EP1399349A1 - Lenkeinrichtung - Google Patents

Lenkeinrichtung

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Publication number
EP1399349A1
EP1399349A1 EP02751073A EP02751073A EP1399349A1 EP 1399349 A1 EP1399349 A1 EP 1399349A1 EP 02751073 A EP02751073 A EP 02751073A EP 02751073 A EP02751073 A EP 02751073A EP 1399349 A1 EP1399349 A1 EP 1399349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steering
pressure medium
servomotor
control valve
valve device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02751073A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Budaker
Wilfried Leutner
Helmut KNÖDLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Original Assignee
ZF Lenksysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Lenksysteme GmbH filed Critical ZF Lenksysteme GmbH
Publication of EP1399349A1 publication Critical patent/EP1399349A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/30—Safety devices, e.g. alternate emergency power supply or transmission means to ensure steering upon failure of the primary steering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist

Definitions

  • the invention relates to a steering device for a motor vehicle with components of a hydraulic steering, in particular a rack and pinion hydraulic steering.
  • a pinion is generally rotatably mounted in a steering housing, which pinion is held in engagement with a rack which is also axially displaceable in the steering housing.
  • a servo motor which is connected to the rack and pinion, is used for auxiliary power support.
  • a pressure medium source consisting of a pump and a drive, provides in connection with a control valve device for the control of a pressure medium flow to and from the servo motor depending on a movement of the pinion.
  • Such an auxiliary power steering system is known from EP 0 624 135 B1.
  • the control valve device is designed in the form of two control valves. det, which have seat valves whose axes are substantially perpendicular to the axis of the pinion. If the pinion is turned by turning the steering wheel against the resistance of the rack, its floating bearing moves. This shift is transferred to the control valves. In this way, the control valves are controlled by the steering handle (with the help of the resisting rack). By using seat valves, small movements of the pinion are sufficient to actuate and control the control valves. The movement of the control valves leads to a build-up of pressure in the correspondingly provided cylinder space and thus causes a support force to deflect the vehicle wheels through the servo motor.
  • DE 195 41 749 Cl discloses a power steering system for motor vehicles with a servo valve designed as a rotary slide valve arrangement. It is provided that a steering handle arranged without forced coupling with the steered vehicle wheels actuates a steering angle setpoint device and interacts with a servomotor.
  • the servo valve has a so-called open center, ie all connections communicate with each other when the rotary valve and the control bushing are in a central position relative to each other.
  • an electric motor is arranged, which can rotate the rotary valve and the control bushing in the corresponding direction due to corresponding pulses.
  • the steering system known from DE 195 41 749 Cl is disadvantageous, in particular also for driving surgery, relatively complex.
  • the energy consumption is higher compared to conventional power steering. This also results in corresponding heat losses, which have to be removed, for example, by using an oil cooler.
  • steering must be carried out using the electric motor.
  • the electric motor and the corresponding parts must be designed for this application and must therefore be dimensioned accordingly large.
  • the need for high dynamics makes the motors very expensive.
  • the electric motor thus disadvantageously requires a corresponding amount of energy from the on-board electrical system, so that this must be designed to be correspondingly strong. Due to the existing safety requirements for such power steering systems, the safety-relevant parts, such as the vehicle electrical system, must be available twice, so that high costs arise.
  • a disadvantage of the previously known power steering systems is also that both the currently required as well as the average energy is relatively high and (occur kieren for example, when Par ⁇ ), in particular the electric motor and the associated parts to peak loads must be designed.
  • the invention is based on the object of To mitigate le of the prior art, in particular to allow a reliable, simple and inexpensive design of a steering system, which ensures a safe stopping of the vehicle, even in the event of a failure of the hydraulic system.
  • control valve device has a closed center and a pressure medium reservoir for generating and / or supporting a pressure medium flow to and from the servo motor is provided, the vehicle can be brought to a standstill even if the hydraulic system fails.
  • the energy contained in the pressure accumulator can be used for fail-operational operation in the event of a failure of the hydraulic system, for example the pump.
  • a pressure can be built up or maintained in the pressure accumulator, which pressure can be used to reduce peak loads, for example when parking.
  • the pressure medium source or the pump and the electric motor operating the pump can thus be designed for a medium load.
  • neither the electrical system nor the electric motor has to "emergency operation", i.e. to deflect the vehicle wheels in the event of a hydraulic failure.
  • the solution according to the invention thus enables an inexpensive, safe and simple configuration of the steering.
  • a redundant design of the electric motor and / or the electrical system and the pump can thus theoretically be dispensed with, since the energy contained in the pressure accumulator is sufficient to bring the vehicle to a safe stop.
  • the electric motor only needs to be designed for valve actuation and not for steering performance.
  • control valve device It is advantageous that the actuation of the control valve device is carried out by a servo motor that is free of positive coupling with the steering handle.
  • a standard use of a servomotor can only be achieved in terms of costs by using a pressure accumulator and a control valve device with a closed center.
  • the servomotor therefore only needs to be designed to actuate the control valve device and not to deflect the vehicle wheels. Since the servomotor is normally redundant, i.e. if there are two, considerable costs are saved.
  • the components interacting with the servomotor, such as the electrical on-board electrical system can also be made correspondingly smaller and therefore more cost-effective.
  • the previously required high dynamics of the servomotor since it was used to deflect the wheels in emergency operation, is no longer necessary due to the solution according to the invention and also leads to a significantly more cost-effective configuration of the servomotor or servomotors.
  • the pressure accumulator is mounted on the steering gear of the steering.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a rack and pinion steering.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a steering system with an actuation of the control valve device by a force-coupling-free servomotor.
  • the steering according to the invention comprises components of a rack-and-steering for motor vehicles, which are basically of known construction (EP 0624135 Bl) is therefore received 'in more detail below only to the relevant for the invention features ,
  • Fig. 1 shows a steering housing 1, in which a pinion 2 is mounted in a fixed bearing 3 and a floating bearing 4.
  • the pinion 2 has a servomotor 5 at one end.
  • the servomotor 5 is by means of a driver of the respective vehicle operated steering handwheel L controlled by a control circuit R so that it rotates according to the change in steering angle to be set.
  • a control circuit R controls the servomotor 5 to control circuit R so that it rotates according to the change in steering angle to be set.
  • the functional principle of such a servomotor 5 reference is made only to DE 195 41 749 C1, for example.
  • the pinion 2 is in engagement with a toothed rack 6, which is guided axially displaceably in the steering housing 1.
  • a servo motor 7 is used for auxiliary power support, the piston rod 8 of which is firmly connected to the toothed rack 6.
  • the servomotor 7 has two cylinder spaces 9 and 10 which are connected to two cylinder ports 13 and 14 of a control valve device 15 via working lines 11 and 12.
  • the control valve device 15 has two inlet connections 16 and 17, to which a pressure medium source 18 shown in detail in FIG. 2 is connected.
  • the control valve device 15 also has two return connections 19 and 20, to which a container 21 is connected.
  • a pressure medium reservoir 32 arranged between the pressure medium source 18 and the control valve device 15 is shown in FIG. 2.
  • the control valve device 15 shown in FIG. 1 has two control valves designed as seat valves 22 and 23.
  • the seat valves 22 and 23 each have an inlet seat valve 24 and an outlet seat valve 25.
  • the inlet seat valve 24 is kept closed by the force of a spring 26 in the neutral position, as shown in Fig. 1.
  • the exhaust seat valve 25 is open in the neutral position. It is therefore a control valve device 15 with a so-called closed center.
  • a closing body 27 of each outlet seat valve 25 adjoins the floating bearing 4.
  • FIG. 2 An advantageous embodiment of the solution according to the invention results from FIG. 2.
  • the servomotor 5 already described is thereby given a steering request in a known manner.
  • the servomotor 5 then controls, preferably influenced by various parameters, such as cross winds or the like, the control valve device 15, which is designed in FIG. 2 as a rotary slide valve.
  • the rotary slide valve 15 is shown in the neutral position in FIG. 2 and has a closed center.
  • the control edges 28 of the rotary slide valve 15 are moved by a corresponding rotary movement of the servomotor 5, so that the working line 11 or 12 are connected to an inlet line 29.
  • In the servo Motor 7 can thus be built up in a known manner in the corresponding cylinder space 9 or 10, a working pressure. From the other cylinder chamber 9 or 10, the pressure medium flows in a known manner through the respective discharge line 11 or 12 into a return line 30 and from there into the container 21 Rack 6, the vehicle wheels 31 indicated in Fig. 2 deflected.
  • a pressure medium source 18 and a pressure medium reservoir 32 are connected to the inlet line 29.
  • the pressure medium source 18 and the pressure accumulator 32 generate the pressure necessary for the control of the servo motor 7 for deflecting the vehicle wheels 31.
  • the pressure medium accumulator 32 can support the pressure medium source 18 or provide the necessary pressure or the necessary energy exclusively.
  • peak powers can be applied by the pressure medium reservoir 32 in such a way that the pressure medium source 18 only has to produce an average power. If the hydraulic system fails, the vehicle wheels 31 can be steered by the pressure contained in the pressure medium reservoir 32 in such a way that the vehicle can be stopped safely.
  • the pressure medium source 18 has a • provided with a check valve 33 and a pump 34, the pump 34 supplying electric motor 35th Another configuration is of course also conceivable here.
  • the pump 34 is designed as a switchable charge pump for a medium energy supply.
  • the peak energy can be taken from the pressure medium accumulator 32, which is designed in such a way that the peak power is covered, for example, for parking operations, without the pressure medium accumulator 32 dropping in pressure to such an extent that the pressure is no longer sufficient for steering.
  • the pressure with ⁇ is tel umbrella 32 designed such that the vehicle wheels 31 source also in case of failure of the pressure medium ⁇ 18 at least three times steerable from stop to stop. In tests, this has proven to be sufficient to bring the vehicle to a standstill without any problems.
  • the pressure medium accumulator 32 can be provided with a device for detecting the accumulator pressure.
  • the pump 34 or the electric motor 35 can thus advantageously be actuated on the basis of the storage pressure of the pressure medium reservoir 32. This enables targeted control of the pump 34 as a function of the storage status.
  • the servomotor 5 does not have to be used for actuating the driving wheels ⁇ generating 31 or an emergency steering, it is possible from ⁇ finally design the servo motor 5 for the actuation of the rotary valve 15 and thus inexpensive.
  • a torque of the servomotor 5 of a maximum of about 5 Nm is sufficient.
  • the servomotor 5 is designed redundantly. This serves to further increase security or to meet legal requirements.
  • the pressure medium source 18 delivers the pressure medium first into the pressure medium reservoir 32 and then from there towards the control valve device 15.
  • the pressure medium source 18 delivers the pressure medium first into the pressure medium reservoir 32 and then from there towards the control valve device 15.
  • a return line 36 leads from the container 21 to the pump 34 in a known manner.
  • control valve device 15 The mechanical connection between the control valve device 15 and the rack, also not shown, which is coupled to the Srvomotor 7, is not shown in FIG. 2.

Abstract

Eine Lenkung, insbesondere eine Zahnstangen-Hydrolenkung für Kraftfahrzeuge weist Folgendes auf: eine Lenkhandhabe (L) zur Vorgabe eines Lenkwunsches, eine Druckmittelquelle (18) und eine Steuerventileinrichtung (15) für die Steuerung eines Druckmittelstromes zu und von einem Servomotor (7) zur Auslenkung von Fahrzeugrädern (31). Die Steuerventileinrichtung (15) weist eine geschlossene Mitte auf, und ein Druckmittelspeicher (32) ist zur Erzeugung und/ oder Unterstützung eines Druckmittelstromes zu und von dem Servomotor (7) vorgesehen.

Description

Lenkeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Bestandteilen einer Hydrolenkung, insbesondere einer Zahnstangen-Hydrolenkung.
Bei derartigen Hilfskraftlenkungen ist im allgemeinen in einem Lenkgehäuse ein Ritzel drehbar gelagert, das in Eingriff mit einer ebenfalls in dem Lenkgehäuse axial verschiebbar angeordneten Zahnstange gehalten ist. Zur Hilfskraftunterstützung dient ein Servomotor, der trieblich mit der Zahnstange verbunden ist. Eine Druckmittelquelle, bestehend aus einer Pumpe und einem Antrieb, sorgt dabei in Zusammenhang mit einer Steuerventileinrichtung für die Steuerung eines Druckmittelstromes zu und von dem Servomotor in Abhängigkeit von einer Bewegung des Ritzels .
Eine derartige Zahnstangen-Hilfskraftlenkung ist aus der EP 0 624 135 Bl bekannt. Die Steuerventileinrichtung ist dabei in Form zweier Steuerventile ausgebil- det, die Sitzventile aufweisen, deren Achsen im wesentlichen senkrecht zu der Achse des Ritzels stehen. Wird durch Drehen des Lenkhandrades das Ritzel gegen den Widerstand der Zahnstange mitgedreht, so verschiebt sich sein Loslager. Diese Verschiebung wird auf die Steuerventile übertragen. Auf diese Weise erfolgt die Steuerung der Steuerventile durch die Lenkhandhabe (unter Mitwirkung der Widerstand leistenden Zahnstange) . Durch die Verwendung von Sitzventilen genügen kleine Bewegungen des Ritzels zur Betätigung und Steuerung der .Steuerventile. Die Bewegung der Steuerventile führt zu einem Aufbau eines Druckes in dem entsprechend vorgesehenen Zylinderraum und bewirkt somit eine Unterstützungskraft zum Auslenken der Fahr-- zeugräder durch den Servomotor.
Aus der DE 195 41 749 Cl ist eine Servolenkung für Kraftfahrzeuge mit einem als Drehschieberanordnung ausgebildeten Servoventil bekannt. Dabei ist vorgesehen, daß eine ohne Zwangskopplung mit den gelenkten Fahrzeugrädern angeordnete Lenkhandhabe einen Lenkwinkel-Sollwertgeber betätigt und mit einem Stellmotor zusammenwirkt. Das Servoventil besitzt dabei eine sogenannte offene Mitte, d.h. alle Anschlüsse kommunizieren miteinander, wenn ' der Drehschieber und die Steuerbuchse relativ zueinander eine Mittellage einnehmen. An einem Ende des Drehschiebers ist dabei ein Elektromotor angeordnet, welcher aufgrund entsprechen¬ der Impulse den Drehschieber und die Steuerbuchse in die entsprechende Richtung zu verdrehen vermag.
In nachteilhafter Weise ist das aus der DE 195 41 749 Cl bekannte Lenksystem, insbesondere auch für Fahrdy- namikeingriffe, relativ aufwendig. Der Energieverbrauch liegt verglichen mit einer herkömmlichen Servolenkung höher. Daraus resultieren auch entsprechende Wärmeverluste, die beispielsweise durch den Einsatz eines Ölkühlers aufwendig abgeführt werden müssen. Bei einem Ausfall der Hydraulik oder einer wesentlichen Komponente muß mit Hilfe des Elektromotors gelenkt werden. Der Elektromotor und die entsprechenden Teile muss dabei auf diesen Einsatzfall ausgelegt und folglich entsprechend groß dimensioniert werden. Das Erfordernis hoher Dynamik bewirkt, daß die Motoren sehr teuer werden. In nachteilhafter Weise benötigt der Elektromotor somit entsprechend viel Energie aus dem elektrischen Bordnetz, so daß dieses entsprechend stark ausgelegt werden muß. Aufgrund der für derartige Hilfskraftlenkungen bestehenden Sicherheitsanforderungen müssen die sicherheitsrelevanten Teile, wie z.B. das Bordnetz, doppelt vorhanden sein, so daß dafür hohe Kosten entstehen.
Diese Nachteile gelten analog zumindest teilweise auch für die anderen aus dem Stand der Technik bekannten Hilfskraftlenkungen und die aus der EP 0 624 135 Bl bekannte Hilfskraftlenkung.
Nachteilhaft bei den bisher bekannten Hilfskraftlenkungen ist außerdem, daß sowohl die momentan benötigte als auch die mittlere Energie relativ hoch ist und insbesondere der Elektromotor und die damit zusammenhängenden Teile auf Spitzenlasten (die z.B. beim Par¬ kieren auftreten) ausgelegt werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachtei- le des Standes der Technik zu mildern, insbesondere eine zuverlässige, einfache und kostengünstige Auslegung einer Lenkung zu ermöglichen, die ein sicheres Anhalten des Fahrzeugs, auch bei einem Ausfall des hydraulischen Systemes, gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 12 gelöst.
Dadurch, daß die Steuerventileinrichtung eine geschlossene Mitte aufweist und ein Druckmittelspeicher zur Erzeugung und/oder Unterstützung eines Druckmittelstromes zu und von dem Servomotor vorgesehen ist, kann das Fahrzeug auch dann sicher zum Stehen gebracht werden, wenn das Hydrauliksystem ausfällt. Die im Druckspeicher enthaltene Energie kann bei einem Ausfall der Hydraulikanlage, beispielsweise der Pumpe, für den Fail-Operational-Betrieb verwendet werden. Eine entsprechend aufwendige und große Dimensionierung von Elektromotoren, die bei einem Ausfall der Hydraulik zum Lenken eingesetzt werden, ist somit nicht notwendig.
Aufgrund der Ausgestaltung der Steuerventilerinrich- tung mit einer geschlossenen Mitte kann ein Druck im Druckspeicher aufgebaut bzw. vorgehalten werden, der zur Senkung von Spitzenbelastungen, beispielsweise beim Parkieren, eingesetzt werden kann. Die Druckmittelquelle bzw. die Pumpe und der die Pumpe betreibende Elektromotor können somit auf eine mittlere Belastung ausgelegt werden. Auch die anderen beteiligten Komponenten, wie z.B. das elektrische Bordnetz, müssen lediglich auf den Betrieb einer Druckmittelquelle mit einem mittleren Energiebedarf ausgelegt werden.
In vorteilhafter Weise muß weder das elektrische Bordnetz noch der Elektromotor zum "Notfallbetrieb", d.h. zum Auslenken der Fahrzeugräder bei einem Ausfall der Hydraulik, herangezogen werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht somit eine kostengünstige, sichere und einfache Ausgestaltung der Lenkung. Auf eine redundante Auslegung des Elektromotors und/oder des elektrischen Bordnetzes und der Pumpe kann somit theoretisch verzichtet werden, da die im Druckspeicher enthaltene Energie ausreicht, um das Fahrzeug sicher zum Stehen zu bringen. In vorteilhafter Weise braucht der Elektromotor nur für die Ventilbetätigung und nicht für die Lenkleistung ausgelegt zu werden.
Von Vorteil ist es, dass die Betätigung der Steuerventileinrichtung durch einen mit der Lenkhandhabe zwangskopplungsfreien Stellmotor erfolgt.
Eine Betätigung des Steuerventils durch einen zwangskopplungsfreien Stellmotor läßt sich in besonders einfacher und kostengünstiger' Weise durchführen. Die bisher bestehende Problematik, wie sie sich beispielsweise aus der DE 195 41 749 Cl ergibt, daß derartige Stellmotoren leistungsstark und redundant ausgelegt werden müssen, damit sie bei einem Ausfall des hydraulischen Systems ein Auslenken der Fahrzeugräder gewährleisten können, ist in besonders vorteilhafter Weise durch den Einsatz eines Druckspeichers und einer Steuerventileinrichtung mit einer geschlossenen Mitte nicht mehr notwendig.
In nicht naheliegender Weise haben die Erfinder erkannt, daß sich ein serienmäßiger Einsatz eines Stellmotors kostenmäßig nur durch den Einsatz eines Druckspeichers und einer Steuerventileinrichtung mit geschlossener Mitte realisieren läßt. Der Stellmotor braucht deshalb nur für die Betätigung der Steuerventileinrichtung und nicht für das Auslenken der Fahrzeugräder ausgelegt sein. Da der Stellmotor normalerweise redundant, d.h. zweifach vorhanden ist, werden somit erhebliche Kosten eingespart. Auch die mit dem Stellmotor zusammenwirkenden Komponenten, wie beispielsweise das elektrische Bordnetz, können entsprechend kleiner und- somit kostengünstiger ausgebildet werden. Die bisher notwendige hohe Dynamik des Stellmotors, da dieser im Notfallbetrieb zur Auslenkung der Räder verwendet wurde, ist durch die erfindungsgemäße Lösung nicht mehr erforderlich und führt ebenfalls zu einer deutlich kostengünstigeren Ausgestaltung des Stellmotors bzw. der Stellmotoren.
In einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Druckspeicher auf dem Lenkgetriebe der Lenkung montiert ist.
Eine derartige Ausgestaltung hat sich als besonders geeignet, zuverlässig und konstruktiv einfach umzusetzen herausgestellt.
Von Vorteil ist es, wenn der Druckspeicher hart ver¬ rohrt ist. Eine harte Verrohrung des Druckspeichers hat sich in Versuchen als geeigneter herausgestellt als der Einsatz von flexiblen Schläuchen. Dadurch wird insbesondere auch die Zuverlässigkeit und das Handling, beispielsweise zu Montagezwecken, verbessert.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnstangen- Lenkung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Lenkung mit einer Betätigung der Steuerventileinrichtung durch einen zwangskopplungsfreien Stellmotor.
Die erfindungsgemäße Lenkung, wie in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel näher beschriebenen, weist Bestandteile einer Zahnstangen-Hydrolenkung für Kraftfahrzeuge auf, die prinzipiell von bekanntem Aufbau sind (EP 0 624 135 Bl) ,' weshalb nachfolgend lediglich auf die für die Erfindung relevanten Merkmale näher eingegangen wird.
Fig. 1 zeigt ein Lenkgehäuse 1, in dem ein Ritzel 2 in einem Festlager 3 und einem Loslager 4 gelagert ist. Das Ritzel 2 weist an einem Ende einen Stellmotor 5 auf. Der Stellmotor 5 wird mittels eines vom Fahrer des jeweiligen Fahrzeugs betätigten Lenkhandrades L über eine Regelschaltung R gesteuert, so daß sich dieser entsprechend der einzustellenden Lenkwinkeländerung dreht. Bezüglich des Funktionsprinzipes eines derartigen Stellmotors 5 wird nur beispielsweise auf die DE 195 41 749 Cl verwiesen.
Das Ritzel 2 steht über seine Verzahnung in Eingriff mit einer Zahnstange 6, die in dem Lenkgehäuse 1 axial verschiebbar geführt ist. Zur Hilfskraftunterstützung dient ein Servomotor 7, dessen Kolbenstange 8 fest mit der Zahnstange 6 verbunden ist. Der Servomotor 7 weist zwei Zylinderräume 9 und 10 auf, die über Arbeitsleitungen 11 und 12 mit zwei Zylinderanschlüssen 13 und 14 einer Steuerventileinrichtung 15 verbunden sind. Die Steuerventileinrichtung 15 weist zwei Zulaufanschlüsse 16 und 17 auf, an denen eine in Fig. 2 beispielhaft näher dargestellte Druckmittelquelle 18 angeschlossen ist. Die Steuerventileinrichtung 15 weist ebenfalls zwei Rücklaufanschlüsse 19 und 20 auf, an die ein Behälter 21 angeschlossen ist.
Ein zwischen der Druckmittelquelle 18 und der Steuerventileinrichtung 15 angeordneter Druckmittelspeicher 32ist in Fig. 2 dargestellt.
Die in Fig. 1 dargestellte Steuerventileinrichtung 15 weist zwei als Sitzventile 22 und 23 ausgebildete Steuerventile auf. Die Sitzventile 22 und 23 weisen jeweils ein Einlaßsitzventil 24 und ein Auslaßsitzventil 25 auf. Das Einlaßsitzventil 24 ist in Neutralstellung, wie in Fig. 1 dargestellt, durch die Kraft einer Feder 26 geschlossen gehalten. Das Auslaßsitz- ventil 25 ist in Neutralstellung geöffnet. Es handelt sich somit um eine Steuerventileinrichtung 15 mit einer sogenannten geschlossenen Mitte.
Ein Schließkörper 27 jedes Auslaßsitzventiles 25 grenzt an das Loslager 4 an.
Im folgenden wird die Funktion des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Wird das Ritzel 2 durch eine Drehbewegung des Stellmotors 5 beispielsweise im Sinne einer Rechtslenkung gedreht, so wälzt sich die Verzahnung des Ritzels 2 zunächst in der Verzahnung der momentan noch feststehenden Zahnstange 6 ab. Dadurch wird, wie in der EP 0 624 135 Bl näher beschrieben ist, auf die Sitzventile 22 und 23 derart eingewirkt, daß in dem Zylinderraum 9 ein Druck aufgebaut wird, der die Zahnstange 6 entsprechend der gewünschten Lenkbewegung nach rechts schiebt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich dabei aus Fig. 2. Dem bereits beschriebenen Stellmotor 5 wird dabei in bekannter Weise ein Lenkwunsch vermittelt. Der Stellmotor 5 steuert daraufhin, vorzugsweise beeinflußt durch verschiedene Parameter, wie z.B. Seitenwind oder dergleichen, die Steuerventileinrichtung 15, die in Fig. 2 als Drehschieberventil ausgebildet ist. Das Drehschieberventil 15 ist in Fig. 2 in Neutralstellung dargestellt und weist eine geschlossene Mitte auf. Durch eine entsprechende Drehbewegung des Stellmotors 5 werden dabei die Steuerkanten 28 des Drehschieberventiles 15 bewegt, so daß die Arbeitsleitung 11 oder 12 mit einer Zulaufleitung 29 verbunden werden. In dem Servo- motor 7 kann somit in bekannter Weise in dem entsprechenden Zylinderraum 9 oder 10 ein Arbeitsdruck aufgebaut werden. Aus dem jeweils anderen Zylinderraum 9 bzw. 10 strömt dabei das Druckmittel in bekannter Weise durch die jeweilige Ableitung 11 bzw. 12 in eine Rücklaufleitung 30 und von dort in den Behälter 21. Durch den Servomotor 7 werden, unter Umständen in Zusammenhang mit der Steuerwirkung einer Zahnstange 6, die in Fig. 2 angedeuteten Fahrzeugräder 31 ausgelenkt.
An die Zulaufleitung 29 ist eine Druckmittelquelle 18 und ein Druckmittelspeicher 32 angeschlossen. Die Druckmittelquelle 18 und der Druckspeicher 32 erzeugen dabei den für die Steuerung des Servomotors 7 notwendigen Druck zur Auslenkung der Fahrzeugräder 31. Der Druckmittelspeicher 32 kann je nach Einsatzfall die Druckmittelquelle 18 unterstützen oder den notwendigen Druck bzw. die notwendige Energie ausschließlich zur Verfügung stellen. Somit können bei Bedarf Spitzenleistungen durch den Druckmittelspeicher 32 derart aufgebracht werden, daß die Druckmittelquelle 18 lediglich eine mittlere Leistung erbringen muß. Bei einem Ausfall des hydraulischen Systems können die Fahrzeugräder 31 durch den im Druckmittelspeicher 32 enthaltenen Druck derart gelenkt werden, daß ein sicheres Anhalten des Fahrzeuges möglich ist.
Die Druckmittelquelle 18 • weist eine mit einem Rückschlagventil 33 versehene Pumpe 34 und einen die Pumpe 34 versorgenden Elektromotor 35 auf. Hierbei ist selbstverständlich auch eine andere Ausgestaltung denkbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 34 als schaltbare Ladepumpe für eine mittlere Energieversorgung ausgebildet. Die Spitzenenergie kann dabei aus dem Druckmittelspeicher 32 entnommen werden, der derart ausgebildet ist, daß die Spitzenleistung z.B. für Parkiervorgänge, abgedeckt wird, ohne daß der Druckmittelspeicher 32 im Druck soweit abfällt, daß der Druck für das Lenken nicht mehr ausreicht.
In besonders vorteilhafte Weise ist der Druckmit¬ telspeicher 32 dabei derart ausgebildet, daß die Fahrzeugräder 31 auch bei einem Ausfall der Druckmittel¬ quelle 18 wenigstens dreimal von Anschlag zu Anschlag lenkbar sind. Dies hat sich in Versuchen als ausreichend herausgestellt, um das Fahrzeug problemlos zum Stehen zu bringen.
In nicht näher dargestellter Weise kann der Druckmittelspeicher 32 mit einer Einrichtung zur Erfassung des Speicherdrucks versehen sein. In vorteilhafter Weise kann damit die Pumpe 34 bzw. der Elektromotor 35 anhand des Speicherdrucks des Druckmittelspeichers 32 betätigt werden. Somit ist eine gezielte Steuerung der Pumpe 34 in Abhängigkeit des Speicherstandes möglich.
Da der Stellmotor 5 nicht für die Betätigung der Fahr¬ zeugräder 31 bzw. für eine Notlenkfunktion eingesetzt werden muß, ist es möglich, den Stellmotor 5 aus¬ schließlich für die Betätigung des Drehschieberventils 15 und somit kostengünstig auszulegen. In Versuchen hat sich dabei herausgestellt, daß ein Drehmoment des Stellmotors 5 von maximal ca. 5 Nm ausreichend ist. In nicht näher dargestellter Weise kann vorgesehen sein, daß der Stellmotor 5 redundant ausgelegt ist. Dies dient einer weiteren Erhöhung der Sicherheit bzw. der Erfüllung von gesetzlichen Anforderungen.
In alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, daß die Druckmittelquelle 18 das Druckmittel zuerst in den Druckmittelspeicher 32 und dann von dort in Richtung auf die Steuerventileinrichtung 15 fördert. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Druckmittelquelle 18 sowohl an dem Druckmittelspeicher 32 anzuschließen als auch diese mittels der Zulaufleitung direkt zu der Steuerventileinrichtung 15 zu führen. Von dem Behälter 21 führt, wie aus Fig. 2 ersichtlich, in bekannter Weise eine Rückleitung 36 zur Pumpe 34.
Nicht näher dargestellt ist in Figur 2 die mechanische Verbindung zwischen der Steuerventileinrichtung 15 und der ebenfalls nicht dargestellten Zahnstange, die mit dem Srvomotor 7 gekoppelt ist.
Ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, ist es möglich, statt Ritzel und Zahnstange eine andere Getriebeart zu wählen, beispielsweise ein Kugelumlaufgetriebe. Allgemein lässt sich dann statt „Ritzel" Antriebsteil und statt „Zahnstange" Abtriebsteil sagen.
Bezugszeichen
L Lenkhandhabe 31 Fahrzeugräder
R Regelschaltung 32 Druckmittelspeicher
1 Lenkgehäuse 33 Rückschlagventil
2 Ritzel 34 Pumpe
3 Festlager 35 Elektromotor
4 Loslager 36 Rückleitung
5 Stellmotor 37 Lenkrad
6 Zahnstange
7 Servomotor
8 Kolbenstange
.9 Zylinderraum
10 Zylinderraum
11 Arbeitsleitung
12 Arbeitsleitung
13 Zylinderanschluß
14 Zylinderanschluß
15 Steuerventileinr .
16 Zulaufanschluß
17 Zulaufanschluß
18 Druckmittelquelle
19 Rücklaufanschluß
20 Rücklaufanschluß
21 Behälter
22 Steuer-/Sitzventil
23 Steuer-/Sitz entil
24 Einlaßsitzventil
25 Auslaßsitzventil
26 Feder
27 Schließkörper
28 Steuerkanten
29 Zulaufleitung
30 Rücklaufleitung

Claims

Ansprüc e
1. Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Bestandteilen einer Zahnstangen-Hydrolenkung und mit folgenden Merkmalen:
• Es ist eine Lenkhandhabe (L) zur Vorgabe eines Lenkwunsches vorgesehen,
• Ein drehbar gelagertes Ritzel (2) ist im Eingriff gehalten mit einer axial verschiebbar angeordneten Zahnstange (6),
• Zur Hilfskraftunterstützung dient ein hydraulischer Servomotor (7) , dessen Kolbenstange (8) trieblich mit der Zahnstange (6) verbunden ist,
• Der Servomotor (7) weist zwei Zylinderräume (9, 10) auf, die über Arbeitsleitungen (11, 12) mit zwei Zylinderanschlüssen einer Steuerventileinrichtung (15) verbunden sind,
• Eine Druckmittelquelle (18) und die Steuerventileinrichtung
(15) sind für die Steuerung eines Druckmittelstromes zu und von dem Servomotor (7) zur Auslenkung von Fahrzeugrädern (31) vorgesehen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
• Die Steuerventileinrichtung (15) weist eine geschlossene Mitte auf,
• Ein Druckmittelspeicher (32) ist zur Erzeugung und/oder Unterstützung des Druckmittelstromes zu und von dem Servomotor (7) vorgesehen,
• Das Ritzel (2) weist an einem Ende einen elektrischen Stellmotor (5) auf,
• Der Stellmotor (5) ist mittels der von einem Fahrer einstellbaren Lenkhandhabe (L) über eine Regelschaltung (R) steuerbar,
• Die Betätigung der Steuerventileinrichtung (15) erfolgt durch den Stellmotor (5) , der mit der Lenkhandhabe (L) nicht zwangsgekopplt ist,
• der Druckmittelspeicher (32) ist derart ausgebildet, daß die Fahrzeugräder (31) auch bei einem Ausfall der Druckmittelquelle (18) mindestens dreimal von Anschlag zu Anschlag lenkbar sind.
2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dass der Stellmotor (5) redundant ausgelegt ist.
3. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelquelle (18) eine mit einem Rückschlagventil (33) versehene Pumpe (34) und einen die Pumpe (34) versorgenden Elektromotor (35) aufweist.
4. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (34) als schaltbare Ladepumpe für eine mittlere Energieversorgung für den Servomotor (7) ausgebildet ist.
5. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Druckmittelquelle
(18) versorgte Druckspeicher (32) derart ausgebildet ist, daß eine Energieversorgung des Servomotors (7) für Parkiervorgänge zuverlässig gewährleistet ist.
6. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelspeicher (32) mit einer Einrichtung zur Erfassung des Speicherdrucks versehen ist.
7. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor (5) ein Drehmoment von maximal ca. 5 Nm aufweist.
8. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelspeicher (32) auf einem Lenkgetriebe montiert ist.
9. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmittelspeicher (32) hart verrohrt ist.
10. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (15) in Form von zwei Sitzventilen (22,23) ausgebildet ist.
11. Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventileinrichtung (15) als Drehschieberventil ausgebildet ist.
12. Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Bestandteilen einer Hydrolenkung und mit folgenden Merkmalen:
• Es ist eine Lenkhandhabe (L) zur Vorgabe eines Lenkwunsches vorgesehen,
• Ein drehbar gelagertes Antriebsteil (2) ist im Eingriff gehalten mit einem axial verschiebbar angeordneten Abtriebsteil (6) ,
• Zur Hilfskraftunterstützung dient ein hydraulischer Servomotor (7), dessen Kolbenstange (8) trieblich mit dem Abtriebsteil (6) verbunden ist,
• Der Servomotor (7) weist zwei Zylinderräume (9, 10) auf, die über Arbeitsleitungen (11, 12) mit zwei Zylinderanschlüssen einer Steuerventileinrichtung (15) verbunden sind,
• Eine Druckmittelquelle (18) und die Steuerventileinrichtung
(15) sind für die Steuerung eines Druckmittelstromes zu und von dem Servomotor (7) zur Auslenkung von Fahrzeugrädern (31) vorgesehen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
• Die Steuerventileinrichtung (15) weist eine geschlossene Mitte auf, • Ein Druckmittelspeicher (32) ist zur Erzeugung und/oder Unterstützung des Druckmittelstromes zu und von dem Servomotor (7) vorgesehen,
• Das Antriebsteil (2) weist an einem Ende einen elektrischen Stellmotor (5) auf,
• Der Stellmotor (5) ist mittels der von einem Fahrer einstellbaren Lenkhandhabe (L) über eine Regelschaltung (R) steuerbar,
• Die Betätigung der Steuerventileinrichtung (15) erfolgt durch den Stellmotor (5) , der mit der Lenkhandhabe (L) nicht zwangsgekopplt ist,
• der Druckmittelspeicher (32) ist derart ausgebildet, daß die Fahrzeugräder (31) auch bei einem Ausfall der Druckmittelquelle (18) mindestens dreimal von Anschlag zu Anschlag lenkbar sind.
13. Lenkeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsteil und das Abtriebsteil ein Kugel- oder Rollen-Umlaufgetriebe bilden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312533A2 (de) * 2001-11-17 2003-05-21 Still Gmbh Mobile Arbeitsmaschine mit einer elektrisch angetriebenen Lenkpumpe

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005105736A1 (en) 2004-05-05 2005-11-10 Novo Nordisk A/S Novel compounds, their preparation and use
DE102004051194A1 (de) * 2004-10-21 2006-04-27 Zf Lenksysteme Gmbh Lenksystem für Fahrzeuge
DE102008012668A1 (de) 2008-03-05 2009-09-10 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Servolenkung
DE102009046648A1 (de) * 2009-11-12 2011-05-19 Bless, Werner M. Lenkung mit einem Elektromotor zur Lenkkraftunterstützung
WO2011106025A1 (en) * 2010-02-27 2011-09-01 R.H. Sheppard Co., Inc. Hydraulic power steering system
US8561751B2 (en) 2011-08-09 2013-10-22 Cnh America Llc System for selectively charging and discharging a steering accumulator
CN102717828A (zh) * 2012-06-13 2012-10-10 清华大学 汽车电动液压助力转向系统及其控制方法
US9878737B2 (en) * 2015-02-20 2018-01-30 Caterpillar Inc. Hydraulic steering control system

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4217968A (en) * 1978-10-04 1980-08-19 Caterpillar Tractor Co. Closed center emergency steering with accumulator source
US4476677A (en) * 1982-08-25 1984-10-16 Dresser Industries, Inc. Hydraulic supply circuit for vehicle steering system
US4574904A (en) * 1983-02-24 1986-03-11 Fmc Corporation Auxilliary steering system
US4942935A (en) * 1989-07-14 1990-07-24 J. I. Case Company Auxiliary power steering system
DE4203335A1 (de) * 1992-02-06 1993-08-12 Zahnradfabrik Friedrichshafen Zahnstangen-hilfskraftlenkung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
EP0562426B1 (de) * 1992-03-27 1999-05-19 Toyoda Koki Kabushiki Kaisha Servolenkung
DE19540956C1 (de) * 1995-11-03 1997-03-06 Daimler Benz Ag Servolenkung für Kraftfahrzeuge
DE19541749C1 (de) * 1995-11-09 1997-05-22 Daimler Benz Ag Servolenkung für Kraftfahrzeuge
DE19615544C1 (de) * 1996-04-19 1997-10-30 Daimler Benz Ag Fahrzeuglenkung
JPH10157639A (ja) * 1996-11-27 1998-06-16 Unisia Jecs Corp パワーステアリング装置
DE19840625C2 (de) * 1998-09-05 2002-07-04 Daimler Chrysler Ag Lenkventilanordnung eines hydraulischen Lenksystems
DE19855404A1 (de) * 1998-12-01 2000-06-15 Daimler Chrysler Ag Hydraulische Servolenkung für Kraftfahrzeuge
JP2000315087A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd 自動伴奏装置
DE19946073A1 (de) 1999-09-25 2001-05-10 Volkswagen Ag System zur Steuerung von Fahrzeugkomponenten nach dem "Drive By Wire"-Prinzip

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO03002395A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1312533A2 (de) * 2001-11-17 2003-05-21 Still Gmbh Mobile Arbeitsmaschine mit einer elektrisch angetriebenen Lenkpumpe
EP1312533B1 (de) * 2001-11-17 2008-01-09 Still Gmbh Mobile Arbeitsmaschine mit einer elektrisch angetriebenen Lenkpumpe

Also Published As

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US6948584B2 (en) 2005-09-27
DE10130812A1 (de) 2003-01-02
US20040149509A1 (en) 2004-08-05
WO2003002395A1 (de) 2003-01-09

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