DE2628017C3

DE2628017C3 - Hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2628017C3
Application number: DE2628017A
Authority: DE
Inventors: Kimio Saitama Miura; Noriyuki Tokio Takahashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1975-07-01
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1980-01-17
Also published as: US4047728A; DE2628017B2; JPS525121A; JPS5519792B2; DE2628017A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem über eine Lenkspindel betätigbaren Lenkventil, durch das von einer Druckmittelquelle ^v> geliefertes Druckmittel zwei Druckräumen eines Lenkmotors zugeteilt werden kann, wobei jeder der Druckräume außerdem an eine Ventilkammer eines Steuerventils mittels einer Kurzschlußleitung angeschlossen ist, die einander gegenüberliegend in der ^r>" Ventilkammer enden und wobei ein in der Ventilkammer verschiebbares Ventilglied durch seine Steuerbewegungen das Ausmaß von Druckmittelaustausch zwischen den Druckräumen des Lenkmotors durch die Kurzschlußleitung hindurch steuert. '>'>

Mit Ansteigen der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges nimmt dessen Lenkwiderstand ab, so daß Lenkeinschläge einen geringeren Kraftaufwand erfordern. Dies führt bei hohen Geschwindigkeiten leicht zu Lenkfehlern, da die Lenkausschläge zu groß bemessen ^h" werden.

Um die damit verbundenen Gefahren zu vermeiden, sind bereits verschiedene Korrektureinrichtungen geschaffen worden. So sind bei Hilfskraftlenkungen der eingangs genannten Art (US-PS B 3 IO149) die ^h'> Kammern des Lenkmotors durch eine Kurzschlußleitung miteinander verbunden, in die ein Ventil eingeschaltet ist, dessen Ventilschieber hydraulisch mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges in eine zunehmend einen Durchfluß durch die Kurzschlußleitung zulassende Stellung verschoben wird. Dadurch wird die im Lenkmotor wirksam werdende Druckdifferenz zunehmend kleiner und so der Anteil der Handkraft an der erforderlichen Lenkarbeit erhöht Die Verringerung der Hilfskraft erfolgt dabei in starrer Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs. Unterschiede in der tatsächlichen Ausv irkung eines Lenkeinschlages auf die Fahrtrichtungsänderung des Fahrzeugs bleiben unberücksichtigt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Hilfslenkeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die durch Lenkeinschläge bewirkten Fahrtrichtungsänderungen entsprechend ihrer tatsächlichen Größe erfühlt und exakt als entsprechendes K.orrektursignal an das Hydrauliksystem der Hilfskraftlenkung zurückgeleitet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurzschlußleitungen in der Ventilkammer mit Düsenmundstücken endigen und den öffnungen der Düsenmundstücke die Stirnseiten einer Ventilplatte mit Abstand gegen jene aJs Ventilglied gegenüberliegen, und daß die Ventilplatte an einem sich ebenfalls in der Ventilkammer befindenden, quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs schwingfähigen und beidseitig über Druckfedern an der Ventilkammer abgestützten Gewichtskörper befestigt ist.

Die Beeinflussung von Hilfskraftlenkungen für Kraftfahrzeuge mittels durch Gewichtskörper betätigter Ventile ist an sich bekannt (US-PS 29 02 104).

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hilfskraftlenkung eines Kraftfahrzeuges;

F i g. 2 einen Querschnitt durch ein Steuerventil quer zur Fahrtrichtung, und

Fig.3 den Horizontalschnitt nach der Linie IU-III in Fig. 2.

In einem Gehäuse 1 einer Lenkeinrichtung A ist eine Zahnstange 2 verschiebbar gelagert, durch die ein rechtes und linkes Vorderrad Wr bzw. Wl verschwenkt werden kann. Auf der Zahnstange ist auf etwa halber Länge ein Kolben 9' angeordnet, der in einem Zylinder 9 in zwei Druckräume a bzw. b voneinander trennt. Der Kolben 9' ist einstückig mit der Zahnstange 2 ausgeführt. Ein in die Zahnstange 2 eingreifendes Ritzel 3 ist an einem Ende drehbar und verschiebbar im Gehäuse 1 in eicem Kugellager 4 gelagert. Die Zahnstange 2 und das Ritzel 3 weisen Schrägverzahnungen 2a bzw. 3a auf. Ein Lenkzapfen 5, der durch eine nicht dargestellte Lenkspindel mit einem Lenkrad H verbunden ist, ist drehbar in dem rückwärtigen Ende des Gehäuses f in Lagern 6 und 7 gelagert und nimmt das andere Ende des Ritzels 3 über eine drehfeste und längsverschiebliche Kugel/Nutverbindung 8 auf.

Am vorderen Ende des Gehäuses I ist ein Ventilgehäuse 11 eines Lenkventils 10 angeordnet. Das Ventilgehäuse 11 enthält einen Kolbenschieber 13, der mit dem einen Ende des Ritzels 3 verbunden ist. Im Ventilgehäuse 11 sind ein ringförmiger öleinlaßkanal Ps, ein Paar ihm gegenüberliegender, zueinander paralleler Auslaßkanäle P\ und Pi und ein Paar ringförmiger Ölabflußkanäle Pd vorgesehen. Am Kolbenschieber 13 ausgebildete Steuerflächen öffnen bzw. verschließen die verschiedenen Öffnungen.

Ein öleinlaßkanal Ps ist mit einer Druckmittelpumpe 14 durch eine Leitung Ls, Auslaßkanäle P\ und Pi sind

mit den Druckräumen a bzw. b im Zylinder 9 durch üldruckleitungen L\ bzw. L₂ und ölabflußkanäle Pd durch eine ölabflußleitung Ld mit einem Behälter 15 verbunden.

Ein Paar Federteller 20 und 21 sitzen auf dem einen Ende des RiUeIs 3 und begrenzen die axiale Verschiebung zwischen dem Kugellager 4 und einem Anschlag 19. Zwischen den Federtellern 20, 21 ist eine vorgespannte Zentrierfeder 22 angeordnet Ein Drucklager 4' ist zwischen dem vom Anschlag 19 gestützten Federteller 20 und dem Ventilgehäuse 11 angeordnet.

Ein Gehäuse 31 eines Steuerventils B enthält eine Ventilkammer 33 und ist durch einen Deckel 32 verschlossen. An der Innenseite des Deckels springen rechts und links zwei zueinander symmetrische Rippen 32a und 32a'. Der untere Tei! eines Gewichtskörpers 35 ist durch Bolzen 36 und 36' an den unteren Enden von zwei Blattfedern 34 und 34' befestigt, so daß das Gewicht 35 in der Kammer 33 quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs schwingen kann.

Das Gewicht weist am oberen Ende eine Ventilplatte 37 auf, deren einander gegenüberliegende senkrechte Stirnseiten nur eine geringe Ausdehnung aufweisen.

Ein rechts bzw. linkes Düsenmundstück 38 bzw. 38' durchdringt einander gegenüberliegend den oberen Teil der Wände des Gehäuses 31 sowie die Rippen 32a bzw. 32a' und endigt mit einer öffnung 39 bzw. 39'. Die Düsenmundstücke 38 und 38' stehen mit Anschlüssen 40 bzw. 40' im Deckel 32 in Verbindung, an die Öldruckleitungen l\ bzw. k angeschlossen sind, die von der ersten bzw. zweiten Öldruckleitung L\ bzw. L₂ ausgehen.

Die Düsenmundstücke 38 und 38' sind mit Anschlägen 41 und 41' versehen, die aus den Stirnflächen der Düsenmundstücke neben den Düsenöffnungen 39 und 39' herausragen. Die Düsenmundstücke 38 und 38' sind so angeordnet, daß ein festgelegter Abstand zwischen den Stirnflächen der Ventilplatte 37 und den Anschlägen 41 und 41' besteht, wenn der Gewichtskörper 35 sich in seiner neutrpien Stellung befindet

Im unteren Teil des Gewichtskörpers 35 sind zwei einander gegenüberliegende Bohrungen 42 und 42' vorgesehen, in die je eine Druckfeder 43 und 43' eingesetzt ist Der Druck dieser Federn kann durch Einstellschrauben 44 und 44' verändert werden, die im unteren Tsil des Gehäuses 31 angeordnet sind. Hierdurch kann der Bereich der Querbeschieunigung des Fahrzeugs, der durch das Gewicht 35 erfühlt werden soll, eingestellt werden.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung wirkt folgendermaßen:

In der in Fig. 1 dargestellten neutralen Stellung des Lenkventils sind beide Druckräume a und b des Lenkmotors gleicherweise mit den Öldruck- und Abflußleitungen Li und Zx/verbunden. Es ergeben sich also keine Druckunterschiede, und der Kolben 9' bewegt sich nach keiner Seite.

Wird nun das Lenkrad H beispielsweise nach rechts gedreht, wie durch den Pfeil angezeigt, wird infolge der Schrägverzahnung das Ritzel 3 nach vorne gedruckt und das dadurch verstellte Lenkventil leitet einen größeren Teil des von der Druckmittelpumpe 14 gelieferten Druckmittels durch die zweite Druckölleitung L₂ in den zweiten Druckraum fades Lenkmotors.

Das der zweiten Druckölleitung L₂ zugeleitete Druckmittel fließt zum Teil dem Düsenmundstück 38 durch die Zweigleitung L₂ zu und tritt durch die öffnung 39 in die Ventilkammer 33 ein. Das überschüssige öl in der Ventilkammer 33 fließt durch die öffnung 39' des rechten Düsenmundstücks 38' die Zweigleitung L₁ und die Druckölleitung L\ in den Ölbehälter 15 ab. Dadurch wird der Druck im Druckraum b des Lenkmotors 9 herabgesetzt, so daß die Hilfskraft verringert wird und der Fahrzeuglenker einen entsprechenden Lenkwiderstand verspürt Da der Austrittsdruck des öles aus der öffnung 39 auf die linke Stirnseite der Ventilplatte 37 wirkt, wird diese zusammen mit dem Gewichtskörper 35 gegen die Federkraft der rechten Druckfeder 43' nach rechts verschoben, bis die rechte Stirnseite der Ventilplatte 37 an den Anschlägen 41' des rechten Düsenmundstückes 38' zur Anlage kommt. Die öffnung 39' ist dann uis auf eine Minimai-Restöffnung verschlossen. In diesem Fall kann die Ausflußmc-cige des Öls durch die öffnung 39' bzw. die durch die öffnung 39 eintretende Menge klein gehalten werden, so daß der Öldruck in der zweiten Kammer b im Kraftzylirder 9 nicht zu sehr absinkt

Wird das Lenkrad H links herum gedreht, treten gleichartige Wirkungen ein, nur daß die verschiedenen beweglichen Bauteile in entgegengesetzter Richtung bewegt werden. Auf diese Weise wird bei jedem Wechsel der Richtung der Lenksäuiendrehung die Fließrichtung des Öls in den Düsenmundstücken 38 und 38' umgekehrt, wodurch das Innere der Düsen 39 und 39' selbsttätig gereinigt wird. Hierdurch wird verhindert, daß die kleinkalibrigen öffnungen 39 und 39' durch Schmutz, der in das öl gelangt ist, verstopfen. Da die hin- und herschwingende Ventilplatte 37 die öffnungen 39 bzw. 39' nie ganz verschließt, weil durch die Anschläge 41 bzw. 41' der Düsenmundstücke immer ein Spalt offen gehalten wird, wird außerdem der Öltiuß in den öffnungen 39 bzw. 39' während der Betätigung der Lenkung nie ganz unterbrochen. Dadurch werden Unstetigkeiten in der Durchströmung der öffnungen 39 bzw. 39' vermieden. Wenn die Hydraulik ausfällt, so daß kein Drucköl dem Lenkmotor zugeführt wird, dienen die inneren Enden des Federtellerpaa^res 20, 21 als Endanschlag für die axiale Verschiebung des Ritzels 3. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird somit die Querbeschleunigung des Fahrzeugs auf das hydraulische System einer Hilfskraftlenkung dadurch zurückgekoppelt, daß der Druck des Drucköls, das den Druckräumen a und 6 des Lenkmotors zugeleitet wird, mit wachsender Querbeschleunigung herabgesetzt wird. Wenn dai Fahrzeug mit so hoher Geschwindigkeit fährt, daß es auf L^nhausschläge schnell reagiert, wird die Wirkung des Lenkmotors gegebenenfalls bis auf Null herabgesetzt, um dem Fahrzeuglenker ein ausreichendes Gefühl für die Steuerung zu vermitteln. Dadurch werden zu große Lenkausschläge vermieden. Fährt dagegen das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit oder hält es, wird die Kraft des Lenkmotors voll zur Wirkung gebracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem über eine Lenkspindel betätigbaren Lenkventil, durch das von einer Druckmittelquelle geliefertes Druckmittel zwei Druckräumen eines Lenkmotors zugeteilt werden kann, wobei jeder der Druckräume außerdem an eine Ventilkammer eines Steuerventils mittels einer Kurzschlußleitung angeschlossen ist, die einander gegenüberliegend in der Ventilkammer enden und wobei ein in der Ventilkammer verschiebbares Ventilglied durch seine Steuerbewegungen das Ausmaß von Druckmittelaustausch zwischen den Druckräumen des Lenkmotors durch die Kurzschlußleitung hindurch steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußleitungen (Iu k) in der Ventilkammer (33) mit Düsenmundstükken (38,38') endigen und den öffnungen (39,39') der Düsenmuncfctücke die Stirnseiten einer Ventilplatte (37) mit Abstand gegen jene als Ventilglied gegenüberliegen, und daß die Ventilplatte (37) an einem sich ebenfalls in der Ventilkammer (33) befindenden, quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs schwingungsfähigen und beidseitig über Druckfedern (43,43') an der Ventilkammer (33) abgestützten Gewichtskörper (35) befestigt ist

2. Hydraulische Hilfskraftlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenmundstücke (38, 38') über die Düsenöffnungen (39, 39') vorstehende Anschläge (41, 4V) für die Ventilplatte (j7) aufweisen.

3. Hydraulische HK/skraftknkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gewichtskörper (35) in der "Ventilkammer (33) zentrierenden Druckfedern (43, 43') über Einstellschrauben (44,44') an dieser abgestützt sind.

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