Stellgröße dominiert.

Bei einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens werden bei Unterstützungsdrücken die Gewich¬ tungsfaktoren so eingestellt, dass die Stellgröße, die auf

Grundlage des Sollunterstützungsdruckes ermittelt wurde, die gemeinsame Stellgröße dominiert.

Vorteilhafterweise können die Gewichtungsfaktoren in dem In¬ tervall zwischen 0 und 1 liegen. Bei einer weiteren Ausgestal¬ tung der Erfindung kann die Summe der Gewichtungsfaktoren gleich 1 sein.

Mit Vorteil kann aus Fahrerbefehlen ein Sollmoment für die hydraulische Fahrzeuglenkung berechnet werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Ausgangssignale von Fahrerassistenzsystemen den Fahrerbefehlen überlagert. In diesem Fall kann es vorgesehen sein, dass die Ausgangssignale von Fahrerassistenzsystemen den Fahrerbefehlen additiv überlagert werden. In einer weiteren Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Ausgangssignale von Fahrer¬ assistenzsystemen den Fahrerbefehlen mit einem Gewichtungsfak¬ tor überlagert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Gleiche oder einander entsprechende Teile sind in den unterschiedlichen Figuren der Zeichnung mit den¬ selben Bezugszeichen versehen.

Es zeigen:

Figur 1: Eine Prinzipdarstellung des Gesamtsystems einer erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkung;

Figur 2: ein Ausschnitt der Fahrzeuglenkung aus Fig. 1;

Figur 3: ein schematisches Funktionsdiagramm der

Fahrzeuglenkung aus Figur 1;

Figur 4 : die statische Kennlinie eines Schieberventils zur Steuerung des Arbeitsdruckes;

Figur 5: ein schematisches Schaubild zur Veranschaulichung der Aktuatorregelung;

Figur 6: ein schematisches Funktionsdiagramm der Fahrzeug¬ lenkung mit übergeordneten Lenkungseingriffen;

Figur 7 : ein schematisches Funktionsdiagramm der Fahrzeug¬ lenkung mit Berücksichtigung externer Stell¬ eingriffe; und

Figur 8 : ein weiteres Funktionsdiagramm der Fahrzeuglen¬ kung mit Berücksichtigung übergeordneter Len¬ kungseingriffe und externer Stelleingriffe.

In Figur 1 ist eine Prinzipdarstellung eines Ausführungs¬ beispieles der erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkung gezeigt. In Figur 1 sind neben dem schematischen apparativen Aufbau der Fahrzeuglenkung auch die Sensorinformationen dargestellt, die erforderlich sind, um die Funktionen der erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkung zu realisieren.

Das in Figur 1 dargestellte Lenksystem besteht aus einem Lenk¬ rad 1 und einer mit dem Lenkrad 1 verbundenen Lenksäule 2, die zwei Kreuzgelenke 3, 4 umfasst. Die Lenksäule 2 ist mit einer Lenkradwelle 5 verbunden oder bildet ein Teil der Lenkradwelle 5. Die Lenkradwelle 5 treibt ein Lenkradgetriebe 6 an, welches die Drehbewegung der Lenkradwelle 5 in eine translatorische Bewegung einer Lenkstange 7 umwandelt. Die Lenkstange 7 ist in

Figur 1 als Zahnstange 7 ausgebildet, welche die an der Lenk¬ stange angeordneten Spurstangen 8, 9 betätigt. Die Betätigung der Spurstangen 8, 9 bewirkt ein Verschwenken von Rädern 10, 11, um die Fahrtrichtung des Fahrzeuges zu steuern. Bei der hier gezeigten Zahnstangenlenkung wird eine hydraulische Un¬ terstützung mittels einer von dem Antriebsmotor des Fahrzeugs angetriebenen hydraulischen Pumpe 12 realisiert. Die Pumpe 12 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über einen Rie¬ menantrieb 13 angetrieben. Selbstverständlich sind aber für die Verwirklichung der vorliegenden Erfindung auch alle ande¬ ren geeigneten Antriebsmittel denkbar, die im Stand der Tech¬ nik bekannt sind. Die hydraulische Pumpe 12 erzeugt in einer Hydraulikflüssigkeit Druck, die über eine Leitung 14 einem Richtungsventil 15 zugeführt wird. Über eine Rücklaufleitung 16 kann die Druckflüssigkeit in einen Vorratsbehälter 17 zu¬ rückströmen. Das Richtungsventil 15 ist über zwei Hydraulik¬ leitungen 18a, 18b mit einem Hydraulikzylinder 19 verbunden. Der Hydraulikzylinder 19 wird von einem Kolben 20 in zwei Zy¬ linderkammern 21, 22 aufgeteilt. Der Kolben 20 sitzt fest auf der Lenkstange 7, so dass der Kolben 20 unmittelbar auf die Lenkstange 7 Kraft ausüben kann, wenn eine der beiden Zylin¬ derkammern 21, 22 mit einem Überdruck beaufschlagt wird.

Zwischen dem zweiten Kreuzgelenk 4 und dem Lenkgetriebe 6 sind ein Torsionsstab 23, ein Momentensensor 24 und ein Winkelsen¬ sor 25 angeordnet. Der Winkelsensor 25 misst den von einem Fahrer mit dem Lenkrad 1 vorgegebenen Drehwinkel und gibt ein diesen Drehwinkel repräsentierendes Ausgangssignal 5 _DRV ab. Das Ausgangssignal 5 _DRV wird an eine Steuereinheit (ECU) 28 zur An¬ steuerung des Richtungsventils 15 übertragen.

Bei dem Winkelsensor 25 handelt es sich beispielsweise um den Winkelsensor der in Systemen zur Fahrdynamikregelung, wie bei-

spielsweise einem ESP-System (ESP:Elektronisches Stabilitäts¬ programm) , eingesetzt wird, um die Lenkvorgabe des Fahrers zu ermitteln, die bei derartigen System üblicherweise zur Bestim¬ mung eines Sollverhaltens des Fahrzeugs herangezogen wird. Das Ausgangssignal 5 _DRV wird dabei vorzugsweise über eine Datenbus innerhalb des Fahrzeugs, vorzugsweise über den üblicherweise in Kraftfahrzeugen eingesetzten CAN-Bus (CAN: Controller Area Network) an die Steuereinheit 28 übertragen.

Der Momentensensor 24 misst das von dem Fahrer ausgeübte Dreh¬ moment und gibt ein das Drehmoment repräsentierendes Ausgangs¬ signal M _DRV an die Steuereinheit 28 ab.

Von der Steuereinheit 28 führt eine Steuerleitung 29 zu dem Richtungsventil 15, um die Richtung der Lenkunterstützung festzulegen, das heißt welche der beiden Zylinderkammern 21, 22 mit dem Druckmittel beaufschlagt wird. Die Position des Schiebers in dem Richtungsventil 15 wird mit einem Wegaufneh¬ mer 31 gemessen, dessen Ausgangssignal x _A k _t zu der Steuerein¬ heit 28 zurückgeführt wird, um einen Regelkreis zu schließen. Darüber hinaus legt ein in Figur 1 nicht dargestelltes Schie¬ berventil 43 (Figur 2) die Höhe des Arbeitsdruckes fest, das heißt wie groß die Lenkunterstützung ist.

Eine zweite Steuerleitung 32 verbindet die Steuereinheit 28 mit einem Sicherheitsventil 33. Bei einem Systemausfall stellt das Sicherheitsventil 33 einen hydraulischen Kurzschluss zwi¬ schen den beiden Zylinderkammern 21, 22 des Arbeitszylinders 19 her. Dadurch ist gewährleistet, dass das Fahrzeug wegen der mechanischen Kopplung zwischen dem Lenkrad 1 und der Lenkstan¬ ge 7 lenkbar bleibt. Der hydraulische Kurzschluss zwischen den Zylinderkammern 21, 22 stellt sicher, dass der Kolben 20 und damit die Lenkstange verschiebbar ist.

Das Sicherheitsventil 33 ist so ausgebildet, dass es mit einer mechanischen Feder 34 in die in Figur 1 dargestellte Kurz¬ schlussstellung vorgespannt ist. Ein Elektromagnet 35 arbeitet gegen den Federdruck und verschließt das Sicherheitsventil 33, wenn ein entsprechender Strom durch die Wicklung des Elektro¬ magneten fließt. Wenn die Steuereinheit 28 den Strom abschal¬ tet oder wenn der Strom ausfällt, dann stellt sich das Sicher¬ heitsventil 33 automatisch wieder in die Kurzschlussstellung zurück, womit die Lenkbarkeit des Fahrzeuges garantiert ist.

Die Baugruppe, welche die Höhe und die Richtung des Arbeits¬ druckes regelt, einschließlich des Sicherheitsventils 33, wird kurz auch als Ventilbaugruppe 30 bezeichnet und ist in Figur 1 mit einer gestrichelten Linie eingezeichnet.

Mit den Zylinderkammern 21, 22 steht jeweils ein Drucksensor 41a, 41b strömungsmäßig in Verbindung, um den jeweiligen Druck in den Zylinderkammern zu messen, der im Folgenden als Aktua- tordruck bezeichnet wird. Der jeweilige Druck in der linken bzw. rechten Zylinderkammer wird mit p _A κ,Li bzw. PAK,RE in Figur 1 bezeichnet. Die Ausgangssignale der Drucksensoren 41a, 41b P _AK ,Li und P _AK , _RE werden über Signalleitungen 42a, 42b der Steuer¬ einheit 28 als Eingangssignale zugeführt. Als weiteres Ein¬ gangssignal empfängt die Steuereinheit 28 die Fahrzeugge¬ schwindigkeit v _K fz, weil das Verhalten der Fahrzeuglenkung u.a. auch von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Schließlich emp¬ fängt die Steuerelektronik 28 auch ein die Batteriespannung repräsentierendes Signal U _bat , um gegebenenfalls eine Störungs¬ meldung auslösen zu können, wenn die Batteriespannung U _bat un¬ ter einen bestimmten Schwellenwert absinkt und die einwand¬ freie Funktion der Fahrzeuglenkung nicht mehr gewährleistet ist. Eine Störungsmeldung bewirkt, dass das Sicherheitsventil

33 abgeschaltet und zwischen den Zylinderkartimern 21, 22 ein hydraulischer Kurzschluss hergestellt wird, der die hydrauli¬ sche Lenkunterstützung außer Funktion setzt.

In Figur 2 ist die Ventilbaugruppe 30 nochmals in größerer Einzelheit dargestellt. Insbesondere ist in Figur 2 das Schie¬ berventil 43 gezeigt, das von einem Elektromagneten 44 betä¬ tigt wird. Das Ventil 43 funktioniert als Druckregelventil und regelt den Unterstützungsdruck, mit dem der Arbeitszylinder 19 beaufschlagt wird. Die Position des Schiebers des Druckregel¬ ventils 43 bzw. die Position des Elektromagneten wird mit ei¬ nem Wegsensor 45 gemessen.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform arbeitet der Elektromagnet 44 gegen eine mechanische Feder. Bei einer ande¬ ren Ausführungsform können aber auch zwei Elektromagnete und zwei Federn vorgesehen sein, die an einander gegenüber liegen¬ den Seiten des Verschiebeweges angeordnet sind. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann das Schiebeventil 43 über ein entsprechendes Getriebe elektromotorisch angetrieben sein. Die Art und Weise wie das Schiebeventil angetrieben wird, ist für die vorliegende Erfindung unerheblich. Im folgenden wird des¬ halb einheitlich auf einen Aktuator Bezug genommen, dessen Po¬ sition eindeutig mit der Position des Schiebers des Ventils zusammenhängt. Die Position des Schiebers des Ventils 43 legt ihrerseits eindeutig die Höhe des Unterstützungsdrucks fest.

Die Funktionen der insoweit beschriebenen Fahrzeuglenkung wer¬ den nun anhand der Figuren 3 bis 8 näher erläutert.

Die Funktion der in Figur 1 gezeigten Steuereinheit 28 ist in Figur 3 in Hauptfunktionsblöcke untergliedert. Zu diesen Hauptfunktionsblöcken gehört eine Servolenkfunktion 46, ein

Aktuatorregler 47 und ein Funktionsmodul 48 zur Berechnung des Unterstützungsdruckes. In dem Funktionsmodul "Servolenk- funktion" 46 wird in Abhängigkeit des Fahrerhandmomentes M _DRV , des Lenkradwinkels 5 _DRV , der Lenkradwinkelgeschwindigkeit dδoRv/dt und der Fahrzeuggeschwindigkeit v _K f _Z das Unterstüt¬ zungsmoment für den Fahrer ermittelt und in einer Ausführungs¬ form der Erfindung als Sollwert M _Ser vo,CMD, für das Unterstüt¬ zungslenkmoment an den unterlagerten Aktuatorregler 47 überge¬ ben.

In nicht dargestellten Ausführungsformen der Erfindung kann gleichfalls ein dem Sollwert M _Ser v _o , _C MD entsprechender Sollunter¬ stützungsdruck ps _e rv _o , _C MD von dem Funktionsmodul 46 an den Aktua¬ torregler 47 übergeben werden. Das Sollunterstützungsmoment M _Se rv _o r,cMD und der Sollunterstützungsdruck sind dabei proportio¬ nal zueinander.

Das Unterstützungsmoment M _Ser vo,CMD wird in dem Funktionsmodul 46 auf Grundlage aus im wesentlichen bekannten Teilfunktionen wie Parameterlenkung, aktive Lenkungsrückstellung, Mittenzentrie¬ rung usw. berechnet, die im Stand der Technik bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind. Mit einem weiteren Eingangssignal SEL ist es darüber hinaus möglich, un¬ terschiedliche Charakteristiken und Funktionen in dem Funkti¬ onsmodul 46 auszuwählen. Auf diese Weise kann dem Fahrer eine Auswahl von unterschiedlichen Lenkverhaltensweisen angeboten werden.

Das Funktionsmodul 48 "Druckberechnung" berechnet aus den Aus¬ gangssignalen PAK,RE und p _A k,Li von den Drucksensoren 41a, 41b (Figur 1) den momentan herrschenden Unterstützungsdruck ps _e rv _o - Der berechnete Unterstützungsdruck ps _e rv _o wird an die Funktions¬ module 46 und 47 übergeben. Darüber hinaus empfängt der Aktua-

torregier 47 ein Positionssignal x _R k _tr welches die Position des Schiebers des Druckregelventils 43 bzw. des Aktuators angibt. Aus den Eingangsgrößen Pservo und x _A kt berechnet der Ak- tuatorregler 47 ein Ausgangssignal l _R κi _r welches die Größe und Richtung eines elektrischen Stromes zur Betätigung des Aktua¬ tors repräsentiert. Dieses Signal liegt zunächst als digitales Signal vor und wird in bekannter Weise in ein analoges Ansteu¬ ersignal umgewandelt und verstärkt, um einen elektromagneti¬ schen oder elektromotorischen Aktuator anzutreiben. Der Aktua- tor verstellt die Position des Schiebers in dem Druckregelven¬ til und regelt so den Druck der hydraulischen Servounterstüt- zung, um die gewünschte Lenkunterstützung zu erzielen.

Die Erfindung berücksichtigt bei der Aktuatorregelung die Cha¬ rakteristik des Schieberventils, das zur Druckregelung verwen¬ det wird, bei dem im Bereich kleiner Drücke relativ große Stellwege des Schiebers nur zu kleinen Druckänderungen führen. Im Gegensatz dazu führen im Bereich hoher Drücke relativ klei¬ ne Stellwege des Schiebers zu großen Druckänderungen. Dieses Verhalten wird mit der in Figur 4 dargestellten Kennlinie ver¬ anschaulicht. Auf der Abszisse ist der Stellweg des Schiebers x _A k _t aufgetragen und auf der Ordinate die dadurch erzielte Druckänderung P _Ak . In dieser Darstellung wird deutlich, dass das Schieberventil im Bereich kleiner Drücke ein weiches Ver¬ halten zeigt, das mit zunehmenden Drücken immer steifer wird.

In Figur 5 ist die Aktuatorregelung 47 aus Figur 3 in größerer Einzelheit dargestellt. Bei der Aktuatorregelung 47 handelt es sich um eine parallel angeordnete Kombination eines Druckreg¬ lers 51 mit einem Wegregler 52. In einem Umrechnungsfunktions- block 53 wird das von dem Funktionsmodul 46 berechnete Servo- moment M _Ser vo,CMD in einen Servosolldruck pservo,CMD umgerechnet,

von dem in einer Differenzstufe 54 der von dem Funktionsmodul 48 berechnete momentane Servodruck ps _e rv _o abgezogen wird.

Bei Ausführungsformen der Erfindung, bei denen von dem Funkti¬ onsmodul 46 bereits der Sollunterstützungsdruck ps _e rv _o ,cMD be¬ reitgestellt wird, entfällt der Umrechnungsfunktionsblock 53.

Das Differenzsignal δp bildet das Eingangssignal für den Druckregler 51, der daraus ein erstes Aktuatorstellsignal v _A k _t , _C MD, _P bestimmt. Aus dem von dem Umrechnungsfunktionsblock 53 bestimmten Servosolldruck ps _e rv _o , _C MD wird in einer Auswertestufe 56 mit Hilfe eines Modells für die inverse Ventilcharakteris¬ tik des Druckregelventiles eine Sollposition x _A k _t , _C MD bestimmt. Die dieser Berechnung zugrunde liegende Ventilcharakteristik ist in Figur 4 dargestellt. Von der Sollposition des Aktuators XAk _t , _C MD wird in einer Differenzstufe 47 die von dem Wegsensor 45 gemessene Istposition x _A k _t abgezogen. Das Differenzsignal δx bildet das Eingangssignal für den Wegregler 52. Aus dem Ein¬ gangssignal δx bestimmt der Wegregler 52 ein zweites Stellsig¬ nal v _Akt ,cMD,x für den Aktuator. In dieser Anordnung sind zu je¬ dem Zeitpunkt beide Regler 51, 52 aktiv und erzeugen Stellsig¬ nale.

In Abhängigkeit des gewünschten Sollunterstützungsdruckes ps _e r- v _o , _C MD bestimmt eine Selektionseinheit 58 einen Gewichtungsfak¬ tor Sl, mit dem das Ausgangssignal des Druckreglers 51 in ei¬ ner Multiplikationsstufe 59 gewichtet wird. Aus dem ersten Ge¬ wichtungsfaktor Sl wird in einer Berechnungsstufe 61 ein zwei¬ ter Gewichtungsfaktor S2 nach der Gleichung S2 = 1-Sl be¬ stimmt. Das Ausgangssignal v _Akt ,cMD,x des Wegreglers 52 wird in einer Multiplikationsstufe 62 mit dem zweiten Gewichtungsfak¬ tor S2 multipliziert. In einer Additionsstufe 63 werden die beiden gewichteten Regelstellsignale des Druckreglers 51 und

des Wegreglers 52 miteinander addiert, um ein gemeinsames Re¬ gelstellsignal v _Akt ,cMD zu erhalten. Das gemeinsame Regelstell¬ signal v _Akt ,cMD entspricht einer Betätigungsgeschwindigkeit des Aktuators . Eine Differenzierstufe 64 berechnet aus den zyk¬ lisch gemessenen Positionssignalen x _A k _t des Aktuators die mo¬ mentane Aktuatorgeschwindigkeit dx _A k _t /dt. Von den gemeinsamen Regelstellsignalen v _Akt ,cMD wird die momentane Aktuatorgeschwin¬ digkeit in einer Differenzstufe 66 subtrahiert, um ein Diffe¬ renzsignal δv zu erhalten. Aus dem Differenzsignal δv erzeugt ein Geschwindigkeitsregler 67 ein Ausgangssignal ϊ _R k _tr welches einen elektrischen Strom zur Betätigung des Aktuators reprä¬ sentiert.

In dem Bereich kleiner Drücke ist aus Gründen der Druckdosier- barkeit und der verbesserten Dynamik im Wesentlichen oder so¬ gar ausschließlich der Wegregler im Eingriff (Sl = 0 bzw. Sl sehr klein) , der zudem eine definierte Positionierung des Ven¬ tilschiebers für Drücke nahe 0 bar erlaubt. Die Struktur die¬ ses Reglers ist bevorzugt ein Regler mit proportional wirken¬ dem Verhalten (P-Regler) , wobei in einer bevorzugten Ausfüh¬ rungsform der Verstärkungsfaktor an die Ventilkennlinie ange- passt werden kann. Im Bereich hoher Drücke hingegen liegt ein sehr steifes Systemverhalten vor, so dass kleine Wegänderungen zu großen Druckänderungen führen. Hier ist der Druckregler besser geeignet und befindet sich daher im Eingriff (Sl = 1 bzw. nahe bei 1, allerdings kleiner 1) . Die Gründe sind wie¬ derum die gute Dosierbarkeit im Bereich der hohen Drücke, die optimale Nutzung der verfügbaren Druckaufbaudynamik und eine verbesserte stationäre Genauigkeit bei der Einregelung des Un¬ terstützungsdruckes. Als Regler für den Druckregler wird be¬ vorzugt ein Regler mit proportionalem und differenzierendem Verhalten (PD-Regler) eingesetzt, wobei der proportionale An-

teil ebenfalls an die Ventilcharakteristik angepasst werden kann.

Wie aus der in Figur 5 dargestellten Kennlinie der Parameter¬ einheit 58 ersichtlich ist, gibt es einen Übergangsbereich, in dem beide Regler mit näherungsweise gleichen Gewichten in Ein¬ griff sind. In diesem Bereich haben die Gewichtsfaktoren Sl und S2 ungefähr einen Wert von 0,5. Die mit dem Gewichtungs¬ faktor multiplizierten Geschwindigkeitssollwerte v _Akt ,cMD,p v _A k _t ,cMD,x beider Regler werden zu einem resultierenden Geschwin¬ digkeitssollwert für die unterlagerten Geschwindigkeitsregler 67 addiert, der ein proportionales und integrierendes Verhal¬ ten zeigt (PI-Regler) . Die Ausgangsgröße des Reglers 67 ist ein Sollwert für den einzustellenden elektrischen Strom, der den Aktuator versorgt.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann ein in Figur 5 nicht dargestelltes Funktionsmodul zur Überwachung und Begrenzung des Ventilschieberweges vorgesehen werden, da¬ mit eine Bewegung in dessen mechanischen Anschlag vermieden wird.

In den Figuren 6 bis 8 sind schematische Funktionsdiagramme dargestellt, die veranschaulichen, wie Stelleingriffe eines übergeordneten Fahrassistenzsystems in der erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkung berücksichtigt und eingestellt werden können.

Figur 6 zeigt ein Funktionsdiagramm, bei dem Stelleingriffe wie zum Beispiel ein Lenkmoment oder ein Lenkwinkel von einem hier nicht dargestellten übergeordneten Regelsystem vorgegeben werden. Dieses Regelsystem kann beispielsweise ein Spurfüh¬ rungssystem, ein Einparkassistenzsystem oder ein Fahrstabili- tätssystem (zum Beispiel ESP mit Lenkmomentenstelleingriff)

sein. In der Darstellung nach Figur 6 werden diese Lenkein¬ griffe bzw. die daraus resultierenden Momente als Fahrervorga¬ ben interpretiert und zusammen mit dem Fahrerhandmoment der Servolenkfunktion in Form eines modifizierten Fahrermomentes übergeben. Der Einfachheit halber wird hier davon ausgegangen, dass nur ein einziges Fahrerassistenzsystem vorhanden ist.

Das in Figur 6 dargestellte Steuerungssystem für die Fahrzeug¬ lenkung umfasst im wesentlichen die bereits beschriebene Steu¬ erungseinheit 28 und ein Verknüpfungsmodul 71, das zwei uni¬ verselle Schnittstellen für Fahrerassistenzsysteme bereit¬ stellt, die in die Fahrzeuglenkung eingreifen: Eine Lenkwin¬ kelschnittstelle 72 und eine Lenkmomentenschnittstelle 73. An der Lenkwinkelschnittstelle 72 empfängt die Verknüpfungsein¬ heit 71 einen von dem Fahrassistenzsystem vorgegebenen Lenk¬ winkel 5DRV, _C MD ein maximal zulässiges Lenkmoment M _Max und ein Warnsignal W, dessen Funktion weiter unten noch erläutert wird.

An der Lenkmomentenschnittstelle 73 empfängt die Verknüpfungs¬ einheit 71 eine Lenkmomentanforderung des Fahrerassistenzsys¬ tems M _DS R sowie eine Steuervariable S, welche die Werte 0 oder 1 annehmen kann und mit der die Momentenanforderung des Fah¬ rerassistenzsystems M _DS R gewichtet wird. Die Steuervariable S wird auch an eine Bearbeitungsstufe 74 weitergeleitet, wo das von dem Fahrer angeforderte Lenkmoment mit einem Faktor 1-S multipliziert wird. Durch diese Steuervariable S kann somit eingestellt werden, ob die Momentenanforderung des Fahreras¬ sistenzsystems M _DSR dem vom Fahrer angeforderten Moment M _DRV ad¬ ditiv überlagert wird (S=O) oder anstelle dieses Signals ver¬ wendet werden soll (S=I) . Die Verknüpfungseinheit 71 ermittelt aus allen Eingangssignalen ein resultierendes Gesamtassistenz- lenkmoment M _AS s, das in einer Additionsstufe 76 mit dem von dem

Fahrer angeforderten Moment M _DRV zu einem Gesamtmoment M _DRV , M _od addiert wird.

Das Gesamtmoment M _DRV , M _od tritt somit an die Stelle des reinen Fahrermomentes M _DRV . Das Warnsignal W hat die Funktion Schwin¬ gungen in dem Lenkrad zu erzeugen, wenn das Fahrerassistenz¬ system in die Fahrzeuglenkung eingreift, um zum Beispiel eine kritische Fahrsituation zu beenden. Die Schwingungen des Lenk¬ rads haben den Sinn, den Fahrer auf den Eingriff des Fahreras¬ sistenzsystems aufmerksam zu machen, beispielsweise um mittels dieser Warnschwingungen vor dem sich anbahnenden Verlassen der Fahrspur zu warnen.

Figur 7 zeigt in einer detaillierten Darstellung das Verknüp¬ fungsmodul 71 zur Bearbeitung der Sollwertanforderungen des Fahrerassistenzsystems. Aus Figur 7 wird deutlich, dass das Verknüpfungsmodul 71 im wesentlichen aus einem Schwingungsge¬ nerator 77 und einer Lenkwinkelregelung 78 sowie zwei Additi¬ onsstufen 79, 81 aufgebaut ist. Der Schwingungsgenerator 77 erzeugt ein oszillierendes Lenkmoment M _WRN , das an dem Lenkrad 1 (Figur 1) spürbar ist, wenn ein Warnsignal W vorliegt. Die Lenkwinkelregelung erzeugt ein Lenkmoment M _LK s, _EPA entsprechend der Lenkwinkeleingangsgrößen. Die beiden Lenkmomente M _WRN und M _L κs, _EPA werden in der Additionsstufe 79 addiert und schließlich in der Additionsstufe 81 mit dem von dem Fahrerassistenzsystem vorgegebenen Lenkmoment M _DSR zusammengeführt, um schließlich das Gesamtassistenzlenkmoment M _ASS der Verknüpfungsstufe 71 zu bilden. Das Gesamtassistenzlenkmoment M _AS s wird, wie bereits im Zusammenhang mit Figur 6 beschrieben worden ist, mit dem Fah¬ rerlenkmoment M _DRV unter Berücksichtigung der Steuervariablen S in der Additionsstufe 76 addiert. Das Ausgangssignal der Addi¬ tionsstufe 76 ist das modifizierte Fahrerlenkmoment M _DRV , Mod _r

das in der mit Bezug auf Figur 6 beschriebenen Art und Weise in dem Funktionsmodul 46 weiterverarbeitet wird.

Figur 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung mit einem höheren Integrationsgrad. Die Funktionen, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 dem Verknüpfungsmodul 71 zugeordnet sind, sind vorliegend in ein abgewandeltes Funkti¬ onsmodul 46' integriert worden.