DE102004027971A1

DE102004027971A1 - Hydraulische Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE102004027971A1
Application number: DE102004027971A
Authority: DE
Inventors: Ole Vincentz Ing. Soerensen
Original assignee: SAUER-DANFOSS (NORDBORG) NORDBORG AS; Sauer Danfoss Nordborg ApS
Current assignee: Danfoss Power Solutions ApS
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-09
Also published as: US7152401B2; US20040250536A1; DE102004027971B4

Abstract

Es wird eine hydraulische Lenkeinrichtung (1) angegeben mit einem Lenkventil (2), einem Lenkmotor (3), der über das Lenkventil (2) mit einem Hochdruckanschluß (P) und einem Niederdruckanschluß (T) verbunden ist, und mit einer Lenkeinheit (29), die über das Lenkventil (2) mit einem Pilotdruckventil (21) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Niederdruckanschluß (T) in Verbindung steht. DOLLAR A Man möchte das Lenkverhalten verbessern können. DOLLAR A Hierzu ist das Pilotdruckventil (21) aufgesteuert, bevor das Lenkventil (2) eine Verbindung zwischen dem Hochdruckanschluß (P) und dem Lenkmotor (3) herstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinrichtung mit einem Lenkventil, einem Lenkmotor, der über das Lenkventil mit einem Hochdruckanschluß und einem Niederdruckanschluß verbunden ist, und mit einer Lenkeinheit, die über das Lenkventil mit einem Pilotdruckventil verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Niederdruckanschluß in Verbindung steht.

Eine derartige hydraulische Lenkeinrichtung ist aus DE 199 31 143 A1 bekannt. Die Lenkeinheit wird dabei von einem Lenkhandrad oder einer anderen Betätigungseinrichtung angetrieben. Ein Lenkwinkelsensor erfaßt die Auslenkung der Lenkeinheit und gibt diese Information an eine Steuereinrichtung weiter, die einen Schieber (oder ein anderes Ventilelement) des Lenkventils betätigt. Das Lenkventil gibt dann in Abhängigkeit von der Lenkrichtung eine Verbindung zwischen dem Hoch druckanschluß und einem der beiden Anschlüsse des Lenkmotors sowie zwischen dem anderen der beiden Anschlüsse des Lenkmotors und dem Niederdruckanschluß frei, so daß der Lenkmotor betrieben wird und die Winkelposition von gelenkten Rädern ändert. Gleichzeitig wird Hydraulikflüssigkeit von der Lenkeinheit durch das Lenkventil zum Pilotdruckventil geleitet. Das Pilotdruckventil baut einen gewissen Widerstand gegen den Abfluß der Hydraulikflüssigkeit aus der Lenkeinheit auf, um dem Fahrer ein besseres Lenkgefühl zu vermitteln.

Allerdings hat man beobachten können, daß das Lenkverhalten nicht in allen Fällen befriedigend ist. Zum Teil ergibt sich eine Verzögerung der Auslenkung. Zum anderen ergibt sich ein "Jerk"-Phänomen, d.h. eine erhöhte Seitenbeschleunigung, die vom Fahrer als unangenehm empfunden wird, insbesondere bei der Verwendung der Lenkeinrichtung in knickgelenkten Fahrzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lenkverhalten zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Lenkeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Pilotdruckventil aufgesteuert ist, bevor das Lenkventil eine Verbindung zwischen dem Hochdruckanschluß und dem Lenkmotor herstellt.

Damit erreicht man, daß bereits zu Beginn des Lenkvorganges ein Abfließen der Hydraulikflüssigkeit, die von der Lenkeinheit zugeführt wird, durch das Pilotdruckventil möglich ist. Verzögerungen werden dadurch vermieden. Gleichzeitig ermöglicht man, daß die Hydraulik flüssigkeit, die von der Lenkeinheit zugeführt wird, zur Steuerung des Schiebers (oder eines anderen Ventilelements) des Lenkventils verwendet werden kann. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Lenkeinheit auch als Notlenkpumpe verwendet wird, so daß auch bei Ausfall der Pumpe, die den Druck am Hochdruckanschluß zur Verfügung stellt, ein zuverlässiges Lenken des Fahrzeugs weiter ermöglicht wird. Im Normalzustand wird dann das Lenkventil von einer Steuereinrichtung betätigt, beispielsweise mit Hilfe von Elektromagneten. Durch die Verwendung des Pilotdruckventils vermeidet man nun, daß die Drücke, die von der Lenkeinheit geliefert werden, die Drücke von der Steuereinrichtung überlagern. Man ordnet also die Pilotölversorgung auf der Primärseite an, was zu einem reduzierten Druckabfall im Verhältnis zu einem System führt, bei dem die Pilotölversorgung auf der Sekundärseite sitzt. In einem derartigen System mußte eine relativ große Ölmenge auf das Druckniveau angehoben werden, das auch in der Pilotölversorgung gebraucht wurde. Dies führte zu einem Übersteuern des Lenkventils, was wiederum zu der unerwünschten "Jerk"-Erscheinung führt. Durch die Anordnung der Pilotölversorgung auf der Primärseite wird dieses Problem entschärft.

Vorzugsweise ist das Pilotdruckventil in Öffnungsrichtung vom Druck am Hochdruckanschluß und in Schließrichtung vom Druck in einem Lastfühlsystem und der Kraft einer Feder beaufschlagt. Damit wird das Pilotdruckventil aufgesteuert, sobald der Druck am Hochdruckanschluß so weit ansteigt, daß er die Kraft der Feder übersteigt. Der Druck im Lastfühlsystem ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht groß genug, um das Pilotdruckventil zu schließen. Der Druck im Lastfühlsystem steigt erst an, wenn der Lenkmotor in einer entsprechenden Arbeitskammer mit dem notwendigen Druck versorgt wird.

In einer alternativen Ausgestaltung ist das Pilotventil in Öffnungsrichtung von der Kraft einer Feder und einem ersten Druck im Lastfühlsystem und in Schließrichtung von einem zweiten Druck im Lastfühlsystem beaufschlagt, wobei der erste Druck aus einem Bereich am Hochdruckanschluß und der zweite Druck aus einem Bereich am Lenkventil stammt und beide Bereiche durch eine unidirektional wirkende Drucktrenneinrichtung miteinander verbunden sind. Wenn im Lastfühlsystem überall der gleiche Druck herrscht, dann wird das Pilotventil durch die Kraft der Feder in der Öffnungsstellung gehalten. Die Drucktrenneinrichtung wirkt hierbei unidirektional, d.h. sie leitet einen Druck vom ersten Bereich an den zweiten Bereich weiter. Der Druckabfall über die Drucktrenneinrichtung ist hierbei vernachlässigbar. Wenn jedoch der Druck im ersten Bereich, d.h. am Druckanschluß, absinkt, beispielsweise weil ein Druckbegrenzungsventil öffnet, der Druck am Lenkventil aber größer wird, weil beispielsweise der an das Lenkventil angeschlossene Lenkmotor an den Anschlag fährt, dann wird der Druck im zweiten Bereich größer als der Druck im ersten Bereich. Wenn die Druckdifferenz so groß ist, daß sie die Kraft der Feder überwindet, dann wird das Pilotdruckventil gedrosselt oder geschlossen.

Vorzugsweise erzeugt die das Pilotdruckventil belastende Feder eine Kraft, die einem Druck von maximal 5 bar entspricht. Die Feder ist also relativ schwach dimensioniert, so daß man bereits bei geringen Drücken am Hochdruckanschluß bzw. geringen Druckdifferenzen über die Drucktrenneinrichtung ein Öffnen des Pilotdruckventils bewirken kann. Die Kraft der Feder am Pilotventil sollte kleiner sein als der Leerlaufdruck (Standby-Druck) im System, der durch das Prioritätsventil bestimmt wird.

Bevorzugterweise ist eine Leitung zwischen dem Lenkventil und dem Niederdruckanschluß zumindest zu Beginn eines Lenkvorgangs geöffnet. Damit wird der Rückfluß der Hydraulikflüssigkeit vom Lenkmotor zum Niederdruckanschluß praktisch hindernisfrei ermöglicht. Es entstehen keine Verzögerungen durch Ventile, die in dieser Leitung erst geöffnet werden müssen. Vielmehr ergibt sich jedenfalls zu Beginn eines Lenkvorgangs ein freier Durchgang vom Lenkmotor zum Niederdruckanschluß, wenn das Lenkventil diesen Pfad freigibt.

Hierbei ist bevorzugt, daß in der Leitung ein Bremsventil angeordnet ist, das in Öffnungsrichtung vom Druck im Lastfühlsystem und in Schließrichtung von der Kraft einer Feder beaufschlagt ist. Auch diese Feder kann relativ schwach dimensioniert sein und eine Kraft erzeugen, die einem Schließdruck in der Größenordnung von maximal 5 bar entspricht. Das Bremsventil fängt also erst dann zu schließen an, wenn der Druck im Lastfühlsystem die Kraft der Feder unterschreitet. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn negative Lasten auf die gelenkten Räder wirken. In diesem Fall verhindert das Bremsventil ein zu schnelles Abfließen von Flüssigkeit aus dem Lenkmotor. Vielmehr wird dieser Abfluß durch das Bremsventil gedrosselt. Das Bremsventil wird auf der federbelasteten Seite auch vom Tankdruck beauf schlagt. Wenn der Druck im Lastfühlsystem (LS-System) kleiner ist als die Summe der Kräfte aus Tankdruck und Feder, muß gebremst werden.

Hierbei ist bevorzugt, daß zwischen dem Bremsventil und dem Lenkventil eine Notlenkleitung abzweigt, die über ein zur Lenkeinheit hin öffnendes Rückschlagventil mit einem Druckeingang der Lenkeinheit verbunden ist. In diesem Fall kann das Lenkventil in verbesserter Weise für eine Notlenkung verwendet werden. Solange der Druck am Druckeingang der Lenkeinheit größer ist als der Druck am Lenkventil, ist das Rückschlagventil geschlossen. Wenn aber der Druck am Druckeingang der Lenkeinheit abfällt, weil beispielsweise die Versorgung über die Pumpe ausfällt, dann kann das Lenkventil über das Rückschlagventil Hydraulikflüssigkeit in ausreichendem Maße fördern, um die Notlenkung des Fahrzeugs bewerkstelligen zu können.

Vorzugsweise ist der Hochdruckanschluß mit einem Überdruckventil verbunden, das mit dem Niederdruckanschluß verbunden ist. Dieses Überdruckventil ermöglicht zusammen mit dem Pilotdruckventil eine Endstopp-Funktion. Wenn nämlich der Lenkmotor in eine Endstellung gefahren wird, dann könnte der Druck am Hochdruckanschluß so weit ansteigen, daß der Lenkmotor beschädigt wird. Das Überdruckventil begrenzt zunächst einmal die Höhe dieses Drucks. Gleichzeitig steigt aber auch der Druck im Lastfühlsystem an. Der Druck im Lastfühlsystem wird dann zumindest genauso groß, wie der Druck am Hochdruckanschluß. Zusammen mit der Kraft der Feder reicht der Druck im Lastfühlsystem aus, um das Pilotdruckventil zu schließen. Damit wird aber verhindert, daß Hy draulikflüssigkeit aus der Lenkeinheit über das Pilotdruckventil abfließen kann. Die in der Lenkeinheit eingeschlossene Hydraulikflüssigkeit signalisiert dem Fahrer, daß sich der Lenkmotor in der Endposition befindet. Ein Weiterdrehen des Lenkhandrades wird damit quasi mechanisch verhindert, ohne daß man mechanische Anschläge vorsehen müßte.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Hochdruckanschluß über das Lastfühlsystem mit dem Überdruckventil verbunden ist. Im Grunde genommen müssen keine größeren Mengen an Hydraulikflüssigkeit abgelassen werden. Es reicht daher aus, die vergleichsweise geringen Querschnitte des ohnehin vorhandenen Lastfühlsystems für den Druckabbau zu verwenden. Dies hält den Fertigungsaufwand klein.

Vorzugsweise ist in einer Lastfühlleitung zwischen dem Hochdruckanschluß und dem Pilotdruckventil ein zum Pilotdruckventil hin öffnendes Rückschlagventil angeordnet. Dieses Rückschlagventil ermöglicht einerseits, daß der Druck vom Hochdruckanschluß zum Pilotdruckventil gelangt. Es verhindert aber umgekehrt, daß ein erhöhter Lastdruck, der im Lenkventil entsteht und beispielsweise durch negative Lasten erzeugt wird, auf die Pumpe durchschlägt, die den Druck am Hochdruckanschluß bereitstellt.

Vorzugsweise ist zwischen dem Hochdruckanschluß und dem Lenkventil ein Prioritätsventil angeordnet, das eine Stellungssignalisierung aufweist. Ein Prioritätsventil wird in vielen Fällen verwendet, um auf einem Fahrzeug nicht nur die Lenkung mit Hydraulikflüssigkeit zu versorgen, sondern auch weitere angeschlossene Verbrau cher. Das Prioritätsventil sorgt dann dafür, daß dann, wenn die Lenkung Hydraulikflüssigkeit benötigt, diese primär der Lenkung zugeführt wird. Die übrigen hydraulischen Verbraucher werden dann zumindest vorübergehend außer Betrieb gesetzt. Durch die Stellungssignalisierung bekommt dieses Prioritätsventil nun eine zusätzliche Eigenschaft: dem Fahrer wird angezeigt, daß die zur Verfügung stehende Menge der zugeführten Hydraulikflüssigkeit nicht mehr ausreicht, um weitere Verbraucher zu versorgen. Er erfährt also, daß die hydraulische Versorgung sich auf ihre Kapazitätsgrenze hin bewegt. Der Fahrer weiß also in diesem Fall, daß er damit rechnen muß, daß sich die Lenkung etwas träger verhält als in einem Fall, wo die volle Kapazität der hydraulischen Versorgung zur Verfügung steht. Dementsprechend kann der Fahrer sein Lenkverhalten darauf einrichten und Lenkbewegungen beispielsweise langsamer ausführen.

Dies wird in einer besonders günstigen Ausgestaltung dadurch realisiert, daß das Prioritätsventil drei Ausgänge aufweist, von denen ein erster Ausgang mit dem Lenkventil, ein zweiter Ausgang mit der Lenkeinheit und ein dritter Ausgang mit weiteren Verbrauchern verbunden ist, wobei in einer Prioritätsstellung, in der der dritte Ausgang verschlossen ist, der zweite Ausgang über einen Pfad mit einem Eingang des Prioritätsventils verbunden ist, der einen größeren Strömungswiderstand aufweist als ein Pfad zwischen dem Eingang und dem ersten Ausgang. Damit ist sichergestellt, daß das Lenkventil nach wie vor praktisch ohne Druckverlust versorgt wird. Durch den größeren Drosselwiderstand zwischen dem Eingang und dem zweiten Ausgang ergibt sich jedoch ein verminderter Druck an der Lenkeinheit. Die ser verminderte Druck ist dann ein Signal für den Fahrer, daß die Lenkung träger ist und der Hochdruckanschluß unterversorgt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Lenkeinrichtung und
2 eine schematische Darstellung einer abgewandelten Form einer Lenkeinrichtung.
Eine hydraulische Lenkeinrichtung 1 weist ein Lenkventil 2 auf, das ausgangsseitig mit einem Lenkmotor 3 verbunden ist. Das Lenkventil 2 ist eingangsseitig mit einem Hochdruckanschluß CF verbunden, der durch den Ausgang eines Prioritätsventils 4 gebildet ist. Das Prioritätsventil 4 ist mit einer Pumpe 5 verbunden, die von einem nur schematisch dargestellten Fahrzeugmotor 6 angetrieben wird. Die Pumpe 5 ist über ein Lastfühlsystem LS geregelt. Das Prioritätsventil 4 versorgt in an sich bekannter Weise über einen Anschluß EF weitere hydraulische Verbraucher auf dem Fahrzeug, das mit Hilfe der Lenkeinrichtung 1 gelenkt wird. Es stellt aber sicher, daß die Lenkeinrichtung 1 die notwendige Menge an Hydraulikflüssigkeit zur Verfügung gestellt bekommt.
Das Lenkventil 2 steht über eine Leitung 7 mit einem Niederdruckanschluß T in Verbindung, der mit einem Behälter oder Tank 8 verbunden ist.
Das Lenkventil 2 weist einen Schieber 9 auf, der durch eine nur schematisch dargestellte Antriebssteuerung 10 verschoben werden kann. Die Antriebssteuerung 10 weist Magnetventile auf, die zur Verstellung des Schiebers 9 einen Druck von einer Versorgungseinrichtung 11 auf den Schieber 9 wirken lassen. Die Antriebssteuerung 10 ist nur an einem Ende des Schiebers 9 angeordnet. Die Antriebssteuerung 10 ist aber in der Lage, den Schieber 9 in zwei Richtungen zu verschieben.
Die Versorgungseinrichtung 11 ist über eine Leitung 12 mit dem Hochdruckanschluß CF und über eine Leitung 13 mit dem Niederdruckanschluß T verbunden. Sie ist dementsprechend in der Lage, einen Druck in der Größenordnung von etwa 12 bar zum Antrieb des Schiebers 9 zur Verfügung zu stellen.
Aus der Leitung 12 zweigt eine Leitung 14 zu einem Wechselventil 15 ab, dessen Ausgang mit einem Druckeingang 16 des Lenkventils 2 verbunden ist. Ein Tankausgang 17 des Lenkventils 2 ist mit der Leitung 7 zum Niederdruckanschluß T verbunden.
Das Lenkventil 2 weist zwei Gegendrucksteuerausgänge 18, 19 auf, die an einem Punkt 20 zusammengeführt sind und mit dem anderen Eingang des Wechselventils 15 verbunden sind. Der Punkt 20 ist auch mit einem Pilotdrucksteuerventil 21 verbunden, dessen Ausgang mit der Leitung 7 zum Niederdruckanschluß T verbunden ist.
Das Pilotdrucksteuerventil ist, wie dies in der Figur schematisch dargestellt ist, in Öffnungsrichtung über eine Leitung 22, die mit dem Hochdruckanschluß CF in Verbindung steht, mit dem Druck am Hochdruckanschluß CF beaufschlagt. In Schließrichtung ist das Pilotdrucksteuerventil 21 von der Kraft einer Feder 23 und vom Druck in einer Lastfühlleitung 24 beaufschlagt. Die Lastfühlleitung 24 ist mit einem Lastfühlanschluß 25 am Lenkventil 2 einerseits und über ein Rückschlagventil 26, das zum Lenkventil 2 hin öffnet, mit dem Lastfühlanschluß LS andererseits verbunden. Dementsprechend wirkt in Schließrichtung der Druck am Lastfühlanschluß LS oder am Lastfühlanschluß 25, je nachdem, welcher Druck größer ist, in Schließrichtung auf das Pilotdrucksteuerventil 21.
In der Leitung 7 ist ein Bremsventil 27 angeordnet, das in Schließrichtung von der Kraft einer Feder 28 und dem Druck am Niederdruckanschluß T beaufschlagt ist. In Öffnungsrichtung ist das Bremsventil 27 vom Druck in der Lastfühlleitung 24 beaufschlagt.
Eine Lenkeinheit 29 wird von einem Lenkhandrad 30 betätigt. An einer Lenkhandradwelle 31 ist ein Lenkwinkelsensor 32 angeordnet, der einen durch das Lenkhandrad 30 vorgegebenen Lenkwinkel an die Antriebssteuerung 10 weitermeldet, um den Schieber 9 des Lenkventils 2 entsprechend zu verschieben.
Ein Ausgang L der Lenkeinheit 29 ist mit einem Steuereingang 33 und ein Ausgang R der Lenkeinheit 29 ist mit einem Steuereingang 34 des Lenkventils 2 verbunden. Die beiden Ausgänge L, R der Lenkeinheit 29 sind auch mit der Antriebssteuerung 10 verbunden, wie dies aus DE 199 31 143 A1 bekannt ist. Über diese Verbindungen ist es möglich, die Lenkeinheit 29 als Notlenkpumpe zu verwenden, d.h. den Schieber 9 des Lenkventils 2 auch dann auszulenken, wenn die Pumpe 5 nicht mehr den benötigten Druck am Hochdruckanschluß CF zur Verfügung stellt.
Die Lenkeinheit 29 weist einen Eingang Ps auf, der über ein Druckbegrenzungsventil 35 mit dem Hochdruckanschluß CF verbunden ist. In der Lenkeinheit 29 kann damit maximal ein Druck auftreten, der durch das Druckbegrenzungsventil 35 geregelt wird, beispielsweise maximal 30 bar. Ein Anschluß Ts der Lenkeinheit 29 ist mit dem Niederdruckanschluß T verbunden.
Der Hochdruckanschluß CF ist über eine Drossel 36 mit dem Lastfühlanschluß LS verbunden. Der Lastfühlanschluß LS ist seinerseits mit einem Eingang 37 eines Überdruckventils 38 verbunden. Das Überdruckventil 38 ist auch mit dem Niederdruckanschluß T verbunden. Das Überdruckventil 38 wird vom Druck am Lastfühlanschluß LS gegen die Kraft einer Feder 39 aufgesteuert, wenn der Druck am Lastfühlanschluß LS die Kraft der Feder 39 übersteigt.
Die Anordnung des Rückschlagventils 26 ist vorteilhaft für die Funktion des Bremsventils 27. Wenn das Überdruckventil 38 öffnet, wird ausschließlich Lastfühldruck zum Rückschlagventil 26 beeinflußt und somit wird es möglich, die gewünschte Funktion durch das Pilotventil 21 zu erreichen.
Die Lenkeinheit 1 arbeitet nun wie folgt:
Wenn sich das Lenkhandrad 30 in seiner Neutralstellung, der Geradeausfahrstellung, befindet, dann ist auch der Schieber 9 des Lenkventils 2 in seiner in der Figur dargestellten Neutralstellung. Am Hochdruckanschluß CF herrscht ein von der Pumpe 5 zur Verfügung gestellter Druck, der als "Leerlaufdruck" relativ klein sein kann, in der Regel aber die Kraft der Feder 23 überschreitet, so daß das Pilotdrucksteuerventil 21 öffnet. Hierzu reicht ein Druck in der Leitung 12 aus, der den Druck am Lastfühlanschluß LS um beispielsweise etwas mehr als 4 bar übersteigt.
Wenn nun das Lenkhandrad 30 betätigt wird, dann wird über die Antriebssteuerung 10 der Schieber 9 des Lenkventils 2 verschoben, beispielsweise nach rechts (bezogen auf die Darstellung der Figur), so daß der Hochdruckanschluß CF über die Leitungen 12, 14 und das Wechselventil 15 mit dem Anschluß CL des Lenkmotors 3 verbunden wird. Gleichzeitig wird der Anschluß CR mit der Leitung 7 verbunden. Der Steuereingang 33 wird mit dem Gegendrucksteuerausgang 18 verbunden, so daß Hydraulikflüssigkeit, die von der Lenkeinheit 29 über deren Ausgang L zugeführt wird, über das Pilotdrucksteuerventil 21 abfließen kann. Sobald der Schieber 9 den Druckeingang 16 mit dem Anschluß CL des Lenkmotors 3 verbindet, steigt der Druck am Lastfühlanschluß 25 an. Damit wird das Bremsventil 27 gegen die Kraft der Feder 28 geöffnet und zwar noch bevor Hydraulikflüssigkeit aus dem Anschluß CR des Lenkmotors 3 zurückfließt. Die aus dem Anschluß CR zurückfließende Flüssigkeit trifft also auf eine vollständig geöffnete Leitung 7.
Für den Fall, daß negative Kräfte auf den Lenkmotor 3 wirken, sinkt der Druck in der Lastfühlleitung 24 unter die Kraft der Feder 28, beispielsweise unter 4 bar. In diesem Fall schließt das Bremsventil 27 etwas, um den Abfluß von Hydraulikflüssigkeit aus dem Lenkmotor 3 etwas drosseln zu können.
Dadurch, daß die Flüssigkeit von der Lenkeinheit 29 zu Beginn der Lenkbewegung über das Pilotdrucksteuerventil 21 abfließen kann, verspürt der Fahrer bei der Bewegung des Lenkhandrades 30 keinen Ruck und muß keinen unangenehmen Totpunkt überwinden. Gleichzeitig wird durch die Abfuhr der Flüssigkeit von der Lenkeinheit 29 dafür gesorgt, daß der Schieber 9 nur über die Antriebssteuerung 10 angetrieben wird. Ein Überschießen des Schiebers 9 über seine gewünschte Position hinaus wird also verhindert, so daß beim Lenken des Fahrzeugs keine unangenehmen Seitenbeschleunigungen (Jerk) auftreten.
Wenn nun der Lenkmotor 3 in eine Endstellung gefahren worden ist, dann steigt der Druck am entsprechenden Anschluß an. Dieser Druckanstieg gelangt über die Drossel 36 auch auf den Lastfühlanschluß LS und über das Rückschlagventil 26 auf die Lastfühlleitung 24. Sobald der Druck in der Lastfühlleitung 24 zusammen mit der Kraft der Feder 23 den Druck am Hochdruckanschluß CF überschreitet, wird das Pilotdruckventil 21 geschlossen und verhindert somit, daß weitere Hydraulikflüssigkeit aus der Lenkeinheit 29 durch das Lenkventil 2 hindurch abfließen kann. Die Bewegung des Lenkhandrades 30 wird also durch in der Lenkeinheit 29 eingeschlossene Flüssigkeit blockiert. Dies ist für den Fahrer ein deutliches Zeichen dafür, daß die gelenkten Räder ihre Endpo sition erreicht haben und eine weitere Betätigung des Lenkhandrades 30 sinnlos oder sogar schädlich ist.
Bei Ausfall der Pumpe 5 wird die Lenkeinheit 29 als Notlenkung verwendet. In diesem Fall übersteigt der Druck an den beiden Gegendrucksteuerausgängen 18, 19 und damit am Punkt 20 den Druck am Hochdruckanschluß CF, so daß das Wechselventil 15 umschaltet. Gleichzeitig schließt die Feder 23 das Pilotdruckventil 21, so daß die dem Punkt 20 zugeführte Hydraulikflüssigkeit über das Wechselventil 15 den Anschlüssen CL, CR (in Abhängigkeit von der gewünschten Richtung) zugeführt werden kann. Das Bremsventil 27 ist geöffnet, so daß die aus dem jeweils anderen Anschluß CR, CL verdrängte Hydraulikflüssigkeit zum Niederdruckanschluß T abfließen kann.
2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Lenkeinrichtung, bei der gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Zunächst ist die Pumpe 5 nicht mehr als Verstellpumpe, sondern als Konstantpumpe mit einer festen Verdrängung ausgebildet. Der LS-Anschluß kann dennoch aus der Lenkeinrichtung herausgeführt sein.
Das Prioritätsventil 4 weist nun drei Ausgänge auf, nämlich einen ersten Ausgang CF, der mit dem Lenkventil 2 verbunden ist, einen zweiten Ausgang LF, der mit der Lenkeinheit 29 verbunden ist, und einen dritten Ausgang EF, der mit weiteren, nicht dargestellten Verbrauchern verbunden ist. In der dargestellten Position ist das Prioritätsventil 4 so eingestellt, daß der dritte Aus gang EF verschlossen ist, d.h. die weiteren Verbraucher bekommen keine Hydraulikflüssigkeit. Die Hydraulikflüssigkeit wird ausschließlich für die Lenkung bereitgehalten. Um dies einem Fahrer, der die Lenkeinheit 29 betätigt, zu signalisieren, ist im Schieber 40 des Prioritätsventils 4 (natürlich sind auch andere Ventilelemente möglich) eine Drossel 41 vorgesehen, die aus einem Verbindungspfad zwischen dem Eingang des Prioritätsventils und dem ersten Ausgang CF abzweigt. Der Lenkeinheit 29 wird dann, wenn sich das Prioritätsventil 4 in der dargestellten Stellung befindet, ein verminderter Druck zugeführt, nämlich der Druck vom Ausgang der Pumpe 5 vermindert um den Druckabfall an der Drossel 41. Dementsprechend ist das Lenkverhalten etwas träger. Dem Fahrer wird damit angedeutet, daß er sich an der Grenze der Kapazität des Systems bewegt, das die Lenkeinrichtung 1 versorgt. Er kann dann sein Fahrverhalten darauf einrichten, beispielsweise vermeiden, einen Lenkausschlag sehr schnell vorzunehmen.
Das Pilotdruckventil 21 wird nun auf andere Weise angesteuert. Die Feder 23 wirkt nun in Öffnungsrichtung. In Öffnungsrichtung wirkt auch der Druck aus einem Abschnitt 42 der Lastfühlleitung, der über die Drossel 36 mit dem ersten Ausgang CF des Prioritätsventils 4 verbunden ist. In Schließrichtung wirkt der Druck der Lastfühlleitung 24, die mit dem Lastfühlanschluß 25 am Lenkventil 2 verbunden ist. Die Lastfühlleitung 24 ist vom Abschnitt 42 durch das Rückschlagventil 26 getrennt, das zum Lenkventil 2 hin öffnet. Wenn also der Druck im Abschnitt 42 größer ist als der Druck am Lastfühlanschluß 25, dann werden beide Abschnitte der Lastfühlleitung 24, 42 mit dem gleichen Druck versorgt.
Über das Pilotdruckventil 21 besteht dann ein Druckgleichgewicht, so daß die Feder 23 das Pilotdruckventil 21 öffnet. Der Druckabfall am Rückschlagventil 26, das hier eine unidirektional wirkende Drucktrenneinrichtung bildet, ist hier vernachlässigbar. Wenn jedoch der Motor 3 an einen Endanschlag kommt, dann wird der Druck am Lastfühlanschluß 25 des Lenkventils 2 steigen und das Überdruckventil 38 wird öffnen, so daß sich im Abschnitt 42 ein niedrigerer Druck ergibt als in der Lastfühlleitung 24 zwischen dem Rückschlagventil 26 und dem Lastfühlanschluß 25. Wenn der Druck in der Lastfühlleitung 24 zwischen dem Rückschlagventil 26 und dem Lastfühlanschluß 25 groß genug ist, dann wird dieser Druck die Kraft der Feder 23 überwinden und das Pilotdruckventil 21 schließen.
Zusätzlich zur Ausgestaltung nach 1 ist noch vorgesehen, daß der Tankausgang 17 des Lenkventils 2 über ein Rückschlagventil 43 mit dem Druckeingang Ps der Lenkeinheit 29 verbunden ist, wobei das Rückschlagventil 43 zur Lenkeinheit 29 hin öffnet. Dieses Rückschlagventil 43 ist vor allem in einer Notlenk-Situation sinnvoll, bei der das Lenkventil 2 als Druckquelle dient. Es ist wesentlich einfacher, das Rückschlagventil 43 zu öffnen, als das Bremsventil 27. Solange aber ausreichend Druck zur Verfügung steht, ist der Druck am Druckeingang Ps der Lenkeinheit 29 ohnehin höher als der Druck am Tankausgang 17 des Lenkventils 2, so daß hier keine unerwünschte Beeinflussung stattfinden kann.
Selbstverständlich kann man ein derartiges Rückschlagventil 43 auch bei der Ausgestaltung nach 1 ver wenden. Auch das Prioritätsventil 4 mit drei Ausgängen ist bei der Ausgestaltung nach 1 verwendbar.
Man kann die Ausgestaltung nach 2 auch mit einem "normalen" Prioritätsventil betreiben, das in 1 dargestellt ist.

Claims

Hydraulische Lenkeinrichtung mit einem Lenkventil, einem Lenkmotor, der über das Lenkventil mit einem Hochdruckanschluß und einem Niederdruckanschluß verbunden ist, und mit einer Lenkeinheit, die über das Lenkventil mit einem Pilotdruckventil verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Niederdruckanschluß in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotdruckventil (21) aufgesteuert ist, bevor das Lenkventil (2) eine Verbindung zwischen dem Hochdruckanschluß (CF) und dem Lenkmotor (3) herstellt.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotdruckventil (21) in Öffnungsrichtung vom Druck am Hochdruckanschluß (CF) und in Schließrichtung vom Druck in einem Lastfühlsystem (LS) und der Kraft einer Feder (23) beaufschlagt ist.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pilotdruckventil (21) in Öffnungsrichtung von der Kraft einer Feder (23) und einem ersten Druck im Lastfühlsystem und in Schließrichtung von einem zweiten Druck im Lastfühlsystem beaufschlagt ist, wobei der erste Druck aus einem Bereich (42) am Hochdruckanschluß und der zweite Druck aus einem Bereich (25) am Lenkventil (2) stammt und beide Bereiche durch eine unidirektional wirkende Drucktrenneinrichtung (26) miteinander verbunden sind.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Pilotdruckventil (21) belastende Feder (23) eine Kraft erzeugt, die einem Druck von maximal 5 bar entspricht.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (7) zwischen dem Lenkventil (2) und dem Niederdruckanschluß (T) zumindest zu Beginn eines Lenkvorgangs geöffnet ist.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (7) ein Bremsventil (27) angeordnet ist, das in Öffnungsrichtung vom Druck im Lastfühlsystem (LS) und in Schließrichtung von der Kraft einer Feder (28) beaufschlagt ist.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bremsventil (27) und dem Lenkventil (2) eine Notlenkleitung abzweigt, die über ein zur Lenkeinheit (29) hin öffnendes Rückschlagventil (43) mit einem Druckeingang (Ps) der Lenkeinheit (29) verbunden ist.
Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckanschluß (CF) mit einem Überdruckventil (38) verbunden ist, das mit dem Niederdruckanschluß (T) verbunden ist.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckanschluß (CF) über das Lastfühlsystem (LS) mit dem Überdruckventil (38) verbunden ist.
Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Lastfühlleitung (24) zwischen dem Hochdruckanschluß (CF) und dem Pilotdruckventil (21) ein zum Pilotdruckventil (21) hin öffnendes Rückschlagventil (26) angeordnet ist.
Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hochdruckanschluß (P) und dem Lenkventil (2) ein Prioritätsventil (4) angeordnet ist, das eine Stellungssignalisierung aufweist.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Prioritätsventil (4) drei Ausgänge (CF, LF, EF) aufweist, von denen ein erster Ausgang (CF) mit dem Lenkventil (2), ein zweiter Ausgang (LF) mit der Lenkeinheit (29) und ein dritter Ausgang (EF) mit weiteren Verbrauchern verbunden ist, wobei in einer Prioritätsstellung, in der der dritte Ausgang (EF) verschlossen ist, der zweite Ausgang (LF) über einen Pfad mit einem Eingang (T) des Prioritätsventils (4) verbunden ist, der einen größeren Strömungswiderstand aufweist als ein Pfad zwischen dem Eingang (P) und dem ersten Ausgang (CF).