DE102004049038A1

DE102004049038A1 - Servo steering for motor vehicle has hydraulic control valve for controlled admission of steering force of servocylinder whereby one sensor is placed for recording data resulting from torsion of torsion bars

Info

Publication number: DE102004049038A1
Application number: DE200410049038
Authority: DE
Inventors: Stefan Wahl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-27

Abstract

The servo steering has a hydraulic control valve for controlled admission of steering force of servo cylinder (2) with hydraulic fluid. Operation of control valve is dependent on steering torque corresponding to a torsion bar (4). A sensor is placed at the steering shaft (7), which records the measuring data resulting from the torsion of torsion bars.

Description

Die Erfindung betrifft eine Servolenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The The invention relates to a power steering device for a motor vehicle, according to Generic term of the first claim.

Bekannt sind Servolenkeinrichtungen für Kraftfahrzeuge, zum Beispiel Zahnstangenhydrolenkungen, die üblicherweise mit einem Drehschieberventil versehen sind, das dazu dient, einen lenkkraftunterstützend wirkenden Servozylinder mit Hydraulikfluid gesteuert zu beaufschlagen.Known are power steering devices for motor vehicles, For example, rack-and-pinion power steering, usually with a rotary valve are provided, which serves to support a steering force Servo cylinder controlled by hydraulic fluid.

Des weiteren werden hydraulische Servolenksysteme mit Drehschieberventil auch geschwindigkeitsabhängig gesteuert. Außerdem sind hydraulische Open-Center Servolenkungen mit modifiziertem Drehschieberventil und mit, bei gegebenenfalls zusätzlichem Verbau einer Aktivlenkung, voller Steer-By-Wire Funktionalität bekannt.Of other hydraulic power steering systems with rotary valve also speed-dependent controlled. Furthermore are hydraulic open-center power steering with modified rotary valve and with, if necessary, additional Active power steering system, full of steer-by-wire functionality.

Es ist auch üblich, in der Lenkwelle, also vom Lenkrad bis zum Lenkgetriebe, Drehmomentsensoren zu verbauen. Diese so genannten Handmomentsensoren basieren auf dem Drehstabprinzip, das heißt, sie messen mit je einem Winkelsensor ober- sowie unterhalb eines Drehstabs dessen Tordierung und berechnen daraus das anliegende Handmoment.It is also common in the steering shaft, so from the steering wheel to the steering gear, torque sensors to obstruct. These so-called hand torque sensors are based on the torsion bar principle, that is, they measure with one angle sensor each above and below one Torsion the torsion and calculate from it the fitting Manual torque.

Bei allen Systemen kann dabei zusätzlich noch eine Aktivlenkung verbaut sein.at all systems can additionally be installed an active steering.

Ein Handmomentsensor wird benötigt, wenn man das aktuell vom Fahrer gestellte Handmoment für erweiterte Funktionalitäten benötigt, zum Beispiel bei Einsatz eines elektrischen Momentenstellers in der Lenkwelle oder bei Verbau einer modifizierten Servotronic, welche die freie Regelbarkeit des Handmomentes erlaubt.One Manual torque sensor is required if you extended the currently asked by the driver hand moment for functionalities needed For example, when using an electric torque adjuster in the Steering shaft or when installing a modified Servotronic, which the free controllability of the manual torque allowed.

Wird nun zusätzlich ein solcher Drehmomentsensor verbaut, wie in DE 42 41 785 A1 beschrieben, befinden sich zwei Drehstäbe in der Lenkwelle, einer für den elektrischen Handmomentsensor und einer für das Drehschieberventil. Diese beiden Torsionselemente in der Lenkwelle führen zu einer sehr verwindungsweichen Lenkwelle, mit der ein feines Lenkgefühl nicht möglich ist. Dies wirkt sich auch auf das Lenkverhalten des Kraftfahrzeugs aus.Is now additionally installed such a torque sensor, as in DE 42 41 785 A1 described, there are two torsion bars in the steering shaft, one for the electric hand torque sensor and one for the rotary valve. These two torsion elements in the steering shaft lead to a very torsionally soft steering shaft, with a fine steering feel is not possible. This also affects the steering behavior of the motor vehicle.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Servolenkeinrichtung mit einer Sensoranordnung bereitzustellen, die Lenkreaktionen und Lenkkräfte haptisch möglichst gering beeinflußt.task The invention is a power steering device with a sensor arrangement To provide the steering reactions and steering forces haptic as possible slightly influenced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The Object is according to the invention with the characterizing Characteristics of claim 1 solved. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Nach der Erfindung ist eine Servolenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem hydraulischen Steuerventil zur gesteuerten Beaufschlagung eines lenkkraftunterstützend wirkenden Servozylinders mit Hydraulikfluid, wobei das Steuerventil lenkdrehmomentabhängig, entsprechend einer Torsion eines Torsionsstabs in einer Lenkwelle betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor vorhanden ist, der Messdaten erfasst, die sich aus der Torsion des Torsionsstabs ergeben.To The invention relates to a power steering device for a motor vehicle with a hydraulic control valve for the controlled admission of a steering force support acting servo cylinder with hydraulic fluid, wherein the control valve steering torque seating, corresponding to a torsion of a torsion bar in a steering shaft actuated is, characterized in that at least one sensor present is, which records measured data resulting from the torsion of the torsion bar result.

Eine solche Integration der Momentensensorik direkt in das hydraulische Drehschieberventil hat den Vorteil, dass in der Lenkwelle nur ein Drehstab verbaut werden muss, der dann zwei Funktionen besitzt: Die eines Drehstabes, welcher in einem konventionellen Drehschieberventil verbaut ist und aufgrund dessen Tordierung Steuerkanten sowie Steuernuten für den Hydraulikkreislauf des Lenksystems geöffnet werden, sowie die eines Drehstabes, welcher in einem Handmomentensensor verbaut ist.A Such integration of torque sensors directly into the hydraulic Rotary valve has the advantage that in the steering shaft only one Torsion bar must be installed, which then has two functions: That of a torsion bar, which in a conventional rotary valve is installed and due to which kordierung control edges as well as control grooves for the Hydraulic circuit of the steering system to be opened, as well as the one Torsion bar, which is installed in a manual torque sensor.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Servolenkeinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor selbst oder eine elektronische Verarbeitungseinrichtung aus den Messdaten das am Torsionsstab anliegende Lenkdrehmoment bestimmt. Dazu kann an der Lenkwelle, vor und hinter dem Torsionsstab, jeweils ein Winkelsensor angebracht sein.A advantageous embodiment of the power steering device is characterized in that the sensor itself or an electronic processing device from the measured data, the steering torque applied to the torsion bar certainly. This can be done on the steering shaft, in front of and behind the torsion bar, respectively be mounted an angle sensor.

Wird ein Handmomentensensor durch je einen Winkelmesser, die ober- sowie unterhalb des Drehstabs verbaut werden, dargestellt, wobei jedoch der Drehstab des hydraulischen Drehschieberventils zum Einsatz kommt, kann vorteilhafterweise ein Drehstab in der Lenkwelle entfallen. Das Handmoment kann dann aus den Messwerten der Winkelsensoren bezüglich der Tordierung des Steuerventildrehstabes berechnet werden.Becomes a hand torque sensor by a protractor, the upper and below the torsion bar are shown, but the Torsion bar of the hydraulic rotary valve is used can advantageously account for a torsion bar in the steering shaft. The manual torque can then be determined from the measured values of the angle sensors with respect to Tordierung the control valve torsion bar are calculated.

Die Erfindung hat auch den Vorteil, dass die Lenkwelle einfacher und preisgünstiger hergestellt werden kann. Die Messung des Handmomentes in der Lenkwelle wird durch Verwendung des im Steuerventil vorhandenen Drehstabes möglich. Dies kann in Verbindung mit einer entsprechenden Aktuatorik eingesetzt werden, zum Beispiel zur Darstellung von Assistenzfunktionen wie Heading Control, Spurhalteassistenz bzw. Parkierassistenz, oder für erweiterte Lenkungsfunktionalitäten wie die Regelung auf ein Handmoment aus einer Handmomentensollvorgabe. Auch ein geregelter Lenkungsrücklauf bei Erkennen eines momentenfreien Lenkrades kann dadurch verwirklicht werden.The Invention also has the advantage that the steering shaft easier and cheaper can be produced. The measurement of the manual torque in the steering shaft is by using the existing in the control valve torsion bar possible. This can be used in conjunction with a corresponding actuator be used, for example, to represent assistance functions such as Heading Control, Lane Keeping Assistance or Parking Assistance, or for advanced steering functionalities such as the control of a manual torque from a manual torque setpoint. Also a regulated steering return when recognizing a torque-free steering wheel can thereby realized become.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Servolenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug.One preferred embodiment The invention is described in the following description and the accompanying drawings shown. The single figure shows a schematic representation a power steering device according to the invention for a Motor vehicle.

In der einzigen Figur ist eine Servolenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, ausgeführt als Zahnstangenhydrolenkung, mit einem hydraulischen Steuerventil, einem Drehschieberventil 1, zur gesteuerten Beaufschlagung eines lenkkraftunterstützend wirkenden Servozylinders 2 mit Hydraulikfluid aus einem Hydraulikfluidspeicher 3 dargestellt. Das Drehschieberventil 1 enthält einen Torsionsstab 4, damit, entsprechend dessen Torsion, der Servozylinder 2 lenkdrehmomentabhängig mit Hydraulikfluid versorgt wird. Eine Hydraulikpumpe 5, zwischen Hydraulikfluidspeicher 3 und Drehschieberventil 1, erzeugt den Druck im Hydraulikkreislauf zur Versorgung des Servozylinders 2, der eine Zahnstange 6 der Zahnstangenhydrolenkung beaufschlagt.In the single figure is a power steering device for a motor vehicle, designed as a rack power steering, with a hydraulic control valve, a rotary valve 1 , for the controlled admission of a power-assisting servo cylinder 2 with hydraulic fluid from a hydraulic fluid reservoir 3 shown. The rotary valve 1 contains a torsion bar 4 , so that, according to its torsion, the servo cylinder 2 Steering torque dependent supplied with hydraulic fluid. A hydraulic pump 5 , between hydraulic fluid reservoir 3 and rotary valve 1 , generates the pressure in the hydraulic circuit to supply the servo cylinder 2 that a rack 6 the rack power steering applied.

Das Drehschieberventil 1 ist in eine Lenkwelle 7 eingebaut, die an ihrem einen Ende über ein Lenkrad 8 mit Lenkdrehmoment beaufschlagt wird, das dann über den Torsionsstab 4 geleitet, am anderen Ende der Lenkwelle 7 über ein Lenkgetriebe 9, unterstützt von der Kraft des Servozylinders 2, auf die Zahnstange 6 wirkt und diese verschiebt.The rotary valve 1 is in a steering shaft 7 built in, at one end over a steering wheel 8th is applied with steering torque, which then on the torsion bar 4 passed, at the other end of the steering shaft 7 via a steering gear 9 , supported by the power of the servo cylinder 2 , on the rack 6 works and shifts it.

Am Drehschieberventil 1, beidseitig an dessen Anschlussstellen zur Lenkwelle 7, ist jeweils ein Winkelsensor 10, 11 angebracht. Diese beiden Winkelsensoren 10, 11 erfassen den jeweiligen Verdrehwinkel der Lenkwelle 7. Eine nicht dargestellte elektronische Verarbeitungseinrichtung kann dann aus diesen Messdaten, aufgrund der Torsion des Torsionsstabs 4, das am Lenkrad 8 eingeleitete Lenkdrehmoment, das Handmoment, bestimmen.At the rotary valve 1 , on both sides at its connection points to the steering shaft 7 , is in each case an angle sensor 10 . 11 appropriate. These two angle sensors 10 . 11 detect the respective angle of rotation of the steering shaft 7 , An electronic processing device not shown can then from these measurement data, due to the torsion of the torsion bar 4 on the steering wheel 8th initiated steering torque, the manual torque, determine.

Claims

Power steering device for a motor vehicle with a hydraulic control valve for the controlled application of a power-assisting servo cylinder ( 2 ) with hydraulic fluid, wherein the control valve dependent steering torque, according to a torsion of a torsion bar ( 4 ) in a steering shaft ( 7 ) is actuated, characterized in that at least one sensor is present, which detects measurement data resulting from the torsion of the torsion bar ( 4 ).

Servolenkeinrichtung according to claim 1, characterized in that the sensor itself or an electronic processing device from the measured data on the torsion bar ( 4 ) determined steering torque determined.

Power steering device according to one of claims 1 or 2, characterized in that in each case an angle sensor ( 10 . 11 ) for taking measurement data in front of and behind the torsion bar ( 4 ) on the steering shaft ( 7 ) or attached to the control valve.