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WO1990002071A1 - Hilfskraftlenkung - Google Patents

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Publication number
WO1990002071A1
WO1990002071A1 PCT/EP1989/001001 EP8901001W WO9002071A1 WO 1990002071 A1 WO1990002071 A1 WO 1990002071A1 EP 8901001 W EP8901001 W EP 8901001W WO 9002071 A1 WO9002071 A1 WO 9002071A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
valve
power steering
steering system
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1989/001001
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried Leutner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of WO1990002071A1 publication Critical patent/WO1990002071A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/09—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Definitions

  • the invention relates to an auxiliary power steering system according to the preamble of claim 1.
  • an electrically controlled three-way flow control valve regulates an amount of oil for steering depending on the driving speed, which affects the steering forces.
  • the present invention has for its object to provide an auxiliary power steering system of the type mentioned, in which the above-mentioned disadvantages do not occur, in particular in which there is a wide range of steering variations, and in such a way that it is possible to influence the fact that when parking small steering forces occur with high servo pressure and that the steering forces are significantly greater when driving fast and low servo pressure.
  • the amount of oil is not regulated, but rather the pressure which is generated by the pressure valve in connection with the pressure booster.
  • Another advantage of the invention is that no reaction or reaction chambers are necessary so that there is a reaction force on the driver, as e.g. in the power steering according to DE-OS 31 22 369 is proposed in a complex manner.
  • Two orifices can be provided for regulating the pressure amplification, which are acted upon by the pump pressure between the pressure booster and the distribution valve, where is adjustable with at least one aperture.
  • the pump pressure can be set as a multiple of the pressure upstream of the pressure valve depending on the opening of the two orifices.
  • the distribution valve can be of any known type.
  • it can be a positively controlled valve spool, whereby the valve spool and the pressure valve can be arranged in a common housing and the control edges of the valve spool and the pressure valve can be placed at different points on the circumference if the valve spool is designed as a rotary slide.
  • Fig. 1 a schematic representation of an embodiment with a positive-controlled distribution valve
  • Fig. 2 a schematic diagram of a similar embodiment of the invention with a different position of the pressure booster
  • Fig. 3 a third embodiment of the invention with two valves as a distributor valve
  • Fig. 5 a further embodiment, wherein the distribution valve is a 4/3-way valve
  • Fig. 6 different steering characteristics.
  • the power steering system has a supply unit 1, a pressure booster 2, a pressure valve 3 and a distribution valve or steering valve 4, from which a hydraulic servomotor 5 depending on the axial position of the piston 9 of the distribution valve 1 and 4 Pressure medium is supplied.
  • the hydraulic supply 1 consists of egg ner servo pump 6, which sucks pressure medium, generally oil, from a tank 7.
  • the pump 6 promotes a constant oil flow from the tank 7 to the distribution valve 4 and at the same time via the pressure booster 2 to the pressure valve 3.
  • both the control piston 8 of the pressure valve 3 and the control piston 9 of the distribution valve 4 move by using a connection glie ⁇ 35, on which a steering handwheel 36 engages, are connected to one another.
  • the shift initially opens a control edge 13 in the distribution valve 4, so that the connection from the cylinder space 14 of the servomotor 5 to the tank 7 remains open. Simultaneously scnl i eats the control edge 10 and the control edge 11 is opened so that the cylinder space 15 of the servomotor 5 can be acted upon by servo pressure. With a further displacement of the pistons 8 and 9 to the right, the free cross section at the control edge 16 in the pressure valve 3 begins to decrease and pressure is built up in front of the pressure valve 3.
  • the curve a in FIG. 6 shows a typical pressure curve of the servo pressure upstream of the pressure valve 3 as a function of the piston travel; i.e. the actuating torque or the force to be exerted on the steering handwheel.
  • the pressure booster 2 consists of a pressure compensator 18 and two orifices 19 and 20, at least one of which is adjustable.
  • the pressure compensator is acted upon on one side 21 with the pressure according to characteristic curve a in FIG. 1 and on the other side 22 with a part of the pump pressure. If the pump pressure becomes lower, the pressure on the side 21 of the pressure compensator 18 predominates and the valve slide moves in the closing direction. However, this increases the resistance to the constant current of the pump, so that the pump pressure rises again. If the pump pressure is too high, the pressure on the side 22 of the pressure compensator 18 predominates and the valve slide moves in the “opening” direction. This lowers the resistance to the oil flow and the pump pressure drops. With the aid of the variable or adjustable orifices 19 and 20, the proportion of the pump pressure which is present on the side 22 of the pressure compensator 18 can be changed from 0 bar to the pump pressure. This can be expressed by:
  • the adjustment of the two diaphragms 19 and 20 can take place via an electrical converter 37 seen in connection with an evaluation electronics 38 (shown in dashed lines). For example, the adjustment depending on the driving speed, the cross-section and the like.
  • the pressure booster 2 is arranged here after the pressure valve 3.
  • the factor A depends solely on the apertures 19 and 20, which can also be used to set any gain between 1 and..
  • the pump 6 in neutral position promotes oil in equal parts through valves 25 and 26 to the pressure valve 27 and through this to the tank 7. If the piston 28 of the pressure valve 27 is moved to the right, for example, it closes first the edge 29 in the pressure valve 27, while the edge 30 opens further. With increasing displacement of the piston 28, pressure is built up on the edge 31 in the pressure valve. As soon as there is some pressure, the valve 26 begins to switch. The piston 90 of the valve 26 is acted upon by pump pressure on one side 32, oil flowing in via an orifice 89 and an axial bore 37, but cannot continue to flow through a transverse bore 34 in the piston 90 because of the closed edge 29.
  • the edge 86 opens, with which the cylinder space 15 is now connected to the pressure side of the pump 6.
  • the piston 39 is subjected to the pressure on the side 40 via a transverse bore 42 and an axial bore 38, which pressure is generated at the edge 31 in the pressure valve 27, the connection being established via a pressure line.
  • the piston 39 is subjected to part of the pump pressure in accordance with the position of the orifices 19 and 20. If the pressure on the side 40 predominates, the piston 39 moves downward and narrows the free cross section of the edge 43. This increases the resistance of this edge and the pump pressure increases accordingly.
  • P pump pump pressure
  • P 40 pressure drop in pressure valve 27.
  • the edge 44 remains open and the edge 45 closed over the entire control path of the piston 39, so that the cylinder space 14 is connected to the tank 7.
  • the distribution of the pressure oil is not force-controlled as in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2, but pressure-controlled.
  • the two valves 25 and 26 correspond to the steering valve 4 of FIGS. 1 and 2, while at the same time they also take on the tasks of the pressure booster 2, always alternately depending on the direction of rotation.
  • FIG. 4 The game shown in FIG. 4 is of a similar type to that described in FIG. 3, the arrangement of the parts being analogous to that described in FIG. 2, ie in this case a pressure valve 48 is upstream of the combined one Pressure intensifiers / distribution valves 49.50 arranged.
  • the pump 6 delivers oil in equal parts through the pressure valve 48 and the valves 49 and 50 to the tank 7.
  • the piston 51 of the pressure valve 48 is moved to the right, for example, the edge 52 closes first, while the edge 53 opens further. With increasing displacement of the piston 51, pressure is built up at the edge 54.
  • the valve 50 starts to switch.
  • the piston 55 of the valve 50 is connected to the tank 7 on one side 56 via the orifice 72.
  • On the other side 57 of the piston 55 is part of the pump pressure, the size of which is determined by the orifices 19 and 20.
  • the piston 55 of the valve 50 moves upwards.
  • the edge 60 closes, via which the cylinder chamber 14 of the hydraulic servomotor 5 was connected to the pressure side of the pump 6.
  • the edge 61 opens, with which the cylinder space 14 is now connected to the tank 7.
  • the piston 64 is acted upon on one side 65 by the pump pressure reduced by the pressure drop at the edge 54 in the pressure valve 48.
  • part of the pump pressure is present in accordance with the position of the orifices 19 and 20.
  • the edge 68 remains open and the edge 69 closed over the entire control path of the piston 64, so that the cylinder space 15 is connected to the pressure side of the pump.
  • a remaining opening to the valve 49 in the form of the orifice 70 remains. So that the piston 64 of the valve 49 does not switch, the pressure on the side 65 must not be less than the part of the pump pressure that is present on the side 66.
  • the ratio of the two apertures 70 to 71 must therefore be at least equal to or less than the minimum ratio of the apertures 19 and 20.
  • the pressure drop at the edges 75 or 76 is amplified with the aid of the pressure booster 2 exactly as in FIG , which is designed as a 4/3-way valve. If the piston 79 of the pressure valve 73 is deflected to the right, for example, the edge 78 is first closed and the edge 77 opens further. With a larger displacement, pressure is regulated at the edge 75 and amplified by the pressure booster 2.
  • the side 81 of the piston 80 in the distribution valve 74 is connected to the tank 7 via the edge 76, while the side 82 is subjected to the pressure at the edge 75 of the pressure valve 73.
  • the piston 80 switches to the right against the force of the centering springs 83 and 84. This will print the Pump 6 connected to the cylinder chamber 15, while the cylinder chamber 14 remains ve rbun with the tank. If the piston 79 of the pressure valve 73 is brought back into the neutral position, the two sides 81 and 82 of the distribution valve 74 are both connected to the tank 7 via the edges 75 and 76. The centering springs 83 and 84 now also return the piston 80 of the valve 74 to the neutral position.
  • Distribution valve 34 cross bore

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Eine Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ist mit einer Pumpe (6) und mit einem von einem Verteilungsventil (2) aus mit Druckmittel versorgten Stellmotor (5) versehen. Beim Einlenken an einer Steuerkante (16, 17, 31) eines Druckventiles (3, 27, 48, 73) wird Druck erzeugt, der mit Hilfe eines Druckverstärkungsgliedes (2, 43) in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern verstärkbar ist. Mit dem verstärkten Druck über von der Druckansteuerung getrennte Ventilkanten (11, 12) in einem Verteilungsventil (4, 25, 26, 49, 50, 74) wird der hydraulische Stellmotor (5) beaufschlagt.

Description

Hilfskraftlenkung
Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftlenkung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei dieser Lenkung wird über ein elektrisch gesteuertes Dreiwege-Mengenregel ventil eine Ölmenge zur Lenkung in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit geregelt, womit die Lenkkräfte beeinflußt werden.
Bei dieser vorbekannten Lenkung ist jedoch von Nachteil, daß die Lenkkräfte von der der Servolenkungseinheit zugeführten Menge abhängig ist. Beim Einlenken fließt nämlich Öl zum Yerstellglied, so daß die Ölmenge, die über die aktive Steuerkante des Steuerventiles der Lenkungseinheit fließt, mit zunenmender Lenkgeschwindigkeit abnimmt und daher mehr Verstellweg, also auch mehr Lenkkraft für den gleichen Lenkdruck nötig ist. Durch diese Regelung wird die Lenkkraft von der Lenkgeschwindigkeit abhängig, was sich insbesondere bei einer gedrosselten Menge sehr störend auswirkt, da sich in diesem Falle mit zunehmender Lenkgeschwindigkeit die Lenkkraft senr stark erhöht.
Weiterhin ist von Nachteil, daß der Regel ungsbereich, innerhalb dessen die Ölmenge verstellt werden kann, beschränkt ist. So kann eine bestimmte Ölmenge nicht unterschritten werden, da anderenfalls die mögliche Lenkgeschwindigkeit zu klein wird. Andererseits darf die maximale Ölmenge nicht zu groß werden, damit es nicht zu einer Überbeanspruchung und zu einer Überhitzung der Pumpe kommt. Daraus ergibt sich, daß die Variationsbreite der Lenkkräfte bei verschiedenen Fahrtgeschwindigkeiten relativ begrenzt ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hilfskraftlenkung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die vorstehend genannten Nachteile nicht auftreten, insbesondere bei der eine große Variationsbreite der Lenkung gegeben ist und zwar derart, daß eine Beeinflussung dahingehend möglich ist, daß beim Parkieren mit hohem Servodruck kleine Lenkkräfte auftreten und daß bei schneller Fahrt und niedrigem Servodruck die Lenkkräfte deutlich größer sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Ansprucn 1 genannten Merkmale gelöst.
Im Unterschied zum Stand der Technik wird nunmehr nicht die Ölmenge geregelt, sondern der Druck, welcher durch das Druckventil in Verbindung mit dem Druckverstärker erzeugt wird.
Dies bedeutet, daß man nunmehr die Lenkkraft so beeinflussen kann, daß beim Parkieren eine hohe Servoverstärkung bei kleinen Lenkkräften auftritt, während bei schneller Fahrt ein niedriger Servodruck vorhanden ist und die vom Fahrer aufzubringenden Lenkkräfte entsprechend größer sind.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht auch darin, daß keine Rückwirkungs- bzw. Reaktionskammern notwendig sind, damit sich eine Rückwirkungskraft auf den Fahrer ergibt, wie es z.B. bei der Servolenkung nach der DE-OS 31 22 369 in aufwendiger Weise vorgeschlagen wird.
Für die Regelung der Druckverstärkung können zwei Blenden vorgesehen sein, die von dem Pumpendruck zwischen dem Druckverstärker und dem Verteilungsventil beaufschlagt sind, wo- bei mindestens eine Blende einstellbar ist.
Wenn beide Blenden einstellbar sind, läßt sich der Pumpendruck in Abhängigkeit von der Öffnung der beiden Blenden um ein beliebiges Vielfaches gegenüber dem Druck vor dem Druckventil einstellen.
Das Verteilungsventil kann von beliebiger bekannter Bauart sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es ein zwangsgesteuerter VentilSchieber sein, wobei man dabei den Ventilschieber und das Druckventil in einem gemeinsamen Gehäuse anordnen kann und die Steuerkanten des Ventil Schiebers und des Druckventiles an verschiedenen Stellen des Umfanges legen kann, wenn der Ventilschieber als Drehschieber ausgebildet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen und erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
Fig. 1: eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispieles mit einem zwangsgesteuerten Verteilungsventil
Fig. 2: eine Prinzipdarstellung einer ähnlichen Ausführungsform der Erfindung mit einer anderen Lage des DruckVerstärkers Fig. 3: eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit zwei Ventilen als Verteilerventil
Fig. 4: eine ännliche Ausführungsform wie die nach der Fig.
3, wobei die beiden Ventile nach dem Druckventil angeordnet sind
Fig. 5: eine weitere Ausführungsform, wobei das Verteilungsventil ein 4/3-Wegeventil ist
Fig. 6: verschiedene Lenkungskennlinien.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel die Wirkungsweise erläutert.
Als wesentlicne Bestandteile weist die Hilfskraftlenkung eine Versorgungseinheit 1, einen Druckverstärker 2, ein Druckventil 3 und ein Verteilungsventil bzw. Lenkventil 4 auf, von dem aus ein hydraulischer Stellmotor 5 in Abhängigkeit von der axialen Lage des Kolbens 9 des Vertei 1 ungsventi 1 es 4 mit Druckmittel versorgt wird.
Die hydraulische Versorgung 1 besteht aus ei ner Servopumpe 6, die aus einem Tank 7 Druckmittel, im allgemeinen Öl, ansaugt.
Die Pumpe 6 fördert einen konstanten Öl ström vom Tank 7 zum Verteilungsventil 4 und gleichzeitig auch über den Druckverstärker 2 zu dem Druckventil 3. Beim Aufbringen eines Lenkmomentes verschieben sich sowohl der Steuerkolben 8 des Druck ventiles 3 als auch der Steuerkolben 9 des Verteilungsvenriles 4 und zwar dadurch, daß sie über ein Verbindungs- glieα 35, an dem ein Lenkhandrad 36 angreift, miteinander verbunden werden.
Durch die Verschiebung wird im Verteilungsventil 4 zunächst eine Steuerkante 13 weiter geöffnet, so daß die Verbindung vom Zylinderraum 14 des Stellmotores 5 zum Tank 7 geöffnet bleibt. Gleichzeitig scnl i eßt die Steuerkante 10 und die Steuerkante 11 wird geöffnet, so daß der Zylinderraum 15 des Stellmotores 5 mit Servodruck beaufschlagt werden kann. Bei einer weiteren Verschiebung der Kolben 8 und 9 nach rechts beginnt sich der freie Querschnitt an der Steuerkante 16 in dem Druckventil 3 zu verringern und vor dem Druckventil 3 wird Druck aufgebaut.
Die Kurve a in der Fig. 6 zeigt einen typischen Druckverlauf des Servodruckes vor dem Druckventil 3 in Abhängigkeit vom Kolbenweg; d.h. dem Betätigungsmoment bzw. der aufzubringenden Kraft am Lenkhandrad.
Der Druckverstärker 2 besteht aus einer Druckwaage 18 und zwei Blenden 19 und 20, von denen mindestens eine verstellbar ist. Die Druckwaage wird auf der einen Seite 21 mit dem Druck gemäß Kennlinie a in der Fig. 1 und auf der anderen Seite 22 mit einem Teil des Pumpendruckes beaufschlagt. Wird der Pumpendruck kleiner, so überwiegt der Druck auf der Seite 21 der Druckwaage 18 und der Ventil Schieber bewegt sich in Schließrichtung. Dadurch wird aber der Widerstand für den Konstantstrom der Pumpe höher, so daß der Pumpendruck wieder ansteigt. Bei zu hohem Pumpendruck überwiegt der Druck an der Seite 22 der Druckwaage 18 und der Ventilschieber bewegt sich in Richtung "Öffnen". Dadurch wird der Widerstand für den ϋlstrom niedriger und der Pumpendruck fällt ab. Mit Hilfe der variablen bzw. einstellbaren Blenden 19 und 20 kann der Anteil des Pumpendruckes, der an der Seite 22 der Druckwaage 18 ansteht, von 0 bar bis zum Pumpendruck verändert werden. Man kann dies ausdrücken durch:
P22 = A . PPumpe
Mit P22 = Druck an der Seite 22, .Ppumpe Pumpendruck und A = 0...1.
Da die Druckwaage den Druck an beiden Seiten 21 und 22 gleich groß hält, gilt weiterhin mit P21 = Druck an der Seite 21:
P21 = P22 = A . PPumpe oder umgeformt 1
PPumpe = A .P21 A = 0...1
Dies bedeutet, daß abhängig von A oder anders ausgedrückt von der Öffnung der beiden Blenden 19 und 20 der Pumpendruck ein beliebiges Vielfaches vom Druck vor dem Druck venti l 3 beträgt.
Ist z.B. die Blende 20 völlig geschlossen, so beträgt P22 = PPumpe, wenn die Blende 19 völlig geschlossen ist, so beträgt P22 = 0. Speziell kann durch A gegen 0 eine Verstärkung erreicht werden, die gegen ∞ geht.
Die Fig. 6 zeigt mit den Kurven b - e den Pumpendruck, der durch verschiedene Verstärkungen erreicht werden kann. Die Verstärkung 1 A beträgt bei b=2, bei c=4, bei d=8 und bei e=32. Mit Hilfe einer geeigneten Einstellung der Blenden 19 und 20 kann auf diese Weise eine beliebige Lenkkennlinie eingestellt werden. Insbesondere sind bei großer Verstärkung nur kleine Verschiebewege und somit kleine Lenkkräfte z.B. beim Parkieren nötig, während bei kleiner Verstärkung z.B. bei schneller Fahrt große Betätigungskräfte auftreten.
Die Verstellung der beiden Blenden 19 und 20 kann über einen el ektromechani sehen Wandler 37 in Verbindung mit einer Auswerteelektronik 38 (gestrichelt dargestellt) erfolgen. So kann die Verstellung z.B. in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit, der Qu e rbe sc hl eu n i g ung und dgl. erfolgen.
Das in der Fig. 2 beschriebene Ausfünrungsbeispiel funktioniert gleich wie für das in Fig. 1 beschriebene, soweit es die Steuerkolben 8 und 9 betrifft. Aus konstruktiven Gründen ist dieses Ausführungsbei spiel ggf. von Vorteil. Der Druckverstärker 2 ist hier jedoch nach dem Druckventil 3 angeordnet. Wie in Fig. 1 besteht auch hier der Druckverstärker 2 aus einer Druckwaage und zwei verstellbaren Blenden 19 und 20 und der Druck wird an beiden Seiten 23 und 24 der Druckwaage konstant geregelt. Daher kann auch hier eine Gleichung aufgestellt werden: P 23 = P 24 oder
A PPumpe = PPumpe - ΔP
Mit A = 0...1, PPumpe = Pumpendruck, Δ P Druckabfall im Druckventil 3.
Umgeformt ergibt sich:
Figure imgf000010_0001
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich also ein Pumpendruck, der vom Verstärkungsfaktor von hier
Figure imgf000010_0002
und dem Druckabfall im Druckventil 3 abhängt. Und auch hier hängt der Faktor A allein von den Blenden 19 und 20 ab, mit denen ebenfalls eine beliebige Verstärkung zwischen 1 und∞ eingestellt werden kann.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 fördert die Pumpe 6 in Neutral stell ung Öl zu gleichen Teilen durch Ventile 25 und 26 zum Druckventil 27 und durch dieses hindurch zum Tank 7. Wird der Kolben 28 des Druckventiles 27 z.B. nach rechts bewegt, so schließt zunächst die Kante 29 in dem Druckventil 27, wänrend die Kante 30 weiter öffnet. Bei zunehmender Verschiebung des Kolbens 28 wird an der Kante 31 in dem Druckventil Druck aufgebaut. Sobald etwas Druck entsteht, beginnt das Ventil 26 zu schalten. Der Kolben 90 des Ventils 26 wird auf der einen Seite 32 mit Pumpendruck beaufschlagt, wobei Öl über eine Blende 89 und eine Axialbohrung 37 zuströmt, aber durch eine Querbohrung 34 in dem Kolben 90 wegen der geschlossenen Kante 29 nicht weiterströmen kann. Auf der ande- ren Seite 33 des Kolbens 90 steht ein Teil des Pumpendrucks, dessen Größe durch die Blenden 19 und 20 bestimmt wird. Aufgrund des unterschiedlichen Druckes an den Kolbenenden bewegt sich der Kolben 90 des Ventils 26 nach unten. Dabei schließt zunächst die Kante 85, über die der Zylinderraum 15 des hydraulischen Stellmotors 5 mit dem Tank 7 verbunden war.
Etwas später öffnet die Kante 86, womit nun der Zylinderraum 15 mit der Druckseite der Pumpe 6 verbunden ist. Im Ventil 25 wird der Kolben 39 auf der Seite 40 über eine Querbohrung 42 und eine Axialbohrung 38 mit dem Druck beaufschlagt, der an der Kante 31 im Druckventil 27 erzeugt wird, wobei die Verbindung über eine Druckleitung hergestellt ist. Auf der Seite 41 wird der Kolben 39 mit einem Teil des Pumpendruckes entsprechend der Stellung der Blenden 19 und 20 beaufschlagt. Überwiegt der Druck an der Seite 40, so bewegt sich der Kolben 39 nach unten und verengt den freien Querschnitt der Kante 43. Damit erhöht sich der Widerstand dieser Kante und entsprechend erhöht sich der Pumpendruck.
Wird der Pumpendruck nun zu groß, so daß jetzt der Druck auf der Seite 41 des Kolbens 39 überwiegt, so bewegt sich der Kolben 39 nach oben, der Querschnitt der Kante 43 wird vergrößert und der Pumpendruck fällt. Es liegt hier also wieder die schon bekannte Druckwaage vor, für die analog zur Fig. 1 gilt:
Figure imgf000011_0001
it A = 0...1 entsprechend den Blenden 19 und 20,
PPumpe = Pumpendruck, P40 = Druckabfall im Druckventil 27.
Über dem gesamten Regelweg des Kolbens 39 bleibt die Kante 44 geöffnet und die Kante 45 geschlossen, so daß der Zylinderraum 14 mit dem Tank 7 verbunden ist.
Wenn die Kante 31 im Druckventil 27 ganz geschlossen ist, bleibt eine Restöffnung zum Tank 7 in Form einer Blende 46 bestehen. Damit der Kolben 39 nicht schaltet, darf der Druck auf der Seite 40 des Kolbens 39 nicht größer als der Teil des Pumpendruckes sein, der an der Seite 41 ansteht. Das Verhältnis der beiden Blenden 46 zu 47 muß demnach mindestens gleich oder größer sein, als das maximale Verhältnis der Blenden 19 zu 20.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verteilung des Drucköles nicht wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 zwangsgesteuert, sondern druckgesteuert. Die beiden Ventile 25 und 26 entsprechen dem Lenkventil 4 der Fig. 1 bzw. 2, wobei sie gleichzeitig auch noch die Aufgaben des Druckverstärkers 2 übernehmen und zwar stets wechselseitig in Abhängigkeit von der Drehrichtung.
Das in der Fig. 4 dargestellte Ausführungsbei spiel ist von ähnlicher Art wie das in der Fig. 3 beschriebene, wobei die Anordnung der Teile analog der in der Fig. 2 beschriebenen ist, d.h. in diesem Falle ist ein Druckventil 48 in Strömungsrichtung vor den kombinierten Druckverstärkungsgliedern /Verteilungsventilen 49,50 angeordnet. Die Pumpe 6 fördert in Neutral stel 1 ung Öl zu gleichen Teilen durch das Druckventil 48 und die Ventile 49 und 50 zum Tank 7. Wird der Kolben 51 des Druckventils 48 z.B. nach rechts bewegt, so schließt zunächst die Kante 52, während die Kante 53 weiter öffnet. Bei zunehmender Verschiebung des Kolbens 51 wird an der Kante 54 Druck aufgebaut. Sobald etwas Druck entsteht, beginnt das Ventil 50 zu schalten. Der Kolben 55 des Ventils 50 ist auf der einen Seite 56 über die Blende 72 mit dein Tank 7 verbunden. Auf der anderen Seite 57 des Kolbens 55 steht ein Teil des Pumpendruckes, dessen Größe durch die Blenden 19 und 20 bestimmt wird.
Aufgrund des unterschiedlichen Druckes an den Kolbenenden bewegt sich der Kolben 55 des Ventils 50 nach oben. Dabei schließt zunächst die Kante 60, über die der Zylinderraum 14 des hydraulischen Stellmotors 5 mit der Druckseite der Pumpe 6 verbunden war. Etwas später öffnet sich die Kante 61, womit nun der Zylinderraum 14 mit dem Tank 7 verbunden ist.
Im Ventil 49 wird der Kolben 64 auf der einen Seite 65 mit dem um den Druckabfall an der Kante 54 im Druckventil 48 verminderten Pumpendruck beaufschlagt. Auf der anderen Seite 66 des Kolbens 64 steht ein Teil des Pumpendruckes entsprechend der Stellung der Blenden 19 und 20 an. An der Kante 67 im Ventil 49 wird der Druck an der Seite 65 so geregelt, daß er exakt dem Druck auf der Seite 66 entspricht. Damit ergibt sich eine exakt gleiche Funktion wie in Fig. 2 beim Druckverstärker 2 und es gilt:
Figure imgf000013_0001
Mit PPumpe = Pumppendruck, A = 0...1 entsprechend der Stellung der Blenden 19 und 20 und Δ P = Druckabfall an der Kante 54 im Ventil 48.
Über dem gesamten Regelweg des Kolbens 64 bleibt die Kante 68 geöffnet und die Kante 69 geschlossen, so daß der Zylinderraum 15 mit der Druckseite der Pumpe verbunden ist. Wenn die Kante 54 im Druckventil 48 ganz geschlossen ist, bleibt eine Restöffnung zum Ventil 49 in Form der Blende 70 bestehen. Damit der Kolben 64 des Ventils 49 nicht schaltet, darf der Druck auf der Seite 65 nicht kleiner als der Teil des Pumpendruckes sein, der an der Seite 66 ansteht. Das Verhältnis der beiden Blenden 70 zu 71 muß demnach mindestens gleich oder kleiner sein, als das minimale Verhältnis der Blenden 19 und 20.
In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 5 erfolgt die Verstärkung des Druckabfalles an den Kanten 75 oder 76 mit Hilfe des Druckverstärkers 2 genau wie in Fig. 1. Die Verteilung des Öls zu den Zylindern geschieht jedoch nicht zwangsgesteuert, sondern hydraulisch mit Hilfe eines Verteilungsventils 74, das als 4/3-Wegeventil ausgebildet ist. Wird der Kolben 79 des Druckventils 73 z.B. nach rechts ausgelenkt, so wird zunächst die Kante 78 geschlossen und die Kante 77 öffnet sich weiter. Bei größerer Verschiebung wird an der Kante 75 Druck angeregelt und durch den Druckverstärker 2 verstärkt. Die Seite 81 des Kolbens 80 im Verteilungsventil 74 ist über die Kante 76 mit dem Tank 7 verbunden, während die Seite 82 mit dem Druck an der Kante 75 des Druckventils 73 beaufschlagt wird. Sobald etwas Druck an der Kante 75 entsteht, schaltet der Kolben 80 gegen die Kraft der Zentrierfedern 83 und 84 nach rechts. Damit wird die Druckseite der Pumpe 6 mit dem Zylinderraum 15 verbunden, während der Zylinderraum 14 mit dem Tank ve rbun den bleibt. Wird der Kolben 79 des Druckventils 73 wieder in die Neutral Stellung gebracht, so sind die beiden Seiten 81 und 82 des Verteilungsventils 74 beide über die Kanten 75 und 76 mit dem Tank 7 verbunden. Die Zentrierfedern 83 und 84 stellen nun den Kolben 80 des Ventils 74 ebenfalls wieder in die Neutralstellunug zurück.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
Versorgungseinheit 31 Kante
Druck Verstärker 32 Seite
Druckventil 33 Seite
Verteilungsventil 34 Querbohrung
Stellmotor 35 Verbindungsglied
Pumpe 36 Lenkhandrad
Tank 37 Wandler
Steuerkolben 38 Auswerteelektronik
Steuerkolben 39 Kolben
Steuerkante 40 Seite
Steuerkante 41 Seite
Steuerkante 42 Querbohrung
Steuerkante 43 Kante
Zylinderraum 44 Kante
Zylinderraum 45 Kante
Steuerkante 46 Blende
Steuerkante 47 Blende
Druckwaage 48 Druckventil
Blende B 49 Ventil
Blende 50 Ventil
Seite 51 Kolben
Seite 52 Kante
Seite 53 Kante
Seite 54 Kante
Ventil 55 Kolben
Ventil 56 Seite
Druckventil 57 Seite
Kolben 60 Kante
Kante 61 Kante
Kante 64 Kolben Seite
Seite
Kante
Kante
Kante
Blende
Blende
Blende
Druckventil
Verteilungsventil Kante
Kante
Kante
Kante
Kolben
Kolben
Seite
Seite
Zentrierfeder Zentrierfeder Kante
Kante
Blende
Kolben

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Hilfskraftlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Pumpe und mit einem von einem Verteilungsventil aus mit Druckmittel versorgten Stellmotor,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
beim Einlenken an einer Steuerkante (16,17,31) eines Druckventiles (3,27,48,73) Druck erzeugt wird, der mit Hilfe eines Druckverstärkungsgliedes (2,43) in Abhängigkeit von vorgegebenen Parametern verstärkbar ist, und daß mit dem verstärkten Druck über von der Druckansteuerung getrennte Ventilkanten (11,12) in einem Verteilungsventil (4,25,26,49, 50,74) der hydraulische Stellmotor (5) beaufschlagt wird.
2. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
zur Druckverstärkung zwei Blenden (19,20) vorgesehen sind, die von dem Pumpendruck beaufschlagt sind, wobei mindestens eine Blende (19,20) einstellbar ist.
3. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
beide Blenden (19,20) einstellbar sind.
4. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 - 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Druckverstärkungsglied (2) mit einem Regelkolben (18) versehen ist, der als Druckwaage ausgebildet ist, wobei eine Druckseite (22) mit dem von den Blenden (19,20) beeinflußten Druck und die andere Seite (21) mit dem Druck zwischen dem Druckverstärkungsglied (2) und dem Druckventil (3) beaufschlagt ist.
5. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 - 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Druckverstärkungsglied (2) mit den beiden Blenden (19, 20) vor dem Druckventil (3,27,73) liegt.
6. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 2 - 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Druckverstärkungsglied (2) in Strömungsrichtung hinter dem Druckventil (3,48) liegt, wobei beide Blenden (19,20) mit dem Pumpendruck vor dem Druckventil (3) beaufschlagt sind.
7. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Verteilerventil zwei Ventile (25,26 bzw. 49,50) mit mit Steuerkanten (86,61) versehene Ventilkolben (39,90 bzw. 55. 64) zur Druckansteuerung des Stellmotores (5) aufweist,, wobei in die beiden Ventile (25,26 bzw. 49,50) eine Druck Verstärkung mit Steuerkanten (43) integriert ist.
8. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
die beiden Ventilkolben (39,90 bzw. 55,64) als Druckwaagen ausgebildet sind, wobei jeweils eine Druckseite (32 und 40 bzw. 56 und 65) mit dem Druck der Pumpe (6) und die andere Stirnseite (33 und 41 bzw. 66 und 67) jeweils mit dem durch die beiden Blenden (19,20) beeinflußten Druck beaufschlagt sind.
9. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Verteilungsventil ein zwangsgesteuerter Ventilschieber
(9) ist.
10. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
der Ventilschieber (9) und der Kolben (8) des Druckventiles (3) über ein gemeinsames Verstellglied (35) miteinander verbunden sind.
11. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Verteilungsventil als 4/3-Wegeventil ausgebildet ist.
12. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 - 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
die beiden Blenden (19,20) über eine Auswerteeinheit (37,38) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, der Querbeschleunigung oder dgl . einstellbar sind.
13. Hilfskraftlenkung nach einem der Ansprüche 1 - 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Verteilungsventil (4,25,26,49,50,74) und das Druckventil (3,27,48,73) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.
14. Hilfskraftlenkung nach Anspruch 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß
das Verteilungsventil als Drehschieber ausgebildet ist und daß die Steuerkanten des Drehschiebers und die Steuerkanten
(16,17,31) des Druckventiles (3,27,48,73) an verschiedenen
Stellen des Umfanges liegen.
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ES2014878A6 (es) 1990-07-16
AU4198289A (en) 1990-03-23
ES2014879A6 (es) 1990-07-16

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