DE102010043372B4

DE102010043372B4 - Fahrzeuglenksystem

Info

Publication number: DE102010043372B4
Application number: DE102010043372.1A
Authority: DE
Inventors: William A. 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: 2023-11-09
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: US8167081B2; DE102010043372A1; US20110108353A1

Abstract

Fahrzeuglenksystem (10), mit einem an lenkbare Räder gekoppelten Lenkzylinder (12), wobei der Lenkzylinder (12) einen linken und einen rechten Eingangsanschluss aufweist; einer Rotorpumpe (14); einem mechanisch und hydraulisch mit der Rotorpumpe (14) gekoppelten Drehlenkventil (16), welches eine Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) steuert, wobei das Drehlenkventil (16) eine Mittelstellung aufweist und das Fahrzeuglenksystem (10) mindestens ein Moduswahlventil (20, 22) zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und den Eingangsanschlüssen des Lenkzylinders (12) unabhängig von dem Drehlenkventil (16) und außerhalb davon umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mittenstellung eine Verbindung durch das Drehlenkventil (16) zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) geschlossen ist.

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, wobei das Lenkventil eine Mittelstellung aufweist 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.
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.
Aus der DE 10 2006 010 695 A1 ist eine hydrostatische Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, bei der mittels einer Rotorpumpe gefördertes hydraulisches Fluid über ein Lenkventil zu einem hydraulischen Lenkzylinder geführt wird, der der Betätigung lenkbarer Räder des Fahrzeugs dient. Hydraulisches Fluid strömt durch das Lenkventil hindurch zu zugehörigen Moduswahlventilen, über die sich die Lenkvorrichtung wahlweise in einen reaktiven und nicht reaktiven Betriebsmodus versetzen lässt. Bei der insofern bekannten Lenkvorrichtung ist das Lenkventil jedoch ein Ventil mit geöffneter Mittelstellung, bei dem Fluid durch das Lenkventil zu den Moduswahlventilen strömt, wenn sich das Lenkventil in seiner Mittelstellung befindet. Derartige hydrostatische Lenksysteme mit auswählbaren reaktiven und nicht reaktiven Modi gehen auch aus der GB 2 341 159 A bzw. DE 199 35 021 A1 hervor.
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 bei einem Fahrzeuglenksystem der oben genannten Art in der Mittenstellung eine Verbindung durch das Lenkventil zwischen der Rotorpumpe und dem Lenkzylinder geschlossen ist.
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 auf. Des Weiteren enthält das Fahrzeuglenksystem 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 Drehlenkventil 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 Drehlenkventil 16 gekoppelt. Das Drehlenkventil 16 ist nicht lastreaktiv, weil die Verbindung zwischen der Rotorpumpe 14 und dem Lenkzylinder 12 in der Mittelstellung geschlossen ist. Das Drehlenkventil 16 ist ein Lasterdrucklenksteuerventil mit geschlossener Mittelstellung.
Gemäß der Erfindung sind erste und zweite Moduswahlventile 20 und 22 zwischen jeweiligen Ausgängen der Rotorpumpe 14 und dem jeweiligen linken und rechten Eingangsanschluss des Lenkzylinders 12 verbunden. Das erste 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 Eingangsanschluss 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 21, 23 geschlossen ist, in eine geöffnete Stellung, in der die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 21, 23 geöffnet ist, beweglich ist. Das zweite 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 Eingangsanschluss 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 27, 29 geschlossen ist, in eine geöffnete Stellung, in der die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 27, 29 geöffnet ist, beweglich ist.
Jedes der Moduswahlventile 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 linken und rechten Eingangsanschluss des Lenkzylinders 12 geschlossen ist. Jedes der Moduswahlventile 20 und 22 weist einen jeweiligen Aktuator 28, 30 auf, der gezielt betätigt werden kann, um jedes der Moduswahlventile 20 und 22 in eine geöffnete Stellung zu bewegen, in der die Verbindung zwischen dem jeweiligen Anschluss der Rotorpumpe 14 und dem jeweiligen linken und rechten Eingangsanschluss des Lenkzylinders 12 geöffnet ist. Die Aktuatoren 28, 30 sind vorzugsweise elektrische Aktuatoren, wie zum Beispiel Elektromagneten, wie in der Figur gezeigt, jedoch können die Aktuatoren 28, 30 auch hydraulische oder mechanische Aktuatoren sein. Statt zwei getrennter Moduswahlventile 20 und 22 kann wahlweise auch ein einziges (nicht gezeigtes) Moduswahlventil vorgesehen sein, um die Verbindung zwischen den Anschlüssen der Rotorpumpe 14 und den linken und rechten Eingangsanschlüssen des Lenkzylinders 12 zu steuern. Die Moduswahlventile 20 und 22 können auch elektrisch, hydraulisch oder manuell betätigt werden. Wahlweise können auch mehrere Lenkzylinder vorgesehen sein.
Pumpendruck von einer hydraulischen Pumpe 32 wird durch ein wahlweises elektromagnetisch betätigtes Zweistellungs-Strömungsverstärkungsventil 34 an einen oder mehrere Einlässe 44 und 46 des Drehlenkventils 16 geleitet. Das Strömungsverstärkungsventil 34 weist Einlässe 36 und 38, die mit der hydraulischen Pumpe 32 verbunden sind, und Auslässe 40 und 42, die mit den Einlässen 44 und 46 des Drehlenkventils 16 verbunden sind, auf. Das Strömungsverstärkungsventil 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 Strömungsverstärkungsventil 34 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 Einlass 46 des Drehlenkventils 16 verbunden. Der Tank 60 ist über eine Leitung 66 mit einem Lenkventileinlass 68 verbunden und über eine Tankleitung 74 mit Druckentlastungsventilen 70 und 72. Eine Lastdruckleitung 76 ist über ein Rückschlagventil 78 mit dem Lenkventileinlass 68 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 linken und rechten Eingangsanschlüsse des Lenkzylinders 12 über die Tankleitung 74 mit dem Tank 60, wenn der Druck darin einen Grenzdruck überschreitet. Rückschlagventile 82 und 84 verhindern Fluidströmung von den linken und rechten Eingangsanschlüssen zur Tankleitung 74.
Somit ist das Fahrzeuglenksystem 10 nicht lastreaktiv, wenn die Moduswahlventile 20 und 22 geschlossen sind, weil die Rotorpumpe 14 durch das Drehlenkventil 16 nicht hydraulisch mit dem Lenkzylinder 12 verbunden wird, wenn sich das Drehlenkventil 16 in seiner Mittelstellung befindet. Das Fahrzeuglenksystem 10 kann lastreaktiv sein, wenn die Moduswahlventile 20 und 22 geöffnet sind, wenn sich das Drehlenkventil 16 in seiner Mittelstellung befindet, weil die Rotorpumpe 14 dann durch die Moduswahlventile 20 und 22 hydraulisch mit dem Lenkzylinder 12 verbunden wird. Somit kann das Fahrzeuglenksystem 10 leicht zwischen nicht lastreaktiven und lastreaktiven Modi geschaltet werden. Die Moduswahlventile 20 und 22 steuern eine Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe 14 und den linken und rechten Eingangsanschlüssen des Lenkzylinders 12 unabhängig von dem Drehlenkventil 16 und außerhalb davon. Eine (nicht gezeigte) elektronische Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, die Aktuatoren 28 und 30 auf die gewünschte Weise zu steuern.

Claims

Fahrzeuglenksystem (10), mit einem an lenkbare Räder gekoppelten Lenkzylinder (12), wobei der Lenkzylinder (12) einen linken und einen rechten Eingangsanschluss aufweist; einer Rotorpumpe (14); einem mechanisch und hydraulisch mit der Rotorpumpe (14) gekoppelten Drehlenkventil (16), welches eine Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) steuert, wobei das Drehlenkventil (16) eine Mittelstellung aufweist und das Fahrzeuglenksystem (10) mindestens ein Moduswahlventil (20, 22) zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und den Eingangsanschlüssen des Lenkzylinders (12) unabhängig von dem Drehlenkventil (16) und außerhalb davon umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mittenstellung eine Verbindung durch das Drehlenkventil (16) zwischen der Rotorpumpe (14) und dem Lenkzylinder (12) geschlossen ist.
Fahrzeuglenksystem (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein durch einen Aktuator (28) gesteuertes erstes Moduswahlventil (20) zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem linken Eingangsanschluss des Lenkzylinders (12) unabhängig von dem Drehlenkventil (16); und ein durch einen weiteren Aktuator (30) gesteuertes zweites Moduswahlventil (22) zur Steuerung einer Strömungsverbindung zwischen der Rotorpumpe (14) und dem rechten Eingangsanschluss des Lenkzylinders (12) unabhängig von dem Drehlenkventil (16).
Fahrzeuglenksystem (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Moduswahlventil (20, 22) jeweils einen ersten Anschluss (21, 27), der mit einem entsprechenden Anschluss der Rotorpumpe (14) verbunden ist, einen zweiten Anschluss (23, 29), der mit einem der Eingangsanschlüsse des Lenkzylinders (12) 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.
Fahrzeuglenksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet weiterhin durch eine hydraulische Pumpe (32) und ein Strömungsverstärkungsventil (34) zur Steuerung einer Verbindung zwischen der hydraulischen Pumpe (32) und einem Einlass (44, 46) des Drehlenkventils (16).
Fahrzeuglenksystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet weiterhin durch ein vom Bediener betätigtes Lenkeingabeglied (18), das mechanisch mit dem Drehlenkventil (16) gekoppelt ist.