DE20319656U1 - Steering system for two-track vehicle, has pump controller to adjust storage pressure depending on speed of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein insbesondere zweispuriges Kraftfahrzeug mit einer Servolenkeinrichtung zum Einleiten einer Servo-Kraft an einem Lenkgestänge des Kraftfahrzeugs, die mit einer Pumpe versehen ist, mit der wahlweise Hydraulikfluid in einen Druckspeicher gefördert werden kann.The invention relates to a steering system for one in particular two-lane motor vehicle with a power steering device for initiation a servo force on a steering linkage of the motor vehicle, the is provided with a pump, with the optional hydraulic fluid in promoted a pressure accumulator can be.
Bei heutigen Kraftfahrzeugen sind neben einfachen Lenksystemen, bei denen ein von einem Fahrer vorgegebenes Lenksystem ohne jegliche Kraft-oder Momenten-Unterstützung auf lenkbare Fahrzeugräder übertragen wird, Lenksysteme mit einer Kraft- bzw. Momenten-Unterstützung durchaus üblich.In today's motor vehicles in addition to simple steering systems, in which a driver-specified one Steering system without any power or Moments support transferred to steerable vehicle wheels steering systems with power or torque support is quite common.
Die Kraft- bzw. Momenten-Unterstützung wird in der Regel mit sogenannten Servolenkeinrichtungen vorgenommen, bei denen mit Hilfe eines Servoaggregats an einem Lenkgestänge bzw. Lenkgetriebe des Lenksystems ein zusätzliches Servomoment bzw. eine zusätzliche Servokraft eingeleitet wird. Als Servoaggregat dient beispielsweise eine Lenkhilfepumpe, mit der wahlweise Hydraulikfluid in einen hydraulischen Gleichlaufzylinder gefördert wird.The strength or moment support will usually done with so-called power steering devices, where with the help of a servo unit on a steering linkage or Steering gear of the steering system an additional servo torque or one additional Servo force is initiated. Serves as a servo unit, for example a power steering pump, with the optional hydraulic fluid in a hydraulic Synchronous cylinder is promoted.
Unterschieden werden bei solchen Servolenkeinrichtungen Systeme mit hydraulisch offener Mitte („Open-Center-Lenksystem") und Systeme mit hydraulisch geschlossener Mitte („Closed-Center-Lenksystem").A distinction is made between such Systems with hydraulically open center ("open center steering system") and systems with hydraulically closed center ("closed center steering system").
Bei Systemen mit hydraulisch offener Mitte ist ein lastfrei offenes Lenkhilfeventil vorgesehen, durch welches das Hydraulikfluid andauernd und insbesondere auch ohne eines Lenkungseinschlags umgewälzt wird. Derartige Systeme weisen aufgrund der permanenten Umwälzung des Hydraulikfluids einen vergleichsweise schlechten Wirkungsgrad auf.In systems with hydraulically open In the middle there is a load-free open power steering valve through which the hydraulic fluid continuously and especially without of a steering turn becomes. Such systems have due to the permanent circulation of the Hydraulic fluids have a comparatively poor efficiency.
Zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Servolenkeinrichtungen existieren zahlreiche Ansätze. So wird beispielsweise eine Servo-Pumpe nicht direkt von einem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs angetrieben, sondern über einen Elektromotor. Der Förderstrom der Servo-Pumpe wird dann elektronisch geregelt. Beim Einlenken von Fahrzeugrädern wird die Drehzahl des Elektromotors hochgesetzt, sodass während des Lenkvorgangs der erforderliche Nennvolumenstrom zur Verfügung steht. Beim Fahren ohne Einlenken muss die Servo-Pumpe jedoch permanent mit einer Standby-Drehzahl betrieben werden, damit bei plötzlichen Lenkvorgängen der benötigte Volumenstrom sehr schnell zur Verfügung steht.To improve efficiency There are numerous approaches to power steering devices. So For example, a servo pump is not directly driven by a drive unit of the motor vehicle, but via an electric motor. The flow the servo pump is then electronically controlled. When steering of vehicle wheels the speed of the electric motor increased so that during the The required nominal volume flow is available. However, when driving without turning in, the servo pump must be on permanently be operated at a standby speed, so in the event of sudden steering operations the needed one Volume flow is available very quickly.
Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Servolenkeinrichtungen stellen Systeme mit einem konstant gespeicherten Versorgungsdruck dar. Das Lenksystem wird hierbei mit einer geschlossenen Mitte ausgeführt (Closed-Center-Lenkung), d.h. während des Fahrens ohne Einlenken fließt kein Volumenstrom. Das von einer Servo-Pumpe geförderte Hydraulikfluid wird in einem Druckspeicher zwischengespeichert, sodass jederzeit hydraulische Energie für einen plötzlichen Lenkvorgang zur Verfügung steht. Der Druckspeicher wird durch ein gesteuertes Einschalten der Servo-Pumpe geladen. Nachdem ein gewünschter Systemdruck erreicht ist, kann die Servo-Pumpe wieder abgeschaltet werden. Mit einer derartigen Servolenkeinrichtung kann zwar grundsätzlich Energie eingespart werden, die Einsparung ist aber im Hinblick auf die bei heutigen Kraftfahrzeugen gewünschte Umweltverträglichkeit nicht ausreichend.Another approach to improvement systems contribute to the efficiency of power steering systems represents a constantly stored supply pressure. The steering system is carried out with a closed center (closed center steering), i.e. while of driving without turning no volume flow. The hydraulic fluid delivered by a servo pump is temporarily stored in a pressure accumulator so that hydraulic Energy for a sudden Steering operation available stands. The pressure accumulator is controlled by switching on the servo pump is loaded. After a desired system pressure is reached the servo pump can be switched off again. With a Such a power steering device can in principle be saved energy Saving is however with regard to that in today's motor vehicles desired environmental unsatisfactory.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Lenksystem der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die für die Servolenkeinrichtung aufgebrachte Zusatzenergie weiter verringert wird.The invention is based on the object to improve a steering system of the type mentioned at the outset, that for the additional power applied to the power steering device is further reduced becomes.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Lenksystem gelöst, wie es eingangs beschrieben worden ist und bei dem eine Steuereinrichtung zum Steuern der Servo-Pumpe vorgesehen ist, mittels der der von der Servo-Pumpe an einem Druckspeicher bereitgestellte Speicherdruck in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eingestellt werden kann.The task is according to the invention with a steering system solved, as described above and in which a control device is provided to control the servo pump, by means of which the the servo pump storage pressure provided at a pressure accumulator depending the driving speed of the motor vehicle can be adjusted.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bei bekannten Servolenkeinrichtungen, d.h. bei Lenksystemen mit einer konstanten bzw. stets gleichen Versorgungsdruck-Erzeugung an einem Druckspeicher, der tatsächlich für die Unterstützung des Fahrers beim Lenkvorgang benötigte Differenzdruck an einem Gleichlaufzylinder des Lenksystems oft sehr viel kleiner ist, als der im Druckspeicher zur Verfügung stehende konstante Versorgungsdruck. Der zu erzeugende, konstante Versorgungsdruck des Druckspeichers wird nämlich anhand der maximalen Lenkkräfte bei stehendem Fahrzeug ausgelegt. So wird beispielsweise bei einem erforderlichen Lenkdifterenzdruck von 10 bar und einem Speicherdruck von 100 bar 90 % der beim Lenkvorgang eingeleiteten Energie in Verluste umgesetzt.The invention is based on the knowledge that in known power steering devices, i.e. with steering systems with a constant or always the same supply pressure generation on a pressure accumulator that actually for the support the driver needed during the steering process Differential pressure on a synchronous cylinder of the steering system is often very high is much smaller than that available in the pressure accumulator constant supply pressure. The constant supply pressure to be generated the pressure accumulator is namely based on the maximum steering forces designed with the vehicle stationary. For example, with one required steering differential pressure of 10 bar and a storage pressure of 100 bar 90% of the energy introduced during the steering process in losses implemented.
Erfindungemäß wird zur Vermeidung dieses Umstandes gezielt eine Energieeinsparung erreicht, indem der im Druckspeicher bereitgestellte Speicherdruck an die jeweilige Fahrsituation angepasst wird. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten treten geringere Lenkkräfte auf, als bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten. Daher ist bei hohen Fahrgeschwindigkeiten der erforderliche Differenzdruck am Gleichlaufzylinder, der die Lenkunterstützung bewirkt, geringer als der erforderliche Differenzdruck bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten. Es bedarf also prinzipiell nur eines Speicherdrucks, der wenig über dem erforderlichen Differenzdruck liegt.According to the invention to avoid this circumstance Targeted energy savings achieved by using the pressure accumulator provided storage pressure adapted to the respective driving situation becomes. Lower steering forces occur at high driving speeds, than at low driving speeds. Therefore, at high driving speeds required differential pressure at the synchronous cylinder, which provides the steering assistance, less than the required differential pressure at low driving speeds. In principle, therefore, only a memory pressure that is little above that is required required differential pressure is.
Ein solcher Speicherdruck kann bereitgestellt werden, indem der von der Pumpe am Druckspeicher eingespeiste Systemdruck geschwindigkeitsabhängig eingestellt wird. Insbesondere kann somit bei langen Fahrten mit hoher Geschwindigkeit (beispielsweise bei einer langen Autobahnfahrt) der Speicherdruck auf einem niedrigen Niveau gehalten werden.Such a storage pressure can be provided by setting the system pressure fed in by the pump at the pressure storage device as a function of the speed. In particular, the long drive at high speed (for example, a long freeway trip) Storage pressure can be kept at a low level.
Weil interne Leckagen am Gleichlaufzylinder und in der restlichen Servolenkeinrichtung überproportional mit dem anliegenden Systemdruck steigen, wird bei dem vergleichsweise niedrigen Systemdruck gemäß der Erfindung der Leckageanteil stark reduziert. Mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Servo-Pumpe muss daher ein geringerer Leckageanteil ausgeglichen werden. Es ergibt sich insgesamt eine erhebliche Energieeinsparung. Darüber hinaus bietet die Erfindung den Vorteil, dass im Vergleich zu bekannten Lenksystemen an der Welle der Pumpe und bei entsprechender Ausgestaltung auch an der Kurbelwelle des die Pumpe antreibenden Verbrennungsmotors keine hohen Momentenbelastungen auftreten.Because internal leakage at the synchronous cylinder and in the rest of the power steering system disproportionately with the adjacent one System pressure will rise at the comparatively low system pressure according to the invention the leakage rate is greatly reduced. With the provided according to the invention The servo pump must therefore compensate for a lower proportion of leakage become. Overall, there is considerable energy savings. About that In addition, the invention has the advantage that compared to known Steering systems on the shaft of the pump and with the appropriate design also on the crankshaft of the internal combustion engine driving the pump no high moment loads occur.
Technisch kann der erfindungsgemäß geschwindigkeitsabhängig eingestellte Systemdruck in einzelnen Druckstufen bereitgestellt werden, die insbesondere für vorbestimmte Geschwindigkeitsbereiche realisiert werden. Bei einem Erreichen einer unteren Grenze einer Druckstufe schaltet die erfindungsgemäß vorgesehene Pumpe ein, und bei einem Erreichen der Obergrenze der Druckstufe entsprechend aus. Durch Einsatz einer im Volumenstrom kontinuierlich verstellbaren Pumpe (z.B. sauggeregelte Pumpe, Verstellpumpe oder elektrisch betriebene Konstantpumpe mit variabler Drehzahl) kann der Systemdruck in der Servolenkeinrichtung auch kontinuierlich über der Fahrgeschwindigkeit eingestellt werden. Dafür ist zwar unter Umständen ein höherer Regelungsaufwand erforderlich, dieser lohnt sich aber im Vergleich zu der erzielten Energieeinsparung.Technically, the speed-dependent set according to the invention System pressure can be provided in individual pressure levels especially for predetermined speed ranges can be realized. At a Reaching a lower limit of a pressure level switches the one provided according to the invention Pump on, and when the pressure limit is reached accordingly. By using a continuous flow adjustable pump (e.g. suction-controlled pump, variable pump or electrically operated constant speed pump with variable speed) the system pressure in the power steering device also continuously above the Driving speed can be set. This may be in favor of higher Regulatory effort required, but worth comparing to the energy saving achieved.
Der bei der erfindungsgemäßen Servolenkeinrichtung vorgesehene Druckspeicher bedarf, um hydraulische Energie speichern zu können, eines Vorspanndruckes, der beispielsweise durch ein komprimiertes Gasvolumen hinter einer flexiblen Wandung des Druckspeichers erzeugt wird. Liegt der Vorspanndruck über dem Systemdruck, so ist der Druckspeicher inaktiv und es wird kein Hydraulikfluid aufgenommen. Erreicht der Systemdruck der Vorspanndruck, so wird die flexible Wandung des Druckspeichers ausgelenkt und das Gasvolumen über den Vorspanndruck hinaus komprimiert. Die damit einhergehende Verringerung des Gasvolumens führt zu einer Vergrößerung des Hydraulikfluid-Volumens im Druckspeicher, welches unter Systemdruck steht und somit gespeicherte hydraulische Energie in Form eines Speicherdrucks darstellt. Diese gespeicherte Energie wird verwendet, um das Lenksystem in der vorgesehenen Art und Weise betreiben zu können.The in the power steering device according to the invention provided pressure accumulator needs to store hydraulic energy to be able a preload pressure, for example by a compressed Gas volume generated behind a flexible wall of the pressure accumulator becomes. If the preload pressure is above the system pressure, the pressure accumulator is inactive and there is none Hydraulic fluid added. If the system pressure reaches the preload pressure, so the flexible wall of the pressure accumulator is deflected and that Gas volume above compresses the preload pressure. The associated reduction of the gas volume leads to enlarge the Hydraulic fluid volume in the pressure accumulator, which is under system pressure stands and thus stored hydraulic energy in the form of a Represents storage pressure. This stored energy is used to operate the steering system in the intended manner can.
Soll der Speicherdruck, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, geschwindigkeitsabhängig eingestellt werden, so ist zu gewährleisten, dass bei allen Speicherdrücken ein ausreichendes Flüssigkeitsvolumen bzw. Speichervolumen für den Lenkvorgang zur Verfügung steht. Dies kann insbesondere sichergestellt werden, indem für das erfindungsgemäße Lenksystem zwei Druckspeicher vorgesehen werden, in die die Pumpe das Hydraulikfluid fördern kann und die mit Vorspannmitteln mit unterschiedlichen spezifischen Vorspannkräften versehen sind. So kann ein Druckspeicher für sehr hohe Systemdrücke, z.B. bei stehendem Fahrzeug ("Fahrgeschwindigkeit Null") genutzt werden, während der andere Druckspeicher für niedrige Systemdrücke und damit hohe Fahrgeschwindigkeiten ausgelegt ist.If the storage pressure, as proposed according to the invention, depending on speed must be set to ensure that a sufficient fluid volume or storage volume for the steering process available stands. This can be ensured in particular by using the steering system according to the invention Two pressure accumulators are provided in which the pump holds the hydraulic fluid promote can and that with preloading means with different specific preload forces are provided. A pressure accumulator for very high system pressures, e.g. be used when the vehicle is at a standstill ("travel speed zero"), while the other accumulator for low system pressures and is designed for high driving speeds.
Das erfindungsgemäße Lenksystem kann ferner weiter verbessert werden, indem eine einen Gleichlaufzylinder der Servolenkeinrichtung ansteuernde Ventileinrichtung in Form eines Schieberventils gestaltet ist. Bei bekannten Lenksystemen mit konstantem Versorgungsdruck werden im Gegensatz zu dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung Sitzventile zum Steuern des Hydraulikdrucks im zugehörigen Gleichlaufzylinder verwendet. Sitzventile verhindern zwar einen dauerhaften internen Leckagestrom beim Fahren ohne Einlenken, indem sie die Leckage auf Null reduzieren, sie weisen aber den Nachteil auf, dass sie bereits bei kleinen Öffnungswegen große Öffnungsquerschnitte freigeben. Daher entstehen beim Öffnen eines Sitzventils kurzzeitig sehr große Volumenströme, die an einem angeschlossenen Gleichlaufzylinder den Druck schnell ansteigen lassen und zu Kavitation oder Ausgasen gelöster Luft führen können. Diese Auswirkungen können sich haptisch (am Lenkrad) oder als Geräusch bemerkbar machen. Zudem können sie zu Problemen bei der Regelung des Differenzdruckes am Gleichlaufzylinder führen. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Schieberventile haben demgegenüber ein erheblich besseres Öffnungsverhalten, indem mit zunehmendem Ventilschieberweg der Durchfluss entsprechend langsam steigt. Der Volumenstrom und damit der Druckanstieg am Gleichlaufzylinder kann daher sehr viel besser eingeregelt werden.The steering system according to the invention can also continue can be improved by a synchronous cylinder of the power steering device driving valve device designed in the form of a slide valve is. In known steering systems with constant supply pressure in contrast to this development according to the invention, seat valves for Controlling the hydraulic pressure used in the associated synchronous cylinder. Seat valves prevent permanent internal leakage current when driving without steering by reducing the leakage to zero, however, they have the disadvantage that they are already used for small opening paths large opening cross-sections release. Therefore arise when opening of a seat valve for a short time very large volume flows that the pressure increases quickly on a connected synchronous cylinder and can lead to cavitation or outgassing of dissolved air. These effects can be tactile (on the steering wheel) or as a sound to make noticable. You can also problems with the regulation of the differential pressure on the synchronous cylinder to lead. The slide valves provided according to the invention have against it a significantly better opening behavior, by making the flow correspondingly slow with increasing valve slide travel increases. The volume flow and thus the pressure increase at the synchronous cylinder can therefore be regulated much better.
Schieberventile weisen leider prinzipbedingt den Nachteil auf, dass stets ein interner, wenn auch geringer Leckagestrom durch das Schieberventil fließt. Dieser Nachteil kann jedoch vorteilhaft ausgeglichen werden, indem stromaufwärts und/oder stromabwärts vom Schieberventil ein weiteres Sperrventil in Gestalt eines Sitzventils angeordnet ist. Beim Fahren ohne Einlenken bleibt dieses Sitzventil geschlossen, sodass kein Leckagestrom fließt. Leitet ein Fahrer an der Lenkhandhabe einen Lenkvorgang bzw. ein Lenkmoment ein, so wird das Sitzventil ab einer bestimmten Größe des Lenkmoments geöffnet. Wenn das Sitzventil stromaufwärts des Schieberventils angeordnet ist, so kann während des Öffnens am Schieberventil zwar ein Druckstoß entstehen, dieser setzt sich jedoch nicht bis zum Gleichlaufzylinder fort, da selbst ein offenes Schieberventil in Mittenposition eine erhebliche Drosselwirkung aufweist. Wenn das Sitzventil stromabwärts des Schieberventils angeordnet ist, so steht beim Fahren ohne Einlenken, d.h. bei geschlossenem Sitzventil, der Versorgungsdruck bzw. Systemdruck in beiden Kammern des Gleichlaufzylinders an. Beim Beginn eines Lenkvorgangs öffnet das Sitzventil und der Druck in der zugehörigen Kammer des Gleichlaufzylinders sinkt. Sofern das Schieberventil noch in Mittenposition bzw. nahe der Mittenposition steht, erfolgt diese Druckabsenkung aufgrund der Drosselwirkung des Schieberventils ausreichend langsam. Ein schlagartiger Druckabfall, der an der Lenkhandhabe fühlbar oder hörbar wäre, wird somit vermieden.Due to the principle, slide valves unfortunately have the disadvantage that an internal, albeit small, leakage current always flows through the slide valve. However, this disadvantage can advantageously be compensated for by a further shut-off valve in the form of a seat valve being arranged upstream and / or downstream of the slide valve. When driving without turning in, this seat valve remains closed so that no leakage current flows. If a driver initiates a steering process or a steering torque on the steering handle, the seat valve is opened from a certain size of the steering torque. If the poppet valve is arranged upstream of the slide valve, a pressure surge can occur during opening on the slide valve, but this does not continue to the synchronous cylinder, since even an open slide valve in the middle position has a considerable throttling effect. If the poppet valve is arranged downstream of the slide valve, the supply pressure is when driving without turning, ie with the poppet valve closed or system pressure in both chambers of the synchronous cylinder. When a steering process begins, the seat valve opens and the pressure in the associated chamber of the synchronous cylinder drops. If the slide valve is still in the middle position or close to the middle position, this pressure drop is sufficiently slow due to the throttling action of the slide valve. A sudden drop in pressure that would be felt or heard on the steering handle is thus avoided.
Wie oben bereits erwähnt, ist bei dem erfindungsgemäßen Lenksystem vorteilhaft eine den Gleichlaufzylinder ansteuernde Ventileinrichtung vorgesehen, welche in Mittenposition geschlossen ist (Closed-Center-Lenksystem). Alternativ kann eine Ventileinrichtung verwendet werden, bei der in Mittenposition die Arbeitsanschlüsse des Gleichlaufzylinders mit einem Vorratsbehälter verbunden sind und bei dem dann insbesondere der aus der Pumpe herausführende Druckanschluss geschlossen ist (Opera-Center-Lenksystem insbesondere mit gesperrtem Druckanschluss). Die Ventileinrichtung hält in diesem Fall keine an dem Lenkgestänge des Kraftfahrzeugs angreifenden Lasten mehr, was aus energetischen Gründen sinnvoll erscheint. Zugleich wird es möglich, dass Stöße, welche von der Fahrbahn über Reifen des Kraftfahrzeugs auf das Lenkgestänge geleitet werden, über eine mechanische Transmission der Lenksäule des Lenksystems direkt an den Fahrer weitergeleitet werden.As mentioned above, is in the steering system according to the invention advantageously a valve device which drives the synchronous cylinder provided, which is closed in the center position (closed center steering system). alternative a valve device can be used in the middle position the work connections of the synchronous cylinder are connected to a storage container and at which then in particular closed the pressure connection leading out of the pump is (Opera center steering system especially with blocked pressure connection). The valve device stops in In this case, none attacking the steering linkage of the motor vehicle Loads more, which seems reasonable for energy reasons. at the same time will it be possible that bumps which from the roadway over Tires of the motor vehicle are directed to the steering linkage via a mechanical transmission of the steering column of the steering system directly be forwarded to the driver.
Fahrbahnunebenheiten werden dadurch an einer Lenkhandhabe, insbesondere einem Lenkrad besser wahrgenommen.This will make road bumps better perceived on a steering handle, especially a steering wheel.
Die Erfindung ist ferner besonders vorteilhaft mit einem Lenksystem der eingangs genannten Art gelöst, bei dem eine Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen des/der Druckspeicher/s und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Temperatur des/der Druckspeicher/s insbesondere in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind.The invention is also special advantageously solved with a steering system of the type mentioned, at a device for heating and / or cooling the / the pressure accumulator / s and a control device for controlling the temperature of the pressure accumulator (s) especially dependent the driving speed of the motor vehicle are provided.
Diese erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass bei dem Lenksystem gemäß der Erfindung ein nur gering vorgespannter Druckspeicher bei einer bestimmten Änderung des Druckes ein nur geringes Hydraulikfluid-Arbeitsvolumen bereitstellt, d.h. der Gradient der Volumenänderung zur Druckänderung ist sehr klein. Bei dem erfindungsgemäßen Lenksystem wird bei niedriger Fahrgeschwindigkeit oder bei stehendem Fahrzeug ein hoher Systemdruck benötigt. Gerade in einer solchen Fahrsituation ist der Volumenbedarf des Lenksystems hoch und es wäre von Vorteil, wenn ein großes Arbeitsvolumen zur Verfügung stünde. Um für solche Fahrsituationen und die zugehörigen Lenkvorgänge ausreichend Arbeitsvolumen zur Verfügung zu stellen, wird in einer der oben erläuterten Weiterbildungen der Erfindung vorgeschlagen, dass zwei Druckspeicher vorgesehen sind, von denen einer einen hohen Vorspanndruck aufweist. Dieser Druckspeicher verfügt dann über ein ausreichendes Arbeitsvolumen bei hohem Systemdruck. Wird der Systemdruck z.B. aufgrund einer hohen Fahrgeschwindigkeit abgesenkt, so geht die Wandung bzw. Membran dieses Druckspeichers gegen einen Anschlag und es steht nur noch der Druckspeicher mit niedrigem Vorspanndruck zur Verfügung.This solution according to the invention is based on the knowledge that the steering system according to the invention is only a small one preloaded pressure accumulator with a certain change the pressure provides only a small hydraulic fluid working volume, i.e. the gradient of the volume change to change the pressure is very small. In the steering system according to the invention is at lower Driving speed or a high system pressure when the vehicle is stationary needed. In such a driving situation, the volume requirement of the Steering system high and it would be beneficial if a big one Working volume available would. To for such driving situations and the associated steering processes are sufficient Working volume available in one of the developments explained above Invention proposed that two pressure accumulators are provided one of which has a high preload pressure. This pressure accumulator then has a sufficient working volume with high system pressure. The system pressure e.g. lowered due to a high driving speed, so goes the wall or membrane of this pressure accumulator against a stop and there is only the pressure accumulator with a low preload pressure to disposal.
Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Weiterbildung eines Lenksystems wird erfindungsgemäß ferner vorgeschlagen, dass die Temperatur eines Druckspeichers, insbesondere die Temperatur von dessen Gasvolumen, in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs geregelt wird. Durch die Veränderung der Temperatur des Gasvolumens bzw. Speichergases kann der Vorspanndruck des Druckspeichers verändert werden. Es besteht somit die Möglichkeit, das innerhalb einer bestimmten Druckspanne nutzbare Arbeitsvolumen zu optimieren und somit an die Fahrgeschwindigkeit des Lenksystems anzupassen.Alternatively or in addition to Such a development of a steering system is further inventively suggested that the temperature of a pressure accumulator, in particular the temperature of its gas volume, depending on the driving speed of the motor vehicle is regulated. By changing the temperature of the Gas volume or storage gas can the bias pressure of the pressure accumulator changed become. It is therefore possible to the usable work volume within a certain pressure range to optimize and thus to the driving speed of the steering system adapt.
Durch die vorgeschlagene Änderung des Speicherdruckes eines Druckspeichers an einer Servolenkeinrichtung kann also durch Heizen oder Kühlen des Speichergases im Vergleich zu bekannten Lösungen die Speicherkapazität des Druckspeichers durch eine kontinuierliche Temperaturregelung stufenlos verändert werden.By the proposed change the accumulator pressure of a pressure accumulator on a power steering device can be done by heating or cooling of the storage gas compared to known solutions through the storage capacity of the pressure accumulator a continuous temperature control can be changed continuously.
Die Veränderung der Temperatur und damit des Vorspanndrucks des erfindungsgemäßen Druckspeichers geschieht durch Wärmezufuhr und/oder Wärmeabfuhr.The change in temperature and so that the bias pressure of the pressure accumulator according to the invention occurs by supplying heat and / or heat dissipation.
Die Wärmezufuhr kann über unterschiedliche Vorrichtungen erfolgen, beispielsweise mit einer elektrischen Glühwendel, einer elektrisch beheizbaren Speicherwandung, einer elektrisch beheizbaren Membran, mittels Abgasen eines Verbrennungsmotors, mittels der Abwärme eines Verbrennungsmotors oder durch sonstige Wärmequellen. Die Wärmequelle ist dabei vorteilhaft unmittelbar im Druckspeicher, insbesondere mit direktem Kontakt zum Speichergas angeordnet.The heat supply can vary Devices are made, for example with an electric filament, an electrically heatable storage wall, an electrically heatable membrane, by means of exhaust gases from an internal combustion engine, by means of the waste heat of a Internal combustion engine or other heat sources. The heat source is advantageous directly in the pressure accumulator, in particular arranged with direct contact to the storage gas.
Die Abfuhr von Wärme kann vorteilhaft über freie oder erzwungene Konvektion mittels eines Lüfters erfolgen. Je nach Temperaturbereich kann darüber hinaus auch die Kühlflüssigkeit eines Verbrennungsmotors für die Wärmeabfuhr genutzt werden.The dissipation of heat can be advantageous over free or forced convection using a fan. Depending on the temperature range can about it also the coolant an internal combustion engine for the heat dissipation be used.
Die beiden Vorgänge des Erwärmens und des Kühlens eines erfindungsgemäßen Druckspeichers können vorteilhaft in einer einzigen Einrichtung vereint werden, indem diese mit einem Peltier-Element gestaltet ist. Bei einem solchen Pettier-Element wird die Oberfläche des Elements durch Anlegen von definierten elektrischen Spannungen gezielt gekühlt oder gewärmt.The two processes of heating and cooling one pressure accumulator according to the invention can advantageously combined in a single facility by this is designed with a Peltier element. With such a Pettier element becomes the surface of the element by applying defined electrical voltages targeted cooling or warmed.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Heizung und/oder Kühlung eines Druckspeichers an einem Lenksystem mit Servolenkeinrichtung ist die damit erzielte Kompensation besonders tiefer bzw. hoher Umgebungstemperaturen. In einem kalten Kraftfahrzeug sinkt bei einer Temperatur von beispielsweise – 40°C der Vorspanndruck eines Druckspeichers gegenüber einer normalen Betriebstemperatur stark ab. Bei sehr niedriger Temperatur steht also nur ein sehr kleines Arbeitsvolumen zur Verfügung. Wenn der Speicher bei einer maximal zulässigen Betriebstemperatur von +130°C mit seinem Vorspanndruck gerade noch unter dem minimalen Systemsdruck von z.B. 50 bar bleiben soll, so sinkt der Vorspanndruck bei einer Temperatur von – 40°C auf 29 bar. Um das Arbeitsvolumen des Druckspeichers auch bei niedrigen Außentemperaturen von Beginn der Fahrt an erhöhen zu können, kann erfindungsgemäß durch eine Temperaturerhöhung des Gases auf beispielsweise +50°C der Vorspanndruck eines Druckspeichers auf etwa 40 bar erhöht werden. Das gespeicherte Hydraulikfluidvolumen kann dadurch beträchtlich erhöht werden.Another advantage of the heating and / or cooling of a pressure accumulator according to the invention on a steering system with a power steering device is the compensation achieved in this way of particularly low or high ambient temperatures. In a cold automobile drops at a temperature of for example - 40 ° C the preload pressure of a pressure accumulator from a normal operating temperature. At a very low temperature, there is only a very small working volume available. If the storage tank is to remain at a maximum permissible operating temperature of + 130 ° C with its preload pressure just below the minimum system pressure of, for example, 50 bar, the preload pressure drops to 29 bar at a temperature of - 40 ° C. In order to be able to increase the working volume of the pressure accumulator from the start of the journey even at low outside temperatures, the prestressing pressure of a pressure accumulator can be increased to approximately 40 bar by increasing the temperature of the gas to, for example, + 50 ° C. The stored hydraulic fluid volume can thereby be increased considerably.
Ein zusätzlicher positiver Effekt eines Vorheizens eines Druckspeichers an einer Servolenkeinrichtung eines Lenksystems ergibt sich dadurch, dass auch die Wandung bzw. Membran des Druckspeichers erwärmt wird. Sofern diese Wandung aus einem Elastomer hergestellt ist, erhöht sich deren Elastizität und insbesondere durch einen Temperaturerhöhung auf über – 30°C° wird deren Bruchgefahr erheblich vermindert.An additional positive effect of one Preheating a pressure accumulator on a power steering device Steering system results from the fact that the wall or membrane of the pressure accumulator heated becomes. If this wall is made of an elastomer, elevated their elasticity and in particular by increasing the temperature to above -30 ° C. the risk of breakage becomes considerable reduced.
Bei dem erfindungsgemäßen Lenksystem ist schließlich die darin vorgesehene Servolenkeinrichtung vorteilhaft mit einer Überlagerungslenkeinrichtung kombiniert, mittels der an dem Lenkgestänge des Lenksystems ein im Betrag und/oder in der Drehrichtung variabler Überlagerungswinkel eingebracht werden kann. Mit der Überlagerungslenkeinrichtung können gegebenenfalls unabhängig von der von einem Fahrer vorgegebenen Lenkrichtung an den lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs die für die jeweilige fahrdynamische Situation des Kraftfahrzeugs erforderlichen Radwinkel eingestellt werden.In the steering system according to the invention is finally the power steering device provided therein advantageously with a superimposed steering device combined, by means of a on the steering linkage of the steering system Amount and / or variable overlay angle in the direction of rotation are introduced can. With the superimposed steering device, if necessary independently from the steering direction specified by a driver to the steerable wheels of the motor vehicle for the respective driving dynamic situation of the motor vehicle required Wheel angle can be set.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Lenksystems anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Exemplary embodiments of a steering system according to the invention based on the attached schematic drawings closer explained. It shows:
In
An dem Lenksystem
Die Servo-Pumpe
In Strömungsrichtung hinter dem Sperrventil
An dem Schieberventil
Dem Lenksystem
Die Steuereinrichtung
In
In
- 1010
- Lenksystemsteering system
- 1212
- LenkhandhabeSteering handle
- 1414
- Lenksäulesteering column
- 1616
- MomentenmesseinrichtungMoment measuring device
- 1818
- Lenkgetriebesteering gear
- 2020
- Lenkgestängesteering linkage
- 2222
- Fahrzeugrädervehicle wheels
- 2424
- ServolenkeinrichtungPower steering device
- 2626
- Servo-PumpePower steering pump
- 2828
- GleichlaufzylinderSynchronizing cylinder
- 3030
- Elektromotorelectric motor
- 3232
- Rückschlagventilcheck valve
- 3434
- Druckleitungpressure line
- 3636
- Sperrventilcheck valve
- 3838
- Druckspeicheraccumulator
- 4040
- DruckmesseinrichtungPressure measuring device
- 4242
- Druckanschlusspressure connection
- 4444
- Schieberventilspool valve
- 4646
- erste Leitungfirst management
- 4848
- zweite Leitungsecond management
- 5050
- erste Kammerfirst chamber
- 5252
- zweite Kammersecond chamber
- 5454
- Verbindungsleitungconnecting line
- 5656
- DruckmesseinrichtungPressure measuring device
- 5858
- RücklaufanschlussReturn connection
- 6060
- Vorratsbehälterreservoir
- 6262
- Saugleitungsuction
- 6464
- Steuereinrichtungcontrol device
- 6666
- Einrichtung zum Messen der FahrzeuggeschwindigkeitFacility for measuring vehicle speed
- 6868
- zweiter Druckspeichersecond accumulator
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20319656U DE20319656U1 (en) | 2003-11-06 | 2003-11-06 | Steering system for two-track vehicle, has pump controller to adjust storage pressure depending on speed of vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20319656U DE20319656U1 (en) | 2003-11-06 | 2003-11-06 | Steering system for two-track vehicle, has pump controller to adjust storage pressure depending on speed of vehicle |
DE10351769A DE10351769A1 (en) | 2003-08-16 | 2003-11-06 | Automotive power assisted steering system has hydraulic pressure tank that is recharged on demand by a control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE20319656U1 true DE20319656U1 (en) | 2004-05-27 |
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ID=32471521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE20319656U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006048453A1 (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Power steering for motor vehicles |
DE102005009952A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Bayerische Motoren Werke Ag | Servo assisted steering system of closed center type with hydraulic pressure reservoir for rapid response |
-
2003
- 2003-11-06 DE DE20319656U patent/DE20319656U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006048453A1 (en) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Continental Teves Ag & Co. Ohg | Power steering for motor vehicles |
DE102005009952A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Bayerische Motoren Werke Ag | Servo assisted steering system of closed center type with hydraulic pressure reservoir for rapid response |
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Legal Events
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R207 | Utility model specification |
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R152 | Term of protection extended to 10 years |
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |