DE3523293A1

DE3523293A1 - Hilfskraft-lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE3523293A1
Application number: DE19853523293
Authority: DE
Inventors: Susumu Honaga; Yoshiharu Kariya Aichi Inaguma; Ken'ichi Kikuchi; Hiroki Sato; Mikio Suzuki; Masato Toyota Aichi Tanabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-06-29
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1986-01-09
Also published as: DE3523293C2; JPS6116172A; JPH0255262B2; US4632204A

Description

Tedtke-Bühling - Kinne - Grupe S Rellmann - Grams - OTRUiF "..ά^οϊβπ.bn

Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann _ ^ _ Dipl.-Ing. K. Grams

Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24 845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent München

28. Juni 1985 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha ._ _/n,_o ,

Dh H7Oo /

Toyota-shi, Japan case 6P-120

Hilfskraft-Lenkvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hilfskraft-Lenkvorrichtung, um eine hydraulische Kraft zur Unterstützung der auf ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs von einem Fahrer aufgebrachten Kraft zu liefern, und insbesondere auf eine Hilfskraft-Lenkvorrichtung derjenigen Bauart, wobei ein hydraulischer Reaktionsmechanismus zur Regelung der hydraulischen Hilfskraft in Übereinstimmung mit einem Ansteigen oder Abfallen in der Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden ist.

Bei einer herkömmlichen Hilfskraft-Lenkvorrichtung dieser Art ist der hydraulische Reaktionsmechanismus mit einer Sekundär-Hydraulikpumpe, um mit einem zur Fahrgeschwindigkeit proportionalen Druck beaufschlagt zu werden, verbunden« Im allgemeinen wird diese Sekundär-Hydraulik-

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pumpe durch die Antriebswelle des Fahrzeugs angetrieben. Alternativ ist die Sekundär-Hydraulikpumpe eine solche, die mit einer Primär-Hydraulikpumpe für die Lenkvorrichtung verbunden ist, um einen hydraulischen Druck an den Reaktxonsmechanismus zu legen. Die erstgenannte Art einer Hydraulikpumpe muß an der Antriebswelle angebracht und mit dem Reaktxonsmechanismus über Fluidkanäle oder -leitungen verbunden werden, was einen komplizierten Aufbau der Lenkvorrichtung zum Ergebnis hat. Bei der zweiten Art einer Hydraulikpumpe ist es notwendig, eine gegenseitige störende Beeinflussung der jeweils an den Arbeitszylinder und den Reaktxonsmechanismus gelegten Hydraulikdrücke zu vermeiden, und das hat eine komplizierte Konstruktion einer Regel- oder Steuervorrichtung zum Ergebnis.

Es ist insofern die Aufgabe der Erfindung, eine Hilfskraft-Lenkvorrichtung zu schaffen, bei der die Sekundär-Hydraulikpumpe für den Reaktxonsmechanismus für die Lenkvorrichtung mittels und in einer relativ einfachen Konstruktion vereinigt wird, ohne eine störende Beeinflussung zwischen den jeweils an den Arbeitszylinder und an den Reaktxonsmechanismus gelegten Hydraulikdrücken herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird bei einer Hilfskraft-Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer von einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs betriebenen Primär-Hydraulikpumpenanordnung für eine Druckfluidlieferung, mit einer Sekundär-Hydraulikpumpenanordnung zur Druckfluidlieferung im Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit, mit einem mit den lenkbaren Fahrzeugrädern in Wirkverbindung stehenden hydraulischen Arbeitszylinder, mit einer Servoventilanordnung, die ein arbeitsseitig mit dem Lenkrad des Fahrzeugs Verbundes Antriebsglied, ein arbeitsseitig mit dem Arbeitszylinder verbundenes Abtriebsglied und eine Ventileinrichtung zur Regelung der Druckfluidlieferung von der

Primär-Purnpenanordnung zum Arbeitszylinder in Abhängigkeit von einer Reiativdrehung zwischen dem An- und Abtriebsglied umfaßt, und mit einem der Servoventiianordnung zugeordneten Reaktionsmechanismus, der mit der Sekundär-Pumpenanordnung zur Erzeugung eines Widerstandes gegen die Relativdrehung zwischen dem An- und Abtriebsglied in Übereinstimmung mit einem an ihn von der Sekundär-Pumpenanordnung angelegten Hydraulikdruck verbunden ist, dadurch gelöst, daß die Sekundär-Hydraulikpumpenanordnung mit der Primär-Hydraulikpumpenanordnung für einen gemeinsamen Antrieb durch den Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs baulich vereinigt ist und eine erste Regelventileinrichtung zur Regelung der von der Sekundär-Hydraulikpumpe abgegebenen Fluidmenge mit konstantem Volumen und eine zweite Regelventileinrichtung zur Regelung des Drucks des von der ersten Regelventileinrichtung geregelten Fluids in Übereinstimmung mit der Fahrgeschwindigkeit umfaßt.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung, aus der die Aufgabe und deren Lösung, weitere Ziele sowie die Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes deutlich werden, erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Hilfskraft-Lenkvorrichtung und eine schematische Darstellung einer mit dieser Vorrichtung verbundenen Primär- sowie Sekundärpumpenanordnung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Hydraulikpumpenanordnung gemäß der Erfindung, wobei die Primär- und die Sekundärpumpe miteinander baulich vereinigt sind;

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in der Fig.2; Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in der Fig. 2;

Fig. 5 ein Diagramm über die der Servoventilanordnung der Hilfskraft-Lenkvorrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zugeführten Fluidmenge;

Fig. 6 ein Diagramm über den an einen Reaktionsmechanismus in der Hilfskraft-Lenkvorrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit angelegten hydraulischen Reaktionsdruck.

Die Fig. 1 zeigt eine Hilfskraft-Lenkvorrichtung der Zahnstangenbauart, die ein Getriebegehäuse 10 mit einem Abtriebsglied 11 in Form einer Ritzelwelle umfaßt, das (bzw. die) drehbar im Gehäuse 10 gelagert und ständig mit einer Zahnstange 14 in Eingriff ist. Die Zahnstange 14 ist in einer zur Ritzelwelle 11 rechtwinkligen Richtung bewegbar und in üblicher Weise mit einem Arbeitskolben in einem hydraulischen Arbeitszylinder, wie das in Fig. 1 schematisch angedeutet ist, verbunden. Die Zahnstange 14 steht ferner mit den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs durch ein übliches (nicht gezeigtes) Gelenkgetriebe in Wirkverbindung. Das Getriebegehäuse 10 ist einstückig an einem Ventilgehäuse 18 befestigt, in dem eine Dreh-Servoventilanordnung 20 untergebracht ist. Diese Servoventilanordnung 20 weist ein Antriebsglied 24 in Form einer zur Ritzelwelle 11 koaxial angeordneten Welle auf, die mit der (nicht gezeigten) Lenkspindel des Fahrzeugs, in das die Hilfskraft-Lenkvorrichtung eingebaut ist, verbunden werden kann.

Ein mittiger Teil des Antriebsglieds (der Welle)24 ist als ein Ventilrotor 22 ausgestaltet, der in eine Ventilbuchse 21 - mit Bezug zu dieser drehbar - eingesetzt ist. Das Antriebsglied 24 ist mit dem Abtriebsglied (Ritzelwelle) 11 durch einen Drehstab 25 verbunden, wobei an der Stelle 23 eine eine Relativdrehung der beiden Teile erlaubende Anlage besteht. Der Ventilrotor 22 weist an seinem Außenumfang eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung gleich beabstandeten Axialnuten 22 von halbkreisförmigem Querschnitt auf und ist mit einer Mehrzahl von radialen (nicht gezeigten) Durchlässen versehen, die einen Teil

der Axialnuten 22a mit der inneren Axialbohrung in der Antriebswelle 24 verbinden. Die Ventilbuchse 21 umgibt den Rotor 22 und ist mit dem innenliegenden Ende der Ritj zelwelle 11 mit Hilfe eines Verbindungszapfens 31 gekop-

pelt. Am Innenumfang der Ventilbuchse 21 sind mehrere, in Umfangsrichtung gleich beabstandete Axialnuten 21a ausgebildet, die in Abhängigkeit von der Relativdrehung der ; Wellen 11 und 24 zueinander mit den Axialnuten 22a des

Ventilrotors 22 zusammenarbeiten, um in ausgewählter Weise ' eine Einlaßöffnung 26 mit einer der Auslaßöffnungen 28 , bzw. 29 sowie eine Ablaßöffnung 27 mit der anderen Auslaßöffnung zu verbinden.

I
Die Ritzelwelle 11 hat ein Zylinderteil 30, das drehbar

! in das Ventilgehäuse 18 eingefügt und durch den Verbindungszapfen 31 an die Ventilbuchse 21 gekoppelt ist. In ■ diesem Zylinderteil 30 ist eine Reaktionszylinderkammer j 33 ausgestaltet, in die ein Ringbund 34 der Antriebswelle 24 drehbar eingesetzt ist, dem eine hydraulische Reaktions-

\ kraft vermittelt wird. Ein als Ringglied ausgebildeter Reaktionskolben 35 ist in der Reaktionszylinderkammer 33 axial verschiebbar aufgenommen und liegt dem Ringbund 34 an der Antriebswelle 24 gegenüber. Der Reaktionskolben ist über dem inneren Endabschnitt der Antriebswelle 24 angeordnet und teilt die Zyiinderkammer 33 in einen linken sowie rechten Raum. Durch Eingriff mit einem an der Ritzelwelle 11 festen axialen Stift 38 wird der Reaktionskolben 35 in seiner axialen Bewegung geführt. Der linke Raum in der Zylinderkammer 33 steht in offener Verbindung mit einer Eintrittsöffnung 40, so daß ihm ein hydraulischer Raktionsdruck vermittelt werden kann, während der rechte Raum in der Zylinderkammer 33 bzw. im Zylinderteil 30 in offener Verbindung mit einer Ablaßöffnung 41, die an einen Fluidbehälter 80 angeschlossen ist, steht.

Der Ringbund 34 der Antriebswelle 24 hat eine Stirnfläche, in der mehrere, in Umfangsrichtung gleichbeabstandete Vertiefungen 34a ausgebildet sind, und der Reaktionskolben

35 hat eine Stirnfläche, in der in Übereinstimmung mit den gegenüberliegenden Vertiefungen 34a mehrere, in Umfangsrichtung gleichbeabstandete Vertiefungen 35a ausgebildet sind. In diesen Vertiefungen 34a und 35a sind Kugeln

36 in einer Mehrzahl aufgenommen, die von einer ringförmigen Käfigplatte 37 getragen werden. Bei dieser Anordnung steht der Reaktionskolben 35 durch einen wellenförmigen Federring 39 unter einem zum Ringbund 34 hin gerichteten Druck, wobei er in Anlage an die Kugeln 36 gepreßt wird.

Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, ist die Einlaßöffnung 26 der Servoventilanordnung 20 mit der Austrittsöffnung einer Primär-Hydraulikpumpe 50 über ein erstes elektromagnetisches Strömungsmengen-Regelventil 50 mit einer veränderbaren Drosselstelle in Verbindung. Die primärpumpe 50 wird vom Antriebsmotor des Fahrzeugs angetrieben. Parallel zum EM-Regelventil 51 ist ein Umgehungsventil 52 angeordnet, um den Unterschied im Druck zwischen den einander gegenüberliegenden Seiten des Strömungsmengen-EM--Regelventils 51 auf einem konstanten Wert zu halten. Die Eintrittsöffnung 40 der Reaktionszylinderkammer 33 ist an die Austrittsöffnung einer Sekundär-Hydraulikpumpe 55 über eine feste Drosselstelle 56 angeschlossen. Die Sekundärpumpe 55 ist rait der Primärpumpe 50 verbunden, so daß beide vom Antriebsmotor des Fahrzeugs betrieben werden, worauf noch eingegangen werden wird. Ein Umgehungsventil 57 ist zur festen Drosselstelle 56 parallel angeordnet, um den Druckunterschied zwischen den entgegengesetzten Seiten der festen Drosselstelle auf einem konstanten Pegel zu halten. Die Eintrittsöffnung 40 der Reaktionszylinderkamraer 33 ist ferner über ein zweites elektromagnetisches

Strömungsmengen-Regelventil 58 mit dem Fluidbehälter 80 verbunden.

Wie den Fig. 2 - 4 zu entnehmen ist, sind die Sekundärpumpe 55, das erste sowie zweite EM-Regelventil 51 sowie 58, die Umgehungsventile 52, 57 und die feste Drosselstelle 56 in das Pumpengehäuse 60 der Primärpumpe 50 eingebaut. Wie die Fig. 2 am besten erkennen läßt, weist das Pumpengehäuse 60 eine innere Kammer auf, die von einer Stirnplatte 62 flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist. Die Primärpumpe 50 hat einen Nockenring 64, der sich in dieser inneren Kammer befindet, und ein Paar von Seitenplatten 65 und 66, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen des Nockenringes 64 angebracht sind. Der Nockenring 64 und die beiden Seitenplatten 65, 66 sind durch den Druck eines wellenförmigen Federringes 67, der zwischen der inneren Wand des Pumpengehäuses 60 und der Seitenplatte 65 angeordnet ist, miteinander in Anlage. Darüber hinaus sind der Nockenring 64 und die Seitenplatten 65, 66 in einer festen Lage, wozu ein (nicht gezeigter) Positionierstift, dessen entgegengesetzte Enden am Pumpengehäuse 60 und der Stirnplatte 62 angreifen, vorgesehen ist.

Der Nockenring 64 ist an seinem Innenumfang mit einer ovalen Steuerfläche versehen. Innerhalb des vom Nockenring 64 und de/i Seitenplatten 65, 66 umschlossenen Raumes ist ein Rotor 72 fest an einer Antriebswelle 74 angebracht, die über eine Lagerbüchse 73 im Pumpengehäuse 60 gelagert ist. Der Rotor 72 wird im Pumpengehäuse gedreht, so daß er mit zwei einander gegenüberliegenden Abschnitten der Steuerfläche des Nockenringes 64 in Berührung kommt, und er weist quer über ihn verlaufende Radialnuten auf, die zu den Rotorstirnflächen offen sind. Eine Mehrzahl von verschiebbaren Flügeln 71 ist in den

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radialen Nuten des Rotors 72 aufgenommen, und während dessen Drehung werden die Flügel 71 vom Rotor 72 im Ansprechen auf die Zentrifugalkraft radial nach außen bewegt sowie von der Steuerfläche am Nockenring 64 geführt, so daß Saug- und Druck- oder Austrittskammern gebildet werden.

In der Seitenplatte 65 sind eine Ansaugöffnung 75 sowie eine Austrittsöffnung 77 ausgestaltet, die der einen Stirnfläche des Rotors 72 gegenüberliegen. Die andere Seitenplatte 66 weist eine Ansaugöffnung 76 und eine Austrittsöffnung 78 auf, die der anderen Stirnfläche des Rotors 72 gegenüberliegen. Die Ansaugöffnungen 75, 76 stehen mit einer den Nockenring 64 umschließenden Ringkehle 79 in offener Verbindung, die ihrerseits mit einem Umgehungskanal 81 Verbindung hat, welcher an den Fluidbehälter 80 angeschlossen ist. Die Austrittsöffnungen 77, 78 stehen mit einer Druckkammer 82, an die ein Austrittskanal 83 anschließt, in offener Verbindung.

Wie die Fig. 3 zeigt, ist im Pumpengehäuse 60 eine Querbohrung 85 ausgebildet, die mit dem Umgehungskanal 81, dem Austrittskanal 83 und einem an die Einlaßöffnung 26 der Servoventilanordnung 20 angechlsosenen Verbindungskanal 86 in offener Verbindung ist. Ein Gehäuse für das erste EM-Regelventil 51 ist in diese Querbohrung 85 im Pumpengehäuse 60 eingeschraubt. Zwischen dem Austrittskanal 8 3 und dem Verbindungskanal 8 6 ist in der Querbohrung 85 eine Drossel 90 vorgesehen. Das erste EM-Regel ventil 51 umfaßt eine Magnetspule 91, einen bewegbaren Kolben 92, der bei Erregung der Magnetspule 91 verlagert wird, und eine Ventilstange 93, die mit dem Kolben 92 ein Stück bildet und entsprechend dessen Verlagerung das Ausmaß der Öffnung der Drossel 90 regelt.

BAD ORiG/NAL

Der bewegbare Kolben 92 ist einem nach rechts gerichteten Druck von einer Schraubendruckfeder 94 ausgesetzt, um im entregten Zustand der Magnetspule 91 die öffnung der Drossel maximal zu halten. Wenn der Kolben 92 durch die Erregung der Magnetspule 91 gegen die Kraft der Feder 94 verlagert wird, so wird in Abhängigkeit von der Verlagerung des Kolbens 92 die Öffnungsfläche der Drossel 90 durch die Ventilstange 93 verkleinert.

In der Querbohrung 85 des Pumpengehäuses 60 ist das Umgehungsventil 52 aufgenommen, das von einer Schraubendruckfeder 87 zur Drossel 90 hin gedrückt wird, um in seiner Ausgangsstellung die Verbindung zwischen dem Umgehungskanal 81 und dem Austrittskanal 83 zu unterbrechen. Auf die entgegengesetzten Enden des Umgehungsventils 52 wirken die Hydraulikdrücke, die an den entgegengesetzten Seiten der Drossel 90 anliegen. Somit regelt das Umgehungsventil 52 die öffnung des Umgehungskanals 81, um die Druckdifferenz zwischen den entgegengesetzten Seiten der Drossel 90 auf einem konstanten Pegel zu halten.

Die Magnetspule 91 ist an einen Treiberkreis 101 angeschlossen, der seinerseits mit einem Computer 100 verbunden ist, welcher in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V einen Steuerstrom I liefert. Wenn die Magnetspule 91 durch den Steuerstrom I vom Treiberkreis 101 erregt wird, so wird der bewegbare Kolben 92 gegen die Kraft der Feder 94 so verlagert, daß die Ventilstange 93 die Öffnungsfläche der Drossel 90 mit größer werdendem Steuerstrom I verkleinert. Das hat zum Ergebnis, daß die der Einlaßöffnung 26 zugeführte Fluidmenge mit ansteigender Fahrgeschwindigkeit kleiner wird.

Gemäß Fig. 2 ist in fluiddichter Weise ein Pumpenblock

105 an der Außenfläche der Stirnplatte 62 befestigt,

um eine exzentrisch zur Achse der Antriebswelle 74 liegende Pumpenkammer 106 zu bilden. Die Sekundärpumpe 55 ist als Trochoid-Pumpe ausgebildet und umfaßt einen Außenrotor 107 mit Innenzähnen, der in der Pumpenkammer

106 aufgenommen ist, sowie einen Innenrotor 108 mit Außenzähnen, der im Außenrotor 107 aufgenommen ist, wobei die Innen- und Außenzähne miteinander kämmen. Der Außenrotor 107 ist in der Pumpenkammer 106 drehbar, der Innenrotor 108 ist an der Antriebswelle 74 für eine Drehung mit dieser fest angebracht. In der einen Seitenwand der Pumpenkammer 106 ist eine Ansaügöffnung 109 ausgebildet, die über einen Verbindungskanal 111 mit der Ansaugöffnung 76 fest verbunden ist, und in der anderen Seitenwand der Pumpenkammer 106 ist eine Austrittsöffnung 110 vorhanden.

Wie die Fig. 4 zeigt, ist im Pumpenblock 105 eine Querbohrung 113 ausgebildet, in die das Umgehungsventil 57 axial bewegbar eingebaut ist, das einen Axialkanal 114 und die feste Drosselstelle 56 aufweist. Zwei Kammern, die durch das Umgehungsventil 57 abgeteilt werden, sind miteinander durch die feste Drosselstelle 56 verbunden. Die eine dieser Kammern ist über einen Austrittskanal 115 an die Austrittsöffnung 110 angeschlossen, die andere der beiden Kammern ist über einen Durchlaßkanal 116 an eine Auslaßöffnung 112 angeschlossen, welche mit der Eintrittsöffnung 40 der Reaktionszylinderkammer 33 in Verbindung steht. Die Querbohrung 113 ist ferner mit einer Umgehungsleitung 117, die zur Ansaugöffnung 109 führt, in Verbindung. Das Umgehungsventil 57 steht durch eine Schraubendruckfeder 118 unter einem zum linken Ende der Querbohrung 113 gerichteten Druck, um normalerweise die Verbindung zwischen dem Austrittskanal 115 und dem

Umgehungskanal 117 zu unterbrechen. Wenn das Umgehungsventil 57 gegen die Kraft der Feder 118 nach rechts verlagert wird, so wird der Umgehungskanal 117 mit dem Austrittskanal 115 verbunden, um einen Teil des von der Sekundärpumpe 55 abgegebenen Fluids zum Fluidbehälter 80 zu leiten.

Der Pumpenblock 105 ist noch mit einer weiteren Querbohrung 119 ausgestattet, die in einen mittigen Abschnitt des Durchlaßkanals 116 eingeht und in die ein Gehäuse für das zweite EM-Regelventil 58 eingeschraubt ist, das fluiddicht am Pumpenblock 105 befestigt ist. Dieses Gehäuse für das Durchflußmengen-Regelventil 58 ist innen mit einer Drossel 90a versehen, die an ihrer einen Seite zum Durchlaßkanal 116, an ihrer anderen Seite zur Ansaugöffnung 109 über einen Ablaßkanal 120 Verbindung hat. Das zweite EM-Regelventil 58 umfaßt eine Ventilstange 93a, die im Ansprechen auf die Erregung der Magnetspule 91a velagert wird, um den Öffnungsgrad der Drossel 90a zu regeln. Wird der Öffnungsgrad der Drossel 90a durch Verlagerung der Ventilstange 93a verkleinert, so tritt in Übereinstimmung mit dem Drosselwiderstand im Durchlaßkanal 116 ein Hydraulikdruck auf. Die Magnetspule 91a ist an einen Treiberkreis 121 angeschlossen, der mit dem Computer 100 verbunden ist, welcher in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit V einen Steuerstrom I liefert. Wenn der Magnetspule 91a vom Treiberkreis 121 der Steuerstrom zugeführt wird, so wird die Spule erregt, um in Übereinstimmung mit dem Anstieg des Steuerstromes eine Verlagerung der Ventilstange 93a zu bewirken. Das hat zum Ergebnis, daß der Hydraulikdruck in der Ifeaktionskammer 33 in Übereinstimmung mit einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit V vergrößert wird. Der weitere Aufbau des Strömungsmengen-Regelventils 58 ist im wesentlichen zum Aufbau des ersten EM-Regelventils 51 gleich.

Im Betrieb wird die Antriebswelle 74 vom Antriebs- oder Hauptmotor des Fahrzeugs angetrieben, womit der Rotor und der Innenrotor 108 gedreht werden. Somit werden die Primär- und die Sekundärpumpe 50 und 55 im Verhältnis zur Drehung der Fahrzeug-Antriebsmaschine betrieben, um Fluid unter Druck jeweils in den Austrittskanal 83 bzw. 115 zu fördern. Das im Kanal 83 unter Druck stehende Fluid wird vom Umgehungsventil 52 gesteuert und der Einlaßöffnung 26 der Servoventilanordnung 20 durch die Drossel hindurch zugeführt. Andererseits wird das im Kanal 115 unter Druck stehende Fluid vom Umgehungsventil 57 gesteuert und in den Durchlaßkanal 116 gefördert, von wo aus es durch die Drossel 90a und den Ablaßkanal 120 in die Ansaugöffnung 109 fließt.

Wenn das Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit fährt, dann befinden sich die Treiberkreise 101 und 121 jeweils in einem entaktivierten Zustand, so daß die zugeordneten Magnetspulen 91 und 91a der Durchflußmengen-Regelventile 51 und 58 entregt sind. In diesem Zustand befindet sich die Ventilstange 93 des Regelventils 51 in ihrer Ausgangslage, womit die Öffnungsfläche der Drossel 90 maximal frei ist, während sich auch die Ventilstange 93a des Regelventils 58 in ihrer Ausgangslage befindet, so daß auch die Drossel 90a maximal geöffnet ist. Somit wird die der Einlaßöffnung 26 der Servoventilanordnung 20 zugeführte Fluidmenge auf ihrem Maximalwert gehalten, um eine ausreichende hydraulische Kraft zur Unterstützung der Lenktätigkeit des Fahrers zu liefern. Andererseits ruft die Drossel 90a keinerlei hydraulischen Gegendruck im Durchlaßkanal 116 hervor, so daß der Reaktionskolben 35 nur durch die Kraft des Federringes 39 zur Anlage an die Kugeln 36 gedruckt wird, um eine Relativdrehung zwischen der Ventilbuchse 21 und dem Ventilrotor 22 im Ansprechen auf die Drehung des Antriebsglieds (Welle) 24 zuzulassen.

Obersteigt die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Höhe, dann werden unter Steuerung durch den Computer 100 die Treiberkerise 101 und 121 aktiviert, um einen Steuerstrom im Verhältnis zum jeweiligen Anstieg in der Fahrgeschwindigkeit zu erzeugen. In diesem Fall wird die Magnetspule 91 des Regelventils 51 durch den Steuerstrom erregt, um die Ventilstange 93 zur Drossel 90 hin in Übereinstimmung mit dem Anstieg in der Fahrgeschwindigkeit zu verschieben. Das hat zur Folge, daß die Öffnungsfläche der Drossel 90 durch die Ventilstange 93 vermindert wird, um die Menge des der Einlaßöffnung 26 der Servoventilanordnung 20 zugeführten Fluids zu verringern, wie Fig.5 zeigt. Im Ansprechen auf die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit wird auch die Magnetspule 91a des Regelventils 58 durch Steuerstrom erregt, so daß die Ventilstange 93a in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeitserhöhung zur Drossel 90a hin verschoben wird. Das hat zum Ergebnis, daß die Öffnungsfläche der Drossel 90a durch die Ventilstange 93a verkleinert wird, so daß im Durchlaßkanal 116 ein hydraulischer Gegendruck erzeugt wird, um den auf den Reaktionskolben 35 wirkenden Druck zu erhöhen, wie Fig. 6 zeigt. Damit bewirkt der Reaktionskolben 35 eine Erhöhung im Widerstand gegen eine Relativdrehung zwischen der Ventilbuchse 21 und dem Ventilrotor 22 im Verhältnis zum Anstieg in der Fahrgeschwindigkeit.

Wenngleich bei der erläuterten Ausführungsform die Menge des der Servoventilanordnung 20 zugeführten Fluids so gesteuert wird, daß sie entsprechend einer Zunahme in der Fahrgeschwindigkeit vermindert wird, so kann die Fluidmenge auch auf einem konstanten Wert gehalten werden. Ferner kann der Computer 100 so ausgelegt werden, daß er den Steuerstrom in Übereinstimmung mit anderen Parametern, z.D. dem Drehwinkel oder der Schnelligkeit,

mit der das Lenkrad gedreht wird, regelt. In diesem Fall kann der auf den Reaktxonskolben 35 wirkende Hydraulikdruck in Übereinstimmung mit der vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübten Kraft oder Leistung geregelt werden.

Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsform beschrieben, es ist jedoch klar, daß sie auf diese Ausführungsform nicht begrenzt ist. Vielmehr werden dem Fachmann bei Kenntnis der Lehre der Erfindung Abwandlungen und Abänderungen nahegelegt sein, die aber als in den
Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

Hilfskraft-Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer von einer Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs betriebenen Primär-Hydraulikpumpenanordnung für eine Druckfluidlieferung, mit einer Sekundär-Hydraulikpumpenanordnung zur Druckfluid!ieferung im Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit, mit einem mit den lenkbaren Fahrzeugrädern in Wirkverbindur.g stehenden hydraulischen Arbeitszylinder, mit einer Servoventiianordnung, die ein arbeitsseitig mit dem Lenkrad des Fahrzeugs verbundenes Antriebsglied, ein arbeitsseitig mit dem Arbeitszylinder verbundenes Abtriebsglied und eine Ventileinrichtung zur Regelung der Druckfluidlieferung von der Primär-Pumpenanordnung zum Arbeitszylinder in Abhängigkeit von einer Relativdrehung zwischen dem An- und Abtriebsglied umfaßt, und mit einem der Servoven-

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(Postscheckamt (Mönchen) Kto. 670-43-80*

tilanordnung zugeordneten Reaktionsmechanismus, der mit der Sekundär-Pumpenanordnung zur Erzeugung eines Widerstandes gegen die Relativdrehung zwischen dem An- und Abtriebsglied in Übereinstimmung mit einem an ihn von derSekundär-Pumpenanordnung angelegten Hydraulikdruck verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär-Hydraulikpumpenanordnung (55) mit der Primär-Hydraulikpumpenanordnung (50) für einen gemeinsamen Antrieb durch den Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs baulich vereinigt ist und eine erste Regelventileinrichtung (57) zur Regelung der von der Sekundär-Hydrauiikpumpe (55) abgegebenen Fluidmenge mit konstantem Volumen und eine zweite Regelventileinrichtung (58) zur Regelung des Drucks des von der ersten Regelventileinrichtung geregelten Fluids in Übereinstimmung mit der Fahrgeschwindigkeit umfaßt.
2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär-Hydraulikpumpenanordnung (50) ein Pumpengehäuse (60), eine in diesem Gehäuse drehbar gelagerte sowie für einen Antrieb durch die Antriebsmaschine des Fahrzeugs angeordnete Antriebswelle (74) und einen in dem Pumpengehäuse aufgenommenen sowie an der Antriebswelle angebrachten Primär-Hydraulikpumpenmechanismus (64, 65, 66, 71, 72) umfaßt und daß die Sekundär-Pumpenanordnung (55) einen an der äußeren Stirnseite des Pumpengehäuses angeordneten, eine Pumpenkamner (106) bildenden Pumpenblock (105) sowie einen in der Pumpenkammer aufgenommenen, an der Ar.triebswel Ie (74) angebrachten Sekundär-Hydraulikpumpenmechanismus (107, 108) umfaßt.
3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Regelventileinrichtung (57, 58) für die Sekundär-Hydraulikpumpenan-

©AD ORIGHMAL

Ordnung innerhalb des Pumpenblocks (105) angeordnet und mit dem Sekundär-Pumpenmechanismus (107, 108) verbunden sind.
4. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Regelventileinrichtung (57) ein Umgehungsventil mit einer festen, in einem Verbindungskanal zwischen der Austrittsöffnung des Sekundär-Pumpenmechanismus (107, 108) sowie der zweiten Regelventileinrichtung (58) angeordneten Drosselstelle (56) ist und daß die zweite Regelventileinrichtung (58) in einem Verbindungskanal zwischen dem Umgehungsventil (57) sowie einer Einlaßöffnung (40) des Reaktionsmechanismus angeordnet ist.
5. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Regelventileinrichtung (58) ein elektromagnetisches Strömungsmengen-Regelventil ist, das für eine Erregung durch einen Steuerstrom im Verhältnis zur Fahrgeschwindigkeit und für eine Abführung des vom Umgehungsventil zugeführten Fluidstromes zu einen Fluidbehälter (80) in Übereinstimmung mit dem Wert des Steuerstromes eingerichtet ist.
6. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichent, daß das Umgehungsventil (57) und das Strömungsmengen-Regelventil (58) parallel zueinander in dem Pumpenblock (105) angeordnet sind.