DE3043319A1

DE3043319A1 - Hydraulisches lenksystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3043319A1
Application number: DE19803043319
Authority: DE
Inventors: Wayne Russel Dubuque Ia. Miller
Original assignee: Deere and Co European Office
Current assignee: Deere and Co European Office
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-11-17
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE3043319C2; IT8050440A0; FR2472500B1; GB2066186B; CA1143292A; GB2066186A; AR224557A1; US4317499A; IT1128720B; FR2472500A1

Description

DEERE & COMPANY

EUROPEAN OFFICE

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"Hydraulisches Lenksystem für Kraftfahrzeuge"

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Lenksystem für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer mit konstantem Druck, aber variabler Verdrängung arbeitenden Hauptpumpe, die insb. vom Fahrzeugantrieb aus antreibbar ist, einer Reservepumpe, die von einem Elektromotor aus antreibbar ist, einem von den beiden Pumpen speisbaren Druckmittelverteilerkreis, der an ein von dem Lenkrad des Fahrzeuges betätigbares Steuerventil angeschlossen ist, welches die Zufuhr und Abfuhr des Druckmittels zu einer hydraulischen Lenkvorrichtung steuert, in Richtung auf das Steuerventil durchströmbaren Rückschlagventilen jeweils in den Druckleitungen der beiden Pumpen, und einem elektrischen Steuerkreis zur Steuerung der Speisestromleitung für den Elektromotor, welcher Steuerkreis einen auf den Fluidzustand auf der Druckseite der Hauptpumpe ansprechenden Schalter aufweist, der öffnet, wenn ein normaler Fluidzustand vorliegt.

DEERE & COMPANY

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Ein hydraulisches Lenksystem dieser Art ist aus der US-PS 38 20 620 bekannt. Diese Druckschrift zeigt zwei Ausführungsbeispiele. Bei dem einen Ausführungsbeispiel ist eine Hauptpumpe mit fest eingestellter Verdrängung verwendet, zusammen mit einem die Strömung des Fluids fühlenden Schalter, der auf den Ausstoß der Hauptpumpe anspricht. In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist eine Hauptpumpe mit variabler Verdrängung gezeigt, deren Druckseite ein auf den Fluiddruck ansprechender Schalter zugeordnet ist, um den Ausstoß der Hauptpumpe zu überprüfen. Im ersten Fall wird in der Mittelstellung des Steuerventils das von der Hauptpumpe gelieferte Druckmittel zum Sumpf automatisch zurückgeleitet während im zweiten Fall das Steuerventil in der Mittelstellung alle Leitungsverbindungen unterbricht. Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf den letzteren oder zweiten Fall.

Es wurde festgestellt, daß bei einem solchen Lenksystem sowohl der Druck als auch die Fluidströmung zwischen nahezu Null und einem maximalen Wert in verschiedenen Kombinationen während des normalen Maschinenbetriebes variieren kann. Das bekannte Lenksystem hat den Nachteil, daß unter einigen Bedingungen des normalen Betriebes der Druck unter den Wert fallen kann, an dem der Druckschalter anspricht. Dadurch wird unnötigerweise der Elektromotor zum Antrieb der Reservepumpe in Betrieb genommen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß dann, wenn das Hauptsystem ausgefallen ist und als Folge davon das Reservesystem in Betrieb genommen wurde, der Elektro-

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motor kontinuierlich weiterläuft, selbst wenn ein kontinuierlicher Bedarf an Druckmittel für die Lenkservoeinrichtung nicht besteht. Dadurch wird die Batterie des Fahrzeuges kontinuierlich belastet in Fällen, in denen die Hauptpumpe von dem Hauptantrieb nicht angetrieben wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung diese Nachteile zu vermeiden und ein hydraulisches Lenksystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Reservepumpe nur in Betrieb genommen wird, wenn die erforderliche Versorgung der Lenkservoeinrichtung durch die Hauptpumpe nicht mehr gewährleistet ist. Ein unnötiges Einschalten der Reservepumpe bei Auftreten bestimmer normaler Betriebszustände bei intakter Hauptpumpe soll so vermieden werden. Es soll auch eine Überlastung der Batterie des Fahrzeuges durch unnötigen Betrieb der Reservepumpe vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der auf den Fluidzustand ansprechende Schalter als Fluidströmungs-Fühlschalter ausgebildet und im Steuerkreis mit einem auf den Druck in dem Druckmittelverteilerkreis ansprechenden Schalter in Reihe angeordnet ist, der Art, daß die Speisestromleitung für den Elektro- ^ motor nur geschlossen wird, wenn die Hauptpumpe kein Druckmittel liefert und der Druck in dem Druckmittelverteilerkreis unter einen vorbestimmten, für die hydraulische Lenkung noch ausreichenden Wert absinkt. Dabei ist die Anordnung vorteilhafterweise so getroffen, daß der auf den Fluiddruck ansprechende Schalter an den Druckmittelverteilerkreis in einem Bereich

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angeschlossen ist, der auch von der Reservepumpe speisbar ist, der Art, daß der Elektromotor automatisch abgeschaltet wird, wenn an der Lenkservoeinrichtung ein Bedarf an Druckmittel nicht besteht. Sobald ein solcher Bedarf auftritt und die Hauptpumpe nicht arbeitet, sinkt der Druck unter den vorbestimmten Wert ab und der Elektromotor für die Reservepumpe wird eingeschaltet. Um in diesem Falle ein Pendeln oder Flattern des auf den Fluiddruck ansprechenden Schalters zu vermeiden, ist ein Druckmittelakkumulator an den Druckmittelverteilerkreis im Bereich zwischen der Reservepumpe und dem Steuerventil angeschlossen .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schaltmäßige Wiedergabe eines hydraulischen Kraftsteuersystems nach der Erfindung und

Figur 2 einen Ausschnitt aus der Schaltungsdarstellung nach Figur 1 in einer abgewandelten Ausführungsform, bei der automatisch das Abschalten des Antriebsmotors für die Reservepumpe, wenn kein Bedarf an Kraftsteuerungsfluid besteht, erfolgt.

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In Figur 1 ist ein hydraulisches Kraftsteuersystem 10 gezeigt, welches eine variabel verstellbare Hauptpumpe 12 mit konstantem Lieferungsdruck und eine mit fester Einstellung versehene Reserve- oder Notpumpe 14 aufweist. Die Hauptpumpe ist vorzugsweise so gekuppelt, daß sie durch die Antriebsmaschine des Fahrzeuges in üblicher Weise (nicht gezeigt) angetrieben werden kann. Die Reservepumpe 14 ist, wie durch das gestrichelte Verbindungsglied 16 angedeutet, mit einem elektrischen Antriebsmotor 18 gekuppelt. Die Hauptpumpe 12 und die Reservepumpe 14 haben jeweils ihren Einlaß mit einem Sumpf 20 über eine verzweigte Saugleitung 22 verbunden. Die jeweiligen Auslässe sind an parallele Zweige 24 und 26 eines verzeigten -Speiseleüungssystem 28 verbunden. Das Speiseleitungssystem 28 ist mit einem in der Mittelstellung alle Leitungen absperrenden Lenk-Steuerventil 30 verbunden. In den Zweigen 24 und 26 des Speiseleitungssystems 28 sind jeweils in einer Richtung durchlässige Rückschlagventile 34 und 36 vorgesehen, welche jeweils so arbeiten, daß sie die Pumpe 12 von der Pumpe 14 und umgekehrt isolieren.

Das Lenk-Steuerventil 30 ist in der Mittelstellung gezeigt. In dieser ist das mit den Auslassen der Pumpe verbundene Leitungssystem 28 von den Lenkbetätigungseinrichtungen getrennt. Die Lenkbetätigungseinrichtungen sind hier in Form eines zweiseitig beaufschlagten hydraulischen Zylinders 40 gezeigt, der an seinen beiden Enden Anschlüsse 42 und 44 für das Ventil 30 aufweist. Das Ventil 30 ist mit seinem beweglichen Teil normalerweise für den Betrieb mit einem Lenkrad oder dgl.

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(nicht gezeigt) gekuppelt, so daß der Ventilkörper in einer oder der anderen Richtung aus der Neutralstellung in Abhängigkeit von der Drehung des Lenkrades in entgegengesetzten Richtungen von der Neutralstellung aus verschoben wird.

Ein kleiner hydraulischer Akkumulator 46 ist an das Speise-■ leitungssystem 28 stromabwärts von den Rückschlagventilen 34 und 36 angeordnet. Der Akkumulator dient dazu, Druckänderungen in dem System auszugleichen.

Die Arbeitsweise des elektrischen Motors 18 und damit der Reservepumpe 14 wird automatisch mit Hilfeeines elektrischen Steuersystems 50 überwacht. Dieses System ist hier lediglich als funktionaler Schaltblock vereinfacht wiedergegeben. Das Steuersystem 50 kann von einer Ausbildung sein, die geeignet ist, den Zustand des Fluids, das von den Pumpen 12 und 14 geliefert wird, zu überwachen.

Da jedes Versagen der Hauptpumpe 12 dazu führt, daß ein entsprechender Strömungsverlust und ein entsprechender Druckverlust auftritt, sind in dem Steuersystem 50 Einrichtungen vorgesehen, um die Strömung und den Druck zu überwachen. Insb. kann das in einer Richtung durchlässige Rückschlagventil 34 so konstruiert sein, daß es auch als ein Strömungsfühlschalter ausgebildet ist, der einen normalerweise geschlossenen Satz ■von Kontakten 52 aufweist. Diese öffnen jedesmal, wenn die Hauptpumpe einen ausreichenden Strom an Fluid für die Lenkungszwecke liefert.

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In dem Leitungszweig 24 zwischen der Hauptpumpe 12 und dem Ventil 34 ist ein Druckschalter 54 angeordnet. Dieser weist einen normalerweise geschlossenen Satz von Kontakten 56 auf. Diese öffnen jedesmal, wenn die Pumpe 12 Fluid unter einem für die Lenkung ausreichenden Druck liefert. Das Steuersystem 50 umfaßt eine Steuerstromleitung 58, von der nur ein Teil gezeigt ist. In dieser liegen die Schaltkontaktsätze des Strömungsfühlschalters 52 und 56 in Serie, wobei beide Schaltsätze geschlossen werden, wenn ein Versagen der Hauptpumpe 12 auftritt. Damit wird ein Stromweg durch die Steuerstromlextung geschlossen, um andere Teile des Steuerungssystems 50 zu schliessen und die Zuführung eines Speisestromes zu dem Motor 18 über eine Leitung 60 zu veranlassen, so daß die Reservepumpe 14 automatisch in Betrieb genommen wird.

Aufgrund der Tatsache, daß die Reservepumpe 14 eine feste Verdrängungseinstellung aufweist und kontinuierlich arbeitet, wenn der Motor 18 eingeschaltet ist, muß das gelieferte Fluid abgeführt werden, wenn eine Lenkbewegung nicht ausgeführt wird. Zu diesem Zweck ist ein Rückführventil 62 an den Leitungszweig angeschlossen, um nicht benötigte Mengen an Fluid abzuführen.

Es wird nun auf Figur 2 Bezug genommen. In dieser ist ein System 70 gezeigt, das gegenüber dem System 10 nach Figur 1 abgewandelt ist, und zwar so, daß auf das Rückführventil 62 verzichtet werden kann. Speziell ist hierbei der Druckschalter 54 in dem System 10 an eine Stelle in dem Leitungszweig 26 gesetzt worden, die stromab von dem Rückschlagventil 34 liegt.

ORIGINAL INSPECTED

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Das bedeutet, daß der Druck des Fluids, das durch die Reservepumpe 14 geliefert wird, auf den Schalter 54 einwirkt. Durch Auswahl eines geeigneten Druckwertes für den Betrieb des Schalters 54 arbeitet dieser so, daß er die Schaltkontakte des Schalters 56 jedesmal automatisch öffnet und so den Stromfluß durch die Steuerstromleitung 58 zu dem Motor 18 über die Leitung 60 unterbricht, wenn ein Bedarf an Kraftlenkungsfluid nicht besteht. Selbstverständlich kann das Ventil 62 auch als Sicherheitsventil bei dem System 70 beibehalten werden. Der Abführungsdruck des Ventils muß dabei jedoch auf einen Druckwert etwa oberhalb des Wertes gesetzt werden, bei dem der Druckschalter 54 anspricht.

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Leerseite

Claims

DEERE & COMPANY (Case No. 11-20)

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Patentansprüche

Π.} Hydraulisches Lenksystem für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer mit konstantem Druck, aber variabler Verdrängung arbeitenden Hauptpumpe, die insb. vom Fahrzeugantrieb aus antreibbar ist, einer Reservepumpe, die von einem Elektromotor aus antreibbar ist, einem von den beiden Pumpen speisbaren Druckmittelverteilerkreis, der an ein von dem Lenkrad des Fahrzeuges betätigbares Steuerventil an geschlossen ist, welches die Zufuhr und Abfuhr des Druckmittels zu einer hydraulischen Lenkservoeinrichtung steuert, in Richtung auf das Steuerventil durchströmbaren Rückschlagventilen jeweils in den Druckleitungen der beiden Pumpen und einem elektrischen Steuerkreis zur Steuerung der Speisestronleitung für den Elektromotor, wobei der einen auf den Fluidzustand auf der Druckseite der Hauptpumpe ansprechenden Schalter aufweist, der öffnet, wenn ein normaler Fluidzustand vorliegt, dadurch gekennzeich net, daß der auf den Fluidzustand ansprechende Schalter als Fluidströmungs-Fühlschalter (52) ausgebildet und im Steuerkreis (50) mit einem auf den Druck in dem Druckmittelverteilerkreis (28) ansprechenden Schalter (56)

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in Reihe angeordnet ist, der Art, daß die Speisestromleitung (60) für den Elektromotor (18) nur geschlossen wird, wenn die Hauptpumpe (12) kein Druckmittel liefert und der Druck in dem Druckmittelverteilerkreis (28) unter einen vorbestimmten, für die hydraulische Lenkung noch ausreichenden Wert absinkt.
2. Hydraulisches Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Fluiddruck ansprechende Schalter (54,56) an den Druckmittelverteilerkreis (28) in einem Bereich (26) angeschlossen ist, der auch von der Reservepumpe (14) speisbar ist, der Art, daß der Elektromotor (18) automatisch abgeschaltet wird, wenn an der Lenkservoeinrichtung ein Bedarf an Druckmittel nicht besteht.
3. Hydraulisches Lenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmittel-Akkumulator (46) an den Druckmittelverteilerkreis (28) im Bereich zwischen der Reservepumpe (14) und dem Steuerventil (30) so angeschlossen ist, daß der auf den Fluiddruck ansprechende Schalter (54,56) gegen Flattern geschützt ist.
4. Hydraulisches Lenksystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reservepumpe (14) eine mit konstanter Verdrängung arbeitende Pumpe und als Steuerventil (30) ein in seiner Mittelstellung die Leitungsverbindungen unterbrechendes Ventil vorgesehen ist und zwischen der Druckseite der Reservepumpe (14) und dem nachgeschalteten Rückschlagventil (36) ein Fluid-Rückführungsventil (62) angeschlossen ist.

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5. Hydraulisches Lenksystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Fluiddruck ansprechende Schalter(54,56) zwischen Druckseite der Hauptpurape (12) und nachgeschaltetem Rückschlagventil (34) angeschlossen ist.

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