DE3817150C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Reaktionssteuervorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Wie in der ungeprüften japanischen veröffentlichten Patent­ anmeldung No. 61-1 32 466 angegeben ist, ist eine Reaktions­ steuervorrichtung bekannt, bei der eine erste feste Drossel­ einrichtung in einer Ölleitung zwischen einer Austrittsöff­ nung einer Pumpe und einem Servolenkventil angeordnet ist. Eine zweite feste Drosseleinrichtung und eine variable Drosseleinrichtung, deren Öffnung nach Maßgabe der Fahrzeug­ geschwindigkeit, des Lenkwinkels oder dergleichen gesteuert wird, sind in Reihenschaltung in einer weiteren Ölleitung vor­ gesehen, die den stromaufwärtigen Teil der ersten festen Drosseleinrichtung mit einem Behälter oder einer Rücklauf­ leitung verbindet, so daß ein regulierter Öldruck in einem Zwischenabschnitt zwischen der zweiten festen Drosseleinrich­ tung und der variablen Drosseleinrichtung zu einer hydrauli­ schen Reaktionskammer bzw. Rückdruckkammer geleitet wird.

Wie in der ungeprüften veröffentlichten japanischen Patentan­ meldung No. 52-1 40 129 beschrieben ist, ist eine weitere Re­ aktionssteuervorrichtung bekannt, bei der zwei variable Dros­ seleinrichtungen, die mit einem Magneten verbunden sind, der mittels eines Signales von einem Fahrzeuggeschwindigkeits­ sensor betätigt wird, in einer Reihenschaltung in einer Öl­ zweigleitung angeordnet, die von einer Ölleitung zwischen einer Austrittsöffnung einer Pumpe und einem Servolenkventil abzweigt, und die mit einem Behälter verbunden ist, so daß der Öldruck zu einer hydraulischen Reaktionskammer bzw. Rück­ druckkammer geleitet wird, wobei ein regulierter Öldruck an einem Zwischenabschnitt zwischen den beiden Drosseleinrich­ tungen der hydraulischen Reaktionskammer zugeleitet wird.

Ferner ist aus der ungeprüften japanischen veröffentlich­ ten Patentanmeldung No. 55-76 764 eine weitere Reaktionssteuer­ vorrichtung bekannt, bei der zwei variable Drosseleinrichtun­ gen in Reihe mit einem Kupplungselement geschaltet sind, das manuell oder durch eine Ausgabegröße eines Tachometers be­ tätigt wird. Die beiden variablen Drosseleinrichtungen sind in einer Ölzweigleitung angeordnet, die von einer Ölleitung zwischen einer Austrittsöffnung einer Pumpe und einem Servo­ lenkventil abzweigt und die mit einem Behälter verbunden ist, um den Öldruck zu einer hydraulischen Reaktionskammer zu leiten. Bei dieser Vorrichtung wird ein regulierter Öldruck an einem Zwischenabschnitt zwischen den beiden Drosseleinrich­ tungen der hydraulischen Reaktionskammer zugeführt.

Bei der hydraulischen Reaktionssteuervorrichtung nach der ungeprüften, veröffentlichten japanischen Patentanmeldung No. 61-1 32 466 jedoch ergibt sich eine Schwierigkeit, die darin zu sehen ist, daß der zu regulierende Reaktionsdruck bzw. Rückdruck von der Größe der festen Drosseleinrichtung eines Stufenventils während der Fahrt eines Fahrzeuges mit hoher Geschwindigkeit abhängig ist, wenn die variable Drosselein­ richtung offen ist, da die Vorrichtung derart ausgelegt ist, daß der zu regulierende Reaktionsöldruck durch die in Reihe geschalteten variablen und festen Drosseleinrichtungen erhal­ ten wird. Der Rückdruck kann nicht ausreichend angehoben wer­ den, um eine Anpassung an das erhöhte Rücköl zu erreichen, so daß man keinen ausreichenden Rückdruck bzw. Reaktions­ druck erhalten kann.

Bei der hydraulischen Reaktionssteuervorrichtung, die in der ungeprüften, veröffentlichten japanischen Patentanmeldung No. 55-76 764 angegeben ist, ergibt sich eine Schwierigkeit dahingehend, daß, obgleich die Vorrichtung manuell oder durch eine Ausgangsgröße eines Tachometers betätigt wird, sich keine gleichmäßige Drucksteuerung vornehmen läßt, da die beiden Drosseleinrichtungen sich gleichzeitig bei der Ausführungs­ form gemäß den vorstehenden Angaben ändern.

Eine hydraulische Reaktionssteuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der GB 21 83 573 A bekannt geworden. Bei dieser bekannten Servolenkeinrichtung ist eine Pumpe vorgesehen, die der Servolenkung über eine feste Drossel Öl zuführt. Zwischen dieser festen Drossel und der Pumpe ist eine Ölzweigleitung vorgesehen, die Öl durch eine erste variable Drossel und eine zweite feste Drossel in den Ölvorratsbehälter zurückführt. Zwischen der variablen Drossel und der festen Drossel ist eine weitere Ölleitung vorgesehen, die zur Reaktionskammer der Servolenkung führt. Der Öffnungsgrad der variablen Drossel wird durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflußt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Reaktionssteuervorrichtung für eine Servolenkanlage derart auszubilden, daß ein gesteuerter, höherer Reaktionsdruck erzielt wird, der auch für höhere Geschwindigkeiten ausreicht, sowie eine gleichmäßige Druckcharakteristik bei mittleren Fahrzeuggeschwindigkeiten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Zu bevorzugende Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er­ geben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausbildungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Öldruckschaltung gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer variablen Drosselein­ richtung bei der Ausbildungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 2 zur Verdeutlichung des Zustands der Dros­ seleinrichtung beim Stoppen eines Fahrzeugs,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 2 zur Verdeutlichung des Zustands der Dros­ seleinrichtung bei einer hohen Fahrzeuggeschwin­ digkeit,

Fig. 5 eine graphische Darstellung des regulierten Re­ aktionsdruckes gemäß einer bevorzugten Ausbildungs­ form nach der Erfindung und bei einer üblichen Vor­ richtung,

Fig. 6 eine graphische Darstellung eines Steuerventils gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung und bei einer üblichen Vorrichtung,

Fig. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Öldruckschal­ tung einer weiteren bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung, und

Fig. 8 eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung der Öffnungsgrade der beiden variablen Drossel­ einrichtungen und einer festen Drosseleinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung in Gegenüberstellung zur Fahrzeugge­ schwindigkeit.

Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeich­ nung bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung er­ läutert.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist eine feste Drosselein­ richtung 4 in einer Ölleitung 3 zwischen einer Austrittsöff­ nung einer Pumpe 1 und einem Steuerventil 2 für die Servolen­ kung angeordnet. Ein Schrittmotor 8, dessen Drehung durch ein Abgabesignal einer elektronischen Steuereinrichtung 7 gesteu­ ert wird, das die Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Lenkwinkel o.dgl. darstellt, ist in einer Ölleitung 6 vorgesehen, die den stromaufwärtigen Teil der festen Drosseleinrichtung 4 mit einem Behälter 5 verbindet. Mit der Bezugsziffer 21 ist eine Läuferwelle des Schrittmotors 8 bezeichnet, dessen Drehbewegung mit Hilfe eines Untersetzungsgetriebes 22 herab­ gesetzt wird. Die Läuferwelle 21 ist mit einer ersten va­ riablen Drosseleinrichtung 11, einer zweiten variablen Dros­ seleinrichtung 12 und einer dazwischen liegenden festen Dros­ seleinrichtung 15 für die Ölleitung 6 versehen. Die erste variable Drosseleinrichtung 11, die zweite variable Drossel­ einrichtung 12 und die feste Drosseleinrichtung 15 sind in der stromabwärtigen Leitung der Ölleitung 6 angeordnet, und die Ölleitungen 13 und 13′ zweigen von einem Zwischenab­ schnitt zwischen der ersten variablen Drosseleinrichtung 11 und der festen Drosseleinrichtung 15 ab und führen zu einer hydraulischen Reaktionskammer bzw. Rückdruckkammer 14. Die erste variable Drosseleinrichtung 11 hat die Aufgabe, den Durchfluß des Öles von der Ölleitung 6 zu steuern, und die zweite variable Drosseleinrichtung 12 hat die Aufgabe, den Rückstrom zu dem Behälter 5 über die Rückleitung 16 zu steuern.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 2 und es wird der Zustand gezeigt, wenn das Fahrzeug hält oder sich mit einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt. In Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs der Linie III-III von Fig. 2 ge­ zeigt und es wird ein Zustand gezeigt, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ist mit der Bezugsziffer 27 eine Öffnung 27 der Läuferwelle 21 bezeichnet, die die erste variable Drosseleinrichtung 11 bildet. Mit der Bezugs­ ziffer 23 ist eine Öffnung 23 der zweiten variablen Drossel­ einrichtung 12 bezeichnet, die in einem Ende 26 eines Ge­ häuses 28 ausgebildet ist. Mit der Bezugsziffer 24 ist eine Öffnung der Läuferwelle 21 dargestellt, die die zweite va­ riable Drosseleinrichtung 12 bildet, und mit der Bezugsziffer 25 ist eine Ringkammer 25 dargestellt, die mit dem Behälter 5 in Verbindung steht. Die Größen der jeweiligen Öffnungen 23 und 24 sind vorzugsweise größer als jene der festen Drossel­ einrichtung 15 gewählt.

Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung des regulierten Re­ aktionsdruckes, aufgetragen über der Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei das Symbol a ein Diagramm des Reaktionsdruckes gemäß der Erfindung, und das Symbol b einen Reaktionsdruck bei einer üblichen Vorrichtung wiedergibt, wie z.B. einer solchen, die in der ungeprüften, veröffentlichten japanischen Patent­ anmeldung No. 61-1 32 466 angegeben ist. Diese letztgenannte Vorrichtung wird nachstehend als eine übliche Vorrichtung im Vergleich zu der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfin­ dung bezeichnet.

Fig. 6 zeigt eine graphische Darstellung der Steuerventil­ charakteristika einer Servolenkanlage, wobei das Symbol a die Ventilcharakteristik der üblichen Vorrichtung in dem Zustand darstellt, wenn das Fahrzeug steht oder mit einer extrem niedrigen Geschwindigkeit fährt, wobei b die Ventil­ charakteristik der üblichen Vorrichtung darstellt, wenn das Fahrzeug mit einer mittleren Geschwindigkeit fährt, und c die Ventilcharakteristik der üblichen Vorrichtung darstellt, wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt. b′ und c′ stellen die Ventilcharakteristika bei der vorlie­ genden Erfindung dar.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Ölreaktionssteuervor­ richtung für eine Servolenkanlage gemäß der vorstehend ge­ nannten bevorzugten Ausbildungsform erläutert. Wenn die Pumpe 1 sich dreht, wird der Öldruck P 1, der in dem von der Pumpe 1 ausgegebenen Öl erzeugt wird, reduziert, wenn das Öl durch die feste Drosseleinrichtung 4 geht. Der Zusammen­ hang zwischen dem Öldruck P 1 und dem Öldruck P 2, der an dem Steuerventil für die Servolenkung anliegt, beläuft sich auf P 1 < P 2.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist, arbeitet der Schrittmotor 8 in Abhängigkeit von einem Signal von der elektronischen Steuereinrichtung 7, um die erste variable Drosseleinrichtung 11 vollständig zu schließen und die Öl­ leitung 6 abzusperren, so daß kein Öldruck auf die hydrau­ lische Reaktionskammer 14 ausgeübt wird. Die Servolenkanlage hat daher die gleiche Charakteristik, die mit der Kurve a in Fig. 6 bei der üblichen Vorrichtung gezeigt ist, und man kann eine leicht gängige Handlenkung ermöglichen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, sind eine Öffnung des Gehäuses 28 der ersten variablen Drosseleinrichtung 11 und die Öffnung 27 der Läufer­ welle 21 an einem Abschnitt m geschlossen.

Wenn das Fahrzeug mit einer mittleren Geschwindigkeit geradeaus fährt, steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit an, und der Schritt­ motor 8 arbeitet in Abhängigkeit von einem Signal von der elektronischen Steuereinrichtung 7, um die erste variable Dros­ seleinrichtung 11 zu öffnen. Hierbei ergibt sich der nachste­ hende Zusammenhang zwischen dem Öffnungsgrad A der ersten variablen Drosseleinrichtung 11, dem vorstehend angegebenen Öldruck P 1, einem Öffnungsgrad B der festen Drosseleinrichtung 15, dem Öldruck P 3 der Ölleitung 13 und dem Rückdruck P 4 an der Seite des Behälters 5:

Wenn man annimmt, daß der Wert von P 4 Null ist, da es sich um den Atmosphärendruck handelt, ergibt sich folgender Zu­ sammenhang:

Wenn die Öffnungsgrade B und C der festen Drosseleinrichtungen 15 und der zweiten variablen Drosseleinrichtung 12 wesentlich größer als der Öffnungsgrad A der ersten variablen Drossel­ einrichtung 11 sind, so ergibt sich P 3 = 0. Dies bedeutet, daß kein Druck in der Ölleitung 13 erzeugt wird, und man er­ hält keine Lenkbelastung in der Nähe der Neutralstellung einer Lenkeinrichtung, so daß es möglich ist, mit einer geringen Kraft auf dieselbe Weise eine Steuerung vorzunehmen, als wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Null wäre.

Wenn die Handlenkung bei einer Fahrt mit einer mittleren Ge­ schwindigkeit vorgenommen wird, beginnt die Hilfskraftunter­ stützung der Servolenkanlage, so daß der Öldruck P 1 allmählich ansteigt. Somit steigt P 1 in den vorstehend genannten Gleichun­ gen über die Verteilerrate der entsprechenden Öffnungsgrade B und C der festen Drosseleinrichtung 15 und der zweiten va­ riablen Drosseleinrichtung 12 hinaus an, so daß der Öldruck P 3 der Ölleitung 13 ansteigt. Der Öldruck P 3 steigt proportional zu der Zunahme des Öldrucks P 1 an. Folglich wirkt der Öldruck P 3, der proportional zum Öldruck P 1 ist, auf die hydraulische Reaktionskammer 14 ein, und die Reaktion bzw. der Rückdruck des Öldrucks bei der Lenkung nimmt zu, um eine Charakteristik zu erhalten, die eine Widerstandsrichtung hat, wie dies mit b′ in Fig. 6 gezeigt ist.

Wenn das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit fährt, dreht sich die Läuferwelle 21 in Fig. 4 weiter nach links, so daß der Öffnungsgrad A der Öffnungen 11 und 27 der ersten variablen Drosseleinrichtung 11 ausreichend groß wird, und zugleich wird der Öffnungsgrad C der Öffnungen 23 und 24 der zweiten varia­ blen Drosseleinrichtung 12, die in derselben Welle wie die erste variable Drosseleinrichtung 11 ausgebildet ist, kleiner als der Öffnungsgrad B der festen Drosseleinrichtung 15. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter zunimmt, werden die Öffnungen 23 und 24 vollständig geschlossen. Somit wird der durch die abgezweigte Ölleitung 6 in Fig. 1 gehende Öldruck daran gehin­ dert, die Rückführungsleitung 16 zu dem Behälter 5 zu gelan­ gen, so daß der gesamte Strom von der Pumpe 1 durch die Öl­ leitung 3 zu dem Steuerventil 2 durch die Servolenkung strömt, sowie durch die erste variable Drosseleinrichtung 11, die in dem Zustand so geöffnet ist, daß ein maximaler Druckverlust durch die feste Drosseleinrichtung 4 auftritt, was bedeutet, daß sich der Zustand ergibt, gemäß dem P 1-P 2 = MAX ist. Dann wirkt P 3 MAX auf die Ölreaktionskammer 14 ein, so daß eine Charakteristik a erhalten wird, die in Fig. 5 gezeigt ist, und wenn der Reaktionsdruck ansteigt, wird die Lenkkraft stär­ ker, wie dies mit C′ in Fig. 6 gezeigt ist, wenn man hierbei einen Vergleich mit der üblichen Reaktionscharakteristik C vor­ nimmt.

Fig. 7 zeigt eine zweite bevorzugte Ausbildungsform nach der Erfindung, bei der eine Auslegung vorgesehen ist, bei der ein Steuerventil 2 einen Drosseleffekt an sich hat und dieses anstelle der festen Drosseleinrichtung 4 in den Fig. 1 und 2 vorgesehen ist. Bei dieser Auslegung ist es möglich, Schwie­ rigkeiten im Zusammenhang mit dem Fluiddruckabfall zu verhin­ dern, die erzeugt werden, wenn die feste Drosseleinrichtung 4 ausreichend klein bei der ersten bevorzugten Ausbildungsform gemacht wird.

Fig. 8 zeigt die relative Zuordnung zwischen den beiden va­ riablen Drosseleinrichtungen 11 und 12 und der festen Drossel­ einrichtung 15 bezüglich des Zusammenhangs zwischen der Fahr­ zeuggeschwindigkeit und einem Öffnungsgrad. Wenn die Fahr­ zeuggeschwindigkeit in dem Bereich von 0 bis V liegt, hängt der Reaktionsdruck von den Öffnungsgraden der Öffnung (A und B) der ersten variablen Drosseleinrichtung 11 und der festen Drosseleinrichtung 15 ab, und, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als V wird, hängt der Reaktionsdruck von den Öffnungs­ graden der Öffnung (B und C) der ersten variablen Drosselein­ richtung 11 und der zweiten variablen Drosseleinrichtung 12 ab.

Wie sich aus der voranstehenden Beschreibung ergibt, erhält man bei der Erfindung eine gleichmäßige Reaktionscharakteristik, wenn ein Fahrzeug bei einer mittleren Geschwindigkeit fährt, und man erhält eine Lenkcharakteristik, die eine hohe Steifig­ keit in einer Neutralstellung der Lenkeinrichtung hat, und die eine Widerstandsrichtung beim Handbetrieb hat.

Obgleich vorangehend bevorzugte Ausbildungsformen nach der Erfindung erläutert und beschrieben worden sind, sind selbst­ verständlich zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfin­ dungsgedanken zu verlassen.

Claims (4)

1. Hydraulische Reaktionssteuervorrichtung für eine Servolenkanlage, welche mit einer Steuereinrichtung zum Steuern des Öldruckes versehen ist, der einer hydraulischen Reaktionskammer in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Lenkwinkels zugeführt wird, wobei die Steuereinrichtung in einer ersten Ölzweigleitung vorgesehen ist, die von einer Ölleitung zwischen einer Austrittsleitung einer Pumpe und einem Steuerventil für die Servolenkanlage abzweigt und mit einem Tank oder einer Rücklaufleitung verbunden ist und wobei diese Steuereinrichtung eine erste variable Drossel aufweist, sowie eine feste Drossel, die in Strömungsrichtung nach der ersten variablen Drossel angeordnet ist, und Einrichtungen, um den gesteuerten Öldruck zwischen dieser ersten variablen Drossel und dieser festen Drosseleinrichtung mittels einer zweiten Ölzweigleitung der Reaktionskammer der Servolenkanlage zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine zweite variable Drossel (12) aufweist, welche in der ersten Ölzweigleitung (6) angeordnet und in Reihe mit der ersten variablen Drossel (11) und der festen Drossel (15) geschaltet ist, und in Strömungsrichtung hinter dem Abzweigpunkt der zweiten Ölzweigleitung (13) von der ersten Ölzweigleitung (13) liegt.

2. Hydraulische Reaktionssteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste variable Drossel (11) und die zweite variable Drossel (12) auf einer gemeinsamen Welle (21) angeordnet sind.

3. Hydraulische Reaktionssteuervorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der ersten variablen Drossel (11) und der zweiten variablen Drossel (12) über eine Verdrehung der Welle (21) mittels eines Schrittmotors (8) erfolgt.

4. Hydraulische Reaktionssteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede variable Drosseleinrichtung (11, 12) eine Öffnung (23, 27) aufweist, die nach Maßgabe des Signales gesteuert wird, das die Fahrzeuggeschwindigkeit oder den Lenkwinkel darstellt, und daß die Lenkeinrichtung den regulierten Druck zwischen der festen Drosseleinrichtung (15) und der ersten variablen Drosseleinrichtung (11), die mit der Austrittsöffnung der Pumpe (1) verbunden ist, zu der hydraulischen Reaktionskammer (14) lenkt, wenn das Fahrzeug mit einer niedrigen oder mittleren Geschwindigkeit fährt, und daß der regulierte Öldruck zwischen den beiden variablen Drosseleinrichtungen (11, 12) der hydraulischen Reaktionskammer (14) zugeleitet wird, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt.