CS198177B2 - Device for the change of the controlling force on the steering wheel of the servosteering - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro změnu ovládací síly na Volantu servořízení, zejména pro- motorová vozidla, které sestává z převodovky řízení s jedním mechanickým· a jed ním hydraulickým členem, zé servočerpadla poháněného- motorem vozidla, ze servomotoru· a. zásobníku tlakového· prostředí, přičemž převodovka řízení má ovládací ventil s alespoň jedním, prostřednictvím pružné zkrutné tyče -přestavitelným pístem ovládacího ventilu, jehož dráha přestavení je úměrná - úhlu pootočení volantem, natočené . pružné zkrutné tyče.

Účelem takového- zařízení je udržování síly přiváděné od řidiče k řízení na nepatrné úrovni.

Dosud známá řízení s posilovačem jsou řešena tak, že síla řízení stoupá více ve střední poloze řízení než v oblasti větší výchylky v řízení. Tento, vzestup síly slouží k vyst-ředění řízení a je potřebný řidiči pro zprostředkování dostatečného· citu pro jízdu.

Stejný vzestup síly musí být u tohoto· řízení překonáván -také při zaparkování, to je při zvětšeném pohybu řízení při snížené rychlosti jízdy. Silný vzestup síly při parkování . není vsak žádoucí.

Vynález si proto- klade za úkol vytvořit takové řízení- výše popsaného- druhu, u něhož v oblasti nízké rychlosti jízdy s malým počtem otáček motoru, například při parkování, - a se - stoupajícím odporem - řízení kol stoupá síla řízení jen slabě, zatímco- při vyšších- rychlostech - jízdy -s --vysokým- počtem otáček, -motoru -stoupá síla - na volantu s přibývajícím odporem řízení silněji.

U jednoho- známého· řízení- je- při stoupající rychlosti jízdy vytvořen stoupající podíl řídicí síly - pomocí druhého - čerpadla, jehož tlak proudění stoupá shodně s rychlostí motorového vozidla. Tím je při nízké rychlosti jízdy potřebná jen malá ruční síla. Všeobecně přináší však s sebou druhé čerpadlo· - nežádoucí finanční a - konstrukční náklady.

Podle vynálezu se tento - úkol řeší tak, že píst ovládacího- - ventilu - má - na - ovládacích hranách regulační stupně a že servočerpadlo- má klesající charakteristiku.

Podle dalších výhodných vytvoření vynálezu -je píst- ovládacího ventilu vytvořen bud jako posouvatelný píst, nebo· jako- píst otočný kolem své - osy rotace.

Výhody, dosažené tímto vynálezem, - spočívají v- tom, že v důsledku kombinace na množství závislého- řízení se servočeřpadlem s klesající charakteristikou mohlo být dosaženo- takového- řídícího· ústrojí, - které umožňuje působení ruční síly v - - závislosti

188177 na. rychlosti' vozidla, popřípadě velikostí počtu otáček motoru.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na jednom příkladu provedení ve spojení s přiloženými výkrešy, kde ' obr. 1 znázorňuje řízení podle vynálezu · ve schematickém zobrazení v prvním provedení bez pro vynález nepodstatných mechanických spojovacích částí, a to· při neutrální poloze ovládacího ventilu, na obr. 2 a obr. 3· je řídící ústrojí podle obr. 1, ale · s přestaveným ovládacím ventilem, obr. 4 znázorňuje diagram charakteristiky .servočerpadla, na obr. ·5 je diagram znázorňující závislost síly na volantu od servotlaku a obr. 6 znázorňuje řídicí ústrojí s druhým způsobem· provedení ovládacího ventilu.

Hydraulická část řídicího ústrojí · podle vynálezu· sestává v podstatě z ovládacího ventilu 1, servočerpadla 2, servomotoru 3, zásobníku 4 tlakového prostředí a příslušných potrubí. Pro jednoduchost· je ovládací ventil 1· znázorněn pouze, s jedním pístem 2 ovládacího ventilu. Je známý však také ovládací ventil se dvěma rozdělenými písty. Stejně tak je možno vytvořit ovládací ventil s jedním rotačním- šoupátkem. Příklad provedení s takovýmto ovládacím ventilem bude popsán v dalším textu.

Ovládací ventil 1 má v tělese . 6 dvě přívodní drážky 9 a 10, spojené prostřednictvím přívodních potrubí 7 a 8 se servočerpadlem. 2, a dvě vratné drážky 13 a 14, spojené · prostřednictvím vratných · potrubí · 11 a 12 se zásobníkem 4 tlakového prostředí. Dvě řídicí drážky 15 a 18 v pístu 5 ovládacího ventilu jsou prostřednictvím tlakových potrubí 17 a · 18 spojeny se dvěma tlakovými prostory 19, popřípadě 20, servomotoru 3. Mezi řídicími drážkami 15 a 16 a přívodními . drážkami 9, 10 jsou vytvořeny přívodní · ovládání· štěrbiny 21, 22. Mezi řídicími drážkami 15, 16 a vratnými drážkami 13, 14 jsou vytvořeny vratné ovládací· štěrbiny 23, 24. Přívodní ovládací· štěrbiny 21, 22 jsou· širší než vratné ovládací štěrbiny 23, 24. Píst 5 · ovládacího ventilu má na ovládacích · hranách přívodních· ovládacích štěrbin 21, 22 regulační stupně· 25, 26, které jsou vytvořeny například se šikmými hranami. V neutrální · poloze pístu 5 ovládacího ventilu jsou jak přívodní ovládací · štěrbiny 21, 22, tak i . vratné ovládací štěrbiny 23, · 24 otevřeny,' takže tlakové prostředí . může ze servočerpadla 2 proudit prostřednictvím uvedených štěrbin do· zásobníku 4 tlakového prostředí.

Píst 5 ovládacího· ventilu je přestavitelný prostřednictvím čepu 28, spojeného s pružnou zkrutnou tyčí 27. Uspořádání a spojení pružné zkrutné tyče 27 a čepu 28 je vytvořeno· ve známém provedení.

Charakteristika pružné zkrutné tyče 27 začíná při neutrální poloze . na nule · a relativně· příkře stoupá. Prestavovací dráha pístu 5 ovládacího ventilu je úměrná úhlu pootočení pružné zkrutné tyče . 27, takže s vět4 ší dráhou přestavení · pístu 5 ovládacího ventilu je citelná stoupající síla na volantu, která vzniká pootočením · pružné zkrutné tyče 27. Na základě toho se dá . říci, že malé dráze přestavení pístu 5 ovládacího· ventilu odpovídá malá síla ručního řízení, zatímco velké dráze přestavení je přiřazena · síla velká.

S přibývajícím přestavováním pístu 5 ovládacího· ' ventilu, například ve směru šipky 29, se uzavírá přívodní ovládací štěrbina 21 stále více, zatímco druhá přívodní ovládači štěrbina 22,se více otevírá. · Uzavírající se · přívodní ovládací štěrbina · 21 reguluje přitom· pracovní tlak v přívodních potrubích 7, 8 a v řídicí drážce 16, která se již · při nepatrném vychýlení . pístu 5 ovládacího· ventilu oddělí od vratné drážky 14. Vratná ovládací štěrbina 23 se přitom dále otevírá.

Při větším odporu řízení, který vzniká na . řídicích kolech například při zaparkování, by musel být pro· . získání potřebného· servotlaku při konstantním proudu tlakového prostředí píst 5 ovládacího ventilu· vychýlen více, než při nepatrném odporu řízení · během rychlé, jízdy. Z toho· vyplývá, . že při zaparkovávání by · bylo na . volant působeno větší ruční silou · než při rychlé jízdě.

Při · řízení v oblasti · nízkých rychlostí . . jízdy, například při zaparkovávání, nejsou však vyšší vynakládané síly na volant žádoucí, aby nebyl manévr zaparkovávání ztížen. Nepatrného vzestupu síly lze dosáhnout zredukováním úhlu pootočení pružné zkrutné tyče 27 a z toho následujícím zredukováním dráhy přestavení pístu 5 ovládacího ventilu. Aby však bylo· možné· získat při dále otevřené přívodní ovládací štěrbině 21 ·dostačující · tlak v servomotoru 3, je potřebné zvýšení množství tlakového· prostředí. Toto zvýšení množství tlakového· prostředí by bylo· možné dodávat prostřednictvím čerpadla· s vysokým výkonem. · Nevýhodou · by však přitom bylo, že . by při vyšších otáčkách motoru · a vyšších jízdních · rychlostech vznikalo velké množství tlakového prostředí, což by znamenalo· příliš silné posílení· řízení a tím nepatrný podíl ruční síly na řízení vedoucí k nedostatečné citlivosti · při jízdě.

Řešení podle vynálezu proto · · navrhuje použít pro toto· řízení servočerpadlo· 2 s klesající · charakteristikou. · To znamená, ·že · servočerpadlo· 2 přivádí při nízkých otáčkách motoru· velké, pro řídicí manévr s velkým vychýlením řízení s velkým . odporem dostačující,- dopravované množství. · Toto dopravované · množství klesá se stoupajícím počtem otáček motoru, takže v horní · oblasti rychlosti jízdy, to- · jest . při vysokých otáčkách motoru, vzniká jen malé množství tlakového· · prostředí. Na obr.· 4 je znázorněna na · charakteristice· tohoto· . .servočerpadla- . · 2 závislost dopravovaného · množství· Q · ' na otáčkách n motoru. Takové čerpadlo· 2 . je opatřeno- například regulačním · ventilem.

Na obr. 2 je znázorněn ovládací ventil 1 v posunutém stavu . při pomalu běžícím motoru. Při vysokém množství tlakového prostředí stačí nepatrná · dráha přestavení pístu 5 ovládacího ventilu k nastavení potřebného pracovního tlaku na relativně široce otevřené přívodní ovládací štěrbině 21. Nepatrné dráze přestavení pístu 5 ovládacího ventilu odpovídá relativně nepatrný úhel ai pootočení pružné zkrutné tyče 27, což vede k nízké ruční síle řízení. Tato ruční síla řízení stoupá jen pomalu, aby se s přibývajícím pootočením pružné zkrutné tyče 27 a tím zužující se šířkou přívodně ovládací štěrbiny 21 nastavil vyšší servotlak, který zvětší hydraulický podíl síly řízení.

Obr. 3 znázorňuje ovládací ventil 1 v posunutém· stavu při rychle běžícím motoru. V důsledku nízkého množství tlakového prostředí musí být píst 5 ovládacího ventilu přestaven více, aby še přes dále uzavřenou ovládací štěrbinu 21 dosáhlo· stejného tlaku. S větší dráhou přestavení pístu 5 ovládacího ventilu je spojen také větší úhel ai pootočení pružné zkrutné tyče 27. Velký úhel a2 pootočení vytváří ale velkou ruční sílu řízení.

Jestliže stoupá odpor řízení při zaparkování dále, nestačí již · na obr. 2 znázorněné vychýlení pístu 5 ovládacího· ventilu k dosažení potřebného· servotlaku· pro· překonání odporu řízení. Píst 5 ovládacího· ventilu se posunuje stále více ve směru šipky 29 až je přívodní ovládací štěrbina 21 zcela uzavřena. Pružná zkrutná tyč· 27 se pootočí až do této polohy pístu 5 ovládacího· ventilu, pak už se · další pootočení neuskutečňuje a tím nedochází ke vzniku dalšího vzestupu ruční síly. Další vzestup tlaku je závislý pouze na velikosti odporu řízení,

Na obr. 5 je znázorněna na diagramu závislost mezi silou F na volantu a servotlakem P. Servotlak je úměrný odporu· řízení. Horní křivka znázorňuje průběh při nízkých otáčkách motoru a. odpovídajícím vysokém čerpaném množství, zatímco dolní křivka představuje průběh při vysokých otáčkách motoru a odpovídajícím nízkém čerpaném množství. Konec vychýlení pístu 5 ovládacího· ventilu je vidět v místech, v nichž se křivky ohýbají svisle nahoru.

Pro· vysvětlení křivek a řídicího ústrojí jsou v diagramu znázorněny dva příklady.

U prvního· příkladu stačí pro dosažení tlaku· 1 MPa při nízkých otáčkách motoru síla 10 N, zatímco· při vysokých otáčkách motoru s nepatrným čerpacím proudem je potřebná síla 30· N.

U · druhého příkladu lze silou 30. N při čerpacím proudu 3 · 1/min, · to· je při vysokém počtu otáček motoru, dosáhnout pouze tlaku 1 MPa, zatímco při čerpacím proudu 7 1/min při nízkém počtu otáček motoru tlaku přibližně ·5 · · MPa. Při zaparkovávání lze tedy oproti rychlé jízdě dosáhnout při stejné síle na · · · volantu asi pětinásobné výšky · tlaku. Stejnou ruční silou řízení · je · překonáván jeho· pětinásobný · odpor.

Při rychlé jízdě jsou všeobecně· odpory řízení tak nízké, že se nedosáhne oddělovacího bodu, v němž je uzavírána přívodní ovládací štěrbina 21. Tím je v průběhu celé oblasti řízení citelný ustavičný vzestup ruční síly řízení na volantu, jak je znázorněno na dolní křivce obr. 5.

Na obr. 6 je znázorněn příklad provedení řídicího· ústrojí, u něhož je na místo osově posouvatelného· pístu 5 ovládacího ventilu použito· pístu · 105 ovládacího· ventilu otočného kolem své osy rotace. Navzájem odpovídající díly obr. · · 1 a obr. 6 jsou na obr. 6 označeny vztažnými čísly zvětšenými o 100.

Zatímco· u pístu 5 · ovládacího ventilu jsou řídicí drážky vytvořeny jako· drážky prstencové, je tlakové prostředí u ovládacího ventilu 101 · ve tvaru rotačního šoupátka ovládáno prostřednictvím podélných · drážek, které jsou rozloženy po· obvodě pístu 105 ovládacího ventilu · a válcového tělesa 10S. Tlakové prostředí proniká od servočerpadla 102 prostřednictvím přívodních potrubí . 107 a 108 ke dvěma přívodním drážkám· 109 a 109A. Přívodní drážky 109, 109A jsou při neutrální poloze pístu 105 ovládacího· ventilu spojeny prostřednictvím· vždy dvou řídících drážek 115, 116, popřípadě · 115A a 116A, s vratnými drážkami 113, 114, popřípadě · 113A, 114A. Na ovládacích hranách přívodních ovládacích štěrbin · 121, 121A a 122, 122A, které jsou vytvořeny mezi přívodními drážkami 109, 109A s řídicími drážkami 115, 116, jsou uspořádány obdobně · jako u pístu 5 · ovládacího ventilu regulační stupně. Pružná zkrutná tyč 127 je uložena ' ve středu pístu 105 ovládacího ventilu. Ovládací ventil .· 101 ve tvaru rotačního· šoupátka odpovídá svým účinkem a uspořádáním tlakových potrubí ovládacímu ventilu 1. Činnost je také odpovídající.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT

   1. Zařízení pro změnu ovládací síly na volantu servořízení, zejména pro motorová vozidla, které sestává z převodky řízení s jedním mechanickým a jedním hydraulickým- členem, ze servočerpadla poháněného motorem .vozidla, ze . servomotoru a. zásobníku tlakového prostředí, přičemž převodka řízení má ovládací ventil . s . alespoň jedním, prostřednictvím pružné zkrutné tyče přestavitelným pístem' ovládacího· ventilu, jeho dráha přestavení je úměrná úhlu .pootočení

   VYNALEZU volantem natočené pružné zkrutné tyče, vyznačené tím, že . píst · [5, 105) ovládacího ventilu . má na ovládacích hranách regulační stupně (25, 26) a že servočerpadlo (2) má klesající charakteristiku.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že píst (5) ovládacího ventilu je vytvořen jako· osově posouvatelný píst.
3. 3. -Zařízení podle . bodu . 2, vyznačené tím, že píst . (5) ovládacího ventilu: je vytvořen jako píst. . otočný kolem své osy rotace.
4. 6 listů výkresů