DE4337819A1 - Hydraulic system for a motor vehicle - Google Patents
Hydraulic system for a motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem innerhalb eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a hydraulic system within a Motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Aus der EPS 0 152 914 ist ein Hydrauliksystem bekannt, das in der Ausführung nach Fig. 1 ein Servolenkungshydrauliksystem und ein Fahrwerkshydrauliksystem in Form eines veränderbaren Stabilisators umfaßt. Das gezeigte Hydrauliksystem besitzt eine Versorgungseinrichtung, die über ein Lenkungsschaltventil einen Lenkhilfszylinder versorgt. Über dasselbe Lenkungs schaltventil erfolgt die Energieversorgung der Fahrwerkshy draulik. Folglich sind beide Einzelhydrauliksysteme fest mit einander verknüpft, wobei die Leistungsanforderungen beider Hydrauliksysteme gleichberechtigt berücksichtigt sind. In der Praxis bedeutet das, daß bei geringen Fahrzeuggeschwindig keiten das Fahrwerkssystem mit Energie versorgt wird, obwohl beispielsweise beim Rangieren kein Bedarf vorliegt. Folglich nimmt die Wirkung der Servolenkung in einem Geschwindigkeits bereich ab, in dem sie gerade benötigt wird. Umgekehrt stellt sich bei hohen Fahrgeschwindigkeiten trotz eines kleinen Lenkwinkels häufig schon eine große Querbeschleunigung ein. In dieser Fahrsituation wird über das Lenkungsschaltventil aber nur ein kleiner Volumenstrom durchgelassen, so daß die nötige hydraulische Leistung für die Fahrwerksregulierung nicht zur Verfügung steht. Überhaupt kann nur eine Fahrwerksregelung einsetzen, wenn eine Lenkradbewegung erfolgt. Bei einem Wind stoß, der zwar eine Querbeschleunigung bewirkt würde die Re gelung erst einsetzen, wenn die Störgröße bereits über die Lenkbewegung korrigiert wird. A hydraulic system is known from EPS 0 152 914, which in the embodiment according to FIG. 1 comprises a power steering hydraulic system and a chassis hydraulic system in the form of a variable stabilizer. The hydraulic system shown has a supply device which supplies a power steering cylinder via a steering switching valve. The power supply to the chassis hydraulics is provided via the same steering control valve. As a result, both individual hydraulic systems are firmly linked to one another, with the performance requirements of both hydraulic systems being taken into account equally. In practice, this means that the chassis system is supplied with energy at low vehicle speeds, although there is no need, for example, when maneuvering. As a result, the effect of power steering decreases in a speed range where it is needed. Conversely, at high driving speeds, a large lateral acceleration often occurs despite a small steering angle. In this driving situation, however, only a small volume flow is passed through the steering switching valve, so that the necessary hydraulic power for the chassis regulation is not available. In general, only a chassis control can be used if the steering wheel is moved. In the event of a gust of wind that causes transverse acceleration, the control would only start when the disturbance variable has already been corrected via the steering movement.
Die Fahrwerksregelung weist noch den Nachteil auf, daß die Fahrzeugachsen nicht einzeln geschaltet werden. So ist die separate Ansteuerung der Hinterachse bei der Fig. 1 nicht möglich.The chassis control has the disadvantage that the vehicle axles are not switched individually. So the separate control of the rear axle is not possible in FIG. 1.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit einfachsten Mittel ein Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeug zu realisie ren, das bei geringsten Energieeinsatz einerseits eine stets voll funktionsfähige Servolenkung und andererseits eine bedarfsgerechte Fahrwerksregelung ermöglicht und dabei die aus dem genannten Stand der Technik bekannten Nachteile vermeidet.The object of the present invention is with the simplest Realize a hydraulic system for a motor vehicle ren, which is always one with the least amount of energy fully functional power steering and on the other hand one needs-based suspension control enables and thereby known disadvantages avoids disadvantages.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by patent claim 1 solved.
Das zwischen dem Servolenkungssystem und dem Fahrwerkssystem installierte Stromventil sorgt zuverlässig dafür, daß die Servolenkungsfunktion stets erhalten bleibt, unabhängig ob eine Fahrwerksregelung erfolgt. Dadurch bleiben dem Fahrzeug lenker böse Überraschungen erspart. Der Leistungsüberschuß zur Servolenkung steht der Fahrwerksregelung zur Verfügung. Dabei findet die Tatsache Anwendung, daß bei hohen Geschwindigkeiten der Energiebedarf der Servolenkung sehr klein und der der Fahrwerksregelung groß ist. Diese Anforderung wird von dem Stromventil berücksichtigt und umgesetzt. Im Ergebnis redu zieren sich die Leistungsverluste innerhalb des Hydrauliksy stems. So kann zum Beispiel die hydraulische Versorgungsein richtung kleiner ausgeführt sein, als wenn für die Servolen kung und für die Fahrwerkshydraulik zwei getrennte Versor gungseinrichtungen vorgesehen wären.That between the power steering system and the chassis system installed current valve ensures that the Power steering function is always maintained, regardless of whether chassis control. This leaves the vehicle saves drivers nasty surprises. The surplus for Power steering is available for the chassis control. Here applies the fact that at high speeds the power requirement of the power steering is very small and that of the Chassis control is great. This requirement is met by the Current valve considered and implemented. As a result, redu the power losses are adorned within the hydraulic system stems. For example, the hydraulic supply direction be made smaller than if for the servo and two separate suppliers for the chassis hydraulics would be provided.
Vorteilhafterweise ist das Ventil zur Steuerung der Energie versorgung des Hydrauliksystems als ein Stromregelventil aus geführt ist. Aufwendige Regeleinrichtungen, die eine Regel elektronik aufweisen, können durch das Stromregelventil um gangen werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Reaktionskräfte innerhalb des Hydrauliksystems die Volumenstromverteilung zwischen dem Fahrwerkssystem und dem Lenksystem nicht beeinflussen können.The valve is advantageously used to control the energy supply of the hydraulic system as a flow control valve is led. Elaborate control devices, the one rule can have electronics through the flow control valve be gone. Another advantage is that the reaction forces within the hydraulic system Volume flow distribution between the chassis system and the Steering system can not influence.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal ist vorgesehen, daß das Ventil zur Energieversorgung der Fahrwerkshydraulik als ein Stromteilerventil ausgeführt ist. In Abhängigkeit der Druckverhältnisse in den Zuleitungen zu den Aktuatoren der Fahrzeugachsen erfolgt eine flexible Volumenstromverteilung.According to a further advantageous feature, it is provided that the valve for power supply to the chassis hydraulics as a flow divider valve is executed. In dependency of Pressure ratios in the feed lines to the actuators of the Flexible volume flow distribution takes place on vehicle axles.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Ventil zur Energie versorgung der Fahrwerkshydraulik als ein Stromregelventil ausgeführt ist. Mit dieser Maßnahme kann für eine Fahrzeug achse eine Priorität hinsichtlich der Volumenstromverteilung unabhängig vom Betriebsdruck eingestellt werden. Daraus ergibt sich ein definiertes Fahrverhalten im Bezug auf das Über- bzw. Untersteuern.Alternatively, it can be provided that the valve for energy Supply of the chassis hydraulics as a flow control valve is executed. This measure can be used for a vehicle axis a priority with regard to the volume flow distribution can be set independently of the operating pressure. It follows a defined driving behavior in relation to the over or Understeer.
Das Fahrwerkshydrauliksystem wird unabhängig von der Lenkrad stellung über jeweils mindestens ein Aktuatorschaltventil an gesteuert. Damit kann im Gegensatz zum genannten Stand der Technik auch bei kleinen Lenkwinkeln oder auch einer Querbe schleunigung, die unabhängig von einer Lenkbewegung auftritt, eine Verstellung der Aktuatoren erfolgen.The chassis hydraulic system becomes independent of the steering wheel position via at least one actuator switching valve controlled. In contrast to the state of the art Technology even with small steering angles or a crossbar acceleration that occurs independently of a steering movement, the actuators are adjusted.
Um die Anzahl der Ventile der Fahrwerkshydraulik klein zu halten, aber dennoch die notwendigen Schaltstellungen zu er möglichen ist das Aktuatorschaltventil als ein 4/3-Wegeventil ausgebildet. Dabei können in einer Schaltstellung die An schlüsse P, A, B und R blockiert sein, mit der Folge, daß sich ein äußerst preiswertes Wegeventil einsetzen läßt. Alternativ kommt ein Aktuatorventil zur Anwendung, bei dem in einer Schaltstellung die Anschlüsse A, B blockiert und die An schlüsse P und R verbunden sind. Die Energieversorgungsein richtung muß bei dieser Variante nur die Drosselverluste in nerhalb des Aktuatorventils überwinden, so daß sich der Ener gieeinsatz für das Hydrauliksystem insgesamt verringert. Für ein feinfühliges Ansprechen der Aktuatoren ist das Aktuatorschaltventil als ein Proportionalventil ausgebildet. To reduce the number of valves in the chassis hydraulics hold, but still the necessary switch positions to he The actuator switching valve is possible as a 4/3-way valve educated. The on can be in a switch position conclusions P, A, B and R should be blocked, with the result that an extremely inexpensive directional valve can be used. Alternatively an actuator valve is used, in which in a Switch position the ports A, B blocked and the on conclusions P and R are connected. The energy supply direction with this variant only the throttle losses in overcome within the actuator valve so that the Ener Total use of the hydraulic system reduced. For that is a sensitive response from the actuators Actuator switching valve designed as a proportional valve.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung wird die Erfindung mit ihren Vorteilen näher erläutert.The invention is illustrated by the following description of the figures explained in more detail with their advantages.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 Hydrauliksystem mit einem Stromteilerventil zur Energierversorgung des Fahrwerkhydrauliksystems, Fig. 1 hydraulic system with a flow divider valve for Energierversorgung of the suspension hydraulic system,
Fig. 2 Hydrauliksystem mit einem Stromregelventil zur Energieversorgung des Fahrwerkhydrauliksystems. Fig. 2 hydraulic system with a flow control valve for supplying energy to the chassis hydraulic system.
Die Darstellung der Fig. 1 beschränkt sich auf ein Hydraulik system für ein Kraftfahrzeug. Das Hydrauliksystem gliedert sich in ein Servolenkungshydrauliksystem 1 und in ein Fahr werkshydrauliksystem 3. Eine hydraulische Versorgungseinrich tung, die aus einem Antriebsmotor 5 sinnvollerweise dem Fahr zeugmotor und einer Hydraulikpumpe 7 besteht, kommt für beide Einzelsysteme zur Anwendung. Die Volumenstromaufteilung zwi schen den Einzelsystemen übernimmt ein Stromventil 9 in Stromregelventilbauweise. Am Anschluß P des Stromventils 9 liegt immer der Volumenstrom QP mit dem Druck pP an. Der Aus gang A führt in das Servolenkungshydrauliksystem 1, der Aus gang B zum Fahrwerkhydrauliksystem 3. Der Ausgang A weist Steuerleitungen Z, Y auf, die die Schaltstellung des Strom ventils 9 beeinflussen. Innerhalb der Zuleitung zum Lenksy stem 1 ist eine Drosselstelle 11 installiert. Vor der Dros selstelle 11 liegt der Druck pL1 und hinter der Drosselstelle pL2 an. Eine Blende 13 sorgt dafür, daß innerhalb der Steuer leitung Y die Pulsation auf ein Kleinstmaß reduziert wird. Die Wirkung der Drücke in den Steuerleitungen Z und Y wird von einer Feder überlagert, so daß bis zu einem definierten Druckverhältnis die Schaltkraft, bestehend aus der Federkraft und der Druckkraft, entsprechend Druck pL, in der Steuerlei tung Z größer ist als die entgegenwirkende Druckkraft des Druckes pL1 in der Steuerleitung y.The illustration of FIG. 1 is limited to a hydraulic system for a motor vehicle. The hydraulic system is divided into a power steering hydraulic system 1 and a chassis hydraulic system 3 . A hydraulic Liefereinrich device, which consists of a drive motor 5 usefully the driving engine and a hydraulic pump 7 , is used for both individual systems. The volume flow distribution between the individual systems takes over a flow valve 9 in flow control valve design. The volume flow Q P with the pressure pP is always present at the connection P of the flow valve 9 . Output A leads to the power steering hydraulic system 1 , output B to the chassis hydraulic system 3 . The output A has control lines Z, Y, which influence the switching position of the current valve 9 . A throttle point 11 is installed within the supply line to the steering system 1 . Before the throttle point 11 , the pressure p L1 and behind the throttle point p L2 . An aperture 13 ensures that the pulsation is reduced to a minimum within the control line Y. The effect of the pressures in the control lines Z and Y is superimposed by a spring, so that up to a defined pressure ratio the switching force, consisting of the spring force and the pressure force, corresponding to pressure p L , in the control line device Z is greater than the opposing pressure force of the pressure p L1 in the control line y.
Das definierte Verhältnis wird von dem Druckverhältnis pL1-pL2 an der Drosselstelle 11 bestimmt. Unabhängig vom Pumpendruck pP bleibt das Druckgefälle konstant, so daß keine Rückkoppelung aus den Einzelhydrauliksystemen einen Einfluß darauf hat, daß das Lenksystem 1 immer primär versorgt wird und der Überschuß des Volumenstroms QP-QL dem Fahrwerksy stem 3 zur Verfügung steht.The defined ratio is determined by the pressure ratio p L1 -p L2 at the throttle point 11 . Regardless of the pump pressure p P , the pressure drop remains constant, so that no feedback from the individual hydraulic systems has an influence on the fact that the steering system 1 is always supplied primarily and the excess of the volume flow Q P -Q L the chassis system 3 is available.
Während des Fahrzeugbetriebes stellen sich zwischen den Ein zelhydrauliksystemen 1, 3 gegenläufige Leistungsanforderungen ein. Bei niedrigen Geschwindigkeiten und einem damit verbun denen geringen Volumenstrom QL wird nur das Servolenkungshy drauliksystem 1 mit dem Volumenstrom QL versorgt. Ein Len kungsschaltventil 15, das über das Lenkrad 17 eingesteuert wird, sorgt für den Zu- bzw. Abfluß an einem Lenkhilfszylin der 19. Bei Geradeausfahrt nimmt das Lenkschaltventil 15 eine mittlere Schaltstellung ein, so daß die Pumpe 7 nur die Strö mungsverluste innerhalb des Lenkungssystems 1 überwinden muß.During vehicle operation, there are opposing performance requirements between the individual hydraulic systems 1 , 3 . At low speeds and a low volume flow Q L associated therewith, only the power steering hydraulic system 1 is supplied with the volume flow Q L. A len control valve 15 , which is controlled via the steering wheel 17 , ensures the inflow or outflow at a Lenkhilfszylin the 19th When driving straight ahead, the steering switching valve 15 assumes a middle switching position, so that the pump 7 only has to overcome the flow losses within the steering system 1 .
Bei höheren Geschwindigkeiten, tendenziell gleichzusetzten mit höheren Motordrehzahlen, wenn die Fahrwerkshydraulik benötigt wird, fördert die Pumpe 7 einen größeren Volumenstrom QL. So bald der Volumenstrombedarf über das Stromventil 9 für das Lenksystem 1 gedeckt ist, wird über den Anschluß B am Strom ventil 9 ein weiteres Stromventil 21 beschickt. Dieses Strom ventil ist als ein Stromteilerventil ausgeführt. Über seine Steuerleitungen Z, Y erfolgt die Volumenstromaufteilung bzw. -versorgung für je ein Aktuatorschaltventil 23 einer Vorder achse und ein Aktuatorschaltventil 25 der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges. Jedes der Aktuatorschaltventile 23, 25 ist als ein 4/3-Wegeventil ausgeführt und kann einzeln betätigt werden. So ist es durchaus möglich, die Achsen einzeln von der Versorgung zu blockieren, indem eine mittlere Schaltstellung eingenommen wird. Der Volumenstrom zu den einzelnen Aktuatoren kann über ein den Aktuatorschaltventilen parallel geschaltetes Druckbegrenzungsventil 27, 29 in einen Ausgleichsbehälter 31 abfließen.At higher speeds, tending to equate with higher engine speeds when the chassis hydraulics are required, the pump 7 delivers a larger volume flow Q L. As soon as the volume flow requirement is met by the flow control valve 9 for the steering system 1 is fed through the terminal B at the flow control valve 9, a further flow control valve 21st This flow valve is designed as a flow divider valve. Via its control lines Z, Y, the volume flow distribution or supply takes place for one actuator switching valve 23 of a front axle and one actuator switching valve 25 of the rear axle of a motor vehicle. Each of the actuator switching valves 23 , 25 is designed as a 4/3-way valve and can be operated individually. So it is quite possible to block the axes individually from the supply by taking a middle switch position. The volume flow to the individual actuators can flow into a compensating tank 31 via a pressure limiting valve 27 , 29 connected in parallel with the actuator switching valves.
Als Aktuatoren können für ein Antirollsystem Schwenkmotore in Verbindung mit einem geteilten Stabilisator aber auch doppelt wirkende Zylinder zum Einsatz kommen, die eine Horizontierung des Fahrzeugs und/oder eine Änderung der Federrate des Fahr zeugs bewirken.Swing motors can be used as actuators for an anti-roll system Connection with a split stabilizer but also double acting cylinders are used, the leveling of the vehicle and / or a change in the spring rate of the drive effect stuff.
Die Ausführung des Hydrauliksystems nach Fig. 2 entspricht bis auf die Verteilung der Volumenströme auf die Vorderachs- und Hinterachsaktuatoren 33, 35 im wesentlichen der Fig. 1. Ein deutlicher funktionaler Unterschied liegt daran, daß die Ver teilung des Volumenstroms QF von einem Stromregelventil 37 bestimmt wird. Die Arbeitsweise des Stromregelventils 37 ist identisch mit dem Stromregelventil 9, so daß je nachdem wel cher Aktuator in Reihe mit der Drosselstelle 11 geschaltet ist, die Versorgungspriorität bekommt. Der wahlweise Einsatz eines Stromregelventils 37 oder eines Stromteilerventils 21 kann zur grundsätzlichen Abstimmung des Fahrwerks bezüglich Unter- und Übersteuern herangezogen werden. Ein weiterer Un terschied besteht darin, daß die Aktuatorschaltventile 23, 25 als Proportionalventile ausgebildet sind. Bei diesen Ventilen ist die Sperrstellung der Aktuatoren 33, 35 mit einer Kurz schaltung der Anschlüsse P und R verbunden, so daß die Druck begrenzungsventile 27, 29 weitgehend drosselfrei umgangen werden können.The design of the hydraulic system of FIG. 2 corresponds to the distribution of the volume flows on the front axle and Hinterachsaktuatoren 33, 35 substantially of FIG. 1. A clear functional difference is because the distribution patterns of the volume flow Q F of a flow control valve 37 is determined. The operation of the flow control valve 37 is identical to the flow control valve 9 , so that depending on which actuator is connected in series with the throttle point 11 , the supply priority is given. The optional use of a flow control valve 37 or a flow divider valve 21 can be used to fundamentally coordinate the undercarriage with respect to understeer and oversteer. Another difference is that the actuator switching valves 23 , 25 are designed as proportional valves. In these valves, the blocking position of the actuators 33 , 35 is connected to a short circuit of the connections P and R, so that the pressure limiting valves 27 , 29 can be bypassed largely without throttling.
Zusammenfassend kann man sagen, daß die gegenläufigen Lei stungsanforderungen getrennter Hydraulikkreise von einer ge meinsamen Versorgungseinrichtung bewältigt werden kann, so daß die bereits in vielen Fahrzeugen vorhandene Servolenkungspumpe benutzt werden kann. Das Fördervolumen, das bei hohen Fahrge schwindigkeiten bisher über ein Druckbegrenzungsventil abge leitet wurde, kann mit den vorbeschriebenen Mitteln einer sinnvollen Nutzung zugeführt werden.In summary it can be said that the opposite Lei requirements of separate hydraulic circuits from one ge common supply facility can be managed, so that the power steering pump that is already available in many vehicles can be used. The delivery volume, which at high Fahrge so far abge a pressure relief valve has been managed, one can with the means described above sensible use.
Claims (9)
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