DE19855405B4

DE19855405B4 - Hydraulic power steering for motor vehicles

Info

Publication number: DE19855405B4
Application number: DE1998155405
Authority: DE
Inventors: Detlev Beckmann; Thomas Dipl.-Ing. Kind; Thomas Dr. Maier; Jürgen Dr. Trost; Gert Dr. Volk
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: DE19855405A1

Abstract

Hydraulische Servolenkung für nicht spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit
– einer fahrerseitig betätigten Lenkhandhabe, z.B. Lenkhandrad (24) ,
– einem mit gelenkten Fahrzeugrädern (1) zu deren Lenkverstellung zwangsgekoppelten, doppeltwirkenden hydraulischen Stellmotor (4, 4') bzw. Lenkaktuator,
– einer motorisch, insbesondere elektrisch, betätigten Servoventilanordnung (7, 7'), welche über einen Druckanschluß mit der Druckseite einer Hydraulikpumpe (9, 9'), über einen Niederdruckanschluß mit der Saugseite der Hydraulikpumpe oder einem mit der Saugseite kommunizierenden Hydraulikreservoir (11, 11'), und über zwei Motoranschlüsse mit den beiden Seiten des Stellmotors (4, 4') verbunden ist und bei arbeitender Pumpe eine Druckdifferenz zwischen den Motorleitungen (5, 6; 5', 6') bezüglich Maß und Richtung zu steuern gestattet, und
– einer elektronischen Regelanordnung (21), welche einen von der Lenkhandhabe (24) betätigten Lenkwinkel-Sollwertgeber (23) sowie einen mit den gelenkten Fahrzeugrädern (1) betätigten Lenkwinkel-Istwertgeber (22) aufweist und das Servoventil (7, 7') in Abhängigkeit von einem Soll-Istwert-Vergleich regelt,...Hydraulic power steering for non-rail vehicles, in particular motor vehicles, with
A driver-operated steering handle, eg steering handwheel (24),
A double-action hydraulic servomotor (4, 4 ') or steering actuator, forcibly coupled to the steering adjustment with steered vehicle wheels (1),
- A motor, in particular electrically actuated servo valve assembly (7, 7 '), which via a pressure connection with the pressure side of a hydraulic pump (9, 9'), via a low-pressure connection to the suction side of the hydraulic pump or a communicating with the suction side hydraulic reservoir (11, 11 '), and is connected via two motor connections to the two sides of the servomotor (4, 4') and allows a pressure difference between the motor lines (5, 6, 5 ', 6') to be controlled with respect to dimension and direction while the pump is operating, and
- An electronic control arrangement (21) which one of the steering handle (24) actuated steering angle setpoint generator (23) and one with the steered vehicle wheels (1) actuated steering angle feedback device (22) and the servo valve (7, 7 ') in Depends on a setpoint / actual value comparison, ...

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkung für nicht spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a hydraulic power steering for not Track-bound vehicles, in particular motor vehicles, according to the preamble of Claim 1.

Bei derzeit in Kraftzeugen üblichen hydraulischen Servolenkungen sind ein Lenkhandrad und die gelenkten Fahrzeugräder miteinander mechanisch zwangsgekoppelt. Als Servomotor dient typischerweise eine doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einheit, die in Abhängigkeit von den zwischen dem Lenkhandrad und den gelenkten Fahrzeugrädern wirksamen Kräften und Momenten derart gesteuert wird, daß am Lenkhandrad nur begrenzte Kräfte vom Fahrer aufgebracht werden müssen. Die Zwangskopplung zwischen Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern umfaßt zwei relativ zueinander bewegliche Teile, deren Relativbewegungen bezüglich Maß und Richtung analog zu den zwischen Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern wirkenden Kräften bzw. Momenten sind. Diese Relativbewegungen werden auf ein den Servomotor steuerndes Servoventil übertragen, so daß zu den zwischen Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern wirksamen Kräften und Momenten analoge Servokräfte erzeugt werden können.at currently common in power tools Hydraulic power steering systems are a steering wheel and steered vehicle wheels mechanically coupled together mechanically. As a servomotor is typically used a double-acting piston-cylinder unit, depending on of the effective between the steering wheel and the steered vehicle wheels forces and moments is controlled so that the steering wheel limited personnel must be applied by the driver. The positive coupling between the steering wheel and steered vehicle wheels comprises two relatively movable parts, their relative movements in terms of dimension and direction analogous to the acting between steering wheel and steered vehicle wheels forces or moments are. These relative movements are on a the servomotor transmitting control valve, so that too the forces and moments between steering wheel and steered vehicle wheels analog servo forces can be generated.

Außerdem werden derzeit für normale Straßenfahrzeuge geeignete Lenkungen konzipiert, bei denen auf jegliche mechanische Zwangskopplung zwischen der Lenkhandhabe bzw. dem Lenkhandrad und den gelenkten Fahrzeugrädern verzichtet wird. Vielmehr sind hier die Lenkhandhabe bzw. das Lenkhandrad und die gelenkten Fahrzeugräder bei Normalbetrieb über eine Regelstrecke miteinander nur wirkungsmäßig gekoppelt, wobei die Lenkhandhabe bzw. das Lenkhandrad einen Sollwertgeber für den jeweils gewünschten Lenkwinkel betätigen; welcher dann von der Regelstrecke an den Fahrzeuglenkrädern, denen ein Lenkwinkel-Istwertgeber zugeordnet ist, eingeregelt wird.In addition, will currently for normal road vehicles suitable steering systems designed to provide any mechanical positive coupling between omitted the steering handle or the steering wheel and the steered vehicle wheels becomes. Rather, here are the steering handle and the steering wheel and the steered vehicle wheels in normal operation over a controlled system coupled together only operatively, the steering handle or the steering wheel a setpoint generator for each desired Activate steering angle; which then from the controlled system to the vehicle steering wheels, which a steering angle feedback device is assigned, is adjusted.

Dabei kann die Regelstrecke weitere Parameter berücksichtigen und beispielsweise das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Stell- bzw. Drehhub der Lenkhandhabe bzw. des Lenkhandrades und der Lenkwinkeländerung der gelenkten Fahrzeugräder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändern. Außerdem kann gegebenenfalls Schleuderbewegungen des Fahrzeuges bzw. Seitenwindeinflüssen automatisch entgegengesteuert werden, bevor der Fahrer eine geeignete Lenkkorrektur auszuführen vermag.there the controlled system can take into account further parameters and, for example the gear ratio between the setting or rotary stroke of the steering handle or the steering handwheel and the steering angle change the steered vehicle wheels dependent on change from the vehicle speed. In addition, if necessary, centrifugal movements the vehicle or crosswind influences automatically counteracted before the driver can carry out a suitable steering correction.

Aus der DE 196 15 544 C1 ist eine Lenkung der eingangs angegebenen Art bekannt, wobei die Lenkhandhabe lediglich wirkungsmäßig mit den lenkbaren. Rädern gekoppelt ist. Diese Lenkung weist zwei voneinander unabhängige Hydraulikkreise mit jeweils einem zur Lenkverstellung der lenkbaren Räder dienenden Stellmotor auf. Zur Verstellung der lenkbaren Räder werden die Stellmotoren über eine jeweils zugeordnete Servoventilanordnung entweder mit der Ausgangsseite einer Pumpe oder einem Reservoir verbunden. Bei einer Störung in einem Hydraulikkreis kann das Fahrzeug über den jeweils anderen Hydraulikkreis gelenkt werden.From the DE 196 15 544 C1 a steering of the type specified above is known, wherein the steering handle only operatively with the steerable. Wheels is coupled. This steering has two independent hydraulic circuits, each with a serving for steering adjustment of the steerable wheels actuator. To adjust the steerable wheels, the servomotors are connected via a respectively associated servo valve arrangement with either the output side of a pump or a reservoir. In case of a malfunction in a hydraulic circuit, the vehicle can be steered via the respective other hydraulic circuit.

Lenksysteme gemäß der DE 196 15 544 C1 verwirklichen also das Konzept „Steer by wire".Steering systems according to the DE 196 15 544 C1 Realize the concept "Steer by wire".

Aufgabe der Erfindung ist es nun, hierfür eine neue vorteilhafte Konstruktion aufzuzeigen.task The invention is now, this to show a new advantageous construction.

Diese Aufgabe wird durch eine Servolenkung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is achieved by a power steering with the features of claim 1 solved.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für den Normalbetrieb mindestens zwei parallel betriebene Hydrauliksysteme vorzusehen, die voneinander gesondert geregelt und überwacht sowie bei eventuellen Störfällen separat unwirksam geschaltet werden können, so daß das jeweils betriebswirksam verbleibende System bzw. die verbleibenden Systeme den Lenkbetrieb allein übernehmen. Die beiden Hydrauliksysteme werden also im Sinne einer „heißen Redundanz" betrieben. Dabei wird der besondere Vorteil erzielt, daß die Handhabung der Lenkung bei einem Störfall in keiner Weise verändert wird, d.h. der Fahrer kann die Lenkung auch bei einem Störfall in völlig gewohnter Weise betätigen, denn es tritt keinerlei Änderung der Lenkkinematik auf. Aus Sicherheitsgründen sollte lediglich durch eine Anzeige auf den Störfall im Lenksystem hingewiesen werden. Über eine Leckageleitung kann eventuell am Stellaggregat auftretende Leckageflüssigkeit im System gehalten werden.The Invention is based on the general idea, for normal operation at least to provide two parallel hydraulic systems that are different from each other separately regulated and monitored as well in case of incidents separately can be disabled, so that each operationally remaining system or the remaining Systems take over the steering operation alone. The two hydraulic systems are thus operated in the sense of a "hot redundancy" the particular advantage that the handling of the steering in case of a fault not changed in any way is, i. the driver can control the steering even in the event of an accident completely as usual, because there is no change the steering kinematics on. For security reasons should only by an indication of the incident be pointed out in the steering system. Over a leakage line may possibly held on the actuator aggregate leakage fluid in the system become.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pumpen der Hydraulikkreise in unterschiedlicher Weise angetrieben werden. Beispielsweise kann die Pumpe eines Hydraulikkreises einen elektrischen Antrieb besitzen, während die Pumpe eines anderen Hydraulikkreises durch den Fahrzeugmotor oder Fahrzeugräder angetrieben wird.According to one preferred embodiment of Invention is provided that the Pumping the hydraulic circuits driven in different ways become. For example, the pump of a hydraulic circuit a own electric drive while the pump of another hydraulic circuit through the vehicle engine or vehicle wheels is driven.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung kann des weiteren vorgesehen sein, die Hydraulikkreise derart auszulegen, daß in allen bei ungestörtem Betrieb auftretenden Betriebsphasen an beiden Motoranschlüssen der Servoventile ein gewisser hydraulischer Überdruck vorliegt. Damit wird mit Sicherheit verhindert, daß sich im Stellmotor bzw. zwischen Servoventil und Stellmotor Luft aufgrund von Leckagen ansammeln und die Funktionsfähigkeit der Stellmotoren beeinträchtigen kann.According to a particularly advantageous embodiment of the invention may further be provided to interpret the hydraulic circuits such that in all operating phases occurring during undisturbed operation at both motor terminals of the servo valves a certain hydraulic over pressure is present. This is prevented with certainty that accumulate air in the servomotor or between servo valve and servomotor due to leaks and affect the functioning of the servomotors.

Dieser Überdruck kann in konstruktiv einfacher Weise dadurch gewährleistet werden, daß in der Verbindung zwischen Niederdruckanschluß des jeweiligen Servoventiles und Saugseite der zugeordneten Pumpe bzw. Reservoir eine Drossel angeordnet ist, die den Strömungswiderstand für den hydraulischen Rück strom vom Stellmotor zum Reservoir oder zur Saugseite der Pumpe bzw. den Rückstrom vom Servoventil zur Saugseite der Pumpe oder zum Reservoir erhöht. Durch Messung der Druckdifferenz an den Drosseln können eine Störung der Hydraulikpumpe bzw. Leckagen im Hydrauliksystem erkannt werden.This overpressure can be ensured in a structurally simple manner that in the connection between low pressure connection of the respective servo valves and suction side of the associated pump or Reservoir a choke is arranged, which is the flow resistance for the hydraulic return current from the servomotor to the reservoir or to the suction side of the pump or the Return flow from Servo valve to the suction side of the pump or reservoir increased. By Measuring the pressure difference at the throttles can be a disturbance of the Hydraulic pump or leaks are detected in the hydraulic system.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgenden Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert wird.Otherwise, will in terms of preferred features of the invention to the claims and the following explanation referred to the drawing, based on a particularly preferred embodiment of the invention explained becomes.

Dabei zeigt die einzige Figur eine schaltplanartige Darstellung des erfindungsgemäßen Lenksystems.there the sole figure shows a circuit diagram-like representation of the steering system according to the invention.

Gemäß der Zeichnung besitzt ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug zwei Fahrzeuglenkräder 1, die in grundsätzlich bekannter Weise über eine Spurstange 2 miteinander gekoppelt und über ein Lenkgestänge 27 mit einem doppeltwirkenden hydrostatischen Stellmotor 4, 4' verbunden sind, derart, daß eine Lenkwinkeländerung der gelenkten Fahrzeugräder 1 immer mit einem entsprechenden Hub des Stellmotors verbunden ist.According to the drawing, a motor vehicle not shown in detail has two vehicle steering wheels 1 , in basically known manner via a tie rod 2 coupled together and via a steering linkage 27 with a double-acting hydrostatic actuator 4 . 4 ' are connected, such that a steering angle change of the steered vehicle wheels 1 always connected to a corresponding stroke of the servomotor.

Der Stellmotor besitzt zwei miteinander zwangsgekoppelte doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Aggregate 4 und 4', die voneinander gesonderten Hydraulikkreisen zugeordnet sind.The servomotor has two positively coupled double-acting piston-cylinder units 4 and 4 ' which are assigned to each other separate hydraulic circuits.

Die beiden Seiten der Kolben-Zylinder-Aggregate 4 und 4' sind über Motorleitungen 5, 5' und 6, 6' mit den Motoranschlüssen ei nes Servoventiles 7 bzw. 7' verbunden, dessen Druckanschluß über eine Leitung 8 bzw. 8' mit der Druckseite einer Pumpe 9 bzw. 9' und dessen Niederdruckanschluß über eine Leitung 10 bzw. 10' mit einem Hydraulikreservoir 11 bzw. 11' verbunden ist, an das auch die Saugseite der jeweiligen Pumpe 9 bzw. 9' angeschlossen ist.The two sides of the piston-cylinder aggregates 4 and 4 ' are over motor cables 5 . 5 ' and 6 . 6 ' with the motor connections of a servo valve 7 respectively. 7 ' connected, the pressure connection via a line 8th respectively. 8th' with the pressure side of a pump 9 respectively. 9 ' and its low pressure port via a conduit 10 respectively. 10 ' with a hydraulic reservoir 11 respectively. 11 ' is connected to the suction side of the respective pump 9 respectively. 9 ' connected.

Die Pumpen 9 und 9' werden in unterschiedlicher Weise angetrieben. Beispielsweise kann die Pumpe 9 durch einen vorzugsweise regelbaren Elektromotor 12 angetrieben werden, während die Pumpe 9' mit Teilen eines Antriebstranges 13, beispielsweise angetriebenen Fahrzeugrädern, antriebsmäßig verbunden sein kann und dementsprechend arbeitet, solange das Fahrzeug rollt. Da im Antriebstrang 13 ständig wechselnde Drehzahlen auftreten können, ist die Pumpe 9' vorzugsweise als regelbare Pumpe ausgebildet.The pumps 9 and 9 ' are driven in different ways. For example, the pump 9 by a preferably controllable electric motor 12 be driven while the pump 9 ' with parts of a drive train 13 For example, powered vehicle wheels, may be drivingly connected and operates accordingly as long as the vehicle is rolling. Because in the drive train 13 constantly changing speeds can occur is the pump 9 ' preferably designed as a controllable pump.

Zwischen den Motorleitungen 5 und 6 bzw. 5' und 6' ist jeweils ein Freilaufventil 14 bzw. 14' angeordnet, welches durch Bestromung seines Stellmagnetes gegen die Kraft einer Rückstellfederung aus der dargestellten Offenlage, in der die Motorleitungen 5 und 6 bzw. 5' und 6' miteinander sowie mit der zum Reservoir 11 bzw. 11' führenden Leitung 10 bzw. 10' verbunden sind, in seine nicht dargestellte Schließlage umgeschaltet werden kann, in der die vorgenannten Leitungen gegeneinander abgesperrt sind. In der Offenstellung des Frei-laufventiles 14 bzw. 14' ist das zugeordneten Kolben-Zylinder- Aggregat 4 bzw. 4' unabhängig von der Stellung des jeweiligen Servoventiles 7 bzw. 7' und der Arbeit der jeweiligen Pumpe 9 bzw. 9' auf Freilauf geschaltet. Gleichzeitig wird bei offenem Freilaufventil 14 bzw. 14' zwischen den beiden Seiten des jeweiligen Kolben-Zylinder-Aggregates 4 bzw. 4' Druckgleichheit gewährleistet.Between the motor cables 5 and 6 respectively. 5 ' and 6 ' each is a freewheel valve 14 respectively. 14 ' arranged, which by energizing its solenoid against the force of a return spring from the illustrated open position in which the motor cables 5 and 6 respectively. 5 ' and 6 ' with each other and with the reservoir 11 respectively. 11 ' leading line 10 respectively. 10 ' are connected, can be switched to its closed position, not shown, in which the aforementioned lines are shut off from each other. In the open position of the free-running valve 14 respectively. 14 ' is the associated piston-cylinder unit 4 respectively. 4 ' regardless of the position of the respective servo valve 7 respectively. 7 ' and the work of the respective pump 9 respectively. 9 ' switched to freewheel. At the same time with open freewheel valve 14 respectively. 14 ' between the two sides of the respective piston-cylinder unit 4 respectively. 4 ' Ensures equal pressure.

Zwischen der Druckleitung 8 bzw. 8' und der Nieddruckleitung 10 bzw. 10' ist jeweils ein vorzugsweise steuerbares Überdruckventil 15 bzw. 15' angeordnet. Außerdem kann in der Druckleitung 8 bzw. 8' jeweils vor dem Eingang des zugeordneten Überdruckventiles 15 bzw. 15' ein Rückschlagventil 16 bzw. 16' angeordnet sein, durch das ein Rückstrom in der jeweiligen Druckleitung 8 bzw. 8' verhindert wird. Im übrigen ist jeweils druckseitig der Pumpe 9 bzw. 9' eine Filteranordnung 17 bzw. 17' vorgesehen.Between the pressure line 8th respectively. 8th' and the low pressure line 10 respectively. 10 ' is in each case a preferably controllable pressure relief valve 15 respectively. 15 ' arranged. In addition, in the pressure line 8th respectively. 8th' each before the entrance of the associated pressure relief valve 15 respectively. 15 ' a check valve 16 respectively. 16 ' be arranged through which a return current in the respective pressure line 8th respectively. 8th' is prevented. Incidentally, each of the pressure side of the pump 9 respectively. 9 ' a filter arrangement 17 respectively. 17 ' intended.

In den Niederdruckleitungen 10 und 10' sind jeweils vorzugsweise steuerbare Drosselanordnungen 18 bzw. 18' vorgesehen.In the low pressure lines 10 and 10 ' are each preferably controllable throttle arrangements 18 respectively. 18 ' intended.

Eine Leckageleitung 19 ist zwischen dem Stellmotor 3 und der Drosselanordnung 18' vorgesehen.A leakage line 19 is between the servomotor 3 and the throttle assembly 18 ' intended.

Durch eine Vielzahl von Drucksensoren 20 bzw. 20' können hydraulische Drücke an verschiedenen Abschnitten der Hydraulikkreise erfaßt werden.Through a variety of pressure sensors 20 respectively. 20 ' Hydraulic pressures can be detected at different sections of the hydraulic circuits.

Eine Steuer- und Regelanordnung 21 ist eingangsseitig mit mindestens einem Lenkwinkel-Istwertgeber 22, der beispielsweise über die Spurstange 2 entsprechend der Lenkverstellung der Räder 1 betätigt wird, sowie mit mindestens einem Lenkwinkel-Sollwertgeber 23 verbunden, welcher fahrerseitig über ein Lenkhandrad 24 betätigt wird.A control and regulation arrangement 21 is input side with at least one steering angle feedback device 22 for example, via the tie rod 2 according to the steering adjustment of the wheels 1 is actuated, as well as with at least one steering angle setpoint generator 23 connected, which driver side via a steering wheel 24 is pressed.

Des weiteren ist das Lenkhandrad 24 mit einem Handkraftsteller 25 antriebsmäßig gekoppelt, welcher beispielsweise durch einen selbsthemmungsfreien Elektromotor gebildet werden kann, der seinerseits durch die Steuer- und Regelanordnung 21 gesteuert wird. Dabei erfolgt die Steuerung in Abhängigkeit von den zwischen dem Stellmotor 3 und den gelenkten Fahrzeugrädern 1 übertragenen Kräften, welche beispielsweise von der Steuer- und Regelanordnung 21 aus den Signalen der mit den Motorleitungen 5 und 6 bzw. 5' und 6' verbundenen Drucksensoren 20 bzw. 20' ermittelt werden können. Die Druckdifferenz zwischen den genannten Motorleitungen ist analog zu den Stellkräften der Kolben-Zylinder-Aggregate 4 und 4' und stellt dementsprechend eine zu den zwischen Stellmotor 4, 4' und gelenkten Fahrzeugrädern 1 übertragenen Kräften und Momenten analoge Größe dar.Furthermore, the steering wheel 24 with egg a manual force actuator 25 drivingly coupled, which can be formed for example by a self-locking electric motor, in turn, by the control and regulating arrangement 21 is controlled. The control takes place as a function of the between the servomotor 3 and the steered vehicle wheels 1 transmitted forces which, for example, from the control and regulating arrangement 21 from the signals of the motor cables 5 and 6 respectively. 5 ' and 6 ' connected pressure sensors 20 respectively. 20 ' can be determined. The pressure difference between said engine lines is analogous to the restoring forces of the piston-cylinder units 4 and 4 ' and accordingly provides one to the between servomotor 4 . 4 ' and steered vehicle wheels 1 transmitted forces and moments are analogous size.

Das dargestellte System funktioniert wie folgt: Bei normalem Betrieb werden die Stellmagnete beider Freilaufventile 14 und 14' von der Steuer- und Regelanordnung 21 be stromt, so daß diese Ventile ihre nicht dargestellte Schließstellung einnehmen.The system shown works as follows: During normal operation, the solenoids of both freewheel valves become 14 and 14 ' from the control and regulating arrangement 21 be energized, so that these valves occupy their closed position, not shown.

Vom Fahrer wird durch Betätigung des Lenkhandrades 24 über den davon gesteuerten Lenkwinkel-Sollwertgeber 23 ein Lenkwinkel-Sollwert vorgegeben. Die Steuer- und Regelanordnung 21 vergleicht diesen Sollwert mit dem vom Lenkwinkel-Istwertgeber 22 gelieferten Lenkwinkel-Istwert und steuert in Abhängigkeit vom Soll-Istwert-Vergleich des Lenkwinkels die Servoventile 7 und 7', wobei beide Servoventile 7 und 7' parallel und funktional gleichgerichtet betätigt werden, derart, daß zwischen den Motorleitungen 5 und 6 und bzw. 5' und 6' und damit zwischen den beiden Seiten der Kolben-Zylinder-Aggregate 4 und 4' des Stellmotors 3 Druckdifferenzen auftreten, durch die die vorgenannten Kolben-Zylinder-Aggregate 4 und 4' in gleicher Stellrichtung der gelenkten Fahrzeugräder 1 wirkende Stellkräfte erzeugen, wenn die Pumpen 9 und 9' arbeiten, wie es bei Normalbetrieb der Fall ist.From the driver is by pressing the steering wheel 24 via the steering angle setpoint generator controlled by it 23 a steering angle setpoint specified. The control and regulation arrangement 21 compares this setpoint with that from the steering angle feedback device 22 supplied steering angle actual value and controls depending on the setpoint-actual value comparison of the steering angle, the servo valves 7 and 7 ' , where both servo valves 7 and 7 ' be operated in parallel and functionally rectified, such that between the motor cables 5 and 6 and or 5 ' and 6 ' and thus between the two sides of the piston-cylinder aggregates 4 and 4 ' of the servomotor 3 Pressure differences occur through which the aforementioned piston-cylinder units 4 and 4 ' in the same direction of the steered vehicle wheels 1 generate acting restoring forces when the pumps 9 and 9 ' work, as is the case with normal operation.

Im Ergebnis folgt also die Lenkbewegung der gelenkten Fahrzeugräder 1 der Verstellung des Lenkhandrades 24 nach rechts oder links.As a result, so follows the steering movement of the steered vehicle wheels 1 the adjustment of the steering wheel 24 to the right or left.

Gleichzeitig wird am Lenkhandrad 24 eine vom Handkraftsteller 25 erzeugte Handkraft fühlbar, welche mit den Stellkräften des Stellmotors 4, 4' korreliert ist, denn der Handkraftsteller 25 wird von der Steuer- und Regelanordnung 21 in Korrelation zu den Druckdifferenzen gesteuert, die durch die Drucksenso ren 20 und 20' an den Motorleitungen 5 und 6 bzw. 5' und 6' ermittelt werden.At the same time, the steering wheel 24 one from the hand power actuator 25 generated hand force felt, which with the restoring forces of the servomotor 4 . 4 ' is correlated, because the manual force actuator 25 is from the control and regulation system 21 controlled in correlation to the pressure differences ren by the Drucksenso 20 and 20 ' on the motor cables 5 and 6 respectively. 5 ' and 6 ' be determined.

Die Steuer- und Regelanordnung 21 ist mehrfach redundant ausgebildet und besitzt insbesondere separate Regelstrecken zur Steuerung der Servoventile 7 und 7'.The control and regulation arrangement 21 is designed redundant multiple times and has in particular separate control systems for controlling the servo valves 7 and 7 ' ,

Darüber hinaus ist die Steuer- und Regelanordnung 21 als Überwachungsvorrichtung ausgebildet bzw. mit einer Überwachungsvorrichtung kombiniert und wertet die Signale der Drucksensoren 20 und 20' aus. Darüber hinaus können noch weitere Sensoren (nicht dargestellt) vorhanden sein, die die Stellungen der Servoventile 7 und 7' wiedergeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Stellung dieser Servoventile 7 und 7' auch durch Erfassung der elektrischen Steuerströme der Stellmagnete dieser Ventile ermittelt werden.In addition, the control and regulation arrangement 21 designed as a monitoring device or combined with a monitoring device and evaluates the signals of the pressure sensors 20 and 20 ' out. In addition, other sensors (not shown) may be present, which are the positions of the servo valves 7 and 7 ' play. Alternatively or additionally, the position of these servo valves 7 and 7 ' be determined by detecting the electrical control currents of the solenoids of these valves.

Sollte nun festgestellt werden, daß im Hydraulikkreis des Kolben-Zylinder-Aggregates 4 oder im Hydraulikkreis des Kolben-Zylinder-Aggregates 4' ein Fehler vorliegt, wird der elektrische Strom für den Stellmagnet des Freilaufventiles 14 oder 14' des fehlerhaften Hydraulikkreises abgeschaltet, mit der Folge, daß das jeweilige Freilaufventil 14 bzw. 14' öffnet und das zugehörige Kolben-Zylinder-Aggregat 4 oder 4' hydraulisch auf Freilauf geschaltet und wirkungslos wird. Die Lenkarbeit wird nunmehr ausschließlich durch den intakt gebliebenen Hydraulikkreis übernommen.Should now be determined that in the hydraulic circuit of the piston-cylinder unit 4 or in the hydraulic circuit of the piston-cylinder unit 4 ' there is a fault, the electric current for the solenoid of the freewheel valve 14 or 14 ' the faulty hydraulic circuit is turned off, with the result that the respective freewheel valve 14 respectively. 14 ' opens and the associated piston-cylinder unit 4 or 4 ' hydraulically switched to freewheel and ineffective. The steering work is now taken over exclusively by the intact hydraulic circuit.

Gleichzeitig steuert die Steuer- und Regelanordnung 21 eine Anzeige 26 an, die dem Fahrer den nunmehr vorliegenden Notlenkbetrieb signalisiert.At the same time, the control and regulating arrangement controls 21 an ad 26 on, which signals the driver the now available emergency steering operation.

Da der intakt gebliebene Hydraulikkreis die Lenkarbeit ohne weiteres allein übernehmen kann und die Steuer- und Regelanordnung 21 bezüglich des intakten Hydraulikkreises in unveränderter Weise weiterarbeitet, ergibt sich für den Fahrer beim Einsetzen des Notlenkbetriebes keinerlei Veränderung des Lenkverhaltens des Fahrzeuges.Since the left intact hydraulic circuit can take over the steering work alone and the control and regulation arrangement 21 with respect to the intact hydraulic circuit continues to work in the same way, resulting in no change in the steering behavior of the vehicle for the driver at the onset of Notlenkbetriebes.

Wie dargestellt arbeiten die Servoventile 7 und 7' mit offener Mitte, d.h. bei normalen Betriebsphasen ist die Strömung am Druckanschluß des jeweiligen Servoventiles 7 bzw. 7' gleich groß wie die Strömung am Niederdruckanschluß. Durch die in den Niederdruckleitungen 10 und 10' angeordneten Drosseln 18 und 18' wird bewirkt, daß an allen Anschlüssen der Servoventile 7 und 7' ein gewisser Überdruck bestehen muß, wobei der Überdruck im Leitungsteil der Leitung 10' zwischen Servoventil 7' und Drossel 18' auch in der Leckageleitung 19 vorliegt. Damit wird mit Sicherheit gewährleistet, daß eventuelle Leckagen nicht zu Luftansammlungen in den Kolben-Zylinder-Aggregaten 4 und 4' des Stellmotors 3 führen können.As shown, the servo valves work 7 and 7 ' with open center, ie in normal operating phases, the flow is at the pressure port of the respective servo valve 7 respectively. 7 ' the same size as the flow at the low-pressure connection. By in the low pressure lines 10 and 10 ' arranged throttles 18 and 18 ' This causes all servovalves to be connected to all ports 7 and 7 ' a certain overpressure must exist, the overpressure in the line part of the line 10 ' between servo valve 7 ' and throttle 18 ' also in the leakage line 19 is present. This ensures with certainty that any leaks will not lead to accumulation of air in the piston-cylinder units 4 and 4 ' of the servomotor 3 being able to lead.

Durch Messung der Druckdifferenz an den Drosseln 18 und 18' können eine Störung an den Hydraulikpumpen 9 bzw. 9' sowie Leckagen im Hydrauliksystem erkannt werden.By measuring the pressure difference across the throttles 18 and 18 ' can cause a malfunction in the hydraulic pumps 9 respectively. 9 ' and leaks in the hydraulic system are detected.

Da die Leckageleitung 19 lediglich einfach angeordnet ist und nur mit dem Hydraulikreservoir 11' Verbindung hat, führt eine eventuelle Leckage bei Trennung des Reservoirs 11 vom Reservoir 11' zwangsläufig zu Niveauunterschieden bzw. Unterschieden des Füllgrades. Dies kann die Steuer- und Regelanordnung 21 mittels entsprechender Sensoren (nicht dargestellt) erfassen, um dann über die Anzeige 26 ein entsprechendes Warnsignal abzusetzen.Because the leakage line 19 merely arranged simply and only with the hydraulic reservoir 11 ' Connection has, leads to a possible leakage during separation of the reservoir 11 from the reservoir 11 ' inevitably to level differences or differences in the degree of filling. This may be the control and regulation arrangement 21 by means of corresponding sensors (not shown) capture, then on the display 26 to issue a corresponding warning signal.

Claims

Hydraulic power steering for non-track bound vehicles, in particular motor vehicles, with - a driver-operated steering handle, eg steering wheel ( 24 ), - one with steered vehicle wheels ( 1 ) to the steering adjustment forcibly coupled, double-acting hydraulic actuator ( 4 . 4 ' ) or Lenkaktuator, - a motor, in particular electrically actuated servo valve assembly ( 7 . 7 ' ), which via a pressure connection with the pressure side of a hydraulic pump ( 9 . 9 ' ), via a low-pressure connection with the suction side of the hydraulic pump or with the suction side communicating hydraulic reservoir ( 11 . 11 ' ), and two motor connections with the two sides of the servomotor ( 4 . 4 ' ) and, when the pump is operating, a pressure difference between the motor lines ( 5 . 6 ; 5 ' . 6 ' ) with regard to dimension and direction, and - an electronic control system ( 21 ), one of the steering handle ( 24 ) actuated steering angle setpoint generator ( 23 ) and one with the steered vehicle wheels ( 1 ) actuated steering angle feedback ( 22 ) and the servo valve ( 7 . 7 ' ) as a function of a setpoint-actual value comparison, wherein - at least servomotor ( 4 . 4 ' ), Servo valve assembly ( 7 . 7 ' ) and pump ( 9 . 9 ' ) are arranged twice or multiply forming two or more parallel hydraulic circuits, - each hydraulic circuit, a freewheel valve ( 14 . 14 ' ), which between a blocking position and one both sides of the respective servomotor ( 4 . 4 ' ) with each other and / or with the reservoir ( 11 . 11 ' ) connecting freewheeling position is switchable, and - one with a sensor ( 20 . 20 ' ) for detecting operating parameters of the hydraulic circuits and / or with the control arrangement ( 21 ) combined electronic monitoring device in case of malfunctions in a hydraulic circuit and / or in a controlled system of the control arrangement, the freewheel valve ( 14 . 14 ' ) of the faulty and / or the faulty controlled system associated hydraulic circuit opens, characterized in that a leakage line ( 19 ) between one the servomotors ( 4 . 4 ' ) comprehensive control unit ( 3 ) and one of the reservoirs ( 11 ' ) is arranged.

Power steering system according to Claim 1, characterized in that the monitoring arrangement is incorporated in the control arrangement ( 21 ) is integrated.

Power steering system according to claim 1 or 2, characterized in that for the pumps ( 9 . 9 ' ) different drives ( 12 . 13 ) are provided.

Power steering system according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the low-pressure connections of the servo valves ( 7 . 7 ' ) and the respective associated reservoir ( 11 . 11 ' ) one throttle each ( 18 . 18 ' ) is arranged.

Power steering system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the leakage line ( 19 ) with the reservoir ( 11 ' ) over the throttle ( 18 ' ) of the low pressure line associated with the reservoir ( 10 ' ) connected is.

Power steering system according to one of claims 1 to 5, characterized in that an unregulated drive ( 13 ) driven pump ( 9 ' ) is controllable.

Power steering system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pressure side of the pumps ( 9 . 9 ' ) for detecting the pump pressure doubly arranged pressure sensors ( 20 . 20 ' ) are provided (on lines 8th . 8th' ).