DE3729899C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stellantrieb nach der Gattung des Patentanspruchs.

Aus der FR-OS 24 69 337 ist ein hydraulischer Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem als Betätigungseinrichtung dienende doppelt wirkende Hydraulikzylinder von einer Pumpe mit Steuermittel versorgt werden. Jeder dieser einer lenkbaren Achshälfte zugeordneten Hydraulikzylinder wird dabei über ein zwischen diese und die Pumpe geschaltetes elektrisch betätigtes Ventil gesteuert. Jeder der doppelt wirkenden Hydraulikzylinder ist mit einem Wegaufnehmer verbunden. Diese wiederum sind mit der Eingangsseite einer Steuereinheit gekoppelt. An deren Ausgangsseite sind die die Hydraulikzylinder steuernden Vorteile angebunden, die über einen Ist-Sollwertvergleich der Wegaufnehmersignale von der Steuereinheit angesteuert werden. Eine derartige hydraulische Stelleinrichtung hat den Nachteil, daß sie nicht allein, z. T. sehr hohen Sicherheitsanforderungen genügt, die an eine hydraulische Stelleinrichtung zur Achslenkung eines Kraftfahrzeuges gestellt werden. So kann beispielsweise der Ausfall bzw. das Blockieren eines der Ventile zu unkontrollierten Steuerbewegungen führen.

Aus der DE-OS 28 39 121 ist ein elektrohydraulischer Stellantrieb zur Achslenkung von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem zwei durch ein Steuergerät angesteuerte 3/2-Wegeventile zur Beaufschlagung der beiden Druckräume eines als Lenkmotor eingesetzten doppelt wirkenden Hydraulikzylinders dienen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrohydraulische Stelleinrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs so auszubilden, daß sie sehr exakt und betriebssicher arbeitet und in der vorteilhafterweise auch eine Redundanz vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Be­ schreibung und Zeichnung wiedergegeben.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 und Fig. 2 ist mit 10 eine Pumpe bezeich­ net, die von der Brennkraftmaschine 11 eines Fahrzeugs angetrieben ist. Die Pumpe 10 saugt Druckmittel aus einem Behälter 12 an und fördert es in eine Druckleitung 13, die zu einem Druckspeicher 14 führt. Von der Druckleitung 13 zweigt eine Leitung 15 ab, die bis zu einem Druckschalter 16 führt. Von der Leitung 15 zweigen zwei Lei­ tungen 17, 18 ab; die Leitung 17 führt über ein Rückschlagventil 20 zu einem elektromagnetisch betätigbaren Wegeventil 19, die Leitung 18 führt über ein Rückschlagventil 21 ebenfalls zu einem elektro­ magnetisch betätigbaren Wegeventil 22. Die Wegeventile 19, 22 sind als 3/2-Wegeventile ausgebildet. Die Leitung 17 führt über das Wege­ ventil 19 weiter zum Druckraum 24 eines doppelt wirkenden Gleich­ laufzylinders 25, die Leitung 18 führt über das Wegeventil 22 zum anderen Druckraum 26 des Gleichlaufzylinders. Die Kolbenstange 27 des Gleichlaufzylinders dient zur Hinterachslenkung eines Fahrzeugs.

Von der Druckleitung 13 zweigt eine Leitung 28 ab, die in eine Rück­ laufleitung 29 mündet, die vom Wegeventil 19 ausgeht und zum Behäl­ ter 29 führt. In der Leitung 29 ist ein elektromagnetisch betätig­ bares Proportionalventil 30 angeordnet. Von einer Stelle zwischen dem Proportionalventil 30 und dem Wegeventil 19 geht noch eine Lei­ tung 31 aus, die zum Wegeventil 22 führt. Parallel an die Drucklei­ tung 13 ist ein Speicherladeventil 32 angeschlossen, in der Druck­ leitung befindet sich hinter der Pumpe ein Filter 33 mit Bypass­ leitung 34. Damit ist der hydraulische Teil des Stellantriebs be­ schrieben.

Ein elek­ tronisches Steuergerät 35 weist einen Bordrechner 36 auf, der von dem das Fahrzeug Bedienenden betätigt wird. Das elek­ tronische Steuergerät weist außerdem eine erste Einheit 37 auf, in der die Auswertung der Istwerte erfolgt, insbesondere der die Stellung der Kolbenstange 27 repräsentierenden, und eine zweite Ein­ heit 38, über welche die Wegeventile 19, 22 angesteuert werden. Außerdem stehen mit der Einheit 37 ein Positionsregler 39 in Wirk­ verbindung, der ebenfalls über die Stellung der Kolbenstange 27 informiert ist, und ein Ventilregler 40 für das Proportionalventil 30. Von dessen Elektromagnet 30A führt eine Leitung 43 zum Ventil­ regler 40. Außerdem ist das Proportionalventil mit einem Weggeber 42 ausgestattet, von dem eine Leitung 44 ebenfalls zum Ventilregler 40 führt. Der Ventilregler 40 erhält den Sollwert für die Stellung der Kolbenstange 27 von der elektronischen Einheit 37. Diese speist außerdem den Istwert der Kolbenstangenstellung dem Positionsregler 39 ein. Dieser ist - wie auch die Einheit 37 - über eine Leitung 45 mit einem Weggeber 46 verbunden, der über ein Gestänge 47 an die linke Seite der Kolbenstange angeschlossen ist. An der rechten Seite der Kolbenstange ist ebenfalls über ein Gestänge 48 ein Weggeber 49 ange­ schlossen, von dem eine Leitung 50 zur elektronischen Einheit 37 führt. Dieser werden also stets die Istwerte der Kolbenstange 27 zugeführt. Druckfedern 51, 52 zentrieren die Kolbenstange in Mittelstellung. Der Positionsregler 39 ist außerdem noch über eine Leitung 54 mit der Einheit 37 verbunden.

Von die Wegeventile 19, 22 betätigenden Elektromagneten 19A und 22A führen Leitungen 56, 57 zur elektronischen Einheit 38. Außerdem führen vom Druckschalter 16 drei nicht näher bezeichnete Leitungen ebenfalls zur Einheit 37.

Bei Steuerspannung Null sind die Wegeventile 19, 22 in Schalt­ stellung b und das Proportionalventil 30 nimmt seine Schließstellung II ein. Das von der Pumpe 10 geförderte Druckmittel fließt über die Leitungen 13, 28, 29 zum Behälter. Der Gleichlaufzylinder ist jetzt durch die Rückschlagventile 20, 21 hydraulisch eingespannt, die Kolbenstange 27 kann keine Bewegung ausführen. Soll die Kolbenstange 27 durch einen entsprechenden Befehl am Bordrechner 36 nach rechts ausgefahren werden - ausgelöst durch entsprechende Drehung am Lenk­ rad, so wird das Wegeventil 22 durch entsprechende Ansteuerung vom elektronischen Steuergerät in seine Schaltstellung a gebracht, wo­ durch Verbindung hergestellt wird vom Druckraum 26 am Gleichlauf­ zylinder über die Leitung 18, das Wegeventil 22, die Leitung 31, das sich jetzt in Durchfluß- bzw. Drosselstellung befindliche Propor­ tionalventil 30 und die Rücklaufleitung 29 zum Behälter. Der geför­ derte Druckmittelstrom fließt nun über die Leitungen 13, 15, 17, das sich öffnende Rückschlagventil 20 und das sich in Schaltstellung b befindliche Wegeventil 19 in den Druckraum 24. Die Weggeber 46, 49 signalisieren laufend die Position der Kolbenstange an das elek­ tronische Steuergerät 35. Stimmt der Sollwert mit dem Istwert über­ ein, dann wird das Wegeventil 22 wiederum in Position b geschaltet. Bei jedem derartigen Steuervorgang reguliert das Proportionalventil 30 durch entsprechende Ansteuerung vom Ventilregler 40 her exakt dosiert den Abfluß von Druckmittel aus dem betreffenden Druckraum am Gleichlaufzylinder. Abhängig von der Fahrgeschwindigkeit des Fahr­ zeugs, dem Vorderrad-Lenkeinschlag und der Gierbewegung, werden über den Bordrechner 36 und das elektronische Steuergerät der Proportio­ nalmagnet 30A am Ventil 30 und die Wegeventile 19, 22 ange­ steuert.

Soll die Kolbenstange nach links ausgelenkt werden, so wird das Wegeventil 19 in seine Schaltstellung a gebracht, so daß nun der Druckraum 24 zum Behälter 12 verbunden ist und Druckmittel über das sich in Schaltstellung b befindliche Wegeventil 22 zum Druckraum 26 fließt. Stets muß das vom entsprechenden Druckraum abströmende Druckmittel über das Proportionalventil dosiert je nach dessen Stellung zum Behälter abfließen.

Bei Ausfall der Druckversorgung werden über den Druckschalter 16 sämtliche Ventile in Ruhestellung gebracht. Man erkennt aus Obigem, daß das gesamte System als elektrohydraulischer Lagereglerkreis auf­ gebaut ist, wobei das elektronische Eingangssignal vom Bordrechner 36 als Sollwert dient.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen lediglich dadurch, daß nun das Proportional­ ventil 30 durch ein proportional arbeitendes Mehrwegeventil 60 er­ setzt ist. Dadurch ergibt sich keinerlei funktioneller Unterschied; es soll damit lediglich gezeigt werden, daß eine andere Ventilbauart verwendet werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 erhält man eine Redundanz in der Haltefunktion durch die Hintereinanderschaltung der beiden Ventilgruppen, d. h. der Schalt­ ventile 19, 22 und des Proportionalventils 30 bzw. 60, außerdem eine dynamische und feinfühlige Steuerung. Die Proportionalventile 30, 60 sind bezüglich Pumpe bzw. Verbraucher für beide Strömungsrichtungen ausgelegt.

Claims (1)

1. Hydraulischer Stellantrieb für die Achslenkung eines Kraftfahrzeugs mit einer von einer Pumpe (10) beaufschlagten Pumpendruckleitung (13, 15) und einem doppelt wirkenden Gleichlaufzylinder (25), dessen beiden Druckräumen (24, 26) je ein elektrisch betätigtes Steuerventil (19, 22) zugeordnet ist und an dessen Kolbenstange (27) mindestens ein Weggeber (46, 49) angeordnet ist, welcher die Stellung der Kolbenstange einem elektronischen Steuergerät (35) signalisiert, das über Ist-Sollwertvergleich die Steuerventile (19, 22) betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (19, 22) als 3/2-Wegeventile ausgebildet sind und jedem Steuerventil (19, 22) ein an die Pumpendruckleitung (15) angeschlossenes Rückschlagventil (20, 21) vorgeschaltet ist, das in Richtung von der Pumpendruckleitung zum Schaltventil hin öffnet, daß an den Rücklaufanschluß der Steuerventile ein elektromagnetisch betätigbares Proportionalventil (30, 60) angeschlossen ist und daß das elektronische Steuergerät (35) aus einem Bordrechner (36), einer mit diesem unmittelbar verbundenen ersten Einheit (37) sowie einer mit dieser unmittelbar verbundenen zweiten Einheit (38) besteht, wobei der ersten Einheit (37) die Werte des/der Weggeber (46, 49) zugeführt werden, die diese ausgewertet auf einen Positionsregler (39), der ebenfalls die Werte eines der Weggeber erhält, sowie auf einen Ventilregler (40) überträgt, der die Steuerventile (19, 22) ansteuert und die erste Einheit (37) durch einen an die Pumpendruckleitung (15) angeschlossenen Druckschalter (16) ein- bzw. ausgeschaltet wird und wobei die zweite Einheit (38) zur Ansteuerung des Proportionalventils (30, 60) dient.