DE102006000662A1

DE102006000662A1 - Power steering apparatus

Info

Publication number: DE102006000662A1
Application number: DE102006000662A
Authority: DE
Inventors: Andrew D. Lafayette Broughton
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2006-01-03
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2026-01-04
Also published as: DE102006000662B4; US7225894B2; US20060175119A1

Abstract

Eine motorbetriebene Pumpe 24 ist mit einer Servomotoranordnung 18 verbunden. Ein Elektromotor 36 treibt eine Pumpe 34 an, die mit der Servolenkmotoranordnung 18 verbunden ist. Eine Steuervorrichtung 38, 44, 52, 62 und 72 bewirkt den Betrieb des Elektromotors 36, um die Pumpe 34 anzutreiben, wenn die Servolenkmotoranordnung 18 Strömungsmittel zusätzlich zu dem Strömungsmittel benötigt, das von der motorbetriebenen Pumpe 24 geliefert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich eine Vorrichtung zur Verwendung beim Verschwenken lenkbarer Fahrzeugräder.

Eine Vorrichtung zur Verwendung beim Verschwenken lenkbarer Fahrzeugräder ist in U.S. Patent Nr. 6,546,322 offenbart. Diese Vorrichtung umfasst eine Servolenkmotoranordnung, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden ist. Eine Pumpe ist mit der Servolenkmotoranordnung verbunden und wird entweder durch einen Motor eines Fahrzeugs oder durch einen Elektromotor angetrieben.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine verbesserte Vorrichtung zur Verwendung beim Verschwenken lenkbarer Fahrzeugräder umfasst eine Servolenkmotoranordnung, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden ist. Eine erste Pumpe ist mit der Servolenkmotoranordnung verbunden. Die erste Pumpe wird durch einen Motor des Fahrzeugs angetrieben, um Strömungsmittel unter Druck an die Servolenkmotoranordnung zu liefern.

Eine zweite Pumpe ist mit der Servolenkmotoranordnung verbunden. Ein Elektromotor ist betätigbar, um die zweite Pumpe anzutreiben, um Strömungsmittel unter Druck an die Servolenkmotoranordnung zu liefern. Eine Steuervorrichtung ist mit dem Elektromotor verbunden. Die Steuervorrichtung bewirkt den Betrieb des Elektromotors, um die zweite Pumpe anzutreiben, wenn die Servolenkmotoranordnung Strömungsmittel zusätzlich zu dem Strömungsmittel benötigt, das von der ersten Pumpe geliefert wird.

Die Servolenkmotoranordnung kann viele verschiedene Bauarten besitzen. Die Servolenkmotoranordnung kann jedoch erste und zweite Servolenkmoto ren umfassen, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden sind. Die ersten und zweiten Servolenkmotoren sind betätigbar, um die Verschwenkbewegung der lenkbaren Fahrzeugräder unter dem Einfluss des Strömungsmittels zu bewirken, das von der ersten Pumpe geliefert wird, bis der Elektromotor betrieben wird, um die zweite Pumpe anzutreiben. Die ersten und zweiten Servolenkmotoren sind betätigbar, um die Verschwenkbewegung der lenkbaren Fahrzeugräder unter dem Einfluss des Strömungsmittels zu bewirken, das von den ersten und zweiten Pumpen geliefert wird, wenn der Elektromotor betrieben wird, um die zweite Pumpe anzutreiben.

Es sollte klar sein, das die vorliegende Erfindung viele verschiedene Merkmale besitzt. Diese Merkmale können in der hier offenbarten Art und Weise kombiniert werden. Alternativ können die Merkmale getrennt voneinander oder in unterschiedlichen Kombinationen miteinander und mit Merkmalen des Standes der Technik verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten des Gebiets, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden, in denen zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Servolenkvorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben wird.
Beschreibung eines spezifischen bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
Allgemeine Beschreibung
Eine Servolenkvorrichtung 10 (1) wird verwendet, um lenkbare Fahrzeugräder 12 und 14 zu verschwenken. Die Servolenkvorrichtung 10 umfasst eine Servolenkmotoranordnung 18. Die Servolenkmotoranordnung 18 ist mit den lenkbaren Fahrzeugrädern 12 und 14 durch eine Lenkverbindung 20 verbunden.
Eine erste Pumpe 24 ist in Strömungsmittelverbindung mit der Servolenkmotoranordnung 18 durch eine Leitungsanordnung 26 verbunden. Die ersten und zweiten Pumpen 24 und 34 sind in einer parallelen Strömungsmittelverbindung mit der Servolenkmotoranordnung 18 verbunden. Die erste Pumpe 24 wird durch einen Motor 28 eines Fahrzeugs angetrieben. Die erste Pumpe 24 wird mit Hydraulikströmungsmittel von einem Reservoir 30 versorgt. Strömungsmittel, das aus der Servolenkmotoranordnung 18 strömt, wird zu dem Reservoir 30 zurückgeführt.
Eine zweite Pumpe 34 ist ebenfalls in Strömungsmittelverbindung mit der Servolenkmotoranordnung 18 und dem Reservoir 30 durch die Leitungsanordnung 26 verbunden. Die zweite Pumpe wird durch einen Elektromotor mit variabler Drehzahl 36 angetrieben. Die Betriebsdrehzahl des Elektromotors 36 ist durch eine Steuervorrichtung 38 gesteuert. Obwohl der Motor 36 ein Elektromotor mit variabler Drehzahl ist, kann ein Elektromotor mit einer konstanten Betriebsdrehzahl verwendet werden, um die zweite Pumpe 34, wenn gewünscht, anzutreiben. Wenn ein Elektromotor mit konstanter Drehzahl verwendet wird, würde die Steuervorrichtung 38 den Motor zwischen einem Betriebszustand und einem Nichtbetriebszustand verändern.
Die Steuervorrichtung 38 verändert die Betriebsdrehzahl des Elektromotors als eine Funktion eines oder mehr abgefühlter Zustände der Servolenkvorrichtung 10 und/oder eines Fahrzeugs, dem die Servolenkvorrichtung zugeordnet ist. So ist ein Drehmomentsensor 44 mit der Servolenkmotoranordnung 18 verbunden. Der Drehmomentsensor 44 ist mit der Steuervorrichtung 38 durch einen elektrischen Leiter 46 verbunden. Der Drehmomentsensor 44 ist betätigbar, um ein Ausgangssignal über den Leiter 46 an die Steuervorrichtung 38 zu liefern. Dieses Ausgangssignal variiert als eine Funktion der Veränderun gen im Drehmoment, das von einem Handrad 48 auf die Servolenkmotoranordnung 18 übertragen wird.
Ein Versorgungsströmungssensor 52 ist in Strömungsmittelverbindung mit den ersten und zweiten Pumpen 24 und 34 und der Servolenkmotoranordnung 18 durch die Leitungsanordnung 26 verbunden. Der Versorgungsströmungssensor 52 ist mit der Steuervorrichtung 38 durch einen elektrischen Leiter 54 verbunden. Der Versorgungsströmungssensor 52 ist betätigbar, um ein Ausgangssignal über den Leiter 54 an die Steuervorrichtung 38 zu liefern. Dieses Ausgangssignal variiert als eine Funktion der Veränderungen der Strömungsmittelströmung von der ersten Pumpe 24 oder von sowohl den ersten als auch zweiten Pumpen 24 und 34.
Ein Rückströmungs- bzw. Rückflusssensor 62 ist mit der Servolenkmotoranordnung 18 und dem Reservoir 30 durch die Leitungsanordnung 26 verbunden. Der Rückflusssensor 62 ist mit der Steuervorrichtung 38 durch einen elektrischen Leiter 64 verbunden. Der Rückflusssensor 62 ist betätigbar, um ein Ausgangssignal über den Leiter 64 an die Steuervorrichtung 38 zu liefern. Dieses Ausgangssignal variiert als eine Funktion der Veränderungen der Strömungsmittelströmung von der Servolenkmotoranordnung 18 zu dem Reservoir 30.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 ist schematisch in 1 als mit dem lenkbaren Rad 14 des Fahrzeugs assoziiert dargestellt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 kann jedoch mit einem Getriebe des Fahrzeugs oder anderen Komponenten des Fahrzeugs verbunden sein. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 ist durch einen elektrischen Leiter 74 mit der Steuervorrichtung 38 verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 ist betätigbar, um ein Ausgangssignal über den Leiter 74 an die Steuervorrichtung 38 vorzusehen. Dieses Ausgangssignal variiert als eine Funktion der Veränderungen in der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs.
Die Steuervorrichtung 38 ist mit dem Elektromotor 36 durch einen elektrischen Leiter 80 verbunden. Die Steuervorrichtung 38 ist betätigbar, um die Betriebsdrehzahl des Elektromotors 36 als eine Funktion der Veränderungen der Ausgangssignale, die von einem oder mehr Sensoren 44, 52, 62 und/oder 72 geliefert werden, zu verändern. Die Steuervorrichtung 38 bewirkt den Betrieb des Elektromotors 36, um die zweite Pumpe 34 anzutreiben, wenn die Servolenkmotoranordnung 18 Strömungsmittel zusätzlich zu dem Strömungsmittel benötigt, das von der ersten Pumpe 24 geliefert wird.
Die Steuervorrichtung 38 kann den Betrieb des Motors 36 bewirken, um die zweite Pumpe 34 anzutreiben, wenn die Servolenkmotoranordnung 18 Strömungsmittel mit einer Rate benötigt, die eine vorbestimmte Rate überschreitet. Alternativ kann die Steuervorrichtung 38 den Betrieb des Elektromotors 36 bewirken, um die zweite Pumpe 34 anzutreiben, wann immer die Strömungsrate des hydraulischen Strömungsmittels von der ersten Pumpe 24 ungenügend ist, um der Nachfrage nach Servolenkströmungsmittel von der Servolenkmotoranordnung 18 zu genügen. Die Steuervorrichtung 38 kann den Betrieb des Elektromotors 36 bewirken, um die zweite Pumpe 34 anzutreiben, wann immer die Servolenkmotoranordnung 18 Strömungsmittel mit einer Rate benötigt, die eine vorbestimmte Rate übersteigt und/oder wann immer die Strömungsrate des Strömungsmittels von der ersten Pumpe 24 ungenügend ist, um den Bedarf an Servolenkströmungsmittel durch die Servolenkmotoranordnung zu befriedigen.
Man glaubt, dass die zweite Pumpe 34 durch den Elektromotor 36 angetrieben werden kann, wenn das Handrad 48 während eines Notmanövers oder irgendwelcher anderen Betriebssituationen schnell gedreht wird. Es wird auch in Erwägung gezogen, dass die zweite Pumpe 34 durch den Elektromotor 36 angetrieben werden kann, während Betätigungen mit Langsamgeschwindigkeitsmanövern und/oder Einparkbetätigungen. Es wird in Erwägung gezogen, dass die Ausgangsgröße der ersten Pumpe 34 (24: Übers.) ausreichen wird, um hydraulisches Strömungsmittel an die Servolenkmotoranordnung 18 zu liefern während des Betriebs des Fahrzeugs mit Autobahn- oder mittleren Be triebsgeschwindigkeiten. Wenn die Ausgangsgröße der ersten Pumpe 24 ausreicht, um (den Bedarf) an Hydraulikströmungsmittel für die Servolenkmotoranordnung 18 zu befriedigen, wird der Motor 36 enterregt und treibt die zweite Pumpe 34 nicht an.
Obwohl eine Vielzahl von Sensoren 44, 52, 62 und 72 in Verbindung mit der Steuervorrichtung 38 verwendet werden, wird in Erwägung gezogen, dass ein oder mehr dieser Sensoren eliminiert werden können. Beispielsweise kann der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72, wenn gewünscht, eliminiert werden. Als anderes Beispiel kann, wenn gewünscht, der Rückflusssensor 62 eliminiert werden. Als ein weiteres Beispiel können, wenn gewünscht, sowohl der Rückflusssensor 62 als auch der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 eliminiert werden. Es wird erwogen, dass unterschiedliche Kombinationen von Sensoren in Verbindung mit der Steuervorrichtung 38 verwendet werden können, um den Betrieb des Elektromotors 36 zu steuern. Die Kombination von Sensoren, die mit der Steuervorrichtung 38 verwendet werden, kann andere Sensoren zusätzlich zu oder anstelle von den dargestellten Sensoren umfassen.
Die Servolenkmotoranordnung 18 umfasst einen ersten oder linken (wie in 1 gezeigt) Servolenkmotor 86 und einen zweiten oder rechten (wie in 1 gezeigt) Servolenkmotor 88. Die Servolenkmotoren 86 und 88 sind in Strömungsmittelverbindung miteinander verbunden. Die Servolenkmotoren 86 und 88 sind in Strömungsmittelverbindung mit den Pumpen 24 und 34 und mit dem Reservoir 30 durch die Leitungsanordnung 26 verbunden.
Ein einzelnes Servolenksteuerventil 92 ist vorgesehen, um die Strömungsmittelströmung zu und von den Servolenkmotoren 86 und 88 zu steuern. Das Servolenksteuerventil 92 ist mit dem Handrad 48 verbunden. Das Servolenksteuerventil 92 wird ansprechend auf die Rotation des Handrads 48 betrieben, um die Strömungsmittelströmung zu den beiden Servolenkmotoren 86 und 88 zu leiten. Gleichzeitiger Betrieb der Servolenkmotoren 86 und 88 betätigt die Lenkverbindung 20, um die Verschwenkbewegung der lenkbaren Fahrzeugräder 12 und 14 unter dem Einfluss der Kraft zu bewirken, die von den Servolenkmotoren auf die Lenkverbindung übertragen wird.
Der erste oder linke Servolenkmotor 86 umfasst ein Gehäuse 96 mit einer Kammer 98, in der ein im Allgemeinen zylindrischer Kolben 100 angeordnet ist. Der Kolben 100 ist wirksam, um die Kammer 98 in einen Stangenendteil 100 und einen Kopfendteil 102 zu teilen. Der Kolben 100 ist axial in der Kammer 98 bewegbar, um die Größe der Stangenend- und Kopfendteile 100 und 102 der Kammer 98 zu verändern.
In ähnlicher Weise umfasst der zweite oder rechte Servolenkmotor 88 ein Gehäuse 106, das zumindest teilweise eine Kammer 108 definiert. Ein im Allgemeinen zylindrischer Kolben 110 ist in der Kammer 108 angeordnet. Der Kolben 110 teilt die Kammer 108 in einen Kopfendteil 112 und einen Stangenendteil 114.
Gleichzeitige Bewegung der Kolben 100 und 110 in den Gehäusen 96 und 106 bewirkt die Betätigung der Lenkverbindung 20. Der Kolben 100 ist durch eine lineare Anordnung von Zahnstangenzähnen 120 mit der Lenkverbindung 20 verbunden. Die Zahnstangenzähne 120 sind in Zahneingriff mit einer bogenförmigen Anordnung von Ritzelzähnen 122 angeordnet. Die Ritzelzähne 122 bilden einen Teil eines Sektorzahnrads 124. Das Sektorzahnrad 124 ist mit einer Abtriebswelle 126 verbunden.
In ähnlicher Weise ist der Kolben 110 mit der Lenkverbindung 20 durch eine lineare Anordnung von Zahnstangenzähnen 130 verbunden. Die Zahnstangenzähne 130 sind in Zahneingriff mit einer bogenförmigen Anordnung von Ritzelzähnen 132 angeordnet. Die Ritzelzähne 132 bilden einen Teil eines Sektorzahnrads 134. Das Sektorzahnrad 134 ist mit der Abtriebswelle 126 verbunden.
Wenn erwünscht, können die Sektorzahnräder 124 und 134 beide integriert als ein Stück in der Abtriebswelle 126 ausgebildet sein. Alternativ können die Sektorzahnräder 124 und 134 getrennt von der Abtriebswelle 126 ausgebildet und mit der Abtriebswelle verbunden sein. Abhängig von der Bauart der Lenkverbindung 20 können die Sektorzahnräder 124 und 134 mit getrennten Abtriebswellen verbunden sein.
Während des Betriebs der Servolenkmotoranordnung 18 werden beide Kolben 100 und 110 mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung bewegt (wie in 1 gezeigt) unter dem Einfluss des Hydraulikströmungsmittels, das von der ersten Pumpe 24 oder sowohl der ersten Pumpe 24 als auch der zweiten Pumpe 34 hergeleitet wird. Bei Drehung des Handrads 48, um das Servolenksteuerventil 92 in einer Richtung zu betätigen, erhöht sich der Strömungsmitteldruck in dem Kopfendteil 102 der Kammer 98 des Servolenkmotors 86. Gleichzeitig wird der Strömungsmitteldruck in dem Stangenendteil 100 der Kammer 98 zu dem Reservoir 30 abgepumpt. Während dies erfolgt, steigt der Strömungsmitteldruck in dem Stangenendteil 114 der Kammer 108 des Servolenkmotors 88. Außerdem wird der Strömungsmitteldruck in dem Kopfendteil 112 der Kammer 108 zu dem Reservoir 30 abgepumpt.
Dies resultiert darin, dass die Kolben 100 und 110 sich beide nach links (wie in 1 gezeigt) bewegen. Während sich die Kolben 100 und 110 nach links bewegen, werden die Sektorzahnräder 124 und 134 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht (wie in 1 gezeigt), um die Lenkverbindung 20 zu betätigen. Die Betätigung der Lenkverbindung 20 bewirkt das Verschwenken der lenkbaren Fahrzeugräder 12 und 14 in einer ersten Richtung auf eine bekannte Art und Weise.
In ähnlicher Weise wird bei Rotation des Handrads 48 in die entgegengesetzte Richtung das Servolenkventil 92 betätigt. Die Betätigung des Servolenkventils 92 ist wirksam, um den hohen Strömungsmitteldruck in den Stangenendteil 100 der Kammer 98 in den ersten oder linken Servolenkmotor 86 zu leiten und den Kopfendteil 102 der Kammer 98 zu dem Reservoir 30 hin zu leeren. Gleichzeitig wird der Strömungsmitteldruck in dem Kopfendteil 112 der Kam mer 108 in dem zweiten oder rechten Servolenkmotor 88 erhöht und der Stangenendteil 114 der Kammer 108 wird zu dem Reservoir 30 entleert.
Dies resultiert in einer Bewegung der Kolben 100 und 110 in den Servolenkmotoren 86 und 88 nach rechts (wie in 1 gezeigt). Wenn dies erfolgt, werden die Sektorzahnräder 124 und 134 in einer Richtung im Uhrzeigersinn gedreht, um die Lenkverbindung 20 zu betätigen. Die Betätigung der Lenkverbindung 20 bewirkt ein Verschwenken der lenkbaren Fahrzeugräder in einer zweiten Richtung.
Der erste oder linke Servolenkmotor 86 ist parallel mit dem zweiten oder rechten Servolenkmotor 88 verbunden. Bei Betätigung des Servolenksteuerventils 92 ansprechend auf die Drehung des Handrads in einer ersten Richtung ist das Servolenksteuerventil 92 wirksam, um den hohen Strömungsmitteldruck zu einer Leitung 140 in der Servolenkmotoranordnung 18 zu leiten.
Der linke (wie in 1 gezeigt) Endteil der Leitung 140 ist mit dem Servolenksteuerventil 92 verbunden. Ein Mittelteil der Leitung 140 ist mit dem Kopfendteil 102 der Kammer 98 in dem Servolenkmotor 86 verbunden. Der rechte (wie in 1 gezeigt) Endteil der Leitung 140 ist mit dem Stangenendteil 114 der Kammer 108 in dem zweiten oder rechten Servolenkmotor 88 verbunden.
Drehung des Handrads 48 in der ersten Richtung bewirkt die Betätigung des Servolenksteuerventils 92. Die Betätigung des Servolenksteuerventils 92 leitet den hohen Strömungsmitteldruck zu der Leitung 140. Die Leitung 140 leitet den gleichen hohen Strömungsmitteldruck zu dem Kopfendteil 102 der Kammer 98 in dem Servolenkmotor 86 und zu dem Stangenendteil 114 der Kammer 108 in dem Servolenkmotor 88.
Wenn das Servolenksteuerventil 92 betätigt ist, um den hohen Strömungsmitteldruck zu der Leitung 140 zu leiten, ist das Steuerventil 92 ebenfalls wirksam, um den Stangenendteil 100 der Kammer 98 in dem Servolenkmotor 86 und den Kopfendteil 112 der Kammer 108 indem Servolenkmotor 88 in Strö mungsmittelverbindung mit dem Reservoir 30 durch eine Leitung 144 in der Leitungsanordnung 26 zu verbinden. Der Kopfendteil 112 des rechten Servolenkmotors 88 ist in Strömungsmittelverbindung mit dem Servolenksteuerventil 92 durch eine Leitung 148 in der Servolenkmotoranordnung 18 verbunden. Die Leitung 148 und der Stangenendteil 100 der Kammer 98 sind beide in Strömungsmittelverbindung mit der Leitung 144 und dem Reservoir 30 durch das betätigte Servolenksteuerventil 92 verbunden. Daher wird hydraulisches Strömungsmittel sowohl von dem linken Servolenkmotor 86 als auch dem rechten Servolenkmotor 88 durch das Servolenksteuerventil 92 zu der Leitung 144 und dem Reservoir 30 entleert während des Betriebs der Servolenkmotoren 86 und 88 in einer ersten Richtung.
In ähnlicher Weise ist, wenn das Handrad 48 in einer zweiten oder entgegengesetzten Richtung gedreht wird, das Servolenksteuerventil 92 wirksam, um den hohen Strömungsmitteldruck zu dem Stangenendteil 100 der Kammer 98 in dem linken Servolenkmotor 86 zu leiten und den hohen Strömungsmitteldruck zu der Leitung 148 und dem Kopfendteil 112 der Kammer 108 in dem rechten Servolenkmotor 88 zu leiten. Zum gleichen Zeitpunkt ist das Servolenksteuerventil 92 wirksam, den Kopfendteil 102 der Kammer 98 in dem Servolenkmotor 86 und dem Kopfendteil 114 der Kammer 108 in dem Servolenkmotor 88 mit der Ablassleitung 144 zu verbinden.
Der allgemeine Aufbau des Servolenksteuerventils 92 ist bekannt. Das Servolenksteuerventil 92 besitzt die gleiche Bauart, die in U.S. Patent Nr. 6,546,322 offenbart ist. Das Servolenksteuerventil 92 kann natürlich, wenn gewünscht, eine andere Bauart besitzen. Das Servolenksteuerventil 92 kann beispielsweise von beiden Servolenkmotoren 86 und 88 beabstandet sein.
Es wird erwogen, dass die Servolenkmotoranordnung 18 eine Bauart besitzen kann, die sich von der dargestellten Bauart unterscheidet. Die Servolenkmotoren 86 und 88 können beispielsweise von dem allgemeinen Typ sein, der eher mit einem Zahnstangen- und Ritzellenkgetriebe als dem integrierten Lenkge triebe verwendet wird. Als ein anderes Beispiel kann nur ein Servolenkmotor in der Servolenkmotoranordnung verwendet werden.
Betrieb
Während der meisten Fahrzeugbetriebszustände, wird die Pumpe 24 von dem Motor 28 angetrieben werden, um eine Strömung von hydraulischem Strömungsmittel vorzusehen, die adäquat ist, um den Betrieb der Servolenkmotoranordnung 18 zu bewirken. Wenn die erste Pumpe 24 das Hydraulikströmungsmittel liefern kann, um die Servolenkmotoranordnung 18 zu betreiben, bewirkt die Rotation des Lenkrads die Betätigung des Drehmomentsensors 44. Die Ausgangsgröße von dem Drehmomentsensor 44 an die Steuervorrichtung 38 wird einen Wert besitzen, der nicht in einer Erregung des Elektromotors 36 durch die Steuervorrichtung 38 resultiert. Die Art und Weise, in der der Drehmomentsensor 44 mit dem Servolenksteuerventil 92 verbunden ist, kann die gleiche sein, die in dem zuvor erwähnten U.S. Patent Nr. 6,546,322 offenbart ist.
Wenn die erste Pumpe 24 eine adäquate Strömung von hydraulischem Strömungsmittel liefern kann, entspricht das Ausgangssignal von dem Versorgungsströmungssensor 52 einem Strömungsmitteldruck, der repräsentativ für eine Strömungsrate des Strömungsmittels ist, die von der ersten Pumpe 24 geliefert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ausgangssignal von dem Versorgungsströmungssensor 52 nicht wirksam, um die Steuervorrichtung 38 zu veranlassen, den Elektromotor 36 zu erregen. In ähnlicher Weise ist das Signal, das von dem Rückflusssensor 62 übertragen wird, anzeigend für eine Strömungsmittelströmungsrate, die nicht darin resultiert, dass die Steuervorrichtung 38 den Elektromotor 36 aktiviert. Ein Sperrventil 160 ist wirksam, um die Strömungsmittelströmung von der ersten Pumpe 24 zu der zweiten Pumpe 34 zu blockieren.
Es wird erwogen, dass die erste Pumpe 24 unwirksam sein kann, die Bedürfnisse der Servolenkmotoranordnung 18 nach Hydraulikströmungsmittel zu er füllen während schneller oder Notlenkmanöver und während des Einparkens eines Fahrzeugs. Wenn die erste Pumpe 24 nicht wirksam ist, um die Nachfrage der Servolenkmotoranordnung 18 nach Strömungsmittel zu erfüllen, bewirkt die Steuervorrichtung 38 den Betrieb des Motors 36, um die zweite Pumpe 34 anzutreiben. Da die zwei Pumpen 24 und 34 in paralleler Strömungsmittelverbindung mit der Servolenkmotoranordnung 18 verbunden sind, sind die Strömungsmittelausgangsgrößen der zwei Pumpen verbunden. Die kombinierte Hydraulikströmungsmittelströmung von den zwei Pumpen 24 und 34 ist wirksam, um die maximalen Nachfragen der Servolenkmotoranordnung 18 nach Hydraulikströmungsmittel zu erfüllen.
Wenn die erste Pumpe unwirksam ist, um die Servolenkmotoranordnung 18 adäquat mit dem Hydraulikströmungsmittel zu versorgen, wird das Drehmoment, das von dem Handrad 48 zu dem Servolenksteuerventil 92 übertragen wird, erhöht mit einer resultierenden Veränderung in dem Ausgangssignal von dem Drehmomentsensor 44. Ansprechend auf das Ausgangssignal von dem Drehmomentsensor 44 bewirkt die Steuervorrichtung 38 den Betrieb des Motors 36, um die zweite Pumpe 34 mit einer Drehzahl anzutreiben, die eine Funktion des Ausgangssignals von dem Drehmomentsensor ist.
Der Betrieb der zweiten Pumpe 34 resultiert darin, dass Hydraulikströmungsmittel von sowohl der ersten Pumpe 42 als auch der zweiten Pumpe geliefert wird. Die kombinierte Strömung von Hydraulikströmungsmittel von den ersten und zweiten Pumpen 24 und 34 bewirkt, das ausreichend Hydraulikströmungsmittel geliefert wird, um die Servolenkmotoranordnung 18 zu betreiben.
Falls der Bedarf an Hydraulikströmungsmittel durch die Servolenkmotoranordnung 18 die Rate übersteigt, mit der Hydraulikströmungsmittel durch die erste Pumpe 24 geliefert wird, sinkt der Strömungsmitteldruck in ähnlicher Art und Weise in einer Leitung 166 in der Leitungsanordnung 26. Dieses Sinken des Strömungsmitteldrucks wird von dem Versorgungsströmungssensor 52 abgefühlt, und zwar mit einem resultierenden Ausgangssignal, das über den Leiter 54 zu der Steuervorrichtung 38 gesendet wird. Ansprechend auf diese Ände rung in dem Signal, das von dem Versorgungsströmungssensor 52 an die Steuervorrichtung 38 gesandt wird, bewirkt die Steuervorrichtung 38 den Betrieb des Elektromotors 36, um die zweite Pumpe 34 mit einer Drehzahl anzutreiben, die eine Funktion des Ausgangssignals von dem Versorgungsströmungssensor 52 ist. Die Ausgangsgröße der beiden Pumpen 24 und 34 ist ausreichend, um die Servolenkmotoranordnung mit Hydraulikströmungsmittel zu versorgen.
Während des Betriebs der Servolenkvorrichtung 10 kann sich die Strömungsrate des Hydraulikströmungsmittels von der Servolenkmotoranordnung 18 durch die Leitung 144 zu dem Reservoir 30 verändern mit einer resultierenden Veränderung in der Ausgangsgröße von dem Rückflusssensor 62. Ansprechend auf die Veränderung der Ausgangsgröße von dem Rückflusssensor 62, bewirkt die Steuervorrichtung 38 den Betrieb des Elektromotors 36, um die Pumpe 34 anzutreiben, und zwar mit einer Drehzahl, die eine Funktion des Ausgangssignals von dem Rückflusssensor 62 ist. Der Betrieb von sowohl der ersten Pumpe 24 als auch der zweiten Pumpe 34 ist ausreichend, um die Anforderungen der Servolenkmotoranordnung 28 nach Hydraulikströmungsmittel zu erfüllen.
Obwohl der Drehmomentsensor 44, der Versorgungsströmungssensor 52 und Rückflusssensor 62 alle zugeordnet zu der Steuervorrichtung 38 vorgesehen sind, ist eine Veränderung in dem Ausgangssignal irgendeines der Sensoren ausreichend, um die Steuervorrichtung zu veranlassen, den Betrieb des Motors 36 zu initiieren. Daher wird der Motor 36 erregt, um die zweite Pumpe 34 anzutreiben, wann immer das Drehmoment, das benötigt wird, um das Servolenkventil 92 zu betätigen, einen vorbestimmten Betrag überschreitet, oder der Strömungsmitteldruck in der Leitung 166 geringer ist als ein Strömungsmitteldruck, der von der Servolenkmotoranordnung benötigt wird, oder der Strömungsmittelrückfluss in der Leitung 144 geringer ist als eine Strömungsmittelströmung, die von der Servolenkmotoranordnung 18 benötigt wird. Es sollte klar sein, dass nur ein oder zwei der Sensoren 44, 52 und 62 in der Vorrichtung 10 vorgesehen sein können.
Beispielsweise kann nur der Versorgungsströmungssensor 52 vorgesehen sein. Wenn dies der Fall wäre, würde die Steuervorrichtung 38 die Erregung des Motors 36 bewirken, um die Pumpe 34 anzutreiben, wann immer der Strömungsmitteldruck in der Leitung 166 unter einen vorbestimmten Strömungsmitteldruck fällt. Als ein weiteres Beispiel kann nur der Drehmomentsensor 44 vorgesehen sein. Wenn dies der Fall wäre, würde die Steuervorrichtung 38 die Erregung des Motors 36 bewirken, um die Pumpe 34 anzutreiben, wann immer das Drehmoment, das an das Servolenksteuerventil 92 angelegt wird, einen vorbestimmten Betrag überschreitet. Wenn sowohl der Strömungssensor 52 als auch der Drehmomentsensor 44 verwendet werden, würde die Steuervorrichtung 38 die Erregung des Motors 36 bewirken, wann immer der Strömungsmitteldruck in der Leitung 166 unter einen vorbestimmten Druck fallen und/oder das an das Steuerventil 92 angelegte Drehmoment einen vorbestimmten Betrag übersteigen würde.
Während des Betriebs des Fahrzeugs 72 mit hoher Geschwindigkeit, ist das Ausgangssignal von dem Geschwindigkeitssensor 72 an die Steuervorrichtung 38 wirksam, um die Steuervorrichtung 38 zu veranlassen, den Elektromotor 36 in einem enterregten Zustand zu halten. Dies erfolgt, weil während des Betriebs des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit, die Pumpe 24 wirksam ist, die Nachfragen des Servolenkmotoranordnung 18 nach Hydraulikströmungsmittel zu befriedigen. Daher erregt die Steuervorrichtung 38 nicht den Elektromotor 36, um die zweite Pumpe 34 anzutreiben, es sei denn, die Ausgangsgröße von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 72 zeigt an, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unterhalb einer vorbestimmten Minimalgeschwindigkeit liegt.
Aus obiger Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Eine Vorrichtung zur Verwendung beim Verschwenken lenkbarer Fahrzeugräder, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Servolenkmotoranordnung, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden ist; eine erste Pumpe, die mit der Servolenkmotoranordnung verbunden ist und von einem Motor des Fahrzeugs angetrieben wird, um Strömungsmittel unter Druck an die Servolenkmotoranordnung zu liefern; eine zweite Pumpe, die mit der Servolenkmotoranordnung verbunden ist; einen Elektromotor, der mit der zweiten Pumpe verbunden ist und betätigbar ist, um die zweite Pumpe anzutreiben, um Strömungsmittel unter Druck an die Servolenkmotoranordnung zu liefern; und eine Steuervorrichtung, die mit dem Elektromotor verbunden ist, um den Betrieb des Elektromotors zu bewirken, um die zweite Pumpe anzutreiben, wenn die Servolenkmotoranordnung Strömungsmittel zusätzlich zu dem Strömungsmittel benötigt, das von der ersten Pumpe geliefert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Servolenkmotoranordnung erste und zweite Servolenkmotoren umfasst, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden sind, wobei die ersten und zweiten Servolenkmotoren betätigbar sind, um eine Verschwenkbewegung der lenkbaren Fahrzeugräder unter dem Einfluss des Strömungsmittels zu bewirken, das von der ersten Pumpe geliefert wird, bis die Steuervorrichtung den Betrieb des Elektromotors bewirkt, um die zweite Pumpe anzutreiben, wobei die ersten und zweiten Servolenkmotoren betätigbar sind, um die Verschwenkbewegung der lenkbaren Fahrzeugräder unter dem Einfluss des Strömungsmittels zu bewirken, das von den ersten und zweiten Pumpen geliefert wird, wenn der Elektromotor betätigt wird, um die zweite Pumpe anzutreiben.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung einen Drehmomentsensor umfasst, der mit der Servolenkmotoranordnung verbunden ist und der betätigbar ist, um ein Ausgangssignal zu liefern, dass als eine Funktion der Drehmomentänderungen variiert, die von einem Handrad auf die Servolenkmotoranordnung übertragen werden, und eine Steuervorrichtung, die mit dem Drehmomentsensor und dem Elektromotor verbunden ist, um die Betriebsdrehzahl des Elektromotors als eine Funktion der Veränderungen der Ausgangssignale des Drehmomentsensors zu verändern.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung einen Strömungssensor umfasst, der in Strömungsmittelverbindung mit der ersten und/oder zweiten Pumpe verbunden ist und betätigbar ist, um ein Ausgangssignal zu liefern, dass als eine Funktion der Veränderungen der Strömungsmittelströmung von den ersten und/oder zweiten Pumpen variiert, und eine Steuervorrichtung, die mit dem Strömungssensor und dem Elektromotor verbunden ist, um die Betriebsdrehzahl des Elektromotors als eine Funktion der Veränderungen des Ausgangssignals von dem Strömungssensor zu variieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung einen Strömungssensor umfasst, der in Strömungsmittelverbindung mit der Servolenkmotoranordnung verbunden ist und betätigbar ist, um ein Ausgangssignal vorzusehen, das als eine Funktion der Veränderungen der Strömungsmittelströmung von der Servolenkmotoranordnung variiert, und eine Steuervorrichtung, die mit dem Strömungssensor und dem Elektromotor verbunden ist, um die Betriebsdrehzahl des Elektromotors als eine Funktion der Veränderungen des Ausgangssignals von dem Strömungssensor zu variieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung einen Strömungssensor umfasst, der in Strömungsmittelverbindung mit der ersten und zweiten Pumpe verbunden ist und betätigbar ist, um ein Ausgangssignal zu liefern, dass als eine Funktion der Veränderungen der Strömungsmittelströmung von den ersten und zweiten Pumpen variiert, und eine Steuervorrichtung, die mit dem Strömungssensor und dem Elektromotor verbunden ist, um die Betriebsdrehzahl des Elektromotors als eine Funktion der Veränderungen des Ausgangssignals von dem Strömungssensor zu variieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Servolenkmotoranordnung erste und zweite Servolenkmotoren umfasst, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden sind, und ein einzelnes Steuerventil, das betätigbar ist, um ansprechend auf die Rotation eines Handrads die Strömungsmittelströmung zu den ersten und zweiten Servolenkmotoren zu leiten, um eine Verschwenkbewegung der lenkbaren Fahrzeugräder zu bewirken unter dem Einfluss der Kraft, die von den ersten und zweiten Servolenkmotoren übertragen wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Servolenkmotoranordnung erste und zweite Servolenkmotoren umfasst, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden sind, wobei der erste Servolenkmotor einen ersten Kolben umfasst, der unter dem Einfluss des Strömungsmitteldruckes bewegbar ist, wobei die ersten Zahnstangenzähne mit dem ersten Kolben verbunden und in Zahneingriff mit den ersten Abtriebszahnradzähnen angeordnet sind, die mit einer Lenkverbindung verbunden sind, die mit den lenkbaren Fahrzeugrädern verbunden ist, wobei der zweite Servolenkmotor einen zweiten Kolben umfasst, der unter dem Einfluss des Strömungsmitteldruckes bewegbar ist, wobei die zweiten Zahnstangenzähne mit dem zweiten Kolben verbunden und in Zahneingriff mit den zweiten Abtriebszahnradzähnen angeordnet sind, die mit der Lenkverbindung verbunden sind.