DE102010043372A1

DE102010043372A1 - Fahrzeuglenksystem

Info

Publication number: DE102010043372A1
Application number: DE102010043372A
Authority: DE
Inventors: William A. Owasso Byrd; David L. Finck
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2009-11-06
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: DE102010043372B4; US20110108353A1; US8167081B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuglenksystem (10). Es besteht Bedarf an solch einem System (10), das leicht zwischen nicht lastreaktiven und lastreaktiven Modi geschaltet werden kann. Ein Lenksystem (10) wird bereitgestellt, das einen Lenkzylinder (12) zum Koppeln mit lenkbaren Rädern, eine Rotorpumpe (14), ein Lenkventil (16) und ein durch einen Aktuator (28, 30) gesteuertes Moduswahlventil (20, 22) aufweist. Das Lenkventil (16) ist mechanisch und hydraulisch mit der Rotorpumpe (14) gekoppelt und steuert eine Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12). Das Lenkventil (16) weist eine Mittelstellung auf, in der eine Verbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) geschlossen ist. Das durch den Aktuator (28, 30) gesteuerte Moduswahlventil (20, 22) steuert die Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) unabhängig des Lenkventils (16).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuglenksystem, mit einem an lenkbare Räder gekoppelten Lenkzylinder, wobei der Lenkzylinder einen linken und einen rechten Anschluss aufweist; einer Rotorpumpe; einem mechanisch und hydraulisch mit der Rotorpumpe gekoppelten Lenkventil, welches eine Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe und dem Lenkzylinder steuert.
Es ist bekannt, ein Fahrzeug mit einem hydrostatischen Lenksystem zu versehen. Ein hydrostatisches Lenksystem enthält in der Regel eine Rotorpumpe, die mechanisch und hydraulisch mit einem Lenkventil verbunden ist, und einen Lenkzylinder, der hydraulisch mit dem Lenkventil verbunden ist. Es gibt lastreaktive hydrostatische Lenksysteme, bei denen die Rotorpumpe durch das Lenkventil hydraulisch mit dem Lenkzylinder verbunden wird, wenn sich das Ventil in seiner Mittelstellung befindet. Es gibt auch nicht lastreaktive hydrostatische Lenksysteme, bei denen die Rotorpumpe nicht hydraulisch durch das Lenkventil mit dem Lenkzylinder verbunden wird, wenn sich das Ventil in seiner Mittelstellung befindet. Es wäre wünschenswert, ein Lenksystem bereitzustellen, das leicht zwischen nicht lastreaktiven und lastreaktiven Modi geschaltet werden kann.
Die am 8. März 2000 veröffentlichte und auf Ognibene übertragene Patentanmeldung GB 2341159 zeigt ein hydrostatisches Lenksystem mit auswählbaren reaktiven und nicht reaktiven Modi. Bei dem System von Ognibene ist das Lenkventil jedoch ein Ventil mit geöffneter Mittelstellung, bei dem Fluid durch das Lenkventil zu Moduswahlventilen strömt, wenn sich das Lenkventil in seiner Mittelstellung befindet.
Demgemäß besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Lenksystems, das ein Lenkventil mit geschlossener Mittelstellung aufweist und das leicht zwischen nicht reaktiven und reaktiven Betriebsmodi geschaltet werden kann.
Die Aufgabe wird durch die Lehre von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.
Demgemäß wird vorgeschlagen, dass ein Fahrzeuglenksystem der oben genannten Art ein Lenkventil mit einer Mittelstellung enthält, in der eine Verbindung durch das Lenkventil zwischen der Rotorpumpe und dem Lenkzylinder geschlossen ist, und das Fahrzeuglenksystem mindestens ein Moduswahlventil zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe und den Anschlüssen des Lenkzylinders unabhängig von dem Lenkventil und außerhalb davon umfasst.
Das Fahrzeuglenksystem enthält einen Lenkzylinder zur Kopplung mit lenkbaren Rädern, eine Rotorpumpe, ein vom Bediener betätigtes Lenkeingabeglied und ein Lenkventil, das mechanisch und hydraulisch mit der Rotorpumpe gekoppelt ist. Das Lenkventil steuert die Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe und dem Lenkzylinder. Das Lenkventil hat eine Mittelstellung, in der die Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe und dem Lenkzylinder geschlossen ist. Ein oder mehrere Moduswahlventile, die von dem Lenkventil getrennt sind, sind zur gezielten Steuerung der Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe und den Anschlüssen des Lenkzylinders unabhängig vom Lenkventil vorgesehen.
Die einzige Figur ist ein Schemadiagramm eines die Erfindung darstellenden hydrostatischen Lenksystems mit zwei Modi.
Auf 1 Bezug nehmend, enthält ein hydrostatisches Fahrzeuglenksystem 10 einen Lenkzylinder 12 zur Kopplung mit (nicht gezeigten) lenkbaren Rädern. Der Lenkzylinder 12 weist einen linken und einen rechten Eingangsanschluss L und R auf. Des Weiteren enthält das System 10 eine bekannte herkömmliche Rotorpumpe 14. Ein bekanntes herkömmliches Drehlenkventil 16 ist durch eine mechanische Verbindung 15 mechanisch mit der Rotorpumpe 14 gekoppelt und hydraulisch mit der Rotorpumpe 14 gekoppelt sowie hydraulisch mit dem Lenkzylinder 12 gekoppelt. Das Lenkventil 16 steuert auf bekannte Weise die Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe 14 und dem Lenkzylinder 12. Ein bekanntes vom Bediener betätigtes Lenkeingabeglied 18, wie zum Beispiel ein Lenkrad, ist vorzugsweise mechanisch mit dem Lenkventil 16 gekoppelt. Das Lenkventil 16 ist nicht lastreaktiv, weil die Verbindung zwischen der Rotorpumpe 14 und dem Lenkzylinder 12 in der Mittelstellung geschlossen ist. Das Lenkventil 16 ist ein Lasterdrucklenksteuerventil mit geschlossener Mittelstellung.
Gemäß der Erfindung sind Moduswahlventile 20 und 22 zwischen jeweiligen Ausgängen der Rotorpumpe 14 und dem jeweiligen L- und R-Anschluss des Lenkzylinders 12 verbunden. Das Moduswahlventil 20 enthält einen ersten Anschluss 21, der mit einem entsprechenden Anschluss der Rotorpumpe 14 verbunden ist, einen zweiten Anschluss 23, der mit dem linken Anschluss L des Lenkzylinders 12 verbunden ist, und ein Ventilglied 25, das aus einer geschlossenen Stellung, in der eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss geschlossen ist, in eine geöffnete Stellung, in der die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss geöffnet ist, beweglich ist. Das Moduswahlventil 22 enthält einen ersten Anschluss 27, der mit einem entsprechenden Anschluss der Rotorpumpe 14 verbunden ist, einen zweiten Anschluss 29, der mit dem rechten Anschluss R das Lenkzylinders 12 verbunden ist, und ein Ventilglied 31, das aus einer geschlossenen Stellung, in der die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss geschlossen ist, in eine geöffnete Stellung, in der die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss geöffnet ist, beweglich ist. Jedes der Ventile 20 und 22 ist durch eine jeweilige Feder 24 und 26 in eine geschlossene Stellung vorgespannt, in der die Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschluss der Rotorpumpe 14 und dem jeweiligen R- und L-Anschluss des Lenkzylinders 12 geschlossen ist. Jedes Ventil 20 und 22 weist einen jeweiligen Aktuator 28, 30 auf, der gezielt betätigt werden kann, um jedes Ventil in eine geöffnete Stellung zu bewegen, in der die Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschluss der Rotorpumpe 14 und dem jeweiligen R- und L-Anschluss des Lenkzylinders 12 geöffnet ist. Die Aktuatoren 28, 30 sind vorzugsweise elektrische Aktuatoren, wie zum Beispiel Elektromagneten, wie in der Figur gezeigt, jedoch könnten die Aktuatoren auch hydraulische oder mechanische Aktuatoren sein. Statt zwei getrennter Ventile 20 und 22 kann wahlweise auch ein einziges (nicht gezeigtes) Moduswahlventil vorgesehen sein, um die Verbindung zwischen den Anschlüssen der Rotorpumpe 14 und den L- und R-Anschlüssen des Lenkzylinders 12 zu steuern. Die Ventile 20 und 22 könnten auch elektrisch, hydraulisch oder manuell betätigt werden. Wahlweise könnten auch mehrere Lenkzylinder vorgesehen sein.
Pumpendruck von einer Pumpe 32 wird durch ein wahlweises elektromagnetisch betätigtes Zweistellungs-Strömungsverstärkungsventil 34 an einen oder mehrere Einlässe 44 und 46 des Lenkventils 16 geleitet. Das Ventil 34 weist Einlässe 36 und 38, die mit der Pumpe 32 verbunden sind, und Auslässe 40 und 42, die mit den Einlässen 44 und 46 des Lenkventils 16 verbunden sind, auf. Das Ventil 34 wird durch eine Feder 33 in eine erste Stellung vorgespannt, in der der Einlass 36 über ein Rückschlagventil mit dem Auslass 40 verbunden ist und in der der Einlass 38 gesperrt ist. Ein Aktuator, wie zum Beispiel ein Elektromagnet 50, ist dahingehend betätigbar, das Ventil in eine zweite Stellung zu bewegen, in der der Einlass 36 über ein Rückschlagventil 52 mit dem Auslass 40 verbunden ist und in der der Einlass 38 über eine Drosselung oder Blende 54 mit dem Auslass 42 verbunden ist.
Ein Tank oder Behälter 60 ist über ein Rückschlagventil 64 mit dem Lenkventileinlass 46 verbunden. Der Tank 60 ist über eine Leitung 66 mit dem Lenkventileinlass 68 verbunden und über eine Leitung 74 mit Druckentlastungsventilen 70 und 72. Eine Lastdruckleitung 76 ist über ein Rückschlagventil 78 mit dem Einlass 70 des Lenkventils 16 verbunden und mit einem Lastdruckanschluss eines Lastdruckentlastungsventils 80, das die Lastdruckleitung 76 mit dem Tank 60 verbindet, wenn der Druck in der Lastdruckleitung 76 einen bestimmten Grenzdruck überschreitet. Die Druckentlastungsventile 70 und 72 verbinden die L- und R-Anschlüsse des Lenkzylinders 12 über die Leitung 74 mit dem Tank 60, wenn der Druck darin einen Grenzdruck überschreitet. Rückschlagventile 82 und 84 verhindern Fluidströmung von den Anschlüssen L und R zur Tankleitung 74.
Somit ist das System 10 nicht lastreaktiv, wenn die Ventile 20 und 22 geschlossen sind, weil die Rotorpumpe 14 durch das Lenkventil 16 nicht hydraulisch mit dem Lenkzylinder 12 verbunden wird, wenn sich das Lenkventil 16 in seiner Mittelstellung befindet. Das System 10 kann lastreaktiv sein, wenn die Ventile 20 und 22 geöffnet sind, wenn sich das Lenkventil 16 in seiner Mittelstellung befindet, weil die Rotorpumpe 14 dann durch die Ventile 20 und 22 hydraulisch mit dem Lenkzylinder 12 verbunden wird. Somit kann das Lenksystem 10 leicht zwischen nicht lastreaktiven und lastreaktiven Modi geschaltet werden. Die Ventile 20 und 22 funktionieren als Moduswahlventile, die eine Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe 14 und den Anschlüssen des Lenkzylinders 12 unabhängig von dem Lenkventil 16 und außerhalb davon steuern. Eine (nicht gezeigte) elektronische Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, die Elektromagnete 28 und 30 auf die gewünschte Weise zu steuern.
Obgleich die vorliegende Erfindung anhand einer speziellen Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht sich, dass für den Fachmann angesichts der vorhergehenden Beschreibung viele Alternativen, Modifikationen und Variationen offensichtlich sind. Demgemäß soll diese Erfindung alle solchen Alternativen, Modifikationen und Variationen, die unter den Gedanken und Schutzbereich der angehängten Ansprüche fallen, mit umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

GB 2341159 [0003]

Claims

Fahrzeuglenksystem (10), mit einem an lenkbare Räder gekoppelten Lenkzylinder (12), wobei der Lenkzylinder (12) einen linken und einen rechten Anschluss aufweist; einer Rotorpumpe (14); einem mechanisch und hydraulisch mit der Rotorpumpe (14) gekoppelten Lenkventil (16), welches eine Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkventil (16) eine Mittelstellung aufweist, in der eine Verbindung durch das Lenkventil (16) zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) geschlossen ist, und das Fahrzeuglenksystem (10) mindestens ein Moduswahlventil (20, 22) zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und den Anschlüssen des Lenkzylinders (12) unabhängig von dem Lenkventil (16) und außerhalb davon umfasst.
Lenksystem (10) nach Anspruch 1, wobei das Moduswahlventil (20, 22) Folgendes umfasst: ein durch einen Aktuator (28) gesteuertes erstes Moduswahlventil (20) zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem linken Anschluss des Lenkzylinders (12) unabhängig von dem Lenkventil (16); und ein durch einen Aktuator (30) gesteuertes zweites Moduswahlventil (22) zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem rechten Anschluss des Lenkzylinders (12) unabhängig von dem Lenkventil (16).
Lenksystem (10) nach Anspruch 2, wobei jedes Moduswahlventil (20, 22) einen ersten Anschluss (21, 27), der mit einem entsprechenden Anschluss der Rotorpumpe (14) verbunden ist, einen zweiten Anschluss (23, 29), der mit einem der Lenkzylinderanschlüsse verbunden ist, ein Ventilglied (25, 31), das aus einer geschlossenen Stellung, in der eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen (21, 27, 23, 29) geschlossen ist, in eine geöffnete Stellung, in der eine Verbindung zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen (21, 27, 23, 29) geöffnet ist, beweglich ist, eine Feder (24, 26), die zum Drücken des Ventilglieds (25, 31) in seine geschlossene Stellung vorgespannt ist, und den Aktuator (28, 30), der gezielt betätigbar ist, um das Ventilglied (25, 31) in seine geöffnete Stellung zu bewegen, umfasst.
Lenksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das weiterhin eine hydraulische Pumpe (32) und ein Strömungsverstärkungsventil (34) zur Steuerung einer Verbindung zwischen der hydraulischen Pumpe (32) und einem Einlass des Lenkventils (16) umfasst.
Lenksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das weiterhin ein vom Bediener betätigtes Lenkeingabeglied (18), das mechanisch mit dem Lenkventil (16) gekoppelt ist, umfasst.