DE60123699T2

DE60123699T2 - Hydraulische Servolenkung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE60123699T2
Application number: DE60123699T
Authority: DE
Inventors: c/o Showa Corporation Akihiko Haga-gun Serizawa; c/o Showa Corporation Masaru Haga-gun Ishiwata
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: DE60123699D1; EP1149755A2; US6390228B2; EP1149755A3; JP2001301633A; EP1149755B1; US20010032750A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Servolenkeinrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere auf eine hydraulische Servolenkeinrichtung, die auf Druck und Fahrgeschwindigkeit reagiert und die Lenkunterstützungskraft in Reaktion auf eine externe Belastung (Fahrbahn-Reaktionskraft) reguliert, die in Korrelation mit dem Fluiddruck eines Arbeitsfluids, welches einem Servozylindermechanismus zugeführt wird, und der Fahrgeschwindigkeit steht.
Eine hydraulische Servolenkeinrichtung dieses Typs ist beispielsweise aus der Offenbarung der veröffentlichten geprüften japanischen Patentanmeldung (JP-B) 6-79895 bekannt. Diese Servolenkeinrichtung ist ausgestattet mit einer Pumpe zur Druckzufuhr an Öl, mit einem Hydraulikmotor, der mit einem Autoreifen über ein Gestänge verbunden ist und sowohl einen Kolben als auch einen Zylinder besitzt, und mit einer Drehventilvorrichtung, um den Fluss des Öls zu dem Hydraulikmotor zu regeln. Ein Ausgangskanal der Pumpe steht mit einer Eingangsseite eines Sensorventils für die Fahrgeschwindigkeit in Verbindung, und eine Ausgangsseite des Geschwindigkeitssensorventils steht mit einem Niedriggeschwindigkeit-Öleinlasskanal und einem Hochgeschwindigkeit-Öleinlasskanal in Verbindung. Des Weiteren besitzt die Drehventilvorrichtung ein internes Ventilteil, das integral mit einer Lenkwelle und einer Ventilhülse geformt ist, die das interne Ventilteil rotierend aufnimmt und integral mit einem Ritzel rotiert. Die Lenkwelle und das Ritzel sind miteinander über einen Torsionsstab verbunden, der sich drehend deplaciert, und die erste und die zweite Ventilvorrichtung werden durch das interne Ventilteil und die Ventilhülse gebildet. In diesem Fall steigert die erste Ventilvorrichtung die Größe von Druck, welcher an den Hydraulikmotor verteilt wird, entsprechend einer Zunahme der Torsion, und die zweite Ventilvorrichtung reguliert eine Ölmenge, die zu einer Saugseite der Pumpe zurückfließt, in Entsprechung zu der Torsion. Das Geschwindigkeitssensorventil verteilt das Öl nur dann an die erste Ventilvorrichtung, wenn sich das Fahrzeug in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich befindet, wohingegen sowohl die erste als auch die zweite Ventilvorrichtung Öl erhalten, wenn sich das Fahrzeug in einem hohen Geschwindigkeitsbereich bewegt; dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, eine angemessene Unterstützungskraft in Übereinstimmung mit der Fahrgeschwindigkeit und der Torsionsverlagerung zu erhalten.
Da bei niedriger Geschwindigkeit kein Öl zurückfließt, erhöht sich die Servokraft, und das Lenkrad lässt sich leicht bedienen. Aufgrund dessen, dass bei hoher Geschwindigkeit eine vorgegebene Ölmenge über die zweite Ventilvorrichtung zu der Saugseite der Pumpe rückgeführt wird, wird die an den Hydraulikmotor ausgegebene Ölmenge um das Maß der zurückfließenden Menge gesenkt, so dass sich die Unterstützungskraft verringert, und sich die Bedienung des Lenkrads erschwert.
Obwohl die Unterstützungskraft (die Lenkunterstützungskraft) bezüglich der Torsion unterschiedlich ist, wird eine Charakteristik der Unterstützungskraft im Bezug auf die Torsion bei jeder Fahrgeschwindigkeit definitiv in Übereinstimmung mit einer geometrischen Messkanten-Form bei der ersten und der zweiten Ventilvorrichtung bestimmt. Da jedoch die Charakteristik der Unterstützungskraft, die durch die gleiche geometrische Form erhalten wird, nicht immer bei allen Fahrgeschwindigkeiten optimal ist, besteht der Wunsch, die Freiheit beim Einstellen der Unterstützungskraft entsprechend der Veränderung der Fahrgeschwindigkeit in einer Weise zu vergrößern, dass sich die Unterstützungskraft bei jeder Veränderung der Torsion und bei jeder Fahrgeschwindigkeit einstellen lässt.
Dokument US 4 828 067 offenbart eine hydraulische Servolenkung, die ein Eingangsteil besitzt, ein Ausgangsteil, einen Lenkmechanismus, ein Hauptregulierventil mit einem ersten Ventilabschnitt und einem zweiten Ventilabschnitt, einen ersten Strömungsweg, der mit einer Pumpvorrichtung und dem Hauptregulierventil in Verbindung steht, einen zweiten Strömungsweg, der von dem ersten Weg abzweigt und mit einem Hilfsregulierventil in Verbindung steht, einen Fahrgeschwindigkeitssensor, einen Drucksensor und eine Steuerungseinheit, die das Hilfsregulierventil steuert.
Dokument US 5 862 879 offenbart eine hydraulische Servolenkung, die ein Eingangsteil umfasst, ein mit diesem verbundenes Ausgangsteil, ein Hauptregulierventil mit zwei Ventilabschnitten, einen Servozylindermechanismus, eine Zuleitung, die eine Pumpvorrichtung aufweist, und eine erste und eine zweite Rückleitung. Die zweite Rückleitung umfasst ein Hilfsregulierventil, das von einer Steuerungseinheit gesteuert wird. Die Steuerungseinheit erhält Informationen von einem Fahrgeschwindigkeitssensor und einem Drucksensor.
Dokument US 4 561 521 offenbart eine hydraulische Servolenkung, die ein Eingangsteil umfasst, ein mit dem Eingangsteil verbundenes Ausgangsteil, einen Lenkmechanismus, der ein gelenktes Rad lenkt, ein Hauptregulierventil mit einem ersten Ventilabschnitt und einem zweiten Ventilabschnitt, einen ersten Strömungsweg, der mit einer Pumpvorrichtung in Verbindung steht, einen zweiten Strömungsweg, der von dem ersten Strömungsweg abzweigt und ein Hilfsregulierventil aufweist, eine Steuerungseinheit, die das Hilfsregulierventil steuert, und einen Fahrgeschwindigkeitssensor, der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst. Diese Merkmale entsprechen dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das oben Erläuterte.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hydraulische Servolenkung für ein Fahrzeug zu bieten, die eine externe Belastung, d.h. eine Fahrbahn-Reaktionskraft, anhand eines Fluiddrucks eines Arbeitsfluids erkennt, das einem Servozylindermechanismus zugeführt wird, wodurch beim Einstellen einer der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Lenkunterstützungskraft große Freiheit gegeben ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine hydraulische Servolenkung für ein Fahrzeug geboten, die Folgendes umfasst:
ein mit einem Lenkrad ineinandergreifendes Eingangsteil, und
ein Ausgangsteil, das mit dem Eingangsteil verbunden ist, um sich relativ dazu frei zu bewegen.
Ein Lenkmechanismus, welcher ein gelenktes Rad lenkt, befindet sich in einem eingreifenden Verhältnis mit dem Ausgangsteil.
Ein Hauptregulierventil besitzt einen ersten Ventilabschnitt und einen zweiten Ventilabschnitt, wobei ein Ventilöffnungsgrad auf der Basis einer relativen Bewegung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil gesteuert wird.
Ein Servozylindermechanismus, der eine Lenkunterstützungskraft erzeugt, die auf den Lenkmechanismus in Übereinstimmung mit einem Fluiddruck in einer Arbeitskammer ausgeübt wird, in welche Arbeitsfluid zugeführt und abgelassen wird.
Ein erster Strömungsweg steht in Verbindung mit einer Pumpvorrichtung zum Ablassen einer festgelegten Strömungsmenge an Arbeitsfluid mit dem Hautregulierventil.
Ein zweiter Strömungsweg zweigt von dem ersten Strömungsweg ab und steht über ein Hilfsregulierventil und das Hauptregulierventil mit einem Niederdruckabschnitt in Verbindung, wobei das Hilfsregulierventil strömungsaufwärts von dem Hauptregulierventil angeordnet ist.
Eine Steuerungseinheit steuert das Hilfsregulierventil.
Der erste Ventilabschnitt reguliert eine Zufuhrmenge des Arbeitsfluids in dem ersten Strömungsweg zu der Arbeitskammer, und
der zweite Ventilabschnitt reguliert eine Ablassmenge des Arbeitsfluids in dem zweiten Strömungsweg zu dem Niederdruckabschnitt in Übereinstimmung mit dem Zusammenwirken mit dem Hilfsregulierventil.
Vorgesehen sind ferner ein Fahrgeschwindigkeitssensor zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit, angeordnet zwischen der Pumpvorrichtung und dem Hilfsregulierventil, und ein Drucksensor zum Erfassen eines Fluiddrucks des Arbeitsfluids in dem ersten Strömungsweg. Die Steuerungseinheit steuert einen Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils, auf einen festgelegten Ventilöffnungsgrad, der auf der Basis der von dem Fahrgeschwindigkeitssensor erfassten Fahrgeschwindigkeit und dem von dem Drucksensor erfassten Druck festgelegt wird.
Die vorliegende Erfindung erschließt sich besserem Verständnis anhand der folgenden, detaillierten Beschreibung und der begleitenden Zeichnungen, die nicht als eine Einschränkung der Erfindung angesehen werden sollten, sondern ausschließlich der Erläuterung und dem Verständnis dienen.
1 ist eine schematische Darstellung, die hauptsächlich einen Ölkanal einer hydraulischen Servolenkung für ein Fahrzeug entsprechend einer Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine teilweise Querschnittansicht eines ganzen Getriebes;
3 ist eine Querschnittansicht eines Hauptregulierventils und eines Hilfsregulierventils;
4 ist eine Ansicht im Querschnitt entlang einer Ebene, die das Hauptregulierventil in axialer Richtung vertikal kreuzt, und erläutert eine Ventilstruktur des Hauptregulierventils;
5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 4;
6 ist ein Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einem Lenkdrehmoment und einem Öffnungsbereich eines Drosselabschnitts darstellt;
7 ist ein Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einem Lenkdrehmoment und einem Öldruck in einer Ölkammer eines Servozylindermechanismus darstellt;
8 ist ein Schaubild, das ein Verhältnis zwischen einem Lenkdrehmoment und einer Lenkkraft darstellt; und
9 ist eine Übersicht über Ventilöffnungsgrade, mit deren Hilfe ein festgelegter Ventilöffnungsgrad eines Hilfsregulierventils im Bezug auf einen Öldruck, der von einem Drucksensor erfasst wird, bei einer spezifischen Fahrgeschwindigkeit eingestellt wird.
Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf 1 bis 9 eine Beschreibung einer Ausführungsform, die der vorliegenden Erfindung entspricht.
1 ist eine schematische Darstellung, die in erster Linie einen Ölkanal einer hydraulischen Servolenkung für ein Fahrzeug darstellt, die einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entspricht. Die Servolenkung umfasst eine Pumpvorrichtung 1, die von einem fahrzeugmontierten, internen Verbrennungsmotor angetrieben wird, ein Reservoir 2, ein Getriebe 3 (s. 2), eine elektronische Steuerungseinheit 4, einen Fahrgeschwindigkeitssensor 5, einen Sensor 6 für die Motorrotationsgeschwindigkeit und einen Drucksensor 7.
Die Pumpvorrichtung 1, die dem Getriebe 3 Betriebsöl zuführt, besitzt eine Hydraulik-Flügelpumpe 8, ein Ventil 9 zur Fließmengenregulierung, eine integrierte Blende 10 und ein Ablassventil 11. Die Hydraulikpumpe 8, die von einer Kurbelwelle des internen Verbrennungsmotors angetrieben wird, saugt das in dem Reservoir 2 gespeicherte Betriebsöl über einen Saugkanal 12 an und gibt das Betriebsöl, in dem sich ein hoher Druck entwickelt hat, an einen Ableitungskanal 13 ab. Dieser Ableitungskanal 13 steht über die integrierte Blende 10 mit einem Zuleitungskanal 14 in Verbindung, der das Betriebsöl einem Hauptregulierventil 29 zuleitet, das nachstehend erläutert und im Getriebe 3 vorgesehen ist; ferner steht der Ableitungskanal 13 über einen Rücklaufkanal 15, in welchem das Ventil 9 zur Fließmengenregulierung angelegt ist, mit dem Saugkanal 12 in Verbindung. Das Ventil 9 zur Fließmengenregulierung, das sich in Reaktion auf einen Differenzdruck zwischen dem Ableitungskanal 13 und dem Zuleitungskanal 14 bewegt, reguliert eine Fließmenge, die über den Rücklaufkanal 15 in Kooperation mit der integrierten Blende 10 zu dem Saugkanal 12 zurückkehrt. Eine Fließmenge des Betriebsöls, die an den Zuleitungskanal 14 abgegeben wird, wird im Bezug auf einen Drehzahlbereich festgelegt, der gleich einer vorgegebenen Hydraulikpumpen 8-Drehzahl ist oder höher, die ihrerseits einer Drehzahl des internen Verbrennungsmotors bei Leerlauf entspricht. Des Weiteren stehen der Zuleitungskanal 14 und der Saugkanal 12 über ein Ablassventil 11 miteinander in Verbindung, und dieses Ablassventil 11 wird geöffnet, wenn der Öldruck in dem Zuleitungskanal 14 einen Wert annimmt, der einen festgelegten zulässigen Maximalwert überschreitet, damit der Öldruck in dem Zuleitungskanal 14 auf einem Level gehalten wird, das gleich dem zulässigen Maximalwert ist oder geringer.
Das Reservoir 2 steht mittels eines Umlaufkanals 16 mit dem Hauptregulierventil 29 des Getriebes 3 in Verbindung, um das aus dem Hauptregulierventil 29 abgelassene Betriebsöl zeitweilig zu speichern. Das gespeicherte Betriebsöl wird der Hydraulikpumpe 8 über den Saugkanal 12 zugeführt.
Das Getriebe 3 ist, wie 2 veranschaulicht, mit einem zylindrischen Gehäuse 18 ausgestattet, um eine Zahnstange 17 so aufzunehmen, dass diese sich in einer axialen Richtung desselben (was in dieser Ausführungsform einer seitlichen Richtung gleichkommt) frei bewegt, und ferner mit einem Ventilgehäuse 19, das mit einem Endabschnitt des Gehäuses 18 verbunden ist. Ein Endabschnitt jeder Spurstange 20 bzw. 20 aus einem Paar. derselben ist jeweils mit einem der beiden Endabschnitte der Zahnstange 17 mittels eines Paars Kugelgelenke verbunden, und ein weiterer Endabschnitt jeder der Spurstangen 20 bzw. 20 ist mit dem gelenkten Rad mittels eines (nicht dargestellten) Verbindungsmechanismus verbunden. Hierbei bilden die Zahnstange 17, die Spurstangen 20 bzw. 20 und der Verbindungsmechanismus einen Lenkmechanismus.
Ein Servozylindermechanismus 21, der einen Teil des Gehäuses 18 für einen Servozylinder 21 nützt, ist in einem mittleren Abschnitt des Gehäuses 18 vorgesehen. Der Servozylindermechanismus 21 verfügt über den Servozylinder 21 und einen Servokolben 23, der an der Zahnstange 17 so festgemacht ist, dass er in den Servozylinder 21 in einer Weise passt, dass er in axialer Richtung frei schwingt; weiterhin weist der Servozylindermechanismus 21 eine linke Ölkammer 24 und eine rechte Ölkammer 25 auf, die einem Paar Arbeitskammern entsprechen, die jeweils in einem der beiden Seitenabschnitte des Servokolbens 23 gebildet werden.
Eine einem Eingangsteil entsprechende Eingangswelle 26, die mit einem (nicht dargestellten) Lenkrad in ineinandergreifender Weise verbunden ist, und eine Ausgangswelle 28, die mit der Eingangswelle 26 mittels eines Torsionsstabs 27 verbunden ist, werden jeweils in dem Ventilgehäuse 19 rotierbar aufgenommen, wie 3 zeigt. Dementsprechend sind die Eingangswelle 26 und die Ausgangswelle 28 so strukturiert, dass sie sich in eine Rotationsrichtung innerhalb eines Drehbereichs des Torsionsstabs 27 relativ bewegen können. Ein Ritzel 28a, das mit in der Zahnstange 17 geformten Zähnen in Eingriff steht, wird in einem unteren Endabschnitt der Ausgangswelle 28 innerhalb des Gehäuses 18 gebildet.
Außerdem ist ein Hauptregulierventil 29 in Form eines Drehventils zur Regulierung von Zu- und Ableitung des Betriebsöls im Bezug auf die linke Ölkammer 24 und die rechte Ölkammer 25 in dem Ventilgehäuse 19 eingerichtet. Vorgesehen sind ferner eine (nicht dargestellte) Ölzuleitungsöffnung, die mit dem Zuleitungskanal 14 in Verbindung steht, und eine Ölableitungsöffnung 31, die mit dem Umlaufkanal 16 in Verbindung steht, wobei beide mit dem Hauptregulierventil 29 in Verbindung sind.
Ein Hilfsregulierventil 32 in Form eines linearen Magnetventils ist auf einer Seitenfläche des Ventilgehäuses 19 montiert. Das Hilfsregulierventil 32 besitzt einen Ventilkörper 33, der durch einen Bolzen an dem Ventilgehäuse 19 befestigt ist, einen schwingbar in den Ventilkörper 33 eingepassten Schieber 34, eine Rückholfeder 35 und einen Elektromagneten 36, der den Schieber 34 in axiale Richtung gegen die Rückholfeder 35 drängt. Ein Ölkanal 37, der mit der Ölzuleitungsöffnung in Verbindung steht, ist in dem Ventilkörper 33 geformt. Der Ölkanal 37 steht in Verbindung mit einer Verbindungsöffnung 38 des Ventilgehäuses 19 in dem Hauptregulierventil 29, und die Verbindung eines Ölkanals 39, der von dem Ölkanal 37 abzweigt, zu einer ringähnlichen Steuernut 40, die auf einer äußeren peripheren Oberfläche des Schiebers 34 angelegt ist, wird geöffnet und geschlossen. Ein Ölkanal 41 ist vorgesehen, dessen eines Ende stets mit der Steuernut 40 und dessen anderes Ende mit der Verbindungsöffnung 42 des Ventilgehäuses 19 in Verbindung steht. Der Ölkanal 39 und die Steuernut 40 kommunizieren nicht miteinander, wenn die Fahrgeschwindigkeit gleich einer vorgegebenen niedrigen Fahrgeschwindigkeit ist oder niedriger, und sie kommunizieren miteinander, wenn der Schieber 34 durch den Elektromagneten 36 bewegt wird und die Fahrgeschwindigkeit die vorgegebene niedrige Fahrgeschwindigkeit überschreitet. Aus dieser Struktur ergibt sich die Vergrößerung eines Kommunikationsbereichs zwischen den beiden Elementen in Entsprechung zu einem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit. In diesem Fall steht ein Raum, in welchem die Rückholfeder 35 aufgenommen wird, mittels eines Ölkanals 43, der in dem Schieber 34 und dem Ventilkörper 33 vorgesehen ist, in Verbindung mit einem nachstehend noch erwähnten Mittelloch 50. Hierbei steht jede der Achsen des Hauptregulierventils 29 und des Hilfsregulierventils 32 in einem positionellen Torsionsverhältnis, wie 2 veranschaulicht, und 3 zeigt einen Querschnitt durch jede der Achsen.
Das Hauptregulierventil 29 verfügt über einen mit der Eingangswelle 26 integral geformten Drehventilkörper 44 und über eine Hülse 45, in welche der Drehventilkörper 44 so eingepasst ist, dass er sich frei in eine Rotationsrichtung dreht. Die Hülse 45 ist mit der Ausgangswelle 28 verbunden, um integral mit derselben zu rotieren, und ist so in das Ventilgehäuse 19 eingepasst, dass sie sich frei in Rotationsrichtung dreht. Dementsprechend stellt der Drehventilkörper 44 ein eingangsseitiges Ventilelement dar, das mit der Eingangswelle 26 ineinander greift, und die Hülse 45 stellt ein ausgangsseitiges Ventilelement dar, das mit der Ausgangswelle 28 ineinander greift.
Bezugnehmend auf 4 sind in Kombination vier Zuflussnuten 46a, 46a, 46b bzw. 46b und vier Rückflussnuten 47, 47, 47 bzw. 47, die sich in einer axialen Richtung erstrecken, abwechselnd auf einer äußeren peripheren Oberfläche des Drehventilkörpers 44 in gleichmäßigen Intervallen in einer Umfangsrichtung angebracht. Zwei erste Zwischenstücke 48a bzw. 48b und zwei zweite Zwischenstücke 49a bzw. 49b, die zwischen den benachbarten Rückflussnuten 47 bzw. 47 angeordnet sind, sind abwechselnd in Unfangsrichtung vorgesehen. Die ersten Zwischenstücke 48a, 48a, 48b und 48b werden von einem Paar linker erster Zwischenstücke 48a und 48a gebildet, die einander diametral gegenüberliegen, und von einem Paar rechter erster Zwischenstücke 48b und 48b, die einander ebenfalls diametral gegenüberliegen. Die zweiten Zwischenstücke 49a, 49a. 49b und 49b setzen sich zusammen aus einem Paar linker zweiter Zwischenstücke 49a und 49a, die einander diametral gegenüberliegen, und aus einem Paar rechter zweiter Zwischenstücke 49b und 49b, die einander ebenfalls diametral gegenüberliegen. Die Zuflussnuten 46a, 46a, 46b und 46b werden gebildet von zwei ersten Zuflussnuten 46a bzw. 46a und zwei zweiten Zuflussnuten 46b bzw. 46b. Die ersten Zuflussnuten 46a und 46a sind jeweils zwischen einem linken und einem rechten ersten Zwischenstück 48a und 48b angeordnet, und die zweiten Zuflussnuten 46b und 46b sind jeweils zwischen einem linken und einem rechten zweiten Zwischenstück 49a und 49b platziert. Die Rückflussnuten 47, 47, 47 und 47 stehen jeweils mittels der Ölkanäle 51, 51, 51 und 51 in Verbindung mit einem Mittelloch 50, das entlang der Rotationsachse des Drehventilkörpers 44 vorgesehen ist. Seinerseits steht das Mittelloch 50 über einen in dem Ventilgehäuse 19 angelegten Ölkanal 52 in Verbindung mit der Ölableitungsöffnung 31.
Zwei erste Zuflusskanäle 53 und 53, die mittels der Verbindungsöffnung 38 und des Ölkanals 37 mit dem Zuleitungskanal 14 in Verbindung stehen, und zwei zweite Zuflusskanäle 54 und 54, die mit der Verbindungsöffnung 42 und dem Ölkanal 41 in Verbindung stehen, sind an Stellen angelegt, die jeweils den ersten Zuflussnuten 46a und 46a bzw. den zweiten Zuflussnuten 46b und 46b gegenüberliegen. Positionen des Drehventilkörpers 44 und der Hülse 45 verhalten sich zueinander so, dass keine relative Bewegung zwischen der Eingangswelle 26 und der Ausgangswelle 28 besteht, dass heißt, das Hauptregulierventil 29 befindet sich in einer neutralen Position, auf einer inneren peripheren Oberfläche der Hülse 45. Bei neutraler Position sind ein Paar linker erster Steuernuten 55a bzw. 55a und ein Paar rechter erster Steuernuten 55b bzw. 55b so angelegt, dass sie jeweils einem Paar linker erster Zwischenstücke 48a und 48a bzw. einem Paar rechter erster Zwischenstücke 48b und 48b gegenüberliegen, während ein Paar linker zweiter Steuernuten 56a bzw. 56a und ein Paar rechter zweiter Steuernuten 56b bzw. 56b so angelegt sind, dass sie jeweils einem Paar linker zweiter Zwischenstücke 49a bzw. 49a und einem Paar rechter zweiter Zwischenstücke 49b bzw. 49b gegenüberliegen.
Die linken ersten Steuernuten 55a und 55a stehen mittels des jeweiligen linken ersten Zu- und Ableitungskanals 57a bzw. 57a in der Hülse 45 in Verbindung mit einer linken Zu- und Ableitungsöffnung 60, die in dem Ventilkörper 33 angebracht ist. Eine Verbindungsöffnung 58 in dem Ventilgehäuse 19 und ein Ölkanal 59 in dem Ventilkörper 33 und die linke Zu- und Ableitungsöffnung 60 stehen über einen linken Ölkanal 61 mit der linken Ölkammer 24 in Verbindung. In gleicher Weise stehen die rechten ersten Steuernuten 55b und 55b mittels des jeweiligen rechten ersten Zu- und Ableitungskanals 57b bzw. 57b in der Hülse 45 in Verbindung mit einer rechten Zu- und Ableitungsöffnung 64, die in dem Ventilkörper 33 angebracht ist. Eine Verbindungsöffnung 62 in dem Ventilgehäuse 19 und ein Ölkanal 63 in dem Ventilkörper 33 und die rechte Zu- und Ableitungsöffnung 64 stehen mittels eines rechten Ölkanals 65 mit der rechten Ölkammer 25 in Verbindung.
Der Zuleitungskanal 14, die Ölzuleitungsöffnung, der Ölkanal 37, die Verbindungsöffnung 38 und die ersten Zuflusskanäle 53 und 53 bilden einen ersten Strömungsweg, und der Ölkanal 39, der Ölkanal 41, die Verbindungsöffnung 42, die zweiten Zuflusskanäle 54 und 54, der Ölkanal 51, das Mittelloch 50, der Ölkanal 52, die Ölableitungsöffnung 31 und der Umlaufkanal 16 bilden einen zweiten Strömungsweg. Ferner stellt das Reservoir 2, an welches das Betriebsöl mittels des Umlaufkanals 16 zurückgeleitet wird, einen Niederdruckabschnitt dar.
Wie aus 5 deutlich hervorgeht, weisen beide Eckabschnitte in einer Umfangsrichtung jedes der ersten Zwischenstücke 48a, 48a, 48b und 48b jeweils zwei abgeschrägte erste Steuerabschnitte 66a und 66b auf. Zwei linke und rechte erste Drosselabschnitte 68a und 68b sind jeweils so geformt, dass sie mit beiden der ersten Steuerabschnitte 66a und 66b und beiden Kanten 67a und 67b in der Umfangsrichtung der jeweiligen ersten Steuernut 55a, 55a, 55b bzw. 55b zusammenwirken. Dementsprechend besteht ein erster Ventilabschnitt aus den ersten Zwischenstücken 48a, 48a, 48b und 48b und den ersten Steuernuten 55a, 55a, 55b und 55b. Die Größe eines Öffnungsbereichs der ersten Drosselabschnitte 68a und 68b wird in Übereinstimmung mit einem Ventilöffnungsgrad des ersten Ventilkörpers bestimmt.
Wie 6 zeigt, ist jeder der ersten Steuerabschnitte 66a und 66b mit einer solchen geometrischen Form versehen, dass bei Rotation des Drehventilkörpers 44 aus der neutralen Position nach links der Öffnungsbereich jedes der linken ersten Drosselabschnitte 68a entsprechend einer zunehmenden Rotationsverlagerung nach links abnimmt. Demgegenüber vergrößert sich der Öffnungsbereich jedes der rechten ersten Drosselabschnitte 68b in Entsprechung zu einer zunehmenden Rotationsverlagerung nach links. Wenn der Drehventilkörper 44 aus der neutralen Position nach rechts rotiert, verkleinert sich der Öffnungsbereich jedes der rechten ersten Drosselabschnitte 68b entsprechend der Zunahme der Rotationsverlagerung nach rechts und schließt sich an einer vorgegebenen Rotationsposition völlig. Der Öffnungsbereich jedes der linken ersten Drosselabschnitte 68a wird hingegen mit zunehmender Rotationsverlagerung nach rechts größer.
Ferner besitzen beide Eckabschnitte in der Umfangsrichtung jedes der zweiten Zwischenstücke 49a, 49a, 49b und 49b jeweils zwei zweite Steuerabschnitte 69a und 69b, die abgeschrägt sind und sich in Umfangsrichtung weiter erstrecken als die ersten Steuerabschnitte 66a und 66b. Zwei linke und rechte zweite Drosselabschnitte 71a und 71b sind jeweils so geformt, dass sie mit beiden der zweiten Steuerabschnitte 69a und 69b und beiden Kanten 70a und 70b in der Umfangsrichtung der jeweiligen zweiten Steuernut 56a, 56a, 56b und 56b zusammenwirken. Ein zweiter Ventilabschnitt wird von den zweiten Zwischenstücken 49a, 49a, 49b und 49b und den zweiten Steuernuten 56a, 56a, 56b und 56b gebildet, und die Größe eines Öffnungsbereichs der zweiten Drosselabschnitte 71a und 71b wird in Übereinstimmung mit einem Ventilöffnungsgrad des zweiten Ventilkörpers bestimmt.
Wie aus 6 hervorgeht, ist jeder der zweiten Steuerabschnitte 69a und 69b mit einer solchen geometrischen Form versehen, dass bei Rotation des Drehventilkörpers 44 aus der neutralen Position nach links der Öffnungsbereich jeder der linken zweiten Drosselabschnitte 71a entsprechend einer Zunahme einer Rotationsverlagerung nach links abnimmt und sich an einer vorgegebenen Rotationsposition ganz schließt. Hingegen vergrößert sich der Öffnungsbereich jedes der rechten zweiten Drosselabschnitte 71b entsprechend einer Zunahme einer Rotationsverlagerung nach links. Wenn der Drehventilkörper 44 aus der neutralen Position nach rechts rotiert, verkleinert sich der Öffnungsbereich jedes der rechten zweiten Drosselabschnitte 71b entsprechend einer Zunahme der Rotationsverlagerung nach rechts und schließt sich an einer vorgegebenen Rotationsposition ganz. Demgegenüber vergrößert sich der Öffnungsbereich jedes der linken zweiten Drosselabschnitte 71a entsprechend einer zunehmenden Rotationsverlagerung nach rechts.
Im Bezug auf das Betriebsöl, welches das Hauptregulierventil 29 den ersten Zuflussnuten 46a und 46a aus dem Zuleitungskanal 14 mittels des Ölkanals 37 zuführt, wird eine Fließmenge, die in die Rückflussnuten 47, 47, 47 und 47 fließt, von jedem der ersten Drosselabschnitte 68a und 68b in dem ersten Ventilabschnitt reguliert, so dass eine Betriebsölmenge reguliert wird, die zu der linken Ölkammer 24 und der rechten Ölkammer 25 in dem Servozylindermechanismus 21 geleitet wird. Im Bezug auf das Betriebsöl, welches das Hilfsregulierventil 32 den zweiten Zuflussnuten 46b und 46b aus dem Ölkanal 39 mittels des Ölkanals 41 zuführt, wird eine Fließmenge, die in die Ruckflussnuten 47, 47, 47 und 47 fließt, durch den Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 und jeden der zweiten Drosselabschnitte 71a und 71b in dem zweiten Ventilkörper reguliert, so dass eine Arbeitsfluidmenge, die an das Reservoir 2 abgegeben wird, reguliert wird.
Ein aus dem Fahrgeschwindigkeitssensor 5, der die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs erfasst, ausgegebenes Fahrgeschwindigkeitssignal, ein aus dem Sensor 6 für die Motorrotationsgeschwindigkeit, der die Drehzahl des internen Verbrennungsmotors erfasst, ausgegebenes Motordrehzahlsignal, und ein Öldrucksignal aus dem Drucksensor 7, der in dem Zuleitungskanal 14 vorgesehen ist und einen Öldruck in Entsprechung zu einem Fluiddruck des Betriebsöls in dem Zuleitungskanal 14 erfasst, gehen in der elektronischen Steuerungseinheit 4 ein, die den Betrieb des Hilfsregulierventils 32 steuert. Da für den Öldruck in dem Zuleitungskanal 14 ein Wert angegeben wird, der von dem Ventilöffnungsgrad des ersten und des zweiten Ventilabschnitts in dem Hauptregulierventil 29 in Entsprechung zu dem Lenkdrehmoment abhängt, wird eine externe Belastung, d.h. eine Fahrbahn-Reaktionskraft, zusammen mit dem Lenkdrehmoment reflektiert.
Die elektronische Steuerungseinheit 4 verfügt über serielle Verarbeitungsmittel, die Verarbeitungsprozesse ausführen bis hin zur Ausgabe eines Antriebssignals an den Elektromagneten 36 auf der Basis des aus jedem der Sensoren eingehenden Signals. Zu diesen Verarbeitungsmitteln gehört ein Mittel zur Suche nach einem Plan für den Ventilöffnungsgrad, in welchem ein festgelegter Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 unter Verwendung der Fahrgeschwindigkeit und des Öldrucks als Parameter festgelegt ist. Die eingehenden Fahrgeschwindigkeitssignale und Öldrucksignale bilden die Basis der Mittel zur Einstellung des Ventilöffnungsgrads und der Mittel zur Ausgabe eines Antriebssignals entsprechend dem errechneten festgelegten Ventilöffnungsgrad. Beispielsweise stellt Strom, der für eine vorbestimmte relative Dauer eingeschaltet, entsprechend kontrolliert und dem Elektromagneten 36 zugeführt wird, ein Ventilantriebssteuerungsmittel dar.
Der Elektronmagnet 36 bewegt den Schieber 34 kontinuierlich in eine axiale Richtung, um eine gerade Linie entsprechend dem zugeleiteten Antriebssignal zu bilden, wodurch der Schieber 34 den Ölkanal 39 und die Steuernut 40 in einem kommunizierenden Zustand und in einem geschlossenen Zustand kontrolliert. Hierbei entspricht die Drehzahl des Motors einem Signal, das Steuerung erlaubt und das bestätigt, ob sich der interne Verbrennungsmotor in einem Betriebszustand befindet oder nicht, um die Steuerung des Hilfsregulierventils 32 zu gestatten oder nicht. Wenn der interne Verbrennungsmotor angehalten wird, befindet sich das Hilfsregulierventil 32 nicht in Betriebszustand, und der Schieber 34 ist auf einer Position angeordnet, wo der Ölkanal 39 und die Steuernut 40 bedingt durch die Federkraft der Rückholfeder 35 miteinander in Verbindung stehen.
In dem Plan, der den Ventilöffnungsgrad im Verhältnis zu der von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 5 erfassten Fahrgeschwindigkeit darstellt, ist der Ventilöffnungsgrad auf null festgelegt, wenn die Fahrgeschwindigkeit gleich der vorgegebenen niedrigen Fahrgeschwindigkeit ist oder niedriger, einschließlich eines Stillstands des Fahrzeugs. Zu diesem Zeitpunkt bewegt der Elektromagnet 36 den Schieber 34 gegen die Rückholfeder 35, um die Kommunikation zwischen dem Ölkanal 39 und der Steuernut 40 zu unterbinden, und der Ventilöffnungsgrad ist so festgelegt, dass sich der Kommunikationsbereich zwischen dem Ölkanal 39 und der Steuernut 40 vergrößert in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit über die vorgegebene niedrige Fahrgeschwindigkeit. Was den von dem Drucksensor 7 erfassten Öldruck anbelangt, ist der Ventilöffnungsgrad so festgesetzt, dass der Öldruck zur Erzeugung der Lenkunterstützungskraft mit optimaler Größe in der linken Ölkammer 24 oder der rechten Ölkammer 25 des Servozylindermechanismus 21 gebildet wird, und zwar im Hinblick auf das Lenkdrehmoment, das zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem der Fahrer das Lenkrad betätigt.
In dieser Ausführungsform, einer Ausführungsform mit dem in 9 dargestellten Plan für den Ventilöffnungsgrad, beläuft sich bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit G_N, die gleich der vorgegebenen niedrigen Fahrgeschwindigkeit ist oder niedriger, der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 auf null, was bedeutet, dass dieses vollständig geschlossen ist, und zwar ungeachtet des von dem Drucksensor 7 erfassten Öldrucks. Was eine Ausführungsform mit einer Fahrgeschwindigkeit in dem Fahrgeschwindigkeitsbereich anbelangt, wo die Fahrgeschwindigkeit die vorgegebene niedrige Fahrgeschwindigkeit überschreitet und das Hilfsregulierventil 32 offen ist, wird, bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit G_H, bei welcher der infolge des Lenkdrehmoments erzeugte Öldruck einem ersten vorgegebenen Wert V₁ entspricht oder größer ist, der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 von einem vorgegebenen Wert A₁ allmählich vergrößert, damit er einen zweiten vorgegebenen Wert A₂ erreicht, wenn der Öldruck einem zweiten vorgegebenen Wert V₂ entspricht oder größer ist.
Als nächstes erfolgt die Beschreibung einer Funktions- und Wirkungsweise der Ausführungsform mit der oben erläuterten Struktur.
Wenn der interne Verbrennungsmotor in Betrieb ist und eine festgelegte Fließmenge Betriebsöl an den Zuleitungskanal 14 in eine Upstream-Seite des Zweigabschnitts des Ölkanals 39 von der Pumpvorrichtung 1 abgegeben wird, geht das Signal für die Motordrehzahl in die elektronische Steuerungseinheit 4 ein, und das Hilfsregulierventil 32 lässt sich steuern. Die elektronische Steuerungseinheit 4 stellt das Hilfsregulierventil 32 auf den festgelegten Ventilöffnungsgrad ein, der übereinstimmend mit dem Plan für den festgelegten Ventilöffnungsgrad auf Grundlage der von dem Fahrgeschwindigkeitssensor 5 erfassten Fahrgeschwindigkeit und dem von dem Drucksensor 7 erfassten Öldruck festgelegt ist.
Beläuft sich die Fahrgeschwindigkeit auf die niedrige Fahrgeschwindigkeit G_N, wird der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 auf null gestellt, und zwar ungeachtet der Größe des Öldrucks, der die externe Belastung (Fahrbahn-Reaktionskraft) wiedergibt, wie aus 9 hervorgeht. Dabei sind der Ölkanal 39 und die Steuernut 40 geschlossen, die gesamte Menge des Betriebsöls in dem Zuleitungskanal 14 fließt von einem Paar erster Zuflusskanäle 53 und 53 in ein Paar erste Zuflussnuten 46a und 46a, und aus den zweiten Zuflusskanälen 54 und 54 wird kein Betriebsöl zugeführt.
Wird das Lenkrad nicht betätigt, befindet sich das Hauptregulierventil 29 in neutraler Position, und das Betriebsöl, das in die ersten Zuflussnuten 46a und 46a fließt, wird über die Drosselabschnitte 68a und 68b des ersten Ventilabschnitts zu den Rückflussnuten 47, 47, 47 und 47, den Ölkanälen 51, 51, 51 und 51 und dem Mittelloch 50 zurückgeleitet und ferner durch den Umlaufkanal 16 zu dem Reservoir 2. Da sowohl in der linken Ölkammer 24 als auch in der rechten Ölkammer 25 Niederdruck herrscht und der auf den Servokolben 23 beaufschlagte Differenzdruck äußerst gering ist, wird keine Lenkunterstützungskraft erzeugt.
Wenn das Lenkrad nach links (nach rechts) gedreht wird (nachstehend werden in Klammern Bewegungsrichtungen bei einer Rechtsdrehung des Lenkrads angegeben), verrastet das Ritzel 28a mit den Zähnen der Zahnstange 17, woraufhin diese nach rechts (links) gedreht wird, und die Spurstangen 20 und 20 werden integral zusammen mit der Zahnstange 17 nach rechts (links) gedreht, wodurch sich die linken und die rechten Reifen drehen. In dem Hauptregulierventil 29 wird das Betriebsöl, das aus dem Zuleitungskanal 14 über die ersten Zuflusskanäle 53 und 53, die ersten Zuflussnuten 46a und 46a, die linken ersten Steuernuten 55a und 55a (die rechten ersten Steuernuten 55b und 55b) und die linken ersten Zu- und Ableitungskanäle 57a und 57a (die rechten ersten Zu- und Ableitungskanäle 57b und 57b) fließt, mittels des linken Ölkanals 61 (des rechten Ölkanals 65) zu der linken Ölkammer 24 (der rechten Ölkammer 25) geleitet. Die Betriebsfluidmenge, die der linken Ölkammer 24 (der rechten Ölkammer 25) zu diesem Zeitpunkt zugeführt wird, bestimmt sich durch die Menge des Betriebsöls, das durch die ersten Drosselabschnitte 68a und 68a (die ersten Drosselabschnitte 68b und 68b) des ersten Ventilabschnitts gesteuert wird, damit es in die Rückflussnuten 47, 47, 47 und 47 fließt.
Gleichzeitig fließt das aus der rechten Ölkammer 25 (der linken Ölkammer 24) zugeleitete Betriebsöl durch den rechten Ölkanal 65 (den linken Ölkanal 61) und kehrt zu dem Reservoir 2 zurück, und zwar mittels der rechten ersten Zu- und Ableitungskanäle 57b und 57b (der linken ersten Zu- und Ableitungskanäle 57a und 57a) des Hauptregulierventils 29, der rechten ersten Steuernuten 55b und 55b (der linken ersten Steuernuten 55a und 55a), der Rückflussnuten 47 und 47 und des Mittellochs 50 und ferner durch den Umlaufkanal 16.
Infolgedessen wird der Öldruck, wie 7 darstellt, in der linken Ölkammer 24 oder der rechten Ölkammer 25 in dem Servozylindermechanismus 21 in Entsprechung zu dem Lenkdrehmoment erzeugt, und die Lenkunterstützungskraft, die auf Grundlage des Differenzdrucks der beiden Ölkammern 24 bzw. 25 hervorgebracht wird, wirkt auf den Lenkmechanismus.
Bei Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit, beispielsweise auf die oben erwähnte hohe Fahrgeschwindigkeit G_H, wird das Hilfsregulierventil 32 auf den festgelegten Ventilöffnungsgrad mit einem vorgegebenen Wert A₁ eingestellt, wenn der Öldruck in Entsprechung zu dem Lenkdrehmoment gleich einem ersten vorgegebenen Wert V₁ oder niedriger ist. Hierbei fließt ein Teil des aus der Pumpvorrichtung 1 abgelassenen Betriebsöls aus dem Ölkanal 39 über das Nebenregulierventil 32 in das Hauptregulierventil 29, während das verbleibende Betriebsöl über den Ölkanal 37 und die Verbindungsöffnung 38 in das Hauptregulierventil 29 strömt.
Das aus den zweiten Zuflusskanälen 54 und 54 zugeführte Betriebsöl wird an das Reservoir 2 zurückgeleitet, und zwar mittels der Drosselabschnitte 71a und 71b des zweiten Ventilabschnitts nach Passieren der Rückflussnuten 47, 47, 47 und 47, der Ölkanäle 51, 51, 51 und 51 und des Mittellochs 50 und ferner des Umlaufkanals 16. Die Menge des umlaufenden Betriebsöls wird bestimmt in Entsprechung zu der Menge des Betriebsöls, das durch die zweiten Drosselabschnitte 71a, 71a, 71b und 71b des zweiten Ventilabschnitts gesteuert wird, damit es in die Rückflussnuten 47, 47, 47 und 47 fließt, wenn das Lenkrad nicht betätigt wird, und in Entsprechung zu der Menge des Betriebsöls, das durch die zweiten Drosselabschnitte 71a und 71a (die zweiten Drosselabschnitte 71b und 71b) des zweiten Ventilabschnitts gesteuert wird, damit es in die Rückflussnuten 47, 47, 47 und 47 fließt, wenn das Lenkrad nach links (rechts) gedreht wird.
Demgegenüber wird das Betriebsöl, das aus der Verbindungsöffnung 38 über die ersten Zuflusskanäle 53 und 53 in die ersten Zuflussnuten 46a und 46a fließt, durch die ersten Drosselabschnitte 68a und 68b entsprechend dem Lenkdrehmoment gesteuert, so dass es der linken Ölkammer 24 oder der rechten Ölkammer 25 des Servozylindermechanismus 21 zugeführt wird.
Da die Menge des Betriebsöls, das in die ersten Zuflusskanäle 53 und 53 fließt, so bemessen ist, dass sie kleiner ist als jene bei geschlossenem Hilfsregulierventil 32, und zwar in gleicher Weise wie jene Menge bei der oben erwähnten niedrigen Fahrgeschwindigkeit G_N, besitzt der Öldruck, der in der linken Ölkammer 24 oder der rechten Ölkammer 25 des Servozylindermechanismus entsprechend dem Lenkdrehmoment erzeugt wird, bedingt dadurch, dass die Menge des Betriebsöls durch den ersten und den zweiten Ventilabschnitt reguliert und der linken Ölkammer 24 oder der rechten Ölkammer 25 zugeführt wird, einen niedrigen Wert bei gleichem Lenkdrehmoment im Vergleich zu der oben erwähnten niedrigen Fahrgeschwindigkeit G_N, wie 7 zeigt. Die auf Basis des Differenzdrucks beider Ölkammern 24 und 25 erzeugte Lenkunterstützungskraft verringert sich, und die erforderliche Lenkkraft nimmt bei gleichem Lenkdrehmoment zu, wie aus 8 hervorgeht. Die ohne Erzeugung von Lenkunterstützungskraft notwendige Lenkkraft ist in 8 anhand einer mittels einzelner Punkte durchbrochenen Linie dargestellt.
Wenn sich das Lenkdrehmoment vergrößert und der vom Drucksensor 7 erfasste Öldruck den ersten vorgegebenen Wert V₁ übertrifft, nimmt der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 einen hohen Wert an und wird zu dem Ventilöffnungsgrad mit dem vorgegebenen Wert A₂ bei dem zweiten vorgegebenen Wert V₂ oder darüber. Bei einem Bereich des Lenkdrehmoments, bei welchem der Öldruck den ersten vorgegebenen Wert V₁ überschreitet, im Vergleich zu jenem Fall, wo der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 den vorgegebenen Wert A₁ annimmt, also der Öldruck der beiden Ölkammern 24 und 25 nur auf Basis der geometrischen Form der Steuerabschnitte 66a, 66b, 69a und 69b des ersten und des zweiten Ventilabschnitts bestimmt wird, wird die dem Servozylindermechanismus 21 zugeführte Betriebsölmenge verringert.
Wie in 7 und 8 im Vergleich zu jener Charakteristik gezeigt wird, die mit einer mittels Zwei-Punkt-Paaren durchbrochenen Linie dargestellt ist, nimmt, wenn der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 als der vorgegebene Wert A₁ beibehalten wird, der Öldruck in beiden Ölkammern 24 bzw. 25 bei gleichem Lenkdrehmoment ab, und die auf Grundlage des Öldrucks erzeugte Lenkunterstützungskraft verringert sich, so dass sich die erforderliche Lenkkraft erhöht. In der oben erläuterten Weise wird eine Bedingung dafür, dass die Lenkunterstützungskraft niedrig ist, in dem Bereich des großen Lenkdrehmoments erhalten, wodurch es möglich ist, die Lenkstabilität bei der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit G_H zu verbessern.
Selbst wenn in dem Fall, dass sich das Lenkdrehmoment vergrößert und sich der Öffnungsbereich der Drosselabschnitte 71a und 71b in dem zweiten Ventilabschnitt völlig schließt, das Hilfsregulierventil 32 geöffnet wird, wird die Gesamtmenge des Betriebsöls, das aus der Pumpevorrichtung 1 zugeführt wird, den ersten Zuflusskanälen 53 und 53 zugeleitet, so dass eine große Lenkunterstützungskraft erzeugt wird.
Wie oben erwähnt, wird das Hilfsregulierventil 32 gesteuert, um den festgelegten Ventilöffnungsgrad entsprechend der Fahrgeschwindigkeit und dem Öldruck in dem Zuleitungskanal 14 einzustellen, wobei der Öldruck, der durch Reflektieren der externen Belastung erhalten wird, durch den ersten und den zweiten Ventilabschnitt erzeugt wird, die einen Ventilöffnungsgrad entsprechend dem Lenkdrehmoment aufweisen, das durch die relative Bewegung in der Rotationsrichtung der Eingangswelle 26 und der Ausgangswelle 28 erzeugt wird, die mittels des Torsionsstabs 27 (d.h. der Drehung des Torsionsstabs 27) miteinander verbunden sind. Die Abgabemenge des Betriebsöls in den Ölkanal 39, der von dem Zuleitungskanal 14 zu dem Reservoir 2 abzweigt, wird durch das Hilfsregulierventil 32, selbst bei gleicher Fahrgeschwindigkeit, im Bezug auf das spezifische Lenkdrehmoment zu einem bestimmten Zeitpunkt reguliert. Die Fließmenge des Arbeitsfluids zu dem ersten Ventilabschnitt nach Passieren der ersten Zuflusskanäle 53 und 53 von dem Zuleitungskanal 14 aus wird durch entsprechendes Einstellen des festgelegten Ventilöffnungsgrads des Hilfsregulierventils 32 im Hinblick auf den Öldruck reguliert, der in dem Zuleitungskanal 14 durch Reflektieren der externen Belastung erzeugt wird. Die Struktur kann so gestaltet werden, dass der Öldruck zum Erlangen einer Lenkunterstützungskraft mit der für die Fahrgeschwindigkeit optimalen Größe in der linken Ölkammer 24 und der rechten Ölkammer 25 in dem Servozylindermechanismus 21 erzeugt wird.
Da sich die Lenkunterstützungskraft im Bezug auf das Lenkdrehmoment bei jeder Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf mehrere unterschiedliche Größen einstellen lässt, indem der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 zweckgemäß verändert wird im Hinblick auf den Öldruck des Zuleitungskanals 14, der dadurch erhalten wird, dass sich die externe Belastung in dem Lenkdrehmoment reflektiert, entsteht eine große Freiheit beim Regulieren der Lenkunterstützungskraft im Bezug auf das Lenkdrehmoment bei jeder Fahrgeschwindigkeit, so dass die Möglichkeit besteht, die Lenkunterstützungskraft bei jeder beliebigen Fahrgeschwindigkeit auf eine optimale Größe einzustellen.
Was das Hauptregulierventil 29 anbelangt, kann den ersten Steuerabschnitten 66a und 66b und den zweiten Steuerabschnitten 69a und 69b bei der Bearbeitung eine so präzise geometrische Form verliehen werden, dass das Lenkdrehmoment reflektiert wird, weshalb an den ersten Drosselabschnitten 68a und 68b des ersten Ventilabschnitts und den zweiten Drosselabschnitten 71a und 71b des zweiten Ventilabschnitts, welche die Zuleitungsmenge des Betriebsöls zu dem Servozylindermechanismus 21 regulieren, eine Bearbeitung mit hoher Akkuratesse nicht erforderlich ist, so dass sich Kosten senken lassen.
Da die Möglichkeit besteht, die Lenkunterstützungskraft im Bezug auf jedes Lenkdrehmoment einzustellen, indem der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 bezüglich des Öldrucks verändert wird, der dadurch erhalten wird, dass die externe Belastung in Verbindung mit dem Lenkdrehmoment reflektiert wird, kann die Einstellung der Lenkunterstützungskraft im Bezug auf ein beliebiges Lenkdrehmoment entsprechend einem Fahrzeugtyp und dem Wunsch des Fahrers problemlos verändert werden. Ferner besteht die Möglichkeit, mittels eines Hauptregulierventils 29 mit besagter Struktur Kosten zu sparen, weil dieses allgemein Anwendung findet und es nicht erforderlich ist, die ersten Steuerabschnitte 66a und 66b und die zweiten Steuerabschnitte 69a und 69b entsprechend dem Abschnitt zur Regulierung der Betriebsölmenge in den ersten Drosselabschnitten 68a und 68b des ersten Ventilabschnitts und den zweiten Drosselabschnitten 71a und 71b des zweiten Ventilabschnitts bei der Bearbeitung oder Ähnlichem zu verändern.
In diesem Fall wird in der oben erwähnten Ausführungsform der festgelegte Ventilöffnungsgrad innerhalb des Bereichs des vorgegebenen Lenkdrehmoments vergrößert. In einigen Fällen besteht die Möglichkeit, den festgelegten Ventilöffnungsgrad innerhalb eines gewissen Lenkdrehmomentbereichs zu verringern. Zu einem Zeitpunkt, zu dem er der vorgegebenen niedrigen Fahrgeschwindigkeit entspricht oder niedriger ist, wird der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils 32 auf null gestellt. Es ist möglich, den festgelegten Ventilöffnungsgrad höher zu stellen als null, um das Hilfsregulierventil 32 innerhalb des Bereichs des Lenkdrehmoments zu öffnen, damit beispielsweise die Lenkunterstützungskraft rasch zunimmt. Der Drucksensor 7 ist in dem Zuleitungskanal 14 vorgesehen, kann aber auch an einer beliebigen Stelle des ersten Strömungswegs angelegt sein.
Wie vorstehend erläutert, werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben. Jedoch beschränken sich die spezifischen Gestaltungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen, sondern beziehen auch jene mit ein, welche eine Modifikation des Designs innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung aufweisen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird das Hilfsregulierventil auf den festgelegten Ventilöffnungsgrad entsprechend der Fahrgeschwindigkeit und dem Fluiddruck des ersten Strömungswegs gesteuert, wobei der Fluiddruck erhalten wird durch Reflektieren der externen Belastung (Fahrbahn-Reaktionskraft) mittels des ersten und des zweiten Ventilabschnitts, die einen Ventilöffnungsgrad in Entsprechung zu dem Lenkdrehmoment während der relativen Bewegung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil aufweisen. Die Abgabemenge des Arbeitsfluids in den zweiten Strömungsweg zu dem Niederdruckabschnitt wird durch das oben erwähnte Hilfsregulierventil reguliert. Die Fließmenge des Arbeitsfluids, das aus dem ersten Strömungsweg zu dem ersten Ventilabschnitt geleitet wird, wird kontrolliert, indem der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils im Bezug auf den Fluiddruck passend eingestellt wird, der in dem ersten Strömungsweg erzeugt und durch Reflektieren der externen Belastung erhalten wird, und zwar mit Bezug auf das spezifische Lenkdrehmoment selbst bei gleicher Fahrgeschwindigkeit; folglich ist die Struktur so gestaltet, dass der Öldruck zum Erhalt einer Lenkunterstützungskraft mit optimaler Größe bei einer beliebigen Geschwindigkeit in der Arbeitskammer in dem Leistungszylindermechanismus erzeugt wird.
Da sich die Lenkunterstützungskraft bezüglich des Lenkdrehmoments bei jeder Fahrgeschwindigkeit auf mehrere unterschiedliche Größen einstellen lässt, indem der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils verändert wird im Bezug auf den Fluiddruck des ersten Strömungswegs, der durch Reflektieren der externen Belastung auf das Lenkdrehmoment erhalten wird, entsteht große Freiheit beim Einstellen der Lenkunterstützungskraft im Bezug auf das Lenkdrehmoment bei jeder Fahrgeschwindigkeit, so dass sich die Möglichkeit eröffnet, die Lenkunterstützungskraft bei jeder Fahrgeschwindigkeit auf eine optimale Größe einzustellen.
Aufgrund dessen, dass der Abschnitt, der die Fließmenge des ersten und des zweiten Ventilabschnitts in dem Hauptregulierventil reguliert, bei der Verarbeitung so präzise geformt werden kann, dass sich das Lenkdrehmoment auf den ersten Strömungsweg reflektieren lässt, ist Arbeit mit hoher Akkuratesse nicht erforderlich, wodurch eine Kostensenkung möglich ist.
Da sich die Lenkunterstützungskraft im Bezug auf jedes Lenkdrehmoment einstellen lässt, indem der festgelegte Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils bezüglich des Fluiddrucks verändert wird, der durch Reflektieren der externen Belastung auf das Lenkdrehmoment erhalten wird, besteht die Möglichkeit, die Einstellung der Lenkunterstützungskraft im Bezug auf jedes Lenkdrehmoment in Entsprechung zu dem Fahrzeugtyp und dem Wunsch des Fahrers problemlos zu verändern, und zwar bei Verwendung des Hauptregulierventils mit besagter Struktur. In Anbetracht dessen, dass das Hauptregulierventil allgemein verwendet wird und es nicht erforderlich ist, den Abschnitt zur Regulierung der Fließmenge in dem ersten und in dem zweiten Ventilabschnitt bei der Bearbeitung oder dergleichen zu verändern, lassen sich Kosten verringern.
Obgleich die Erfindung mit mehreren ihrer Ausführungsformen als Beispielen veranschaulicht und beschrieben wird, sollte für Fachleute auf diesem Gebiet verständlich sein, dass die voranstehenden und viele weitere Veränderungen, Weglassungen und Ergänzungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass von deren Tragweite abgewichen wird. Dementsprechend sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die spezifische, obig erläuterte Ausführungsform begrenzt aufgefasst, sondern so verstanden werden, dass sie alle möglichen Ausführungsformen, die innerhalb einer umspannenden Tragweite liegen, umfasst und Äquivalente derselben hinsichtlich der Merkmale, die in den angefügten Ansprüchen dargelegt sind.

Claims

Hydraulische Servolenkung für ein Fahrzeug umfassend: – ein mit einem Lenkrad ineinandergreifendes Eingangsteil (26); – ein Ausgangsteil (28), das mit dem Eingangsteil verbunden ist, um sich relativ dazu frei zu bewegen; – einen Lenkmechanismus (17, 20), welcher ein gelenktes Rad in einem ineinandergreifenden Verhältnis mit dem Ausgangsteil lenkt; – ein Hauptregulierventil (29) mit einem ersten Ventilabschnitt (44) und einem zweiten Ventilabschnitt (45), worin ein Ventilöffnungsgrad auf der Basis einer relativen Bewegung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil gesteuert wird; – einen Servozylindermechanismus (21), welcher eine Lenkunterstützungskraft erzeugt, die auf den Lenkmechanismus in Übereinstimmung mit einem Fluiddruck in einer Arbeitskammer ausgeübt wird, in welcher ein Arbeitsfluid zugeführt und abgelassen wird; – einen ersten Strömungsweg (14, 37, 38, 53), welcher in Verbindung steht mit einer Pumpvorrichtung zum Ablassen einer festgelegten Strömungsmenge an Arbeitsfluid mit dem Hauptregulierventil (29); – einen zweiten Strömungsweg (39, 41, 42, 54, 51, 50, 52, 31, 16), der von dem ersten Strömungsweg abzweigt und in Verbindung steht mit einem Niederdruckabschnitt über ein Hilfsregulierventil (32) und das Hauptregulierventil, wobei das Hilfsregulierventil (32) strömungsaufwärts von dem Hauptregulierventil (29) angeordnet ist; – eine Steuerungseinheit (4), welche das Hilfsregulierventil steuert; wobei der erste Ventilabschnitt eine Zufuhrmenge des Arbeitsfluids in dem ersten Strömungsweg zu der Arbeitskammer reguliert; und wobei der zweite Ventilabschnitt eine Ablassmenge des Arbeitsfluids in dem zweiten Strömungsweg zu dem Niederdruckabschnitt reguliert in Übereinstimmung mit dem Zusammenwirken mit dem Hilfsregulierventil, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (5) zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Drucksensor (7), angeordnet zwischen einer Pumpvorrichtung (8) und dem Hilfsregulierventil (32), zur Erfassung eines Fluiddrucks des Arbeitsfluids in dem ersten Strömungsweg vorgesehen sind, und dass die Steuerungseinheit einen Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils auf einen festgelegten Ventilöffnungsgrad steuert, der auf der Basis der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit und dem von dem Drucksensor erfassten Fluiddruck festgelegt wird.
Hydraulikservolenkung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (4) eingerichtet und konstruiert ist, um den Ventilöffnungsgrad des Hilfsregulierventils (32) auf eine vollständig geschlossene Seite einzustellen zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einer oder geringer als eine vorgegebene/-n niedrige/-n Fahrzeuggeschwindigkeit ist einschließlich eines Zeitpunkts, zu dem ein Fahrzeug hält, und eingerichtet und konstruiert ist, um den Ventilöffnungsgrad einzustellen, damit er erhöht wird in Übereinstimmung mit einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit von der vorgegebenen niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit aus, und zwar in Verbindung mit der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (5) erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit, und eingerichtet und konstruiert ist, um den Ventilöffnungsgrad einzustellen, so dass der Fluiddruck, durch welchen die Lenkunterstützungskraft eine optimale Größe hat, in dem Servozylindermechanismus erzeugt wird, und zwar im Bezug auf das Lenkdrehmoment, das zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem der Fahrer das Lenkrad bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit betätigt, und zwar in Verbindung mit dem von dem Drucksensor erfassten Fluiddruck.