DE19855405B4 - Hydraulic power steering for motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Hydraulische
Servolenkung für
nicht spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit
– einer
fahrerseitig betätigten
Lenkhandhabe, z.B. Lenkhandrad (24) ,
– einem mit gelenkten Fahrzeugrädern (1)
zu deren Lenkverstellung zwangsgekoppelten, doppeltwirkenden hydraulischen
Stellmotor (4, 4') bzw. Lenkaktuator,
– einer motorisch, insbesondere
elektrisch, betätigten
Servoventilanordnung (7, 7'), welche über einen Druckanschluß mit der
Druckseite einer Hydraulikpumpe (9, 9'), über einen Niederdruckanschluß mit der
Saugseite der Hydraulikpumpe oder einem mit der Saugseite kommunizierenden
Hydraulikreservoir (11, 11'), und über zwei Motoranschlüsse mit
den beiden Seiten des Stellmotors (4, 4') verbunden ist und bei
arbeitender Pumpe eine Druckdifferenz zwischen den Motorleitungen
(5, 6; 5', 6') bezüglich
Maß und
Richtung zu steuern gestattet, und
– einer elektronischen Regelanordnung
(21), welche einen von der Lenkhandhabe (24) betätigten Lenkwinkel-Sollwertgeber
(23) sowie einen mit den gelenkten Fahrzeugrädern (1) betätigten Lenkwinkel-Istwertgeber
(22) aufweist und das Servoventil (7, 7') in Abhängigkeit von einem Soll-Istwert-Vergleich regelt,...Hydraulic power steering for non-rail vehicles, in particular motor vehicles, with
A driver-operated steering handle, eg steering handwheel (24),
A double-action hydraulic servomotor (4, 4 ') or steering actuator, forcibly coupled to the steering adjustment with steered vehicle wheels (1),
- A motor, in particular electrically actuated servo valve assembly (7, 7 '), which via a pressure connection with the pressure side of a hydraulic pump (9, 9'), via a low-pressure connection to the suction side of the hydraulic pump or a communicating with the suction side hydraulic reservoir (11, 11 '), and is connected via two motor connections to the two sides of the servomotor (4, 4') and allows a pressure difference between the motor lines (5, 6, 5 ', 6') to be controlled with respect to dimension and direction while the pump is operating, and
- An electronic control arrangement (21) which one of the steering handle (24) actuated steering angle setpoint generator (23) and one with the steered vehicle wheels (1) actuated steering angle feedback device (22) and the servo valve (7, 7 ') in Depends on a setpoint / actual value comparison, ...
Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkung für nicht spurgebundene Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a hydraulic power steering for not Track-bound vehicles, in particular motor vehicles, according to the preamble of Claim 1.
Bei derzeit in Kraftzeugen üblichen hydraulischen Servolenkungen sind ein Lenkhandrad und die gelenkten Fahrzeugräder miteinander mechanisch zwangsgekoppelt. Als Servomotor dient typischerweise eine doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einheit, die in Abhängigkeit von den zwischen dem Lenkhandrad und den gelenkten Fahrzeugrädern wirksamen Kräften und Momenten derart gesteuert wird, daß am Lenkhandrad nur begrenzte Kräfte vom Fahrer aufgebracht werden müssen. Die Zwangskopplung zwischen Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern umfaßt zwei relativ zueinander bewegliche Teile, deren Relativbewegungen bezüglich Maß und Richtung analog zu den zwischen Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern wirkenden Kräften bzw. Momenten sind. Diese Relativbewegungen werden auf ein den Servomotor steuerndes Servoventil übertragen, so daß zu den zwischen Lenkhandrad und gelenkten Fahrzeugrädern wirksamen Kräften und Momenten analoge Servokräfte erzeugt werden können.at currently common in power tools Hydraulic power steering systems are a steering wheel and steered vehicle wheels mechanically coupled together mechanically. As a servomotor is typically used a double-acting piston-cylinder unit, depending on of the effective between the steering wheel and the steered vehicle wheels forces and moments is controlled so that the steering wheel limited personnel must be applied by the driver. The positive coupling between the steering wheel and steered vehicle wheels comprises two relatively movable parts, their relative movements in terms of dimension and direction analogous to the acting between steering wheel and steered vehicle wheels forces or moments are. These relative movements are on a the servomotor transmitting control valve, so that too the forces and moments between steering wheel and steered vehicle wheels analog servo forces can be generated.
Außerdem werden derzeit für normale Straßenfahrzeuge geeignete Lenkungen konzipiert, bei denen auf jegliche mechanische Zwangskopplung zwischen der Lenkhandhabe bzw. dem Lenkhandrad und den gelenkten Fahrzeugrädern verzichtet wird. Vielmehr sind hier die Lenkhandhabe bzw. das Lenkhandrad und die gelenkten Fahrzeugräder bei Normalbetrieb über eine Regelstrecke miteinander nur wirkungsmäßig gekoppelt, wobei die Lenkhandhabe bzw. das Lenkhandrad einen Sollwertgeber für den jeweils gewünschten Lenkwinkel betätigen; welcher dann von der Regelstrecke an den Fahrzeuglenkrädern, denen ein Lenkwinkel-Istwertgeber zugeordnet ist, eingeregelt wird.In addition, will currently for normal road vehicles suitable steering systems designed to provide any mechanical positive coupling between omitted the steering handle or the steering wheel and the steered vehicle wheels becomes. Rather, here are the steering handle and the steering wheel and the steered vehicle wheels in normal operation over a controlled system coupled together only operatively, the steering handle or the steering wheel a setpoint generator for each desired Activate steering angle; which then from the controlled system to the vehicle steering wheels, which a steering angle feedback device is assigned, is adjusted.
Dabei kann die Regelstrecke weitere Parameter berücksichtigen und beispielsweise das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Stell- bzw. Drehhub der Lenkhandhabe bzw. des Lenkhandrades und der Lenkwinkeländerung der gelenkten Fahrzeugräder in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verändern. Außerdem kann gegebenenfalls Schleuderbewegungen des Fahrzeuges bzw. Seitenwindeinflüssen automatisch entgegengesteuert werden, bevor der Fahrer eine geeignete Lenkkorrektur auszuführen vermag.there the controlled system can take into account further parameters and, for example the gear ratio between the setting or rotary stroke of the steering handle or the steering handwheel and the steering angle change the steered vehicle wheels dependent on change from the vehicle speed. In addition, if necessary, centrifugal movements the vehicle or crosswind influences automatically counteracted before the driver can carry out a suitable steering correction.
Aus
der
Lenksysteme
gemäß der
Aufgabe der Erfindung ist es nun, hierfür eine neue vorteilhafte Konstruktion aufzuzeigen.task The invention is now, this to show a new advantageous construction.
Diese Aufgabe wird durch eine Servolenkung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is achieved by a power steering with the features of claim 1 solved.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, für den Normalbetrieb mindestens zwei parallel betriebene Hydrauliksysteme vorzusehen, die voneinander gesondert geregelt und überwacht sowie bei eventuellen Störfällen separat unwirksam geschaltet werden können, so daß das jeweils betriebswirksam verbleibende System bzw. die verbleibenden Systeme den Lenkbetrieb allein übernehmen. Die beiden Hydrauliksysteme werden also im Sinne einer „heißen Redundanz" betrieben. Dabei wird der besondere Vorteil erzielt, daß die Handhabung der Lenkung bei einem Störfall in keiner Weise verändert wird, d.h. der Fahrer kann die Lenkung auch bei einem Störfall in völlig gewohnter Weise betätigen, denn es tritt keinerlei Änderung der Lenkkinematik auf. Aus Sicherheitsgründen sollte lediglich durch eine Anzeige auf den Störfall im Lenksystem hingewiesen werden. Über eine Leckageleitung kann eventuell am Stellaggregat auftretende Leckageflüssigkeit im System gehalten werden.The Invention is based on the general idea, for normal operation at least to provide two parallel hydraulic systems that are different from each other separately regulated and monitored as well in case of incidents separately can be disabled, so that each operationally remaining system or the remaining Systems take over the steering operation alone. The two hydraulic systems are thus operated in the sense of a "hot redundancy" the particular advantage that the handling of the steering in case of a fault not changed in any way is, i. the driver can control the steering even in the event of an accident completely as usual, because there is no change the steering kinematics on. For security reasons should only by an indication of the incident be pointed out in the steering system. Over a leakage line may possibly held on the actuator aggregate leakage fluid in the system become.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Pumpen der Hydraulikkreise in unterschiedlicher Weise angetrieben werden. Beispielsweise kann die Pumpe eines Hydraulikkreises einen elektrischen Antrieb besitzen, während die Pumpe eines anderen Hydraulikkreises durch den Fahrzeugmotor oder Fahrzeugräder angetrieben wird.According to one preferred embodiment of Invention is provided that the Pumping the hydraulic circuits driven in different ways become. For example, the pump of a hydraulic circuit a own electric drive while the pump of another hydraulic circuit through the vehicle engine or vehicle wheels is driven.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung kann des weiteren vorgesehen sein, die Hydraulikkreise derart auszulegen, daß in allen bei ungestörtem Betrieb auftretenden Betriebsphasen an beiden Motoranschlüssen der Servoventile ein gewisser hydraulischer Überdruck vorliegt. Damit wird mit Sicherheit verhindert, daß sich im Stellmotor bzw. zwischen Servoventil und Stellmotor Luft aufgrund von Leckagen ansammeln und die Funktionsfähigkeit der Stellmotoren beeinträchtigen kann.According to a particularly advantageous embodiment of the invention may further be provided to interpret the hydraulic circuits such that in all operating phases occurring during undisturbed operation at both motor terminals of the servo valves a certain hydraulic over pressure is present. This is prevented with certainty that accumulate air in the servomotor or between servo valve and servomotor due to leaks and affect the functioning of the servomotors.
Dieser Überdruck kann in konstruktiv einfacher Weise dadurch gewährleistet werden, daß in der Verbindung zwischen Niederdruckanschluß des jeweiligen Servoventiles und Saugseite der zugeordneten Pumpe bzw. Reservoir eine Drossel angeordnet ist, die den Strömungswiderstand für den hydraulischen Rück strom vom Stellmotor zum Reservoir oder zur Saugseite der Pumpe bzw. den Rückstrom vom Servoventil zur Saugseite der Pumpe oder zum Reservoir erhöht. Durch Messung der Druckdifferenz an den Drosseln können eine Störung der Hydraulikpumpe bzw. Leckagen im Hydrauliksystem erkannt werden.This overpressure can be ensured in a structurally simple manner that in the connection between low pressure connection of the respective servo valves and suction side of the associated pump or Reservoir a choke is arranged, which is the flow resistance for the hydraulic return current from the servomotor to the reservoir or to the suction side of the pump or the Return flow from Servo valve to the suction side of the pump or reservoir increased. By Measuring the pressure difference at the throttles can be a disturbance of the Hydraulic pump or leaks are detected in the hydraulic system.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgenden Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert wird.Otherwise, will in terms of preferred features of the invention to the claims and the following explanation referred to the drawing, based on a particularly preferred embodiment of the invention explained becomes.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schaltplanartige Darstellung des erfindungsgemäßen Lenksystems.there the sole figure shows a circuit diagram-like representation of the steering system according to the invention.
Gemäß der Zeichnung
besitzt ein nicht näher dargestelltes
Kraftfahrzeug zwei Fahrzeuglenkräder
Der
Stellmotor besitzt zwei miteinander zwangsgekoppelte doppeltwirkende
Kolben-Zylinder-Aggregate
Die
beiden Seiten der Kolben-Zylinder-Aggregate
Die
Pumpen
Zwischen
den Motorleitungen
Zwischen
der Druckleitung
In
den Niederdruckleitungen
Eine
Leckageleitung
Durch
eine Vielzahl von Drucksensoren
Eine
Steuer- und Regelanordnung
Des
weiteren ist das Lenkhandrad
Das
dargestellte System funktioniert wie folgt: Bei normalem Betrieb
werden die Stellmagnete beider Freilaufventile
Vom
Fahrer wird durch Betätigung
des Lenkhandrades
Im
Ergebnis folgt also die Lenkbewegung der gelenkten Fahrzeugräder
Gleichzeitig
wird am Lenkhandrad
Die
Steuer- und Regelanordnung
Darüber hinaus
ist die Steuer- und Regelanordnung
Sollte
nun festgestellt werden, daß im
Hydraulikkreis des Kolben-Zylinder-Aggregates
Gleichzeitig
steuert die Steuer- und Regelanordnung
Da
der intakt gebliebene Hydraulikkreis die Lenkarbeit ohne weiteres
allein übernehmen
kann und die Steuer- und Regelanordnung
Wie
dargestellt arbeiten die Servoventile
Durch
Messung der Druckdifferenz an den Drosseln
Da
die Leckageleitung
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- 1998-12-01 DE DE1998155405 patent/DE19855405B4/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
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