DE3516219A1

DE3516219A1 - Servolenkvorrichtung eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE3516219A1
Application number: DE19853516219
Authority: DE
Inventors: Takeshi Futaba; Masahiko Kashihara Nara Noguchi
Original assignee: Koyo Jidoki Co Ltd; Koyo Automatic Machine Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1984-05-09
Filing date: 1985-05-06
Publication date: 1985-11-14
Also published as: JPH0244615Y2; JPS60178279U; DE3516219C2; US4619339A

Description

■ Dipl.-lng. Anton Freiherr

PATENTANWÄLTE Riederer von Paar

D-8300 Landshut
3 Postfach 2664, Freyung 615

©Landshut (0871) 22170

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Jb Ib^iy . Telex58441 glalad

Frhr. Riederer v. Paar, Postfach 2664. D-8300 Landshut

Koyo Jidoki Kabushiki Kaisha Partner in München:

333-2, Toichicho, Dr. H. O. DIEHL

Kashihara-shi, ® München (089) 177061

Nara JAPAN Fax (089) 177461 (autom.)

Telex 5215145 Zeus d

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Servolenkvorrichtung eines Fahrzeugs

Die Erfindung bezieht sich auf eine Servolenkvorrichtung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft die Steuerung des Strömungsmitteldrucks in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Es ist bekannt, daß das von einem Lenkhandgriff wie einem Lenkrad kommende Drehmoment bei einer Servolenkung nach einer Verstärkung durch die Servolenkvorrichtung, die eine elastische Torsionsstange aufweist, auf die Lauf räder übertragen wird. Beispielsweise ist eine Servolenkvorrichtung bekannt (US-PS 3 433 127), bei der ein mit Strömungsmitteldruck gesteuertes Steuerventil zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle angeordnet ist und das Strömungsmittel von einer Pumpe selektiv in Abhängigkeit von der relativen Auslenkung des Steuerventils geliefert wird, um die Drehung der Ausgangswelle durch eine Hilfskraft zu unterstützen, so daß die gelenkten Räder reagieren. Durch eine solche Servolenkvorrichtung wird der Lenkvorgang des Fahrzeugs erleichtert. Bei diesem Lenk Vorgang ist es jedoch erwünscht, beim Fahren mit niedriger Geschwindigkeit eine höhere Hilfskraft zur Verfügung zu haben als beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit. Es ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, daß das in der Servolenkvorrichtung erzeugt Drehmoment in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert wird.

Beispielsweise ist es bekannt (US-PS 4 034 825), das in der Servolenkvorrichtung erzeugte Drehmoment in Abhängigkeit von der Fahrzeugge-

BAD ORlQiNAL

schwindigkeit -zu steuern, indem die Torsionsstange in eine mit dem Lenkrad verbundene Eingangs-Hohlwelle eingesetzt ist, an deren Außenumfang sich eine zu einem Steuermechanismus gehörende Vertiefung befindet, in die eine Mehrzahl von Kugeln eingesetzt ist. Diese Kugeln sind so angeordnet, daß sie mit Strömungsmitteldruck auf die Eingangswelle drücken, wenn sie mit diesem Druck beliefert werden. Der Strömungsmitteldruck wird durch eine Pumpe bestimmt, die so auf die Fahrzeuggeschwindigkeit abgestimmt ist, daß der Strömungsmitteldruck dann hoch wird und die Kugeln stark gegen die Eingangswelle preßt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, wodurch die Wirkung der Servolenkvorrichtung geschwächt wird. Hierbei wird das zu den Kugeln gelieferte Strömungsmittel durch Steuerung des Hochdruck-Strömungsmittels von der Pumpe gesteuert und es tritt ein großer Druckunterschied zwischen dem Strömungsmitteldruck und dem Hauptdruck der Lenkvorrichtung auf. Es ergibt sich also der Nachteil, daß eine präzise Strömungsmitteldrucksteuerung für den Steuermechanismus und für die Lenkvorrichtung erforderlich ist, was die Konstruktion des Ventils verkompliziert.

Demgegenüber soll durch die Erfindung im Rahmen einer Servolenkung der beschriebenen Art eine Steuervorrichtung für den Strömungsmitteldruck mit einem Steuerventil geschaffen werden, die einen vereinfachten Aufbau aufweist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, insbesondere im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Der Strömungsmittel-Steuerkreis in der erfindungsgemäßen Servolenkvorrichtung ist so angeordnet, daß die Steuereinrichtung nicht wie bei den bekannten Ausführungen mit Strömungsmittel unter hohem Druck unmittelbar von der Pumpe beliefert wird, sondern mit dem von der Servolenkvorrichtung zur Pumpe zurückkehrenden Strömungsmittel beliefert wird, wobei dieses zurückkehrende Strömungsmittel gesteuert wird, so daß es möglich ist, leicht Strömungsmittel unter hohem Druck zu erhalten, und es aber auch möglich ist, den Unterschied zwischen dem Strömungsmitteldruck im Steuerventil und dem an die Steuervorrichtung angelegten Druck im Vergleich zum Stand der Technik kleiner zu

machen, so daß der Aufbau des Ventils vereinfacht werden kann.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Die einzige Figur zeigt die Ausführungsform der Erfindung im Längsschnitt.

In einem Außengehäuse 11 befinden sich eine hohle Antriebs- oder Eingangswelle 12, eine axial innerhalb der Eingangswelle 12 verlaufende Torsionsstange 13 und eine mit der Eingangswelle 12 über die Torsionsstange 13 verbundene Abtriebs- oder Ausgangswelle 14. Integral auf der Ausgangswelle 14 sitzt ein Zahnkranz 15, mit dem eine mit den (nicht dargestellten) gelenkten Rädern verbundene Zahnstange 16 kämmt. Am Außen umfang der Eingangswelle 12 sitzen ein ringförmiges Drehventil 17 und ein Kranz radial angeordneter Kolben 18. Das Drehventil 17, die Anordnung der Kolben 18 und die Ausgangswelle 14 sind für gemeinsame Verdrehung verbunden, während die Ausgangswelle 14 und die Eingangswelle 12 unter gegenseitiger Verdrehbarkeit über die Torsionsstange 13 miteinander verbunden sind. Das Drehventil 17 kommuniziert mit einem im Außengehäuse 11 befindlichen Einlaßkanal 19, der über eine Druckpumpe 21 an einen Hydraulikflüssigkeitstank 22 angeschlossen ist. Eine durchgehende Nut um die Außenseiten der Kolben 18 bildet eine Flüssigkeitsdruck-Reaktionskammer 23. Im Außengehäuse 11 befindet sich oberhalb des Einlaßkanals 19 als Rückkehröffnung für die über den Einlaßkanal 19 gelieferte Druckflüssigkeit ein Auslaßkanal 24, der über eine Flüssigkeitsleitung 25 mit dem Tank 22 kommuniziert. Am Umfang der Eingangswelle 12 im Bereich, in dem sie von den Kolben 18 umgeben wird, weist sie eine Ausnehmung 26 auf, in der die Kolben 18 gegen die Außenwand der Eingangswelle 12 gedrückt werden. Das Drehventil 17 kommuniziert weiterhin mit Zylinder-Durchlässen 27 und 28, die ihrerseits mit einem (nicht dargestellten) Zylinder kommunizieren. Insoweit ist die Servolenkvorrichtung beispielsweise aus der US-PS 3 433 127 bekannt.

Im Rahmen der Erfindung befindet sich im' Leuungszug der Flüssigkeitsleitung 25, die vom Ausgangskanal 24 zum Hydraulikflüssigkeitstank 22 verläuft, ein Drosselventil 31. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 32 stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit fest und erzeugt ein der

Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Ausgangssignal, das einer Steuervorrichtung 33 eingegeben wird, die dieses empfangene Signal in einen Impuls oder einen Strom umsetzt, mit dessen Hilfe sie das Drosselventil 31 steuert. Am Auslaßkanal 24 schließt eine Flüssigkeitsleitung 34 an, die mit der Flüssigkeitsdruck-Reaktionskammer 23 kommuniziert.

Im folgenden wird die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung erläutert. Die von der Pumpe 21 unter Druck gesetzte Hydraulikflüssigkeit, insbesondere ein Hydrauliköl, wird über den Einlaßkanal 19 zum Drehventil 17 geleitet und gelangt weiter zum Zylinder über den rechten und den linken Zylinder-Durchlaß 27, 28 in Abhängigkeit von der Drehstellungs-Abweichung der Eingangswelle 12 relativ zum Zahnkranz 15, wobei diese Abweichung abhängig von der Höhe des Drehwiderstands der gelenkten Räder ist, da der Zahnkranz 15 die Zahnstange 16 zur Bewirkung der Lenkung betätigt. Die vom Zylinder zurückkehrende Hydraulikflüssigkeit fließt vom Auslaßkanal 24 zum Tank 22 zurück. Läuft hierbei das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit, so wird das Drosselventil 31 von der Steuervorrichtung 33 stärker angesteuert als bei niedriger Geschwindigkeit oder während des Haltens. Bei hoher Geschwindigkeit wird der Flüssigkeitsdruck in der Flüssigkeitsleitung 34 durch das Drosselventil 31 beispielsweise

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bis zu 10 kp/cm angehoben und mit diesem hohen Druck wird die Flüssigkeit in die Reaktionskammer 23 geleitet. Die Kolben 18 werden also nach innen gedrückt und an die Ausnehmung 26 der Eingangswelle 12 gepreßt, wodurch die relative Verdrehung der Eingangswelle 12 gegen die Ausgangswelle 14 und folglich die Lenkoperation erschwert wird.

Bei der beschriebenen Ausführungsform befindet sich zwischen dem einen Ende der Eingangswelle 12 auf der Seite der Ausnehmung 26 und dem einen Ende der Torsionsstange 13 eine durch einen O-Ring 35 gebildete Abdichtung. In einem Teil der Ausgangswelle 14 ist ein Leckkanal 36 gebildet und eine Flüssigkeitsleitung 37 führt weiter zum Tank 22. Somit ist dafür Sorge getragen, daß Leckflüssigkeit vom ürehventil 17 und von der Flüssigkeitsdruck-Reaktionskammer 23 über diesen Leitungszug zum Tank zurückkehrt.

Claims

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1. Servolenkvorrichtung eines Fahrzeugs, die mit hydraulischem Druckmittel arbeitet und eine Eingangswelle (12), eine Ausgangswelle (14), die mit der Eingangswelle über eine Torsionsstange (13) verbunden ist, und ein gleitend oder federnd an der Eingangswelle angreifendes Steuerventil (17) aufweist, das durch seine relative Verstellung die selektive Lieferung des Druckmittels von einer Pumpe (21) zu einem der Abschnitte eines Zylinders steuert, der die Drehung der Ausgangswelle (14) mit einer Hilfskraft unterstützt, um hierdurch die Schwenkbewegung der gelenkten Fahrzeugräder zu betätigen, gekennzeichnet durch eine Hydraulikdruck-Steuervorrichtung, die folgende Teile umfaßt:
ein Steuermittel (18), das mit der Eingangswelle (12) oder der Ausgangswelle (14) verbunden ist und einen Reibungsangriff zwischen der Ausgangswelle und der Eingangswelle in Abhängigkeit von einem Steuer-Eingangs-Druckmitteldruck steuert;
ein Drosselventil (31), das in einem Rücklaufzweig (25) des Druckmittels von der Servolenkvorrichtung zur Pumpe eingesetzt ist und entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert ist; und

eine Druckmittelleitung (34), die das Druckmittel unter dem durch das Drosselventil bewirkten dynamischen Druck zum Steuermittel leitet.

BAD ORIGINAL

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2. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel wenigstens einen Kolben (18) umfaßt, dessen Ende auf die Eingangswelle (12) drücken kann, und eine Flüssigkeitsdruck-Reaktionskammer (23) aufweist, die sich im anderen Ende des Kolbens (18) befindet und in die das von der Druckmittelleitung (34) kommende Druckmittel geleitet ist.

3. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdruck-Reaktionskammer (23) an der Außenseite des Kolbens (18) gebildet ist und durch eine Ausnehmung zur Aufnahme des Druckmittels gebildet ist.

4. Servolenkvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) in einem Zylinder geführt ist, der drehfest mit der Ausgangswelle (14) verbunden ist.