DE2127070A1

DE2127070A1 - Steuervorrichtung für Servolenkungen

Info

Publication number: DE2127070A1
Application number: DE19712127070
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Tokio; Inoue Naohiko Yokohama; Uchiyama (Japan)
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1970-06-01
Filing date: 1971-06-01
Publication date: 1971-12-09
Also published as: FR2095700A5; GB1300679A; US3690400A; DE2127070B2; DE2127070C3

Description

PATENTANWÄLTE	MÜNCHEN 15 KAISER-LUDWIQ-PLATZ β TEL. 0611/530211 530212 CABLES: THOPATENT TELEX: FOLQT
Dipi.-chem. Dr. D. Thomsen Dipi.-ing. H.Tiedtke Dipl.-Chem. G. BÜhÜng Dipl.-Ing. R. ΚΪΠΠΘ	FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL 71 TEL. 0811/51«;»
2 127Ü7Ü Dipi.-ing. W.Weinkauff

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8000 München 15 1. Juni 1971

Nissan Motor Company
Yokohama City, Japan

Steuervorrichtung für Servolenkungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für Servolenkungen.

Es wurden bereits zahlreiche Arten von hydraulischen Servolenkungen zur Verwendung in Fahrzeugen entwickelt. Bei verschiedenen von diesen Vorrichtungen ist eine hydraulische Rückwirkungsanordnung vorgesehen, die dem Lenkrad eine Rückwirkungskraft zuführt, die proportional der Lenkkraft ist, wodurch der Fahrzeugfahrer von Änderungen der Lenkkraft in Kenntnis gesetzt wird. Ist eine große Lenkkraft für Durchfüh-

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rung eine Kurve erforderlich, stößt der Fahrer somit beim Drehen des Lenkrades auf großen Widerstand. In Vorrichtungen aieser Art ist jedoch die aurch die Rückwirkungsanordnung zugeführte Rückwirkung nachteiligerweise unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß der Fahrer beim Fahren kein Lenkgefühl hat. Daher ist es wünschenswert, daß die Rückwirkung ebenfalls von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, so daß der Widerstand beim Drehen des Lenkrades mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt.

Die zur Verwendung in Fahrzeugen bestimmte erfindungsgemäße Steuervorrichtung für Servolenkungen besitzt ein Fluiddruck- und -Strömungssteuerventil, einen Ventilkörper mit einer Bohrung, einen hohlen Ventilschieber, der in der Ventilkörperbohrung verschiebbar angeordnet ist und mit einem Lenkrad betrieblich verbunden ist, zwei Federsitze, aie in dem hohlen Ventilschieber verschiebbar angeordnet sind und zwischen sich eine Rückwirkungskammer bilden, wobei jeder Federsitz einen an seinem Umfang gebildeten Flansch besitzt, aer als Anschlag wirkt, eine Federeinrichtung, die in der Rückwirkungskammer zwischen den Federsitzen angeordnet ist und derart vorgespannt ist , daß sie die Federsitze auseinanderdrückt; der Ventilkörper besitzt einen ersten Kanal, der mit einer Fluidpumpe verbunden werden kann und der an seinem Auslaßende mit einer ersten ringförmigen Nut in Verbindung SiOIt₁ die in der Ventilkörperbohrung gebildet isti

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die Ventilkörperbohrung besitzt eine zweite und eine 01 .i; ringförmige Nut, die sich beiderseits der ersten Nut in Abstand von dieser befinden; die zweite und die dritte ringförmige Nut kann über einen zweiten Kanal bzw. einen dritten Kanal mit einem Fluidreservoir verbunden werden; die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ferner einen Kraftzylinder, der einen Kolben und eine Stange besitzt und an einem Ende mit einem vierten Kanal und am anderen Ende mit einem fünften Kanal verbunden ist; der Ventilschieber besitzt eine vierte und eine fünfte ringförmige Nut, die den ersten Kanal mit dem vierten Kanal bzw. dem fünften Kanal selektiv verbinden können,um die FluidströmunE durch das Steuerventil zum Kraftzylinder in Abhängigkeit von der jeweils in einer der beiden Richtungen erfolgenden Bewegung des Ventilschiebers gegenüber dem Ventilkörper zu steuern; die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ferner ein Modulatorventil zur Steuerung eines Drucks von der Fluiapumpe proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit unü eine Kanaleinrichtung, die das Modulatorventil mit der Rückwirkungskammer in dem Steuerventil verbindet, wobei die von dem Steuerventil dem Lenkrad zugeführte Rückwirkung der Summe des hydraulischen Drucks in der Rückwirkungskammer una der Kraft der Federeinrichtung entspricht unci daher von oer Lenkkraft auf den Kraftzylinder und ebenfalls von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild pit*·-» < τ Γ ίn mäßen Steuervorrichtung;

Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendeten Steuerventils und Modulatorventils;

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines abgeänderten Modulatorventils zur Verwendung in der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 4 und 5 zeigen Diagramme typischer Betriebskennwerte der vorliegenden Steuervorrichtung; und

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Modifikation des in der Vorrichtung nach Fig. 1 verwendeten Modulatorventils.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für Servolenkungen dargestellt, die allgemein eine Gestängevorrichtung ist. Da die kraft betätigenden . Abschnitte aer Vorrichtung keinen Teil der Erfindung bilden, wurden sie zur Vereinfachung weggelassen. In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer Io eine motorbetriebene Fluicipumpe, die beim Laufen des Motors kontinuierlich arbeitet und über ein Steuerventil (in Fig. 2 gezeigt) einem Kraftzylinder (nicht gezeigt)

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BAD OBiGiNAL

hydraulischen Druck liefert. Der hydraulische Druck von der Fluidpuinpe 10, der proportional der Lenkkraft auf den Kraftzylinder ist, wird über eine Leitung 12 ebenfalls einem Modulatorventil 13 zugeführt. Das Modulatorventil 13 steuert Gen hydraulischen Druck proportional zur Fahrzeuggeschwinoigkeit und liefert einen Druck, der in Abhängigkeit von sowohl der Lenkkraft als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit reguliert ist. Der regulierte Druck wird dann über eine Leitung 14 in eine Rückwirkungskammer 15 in dem Steuerventil geführt, um eine Rückwirkung (Rückwirkungskraft) auf aas Lenkrad (nicht gezeigt) auszuüben, die proportional dem regulierten Druck und dementsprechend auch der Lenkkraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Es ist zu bemerken, daß aas Modulatorventil 13 derart aufgebaut ist, daß der Ausgangsdruck beim Ansteigen der Fahrzeuggeschwindigkeit proportional größer wird. Somit trifft der Fahrer bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten auf einen geringen Widerstand beim Diolen des Lenkrades, und andererseits wird für höhere Geschwindigkeiten ein größerer Drehwiderstand geliefert, um aie Gefahr des zu schnellen Drehens des Lenkrades und des zu scharfen Drehens des Fahrzeuges minimal zu machen.

In Fig. 2 ist der allgemeine Aufbau des bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Steuerventils 11 und des Modulatorventils 13 veranschaulicht. Das Steuerventil 11 besitzt einen Ventilkörper 16, der fest in einem

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teilweise gezeigten Schiebegehäuse 17 mittels eines Bolzens 18 getragen wird, wobei das Gehäuse seinerseits auf einer Kreuzstange (nicht gezeigt) fest angeordnet ist. Mit der Kreuzstange ist ein Paar - nicht gezeigter - Steuerglieaer derart verbunden, daß die Axialbewegung der Kreuzstange ein Paar Boden-berührende Räder zum Drehen bringt.

Der Ventilkörper 16 ist mit einer zentralei· Längsbohrung 20 versehen, von aer ein Ende von einem Schließorgan

21 verschlossen wird, das zwischen dem Ventilkörper 16 und dem Schiebegehäuse 17 angeordnet ist. Das gegenüberliegende Ende der Bohrung 20 ist mittels eines anderen Schließorgans

22 verschlossen, das fest an üer Endwand des Ventilkörpers mittels des Bolzens 18 gehalten wird. Das Schließorgan 22 besitzt eine zentrale Bohrung 23, die einen Abschnitt 24 kleinen Durchmessers eines Federsitzes 25 verschiebbar aufnehmen kann. Der Federsitz 25 besitzt eine Schulter 26, die als Anschlag wirkt, der normalerweise an der Innenwand des Schließorgans 22 anliegt. Der Federsitz 25 besitzt eLenfalls einen axialen Durchgang 27.

In der Ventilkörperbohrung 20 ist ein hohler Ventilschieber 28 verschiebbar angeordnet, dessen rechter in aer Zeichnung - Endabschnitt 29 einen Abschnitt größeren Durchmessers des Federsitzes 25 verschiebbar aufnimmt. Am rechten Ende 29 aes Ventilschiebers 28 ist innen einsring-

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förmige Aussparung 30 vorgesehen, die einen Anschlagflansch 31 ües Federsitzes 25 verschiebbar aufnimmt. Mit dieser Anordnung führt die Bewegung des Ventilschiebers 2 8 nach links in Fig. 2 - dazu, daß der Federsitz 25 sich in der gleichen Richtung bewegt.

In dem Ventilschieber 28 ist ein anderer Federsitz verschiebbar angeordnet, der einen als Anschlag wirkenden Flansch 33 besitzt. Die Rückwirkungskammer 15 befindet sich in eiern Ventilschieber 28 zwischen den Federsitzen 25 und 32; in ihr ist eine Anzahl von Schraubenfedern 34 ebenfalls zwischen Gen Federsitzen 25 und 32 angeordnet. Die Schraubenfedern 34 sind derart vorgespannt, daß sie die Federsitze 25 und 32 voneinander wegdrücken. Auf der linken Seite des Federsitzes 32 ist ein Auflager 3 5 angeordnet, das mit einer Anzahl von Beinen 36 versehen ist, die sich verschiebbar durch Öffnungen erstrecken, die sich in einer Abschluföscheibe 37 befinden, die einstückig mit dem Ventilschieber 28 ausgebildet ist. Die Beine 36 des Auflagers 35 können auf der Innenwand des Schließorgans 21 aufliegen. Eine Arbeitsstange 38, die mit dem Lenkrad (nicht gezeigt) betrieblich verbunden ist, erstreckt sich verschiebbar durch eine Öffnung 39, die zentral in dem Schließorgan 21 gebildet ist, und ist mit der Abschlußscheibe 37 derart betrieblich verbunden, daß sie den Ventilschieber 28 bewegt.

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Der Ventilkörper 16 ist mit einem Fluideinlaßkanal HO versehen, der durch eine Leitung 41 mit der Fluid- oder ölpumpe 10 verbunden ist, so daß unter Druck stehendes Fluid von der Pumpe 10 in den Kanal UO fließt. Der Kanal 40 steht mit seinem Auslaßende mit einer ringförmigen Nut 42 in Verbindung, die in der Ventilkörperbohrung 20 gebildet ist. Auf beiden Seiten der ringförmigen Nut 42 sind in dem Ventilkörper 16 ringförmige Nuten 4 3 und 44 vorgesehen, die über ge- ■ eignete Kanäle (nicht gezeigt) mit einem Fluidreservoir oder -sumpf (nicht gezeigt) verbunden werden können. Diese ringförmigen Nuten 43 und 44 haben die gleiche Weite und gleichen Abstand von der ringförmigen Nut 42.

Der Ventilschieber 28 ist in seiner Außenwand mit einem Paar von in Abstand befindlichen ringförmigen Nuten 45 und 46 versehen, die mit in dem Ventilkörper 16 vorgesehenen Kanälen 47 und 48 in Verbindung stehen können, die ihrerseits zu entgegengesetzten Enden eines Kraftzylinders führen, der einen Kolben und eine Stange (nicht gezeigt) besitzt.

Wird beim Betrieb des in Fig. 2 gezeigten Steuerventils 11 die Arbeitsstange 38 durch Drehung des Lenkrades nach rechts bewegt, wird der Ventilschieber 28 ebenfalls nach rechts bewegt und läßt den Federsitz 32 sich in der gleichen Richtung bewegen^un3ie Schraubenfedern 34 zusammendrücken. Dieser Schieberbewegung bringt den Druckkanal 40 in Verbindung mit der linken Nut 4 5 des Ventilschiebers 28, währenu

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üie Nut 45 von der zu dem Fluidreservoir führenden Nut 4 3 isoliert ist. So fließt Druckfluid in den Zylinder an seiner linken Seite und läßt den Kolben sich nach rechts bewegen, Daraus ergibt sich, daß der Ventilkörper 16 nach rechts bewegt wird, so daß die Fahrzeugräder nach links gedreht werden. Bewegt sich der Ventilschieber 28 nach links, wird der Federsitz 25 mit dem Ventilschieber 28 in der gleichen Richtung bewegt una drückt außerdem die Schraubenfeaern 34 zusammen. Dabei steht die rechte Nut46 des Ventilschiebers iit dem Druckkanal 40 in Verbindung und ist gleichzeitig von üer Hut 44 isoliert, die zu dem Fluidreservoir führt. Somit wird Druckfluid durch den Kanal 4 8 in den Zylinder an seiner Rechten Seite fließen und den Kolben nach links bewegen. Dadurch bewegt sich der Ventilkörpor 16 nach links, so daß die Fahrzeugräder nach rechts gedreht werden.

Die Leitung 12 ist von der von der Fluidpumpe 10 kommenden Leitung 41 abgezweigt und mit der Einlaßöffnung eines Modulatorventils 13 verbunden. Das Modulatorventil 13 ist ein Düse-Prallplatte-Ventil, in dem der Abstand einer Düsenspitze 51 und einer Prallplatte 52 in Übereinstimmung mit einem Eingangsstrom geändert wird, um damit den der Düse 5 3 zugeführten hydraulischen Druck zu modulieren. In dieser Ausführungsform kann der Eingangsstrom in seiner Größe proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen; er wird von einem konventionellen Fahrzeuggeschwindigkeits-

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fühler (nicht gezeigt) erhalten, der einen Wechselspannungsgenerator besitzt, aessen Rotor beispielsweise mit eier Ausgangswelle eines Getriebes antreibbar verbunden ist. Der von eiern Wechselspannung.sgenerator erzeugte Wechselstrom wird in geeigneter Weise verarbeitet, damit er einen der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Gleichstrom bildet, der aann einem Drehmomentmotor 54 zugeführt wird, um die Prallplatte 5 proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit gegen aie Wirkung einer Feder 55 dichter an die Düsenspitze 51 heranzubewegen. Wie dargestellt wurde, wird aer hydraulische Druck von eier Fluidpumpe 10 über die Leitung 12 zugeführt una tritt über eine Drosselstelle 56 in die Düse 5 3 ein. Es ist zu bemerken, aaß somit der Druck proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit moduliert wird, so daß der Ausgangsdruck des Modulatorventils 13 sowohl von der Lenkkraft als auch von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt. Der so modulierte hydraulische Druck wird über die Leitung 14 in die Zentralbohrung 23 des Schließorgans 22 übertragen und tritt über den in dem Federsitz 25 gebildeten Durchgang 27 in die Rückwirkungskammer 15 ein. Wirci der Ventilschieber 2 8 in eine der beiden Richtungen bewegt, werden die Schraubenfedern 34, wie im vorhergehenden beschrieben wurde, durch einen der Federsitze 25 und 32 weiter zusammengedrückt; dadurch liegt eine der Druckkraft der Schraubenfedern 34 entsprechende Rückwirkung (Rückwirkungskraft) über die Arbeitsstange 38 an dem Lenkrad an. Zusätzlich zu dieser Federdruckkraft liegt der hydraulische Druck

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in der Rückwirkungskammer 15, der sowohl von der Lenkkraft als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, zur Bildung einer Rückwirkung an dem Lenkrad an. Es ist zu bemerken, daß somit ein Drehwiderstand des Lenkrades in seiner Größe der Summe der Federdruckkraft und des hydraulischen Drucks entspricht. Demgemäß ist zu bemerken, daß mit dieser Anordnung üie Rückwirkung nicht nur von üer Lenkkraft (Richtkraft) auf die Fahrzeugräder abhängt, sondern ebenfalls derart von der Fahrzeuggeschwindigkeit, daß die Rückwirkung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Für niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten stößt der Fahrer beim Drehen des Lenkrades auf einen kleinen Widerstand, und andererseits ist der Drehwiderstand für hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten groß genug, um dieGefahr zu schnellen Drehens des Lenkrades und zu scharfen Drehens des Fahrzeuges zu vermeiden.

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Form des bei der vorliegenden Steuervorrichtung für Servolenkungen zu verwendenden Modulatorventils gezeigt. Das Modulatorventil 13' ist ein Tellerventil und besitzt eine Drucksteuerkammer 60, in die der hydraulische Druck von der Fluidpumpe 10 über eine Drosselstelle 56' eingeführt wird. Die Drucksteuerkammer besitzt eine Auslaßöffnung 61, die mit der Rückwirkungskammer 15 verbunden werden kann. Die Drucksteuerkammer 60 besitzt ebenfalls eine Druckmodulieröffnung 62, die in sine andere Kammer 6 3 öffnet, die über eine Ablauföffnung b4 mit dem Fluidreservoir in Verbindung steht. Ein Plunger 6

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steht mit seiner Kopfspitze 66 der Druckmodulieröffnung 62 gegenüber und kann diese schließen. Um. den Plunger 6 5 herum ist eine Schraubenfeder 67 angeordnet; der Plunger ist durch Eriergierung einer Solenoidspule 68 axial verschiebbar, die ihrerseits mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler verbunden werden kann, um von diesem einen der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Gleichstrom zu empfangen. Die Schraubenfeder 67 ist derart vorgespannt,daß sie den Plunger 65 verschiebt und seine Spitze 66 die Druckmodulieröffnung 62 schließen läßt. Die Solenoidspule 68 i± ebenfalls derart angeordnet,daß sie eine stoßende und verschiebende Kraft auf den Plunger 6 ausübt, die proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Es ist zu bemerken, daß das Ausspritzen des Fluias von der Druckmodulieröffnung 62 auf den Plunger 6 5 eine Rückziehkraft ausübt. So wird der Plunger 65 beim Betrieb in einer Stellung gehalten, wo ein Gleichgewicht erhalten wird von einer den Plunger vorantreibenden elektromagnetischen Kraft, die durch die Solenoidspule 68 entwickelt wird, und einer Federkraft, die den Plunger 65 ebenfalls nach rechts - in Fig. 3 - drückt, mit einer Plunger-Rückziehkraft, üie von aem ausspritzenaen Fluid ausgeübt wird. Demgemäß ist in dieser Ausführungsform ebenfalls der Ausgangspunkt des Modulatorventils 13' sowohl auf die Lenkkraft als auch auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bezogen. Fig. 4 zeigt ein Diagramm der an aem Lenkrad anliegenden Rückwirkung gegenüber dem Pumpenausgangsdruck, wobei das Teller-Modulatorventil 13' nach Fig. 3 verwenoet wird, um den Ausgangsdruck in Über-

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einstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern. In diesem Diagramm repräsentiert die gerade Linie 69 den Fall, daß aer Gleichspannungs-L'ingangsstrom unendlich ist, was bedeutet , daß der der Lenkkraft proportionale Pumpenausgangsdruck ohne Modulierung durch das Modulatorventil 13' unmittelbar an der Rückwirkungskammer 15 anliegt, da die Druckmodulieröffnung 6 2 durch den Plunger 6 5 geschlossen ist. Wie sich klar aus dem Diagramm ergibt, nimmt die Rückwirkung mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Ferner ändert sich mit dem beschriebenen Modulatorventil 13' die Rückwirkung entsprechend der Lenkkraft bei hohen und niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, wie dies beispielhaft mit den durchgehenden Linien 70 bzw. 71 in Fig. 5 gezeigt ist. In dem Diagramm repräsentiert die gestrichelte Linie 72 die durch die konventionelle Rückwirkungsanordnung angelegte Rückwirkung, die proportional der Lenkkraft ist, und die strichpunktierte Linie 7 3 gibt die Rückwirkung an, die bei einer handsteuervorrichtung auftritt. Es ist zu bemerken, daß die bei verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten erhältliche Rückwirkung innerhalb eines durch die schraffierte Fläche dargestellten Bereichs geändert werden kann, indem die Federkonstanten der in der Rückwirkungskammer 15 angeordneten Schraubenfedern 34 und der um den Plunger 65 herum angeordneten Feder 67 geändert werden.

In Fig. 6 ist eine andere Form des Fahrzeuggeschwindigkeit s-abhängigen Modulatorventils gezeigt. Das Modulator-

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ventil 13" besitzt ein erstes Ventil 75, das mit der Getriebeausgangswelle 76 betrieblich verbunden ist, um ein eier Fahrzeuggeschwindigkeit proportionales Drucksignal zu liefern, und ein zweites Ventil 77 zum Steuern des Pumpenausgangsdrucks in Abhängigkeit von dem Drucksignal. Das erste Ventil 75 ist ein konventionelles Ventil mit einem Ventilkörper 78, der fest auf der Getriebeausgangswelle 76 angeordnet ist und mit dieser drehbar ist. In dem drehbaren Ventilkörper 78 sind eine Einlaßöffnung 79 und eine Auslaßöffnung 80 und Ablauföffnungen 81 und 82 vorgesehen. In dem Ventilkörper 78 ist ein Ventilorgan 8 3 verschiebbar angeordnet, das sich mit dem Ventilkörper und der Ausgangswelle 76 dreht und die FluiaverbinGung zwischen den öffnungen 79 bis 82 in Übereinstimmung mit der auf es ausgeübten Zentrifugalkraft steuert. Wie dargestellt ist, ist das drehbare Organ 83 an einem U-förmigen Teil 84 befestigt, das über eine Schraubenfeder 85 von einem auf der Ausgangswelle 76 angeordneten Federträger 86 herabhängt. Dreht sich die Ausgangswelle 76, werden das U-förmige Organ 84 und das Ventilorgan 8 3 von der Ausgangswelle 76 weiter weg gedruckt und lassen ferner eine Schulter 87 des Ventilorgans 8 3 die Einlaßöffnung 7 9 öffnen. Steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit an, nimmt die FluidverbincJung zwischen der Einlaßöffnung 79 und der Auslaßöffnung 80 zu, wodurch ein größerer Ausgangsdruck geliefert wird. Bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird das in das erste Ventil 75 eintretende Fluid über die Ablauföffnungen 81 und 82 in Fluidreservoire 88 bzw· 89 abgelassen.

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Das zweite Ventil 77 enthält einen Ventilkörper 90, der mit einer Bohrung 91 versehen ist, in der ein Ventilschieber 9 2 verschiebbar angeordnet ist, auf dem zwei in Abstana befindliche Schultern 9 3 und 94 vorgesehen sind. Der Ventilkörper 90 ist ebenfalls mit einer zu der Bohrung 91 konzentrischen kleinen Bohrung 95 versehen, die eine Verlängerung 96 am linken Ende des Ventilschiebers 9 2 verschiebbar aufnehmen kann. Der Signaldruck von dem ersten Ventil 75 wird über eine Leitung 97 in die Bohrung 95 eingeführt und übt eine Kraft auf die Verlängerung 96 am linken Lnde des Ventilschiebers 92 aus, um diesen nach rechts zu drücken. In dem Ventilkörper 90 ist ein relativ breiter Kanal 98 vorgesehen, der das Fluid von der Pumpe 10 in den Raum 99 zwischen den in Abstand befindlichen Schultern 9 3 und 94 eintreten läßt. Von dem Kanal 98 ist ein kleiner Kanal 100 abgezweigt, der mit dem linken Endraum 101 der Bohrung 91 in Verbindung steht. Ein mit der Rückwirkungskammer 15 (Fig. 2) verbundener Auslaßkanal 102 ist derart angeordnet, daß die Fluidverbindung zwischen der Kammer 15 und dem Raum 99 zwischen den in Abstand befindlichen Schultern 9 3 und 94 sich vergrößert, wenn sich der Ventilschieber 9 2 nach rechts bewegt. Andererseits ist ein zu einem Fluidreservoir 104 führender Ablaufkanal 103 an einer derartigen Stelle vorgesehen, uaß die Fluidverbindung zwischen dem Reservoir 104 und dem Raum 99 kleiner wird, wenn sich der Ventilschieber 92 nach rechts bewegt. Ein kleiner Kanal 105 verbindet den rechten Endraum 106 mit dem Auslaßkanal 102.

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Beim Betrieb wira der Ventilschieber 9 2 nach rechts vorgespannt durch den auf die linke Endfläche seiner Verlängerung 96 ausgeübten Signaldruck, der durch die Leitung 9 7 übertragen wira, und durch einen über den kleinen Kanal 100 geführten Druck, der auf die linke Fläche 107 der Schulter 9 3 ausgeübt wird. Der Schieber 9 2 wird auch nach links vorgespannt durch einen über den Kanal 105 geführten Druck, der auf die rechte Fläche 108 der Schulter 94 ausgeübt wird. Steigt der Signaldruck mit der Fahrzeuggeschwindigkeit an, wirα somit der Ventilschieber 9 2 nach rechts bewegt, so daß die Schulter 93 zum Blockieren aes Ablaufkanals 103 neigt, während die Schulter 94 zum öffnen des Auslaßkanals 102 neigt, wodurch der auf die Rückwirkungskammer 15 zu übertragende Ausgangsdruck ansteigt.

Wie im vorhergehenden beschrieben wurde , wird mit der Erfindung eine Steuervorrichtung für Servolenkungen für Kraftfahrzeuge geschaffen, die eine geeignete Rückwirkung auf das Lenkrad in Abhängigkeit von sowohl der Lenkkraft als auch der Fahrzeuggeschwindigkeit liefert.

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Claims

Patentansprüche

Steuervorrichtung für hydraulische Servolenkungen, gekennzeichnet durch ein Fluiüströmungs- und -Drucksteuerventil (11), einen Ventilkörper (16) mit einer Bohrung (20), einen hohlen Ventilschieber (28), der in der Ventilkörperbohrung (20) verschiebbar angeordnet ist und mit einem Lenkrad betrieblich verbunden ist, zwei Federsitze (25, 32), üie in dem hohlen Ventilschieber (28) verschiebbar angeordnet sinü und zwischen sich eine Rückwirkungskammer (15) bilüen, wobei jeder Federsitz (25, 32) einen auf seinem Umfang gebildeten Flansch (31, 33) hat, der als Anschlag wirkt, eine Feuereinrichtung (34), die in der Rückwirkungskammer (15) zwischen den Feüersitzen (25, 32) angeordnet ist und derart vorgespannt ist, daß sie die Federsitze (25,32) auseinanderürückt, wobei der Ventilkörper (16) einen ersten Kanal (40) aufweist, der mit einer Fluidpumpe (10) verbunden weraen kann und an seinem Auslaßende mit einer ersten ringförmigen Nut (42) in Verbindung steht, die in der Ventilkörperbohrung (20)-gebildet ist, wobei in der Ventilkörperbohrung (20) beiderseits aer ersten Nut (42) und in Abstand davon eine erste unü eine zweite ringförmige Nut (43, 44) gebildet sinü, üie über einen zweiten bzw. dritten Kanal mit einem Fluiüreservoir verbunden werden können, einen Kraftzylin der, der einen Kolben und eine Stange besitzt und an einem

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Ende mit einem vierten Kanal und am anderen Ende mit einem fünften Kanal verbunden ist, wobei in Gern Ventilschieber (28) eine vierte und eine fünfte ringförmige Nut gebildet sind, die selektiv den ersten Kanal mit dem vierten Kanal bzw. dem fünften Kanal verbinden können, um die Fluidströmung durch das Steuerventil (11) zum Kraftzylinder in Abhängigkeit von der in einer der beiaen Richtungen erfolgenden Bewegung des VentilSchiebers (28) gegenüber dem Ventilkörper (16) zu steuern·, ein Modulatorventil (13) zum Steuern eines Drucks von der Fluidpumpe (10) proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Kanaleinrichtung (14), die das Modulatorventil (13) mit der Rückwirkungskaiamer (15) in dem Steuerventil (11) verbindet, wobei die durch das Steuerventil auf das Lenkrad ausgeübte Rückwirkung der Summe des hydraulischen Drucks in der Rückwxrkungskammer (15) unc der Kraft aer Federeinrichtung (34) entspricht und daher von der Lenkkraft auf den Kraftzylinder und auch von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die auf das Lenkrad ausgeübte Rückwirkung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß einer der Feüersitze (25, 32) einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweist, der verschiebbar in einer Bohrung (39) aufgenommen ist, die in einem Schließorgan (21)

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gebildet ist, das auf einem Ende des Ventilkörpers (16) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Federsitz einen axialen Durchgang (27) hat, durch aen der hydraulische Druck von dem Modulatorventil (13) in die Rückwirkungskammer (15) eingeführt wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, uadurch gekennzeichnet, daß das Modulatorventil (13) ein übliches Düse-Prallplatten-Ventil ist, aas eine Düse (53) aufweist mit einer Einlaßöffnung (5o), die über eine eine Drosselstelle (56) aufweisende Leitung (12) mit der Pluidpumpe (lo) verbunden ist,und mit einer Auslaßöffnung,die mit der Rückwirkungskammer (15) verbunden ist, einen Drehmomentmotor (54), der mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler zum Empfangen eines der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionalen Gleichstromes elektrisch verbunden ist,und eine Feder (55)» die eine Prallplatte (52) normalerweise von der Düsenspitze (51) zu deren öffnung wegdrückt (Fig. 2).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulatorventil (13 ·) ein übliches Tellerventil ist, das eine Drucksteuerkammer (60) besitzt, in die der hydraulische Druck von der Fluidpumpe (10) über eine Drosselstelle (56¹) eingeführt wird und die eine mit der Rückwirkungskammer (15) verbundene Auslaßöff-

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nung (61) und eine mit dem Fluidreservoir verbundene Druckmodul ieröffnung (62) besitzt, einen Plunger. (65), dessen Kopfabschnitt (66) der Druckmodulieröffnung (62) zu deren Verschließung gegenübersteht, eine um den Plunger (65) herum angeordnete Feder (67) und ein Solenoid, das mit dem Plunger (65) betrieblich verbunden ist und diesen in Abhängigkeit von einem Gleichstrom bewegt, der proportional der Fahrzeuggeschwindigkeit ist und der Spule (68) des Solenoids zugeführt wird (Fig. 3).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis U, aaaurch gekennzeichnet, daß das Modulatorventil (13") ein erstes Ventil (75) besitzt, das mit der Getriebeausgangswelle (76) betrieblich verbunden ist und einen der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Signaldruck liefert und einen Ventilkörper (78) aufweist, der auf der Abtriebswelle des Fahrzeuges fest angeordnet und mit dieser drehbar ist und eine mit der Fluidpumpe (10) verbundene Einlaßöffnung (79), eine Auslaßöffnung (80), über die der Signaldruck geliefert wird, und Ablauföffnungen (81, 82) besitzt, die mit dem Fluidreservoir verbunden sind, ein in dem Ventilkörper (78) verschiebbar angeordnetes Ventilorgan (83), ein das Ventilorgan (83) tragendes U-förmiges Organ (84), das durch eine Federeinrichtung (85) von der Getriebeausgangswelle (76) getragen wird, wobei das Ventilorgan (8 3) eine Schulter (87) besitzt, die die Fluidverbindung zwischen der Einlaßöffnung (79) und der Auslaßöffnung (80) in Ab-

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hängigkeit von der durch Drehung der Getriebeausgangswelle

(76) auf es ausgeübten Zentrifugalkraft steuern kann, ein zweites Ventil (77) zum Steuern eines von der Fluidpumpe (10) gelieferten Fluiddrucks in Abhängigkeit von dem Signaldruck von dem ersten Ventil (75), wobei das zweite Ventil

(77) einen Ventilkörper (90) mit einer Bohrung (91) aufweist, einen Ventilschieber (92), der in der Ventxlkörperbohrur.g (91) verschiebbar angeordnet ist und in Abstand befindliche Schultern (93, 94) aufweist, eine mit der Ventilkörperbohrung (91) konzentrische kleine Bohrung (95), die eine Verlängerung des Ventilschiebers (92) verschiebbar aufnehmen kann, wobei der Ventilkörper (90) einen ersten Kanal besitzt, der mit der Auslaßöffnung (80) des ersten Ventils verbunden werden kann und mit der kleinen Bohrung des Ventilkörpers in Verbindung steht, einen zweiten Kanal (98), üer mit aer Fluiapumpe (10) verbunden werden kann und mit dem Zwischenraum zwischen den in Abstand befindlichen Schultern (93, 94) in Verbindung steht, einen dritten Kanal (100), eier mit der Fluidpumpe (10) verbunden werden kann und mit einem Lndraum (101) der Ventxlkörperbohrung (91) in Verbindung steht, einen vierten Kanal (102), der mit der Rückwirkungskammer (15) verbunden werden kann und mit dem anderen Enüraum aer Ventilkörperbohrung (91) in Verbindungsteht, einen fünften Kanal, der mit der Rückwirkungskammer (15) verbunden wercten kann und derart angeordnet ist, aaß die Fluidverbindung zwischen der Rückwirkungskammer (15) und dem Raum (99) zwischen den in Abstand befindlichen

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Schultern (9 3, 9H) zunimmt, wenn sich der Ventilschieber (92) in einer Richtung bewegt, einen sechsten Kanal, der mit dem Fluidreservoir verbunden werden kann und derart angeordnet ist, daß die Fluidverbindung zwischen dem Reservoir unü dem Raum zwischen den in Abstand befindlichen Schultern (93, 9Ό abnimmt, wenn sich der Ventilschieber (92) in dieser einen Richtung bewegt, wobei der Ventilschieber (92) in dieser Richtung vorgespannt ist durch den auf sein eines Lnde ausgeübten Signaldruck, der durch den ersten Kanal übertragen wird ,und durch einen Druck, der über den dritten Kanal zu dem einen Endraum der Ventilkörperbohrung (91) übertragen wird, wobei aer Ventilschieber (92) auch in entgegengesetzter· Richtung -vorgespannt wird durch einen Druck, der über den vierten Kanal zum anderen Endraum der Ventilkörperbohrung (91) übertragen wira, wobei ein auf die RücJ'wirkungskammer (15) über den fünften Kanal übertragener Druck sowohl von der Lenkkraft als auch von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt.

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