DE3808900A1

DE3808900A1 - Parking aid system

Info

Publication number: DE3808900A1
Application number: DE19883808900
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Kahrs
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1989-09-28

Abstract

Parking aid system for motor vehicles, containing a hydraulic pump (1) with electromotive drive (2), a control cylinder (3) which is coupled mechanically to the steering mechanism, a steering valve (4) which is connected between the hydraulic pump (1) and the control cylinder (3), a hydraulic line system (5) with hydraulic container (6) and an rpm or speed sensor (7) and an electronic control and switching system (8). The object of the invention, which is to provide a low-wear, cost-effective parking aid system with low energy requirement, is achieved in that only the electromotive drive (2) is assigned to the hydraulic pump (1), this electromotive drive (2) being capable of being activated within a limited travel speed range in dependence on steering movements by the associated electronic control and switching system (8). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Park-Lenkhilfe-System für Kraftfahrzeuge, enthaltend eine Hydraulikpumpe mit Elektromotorantrieb, einen mit der Lenkmechanik mechanisch gekoppelten Steuerzylinder, ein zwischen der Hydraulik pumpe und dem Steuerzylinder geschaltetes Lenkventil, ein Hydraulikleitungssystem mit Hydraulikbehälter sowie einen Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitssensor und ein elektro nisches Steuer- und Schaltsystem.The invention relates to a parking steering aid system for Motor vehicles containing a hydraulic pump Electric motor drive, one mechanical with the steering mechanism coupled control cylinder, one between the hydraulics pump and the steering cylinder switched steering valve Hydraulic line system with hydraulic reservoir and one Speed or speed sensor and an electro African control and switching system.

Bekannte und vielfach serienmäßig eingesetzte hydraulische Lenkhilfeeinrichtungen bringen die Unterstützung im gesam ten Geschwindigkeitsbereich, bei neueren Systemen even tuell auf elektrohydraulischem Wege bei höheren Geschwin digkeiten künstlich gemindert, und die hierbei üblicher weise verwendeten, vom Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpen liefern sogar entgegen dem Bedarf bei höherer Fahrgeschwindigkeit eine immer größere Förder leistung, was sowohl vom Blickpunkt der Dimensionierung der Bauteile als auch vom Energieverbrauch her gesehen sehr ungünstig ist.Known and widely used hydraulic Driving aids bring the support in total th speed range, with newer systems even electrohydraulically at higher speeds artificially reduced, and the more common used wisely, driven by the internal combustion engine Hydraulic pumps even supply against the need higher driving speed an ever larger conveyor performance, both from the point of view of dimensioning the components as well as the energy consumption is very unfavorable.

Eine derartige mit den genannten Nachteilen behaftete Lenkhilfeeinrichtung ist in der DE-OS 24 12 897 beschrie ben. Die beschriebene Einrichtung ist zusätzlich zu der vom Verbrennungsmotor angetriebenen Hydraulikpumpe mit einer von einem Elektromotor angetriebenen Hilfspumpe versehen. Diese Hilfspumpe ist für ein vorbestimmtes Zeit intervall vorgesehen, innerhalb dessen die verbrennungs motorgekoppelte Hauptpumpe keinen ausreichenden hydrau lischen Druck aufbauen kann. Sobald ein vorbestimmter Druckgrenzwert erreicht ist, wird der Elektromotor der Hilfspumpe ausgeschaltet. Ist der Druckgrenzwert unter schritten, wird der Elektromotor der Pumpe wieder einge schaltet. Diese Schaltvorgänge laufen ohne bzw. unabhängig von Lenkbewegungen ab, immer dann, wenn die Hauptpumpe nicht genügend Druck liefert.Such a one has the disadvantages mentioned Power steering device is described in DE-OS 24 12 897 ben. The device described is in addition to the hydraulic pump driven by the internal combustion engine an auxiliary pump driven by an electric motor Mistake. This auxiliary pump is for a predetermined time interval provided within which the combustion motor-coupled main pump insufficient hydraulic can build up pressure. Once a predetermined Pressure limit is reached, the electric motor will Auxiliary pump switched off. The pressure limit is below the pump's electric motor is switched on again switches. These switching processes run without or independently on steering movements, whenever the main pump does not deliver enough pressure.

Nachteil bei diesem beschriebenen System ist die kosten aufwendige mehrfache Anordnung von hydraulischen Aggre gaten, der hohe Energieverbrauch und hoher Verschleiß.The disadvantage of this system described is the cost complex multiple arrangement of hydraulic units high energy consumption and wear.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Park-Lenkhilfe zu schaffen, deren Lenkkraftunterstützung nur im benötigten Bereich kleiner Fahrgeschwindigkeiten erfolgt und die einen besonders geringen Energiebedarf hat. Die Aufgabe wird durch Anordnung der kennzeichnenden Merkmale entsprechend der Patentansprüche realisiert.The present invention has the task of a Park steering aid to create its steering power support only in the required range of low driving speeds takes place and the particularly low energy consumption Has. The task is done by ordering the characteristic Features realized according to the claims.

Die Vorteile der Erfindung beruhen auf dem äußerst geringen Energiebedarf für die Park-Lenkhilfe, der geringen Beanspruchung und dem geringen Verschleiß der hydraulischen Aggregate infolge geringer Laufdauer dieser Aggregate im Verhältnis zur Motorlaufdauer: Bei herkömm lichen Lenkhilfeeinrichtungen sind Hydraulikaggregat-Lauf dauer und Verbrennungsmotor-Laufdauer gleich.The advantages of the invention are based on the extreme low energy requirement for the parking steering aid, the low stress and wear hydraulic units due to the short running time of these Units in relation to engine running time: With conventional The steering aids are hydraulic unit run Duration and internal combustion engine running time are the same.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel mit zugehöriger Zeichnung beschrieben. The invention is based on an embodiment described with accompanying drawing.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung der gelenk ten Vorderachse mit einem zugeordneten hydraulischen bzw. elektrischen Schaltplan. Fig. 1 shows a perspective view of the articulated front axle with an associated hydraulic or electrical circuit diagram.

Fig. 2 zeigt ein als Drehschieber ausgebildetes Lenkventil mit Schalter. Fig. 2 shows a steering valve designed as a rotary valve with switch.

Gemäß Fig. 1 ist eine Hydraulikpumpe 1 mit Elektromotoran trieb 2 ausgangsseitig hydraulisch mit einem Steuerzylin der 3 über ein dazwischengeschaltetes Lenkventil 4 verbun den. Der Steuerzylinder 3 ist ein für hydraulische Lenk hilfen übliches, in zwei Richtungen druckbeaufschlagbares und bewegbares Aggregat. Das Lenkventil 4 steuert den von der Hydraulikpumpe 1 kommenden Volumenstrom in die jeweils vorgesehene Beaufschlagungsseite des Steuerzylinders 3 entsprechend der angesteuerten Fahrtrichtung und ist zu diesem Zweck mit zwei hydraulisch einander entgegenge richteten Schaltpositionen versehen und mit einer dritten Kurzschlußposition. Zwischen Hydraulikpumpe 1 und Lenk ventil 4 ist ein Bypass 17 mit Rückschlagventil 18 zum Hydraulikbehälter 6 geschaltet mit der Aufgabe, Druck schwankungen im Hydraulikleitungssystem 5 bei Betrieb der Hydraulikpumpe 1 bzw. beim Schalten von Lenkventil 4 auszugleichen.According to Fig. 1 is a hydraulic pump 1 driven Elektromotoran 2 verbun the output side with a hydraulically Steuerzylin 3 via an intervening steering valve 4 to. The control cylinder 3 is a common for hydraulic steering aids, pressurizable and movable unit in two directions. The steering valve 4 controls the volume flow coming from the hydraulic pump 1 in the respectively intended loading side of the control cylinder 3 in accordance with the controlled direction of travel and is provided for this purpose with two hydraulically opposite switching positions and with a third short circuit position. Between the hydraulic pump 1 and the steering valve 4, a bypass 17 with check valve 18 is connected to the hydraulic tank 6 with the task of pressure fluctuations in the hydraulic line system 5 during operation of the hydraulic pump 1 or when switching the steering valve to compensate. 4

Ein Hydraulikleitungssystem 5 verbindet die Hydraulikteile 1, 3, 4 und endet im Hydraulikbehälter 6, der seinerseits mit seinem Zulauf in den Eingang der Hydraulikpumpe 1 das System schließt. Ein Fahrgeschwindigkeitssensor 7 liefert geschwindigkeitsproportionale elektrische Impulse an ein elektronisches Steuer- und Schaltsystem 8, das auch mit einem Lenkungsbetätigungsschalter 11 elektrisch verbunden ist. Der Lenkungsbetätigungsschalter 11 ist dem aktiven Teil der Lenkmechanik 10 bzw. dem Lenkventil 4 zugeordnet. Ein elektronisches Verzögerungsglied 9 ist zusätzlich dem elektronischen Steuer- und Schaltsystem 8 zugeordnet und sorgt für ein verzögertes Ein- bzw. Ausschalten des Elektromotorantriebes 2. Das elektronische Verzögerungs glied 9 hat die Aufgabe, unabhängig von der Lenkungsbean spruchung bzw. der Häufigkeit von Lenkrichtungswechseln die Anzahl der Ein- bzw. Ausschaltungen des Elektromotor antriebes 2 zu begrenzen. Die Lenkmechanik 10 ist Teil einer üblichen, mit den gelenkten Rädern 12, 13, einem Lenkgetriebe 14 und einem Lenkhandrad 15 bestehenden Kraftfahrzeugvorderachse 16.A hydraulic line system 5 connects the hydraulic parts 1, 3, 4 and ends in the hydraulic tank 6 , which in turn closes the system with its inlet into the inlet of the hydraulic pump 1 . A driving speed sensor 7 delivers electrical pulses proportional to the speed to an electronic control and switching system 8 , which is also electrically connected to a steering actuation switch 11 . The steering actuation switch 11 is assigned to the active part of the steering mechanism 10 or the steering valve 4 . An electronic delay element 9 is additionally assigned to the electronic control and switching system 8 and ensures a delayed switching on or off of the electric motor drive 2 . The electronic delay element 9 has the task of limiting the number of switching on and off of the electric motor drive 2 regardless of the steering stress or the frequency of steering direction changes. The steering mechanism 10 is part of a conventional motor vehicle front axle 16 which has the steered wheels 12 , 13 , a steering gear 14 and a steering handwheel 15 .

function

Mit Einschalten der Zündung am nicht mitdargestellten Zündschloß ist das elektronische Steuer- und Schaltsystem 8 aktiviert und einschaltbereit. Bei Drehen des Lenkhand rades 15 wird der Lenkungsbetätigungsschalter 11 einge schaltet, der über das elektronische Steuer- und Schalt system 8 den Elektromotorantrieb 2 der Hydraulikpumpe 1 einschaltet, den Steuerzylinder 3 mit hydraulischem Druck beaufschlagt und entsprechend der vorgewählten Drehrich tung eine Lenkhilfskraft wirksam werden läßt. Wird durch den Lenkungsbetätigungsschalter 11 keine weitere Bewegung des Lenkhandrades sensiert, wird der Elektromotorantrieb 2 wieder ausgeschaltet, die Lenkhilfskraft entfällt. Ist eine durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 7 registrierte Geschwindigkeit erreicht, die über einem festgelegten Geschwindigkeitsgrenzwert liegt, schaltet das elektroni sche Steuer- und Schaltsystem 8 den Elektromotorantrieb 3 aus, auch wenn durch den Lenkungsbetätigungsschalter 11 eine Lenkbewegung am Lenkhandrad 15 registriert ist, so daß das Park-Lenkhilfe-System nur bei Lenktätigkeit und unterhalb einer Fahrzeughöchstgeschwindigkeit aktiviert wird.When the ignition is switched on at the ignition lock (not shown), the electronic control and switching system 8 is activated and ready to be switched on. When turning the steering wheel 15 , the steering actuation switch 11 is turned on, the electric motor drive 2 of the hydraulic pump 1 is switched on via the electronic control and switching system 8 , the control cylinder 3 is pressurized with hydraulic pressure and a steering assist can be activated in accordance with the preselected direction of rotation. Is sensed the manual steering wheel through the steering actuator switch 11 no further movement, the electric motor drive 2 is switched off again, eliminating the power steering assist. If a speed registered by the driving speed sensor 7 is reached which is above a defined speed limit value, the electronic control and switching system 8 switches off the electric motor drive 3 , even if a steering movement on the steering handwheel 15 is registered by the steering actuation switch 11 , so that the parking The steering aid system is only activated when steering and below a maximum vehicle speed.

Gemäß Fig. 2 ist das Lenkventil 4 prinzipiell wie ein für konventionelle Lenkhilfen verwendetes Drehschieber-Ventil ausgeführt, jedoch mit dem zusätzlich integrierten elektrischen Lenkbetätigungsschalter 11 für das Ein- bzw. Ausschalten der Hydraulikpumpe 1 versehen. Das Ventil 4 ist axial in der Lenksäule 14′ angeordnet, das Lenkventil gehäuse 19 mit den Hydraulikleitungsanschlüssen 20, 21, 22, 23 zu Hydraulikpumpe 1, Hydraulikbehälter 6 und Steuerzylinder 3 enthält den mittels Lenkhandrad 15 drehbaren Schieber 4′ und die das Lenkgetriebe 14 drehende Hülse 4′′. Schieber 4′ und Hülse 4′′ sind üblicherweise um einen kleinen Betrag gegeneinander verdrehbar und mit einer nichtdargestellten Zentrierfeder verbunden. Um den kleinen Verdrehwinkel wird das Ventil 4 zunächst bei Lenkhandradbewegung durch den Fahrer geöffnet, wobei Drucköl von der Hydraulikpumpe 1 in die entsprechende Zylinderseite des Steuerzylinders 3 fließt und die Hilfskraft bewirkt. Die entsprechende Ölmenge fließt dann von der anderen Steuer-Zylinderseite über das Lenkventil 4 zum Hydraulikbehälter 6 zurück. Die Verdrehbewegung von Schieber 4′ gegen Hülse 4′′ beträgt nach Auslegung nur wenige Winkelgrade (positiv/negativ entsprechend rechts/links) und wird mittels einer nichtdargestellten Zentrierfeder (z. B. Drehstab) nach dem Lenkvorgang selbsttätig in die Nullage zurückgeführt; dieser Verdreh winkel soll gleichzeitig zur Betätigung des in das Ventil eingebauten elektrischen Lenkbetätigungsschalters 11 (z. B. Mikroschalter) benutzt werden, mit dem wie beschrieben, der Elektromotorantrieb 2 beim Lenkvorgang ein- bzw. wieder ausgeschaltet wird. Natürlich kann das Lenkventil 4 nicht nur mit Drehschieber 4′ und Hülse 4′′ sondern auch als Längsschieber mit längsverschiebbarer Hülse ausgeführt werden, wenn diese Lösung sich besser in die Konfiguration der Lenkung einfügt.Referring to FIG. 2, the steering valve 4 is basically like a conventional steering systems used for rotary slide valve executed, but provided with the additional integrated electrical steering operation switch 11 for switching on and off the hydraulic pump 1. The valve 4 is arranged axially in the steering column 14 ', the steering valve housing 19 with the hydraulic line connections 20 , 21 , 22 , 23 to the hydraulic pump 1 , hydraulic tank 6 and control cylinder 3 contains the rotatable by means of the steering wheel 15 slide 4 ' and the steering gear 14 rotating Sleeve 4 ''. Slider 4 'and sleeve 4 ''are usually rotatable against each other by a small amount and connected to a centering spring, not shown. The valve 4 is first opened by the driver when the steering wheel is moved by the small angle of rotation, pressure oil flowing from the hydraulic pump 1 into the corresponding cylinder side of the control cylinder 3 and causing the auxiliary force. The corresponding amount of oil then flows back from the other control cylinder side via the steering valve 4 to the hydraulic reservoir 6 . The rotational movement of slide 4 'against sleeve 4 ''is only a few degrees of angle (positive / negative corresponding to right / left) and is automatically returned to the zero position after the steering process by means of an unillustrated centering spring (e.g. torsion bar); this twist angle is to be used at the same time to actuate the built-in electric valve control switch 11 (z. B. microswitch) with which, as described, the electric motor drive 2 is turned on or off during the steering process. Of course, the steering valve 4 not only with rotary valve 4 'and sleeve 4' can 'but also be designed as a longitudinal slide with longitudinally movable sleeve if this solution fits better to the configuration of the steering.

In dem Fahrgeschwindigkeitsbereich ohne Lenkkraft-Unter stützung, entsprechend der Zielsetzung, ist bei abge schalteter Hydraulikpumpe 1 nur die standardmäßige, mechanische Lenkung in Funktion und die im Steuerzylinder 3 vorhandene Ölmenge wird hierbei mit dessen Kolbenbewe gung über das Lenkventil 4 drucklos vom und zum Hydraulik behälter 6 verschoben.In the driving speed range without steering power support, according to the objective, when the hydraulic pump 1 is switched off, only the standard mechanical steering is in operation and the amount of oil in the control cylinder 3 is depressurized with its piston movement via the steering valve 4 to and from the hydraulic tank 6 postponed.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Hydraulikpumpe
2 Elektromotorantrieb
3 Steuerzylinder
4 Lenkventil
4′ Schieber
4′′ Hülse
5 Hydraulikleitungssystem
6 Hydraulikbehälter
7 Drehzahl-Geschwindigkeitssensor
8 elektronisches Steuer-Schaltsystem
9 elektronisches Verzögerungsglied
10 Lenkmechanik
11 Lenkungsbetätigungsschalter
12 Rad
13 Rad
14 Lenkgetriebe
14′ Lenksäule
15 Lenkhandrad
16 Fahrzeugvorderachse
17 Bypass
18 Rückschlagventil
19 Lenkventilgehäuse
20 Hydraulikanschluß
21 Hydraulikanschluß
22 Hydraulikanschluß
23 Hydraulikanschluß 1 hydraulic pump
2 electric motor drive
3 control cylinders
4 steering valve
4 ′ slide
4 '' sleeve
5 hydraulic line system
6 hydraulic tanks
7 speed-speed sensor
8 electronic control switching system
9 electronic delay element
10 steering mechanism
11 steering control switch
12 wheel
13 wheel
14 steering gear
14 ′ steering column
15 steering handwheel
16 vehicle front axle
17 bypass
18 check valve
19 steering valve housing
20 hydraulic connection
21 hydraulic connection
22 Hydraulic connection
23 Hydraulic connection

Claims

1. Parking steering aid system for motor vehicles, comprising a hydraulic pump ( 1 ) with an electric motor drive ( 2 ), a control cylinder ( 3 ) mechanically coupled to the steering mechanism, a steering valve switched between the hydraulic pump ( 1 ) and the control cylinder ( 3 ) ( 4 ), a hydraulic line system ( 5 ), hydraulic reservoir ( 6 ) and a speed or speed sensor ( 7 ) and an electronic control and switching system ( 8 ), characterized in that only the electric motor drive ( 2 ) of the hydraulic pump ( 1 ) is assigned, wherein this electric motor drive ( 2 ) can be activated by the electronic control and switching system ( 8 ) within a limited driving speed range and depending on the movement.

2. Parking steering aid system for motor vehicles according to claim 1, characterized in that the electric motor drive ( 2 ) can be activated due to the steering movement.

3. Parking steering aid system for motor vehicles according to claim 2, characterized in that the electronic control and switching system ( 8 ) is coupled to an electronic delay element ( 9 ).

4. Parking steering aid system for motor vehicles according to claim 3, characterized in that the steering valve ( 4 ) is a rotary valve with sleeve.

5. Parking steering aid system for motor vehicles according to claim 3, characterized in that the steering valve ( 4 ) is a longitudinal slide with sleeve.

6. Parking steering aid system for motor vehicles according to claim 4 and 5, characterized in that on the steering valve ( 4 ) by a relative movement between the slide ( 4 ') and sleeve ( 4 '') acting as a steering actuation switch ( 11 ) or electrical switch Arranged and assigned to the electric motor drive ( 2 ).

7. Parking steering aid system for motor vehicles according to claim 6, characterized in that the switch ( 11 ) in the steering valve ( 4 ) is integrated.

8. Park steering aid system for motor vehicles according to claim 7, characterized in that the electric motor drive ( 2 ) is coupled to further additional drives.

9. Parking steering aid system for motor vehicles according to claim 8, characterized in that the hydraulic pump ( 1 ) can be hydraulically coupled with additional consumers.