DE2545970C2

DE2545970C2 - Hydraulische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2545970C2
Application number: DE2545970A
Authority: DE
Inventors: Takashi Asaka Saitama Aoki; Masao Niiza Saitama Nishikawa; Yoshihiko Toshimitsu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1974-10-14
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1984-07-05
Also published as: DE2545970A1; FR2288023B1; AU8553875A; JPS5143529A; US3994361A; FR2288023A1; JPS5411171B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Hilfskraftlenkung ist bekannt (GB-PS 00 679). Der Öldruck, der dabei das Steuerventil beaufschlagt, ist direkt proportional zur Fahrgeschwindigkeit, d. h. bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten ist die vom Fahrer zu leistende Lenkkraft niedrig, bei hohen Geschwindigkeiten groß. Bei Störungen, z. B. einem Leck in der die Fahrgeschwindigkeit ermittelnden Einrichtung sinkt der Öldruck ab und die aufzubringende Lenkkraft nimmt ab, so das als wenn die Fahrgeschwindigkeit gering wäre, was bei schneller Fahrt zu sehr gefährlichen Situationen durch Übersteuerung führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Servolenkungseinrichtung zu schaffen, bei der in Schadensfällen, z. B. bei Leckagen, sich der durch das Leck absinkende Öldruck so auswirkt, daß der Lenkkraftbedarf ansteigt, wie wenn die Fahrgeschwindigkeit erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs genannten Merkmale bei Einrich

tungen nach dessen Oberbegriff gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der in der Ölabführleitung herrschende Druck umgekehrt proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit Bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit ist der Öldruck verhältnismäßig hoch und bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ist er verhältnismäßig niedrig.

Wenn Störungen bei der die Geschwindigkeit ermittelnden Einrichtung, die aus der Absaugepumpe und anderen Bauelementen besteht z. B. durch eine Leckage oder dergleichen auftreten, so sinkt der Öldruck in der Ablaufleitung ab. Dieser Druckabfall wirkt sich in gleichem Sinn aus wie die Druckänderung in der Leitung, die bei Steigerung der Fahrgeschwindigkeit entsteht, wodurch die benötigte Lenkkraft selbst dann erhöht wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit gering ist Hierdurch wird die Sicherheit des Fahrzeuges wesentlich erhöht.

Bei Rückwärtsfahrt arbeitet die Absaugepumpe als Versorgungspumpe, die den Öldruck für das System liefert, der einen vorbestimmten Druck nicht überschreiten soll. Parallel zur Absaugepumpe ist daher ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen.

Nachstehend werden unter bezug auf die Zeichnungen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Lenkgetriebe und ein Lenkventil;

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie H-II der Fig. 1;

F i g. 3 einen Schaltplan einer Einrichtung mit geänderter Drosselstellenanordnung und

F i g. 4 ein Arbeitsdiagramm.

Die Lenkspindel 1 des Fahrzeugs mit dem am oberen Ende aufgesetzten Lenkrad 2 trägt am unteren, verlängerten Ende das Ritzel 4 eines Zahnstangengetriebes 5, dessen Zahnstange 3 in einem Gehäuse aufgenommen ist. Am unteren Ende trägt die Lenkspindel 1 den Ventilkolben 7 eines Axial-Kolbenlenkventils, das durch Vorbzw. Rückverschiebung in einem Ventilgehäuse 6 umgeschaltet wird. Im Ventilgehäuse 6 ist ein Druckanschluß an eine Druckleitung 9 angeschlossen und über eine Drosselstelle 9a mit der den Ventilkolben 7 aufnehmenden Bohrung verbunden. Eine Druckmittelquelle 8 liefert das erforderliche Druckmittel. Das Druckmittel verläßt das Ventilgehäuse 6 durch einen Auslaß 10 und wird in einen Behälter 11 zurückgeleitet. Über Arbeitsleitungen 12 werden die beiden Arbeitskammern 14 eines Lenkmotors, die durch einen Kolben 13 voneinander getrennt sind, mit Druckmittel beaufschlagt.

Ein Mengensteuerventil 8a hält die Druckmittelmenge, die durch die Druckleitung 9 dem Lenkventil zufließt, konstant. Durch ein Druckbegrenzungsventil Sb wird erreicht, daß der Druck einen gewünschten Höchstwert nicht übersteigt und durch ein Rückschlagventil 8c wird die Entstehung eines Unterdrucks verhindert.

Ein paar vorderer und hinterer Kolben 17 in Rückwirkkammern 15 werden durch Federn 16 auseinander gedruckt. Die Kolben 17 liegen an Flanschen 18 des Lenkventils an. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind vier solcher Rückwirkkammern 15 gezeigt (F i g. 3). Sie sind durch eine Zweigleitung 19 miteinander verbunden und an ein Steuerventil angeschlossen, dessen Steuerventilkolben 20 verschiebbar in einem Ventilgehäuse 23 angeordnet ist und das an einer Seite eine Gehäusenut 21 aufweist, an die die Zweigleitung 19 anschließt. Mit axialem Abstand zur Gehäusenut 21 ist eine Einlaßöffnung 22 angeordnet, an die die Drucklei-

tung 9 angeschlossen ist

Der Steuerventilkolben 20 ist an einem Ende mit einer Querbohrung 20a versehen, die in der Gehäusenut 2i mündet In seinem Mittelteil weist der Ventilkolben 20 eine umlaufende Nut 206 auf, die mit der Einlaßöffnung 22 in Verbindung steht Der Veniiikolben 20 wird durch die auf das andere Ende des Ventilkolbens einwirkende Kraft einer Feder 20c in die Öffnungsrichtung (in F i g. 3 nach rechts) gedrückt, in welcher Stellung die Druckleitung 9 und die Zweigleitung 19 über die Nut 206 miteinander verbunden sind.

Zusätzlich ist eine Druckkammer 23a an dem einen Ende des Steuerventilkolbens 20 (s. insbesondere F i g. 2) vorgesehen. Diese Kammer 23a ist durch eine Abflußleitung 24 mit dem Behälter 11 verbunden. Die Querbohrung 20a steht über eine eine Drossel 25 enthaltende Verbindungsleitung mit der Druckkammer 23a in Verbindung. Auf diese Weise stehen die Zweigleitung 19 und die Querbohrung 20a mit der mit der Druckkammer 23a verbundenen Abflußleitung 24 über die Drosselstelle 25 in Verbindung.

Die Abflußleitung 24 ist stromab mit einer den Abfluß in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit steuernden Absaugepumpe 26, die durch eine Zwischenwelle des Fahrzeugs angetrieben wird, versehen.

Ein Druckbegrenzungsventil 27 ist parallel zur Pumpe 26 in der Abflußleitung 24 angeordnet. Es öffnet, wenn der Druck in der Abflußleitung 24 einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dadurch soll der Kraftaufwand für die Betätigung der Lenkung herabgesetzt werden. Durch ein Rückschlagventil 28, das ebenfalls parallel zur Pumpe 26 liegt, wird verhindert, daß in der Abflußleitung 24 ein negativer Druck entsteht.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben:

Bei haltendem Fahrzeug, d. h. wenn seine Fahrgeschwindigkeit Vo — 0 ist, wird die Absaugpumpe ?S nicht angetrieben, so daß die Abflußleitung 24 geschlossen ist. Das Druckmittel in der Druckleitung 9, der Zweigleitung 19 und dei Abflußleitung 24 steht dann unter dem gleichen Druck. Der Druck in der Abflußleitung 24 wirkt in die Druckkammer 23a hinein und drückt den Steuerventilkolben 20 nach links in die Schließrichtung. Die Zweigleitung 19 wird dadurch verschlossen und die Verbindung der Kammer 15 und der Abflußleitung 24 mit der Druckleitung 9 ist unterbrochen. Infolgedessen steigt der Druck in der Kammer 15 und in der Abflußleilung 24 nicht über einen vorbestimmten Druck Po an, durch den der Steuerventilkolben 20 gegen die Kraft der Feder 20c in seine Verschlußposition bewegt ist. Wird nun bei einem Lenkausschlag in der Kammer 14 und in der Druckleitung 9 ein dem Lenkwiderstand entsprechender Druck erzeugt, so kann sich dieser nicht in die Kammer 15 fortpflanzer., da die Verbindung zwischen den Kammern 15 und der Druckleitung 9 unterbrochen ist.

Die Lenkkraft, die der Fahrer aufwenden muß, übersteigt daher nicht einen Wert, der durch die Druckkraft der Feder 16 in der Kammer 15 plus dem Öldruck P₀ in dieser Kammer bestimmt ist. Die für die Lenkung aufzuwendende Kraft ist in Fig.4 als Kurvenzug O-A-Vo gezeigt. Der Knickpunkt A wird hier durch die Kraft der Feder 16 in der Kammer 15 und dem in ihr vorhandenen Öldruck P₀ bestimmt.

Wird die Fahrgeschwindigkeit auf Vj erhöht, wird die Absaugpumpe 26 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit angetrieben und das Druckmittel in der Abflußleitiine 24 fließt in den Behälter 11 ab. Der Druck in der Leitung 24 und der in der mit ihr verbundenen Druckkammer 23a sinkt, so daß der Steuerventilkolben 20 durch die Feder 20c in seine »Offen«-Stellung verschoben wird. Dadurch wird die Verbindung zwischen der Kammer 15 und der Druckleitung 9 hergestellt Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, wird in der Kammer 15 ein Druck aufgebaut der dem Druck in der Druckleitung 9, reduziert um den Druckabfall in der Drossel 9a, entspricht. Ist dieser Wert höher als durch P₀ festgelegt, wird der Druck in der Kammer 15 vergrößert so daß der Punkt A zum Punkt Pirn Diagramm F i g. 4 angehoben wird.

Fließt Druckmittel aus der Zweigleitung 19 durch die Drosselstelle 25 in die Abflußleitung 24 und steigt der Druck in der Abflußleitung und damit in der mit ihr verbundenen Druckkammer 23a auf den vorher erwähnten Druck Pc so schließt der Steuerver.tilkolben 20 die Zweigleitung 19 und die Verbindung zwischen der Kammer 15 und der Druckleitung 9 ist unterbrochen.

Bei diesem Zustand wird der Druck in der Kammer 15, also auf der Einströmseite der Drossel 25 automatisch so gesteuert, daß zum Druck P₀ in der Abflußleitung 24. also auf der Ausströmseite der Drossel 25, ein Teildruck JP hinzukommt, der dem Druckabfall in der Drossel 25 entspricht. Dies zeigt die Kurve O-P-B\· V₁.

Wird das Fahrzeug mit einer höheren Fahrgeschwindigkeit V₂ gefahren, steigt die Drehzahl der Pumpe 26 entsprechend an und der Durchsatz durch die Drossel 25 steigt ebenfalls entsprechend der Steigerung der Geschwindigkeit an. Entsprechend vergrößert sich auch der Druckabfall in der Drossel 25 und so erhöht sich der Druck in der Kammer 15. Dadurch wird Punkt B] im Diagramm nach Punkt Bi angehoben und der Kurvenzug verläuft O-P-B₂- V₂.

Wird das Fahrzeug rückwärts gefahren, wird die Pumpe 26 in entgegengesetztem Sinn angetrieben, und dient nun als Versorgungspumpe. Sie speist nun Druckmittel in die Abflußleitung 24, so daß das Steuerventil 20 geschlossen wird. Ein hoher Druck wirkt in der Kammer 15 über die Drossel 25. Wenn in diesem Fall der Druck den Einstellwert des Druckbegrenzungsventils 27 erreicht, öffnet dieses. Der Druck in der Abflußleitung 24 und der mit ihr über die Drossel 25 verbundenen Kammer 15 kann aiso den vorbestimmten Druck nicht überschreiten. Diese Verhältnisse sind in der Fig.4 durch den Kurvenzug O-P'- V_B gezeigt. Der Punkt P'wird hier durch den Einstellwert des Druckbegrenzungsventils bestimmt.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist gemäß

so F i g. 2 die Drossel 25 Teil des Steuerventilkolbens 20. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Bauart beschränkt. Es kann auch eine Abwandlung in Betracht gezogen werden, bei der die Zweigleitung 19 und die Abflußleitung 24 durch eine Bypass-Leitung miteinander verbunden sind (Fig. 3), die Drossel 25 in dieser Bypass-Leitung angeordnet ist und der Druck am Drosselauslaß zur Öldruckkammer 23a geführt wird.

So kann nach der Erfindung bei stehenden oder langsam fahrendem Fahrzeug die Lpnkung mit gleichbleibendem, niedrigem Kraftaufwand ohne Rücksicht auf die sich laufend ändernden, von der Straße ausgehenden Widerstände betätigt werden. Wird das Fahrzeug mit hoh~r Geschwindigkeit gefahren, so wird die Lenkkraft automalisch entsprechend dem Widerstand der Stra-

b5 ßenoberfläche vergrößert und eine Übersteuerung wird wirkungsvoll vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftlenkung für Fahrzeuge, mit einem von einer Lenkspindel aus betätigbaren Axialkolben-Lenkventil, durch das ein Lenkmotor mit von einer Servopumpe über eine Druckleitung geliefertem Druckmittel beaufschlagbar ist, und dessen Ventilkolben durch Reaktionskolben in beiden Schaltrichtungen belastet ist, die eine Reaktionskammer abschließen, in die von der Servopumpe geliefertes Druckmittel durch eine von der Druckleitung abzweigende und über ein Steuerventil geführte Zweigleitung eingespeist wird, wobei eine Steuerkante des Kolbens des Steuerventils den Durchfluß zur Reaktionskammer mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zunehmend freigibt und bei stillstehendem Fahrzeug sperrt und der Kolben auf einer Stirnfläche durch Druckmittel in Schließrichtung beaufschlagt wird, das von dem zwischen der Steuerkante und der Reaktionskammer liegenden Abschnitt der Zweigleitung über eine Verbindungsleitung zu der von der Stirnfläche abgeschlossenen Gehäusekammer geführt wird und dessen Druck in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) des Steuerventils in Öffnungsrichtung durch eine Feder (2Oc^ belastet, in die Verbindungsleitung eine Drosselstelle (25) eingesetzt und die Gehäusekammer (23a) an eine entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit angetriebene Absaugepumpe (26) angeschlossen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung im Ventilkolben (20) des Steuerventils von einer hinter der Steuerkante gelegenen Querbohrung (20a) zu der Stirnfläche führt und die Mündungen der Querbohrung (2Oa_x)VOn einer Gehäusenut (21) umgeben sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugepumpe (26) ein Druckbegrenzungsventil (27) parallelgeschaltet ist.