DE19752346A1 - Hydraulisch unterstützte Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch unterstützte Lenkvorrichtung für ein Kraft­ fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

In derzeit verwendeten Servolenkungen werden überwiegend hydraulisch unterstützte Lenk­ vorrichtungen verwendet, bei denen in der vom Fahrer betätigten Lenkwelle eine Ventilein­ richtung angeordnet ist, die eine Druckölzufuhr von einer Pumpvorrichtung zu Arbeitskolben in der Spurstange des Fahrzeugs steuert. Um die Hilfskraftunterstützung von dem vom Fah­ rer bei Betätigung der Lenkwelle aufgebrachten Drehmoment abhängig zu machen, weist die Drehwelle einen Schaft auf, der über einen tordierbaren Drehstab mit einem unteren Ab­ schnitt der Lenkwelle, z. B. einem Antriebsritzel bei einem Zahnstangen-Lenkgetriebe ver­ bunden ist. Durch die drehweiche Verbindung zwischen dem oberen Schaft und dem unte­ ren Abschnitt wird eine Winkelverstellung entsprechend dem vom Fahrer aufgebrachten Drehmoment erzeugt. Somit kann durch entsprechende Anbringung von Fluiddurchtrittsöff­ nungen in dem Schaft und dem unteren Abschnitt die Zufuhr des Drucköls gesteuert wer­ den.

Bei derartigen Servolenkungen ist eine Erkennung der Lenkgeschwindigkeit des Fahrers vorteilhaft, um einen erhöhten Bedarf an Drucköl bei großen und schnellen Lenkbewegun­ gen rechtzeitig erkennen zu können, so daß die Ölpumpe günstig dimensioniert werden kann und während des Betriebs genau entsprechend den jeweiligen Erfordernissen betrie­ ben werden kann, d. h. energiesparend arbeitet und dennoch rechtzeitig anspricht.

Dementsprechend sind Lenkgeschwindigkeitsmesser bekannt, mit denen die vom Fahrer eingegebene Lenkgeschwindigkeit gemessen werden kann. Dabei kann zum einen wie in der EP 0 376 456 B1 die translatorische Geschwindigkeit der Spurstange als zeitliche Ablei­ tung einer gemessenen Position ermittelt werden, oder es wird eine Drehgeschwindigkeit bzw. Winkelgeschwindigkeit, der Lenkwelle gemessen oder ermittelt. Die DE 39 29 175 A1 zeigt eine derartige hydraulisch unterstützte Lenkvorrichtung mit einem Sensor zum Erfas­ sen der Lenkgeschwindigkeit des Lenkrads. Der Sensor muß dabei in einer entsprechenden aufbauseitig angeordneten Haltevorrichtung beim Einbau im Fahrzeug befestigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Lenkvorrichtung dahingehend wei­ terzubilden, daß sie kostengünstig hergestellt werden kann und dennoch zuverlässig ist.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulisch unterstützte Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung.

Erfindungsgemäß wird somit der Sensor der Lenkgeschwindigkeitsmeßeinrichtung in dem das Lenkventil umgebenden Lenkventilgehäuse angeordnet. Das Lenkventilgehäuse wird bei den derzeit gebräuchlichen Drehkolbenventilen oder Drehschieberventilen überwiegend zur Zu- und Abführung der Hydraulikölleitungen der zueinander verdrehbaren Stellelemente der Ventileinrichtung verwendet. Indem das Lenkventilgehäuse zur Aufnahme des Sensors ver­ wendet wird, entfallen zum einen weitere Aufnahmevorrichtungen für den Sensor, um diesen gegenüber der Lenkwelle aufbaufest anzuordnen, und zum anderen wird durch die Unter­ bringung des Sensors in einer vormontierten Einheit, nämlich dem Lenkventil bzw. dem gan­ zen Lenkgetriebe, ein schneller und kostengünstiger Einbau in das Fahrzeug gewährleistet. Insbesondere kann die Lenkgeschwindigkeitsmeßeinrichtung beim Probelauf des Lenkge­ triebes mitgetestet werden, so daß nur Lenkgeschwindigkeitsmeßeinrichtungen in das Fahr­ zeug eingebaut werden, die bereits in der vormontierten Baugruppe getestet worden sind, wodurch Fehlfunktionen weitgehend ausgeschlossen werden können.

Bei Lenkvorrichtungen nach Anspruch 2, bei denen die Lenkwelle unter einem Winkel von weniger als 90° zur Spurstange angeordnet ist, wie es insbesondere bei Zahnstangengetrie­ ben der Fall ist, kann der Sensor auf besonders platzsparende Weise im oberen Bereich des Lenkventilgehäuses angeordnet werden, wenn die Oberseite des Lenkventilgehäuses im wesentlichen horizontal, d. h. parallel zur Schubstange bzw. Zahnstange verläuft, da in die­ sem Fall im oberen Bereich des Lenkventilgehäuses an der dem kleineren Winkel zuge­ wandten Seite ein entsprechender Winkelbereich im Lenkventilgehäuse ausgebildet werden kann, der zur Aufnahme des Sensors der Lenkwinkelgeschwindigkeitsmeßeinrichtung ge­ eignet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einer Ausführungs­ form näher erläutert. Die Figur zeigt in teilweise geschnittener Darstellung einen unteren Bereich einer Lenkwelle und einen Teil des Lenkgetriebes gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung.

Eine in einem Motorraumbereich eines Kraftfahrzeugs einbaubare Lenkwelle 1 weist einen Schaft 2 auf, der über einen tordierbaren Drehstab 8 mit einem Antriebsritzel 11 verbunden ist, das wiederum mit einer Zahnstange 12 im Eingriff ist. Bei der Übertragung von Drehmo­ menten vom Schaft 2 über den Drehstab 8 auf das Antriebsritzel 11 wird der Schaft 2 ge­ genüber dem Antriebsritzel 11 aufgrund der Torsionsweichheit des Drehstabes 8 entspre­ chend der Federkennlinie des Drehstabs 8 verdreht.

Ein Lenkventil weist ein Ventilgehäuse 10 auf, in dem ein Drehschieberventil ausgebildet ist, bei dem durch die Relativverdrehung des Schafts 2 gegenüber dem Antriebsritzel 1 Durch­ trittsöffnungen für Ölleitungen von Pumpenanschlüssen 9 zu Kolbenanschlüssen 13 derartig gesteuert werden, daß in der Zahnstange vorgesehene Arbeitskolben entsprechend der Veränderung der Durchtrittsöffnungen mit Drucköl versorgt werden.

Der Schaft 2 und das Antriebsritzel 11 sind dabei gegenüber dem Ventilgehäuse 10 über Lager 5 bzw. 5' gelagert.

Erfindungsgemäß ist eine Lenkgeschwindigkeitsmeßeinrichtung, die die Winkelgeschwindig­ keit der Lenkwelle mißt, im Bereich des Ventilgehäuses 10 angebracht. Am Schaft 2 ist ein Impulsrad 6 durch z. B. einen Preßsitz angebracht. Das Impulsrad kann dabei z. B. aus ei­ nem Kunststoff bestehen und weist an seiner radial äußeren Fläche in axialer Richtung ver­ laufende magnetische Streifen 7 auf. Ein z. B. als Hallsensor ausgebildeter Sensor 4 ist der­ artig im Lenkventilgehäuse 10 angeordnet, daß er den magnetischen Streifen 7 radial ge­ genüberliegt.

Die Lenkwelle 1 ist gegenüber der Zahnstange 12 in einem Winkel α < 90° angeordnet, wo­ bei die Anordnung der Lenkwelle gemäß der Figur einer Vorderansicht einer Lenkvorrichtung für einen Rechtslenker entspricht. Auf die Oberkante 14 des Lenkventilgehäuses 10 können je nach Motorraumdimensionierung weitere Baugruppen angeordnet werden, oder es kann direkt die den Motorraum vom Fahrgastraum trennende Spritzwand oder eine Gummidich­ tung zur Aufnahme der Spritzwand angeordnet werden. In diesem Fall kann die Oberkante 14 des Ventilgehäuses 10 entsprechend im wesentlichen horizontal, d. h. im wesentlichen parallel zur Achse der Zahnstange 12 ausgebildet werden. Bei einer derartigen Anordnung kann die aus dem Impulsrad 6 und dem Hallsensor 4 bestehende Lenkgeschwindigkeits­ meßvorrichtung auf vorteilhafte Weise gemäß der Figur in einem oberen Winkelabschnitt 15 des Ventilgehäuses derartig angeordnet werden, daß ein für die Funktionalität des Ventils nicht erforderlicher Bauraum im Ventilgehäuse sinnvoll ausgenutzt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Lenkgeschwindigkeitsmeßvorrichtung im Lenkventil­ gehäuse 10 ist dabei nicht auf Drehschieberventile begrenzt, sondern kann auch entspre­ chend für andere hydraulische Systeme, wie z. B. Drehkolbenventile, verwendet werden. Weiterhin kann sie außer für Zahnstangen-Lenkgetriebe auch für andere Lenkgetriebe ver­ wendet werden.

Claims (7)

1. Hilfskraftunterstütze Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lenkwelle (1), die einen Schaft (2) und einen mit dem Schaft über einen tordierbaren Drehstab (8) verbun­ denen unteren Abschnitt (11) aufweist, wobei in einer Ventileinrichtung durch relative Verdrehung des Schafts (2) gegenüber dem unteren Abschnitt (11) eine Fluidversor­ gung für eine die Hilfskraft bereitstellende Stelleinrichtung gesteuert wird, und eine Lenkgeschwindigkeitsmeßeinrichtung (4, 6, 7) vorgesehen ist, die eine Winkelge­ schwindigkeit der Lenkwelle (1) gegenüber einem außerhalb der Lenkwelle angeordne­ ten Sensor (4) mißt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) im Bereich des Lenkventilgehäuses (10) angeordnet ist.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwelle unter einem Winkel (α) < 90° zur Spurstange verläuft, wobei eine Oberkante (14) des Lenk­ ventilgehäuses (10) im wesentlichen horizontal verläuft und der Sensor (4) in einem oberen Winkelabschnitt (15) des Lenkventilgehäuses (10) angeordnet ist.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor im wesent­ lichen senkrecht zur Lenkwelle (1) angeordnet ist.

4. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Schaft (2), Antriebsritzel (11), Zahnstange (12), Lenkventilgehäuse (10) und Impuls­ rad (6) aufweisendes Lenkgetriebe als vormontierte Einheit ausgebildet sind.

5. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) geeignet ist zum Messen magnetischer Felder.

6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Hall­ sensor (6) ist.

7. Lenkvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schaft (2) Signalmittel (7) zur Beeinflussung magnetischer Felder ausgebildet sind.