DE19617566C2 - Hydraulische Servolenkung eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkung eines Kraft­ fahrzeuges mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Servomotor, insbesondere in Form eines doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Aggregates, sowie mit einer mit beiden Seiten des Servomotors über geson­ derte Leitungen verbundenen Servoventilanordnung, welche die beiden Seiten unter Erzeugung einer zwischen den beiden Sei­ ten wirksamen steuerbaren Druckdifferenz steuerbar mit einem Druckanschluß bzw. einem Niederdruckanschluß der Servoventi­ lanordnung zu verbinden gestattet, und mit einer zwischen Servomotor und Servoventil angeordneten, in vorgebbaren Be­ triebszuständen des Fahrzeuges absperrbaren Ventilanordnung, welche in geöffnetem Zustand einen Abfluß von Hydraulikmedium von einer Seite des Servomotors zum Servoventil ermöglicht und in geschlossenem Zustand einen solchen Abfluß sperrt.

Servolenkungen sind allgemein bekannt und werden serienmäßig für praktisch alle Kraftfahrzeuge eingesetzt, mit Ausnahme sehr leichter Kleinfahrzeuge.

Derzeit besitzen hydraulische Servolenkungen regelmäßig eine mechanische Zwangskopplung zwischen den Fahrzeuglenkrädern und einem vom Fahrer betätigten Lenkhandrad oder einer son­ stigen Lenkhandhabe. Elemente dieser mechanischen Zwangskopp­ lung können mittels eines Schlosses verriegelt werden, um ein abgestelltes Fahrzeug gegen Diebstahl zu sichern.

Aus dem DE 92 05 781 U1 ist eine elektrohydraulische Stellvor­ richtung bekannt, welche insbesondere für eine zusätzliche Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, des­ sen lenkbare Vorderräder in herkömmlicher Weise fahrerseitig betätigt werden. Durch Auswertung vorgegebener Parameter kann die Stellvorrichtung für die Hinterräder autonom arbeiten und die Handhabbarkeit des Fahrzeuges in kritischen Fahrsituatio­ nen verbessern. Für den Fall, daß in elektronischen System­ teilen der Stellvorrichtung ein Fehler auftritt, ist vorgese­ hen, das hydraulische Stellaggregat der Hinterradlenkung hy­ draulisch zu blockieren. Damit verhält sich das Fahrzeug ähn­ lich einem herkömmlichen Fahrzeug, bei dem lediglich die Vor­ derräder lenkbar sind.

Aus der DE 41 06 310 A1 ist es bekannt, bei einer Fahrzeug­ lenkung mit hydraulischer Servounterstützung den Servomotor auch als Lenkungsdämpfer wirken zu lassen. Dazu sind in den Hydraulikleitungen zwischen Servoventil und Servomotor Dämp­ fungsventilanordnungen vorgesehen, die jeweils aus einer Drossel sowie einem dazu parallelen Rückschlagventil und ei­ nem parallelen Überdruckventil bestehen. Das Rückschlagventil kann nur in Richtung zum Servomotor und das Überdruckventil nur in Richtung zum Servoventil öffnen.

Die nicht vorveröffentlichte DE 44 46 123 A1 befaßt sich ebenfalls mit der Dämpfung von Stößen in einer Fahrzeuglen­ kung mit hydraulischer Servounterstützung. Falls mittels ent­ sprechender Sensorik Stöße erkannt werden, kann eine damit einhergehende Verstellung des hydraulischen Servomotors ver­ hindert werden, indem an den Motorleitungen angeordnete Ab­ sperrventile vorübergehend automatisch mehr oder weniger stark bzw. lange gesperrt werden. Es wird also eine vorüber­ gehende Blockade des Servomotors in zumindest einer Bewe­ gungsrichtung bewirkt.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einer Lenkung der ein­ gangs angegebenen Art eine vorteilhafte Diebstahlsicherung zu verwirklichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Servoventilanordnung in Abhängigkeit von den zwischen einem Lenkhandrad und den damit gelenkten Fahrzeugrädern des Fahr­ zeuges wirksamen Lenkkräften gesteuert wird und die Venti­ lanordnung bei abgestelltem Fahrzeug ihren Schließzustand einnimmt und eine hydraulische Verriegelung der Lenkung be­ wirkt.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die bisher übliche mechanische Sperrung einer Servolenkung bei abge­ stelltem Fahrzeug durch eine hydraulische Sperrung zu erset­ zen. Während bei einer mechanischen Verriegelung eine volle Wirksamkeit erst beim Einfallen des Riegels in die zugehörige Ausnehmung eines Gegenriegelteiles eintritt, wobei dieser Riegeleingriff nur bei bestimmten Lenkpositionen erreichbar ist, ist die hydraulische Verriegelung beim Schließen des Ventiles sofort voll wirksam.

Des weiteren bietet die Erfindung den Vorteil, daß bei einem möglichen Einsatz von Lenkungssystemen ohne mechanische Zwangskopplung zwischen Lenkhandhabe und Fahrzeuglenkrädern für die Diebstahlsicherung keine grundsätzlichen Abänderungen notwendig sind.

Im übrigen kann das Ventil für die hydraulische Verriegelung elektrisch betätigbar sein und mit einer elektronischen Weg­ fahrsperre des Fahrzeuges zusammenwirken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, auf beiden Seiten des Servomotors zwischen Servo­ motor und Servoventil steuerbare Drosselventile anzuordnen, so daß beim Fahrbetrieb eine parameterabhängig steuerbare Dämpfung der Lenkung erreichbar wird.

Für diese Maßnahmen wird unabhängig vom Vorhandensein einer hydraulischen Verriegelbarkeit der Lenkung Schutz bean­ sprucht.

In besonders zweckmäßiger Weise können die steuerbaren Dros­ selventile bis in einen Sperrzustand umgesteuert werden, so daß sie einerseits in ihren Drosselzuständen zusammen mit dem Servomotor als Lenkungsdämpfer und andererseits in ihrem Schließzustand als hydraulische Verriegelung der Lenkung wir­ ken können.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfin­ dung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders vorteilhafte Aus­ führungsbeispiele beschrieben werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 ein schaltplanartig schematisiertes Bild des hy­ draulischen Servosystems der Lenkung und

Fig. 2 ein vorteilhaftes Beispiel für die Steuerung eines sperrbaren Drosselventiles.

Gemäß Fig. 1 besitzt die erfindungsgemäße Servolenkung einen Servomotor, welcher als doppeltwirkendes Kolben-Zylinder-Ag­ gregat 1 ausgebildet und mit den nicht dargestellten Fahr­ zeuglenkrädern in bekannter Weise mechanisch zwangsgekoppelt ist. Jede Seite des Kolben-Zylinder-Aggregates 1 ist über ein Leitungssystem 2 bzw. 3 mit einem gesonderten Motoran­ schluß eines Servoventiles 4 verbunden, welches im übrigen einen mit der Druckseite einer Hydraulikpumpe 5 verbundenen Hochdruckanschluß sowie einen Niederdruckanschluß aufweist, der mit einem mit der Saugseite der Hydraulikpumpe 5 kommuni­ zierenden Hydraulikreservoir 6 verbunden ist.

Jedes der Leitungssysteme 2 und 3 umfaßt einen Leitungsteil mit einem Rückschlagventil 7, welches nur eine Strömung vom jeweiligen Motoranschluß des Servoventiles 4 zur jeweiligen Seite des Kolben-Zylinder-Aggregates 1 zuläßt. Parallel zu den Rückschlagventilen 7 ist jeweils ein Druckbegrenzungsven­ til 8 sowie in einem weiteren Parallelzweig ein sperrbares Drosselventil 9 angeordnet.

Gemäß Fig. 2 besitzen die Drosselventile 9 elektromagnetische Stellorgane 10, die das jeweilige Drosselventil 9 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 11 in eine mehr oder weniger stark drosselnde Stellung steuern können. Außerdem ist jedem Dros­ selventil 9 ein elektromagnetisch betätigbares Riegelorgan 12 zugeordnet, welches das jeweilige Drosselventil 9 in einer jeglichen Durchfluß des hydraulischen Mediums sperrenden Po­ sition zu verriegeln gestattet.

Den Stellorganen 10 sowie den Riegelorganen 12 sind Treiber­ schaltungen 13 und 14 zugeordnet, die ihrerseits über elek­ tronische Steuerschaltungen 15 und 16 gesteuert werden. Beim normalen Fahrbetrieb arbeitet nur die Steuerschaltung 15, welche in Abhängigkeit von vorgebbarer und durch entsprechen­ de Sensoren erfaßbare Parameter die Treiberschaltung 13 der­ art ansteuern, daß die Drosselventile 9 eine mehr oder weni­ ger starke Drosselwirkung aufweisen.

Wird das Fahrzeug zum Parken abgestellt und abgesperrt, wird die Steuerschaltung 16 tätig und steuert die Treiberschaltung 13 derart an, daß die Drosselventile 9 in ihre Schließlage gebracht werden, in der sie dann durch ihre Riegelorgane 12 verriegelt werden, welche dazu über die Treiberschaltungen 14, welche ebenfalls von der Steuerschaltung 16 gesteuert werden, entsprechend betätigt werden.

Damit werden folgende, nachfolgend anhand der Fig. 1 erläu­ terte Funktionen der Servolenkung erreicht:
Bei normaler Fahrt wird das Servoventil 4 in grundsätzlich bekannter Weise in Abhängigkeit von den zwischen den Fahr­ zeuglenkrädern und einem nicht dargestellten Lenkhandrad wirksam Lenkkräften gesteuert. Solange nur geringe Lenkkräfte auftreten, bleibt das Servoventil 4 in seiner dargestellten Mittellage, in der beide Motoranschlüsse des Servoventiles miteinander sowie mit dem Reservoir 6 verbunden sind. Im üb­ rigen kann im Falle einer sogenannten offenen Mitte des Ser­ voventiles 4 auch noch - wie dargestellt - eine Verbindung mit der Pumpe 5 vorhanden sein. Gegebenenfalls kann jedoch der Pumpenanschluß in Mittellage des Servoventiles 4 auch ab­ gesperrt sein, wenn das Servoventil 4 eine sogenannte ge­ schlossene Mitte besitzt.

Sobald größere Lenkkräfte auftreten, wird das Servoventil 4 mehr oder weniger weit aus seiner Mittellage in die eine oder andere Richtung verstellt, mit der Folge, daß an den Motoran­ schlüssen eine mehr oder weniger große Druckdifferenz auf­ tritt, die dann auch zwischen den beiden Seiten des Kolben- Zylinder-Aggregates 1 wirksam wird und eine entsprechende, das jeweilige Lenkmanöver bewirkende bzw. unterstützende Stellkraft des Kolben-Zylinder-Aggregates 1 bewirkt.

Unabhängig von der Stellung des Servoventiles 4 können die Drosselventile 9 parameterabhängig mehr oder weniger stark gedrosselt sein. Dadurch wird einerseits eine mehr oder weni­ ger starke Dämpfung der Lenkung erzielt, weil sich der Kolben des Kolben-Zylinder-Aggregates 1 durch äußere, an den Fahr­ zeuglenkrädern wirkende Kräfte nur gegen den mehr oder weni­ ger starken Drosselwiderstand der Ventile 9 verstellen läßt. Darüber hinaus wird durch die Einstellung der Drosselventile 9 auch die Möglichkeit geboten, die am Lenkhandrad aufzubrin­ genden Handkräfte zu verändern, um beispielsweise die Fahr­ zeuglenkung bei höherer Geschwindigkeit etwas schwergängiger zu halten.

Sobald das Fahrzeug abgestellt wird, nimmt zumindest eines der Drosselventile 9 seinen Schließzustand ein, mit der Fol­ ge, daß das Kolben-Zylinder-Aggregat 1 und damit die Fahrzeu­ glenkung gegen eine Lenkbewegung, bei der aus dem Kolben- Zylinder-Aggregat 1 Hydraulikmedium in Richtung des gesperr­ ten Drosselventiles 9 verdrängt würde, blockiert ist. Auf diese Weise kann ein bisher in Fahrzeugen übliches Lenkrad­ schloß erübrigt werden.

Claims (4)

1. Hydraulische Servolenkung eines Kraftfahrzeuges mit einem doppelt wirkenden hydraulischen Servomotor, insbesondere in Form eines doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Aggregates, sowie mit einer mit beiden Seiten des Servomotors über gesonderte Leitungen verbundenen Servoventilanordnung, welche die beiden Seiten unter Erzeugung einer zwischen den beiden Seiten wirk­ samen steuerbaren Druckdifferenz steuerbar mit einem Druckan­ schluß bzw. einem Niederdruckanschluß der Servoventilanord­ nung zu verbinden gestattet, und mit einer zwischen Servomo­ tor und Servoventil angeordneten, in vorgebbaren Betriebszu­ ständen des Fahrzeuges absperrbaren Ventilanordnung, welche in geöffnetem Zustand einen Abfluß von Hydraulikmedium von einer Seite des Servomotors zum Servoventil ermöglicht und in geschlossenem Zustand einen solchen Abfluß sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Servoventilanordnung (4) in Abhängigkeit von den zwi­ schen einem Lenkhandrad und den damit gelenkten Fahrzeugrä­ dern des Fahrzeuges wirksamen Lenkkräften gesteuert wird und die Ventilanordnung (9) bei abgestelltem Fahrzeug ihren Schließzustand einnimmt und eine hydraulische Verriegelung der Lenkung bewirkt.

2. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Seiten des Servomotors (1) sperrbare Ventile (9) zugeordnet sind.

3. Servolenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen beiden Seiten des Servomotors (1) und dem Servo­ ventil (4) steuerbare Drosselventile (9) angeordnet sind.

4. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Seite des Servomotors (1) und dem zugeord­ neten Anschluß am Servoventil (4) ein in Richtung zum Servo­ motor (1) öffnendes Rückschlagventil (7) sowie ein dazu pa­ ralleles absperrbares Ventil oder eine absperrbare Drossel­ ventilanordnung (9) und gegebenenfalls ein dazu paralleles Druckbegrenzungsventil (8) angeordnet sind.