EP4695131A1 - Lenksystem für ein fahrzeug, insbesondere nutzfahrzeug - Google Patents

Lenksystem für ein fahrzeug, insbesondere nutzfahrzeug

Info

Publication number
EP4695131A1
EP4695131A1 EP24714456.1A EP24714456A EP4695131A1 EP 4695131 A1 EP4695131 A1 EP 4695131A1 EP 24714456 A EP24714456 A EP 24714456A EP 4695131 A1 EP4695131 A1 EP 4695131A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic
line
assembly
steering system
main line
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.)
Pending
Application number
EP24714456.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Henning Hoppmann
Daniel WILLMS
Sven Kirschbaum
Peter Heimbrock
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.)
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge 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 Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Publication of EP4695131A1 publication Critical patent/EP4695131A1/de
Pending 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
    • B62D5/065—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
    • 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
    • B62D5/09—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 means for actuating valves
    • 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
    • B62D5/10—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 type of power unit
    • B62D5/12—Piston and cylinder

Definitions

  • the present invention relates to an electrohydraulic steering system for a vehicle, in particular a commercial vehicle. Furthermore, the present invention relates to a vehicle, in particular a commercial vehicle, with an electrohydraulic steering system.
  • DE 102016112332 A1 shows a method for monitoring a controller block for controlling an actuator, in particular an actuator of a steering system.
  • electro-hydraulic steering system with the features of claim 1. It is then provided that a electro-hydraulic steering system is provided for a vehicle, in particular a commercial vehicle, which has:
  • At least one steering gear in particular spindle steering gear, with at least one steering gear housing
  • At least one hydraulic, in particular electro-hydraulic, assembly for supplying the steering gear with hydraulic fluid and/or for controlling the steering gear, wherein the hydraulic assembly can be fastened directly or indirectly to the steering gear housing; wherein one or more components of the hydraulic assembly is or are at least partially integrated into a housing block, and wherein the hydraulic assembly has at least one first hydraulic connection and at least one second hydraulic connection for supplying and/or controlling at least one hydraulic component that is external to at least the hydraulic assembly.
  • the invention is based on the basic idea that one or more components of the hydraulic assembly can be at least partially integrated into a housing block. This allows a very high power density with internal line routing within the housing block, which can eliminate elasticity (and thus inertia) and additional sources of error in the steering system. It is also possible for all components of the hydraulic assembly to be integrated into the housing block. Such integration can be understood to mean that the one or more components do not have to be completely structurally integrated or embedded in the housing block (for example, in a switching valve, the valve tappet and certain connections can be integrated, while the control or actuation area and possibly external connections can be arranged outside the housing block or flanged to it).
  • a housing block can be designed in such a way that the holes, lines, wall structures, etc.
  • the housing block can be made from a solid block material (e.g. from an aluminum alloy) manufactured in one piece.
  • the hydraulic assembly can have at least one first hydraulic connection and at least one second hydraulic connection (according to a further aspect of the basic idea of the present invention). This simplifies the pre-assembly and also the final assembly of the steering system on the vehicle side and the system architectures or system integration can also be implemented more freely and individually.
  • the external hydraulic component can be part of the electro-hydraulic steering system and can be designed as a steering booster hydraulic cylinder, in particular in the form of a differential hydraulic cylinder.
  • This design allows additional steering power to be provided, which can be used particularly advantageously in heavy commercial vehicle applications (e.g. commercial vehicles with two front axles or tractors with a particularly high front load).
  • a differential cylinder has a high power density with short travel distances of the piston rod, which can save further installation space.
  • the first hydraulic connection is connected to at least one rod-side working chamber of the steering booster hydraulic cylinder and the second hydraulic connection is connected to at least one piston-end working chamber of the steering booster hydraulic cylinder.
  • This connection enables a very variable mutual spatial arrangement of the steering gear or the hydraulic assembly and the steering booster hydraulic cylinder.
  • Conventional hydraulic lines for example, can serve as connecting elements between the hydraulic assembly and the steering booster hydraulic cylinder, so that a simple and cost-effective solution can be provided.
  • the hydraulic assembly may comprise at least one first hydraulic sub-assembly and at least one second hydraulic sub-assembly, each of which may be at least partially integrated into a first sub-housing block and a second sub-housing block or may be integrated together into the housing block.
  • the first and second hydraulic sub-assemblies may be understood as separate assemblies in that they differ at least in one function and/or in one structural component. Since the first and second hydraulic sub-assemblies are based on different main functions, their functional separation is sensible and advantageous in terms of the clearest possible operating strategy for the steering system. Nevertheless, a structural and/or functional merging of the two sub-housing blocks can be at least partially advantageous from the point of view of optimized installation space requirements.
  • the housing block can have the first sub-housing block and the second sub-housing block.
  • This design allows a two-part design of the housing block based on the first and second housing sub-blocks and thus a more variable design of the first and second hydraulic sub-assemblies.
  • the first and second sub-housing blocks can be attached to one another (e.g. by screwing or welding or similar suitable methods).
  • the first and second sub-housing blocks can also be integrated into one housing block, which can, for example, be formed in one piece.
  • the first hydraulic sub-assembly has at least one hydraulic pump, at least one hydraulic fluid tank and at least one electric motor for driving the hydraulic pump, by means of which the steering gear can be supplied with hydraulic fluid and/or controlled.
  • the hydraulic pump By at least partially integrating the hydraulic pump into the first sub-housing block, the flow path from the pump to the steering gear for its supply and control can be shortened, so that the steering gear can be controlled and supplied with hydraulic fluid (e.g. designed as hydraulic oil suitable for steering gear) more quickly, more precisely and with lower line losses.
  • hydraulic fluid e.g. designed as hydraulic oil suitable for steering gear
  • the first hydraulic sub-assembly has at least one first line, which is connected to at least one first working chamber of the steering gear housing and through which the first working chamber can be supplied with hydraulic fluid and/or controlled by means of the hydraulic pump.
  • the first hydraulic sub-assembly can have at least one second line, which is connected to at least one second working chamber of the steering gear housing. Housing can be connected and through which the second working chamber can be supplied with hydraulic fluid and/or controlled by means of the hydraulic pump.
  • the hydraulic pump is designed as a bidirectional hydraulic pump with a first and second delivery direction and is connected to the first line and to the second line, wherein the hydraulic pump is set up to pressurize the first line according to the first delivery direction and to pressurize the second line according to the second delivery direction.
  • the steering gear piston has to be pressurized on both sides and in particular symmetrically on its respective end faces and the two working spaces formed there in different directions in order to apply the steering power assistance
  • the bidirectional pump is particularly advantageous for this application.
  • the respective end faces have the same hydraulic effective area.
  • the second hydraulic sub-assembly may further comprise at least one first main line and at least one second main line, wherein the first main line is connected to the first line of the first hydraulic sub-assembly, wherein the second main line is connected to the second line of the first hydraulic sub-assembly.
  • the first main line can open into the first connection, wherein at least one first switching valve can be arranged in the first main line.
  • the second main line can open into the second connection, wherein at least one second switching valve can be arranged in the second main line.
  • This design enables a direct connection of the first and second main lines to the rod-side and piston-end working chambers of the steering booster hydraulic cylinder.
  • an interface can be created very easily that enables a very variable connection of the steering booster hydraulic cylinder to the second hydraulic sub-assembly.
  • first switching valve and the second switching valve can each be designed as a pipe rupture protection valve.
  • These valves are provided as one of several safety levels and are used in particular in the event of a line rupture or a leak in a line between the first and second hydraulic connection and the steering booster hydraulic cylinder. They ensure that the valve goes into a blocking position when a defined flow limit is exceeded (increased, for example, due to a line rupture) through this valve, thus automatically blocking the first and/or second main line. This means that there is no complete drop in pressure in the entire steering system and in particular in the first and second sub-assemblies, so that if the first hydraulic sub-assembly is still intact, its pressure supply can still be guaranteed.
  • the second hydraulic sub-assembly has at least one return line, which is connected to the first main line and/or to the second main line and which opens into the hydraulic fluid tank. Since the steering booster hydraulic cylinder is designed as a differential cylinder, its rod-side working chamber has a different hydraulic effective area than its piston-end working chamber, so that asymmetrical outflow and inflow rates arise according to the travel path of the piston.
  • the pressure or control of the rod-side working chamber is particularly problematic, so that a first mass flow flows into it and a second mass flow flows out of the piston-end working chamber, which is greater than the first mass flow.
  • the consequence of this mass flow difference without the return line would be that the hydraulic pump (via the second main line and the second line) would be supplied with a larger mass flow than it displaces into the first line on the output side, which can lead to dangerous blockages in the steering system. For this reason, a separate return line is provided, which safely discharges the excess difference in mass flows into the hydraulic fluid tank.
  • At least one hydraulic filter element can be arranged in the return line.
  • the integration of the hydraulic filter element into the second hydraulic sub-assembly has the advantage that this assembly can be easily expanded to include additional functionality. This is because the hydraulic filter element can be integrated into the existing return line quite easily, so that the hydraulic fluid (in particular as hydraulic oil designed and specified for steering gears) can be filtered quite easily.
  • the return line can be branched off from the second main line.
  • the return line can be branched off exclusively from the second main line.
  • This circuit arrangement can At least one additional switching valve and a section of the return line can be saved, which reduces the system complexity and the component requirements. In addition, system safety can be increased.
  • At least one return switching valve is arranged in the return line, which has at least one control input that is connected to the first main line via at least one control line.
  • This circuit logic is designed in such a way that the return switching valve is only open when the first main line is pressurized and the return switching valve is switched to the open position by means of the control input.
  • the hydraulic fluid can therefore flow from the second main line into the return line in a defined manner and the hydraulic blockage described above does not occur. If the pressure is reversed (the second main line is pressurized), the return switching valve remains in its rest or blocking position because the first main line is not pressurized, so that the control input is not pressurized and the return switching valve is controlled.
  • This blocking position is very important because otherwise the pressurized hydraulic fluid from the second main line would be fed directly back to the return line and it would not be possible to control the steering booster hydraulic cylinder.
  • At least one check valve is arranged in the second main line.
  • the check valve performs an important safety function when the rod-side working chamber of the steering booster hydraulic cylinder is pressurized. This is because it prevents the hydraulic fluid that flows from the piston-end working chamber of the steering booster hydraulic cylinder into the second main line with increased mass flow (see explanation above) from flowing from there into the second line of the first hydraulic sub-assembly, but can flow in a defined manner into the return line and from there be fed to the hydraulic fluid tank.
  • the electro-hydraulic steering system can further comprise at least one pressure and/or volume compensation container which is connected to the hydraulic fluid tank.
  • the hydraulic fluid is subject to certain temperature fluctuations in the volume used in the present steering system, which can lead to a change in its total volume. An important reason for the temperature fluctuations are the asymmetrical inflow and outflow rates of the differential cylinder. Due to the almost incompressible properties of the hydraulic fluid in the pressure range usual for steering gears, the temperature-related increase or decrease in volume must therefore be compensated. Pressure and/or volume compensation tanks are known systems with such a function and are therefore particularly advantageous in this context.
  • At least one third switching valve in particular in the form of a 3/2-way switching valve, can be arranged in the first main line. Consequently, at least one fourth switching valve, in particular in the form of a 3/2-way switching valve, can also be arranged in the second main line.
  • the third and fourth switching valves can advantageously be used to implement further functionalities in the second hydraulic sub-assembly.
  • a check valve in the second main line can be dispensed with, which simplifies the system structure of the second main line.
  • the third switching valve has a return connection that is connected to the return line and the fourth switching valve has a return connection that is also connected to the return line.
  • the additional functionalities mentioned above include the fact that in this design no hydraulic fluid is returned directly to the pump, but rather, regardless of the actuation direction of the steering booster hydraulic cylinder, the incoming and outgoing hydraulic fluid is fed directly to the tank either through the third switching valve or through the fourth switching valve and via the return line. Accordingly, the first and second lines of the first hydraulic sub-assembly and the first and second main lines of the second hydraulic sub-assembly are subject to lower pressure fluctuations, which has a positive effect on the service life of these assemblies and the controllability.
  • a vehicle in particular a commercial vehicle, is provided with at least one electro-hydraulic steering system as described above.
  • the vehicle can in particular be a commercial vehicle.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a circuit arrangement of a first embodiment of a steering system according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a circuit arrangement of a second embodiment of a steering system according to the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a circuit arrangement of a third embodiment of a steering system according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of a circuit arrangement of a fourth embodiment of a steering system according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a circuit arrangement of a first embodiment of a steering system 100 according to the invention.
  • the electro-hydraulic steering system 100 for a commercial vehicle has a steering gear 102 in the form of a spindle steering gear 102, which in turn has a steering gear housing 104.
  • the spindle steering gear 102 can be designed in particular as a ball screw steering gear, although other types of gears are also conceivable.
  • the electro-hydraulic steering system 100 further comprises a hydraulic assembly 106 which is directly or indirectly attached to the steering gear housing 104.
  • This hydraulic assembly 106 is designed in the form of an electro-hydraulic assembly 106.
  • the hydraulic assembly 106 has a first hydraulic sub-assembly 106.1 and a second hydraulic sub-assembly 106.2 as subordinate assemblies.
  • the electro-hydraulic steering system 100 also has another hydraulic assembly, which is also attached to the steering gear housing 104.
  • This additional hydraulic assembly is also designed as an electro-hydraulic assembly.
  • a housing block 110 As shown in Fig. 1, several components of the hydraulic assembly 106 are at least partially integrated into a housing block 110.
  • 106.1 may be at least partially integrated into a first sub-housing block 110.1.
  • the 106.2 may be at least partially integrated into a second sub-housing block 110.2.
  • the first sub-housing block 110.1 and the second sub-housing block 110.2 are designed as structurally separate blocks according to Fig. 1 and are connected to one another by corresponding connections.
  • first and second hydraulic sub-assemblies 106.1, 106.2 can also be integrated together in the housing block 110, which is then designed as a common valve block 110.
  • the multiple components of the further hydraulic assembly are further at least partially integrated into a further housing block.
  • the housing block 110 and the further housing block are designed as structurally separate blocks and are attached to the steering gear housing 104 at different locations.
  • the housing block 110 and the further housing block can be attached to the steering gear housing 104 at opposite locations (i.e., in a 180° alignment with each other).
  • housing block 110 and the further housing block on the steering gear housing 104 can also be attached to each other in a 90° or 270° orientation.
  • the common housing block can then have the housing block 110 (constructed from the first and second sub-housing blocks 110.1, 110.2) and the further housing block or can be constructed from these two blocks 110 or alternatively can also be designed as a one-piece housing block (made of solid block material).
  • the steering system 100 has an electronic control and/or regulating device 114 for controlling and/or regulating the first and second hydraulic sub-assemblies 106.1, 106.2 and the further assembly (the electrical lines required for this are not shown in Fig. 1).
  • the first hydraulic sub-assembly 106.1 comprises, among other components, a hydraulic fluid tank 117, a hydraulic pump 116 and an electric motor M for driving the hydraulic pump 116, by means of which the steering gear 102 can be supplied with hydraulic fluid and controlled.
  • the hydraulic fluid is designed as hydraulic oil suitable or specified for steering gears.
  • the hydraulic pump 116 is designed as a double-acting or bidirectional hydraulic pump with a first and a second delivery direction.
  • the first hydraulic sub-assembly 106.1 further comprises a first line 118 which is connected to a first working chamber 122 of the steering gear housing 104.
  • first hydraulic sub-assembly 106.1 further comprises a second line 120 which is connected to a second working chamber 124 of the steering gear housing 104.
  • Fig. 1 it can be seen that the hydraulic pump 116 is connected to the first line 118 and to the second line 120.
  • the first line 118 extends according to Fig. 1 from a first pressure outlet of the hydraulic pump 116 to a connection of the steering gear housing 104, which opens into the first working chamber 122.
  • the second line 120 extends from a second pressure outlet of the hydraulic pump 116 to a connection of the steering gear housing 104, which opens into the second working chamber 124.
  • a hydraulic filter element can be arranged in each of the first and second lines 118, 120.
  • a pressure sensor is arranged in the first line 118.
  • a pressure sensor and a temperature sensor are arranged in the second line 120.
  • a temperature sensor is also arranged in the first line 118.
  • the first hydraulic sub-assembly 106.1 comprises the hydraulic fluid tank 117, which can be completely or partially integrated into the housing block 110 or flanged thereto.
  • hydraulic fluid tank 117 can be only completely or partially integrated into the first sub-housing block 110.1 or flanged thereto.
  • the hydraulic tank is shown only schematically in Fig. 1, so that it is also conceivable that the hydraulic pump 116 is integrated in the tank. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the electric motor, the hydraulic tank and hydraulic pump 116 are flanged to one another and connected via corresponding lines (not shown in Fig. 1).
  • the hydraulic tank is also assigned a pressure sensor and a temperature sensor to monitor the pressure and temperature of the hydraulic oil in the tank.
  • the further hydraulic assembly is designed as a backup assembly and is connected to the steering gear 102 in a fault state of the steering system 100.
  • the further hydraulic assembly can be connected to the steering gear 102 in an inactive state of the steering system 100.
  • the additional hydraulic assembly includes, among other components, a hydraulic filter element and a backup switching valve.
  • the hydraulic filter element and the backup switching valve form a series connection.
  • the hydraulic filter element is located upstream of the backup switching valve.
  • a pressure sensor for monitoring the filter condition and a bypass check valve or filter check valve can be arranged parallel to the hydraulic filter element.
  • the pressure sensor can be designed as a differential pressure sensor or alternatively as two individual pressure sensors or pressure switches with an adjustable trigger threshold (not shown in Fig. 1).
  • the pressure sensor described above, the other sensors of the first hydraulic sub-assembly 106.1 described above and the electric motor M are connected to the electronic control and/or regulating device 114 via corresponding lines (not shown in Fig. 1).
  • the further hydraulic assembly has another first line and another second line.
  • the further first line is connected to the first working chamber 122 of the steering gear housing 104.
  • the further second line is connected to the second working chamber 124 of the steering gear housing 104.
  • the switching position of the backup switching valve is assigned to a through position in an inactivity or fault state.
  • first working chamber 122 and the second working chamber 124 are connected via the further first and further second lines as well as via the hydraulic filter element and the backup switching valve.
  • the further hydraulic assembly has a bridge circuit which has four outer branches and one bridge branch, wherein the four outer branches are connected to each other via four outer nodes.
  • the bridge branch is formed by the series connection of the hydraulic filter element and the backup switching valve. Accordingly, the first working space 122 and the second working space 124 are connected to one another via the further first and further second lines and via the bridge circuit 234.
  • the bridge circuit is connected to the further first line and the further second line by means of second external nodes.
  • the bridge branch in turn, is connected to two further external nodes of the bridge circuit, which are not connected to the further first and second lines.
  • a hydraulic filter element can be arranged in each of the further first and second lines 118, 120.
  • the backup switching valve is designed as a 2/2-way solenoid valve and has a switching plunger and a solenoid coil for actuating the switching plunger, whereby a change in the switching position of the switching plunger triggers an induced voltage in the solenoid coil.
  • the steering system 100 has the second sub-assembly 106.2, the structure of which is explained in more detail below.
  • the hydraulic assembly 106 in general or the second hydraulic sub-assembly 106.2 in particular has a first hydraulic connection 148 and a second hydraulic connection 150 for supplying and/or controlling a hydraulic component 152 which is external to the hydraulic assembly 106.
  • the external hydraulic component 152 is part of the electro-hydraulic steering system 100 and is designed as a steering amplifier hydraulic cylinder 152.
  • the steering booster hydraulic cylinder 152 is designed in the form of a differential hydraulic cylinder according to Fig. 1. In the assembled state, the first hydraulic connection 148 is connected to a rod-side working chamber of the steering booster hydraulic cylinder 152.
  • the second hydraulic connection 150 is connected to a piston-end working chamber of the steering booster hydraulic cylinder 152.
  • the second hydraulic sub-assembly 106.2 further comprises a first main line 154 and a second main line 156.
  • the first main line 154 is connected to the first line 118 of the first hydraulic sub-assembly 106.1 as shown in Fig. 1.
  • the second main line 156 is thus connected to the second line 120 of the first hydraulic sub-assembly 106.1.
  • the first main line 154 opens into the first connection 148 or this connection 148 forms the end of the first main line 154, to which a hydraulic line of the steering booster hydraulic cylinder 152 can be detachably connected.
  • a first switching valve 158 is arranged in the first main line 154.
  • the second main line 156 opens into the second connection 150 or this connection 150 forms the end of the second main line 156, to which a further hydraulic line of the steering booster hydraulic cylinder 152 can be detachably connected.
  • a second switching valve 160 is arranged in the second main line 156.
  • the first switching valve 158 and the second switching valve 160 are each designed as a pipe rupture protection valve.
  • the second hydraulic sub-assembly 106.2 has a return line
  • a hydraulic filter element together with a bypass check valve and differential pressure sensor arranged parallel thereto can be arranged in the return line 162.
  • the return line 162 is specifically connected exclusively to the second main line 156.
  • the return line 162 is branched exclusively from the second main line 156.
  • a return flow switching valve 164 is arranged in the return line 162 and has a control inlet which is connected to the first main line 154 via a control line 166.
  • a check valve 168 is also arranged in the second main line 156.
  • the electro-hydraulic steering system 100 further comprises at least one pressure and/or volume compensation container 170 which is connected to the hydraulic fluid tank 117.
  • a commercial vehicle (not shown in Fig. 1) which has an electro-hydraulic steering system 100 as described above.
  • the steering gear 102 can basically be supplied with hydraulic fluid via the hydraulic pump 116.
  • the steering gear 102 can be controlled by the hydraulic pump 116 due to its bidirectional design.
  • the first working chamber 122 can be supplied with hydraulic fluid through the first line 118 and can thus be controlled, since the first line 118 connects this working chamber 122 with the hydraulic pump 116.
  • the second working chamber 124 can be supplied with hydraulic fluid through the second line 120 and can thus be controlled, since the second line 120 connects this working chamber 124 with the hydraulic pump 116.
  • the control is achieved by pressurizing either the first working chamber 122 or the second working chamber 124 of the steering gear - but not both at the same time - by the hydraulic pump 116.
  • the hydraulic pump 116 is therefore configured to pressurize the first line 118 according to the first conveying direction and to pressurize the second line 120 according to the second conveying direction.
  • the hydraulic pump 116 As soon as the hydraulic pump 116 is driven by the electric motor M (e.g. clockwise), it pressurizes the first line 118 according to its first conveying direction, which extends to the first working chamber 122.
  • the hydraulic pump 116 and the steering gear 102 are connected to one another via the first line 118, and the connection of the steering gear 102 connected to the first line 118 and opening into the first working chamber 122 is pressurized.
  • the pressure in the first working chamber 122 then increases and the piston is forced to perform a linear displacement movement since there is less pressure in the opposite, second working chamber 124, so that steering assistance is achieved via the steering output shaft.
  • the pressure in the opposite second working chamber 124 is lower because this working chamber 124 is connected to the tank via the second line 120 and a corresponding return line (not shown in Fig. 1).
  • the hydraulic oil can flow back from the second working chamber 124 into the tank.
  • the hydraulic pump 116 As soon as the hydraulic pump 116 is driven by the electric motor M (e.g. counterclockwise), it pressurizes the second line 120, which extends to the second working chamber 124, according to a second conveying direction.
  • the hydraulic pump 116 and the steering gear 102 are connected to one another via the second line 120, and the connection of the steering gear 102 connected to the second line 120 and opening into the second working chamber 124 is pressurized.
  • the pressure in the second working chamber 124 then increases and the piston is forced to perform a linear displacement movement, since there is now a lower pressure in the opposite, first working chamber 122, so that steering assistance is achieved via the steering output shaft.
  • the pressure in the opposite first working chamber 122 is lower because this working chamber 122 is connected to the tank via the first line 118 and a corresponding return line (not shown in Fig. 1). As a result, the hydraulic oil can flow back from the first working chamber 122 into the tank.
  • the backup switching valve is arranged in the through-flow switching position.
  • This position enables an uninterrupted flow path from the first working chamber 122 to the second working chamber 124 via the further first and further second lines as well as via the bridge circuit.
  • the flow direction of the hydraulic oil depends on the pressure gradient between the first and second working chambers 122, 124.
  • the pressure gradient can either be created only by a manual steering movement of the steering input shaft, which is shown in Fig. 1 to the left of the second working chamber 124, whereby the steering input shaft can also be arranged at a different position.
  • the pressure gradient can be achieved as described above by selectively pressurizing the first or second working chamber 122, 124 by the hydraulic pump 116, whereby this case is associated with an inactivity state of the steering system.
  • the steering system is operating normally, so that the backup switching valve has been controlled by the control and/or regulating device and is thus switched to the pass-through position.
  • the inactivity state is the state when the steering system is inactive, i.e. when either the commercial vehicle is not currently moving or the commercial vehicle is moving and no steering assistance will be required in the future.
  • the pumping operation in the inactivity state can be exploited in such a way that the hydraulic pump 116 pressurizes one of the two working chambers 122, 124 in such a way that the pressure must be below a pressure threshold value, which therefore does not initiate any actual steering assistance (which is possible due to the system inertia and friction).
  • the filter element Since the filter element is located in the backup assembly, the hydraulic oil can be filtered very energy efficiently.
  • first additional line if necessary hydraulic filter in this line
  • the hydraulic oil can be cleaned very efficiently in the inactive state of the steering system 100, since the pressures required for this are much lower than those required for steering assistance and no additional pumps or valves are required for this. These filtering pressures must not cause the steering gear piston to be actuated in such a way that this would trigger an actual steering movement, so that the pressures must remain below a pressure threshold.
  • the hydraulic pump 116 pressurizes the first line 118, which extends to the first working chamber 122 and actuates the steering gear piston there, whereupon a steering assistance is transmitted to a steering linkage (not shown in Fig. 1).
  • the first main line 154 is also printed.
  • the first switching valve 158 is switched in the position shown in Fig.1, so that the rod-side working space of the steering booster hydraulic cylinder 152 is pressurized via the first connection 148.
  • the rod of the hydraulic cylinder piston is also connected to the steering linkage, so that an additional or increased steering force is generated.
  • the provision of the steering booster hydraulic cylinder 152 provides an additional hydraulic effective area which, in combination with the existing hydraulic pressure, can perform additional work which is transmitted to the steering linkage as amplified steering force.
  • the hydraulic fluid is then displaced via the second connection 150 into the second main line 156 and flows further via the second switching valve 160 and via the return switching valve 164 into the return line 162.
  • the check valve 168 arranged in the second main line 156 prevents the backflow of the hydraulic fluid into the second line 120 (of the first hydraulic sub-assembly 106.1).
  • the return flow switching valve 164 is switched to the pass-through position due to the pressurized first main line 154 (not shown in Fig. 1) because the pressurized first main line 154 pressurizes the control line 166, whereby the return flow switching valve 164 is switched to its pass-through position.
  • the hydraulic fluid then flows from the return line 162 back into the hydraulic fluid tank 117.
  • the steering booster hydraulic cylinder 152 is designed as a differential cylinder, its rod-side working chamber has a different hydraulic effective area than its piston-end working chamber, so that asymmetrical outflow and inflow rates or mass flows arise depending on the control logic.
  • the separate return line 162 is provided, which safely discharges the excess difference in mass flows into the hydraulic fluid tank 117.
  • This difference in mass flows increases the temperature of the hydraulic fluid, causing pressure and volume changes in the hydraulic fluid, which are safely compensated by the pressure and volume compensation tank 170 connected to the hydraulic fluid tank 117.
  • a hydraulic filter element (not shown in Fig. 1) can be arranged in the return line 162, so that the filtering of the hydraulic fluid takes place when the first line 118 of the first sub-assembly 106.1 is pressurized according to the normal operating state and/or inactivity state (see the above description of the function of the pressurization of the first and second lines 118, 120).
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a circuit arrangement of a second embodiment of a steering system 200 according to the invention.
  • the second embodiment has substantially the same features as the first embodiment, with the following structural feature differences being explained below:
  • Components of the second embodiment which are constructed essentially corresponding to the components of the first embodiment, have the same reference numerals.
  • a third switching valve 272 in the form of a 3/2-way switching valve is arranged in the first main line 154.
  • a fourth switching valve 274 in the form of a 3/2-way switching valve is arranged in the second main line 156.
  • the third switching valve 272 and the fourth switching valve 274 each have a return connection, which is each connected to the return line 162.
  • the hydraulic pump 116 pressurizes the second line 120, which extends to the second working chamber 124 and actuates the steering gear piston there, whereupon steering assistance is transmitted to the steering linkage (not shown in Fig. 2).
  • the second switching valve 160 is switched in the position shown in Fig.2, wherein the fourth switching valve 274 is switched in the passage position for the second main line 156, not shown in Fig.2.
  • the rod of the hydraulic cylinder piston is also connected to the steering linkage, so that an additional or increased steering force is generated.
  • the provision of the steering booster hydraulic cylinder 152 provides an additional hydraulic effective area which, in combination with the existing hydraulic pressure, can perform additional work which is transmitted to the steering linkage as amplified steering force.
  • the hydraulic fluid is then displaced via the first connection 148 into the first main line 154 and flows further via the first switching valve 158 and via the third switching valve 272 into the return line 162.
  • the third switching valve 272 is switched to the pass-through position for the return line 162 due to the non-pressurized first main line 154.
  • first main line 154 does not pressurize the control input of the third switching valve 272, whereby the first main line 154 (the section between the third switching valve 272 and the first connection 148) and the return line 162 are connected to one another.
  • the hydraulic fluid then flows from the return line 162 back into the hydraulic fluid tank 117.
  • the steering booster hydraulic cylinder 152 is designed as a differential cylinder, its rod-side working chamber has a different hydraulic effective area than its piston-end working chamber, so that asymmetrical outflow and inflow rates or mass flows arise depending on the control logic.
  • a second mass flow flows into it and, accordingly, a first mass flow flows out of the rod-side working chamber, which, however, is smaller than the second mass flow.
  • both main lines 154, 156 are symmetrically connected to the return line 162 via the switching valves 272, 274, the difference in mass flows is safely discharged into the hydraulic fluid tank 117, regardless of whether the first or the second main line 154, 156 is pressurized.
  • a hydraulic filter element (not shown in Fig. 2) can be arranged in the return line 162, so that the filtering of the hydraulic fluid takes place when the first line 118 or the second line 120 of the first sub-assembly 106.1 is pressurized (see the above description of the function of the pressurization of the first and second lines 118, 120).
  • hydraulic filter element in the further hydraulic assembly can be omitted, although it may also be conceivable that both hydraulic filter elements can be provided alternatively.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a circuit arrangement of a third embodiment of a steering system 300 according to the invention.
  • Fig. 3 only the second hydraulic subassembly 206.2 is shown, wherein the first hydraulic subassembly 106.1, the steering gear 102 and the further hydraulic assembly correspond to those assemblies from Fig. 1 and Fig. 2.
  • the third embodiment of the second hydraulic subassembly 206.2 has substantially the same structural and/or functional features as the second embodiment of the second hydraulic subassembly 106.2 as follows:
  • the second hydraulic sub-assembly 206.2 has a first main line 154 and a second main line 156.
  • the first main line 154 is connected to the first line 118 of the first hydraulic sub-assembly 106.1 and, accordingly, the second main line 156 is connected to the second line 120 of the first hydraulic sub-assembly 106.1 (see Fig. 1).
  • the first main line 154 opens into the first connection 148 or this connection 148 forms the end of the first main line 154, to which a hydraulic line of the steering booster hydraulic cylinder 152 can be detachably connected.
  • a first switching valve 158 is arranged in the first main line 154 (see Fig. 1 ).
  • the second main line 156 opens into the second connection 150 or this connection 150 forms the end of the second main line 156, to which a further hydraulic line of the steering booster hydraulic cylinder 152 can be detachably connected.
  • a second switching valve 160 is arranged in the second main line 156 (see Fig. 1 ).
  • the first switching valve 158 and the second switching valve 160 are each designed as a pipe rupture protection valve.
  • the first main line 154 has a first check valve 376 between the connection point on the first line 118 (see Fig. 1 ) and the first switching valve 158.
  • the second main line 156 has a second check valve 378 between the connection point on the second line 120 (see Fig. 2) and the second switching valve 160.
  • the third embodiment of the second hydraulic subassembly 206.2 has essentially the same structural and/or functional features as the second embodiment of the second hydraulic subassembly 106.2, with the following structural and/or functional differences now being pointed out:
  • a first branch return line 380 is branched off between the first switching valve 158 and the first check valve 376.
  • a second branch return line 382 is branched off between the second switching valve 160 and the second check valve 378.
  • the second hydraulic sub-assembly 206.2 further comprises a return switching valve 264.
  • This return switching valve 264 connects the two branch return lines 380, 382 with the return line 162 (see Fig. 1 ), which opens into the hydraulic fluid tank 117.
  • the return flow switching valve 264 is designed as a hydraulically operated 3/3-way switching valve and accordingly has three switching positions. Additionally or alternatively, the return switching valve 264 can also be designed as an electrically and/or electrohydraulically actuated 3/3-way switching valve and accordingly have these three switching positions.
  • the return switching valve 264 blocks both the two branch return lines 380, 382 and the return line 162 from each other, so that no fluid connection is established between these lines.
  • the center position of the return flow switching valve 264 is spring-centered, i.e. the two springs arranged on the outside automatically place the return flow switching valve 264 in the center position through their respective spring force when the pressures in the two branch return lines 380, 382 are equal.
  • Equal pressures in the two branch return lines 380, 382 can be present either when the steering system 300 is depressurized or when the steering system 300 is pressurized, if these pressures are correspondingly equal.
  • the return flow switching valve 264 blocks the second branch return line 382 and thus connects the first branch return line 380 to the return line 162, so that a fluid connection is established between these two lines.
  • This first passage position occurs when the pressure in the second branch return line 382 is higher than in the first branch return line 380.
  • the return flow switching valve 264 always connects the branch return line 380, 382 with the return line 162 in which a lower pressure prevails; according to the first passage position, therefore, the first branch return line 380.
  • the return flow switching valve 264 in the second passage position blocks the first branch return line 380 and thus connects the second branch return line 382 to the return line 162, so that a fluid connection is established between these two lines.
  • This second passage position occurs when the pressure in the first branch return line 380 is higher than in the second branch return line 382.
  • the return flow switching valve 264 always connects the branch return line 380, 382 with the return line 162 in which a lower pressure prevails; according to the second passage position, therefore, the second branch return line 382.
  • a hydraulic filter element together with a bypass check valve and differential pressure sensor arranged parallel thereto can be arranged in the return line 162.
  • two further connecting lines branch off from the return line 162, wherein a first connecting line is connected to the first main line 154 and a second connecting line is correspondingly connected to the second main line 156.
  • a check valve is arranged in each of the first and second connecting lines.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a circuit arrangement of a fourth embodiment of a steering system 400 according to the invention.
  • Fig. 4 only the second hydraulic subassembly 306.2 is shown, wherein the first hydraulic subassembly 106.1, the steering gear 102 and the further hydraulic assembly correspond to those assemblies from Fig. 1 and Fig. 2.
  • the fourth embodiment of the second hydraulic subassembly 306.2 has substantially the same structural and/or functional features as the third embodiment of the second hydraulic subassembly 206.2 as follows:
  • the second hydraulic sub-assembly 306.2 also has a first main line 154 and a second main line 156.
  • the first main line 154 is connected to the first line 118 of the first hydraulic sub-assembly 106.1 and, accordingly, the second main line 156 is consequently connected to the second line 120 of the first hydraulic sub-assembly 106.1 (see Fig. 1).
  • the first main line 154 opens into the first connection 148 or this connection 148 forms the end of the first main line 154, to which a hydraulic line of the steering booster hydraulic cylinder 152 can be detachably connected (see Fig. 1).
  • a first switching valve 158 is also arranged in the first main line 154.
  • the second main line 156 opens into the second connection 150 or this connection 150 forms the end of the second main line 156, to which a further hydraulic line of the steering booster hydraulic cylinder 152 can be detachably connected (see also Fig. 1).
  • a second switching valve 160 is arranged in the second main line 156.
  • the first switching valve 158 and the second switching valve 160 are each designed as a pipe rupture protection valve.
  • the first main line 154 further has a first check valve 476 between the connection point on the first line 118 (see Fig. 1 ) and the first switching valve 158. Accordingly, the second main line 156 according to Fig. 4 has a second check valve 478 between the connection point on the second line 120 (see Fig. 1) and the second switching valve 160.
  • a first branch return line 480 is branched off between the first switching valve 158 and the first check valve 476.
  • a second branch return line 482 is branched off between the second switching valve 160 and the second check valve 478.
  • the fourth embodiment of the second hydraulic subassembly 306.2 has essentially the same structural and/or functional features as the third embodiment of the second hydraulic subassembly 206.2, with the following structural and/or functional differences now being pointed out:
  • the first branch return line 480 and the second branch return line 482 each open into the return line 162 with corresponding connections, so that the two branch return lines 480, 482 are connected to the return line 162 (see e.g. Fig. 1 ), which opens into the hydraulic fluid tank 117.
  • a first valve assembly is arranged in the first branch return line 480, which is formed from a first controllable check valve 484 and a line section with an integrated throttle running parallel thereto.
  • a second valve assembly is arranged in the second branch return line 482, which is formed from a second controllable check valve 486 and a line section with an integrated throttle running parallel thereto.
  • first controllable check valve 484 To control the first controllable check valve 484, it is connected to the second main line 156 via a first control line (dashed line). wherein this first control line is branched between the second switching valve 160 and the second check valve 478.
  • the first controllable check valve 484 can be designed as a releasable check valve and have different control states.
  • the first controllable check valve 484 can be unlocked when pressure is present in the first control line or in the second main line 156 (above a certain first control pressure threshold).
  • the first controllable check valve 484 can be blocked when there is no pressure in the first control line or in the second main line 156 (below a certain control pressure threshold).
  • the second controllable check valve 486 is connected to the first main line 154 via a second control line (dashed representation), wherein the second control line is branched off between the first switching valve 158 and the first check valve 476.
  • the second controllable check valve 486 can also be designed as a releasable check valve and can also have different control states.
  • the second controllable check valve 486 can be unlocked when pressure is present in the second control line or in the first main line 154 (above a certain control pressure threshold).
  • the second controllable check valve 486 can be blocked when there is no pressure in the second control line or in the first main line 154 (below a certain control pressure threshold).
  • a hydraulic filter element can also be arranged in the return line 162, together with a bypass check valve and differential pressure sensor arranged parallel thereto (not shown in Fig. 4).
  • two further connecting lines branch off from the return line 162, with a first connecting line being connected to the first main line 154 and a second connecting line being connected to the second main line 156.
  • a check valve is arranged in each of the first and second connecting lines.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Lenksystem (100) für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, aufweisend: - wenigstens ein Lenkgetriebe (102), insbesondere Spindellenkgetriebe, mit wenigstens einem Lenkgetriebe-Gehäuse (104), und - wenigstens eine hydraulische, insbesondere elektrohydraulische, Baugruppe (106) zur Versorgung des Lenkgetriebes (102) mit Hydraulikfluid und/oder zur Steuerung des Lenkgetriebes (102), wobei die hydraulische Baugruppe (106) direkt oder indirekt an dem Lenkgetriebe-Gehäuse (104) befestigbar ist; wobei ein oder mehrere Bauteile der hydraulischen Baugruppe (106) wenigstens teilweise in einen Gehäuseblock (110) integriert ist oder sind, und wobei die hydraulische Baugruppe (106) wenigstens einen ersten hydraulischen Anschluss (148) und wenigstens einen zweiten hydraulischen Anschluss (150) zur Versorgung und/oder Steuerung wenigstens eines, bezogen auf wenigstens die hydraulische Baugruppe (106), externen hydraulischen Bauteils (152) aufweist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit einem vorstehend beschriebenen Lenksystem.

Description

BESCHREIBUNG
Lenksystem für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Lenksystem für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem elektrohydraulischen Lenksystem.
In herkömmlichen, insbesondere dezentral aufgebauten, Lenksystemen für Nutzfahrzeuge entstehen durch Hydraulikelemente wie Filter, Ventile und/oder Steuerungselemente bzw. Aktoren große Bauraumanforderungen, die sich negativ auf die Leistungsdichte, die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad dieser Lenksysteme auswirken. Zudem haben manche Fahrzeugkonzepte, insbesondere im Nutzfahrzeugbereich, erhöhte Anforderungen an die an das Lenkgestänge übertragenen Lenkkräfte, so dass sich die zuvor beschriebene niedrige Leistungsdichte zusätzlich nachteilig mit Blick auf diese Fahrzeugkonzepte auswirkt.
Im Stand der Technik sind bereits Lenksysteme für Fahrzeuge und im Speziellen für Nutzfahrzeuge bekannt.
So zeigt die DE 102016112332 A1 ein Verfahren zum Überwachen eines Reglerblocks zur Ansteuerung eines Stellantriebs, insbesondere eines Stellantriebs eines Lenksystems.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrohydraulisches Lenksystem der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass dieses System eine höhere Leistungsdichte aufweist, einen geringeren Energiebedarf hat sowie einfacher und mit weniger Bauteilen und/oder Leitungen aufgebaut sein kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrohydraulisches Lenksystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein elektrohydraulisches Lenksystem für ein Fahrzeug bereitgestellt ist, insbesondere Nutzfahrzeug, das folgendes aufweist:
- wenigstens ein Lenkgetriebe, insbesondere Spindellenkgetriebe, mit wenigstens einem Lenkgetriebe-Gehäuse, und
- wenigstens eine hydraulische, insbesondere elektrohydraulische, Baugruppe zur Versorgung des Lenkgetriebes mit Hydraulikfluid und/oder zur Steuerung des Lenkgetriebes, wobei die hydraulische Baugruppe direkt oder indirekt an dem Lenkgetriebe-Gehäuse befestigbar ist; wobei ein oder mehrere Bauteile der hydraulischen Baugruppe wenigstens teilweise in einen Gehäuseblock integriert ist oder sind, und wobei die hydraulische Baugruppe wenigstens einen ersten hydraulischen Anschluss und wenigstens einen zweiten hydraulischen Anschluss zur Versorgung und/oder Steuerung wenigstens eines, bezogen auf wenigstens die hydraulische Baugruppe, externen hydraulischen Bauteils aufweist.
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass ein oder mehrere Bauteile der hydraulische Baugruppe wenigstens teilweise in einen Gehäuseblock integriert sein können. Dies erlaubt eine sehr hohe Leistungsdichte mit internen Leitungsführungen innerhalb des Gehäuseblocks, wodurch Elastizitäten (und damit Trägheiten) und zusätzliche Fehlerquellen im Lenksystem entfallen können. Auch kann vorgehen sein, dass sämtliche Bauteile der hydraulischen Baugruppe in dem Gehäuseblock integriert sein können. Unter einer derartigen Integration kann verstanden werden, dass das eine oder die mehreren Bauteile nicht vollständig baulich in den Gehäuseblock integriert bzw. eingebettet sein müssen (beispielsweise kann bei einem Schaltventil der Ventilstößel und gewisse Anschlüsse integriert sein, während der Steuerungs- bzw. Betätigungsbereich und ggf. externe Anschlüsse außerhalb des Gehäuseblocks angeordnet sein bzw. an diesem angeflanscht sein können.). Ein Gehäuseblock kann dahingehend ausgestaltet sein, dass die für das eine oder für die mehreren Bauteile notwendigen Bohrungen, Leitungen, Wandstrukturen usw. in ein Blockvollmaterial eingebracht sind und so der Gehäuseblock ausgebildet wird. Der Gehäuseblock kann als ein aus einem einstückig hergestellten Blockvollmaterial (z.B. aus einer Aluminiumlegierung) gefertigt sein. Zudem kann die hydraulische Baugruppe wenigstens einen ersten hydraulischen Anschluss und wenigstens einen zweiten hydraulischen Anschluss aufweisen (gemäß eines weiteren Aspekts des Grundgedankens der vorliegenden Erfindung). Hierdurch wird die Vor-Montage und auch die fahrzeugseitige Endmontage des Lenksystems vereinfacht und die Systemarchitekturen bzw. System integration kann zudem freier und individueller umsetzbar sein.
Das externe hydraulische Bauteil kann Bestandteil des elektrohydraulischen Lenksystems sein und als Lenkverstärker-Hydraulikzylinder, insbesondere in Form eines Differentialhydraulikzylinders, ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung erlaubt eine zusätzliche Bereitstellung von Lenkkraft, die besonders vorteilhaft bei schweren Nutzfahrzeug-Anwendungen (z.B. Nutzfahrzeuge mit zwei Front-Achsen oder Zugmaschinen mit besonders hoher Frontlast) eingesetzt werden kann. Zudem weist ein Differentialzylinder eine hohe Leistungsdichte bei geringen Verfahrwegen der Kolbenstange auf, wodurch weiter Bauraum eingespart werden kann.
Ferner ist vorstellbar, dass im montierten Zustand der erste hydraulische Anschluss mit wenigstens einem stangenseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders verbunden ist und der zweite hydraulische Anschluss mit wenigstens einem kolbenendseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders verbunden ist. Durch diese Verbindung ist eine sehr variable gegenseitige örtliche Anordnung des Lenkgetriebes bzw. der hydraulischen Baugruppe und des Lenkverstärker- Hydraulikzylinders möglich. Hierdurch kann das Lenksystem an verschiedenste Varianten eines Nutzfahrzeugs angepasst werden. Als Verbindungselemente zwischen der hydraulischen Baugruppe und dem Lenkverstärker-Hydraulikzylinder können beispielsweise herkömmliche Hydraulik-Leitungen dienen, so dass damit eine einfache und kostengünstige Lösung bereitstellbar ist.
Die hydraulische Baugruppe kann wenigstens eine erste hydraulische Unter-Baugruppe und wenigstens eine zweite hydraulische Unter-Baugruppe aufweisen, die jeweils wenigstens teilweise in einen ersten Unter-Gehäuseblock und in einen zweiten Unter- Gehäuseblock oder gemeinsam in den Gehäuseblock integriert sein können. Die erste und zweite hydraulische Unter-Baugruppe können dahingehend als separate Baugruppen verstanden, dass sie sich wenigstens in einer Funktion und/oder in einem strukturellen Bauteil unterscheiden. Da der ersten und zweiten hydraulischen Unter- Baugruppe unterschiedliche Hauptfunktionen zugrunde liegen, ist deren funktionale Trennung im Sinne einer möglichst eindeutigen Betriebsstrategie des Lenksystems sinnvoll und vorteilhaft. Dennoch kann auch unter dem Gesichtspunkt von optimierten Bauraumanforderungen eine strukturelle und/oder funktionale Zusammenführung der beiden Unter-Gehäuseblöcke zumindest teilweise vorteilhaft sein. Hierzu können zwei Alternativen denkbar sein: Erstens kann der Gehäuseblock den ersten Unter- Gehäuseblock und den zweiten Unter-Gehäuseblock aufweisen. Diese Ausgestaltung erlaubt eine zweiteilige Ausgestaltung des Gehäuseblocks auf Basis des ersten und zweiten Gehäuse-Unterblocks und damit eine variablere Ausgestaltung der ersten und zweiten hydraulischen Unter-Baugruppe. Der erste und zweite Unter-Gehäuseblock können dazu aneinander befestigt werden (z.B. durch Verschrauben oder Verschweißen oder ähnliche geeignete Verfahren). Alternativ können der erste und zweite Unter-Gehäuseblock auch in dem einen Gehäuseblock integriert sein, der beispielsweise einstückig ausgebildet sein kann.
Zudem ist denkbar, dass die erste hydraulische Unter-Baugruppe wenigstens eine Hydraulikpumpe, wenigstens einen Hydraulikfluidtank und wenigstens einem Elektromotor zum Antrieb der Hydraulikpumpe aufweist, durch die das Lenkgetriebe mit Hydraulikfluid versorgbar und/oder steuerbar ist. Durch die zumindest teilweise Integration der Hydraulikpumpe in den ersten Unter-Gehäuseblock kann der Strömungspfad von Pumpe zum Lenkgetriebe zu dessen Versorgung und Ansteuerung verkürzt werden, so dass das Lenkgetriebe schneller, präziser und mit geringeren Leitungs-Verlusten mit Hydraulikfluid (z.B. als Hydrauliköl geeignet für Lenkgetriebe ausgebildet) angesteuert und versorgt werden kann. Im Übrigen lässt sich dadurch die Leistungsdichte erhöhen bei gleichzeitig verringertem Bauraumbedarf.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die erste hydraulische Unter-Baugruppe wenigstens eine erste Leitung aufweist, die mit wenigstens einem ersten Arbeitsraum des Lenkgetriebe-Gehäuses verbunden ist und durch die der erste Arbeitsraum mittels der Hydraulikpumpe mit Hydraulikfluid versorgbar und/oder steuerbar ist. Des Weiteren kann die erste hydraulische Unter-Baugruppe wenigstens eine zweite Leitung aufweisen, welche mit wenigstens einem zweiten Arbeitsraum des Lenkgetriebe- Gehäuses verbunden sein kann und durch welche der zweite Arbeitsraum mittels der Hydraulikpumpe mit Hydraulikfluid versorgbar und/oder steuerbar ist. Durch das Vorsehen der ersten und zweiten Leitung innerhalb des ersten Unter-Gehäuseblocks ist deren jeweilige Leitungslänge sehr kurz, wodurch das Lenkgetriebe schneller, präziser und mit geringeren Leitungs-Verlusten mit Hydrauliköl angesteuert und versorgt werden kann. Zudem kann die erste und zweite Leitung direkt in den Block eingebracht werden (z.B. als Bohrung, Nut oder sonstige Ausnehmung), so dass eine sehr einfache Ausgestaltung dieser Leitungen erzielbar ist und Leitungs-Elastizitäten verringert werden können.
Außerdem ist denkbar, dass die Hydraulikpumpe als bidirektionale Hydraulikpumpe mit einer ersten und zweiten Förderrichtung ausgebildet ist und mit der ersten Leitung und mit der zweiten Leitung verbunden ist, wobei die Hydraulikpumpe eingerichtet ist, die erste Leitung gemäß der ersten Förderrichtung zu bedrucken und die zweite Leitung gemäß der zweiten Förderrichtung zu bedrucken. Da der Lenkgetriebekolben zur Aufbringung der Lenkkraftunterstützung ohnehin beidseitig und insbesondere symmetrisch an seinen jeweiligen Stirnseiten und den zwei dort ausgebildeten Arbeitsräumen in verschiedenen Richtungen bedruckt werden muss, bietet sich die bidirektionale Pumpe besonders vorteilhaft für diese Anwendung an. Die jeweiligen Stirnseiten weisen eine gleiche hydraulische Wirkfläche auf. Durch die Umkehr ihrer Rotationsrichtung ändert sich die Förderrichtung der Hydraulikpumpe funktionsbedingt automatisch, so dass sich die Bedruckung und die Ansteuerung der beiden Arbeitsräume des Lenkgetriebes über die erste und zweite Leitung sehr leicht umsetzen lässt. Somit ergibt sich mit dieser Ausgestaltung eine sehr leistungsfähige Pumpen- Lenkgetriebe-Konfiguration für den entsprechend adaptierten Einsatzweck bei einem Lenkgetriebe. Da die Förderrichtung lediglich von der Rotationsrichtung abhängt ergibt sich zudem eine sehr einfache Ansteuerung durch den Elektromotor.
Die zweite hydraulische Unter-Baugruppe kann weiter wenigstens eine erste Hauptleitung und wenigstens eine zweite Hauptleitung aufweisen, wobei die erste Hauptleitung mit der ersten Leitung der ersten hydraulische Unter-Baugruppe verbunden ist, wobei die zweite Hauptleitung mit der zweiten Leitung der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe verbunden ist. Durch die Verbindung der ersten Hauptleitung mit der ersten Leitung und der zweiten Hauptleitung mit der zweiten Leitung ergibt sich eine streng logische, eindeutige und koordinierte bzw. gleichlaufende Ansteuerung und Bedruckung des Lenkgetriebes und des Lenkverstärker- Hydraulikzylinders, so dass die parallele und gleichlaufende Ansteuerung dieser beiden Bauteile sehr einfach und effizient gelöst werden kann.
In diesem Kontext kann die erste Hauptleitung in den ersten Anschluss münden, wobei in der ersten Hauptleitung wenigstens ein erstes Schaltventil angeordnet sein kann. Folglich kann die zweite Hauptleitung in den zweiten Anschluss münden, wobei in der zweiten Hauptleitung wenigstens ein zweites Schaltventil angeordnet sein kann. Durch diese Ausgestaltung ist eine direkte Verbindung der ersten und zweiten Hauptleitung mit dem stangenseitigen und dem kolbenendseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker- Hydraulikzylinders möglich. Zudem kann durch das Vorsehen des ersten und zweiten hydraulischen Anschlusses sehr einfach eine Schnittstelle geschaffen werden, die eine sehr variable Anbindung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders an die zweite hydraulische Unter-Baugruppe ermöglicht.
Ferner können das erste Schaltventil und das zweite Schaltventil jeweils als Rohrbruchsicherungs-Ventil ausgebildet sein. Diese Ventile sind als eine von mehreren Sicherungsebenen vorgesehen und kommen insbesondere bei einem Leitungsbruch oder einer Leckage einer Leitung zwischen dem ersten und zweiten hydraulischen Anschluss und dem Lenkverstärker-Hydraulikzylinder zum Einsatz. Sie sorgen dafür, dass das Ventil bei Überschreiten eines definierten Grenzdurchflusses (erhöht sich z.B. durch einen Leitungsbruch) durch dieses Ventil hindurch in eine Sperrstellung übergeht und so die erste und/oder zweite Hauptleitung automatisch gesperrt werden. So kommt es im gesamten Lenksystem und im Besonderen in der ersten und zweiten Unter- Baugruppe zu keinem kompletten Druckabfall, so dass bei einer noch intakten ersten hydraulischen Unter-Baugruppe deren Druckversorgung weiter gewährleistet werden kann. Falls auch bei der ersten Unter-Baugruppe keine hydraulische Unterstützung durch die Hydraulikpumpe mehr möglich ist, bleibt als letzte Sicherungsebene immer noch die mechanische Lenkbarkeit durch das Lenkgetriebe und die Lenkwelle erhalten. Ferner ist vorgesehen, dass die zweite hydraulische Unter-Baugruppe wenigstens eine Rücklaufleitung aufweist, welche mit der ersten Hauptleitung und/oder mit der zweiten Hauptleitung verbunden ist und welche in den Hydraulikfluidtank mündet. Da der Lenkverstärker-Hydraulikzylinder als Differentialzylinder ausgebildet ist, weist sein stangenseitiger Arbeitsraum eine andere hydraulische Wirkfläche als sein kolbenendseitiger Arbeitsraum auf, so dass unsymmetrische Abfluss- und Zuflussraten gemäß des Verfahrweges des Kolbens entstehen. Problematisch ist insbesondere die Bedruckung bzw. Ansteuerung des stangenseitigen Arbeitsraumes, so dass diesem ein erster Massenstrom zufließt und entsprechend aus dem kolbenendseitigen Arbeitsraum ein zweiter Massenstrom abfließt, der größer als der erste Massenstrom ist. Die Folge dieser Massenstromdifferenz ohne die Rückführleitung wäre, dass der Hydraulikpumpe (über die zweite Hauptleitung und die zweite Leitung) ein größerer Massenstrom zugeführt wird als sie ausgangsseitig in die erste Leitung verdrängt, was zu gefährlichen Blockaden im Lenksystem führen kann. Aus diesem Grund ist eine separate Rückführleitung vorgesehen, welche die überschüssige Differenz an Massenströmen sicher in den Hydraulikfluid-Tank abführt. Im umgekehrten Fall (Bedruckung bzw. Ansteuerung des kolbenendseitigen Arbeitsraumes über die zweite Hauptleitung) besteht ein derartiges Risiko nicht, weil der Hydraulikpumpe hier ein geringerer Massenstrom zugeführt wird als sie ausgangsseitig verdrängt und sich so lediglich der Hydraulikfluidspiegel im Hydrauliktank absenkt, was jedoch mit einem ausreichenden Tankvolumen lösbar ist.
Außerdem kann in der Rücklaufleitung wenigstens ein Hydraulikfilterelement angeordnet sein. Die Integration des Hydraulikfilterelements in die zweite hydraulische Unter-Baugruppe hat den Vorteil, dass die diese Baugruppe sehr einfach um eine weitere Funktionalität erweitert werden. Denn das Hydraulikfilterelement kann in die ohnehin bestehende Rücklaufleitung recht einfach integriert werden, so dass das Hydraulikfluid (insbesondere als für Lenkgetriebe ausgelegtes und spezifizierte Hydrauliköl) auf recht einfache Art und Weise gefiltert werden kann.
Die Rücklaufleitung kann gemäß eines Ausführungsbeispiels von der zweiten Hauptleitung abgezweigt sein. Insbesondere kann die Rücklaufleitung ausschließlich von der zweiten Hauptleitung abgezweigt sein. Durch diese Schaltungsanordnung kann mindestens ein weiteres Schaltventil und ein Abschnitt der Rücklaufleitung eingespart werden, wodurch sich die System Komplexität und der Bauteilbedarf verringert. Zudem kann die Systemsicherheit dadurch erhöht werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass in der Rücklaufleitung wenigstens ein Rücklauf- Schaltventil angeordnet ist, das wenigstens ein Steuereingang aufweist, der mit der ersten Hauptleitung über wenigstens eine Steuerleitung verbunden ist. Diese Schaltungslogik ist so ausgebildet, dass das Rücklauf-Schaltventil nur dann geöffnet ist, wenn die erste Hauptleitung bedruckt ist und so mittels des Steuereingangs das Rücklauf-Schaltventil in Durchlassstellung geschaltet wird. Somit kann das Hydraulikfluid von der zweiten Hauptleitung definiert in die Rücklaufleitung strömen und die vorstehend beschriebene hydraulische Blockade bleibt aus. Bei umgekehrter Bedruckung (die zweite Hauptleitung wird bedruckt) verbleit das Rücklauf-Schaltventil in seiner Ruhe- bzw. Sperrstellung, da die erste Hauptleitung nicht bedruckt ist, so dass der Steuereingang nicht bedruckt wird und das Rücklauf-Schaltventil angesteuert wird. Diese Sperrstellung ist sehr wichtig, da sonst das bedruckte Hydraulikfluid von der zweiten Hauptleitung direkt wieder der Rücklaufleitung zugeführt werden würde und so eine Ansteuerung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders nicht möglich wäre.
Ferner kann diesbezüglich vorgesehen sein, dass in der zweiten Hauptleitung wenigstens ein Rückschlagventil angeordnet ist. Das Rückschlagventil übernimmt bei bedrucktem stangenseitigem Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders eine wichtige Sicherheitsfunktion. Denn es verhindert, dass das Hydraulikfluid, das aus dem kolbenendseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders in die zweite Hauptleitung mit erhöhtem Massenstrom (siehe Erläuterung oben) strömt, von dort in die zweite Leitung der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe strömt, sondern definiert in die Rücklaufleitung strömen kann und von dort dem Hydraulikfluidtank zugeführt werden kann.
Das elektrohydraulische Lenksystem kann ferner wenigstens einen Druck- und/oder Volumen-Kompensationsbehälter aufweisen, der mit dem Hydraulikfluidtank verbunden ist. Das Hydraulikfluid ist bei dem in dem vorliegenden Lenksystem eingesetzten Volumen gewissen Temperaturschwankungen unterworfen, die zu einer Änderung von dessen Gesamtvolumen führen. Ein wichtiger Grund für die Temperaturschwankungen sind die asymmetrischen Zu- und Abflussraten des Differentialzylinders. Aufgrund der nahezu inkompressiblen Eigenschaften des Hydraulikfluids in dem für Lenkgetriebe üblichen Druckbereich ist daher die temperaturbedingte Volumenzunahme bzw. - abnahme zu kompensieren. Druck- und/oder Volumen-Kompensationsbehälter sind bekannte Systeme mit einer derartigen Funktion und daher besonders vorteilhaft in diesem Kontext einsetzbar.
Gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels kann in der ersten Hauptleitung wenigstens ein drittes Schaltventil, insbesondere in Form eines 3/2-Wege-Schaltventils, angeordnet sein. Folglich kann in der zweiten Hauptleitung weiter wenigstens ein viertes Schaltventil, insbesondere in Form eines 3/2-Wege-Schaltventils, angeordnet sein. Durch das dritte und vierte Schaltventil können vorteilhaft weitere Funktionalitäten in der zweiten hydraulischen Unter-Baugruppe realisiert werden. Zudem kann auf ein Rückschlagventil in der zweiten Hauptleitung verzichtet werden, was den Systemaufbau der zweiten Hauptleitung vereinfacht.
Weiterhin ist vorstellbar, dass das dritte Schaltventil einen Rücklaufanschluss aufweist, der mit der Rücklaufleitung verbunden ist und wobei das vierte Schaltventil einen Rücklaufanschluss aufweist, der auch mit der Rücklaufleitung verbunden ist. Zu den zuvor genannten weiteren Funktionalitäten zählt diese, dass bei dieser Ausgestaltung kein Hydraulikfluid der Pumpe direkt zurückgeführt wird, sondern unabhängig von der Betätigungsrichtung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders das ein- und ausströmende Hydraulikfluid entweder durch das dritte Schaltventil oder durch das vierte Schaltventil und über die Rückführleitung direkt dem Tank zugeführt wird. Demnach unterliegen die erste und zweite Leitung der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe und die erste und zweite Hauptleitung der zweiten hydraulischen Unter-Baugruppe geringeren Druckschwankungen, was sich positiv auf die Lebensdauer dieser Baugruppen und die Ansteuerbarkeit auswirkt.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit wenigstens einem elektrohydraulischen Lenksystem wie vorstehend beschrieben vorgesehen.
Sämtliche in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Lenksystem erzielbaren Vorteile und technischen Wirkungen können einzeln oder in Kombination auch für das erfindungsgemäße Fahrzeug gelten. Das Fahrzeug kann insbesondere ein Nutzfahrzeug sein.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems 100.
Das elektrohydraulische Lenksystem 100 für ein Nutzfahrzeug weist ein Lenkgetriebe 102 in Form eines Spindellenkgetriebes 102 auf, das wiederum ein Lenkgetriebe- Gehäuse 104 aufweist.
Das Spindellenkgetriebe 102 kann insbesondere als Kugelumlaufspindellenkgetriebe ausgestaltet sein, wobei auch andere Getriebearten denkbar sind.
Das elektrohydraulische Lenksystem 100 weist weiter eine hydraulische Baugruppe 106 auf, welche an dem Lenkgetriebe-Gehäuse 104 direkt oder indirekt befestigt ist. Diese hydraulische Baugruppe 106 ist in Form einer elektrohydraulischen Baugruppe 106 ausgebildet.
Die hydraulische Baugruppe 106 weist gemäß Fig. 1 als untergeordnete Baugruppen eine erste hydraulische Unter-Baugruppe 106.1 und eine zweite hydraulische Unter- Baugruppe 106.2 auf.
Das elektrohydraulische Lenksystem 100 weist zudem eine weitere hydraulische Baugruppe auf, welche auch an dem Lenkgetriebe-Gehäuse 104 befestigt ist.
Diese weitere hydraulische Baugruppe ist auch als elektrohydraulische Baugruppe ausgebildet.
Die direkte Befestigung der hydraulischen Baugruppe 106 und der weiteren hydraulischen Baugruppe an dem Lenkgetriebe-Gehäuse 104 ist über entsprechende Flansch-Verbindung realisierbar, die jedoch in der schematischen Darstellung von Fig.
1 nicht gezeigt sind.
Jedoch kann die Befestigung der hydraulischen Baugruppe 106 und der weiteren hydraulischen Baugruppe an dem Lenkgetriebe-Gehäuse 104 alternativ auch indirekt über andere Bauteile des Lenksystems realisierbar sein, die jedoch in der schematischen Darstellung von Fig. 1 nicht gezeigt sind.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind mehrere Bauteile der hydraulischen Baugruppe 106 wenigstens teilweise in einen Gehäuseblock 110 integriert.
Entsprechend können mehrere Bauteile der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe
106.1 wenigstens teilweise in einen ersten Unter-Gehäuseblock 110.1 integriert sein.
Somit können auch mehrere Bauteile der zweiten hydraulischen Unter-Baugruppe
106.2 wenigstens teilweise in einen zweiten Unter-Gehäuseblock 110.2 integriert sein. Der erste Unter-Gehäuseblock 110.1 und der zweite Unter-Gehäuseblock 110.2 sind gemäß Fig. 1 als strukturell getrennte Blocks ausgebildet und durch entsprechende Verbindungen aneinander verblockt.
Alternativ können die erste und zweite hydraulische Unter-Baugruppe 106.1 , 106.2 auch gemeinsam in dem Gehäuseblock 110 integriert sein, der sodann als gemeinsamer Ventilblock 110 ausgebildet ist.
Die mehreren Bauteile der weiteren hydraulischen Baugruppe sind ferner wenigstens teilweise in einen weiteren Gehäuseblock integriert.
Der Gehäuseblock 110 und der weitere Gehäuseblock sind als strukturell getrennte Blocks ausgebildet und an verschiedenen Stellen am Lenkgetriebe-Gehäuse 104 befestigt.
Beispielsweise können der Gehäuseblock 110 und der weitere Gehäuseblock an gegenüberliegenden Stellen am Lenkgetriebe-Gehäuse 104 befestigt sein (also in einer 180°-Ausrichtung zueinander).
Ebenso ist denkbar, dass der Gehäuseblock 110 und der weitere Gehäuseblock am Lenkgetriebe-Gehäuse 104 auch in einer 90° oder 270°-Ausrichtung zueinander befestigt sein können.
Gemäß einer alternativen Gestaltung des Gehäuseblocks des Lenksystems 100 können auch mehrere Bauteile der hydraulischen Baugruppe 106 und der weiteren hydraulischen Baugruppe wenigstens teilweise in einen gemeinsamen Gehäuseblock integriert sein (nicht in Fig. 1 gezeigt).
Der gemeinsame Gehäuseblock kann sodann den Gehäuseblock 110 (aufgebaut aus dem ersten und zweiten Unter-Gehäuseblock 110.1 , 110.2) und den weiteren Gehäuseblock aufweisen bzw. aus diesen beiden Blöcken 110 aufgebaut sein oder alternativ auch als ein einstückiger Gehäuseblock (aus Blockvollmatenal) ausgestaltet sein. Im Übrigen weist das Lenksystem 100 eine elektronische Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 114 zur Steuerung und/oder Regelung der ersten und zweiten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 , 106.2 und der weiteren Baugruppe auf (die dazu notwendigen elektrischen Leitungen sind in Fig. 1 nicht gezeigt).
Als Bauteile weist die erste hydraulische Unter-Baugruppe 106.1 unter anderem einen Hydraulikfluidtank 117, eine Hydraulikpumpe 116 und einen Elektromotor M zum Antrieb der Hydraulikpumpe 116 auf, durch die das Lenkgetriebe 102 mit Hydraulikfluid versorgbar und steuerbar ist.
Das Hydraulikfluid ist als für Lenkgetriebe geeignetes bzw. spezifiziertes Hydrauliköl ausgebildet.
Die Hydraulikpumpe 116 ist als doppelwirkende bzw. als bidirektionale Hydraulikpumpe mit einer ersten und zweiten Förderrichtung ausgebildet.
Die erste hydraulische Unter-Baugruppe 106.1 umfasst ferner eine erste Leitung 118, die mit einem ersten Arbeitsraum 122 des Lenkgetriebe-Gehäuses 104 verbunden ist.
Zudem umfasst die erste hydraulische Unter-Baugruppe 106.1 ferner eine zweite Leitung 120, die mit einem zweiten Arbeitsraum 124 des Lenkgetriebe-Gehäuses 104 verbunden ist.
Gemäß Fig. 1 ist zu sehen, dass die Hydraulikpumpe 116 mit der ersten Leitung 118 und mit der zweiten Leitung 120 verbunden ist.
Alternativ zu der obig beschriebenen Gestaltung kann es auch denkbar sein, dass nur eine einfach wirkende Hydraulikpumpe vorgesehen ist und über ein entsprechendes Schaltventil (nicht in Fig. 1 gezeigt) mit der ersten und zweiten Leitung 118, 120 verbunden ist, das je nach Schaltlogik diese Hydraulikpumpe mit der ersten oder der zweiten Leitung 118, 120 verbindet. Alternativ kann es auch denkbar sein, dass zwei Hydraulikpumpen vorgesehen sein können, wobei je eine Pumpe der ersten bzw. der zweiten Leitung 118, 120 zugeordnet bzw. mit ihr verbunden ist.
Die erste Leitung 118 erstreckt sich gemäß Fig. 1 von einem ersten Druckausgang der Hydraulikpumpe 116 bis zu einem Anschluss des Lenkgetriebe-Gehäuses 104, der in den ersten Arbeitsraum 122 mündet.
Die zweite Leitung 120 erstreckt sich von einem zweiten Druckausgang der Hydraulikpumpe 116 bis zu einem Anschluss des Lenkgetriebe-Gehäuses 104, der in den zweiten Arbeitsraum 124 mündet.
In der ersten und zweiten Leitung 118, 120 können jeweils ein Hydraulikfilterelement angeordnet sein.
Zudem ist gemäß Fig. 1 in der ersten Leitung 118 ein Drucksensor angeordnet.
Weiter ist in der zweiten Leitung 120 ein Drucksensor und ein Temperatursensor angeordnet.
Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass in der ersten Leitung 118 auch ein Temperatursensor angeordnet ist.
Wie vorstehend erläutert, umfasst erste hydraulische Unter-Baugruppe 106.1 den Hydraulikfluidtank 117, der vollständig oder teilweise in den Gehäuseblock 110 integriert oder an diesem angeflanscht sein kann.
Es ist auch denkbar, dass der Hydraulikfluidtank 117 lediglich vollständig oder teilweise in den ersten Unter-Gehäuseblock 110.1 integriert oder an diesem angeflanscht sein kann.
Der Hydrauliktank ist anhand von Fig. 1 lediglich schematisch dargestellt, so dass es auch denkbar sein kann, dass die Hydraulikpumpe 116 in dem Tank integriert ist. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass der Elektromotor, der Hydrauliktank und Hydraulikpumpe 116 aneinander angeflanscht und über entsprechende Leitungen (nicht in Fig. 1 gezeigt) verbunden sind.
Dem Hydrauliktank sind weiter ein Drucksensor und ein Temperatursensor zur Überwachung von Druck und Temperatur des Hydrauliköls im Tank zugeorndet.
Die weitere hydraulische Baugruppe ist als Backup-Baugruppe ausgebildet und ist in einem Fehlerzustand des Lenksystems 100 mit dem Lenkgetriebe 102 verbunden.
Alternativ oder zusätzlich kann die weitere hydraulische Baugruppe in einem Inaktivitätszustand des Lenksystems 100 mit dem Lenkgetriebe 102 verbunden sein.
Verbunden kann hier verstanden werden, dass zwischen den Arbeitsräumen 122, 124 des Lenkgetriebes 102 ein durchgängiger Strömungspfad über die weitere hydraulische Baugruppe vorgesehen ist.
Die weitere hydraulische Baugruppe weist als Bauteile unter anderem ein Hydraulikfilterelement und ein Backup-Schaltventil auf.
Das Hydraulikfilterelement und das Backup-Schaltventil bilden eine Reihenschaltung aus.
Das Hydraulikfilterelement ist stromaufwärts bezüglich des Backup-Schaltventils angeordnet.
Parallel zu dem Hydraulikfilterelement können ein Drucksensor zur Überwachung des Filterzustands und ein Bypass-Rückschlagventil bzw. Filterrückschlagventil angeordnet sein. Der Drucksensor kann als Differenzdrucksensor ausgebildet sein oder alternativ als zwei einzelne Drucksensoren bzw. Druckschalter mit einstellbarer Auslöseschwelle (nicht in Fig. 1 gezeigt).
Der vorstehend beschriebene Drucksensor, die weiteren vorstehend beschriebenen Sensoren der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 sowie der Elektromotor M sind mit der elektronischen Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung 114 über entsprechende Leitungen verbunden (nicht in Fig. 1 gezeigt).
Die weitere hydraulische Baugruppe weist eine weitere erste Leitung und eine weitere zweite Leitung auf.
Die weitere erste Leitung ist mit dem ersten Arbeitsraum 122 des Lenkgetriebe- Gehäuses 104 verbunden.
Entsprechend ist die weitere zweite Leitung mit dem zweiten Arbeitsraum 124 des Lenkgetriebe-Gehäuses 104 verbunden.
Die Schaltstellung des Backup-Schaltventils ist in einem Inaktivitätszustand oder Fehlerzustand einer Durchlassstellung zugeordnet.
Demzufolge sind der erste Arbeitsraum 122 und der zweite Arbeitsraum 124 über die weitere erste und weitere zweite Leitung sowie über das Hydraulikfilterelement und das Backup-Schaltventil verbunden.
Die weitere hydraulische Baugruppe weist eine Brückenschaltung auf, die vier Außenzweige und einen Brückenzweig aufweist, wobei die vier Außenzweige über vier Außenknoten miteinander verbunden sind.
Der Brückenzweig wiederum ist durch die Reihenschaltung aus dem Hydraulikfilterelement und dem Backup-Schaltventil ausgebildet. Demzufolge sind der erste Arbeitsraum 122 und der zweite Arbeitsraum 124 über die weitere erste und weitere zweite Leitung sowie über die Brückenschaltung 234 miteinander verbunden.
Hierzu ist die Brückenschaltung mittels zweiter Außenknoten mit der weiteren ersten Leitung und der weiteren zweiten Leitung verbunden ist.
Der Brückenzweig wiederum ist mit zwei weiteren Außenknoten der Brückenschaltung verbunden, die nicht mit der weiteren ersten und zweiten Leitung verbunden sind.
In der weiteren ersten und weiteren zweiten Leitung 118, 120 können jeweils ein Hydraulikfilterelement angeordnet sein.
Das Backup-Schaltventil ist als 2/2-Wege-Magnetventil ausgebildet ist und weist einen Schaltstößel und eine Magnetspule zur Betätigung des Schaltstößels auf, wobei eine Veränderung der Schaltstellung des Schaltstößels eine induzierte Spannung in der Magnetspule auslöst.
Neben der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 und der weiteren hydraulischen Baugruppe weist das Lenksystem 100 die zweite Unter-Baugruppe 106.2 auf, deren Struktur nachfolgend genauer erläutert wird.
Die hydraulische Baugruppe 106 im Allgemeinen bzw. die zweite hydraulische Unter- Baugruppe 106.2 im Speziellen weist einen ersten hydraulischen Anschluss 148 und einen zweiten hydraulischen Anschluss 150 zur Versorgung und/oder Steuerung eines, bezogen auf die hydraulische Baugruppe 106, externen hydraulischen Bauteils 152 auf.
Das externe hydraulische Bauteil 152 ist Bestandteil des elektrohydraulischen Lenksystems 100 und ist als Lenkverstärker-Hydraulikzylinder 152 ausgebildet.
Der Lenkverstärker-Hydraulikzylinder 152 ist gemäß Fig. 1 in Form eines Differentialhydraulikzylinders ausgebildet. Im montierten Zustand ist der erste hydraulische Anschluss 148 mit einem stangenseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 verbunden.
Folglich ist der zweite hydraulische Anschluss 150 mit einem kolbenendseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 verbunden.
Die zweite hydraulische Unter-Baugruppe 106.2 weist weiter eine erste Hauptleitung 154 und eine zweite Hauptleitung 156 auf.
Die erste Hauptleitung 154 ist gemäß Fig. 1 mit der ersten Leitung 118 der ersten hydraulische Unter-Baugruppe 106.1 verbunden.
Die zweite Hauptleitung 156 ist folglich mit der zweiten Leitung 120 der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 verbunden.
Die erste Hauptleitung 154 mündet in den ersten Anschluss 148 bzw. dieser Anschluss 148 bildet das Ende der ersten Hauptleitung 154, an dem eine Hydraulik-Leitung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 lösbar angeschlossen werden kann.
In der ersten Hauptleitung 154 ist ein erstes Schaltventil 158 angeordnet.
Die zweite Hauptleitung 156 mündet in den zweiten Anschluss 150 bzw. dieser Anschluss 150 bildet das Ende der zweiten Hauptleitung 156, an die eine weitere Hydraulik-Leitung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 lösbar angeschlossen werden kann.
In der zweiten Hauptleitung 156 ist ein zweites Schaltventil 160 angeordnet.
Das erste Schaltventil 158 und das zweite Schaltventil 160 sind jeweils als Rohrbruchsicherungs-Ventil ausgebildet.
Im Übrigen weist die zweite hydraulische Unter-Baugruppe 106.2 eine Rücklaufleitung
162 auf, welche im Allgemeinen mit der ersten Hauptleitung 154 und/oder mit der zweiten Hauptleitung 156 verbunden sein kann und welche in den Hydraulikfluidtank 117 mündet.
In der Rücklaufleitung 162 kann ein Hydraulikfilterelement samt jeweils parallel dazu angeordnetem Bypass-Rückschlagventil und Differentialdruck-Sensor angeordnet (nicht in Fig. 1 gezeigt) sein.
Gemäß dieses ersten Ausführungsbeispiels ist die Rücklaufleitung 162 im Speziellen ausschließlich mit der zweiten Hauptleitung 156 verbunden.
Mit anderen Worten ist die Rücklaufleitung 162 ausschließlich von der zweiten Hauptleitung 156 abgezweigt.
In der Rücklaufleitung 162 ist ein Rücklauf-Schaltventil 164 angeordnet, das einen Steuereingang aufweist, der mit der ersten Hauptleitung 154 über eine Steuerleitung 166 verbunden ist.
In der zweiten Hauptleitung 156 ist ferner ein Rückschlagventil 168 angeordnet.
Das elektrohydraulische Lenksystem 100 weist weiter wenigstens einen Druck- und/oder Volumen-Kompensationsbehälter 170 auf, der mit dem Hydraulikfluidtank 117 verbunden ist.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Nutzfahrzeug vorgesehen (nicht in Fig. 1 gezeigt), das ein elektrohydraulisches Lenksystem 100 wie vorstehend beschrieben aufweist.
Die Funktion des erfindungsgemäßen Lenksystems 100 lässt sich nun wie folgt beschreiben:
Durch die Hydraulikpumpe 116 ist das Lenkgetriebe 102 grundsätzlich mit Hydraulikfluid versorgbar. Zudem ist das Lenkgetriebe 102 aufgrund deren bidirektionaler Ausgestaltung durch die Hydraulikpumpe 116 steuerbar.
Genauer gesagt ist der erste Arbeitsraum 122 durch die erste Leitung 118 mit Hydraulikfluid versorgbar und dadurch steuerbar, da die erste Leitung 118 diesen Arbeitsraum 122 mit der Hydraulikpumpe 116 verbindet.
Entsprechend ist der zweite Arbeitsraum 124 durch die zweite Leitung 120 mit Hydraulikfluid versorgbar und dadurch steuerbar, da die zweite Leitung 120 diesen Arbeitsraum 124 mit der Hydraulikpumpe 116 verbindet.
Die Steuerung erfolgt dadurch, dass entweder der erste Arbeitsraum 122 oder der zweite Arbeitsraum 124 des Lenkgetriebes - jedoch nicht beide gleichzeitig - von der Hydraulikpumpe 116 bedruckt werden.
Die Hydraulikpumpe 116 ist demnach eingerichtet, die erste Leitung 118 gemäß der ersten Förderrichtung zu bedrucken und die zweite Leitung 120 gemäß der zweiten Förderrichtung zu bedrucken.
Sobald die Hydraulikpumpe 116 von dem Elektromotor M (z.B. im Uhrzeigersinn) angetrieben wird, bedruckt sie gemäß ihrer ersten Förderrichtung die erste Leitung 118, die sich bis zum ersten Arbeitsraum 122 erstreckt.
Folglich sind die Hydraulikpumpe 116 und das Lenkgetriebe 102 über die erste Leitung 118 miteinander verbunden und der mit der ersten Leitung 118 verbundene und in den ersten Arbeitsraum 122 mündende Anschluss des Lenkgetriebes 102 wird bedruckt.
Daraufhin erhöht sich in dem ersten Arbeitsraum 122 der Druck und der Kolben wird zu einer linearen Verschiebebewegung gezwungen, da in dem gegenüberliegenden, zweiten Arbeitsraum 124 ein geringerer Druck herrscht, so dass eine Lenkunterstützung über die Lenkausgangswelle erzielt wird. Der Druck in dem gegenüberliegenden zweiten Arbeitsraum 124 ist deshalb geringer, weil dieser Arbeitsraum 124 über die zweite Leitung 120 und eine entsprechende Rücklaufleitung (nicht in Fig. 1 dargestellt) mit dem Tank verbunden ist.
Somit kann das Hydrauliköl von dem zweiten Arbeitsraum 124 in den Tank zurückströmen.
Wichtig in diesem Zusammenhang ist zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe 116 immer nur in eine Drehrichtung angetrieben wird und somit auch immer nur die erste oder die zweite Leitung 118, 120 bedruckt werden kann.
Wird die Drehrichtung der Hydraulikpumpe 116 umgedreht, erfolgt der zuvor beschriebene Zusammenhang bzw. Fall genau in umgekehrter Reihenfolge, wie nachstehend beschrieben:
Sobald die Hydraulikpumpe 116 von dem Elektromotor M (z.B. entgegen des Uhrzeigersinns) angetrieben wird, bedruckt sie gemäß einer zweiten Förderrichtung die zweite Leitung 120, die sich bis zum zweiten Arbeitsraum 124 erstreckt.
Folglich sind die Hydraulikpumpe 116 und das Lenkgetriebe 102 über die zweite Leitung 120 miteinander verbunden und der mit der zweiten Leitung 120 verbundene und in den zweiten Arbeitsraum 124 mündende Anschluss des Lenkgetriebes 102 wird bedruckt.
Daraufhin erhöht sich in dem zweiten Arbeitsraum 124 der Druck und der Kolben wird zu einer linearen Verschiebebewegung gezwungen, da in dem gegenüberliegenden, ersten Arbeitsraum 122 nun ein geringerer Druck herrscht, so dass eine Lenkunterstützung über die Lenkausgangswelle erzielt wird.
Der Druck in dem gegenüberliegenden ersten Arbeitsraum 122 ist deshalb geringer, weil dieser Arbeitsraum 122 über die erste Leitung 118 und eine entsprechende Rücklaufleitung (nicht in Fig. 1 dargestellt) mit dem Tank verbunden ist. Demzufolge kann das Hydrauliköl von dem ersten Arbeitsraum 122 in den Tank zurückströmen.
Wichtig in diesem Zusammenhang ist zu verstehen, dass die Hydraulikpumpe 116 immer nur in eine Drehrichtung angetrieben wird und somit auch immer nur die erste oder die zweite Leitung 118, 120 bedruckt werden kann.
Die vorstehende Funktion des Lenksystems 100 wurde gemäß eines Normalbetriebszustandes beschrieben, wobei die nachfolgende Funktionsbeschreibung einen Inaktivitätszustand oder Fehlerzustand des Systems erläutert:
In diesem Zustand ist das Backup-Schaltventil in der Durchlass-Schaltstellung angeordnet.
Diese Stellung ermöglicht einen unterbrechungsfreien Strömungspfad von dem ersten Arbeitsraum 122 zu dem zweiten Arbeitsraum 124 über die weitere erste und weitere zweite Leitung sowie über die Brückenschaltung.
Die Strömungsrichtung des Hydrauliköls hängt vom Druckgradient zwischen erstem und zweitem Arbeitsraum 122, 124 ab.
Der Druckgradient kann entweder nur durch eine manuelle Lenkbewegung der Lenkeingangswelle entstehen, die in Fig. 1 links des zweiten Arbeitsraums 124 dargestellt ist, wobei die Lenkeingangswelle auch an einer anderen Position angeordnet sein kann.
Denn die Drehung der Lenkwelle sorgt über die interne Spindel für die lineare Verschiebebewegung des Lenkgetriebe-Kolbens (in diesem Fall erfolgt keine Bedruckung durch die Hydraulikpumpe 116), wobei dieser Fall dem Fehlerzustand zugeordnet ist.
Alternativ kann der Druckgradient wie oben beschrieben durch die selektive Bedruckung des ersten oder zweiten Arbeitsraums 122, 124 durch die Hydraulikpumpe 116 ausgebildet werden, wobei dieser Fall einem Inaktivitätszustand des Lenksystems zugeordnet ist.
In diesem Fall arbeitet das Lenksystem normal, so dass das Backup-Schaltventil von der Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung angesteuert wurde und so in die Durchlassstellung geschaltet ist.
Der Inaktivitätszustand ist derjenige Zustand, wenn das Lenksystem inaktiv ist, d.h. wenn entweder das Nutzfahrzeug aktuell nicht in Bewegung ist oder das Nutzfahrzeug in Bewegung ist und zeitlich zukünftig keine Lenkunterstützung erforderlich ist.
Mit anderen Worten ist eine zukünftige Lenkunterstützung (und damit keine Bedruckung des Lenkgetriebes 102) des Lenksystems mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit nicht zu erwarten.
In diesem Zustand kann die weitere Funktionsbelegung der weiteren Baugruppe in Form der Filterung des Hydrauliköls vorteilhaft ausgenutzt werden.
Denn die Hydraulikpumpe 116 muss quasi dauerhaft in Betrieb sein, so dass der Fahrer ein gewisses Lenkwiderstandsgefühl spürt und weil die Lenkkraftunterstützung nur bei bereits betriebener Hydraulikpumpe schnell genug erzeugbar ist.
Demnach kann der Pumpbetrieb im Inaktivitätszustand so ausgenutzt werden, dass die Hydraulikpumpe 116 einen der beiden Arbeitsräume 122, 124 so bedruckt, dass die Bedruckung unter einem Druckschwellwert liegen muss, der also keine tatsächliche Lenkunterstützung einleitet (was durch die Systemträgheiten und Reibung möglich ist).
Da das Filterelement in der Backup-Baugruppe angeordnet ist, kann so sehr energieeffizient das Hydraul liköl gefiltert werden.
Falls im ersten Arbeitsraum 122 ein größerer Druck als im zweiten Arbeitsraum 124 herrscht, ergibt sich davon ausgehend in der weiteren Baugruppe folgender Strömungspfad bzw. eine Hydrauliköl-Strömung durch die folgenden Bauteile: - erste weitere Leitung (ggf. Hydraulikfilter in dieser Leitung);
- Außenknoten, der die Brückenschaltung und weitere erste Leitung verbindet;
- in Strömungsrichtung durchlässiger Außenzweig (durch Rückschlagventil- Anordnung eindeutig festgelegt);
- Brückenzweig mit Hydraulikfilterelement und Backup-Schaltventil,
- weiterer in Strömungsrichtung durchlässiger Außenzweig, der den Brückenzweig mit dem der weiteren zweiten Leitung verbundenen Außenknoten verbindet;
- weitere zweite Leitung; und
- zweiter Arbeitsraum 124.
Falls im zweiten Arbeitsraum 124 ein größerer Druck als im ersten Arbeitsraum 122 herrscht, ergibt sich davon ausgehend in der weiteren Baugruppe folgender Strömungspfad bzw. eine Hydrauliköl-Strömung durch die folgenden Bauteile:
- weitere zweite Leitung (ggf. Hydraulikfilter in dieser Leitung);
- Außenknoten, der die Brückenschaltung und weitere zweite Leitung verbindet;
- in Strömungsrichtung durchlässiger Außenzweig (durch Rückschlagventil- Anordnung eindeutig festgelegt);
- Brückenzweig mit Hydraulikfilterelement und Backup-Schaltventil;
- weiterer in Strömungsrichtung durchlässiger Außenzweig, der den Brückenzweig mit dem der weiteren ersten Leitung verbundenen Außenknoten verbindet;
- weitere erste Leitung; und
- erster Arbeitsraum 122.
Diese beiden zuvor beschriebenen Strömungspfade ermöglichen die Reinigung des Hydrauliköls über das Hydraulikfilterelement, welches das Hauptfilterelement ist.
Insofern kann das Hydrauliköl in dem Inaktivitätszustand des Lenksystems 100 sehr effizient gereinigt werden, da die hierzu benötigten Drücke viel kleiner sind als für eine Lenkunterstützung benötigt und hierzu keine weiteren Pumpen oder Ventile nötig sind. Diese Drücke zur Filterung dürfen nicht dazu führen, dass der Lenkgetriebe-Kolben derart betätigt wird, dass dies eine tatsächliche Lenkbewegung auslösen würde, so dass die Drücke unter einer Druck-Schwelle bleiben müssen.
Jedoch ist aufgrund von Reibung und Trägheiten im Lenksystem eine Reinigung unterhalb dieser zuvor beschriebenen Schwelle durchaus möglich, so dass bei zukünftig zu erwartender Inaktivität des Lenksystems 100 eine Reinigung über das Hydraulikfilterelement sehr effizient möglich ist.
Vorstehend wurde die Funktion der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 gemeinsam mit der weiteren hydraulischen Baugruppe beschrieben.
Nun wird die Funktion der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 gemeinsam mit der zweiten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.2 beschrieben.
Gemäß der ersten Förderrichtung bedruckt die Hydraulikpumpe 116 die erste Leitung 118, die sich bis zum ersten Arbeitsraum 122 erstreckt und dort den Lenkgetriebekolben betätigt, woraufhin eine Lenkunterstützung an ein Lenkgestänge (nicht in Fig. 1 gezeigt) übertragen wird.
Gleichzeitig wird, aufgrund der Verbindung der ersten Hauptleitung 154 mit der ersten Leitung 118, die erste Hauptleitung 154 ebenfalls bedruckt.
Im Normalbetriebszustand ist das erste Schaltventil 158 in der in Fig.1 gezeigten Stellung geschaltet, so dass über den ersten Anschluss 148 der stangenseitige Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 bedruckt wird.
Infolgedessen kommt es zu einer Verschiebungsbewegung des Hydraulikzylinder- Kolbens in Richtung des kolbenendseitigen Arbeitsraums, so dass aus diesem Arbeitsraum Hydraulikfluid verdrängt wird.
Die Stange des Hydraulikzylinder-Kolbens ist ebenfalls mit dem Lenkgestänge verbunden, so dass eine zusätzliche bzw. verstärkte Lenkkraft erzeugt wird. Mit anderen Worten wird durch das Vorsehen des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 eine zusätzliche hydraulische Wirkfläche bereitgestellt, die in Kombination mit dem vorhandenen Hydraulikdruck zusätzliche Arbeit verrichten kann, die als verstärkte Lenkkraft an das Lenkgestänge übertragen wird.
Das Hydraulikfluid wird sodann über den zweiten Anschluss 150 in die zweite Hauptleitung 156 verdrängt und strömt weiter über das zweite Schaltventil 160 und über das Rücklauf-Schaltventil 164 in die Rücklaufleitung 162.
Das in der zweiten Hauptleitung 156 angeordnete Rückschlagventil 168 verhindert die Rückströmung des Hydraulikfluids in die zweite Leitung 120 (der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1).
Das Rücklauf-Schaltventil 164 ist gemäß dieser Schaltlogik aufgrund der bedruckten ersten Hauptleitung 154 in Durchlassstellung geschaltet (nicht in Fig. 1 gezeigt), weil die bedruckte erste Hauptleitung 154 die Steuerleitung 166 bedruckt, wodurch das Rücklauf-Schaltventil 164 in seine Durchlassstellung geschaltet wird.
Von der Rücklaufleitung 162 strömt das Hydraulikfluid sodann zurück in den Hydraulikfluidtank 117.
Da der Lenkverstärker-Hydraulikzylinder 152 als Differentialzylinder ausgebildet ist, weist sein stangenseitiger Arbeitsraum eine andere hydraulische Wirkfläche als sein kolbenendseitiger Arbeitsraum auf, so dass unsymmetrische Abfluss- und Zuflussraten bzw. -massenströme je nach Steuerungslogik entstehen.
Bei der vorstehend beschriebenen Bedruckung bzw. Ansteuerung des stangenseitigen Arbeitsraumes fließt diesem ein erster Massenstrom zu und entsprechend fließt aus dem kolbenendseitigen Arbeitsraum ein zweiter Massenstrom ab, der jedoch größer als der erste Massenstrom ist (aufgrund der größeren hydraulischen Wirkfläche). Die Folge dieser Massenstromdifferenz ohne die Rücklaufleitung 162 wäre, dass der Hydraulikpumpe 116 (über die zweite Leitung 120) ein größerer Massenstrom zugeführt wird als sie ausgangsseitig in die erste Leitung 118 verdrängt, was zu einem Risiko von Blockaden im Lenksystem 100 führen kann.
Aus diesem Grund ist die separate Rücklaufleitung 162 vorgesehen, welche die überschüssige Differenz an Massenströmen sicher in den Hydraulikfluidtank 117 abführt.
Diese Differenz an Massenströmen erhöht die Temperatur des Hydraulikfluids, wodurch Druck- und Volumenänderungen im Hydraulikfluid entstehen, die durch den mit dem Hydraulikfluidtank 117 verbundenen Druck- und Volumenkompensationsbehälter 170 sicher ausgeglichen werden.
Im umgekehrten Fall (Bedruckung bzw. Ansteuerung des kolbenendseitigen Arbeitsraumes über die zweite Hauptleitung 156) besteht ein derartiges Risiko von Blockaden nicht so sehr, weil der Hydraulikpumpe 116 über die erste Leitung 118 ein geringerer Massenstrom zugeführt wird als sie ausgangsseitig in die zweite Leitung 120 verdrängt.
So senkt sich zwar der Hydraulikfluidspiegel im Hydrauliktank 117 ab, was jedoch mit einem ausreichenden Tankvolumen lösbar ist.
In der Rücklaufleitung 162 kann zudem ein Hydraulikfilterelement (nicht in Fig. 1 gezeigt) angeordnet sein, so dass die Filterung des Hydraulikfluids dann erfolgt, wenn die erste Leitung 118 der ersten Unter-Baugruppe 106.1 gemäß Normalbetriebszustand und/oder Inaktivitätszustand bedruckt wird (siehe dazu die vorstehende Beschreibung der Funktion der Bedruckung der ersten und zweiten Leitung 118, 120).
In dieser Ausgestaltung kann das Hydraulikfilterelement entfallen, wobei auch denkbar sein kann, dass alternativ beide Hydraulikfilterelemente vorgesehen sein können. Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems 200.
Das zweite Ausführungsbeispiel weist im Wesentlichen dieselben Merkmale wie das erste Ausführungsbeispiel auf, wobei nachstehend die folgenden strukturellen Merkmalsunterschiede erläutert werden:
Bauteile des zweiten Ausführungsbeispiels, die im Wesentlichen korrespondierend zu den Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiels aufgebaut sind, haben gleiche Bezugszeichen.
Gemäß Fig. 2 ist in der ersten Hauptleitung 154 ein drittes Schaltventil 272 in Form eines 3/2-Wege-Schaltventils angeordnet.
Ferner ist in der zweiten Hauptleitung 156 ein viertes Schaltventil 274 in Form eines 3/2-Wege-Schaltventils angeordnet.
Das dritte Schaltventil 272 und das vierte Schaltventil 274 weisen jeweils einen Rücklaufanschluss auf, der jeweils mit der Rücklaufleitung 162 verbunden ist.
Die Funktion des zweiten Ausführungsbeispiels der ersten hydraulischen Unter- Baugruppe 106.1 und der zweiten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.2 wird nun wie folgt beschrieben.
Gemäß der zweiten Förderrichtung bedruckt die Hydraulikpumpe 116 die zweite Leitung 120, die sich bis zum zweiten Arbeitsraum 124 erstreckt und dort den Lenkgetriebekolben betätigt, woraufhin eine Lenkunterstützung an das Lenkgestänge (nicht in Fig. 2 gezeigt) übertragen wird.
Gleichzeitig wird, aufgrund der Verbindung der zweiten Hauptleitung 156 mit der zweiten Leitung 120, die zweite Hauptleitung 156 ebenfalls bedruckt. Im Normalbetriebszustand ist das zweite Schaltventil 160 in der in Fig.2 gezeigten Stellung geschaltet, wobei das vierte Schaltventil 274 in der nicht in Fig. 2 gezeigten Durchlassstellung für die zweite Hauptleitung 156 geschaltet ist.
In diesen Schaltstellungen der Schaltventile 160, 274 wird über den zweiten Anschluss 150 der kolbenendseitige Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 bedruckt.
Infolgedessen kommt es zu einer Verschiebungsbewegung des Hydraulikzylinder- Kolbens in Richtung des stangenseitigen Arbeitsraums (der sich dadurch verkleinert), so dass aus diesem Arbeitsraum Hydraulikfluid verdrängt wird.
Die Stange des Hydraulikzylinder-Kolbens ist ebenfalls mit dem Lenkgestänge verbunden, so dass eine zusätzliche bzw. verstärkte Lenkkraft erzeugt wird.
Mit anderen Worten wird durch das Vorsehen des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 eine zusätzliche hydraulische Wirkfläche bereitgestellt, die in Kombination mit dem vorhandenen Hydraulikdruck zusätzliche Arbeit verrichten kann, die als verstärkte Lenkkraft an das Lenkgestänge übertragen wird.
Das Hydraulikfluid wird sodann über den ersten Anschluss 148 in die erste Hauptleitung 154 verdrängt und strömt weiter über das erste Schaltventil 158 und über das dritte Schaltventil 272 in die Rücklaufleitung 162.
Das dritte Schaltventil 272 ist in dieser Schaltlogik aufgrund der nicht bedruckten ersten Hauptleitung 154 in Durchlassstellung für die Rücklaufleitung 162 geschaltet.
Denn die nicht bedruckte erste Hauptleitung 154 bedruckt den Steuereingang des dritten Schaltventils 272 nicht, wodurch die erste Hauptleitung 154 (der Abschnitt zwischen drittem Schaltventil 272 und erstem Anschluss 148) und Rücklaufleitung 162 miteinander verbunden sind. Von der Rücklaufleitung 162 strömt das Hydraulikfluid sodann zurück in den Hydraulikfluidtank 117.
Da der Lenkverstärker-Hydraulikzylinder 152 als Differentialzylinder ausgebildet ist, weist sein stangenseitiger Arbeitsraum eine andere hydraulische Wirkfläche als sein kolbenendseitiger Arbeitsraum auf, so dass unsymmetrische Abfluss- und Zuflussraten bzw. -massenströme je nach Steuerungslogik entstehen.
Bei der vorstehend beschriebenen Bedruckung bzw. Ansteuerung des kolbenendseitigen Arbeitsraumes fließt diesem ein zweiter Massenstrom (von der zweiten Hauptleitung 156) zu und entsprechend fließt aus dem stangenseitigen Arbeitsraum ein erster Massenstrom ab, der jedoch kleiner als der zweite Massenstrom ist.
Da jedoch gemäß zweitem Ausführungsbeispiel beide Hauptleitungen 154, 156 über die Schaltventile 272, 274 symmetrisch mit der Rückführleitung 162 verbunden sind, wird die Differenz an Massenströmen sicher in den Hydraulikfluidtank 117 abführt, unabhängig davon, ob die erste oder die zweite Hauptleitung 154, 156 bedruckt wird.
In der Rücklaufleitung 162 kann zudem ein Hydraulikfilterelement (nicht in Fig. 2 gezeigt) angeordnet sein, so dass die Filterung des Hydraulikfluids dann erfolgt, wenn die erste Leitung 118 oder die zweite Leitung 120 der ersten Unter-Baugruppe 106.1 bedruckt wird (siehe dazu die vorstehende Beschreibung der Funktion der Bedruckung der ersten und zweiten Leitung 118, 120).
In diesem Fall kann das Hydraulikfilterelement in der weiteren hydraulischen Baugruppe entfallen, wobei auch denkbar sein kann, dass alternativ beide Hydraulikfilterelemente vorgesehen sein können.
Im umgekehrten Fall (d.h. die erste Leitung 118 und die erste Hauptleitung 154 werden bedruckt) arbeitet - aufgrund der symmetrischen Anordnung der Bauteile und Leitungen in der zweiten hydraulischen-Unterbaugruppe 106.2 - die zweite hydraulische- Unterbaugruppe 106.2 genau in der umgekehrten Schaltungslogik. Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems 300.
In Fig. 3 ist lediglich die zweite hydraulische Unterbaugruppe 206.2 dargestellt, wobei die erste hydraulische Unterbaugruppe 106.1 , das Lenkgetriebe 102 und die weitere hydraulische Baugruppe denjenigen Baugruppen aus Fig. 1 und Fig. 2 entsprechen.
Das dritte Ausführungsbeispiel der zweiten hydraulischen Unterbaugruppe 206.2 weist im Wesentlichen die gleichen strukturellen und/oder funktionalen Merkmale wie das zweite Ausführungsbeispiel der zweite hydraulischen Unterbaugruppe 106.2 wie folgt auf:
Die zweite hydraulische Unter-Baugruppe 206.2 weist eine erste Hauptleitung 154 und eine zweite Hauptleitung 156 auf.
Die erste Hauptleitung 154 ist mit der ersten Leitung 118 der ersten hydraulische Unter- Baugruppe 106.1 verbunden und entsprechend ist die zweite Hauptleitung 156 mit der zweiten Leitung 120 der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 verbunden (siehe Fig. 1 ).
Die erste Hauptleitung 154 mündet in den ersten Anschluss 148 bzw. dieser Anschluss 148 bildet das Ende der ersten Hauptleitung 154, an dem eine Hydraulik-Leitung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 lösbar angeschlossen werden kann.
In der ersten Hauptleitung 154 ist ein erstes Schaltventil 158 angeordnet (vgl. Fig. 1 ).
Die zweite Hauptleitung 156 mündet in den zweiten Anschluss 150 bzw. dieser Anschluss 150 bildet das Ende der zweiten Hauptleitung 156, an die eine weitere Hydraulik-Leitung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 lösbar angeschlossen werden kann.
In der zweiten Hauptleitung 156 ist ein zweites Schaltventil 160 angeordnet (vgl. Fig. 1 ). Das erste Schaltventil 158 und das zweite Schaltventil 160 sind jeweils als Rohrbruchsicherungs-Ventil ausgebildet.
Die erste Hauptleitung 154 weist zwischen der Anschlussstelle an der ersten Leitung 118 (vgl. Fig. 1 ) und dem ersten Schaltventil 158 ein erstes Rückschlagventil 376 auf.
Entsprechend weist die zweite Hauptleitung 156 zwischen der Anschlussstelle an der zweiten Leitung 120 (vgl. Fig. 2) und dem zweiten Schaltventil 160 ein zweites Rückschlagventil 378 auf.
Wie vorstehend erläutert, weist das dritte Ausführungsbeispiel der zweiten hydraulischen Unterbaugruppe 206.2 im Wesentlichen die gleichen strukturellen und/oder funktionalen Merkmale wie das zweite Ausführungsbeispiel der zweiten hydraulischen Unterbaugruppe 106.2 auf, wobei nun die folgenden strukturellen und/oder funktionalen Unterschiede aufgezeigt werden sollen:
Zwischen dem ersten Schaltventil 158 und dem ersten Rückschlagventil 376 ist eine erste Abzweig-Rücklaufleitung 380 abgezweigt.
Entsprechend ist zwischen dem zweiten Schaltventil 160 und dem zweiten Rückschlagventil 378 eine zweite Abzweig-Rücklaufleitung 382 abgezweigt.
Gemäß Fig. 3 weist die zweite hydraulische Unter-Baugruppe 206.2 ferner ein Rücklauf-Schaltventil 264 auf.
Dieses Rücklauf-Schaltventil 264 verbindet die beiden Abzweig-Rücklaufleitungen 380, 382 mit der Rücklaufleitung 162 (vgl. Fig. 1 ), welche in den Hydraulikfluidtank 117 mündet.
Das Rücklauf-Schaltventil 264 ist als hydraulisch betätigbares 3/3-Wege-Schaltventil ausgebildet und weist entsprechend drei Schaltstellungen auf. Zusätzlich oder alternativ kann das Rücklauf-Schaltventil 264 auch als elektrisch und/oder elektrohydraulisch betätigbares 3/3-Wege-Schaltventil ausgebildet sein und entsprechend diese drei Schaltstellungen aufweisen.
In der in Fig. 3 gezeigten Mittelstellung sperrt das Rücklauf-Schaltventil 264 sowohl die beiden Abzweig-Rücklaufleitungen 380, 382 als auch die Rücklaufleitung 162 voneinander, so dass keine Fluidverbindung zwischen diesen Leitungen hergestellt ist.
Die Mittelstellung des Rücklauf-Schaltventils 264 ist federzentriert, d.h. die beiden seitlich außen angeordneten Federn stellen das Rücklauf-Schaltventil 264 automatisch durch ihre jeweilige Federkraft in die Mittelstellung, wenn die Drücke in den beiden Abzweig-Rücklaufleitungen 380, 382 gleich sind.
Gleiche Drücke in den beiden Abzweig-Rücklaufleitungen 380, 382 können entweder vorliegen, wenn das Lenksystem 300 drucklos ist oder bei bedrucktem Lenksystem 300, wenn diese Drücke entsprechend gleich sind.
In der in Fig. 3 nicht gezeigten ersten Durchlassstellung sperrt das Rücklauf-Schaltventil 264 die zweite Abzweig-Rücklaufleitung 382 und verbindet somit die erste Abzweig- Rücklaufleitung 380 mit der Rücklaufleitung 162, so dass eine Fluidverbindung zwischen diesen beiden Leitungen hergestellt ist.
Diese nicht in Fig. 3 gezeigte erste Durchlassstellung tritt ein, wenn der Druck in der zweiten Abzweig-Rücklaufleitung 382 höher als in der ersten Abzweig-Rücklaufleitung 380 ist.
Mit anderen Worten verbindet das Rücklauf-Schaltventil 264 stets diejenige Abzweig- Rücklaufleitung 380, 382 mit der Rücklaufleitung 162, in der ein niedrigerer Druck herrscht; gemäß erster Durchlassstellung somit dementsprechend die erste Abzweig- Rücklaufleitung 380.
Entsprechend sperrt das Rücklauf-Schaltventil 264 in der in Fig. 3 ebenfalls nicht gezeigten zweiten Durchlassstellung die erste Abzweig-Rücklaufleitung 380 und verbindet somit die zweite Abzweig-Rücklaufleitung 382 mit der Rücklaufleitung 162, so dass eine Fluidverbindung zwischen diesen beiden Leitungen hergestellt ist.
Diese ebenfalls nicht in Fig. 3 gezeigte zweite Durchlassstellung tritt ein, wenn der Druck in der ersten Abzweig-Rücklaufleitung 380 höher als in der zweiten Abzweig- Rücklaufleitung 382 ist.
Mit anderen Worten verbindet das Rücklauf-Schaltventil 264 stets diejenige Abzweig- Rücklaufleitung 380, 382 mit der Rücklaufleitung 162, in der ein niedrigerer Druck herrscht; gemäß zweiter Durchlassstellung somit dementsprechend die zweite Abzweig- Rücklaufleitung 382.
In der Rücklaufleitung 162 kann ein Hydraulikfilterelement samt jeweils parallel dazu angeordnetem Bypass-Rückschlagventil und Differentialdruck-Sensor angeordnet (nicht in Fig. 3 gezeigt) sein.
Zudem zweigen von der Rücklaufleitung 162 zwei weitere Verbindungsleitungen ab, wobei eine erste Verbindungsleitung mit der ersten Hauptleitung 154 verbunden ist und entsprechend eine zweite Verbindungsleitung mit der zweiten Hauptleitung 156 verbunden ist.
In der ersten und zweiten Verbindungsleitung ist jeweils ein Rückschlagventil angeordnet.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenksystems 400.
In Fig. 4 ist lediglich die zweite hydraulische Unterbaugruppe 306.2 dargestellt, wobei die erste hydraulische Unterbaugruppe 106.1 , das Lenkgetriebe 102 und die weitere hydraulische Baugruppe denjenigen Baugruppen aus Fig. 1 und Fig. 2 entsprechen.
Das vierte Ausführungsbeispiel der zweiten hydraulischen Unterbaugruppe 306.2 weist im Wesentlichen die gleichen strukturellen und/oder funktionalen Merkmale wie das dritte Ausführungsbeispiel der zweiten hydraulischen Unterbaugruppe 206.2 wie folgt auf:
Die zweite hydraulische Unter-Baugruppe 306.2 weist ebenfalls eine erste Hauptleitung 154 und eine zweite Hauptleitung 156 auf.
Die erste Hauptleitung 154 ist mit der ersten Leitung 118 der ersten hydraulische Unter- Baugruppe 106.1 verbunden und entsprechend ist die zweite Hauptleitung 156 folglich mit der zweiten Leitung 120 der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe 106.1 verbunden (siehe Fig. 1 ).
Die erste Hauptleitung 154 mündet in den ersten Anschluss 148 bzw. dieser Anschluss 148 bildet das Ende der ersten Hauptleitung 154, an dem eine Hydraulik-Leitung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 lösbar angeschlossen werden kann (vgl. Fig. 1 ).
In der ersten Hauptleitung 154 ist weiter ein erstes Schaltventil 158 angeordnet.
Die zweite Hauptleitung 156 mündet gemäß Fig. 4 in den zweiten Anschluss 150 bzw. dieser Anschluss 150 bildet das Ende der zweiten Hauptleitung 156, an die eine weitere Hydraulik-Leitung des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders 152 lösbar angeschlossen werden kann (vgl. auch Fig. 1 ).
In der zweiten Hauptleitung 156 ist ein zweites Schaltventil 160 angeordnet.
Das erste Schaltventil 158 und das zweite Schaltventil 160 sind jeweils als Rohrbruchsicherungs-Ventil ausgebildet.
Die erste Hauptleitung 154 weist weiter zwischen der Anschlussstelle an der ersten Leitung 118 (vgl. Fig. 1 ) und dem ersten Schaltventil 158 ein erstes Rückschlagventil 476 auf. Entsprechend weist die zweite Hauptleitung 156 gemäß Fig. 4 zwischen der Anschlussstelle an der zweiten Leitung 120 (vgl. Fig. 1) und dem zweiten Schaltventil 160 ein zweites Rückschlagventil 478 auf.
Zwischen dem ersten Schaltventil 158 und dem ersten Rückschlagventil 476 ist eine erste Abzweig-Rücklaufleitung 480 abgezweigt.
Entsprechend ist zwischen dem zweiten Schaltventil 160 und dem zweiten Rückschlagventil 478 eine zweite Abzweig-Rücklaufleitung 482 abgezweigt.
Wie vorstehend erläutert, weist das vierte Ausführungsbeispiel der zweiten hydraulischen Unterbaugruppe 306.2 im Wesentlichen die gleichen strukturellen und/oder funktionalen Merkmale wie das dritte Ausführungsbeispiel der zweiten hydraulischen Unterbaugruppe 206.2 auf, wobei nun die folgenden strukturellen und/oder funktionalen Unterschiede aufgezeigt werden sollen:
Die erste Abzweig-Rücklaufleitung 480 und die zweite Abzweig-Rücklaufleitung 482 münden jeweils mit entsprechenden Anschlüssen in die Rücklaufleitung 162, so dass die beiden Abzweig-Rücklaufleitungen 480, 482 mit der Rücklaufleitung 162 (vgl. z.B. Fig. 1 ) verbunden sind, welche in den Hydraulikfluidtank 117 mündet.
In der ersten Abzweig-Rücklaufleitung 480 ist gemäß Fig. 4 eine erste Ventil-Baugruppe angeordnet, die aus einem ersten steuerbaren Rückschlagventil 484 und einem parallel dazu verlaufenden Leitungsabschnitt mit integrierter Drossel ausgebildet ist.
Entsprechend ist in der zweiten Abzweig-Rücklaufleitung 482 eine zweite Ventil- Baugruppe angeordnet, die aus einem zweiten steuerbaren Rückschlagventil 486 und einem parallel dazu verlaufenden Leitungsabschnitt mit integrierter Drossel ausgebildet ist.
Zur Steuerung des ersten steuerbaren Rückschlagventils 484 ist dieses über eine erste Steuerleitung (gestrichelte Darstellung) mit der zweiten Hauptleitung 156 verbunden, wobei diese erste Steuerleitung zwischen dem zweiten Schaltventil 160 und dem zweiten Rückschlagventil 478 abgezweigt ist.
Das erste steuerbare Rückschlagventil 484 kann als entsperrbares Rückschlagventil ausgebildet sein und verschiedene Ansteuerzustände aufweisen.
Gemäß eines ersten Ansteuerzustandes kann das erste steuerbare Rückschlagventil 484 bei anliegendem Druck in der ersten Steuerleitung bzw. in der zweiten Hauptleitung 156 (oberhalb einer gewissen ersten Steuer-Druckschwelle) entsperrt werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass - gemäß eines zweiten Ansteuerzustandes - das erste steuerbare Rückschlagventil 484 bei nicht anliegendem Druck in der ersten Steuerleitung bzw. in der zweiten Hauptleitung 156 (unterhalb einer gewissen Steuer- Druckschwelle) gesperrt werden kann.
Entsprechend ist zur Steuerung des zweiten steuerbaren Rückschlagventils 486 dieses über eine zweite Steuerleitung (gestrichelte Darstellung) mit der ersten Hauptleitung 154 verbunden, wobei die zweite Steuerleitung zwischen dem ersten Schaltventil 158 und dem ersten Rückschlagventil 476 abgezweigt ist.
Das zweite steuerbare Rückschlagventil 486 kann auch als entsperrbares Rückschlagventil ausgebildet sein und auch verschiedene Ansteuerzustände aufweisen.
Gemäß eines ersten Ansteuerzustandes kann das zweite steuerbare Rückschlagventil 486 bei anliegendem Druck in der zweiten Steuerleitung bzw. in der ersten Hauptleitung 154 (oberhalb einer gewissen Steuer-Druckschwelle) entsperrt werden.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass - gemäß eines zweiten Ansteuerzustandes - das zweite steuerbare Rückschlagventil 486 bei nicht anliegendem Druck in der zweiten Steuerleitung bzw. in der ersten Hauptleitung 154 (unterhalb einer gewissen Steuer- Druckschwelle) gesperrt werden kann. In der Rücklaufleitung 162 kann ferner ein Hydraulikfilterelement samt jeweils parallel dazu angeordnetem Bypass-Rückschlagventil und Differentialdruck-Sensor angeordnet (nicht in Fig. 4 gezeigt) sein. Zudem zweigen von der Rücklaufleitung 162 zwei weitere Verbindungsleitungen ab, wobei eine erste Verbindungsleitung mit der ersten Hauptleitung 154 verbunden ist und entsprechend eine zweite Verbindungsleitung mit der zweiten Hauptleitung 156 verbunden ist. In der ersten und zweiten Verbindungsleitung ist jeweils ein Rückschlagventil angeordnet.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 elektrohydraulisches Lenksystem
102 Lenkgetriebe, insbesondere Spindellenkgetriebe
104 Lenkgetriebe-Gehäuse
106 hydraulische, insbesondere elektrohydraulische, Baugruppe
106.1 erste hydraulische Unter-Baugruppe
106.2 zweite hydraulische Unter-Baugruppe
110 Gehäuseblock
110.1 erster Unter-Gehäuseblock
110.2 zweiter Unter-Gehäuseblock
114 elektronische Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung
116 Hydraulikpumpe
117 Hydraulikfluidtank
118 erste Leitung
120 zweite Leitung
122 erster Arbeitsraum
124 zweiter Arbeitsraum
148 erster hydraulischer Anschluss
150 zweiter hydraulischer Anschluss
152 externes hydraulisches Bauteil, Lenkverstärker-Hydraulikzylinder
154 erste Hauptleitung
156 zweite Hauptleitung
158 erstes Schaltventil
160 zweites Schaltventil
162 Rücklaufleitung
164 Rücklauf-Schaltventil
166 Steuerleitung
168 Rückschlagventil
170 Druck- und/oder Volumen-Kompensationsbehälter
200 elektrohydraulisches Lenksystem 272 drittes Schaltventil
274 viertes Schaltventil
300 elektrohydraulisches Lenksystem
206.2 zweite hydraulische Unterbaugruppe
264 Rücklauf-Schaltventil
376 erstes Rückschlagventil
378 zweites Rückschlagventil
380 erste Abzweig-Rücklaufleitung
382 zweite Abzweig-Rücklaufleitung
400 elektrohydraulisches Lenksystem
306.2 zweite hydraulische Unterbaugruppe
476 erstes Rückschlagventil
478 zweites Rückschlagventil
480 erste Abzweig-Rücklaufleitung
482 zweite Abzweig-Rücklaufleitung
484 erstes steuerbares Rückschlagventil
486 zweites steuerbares Rückschlagventil
M Elektromotor

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, aufweisend:
- wenigstens ein Lenkgetriebe (102), insbesondere Spindellenkgetriebe, mit wenigstens einem Lenkgetriebe-Gehäuse (104), und
- wenigstens eine hydraulische, insbesondere elektrohydraulische, Baugruppe (106) zur Versorgung des Lenkgetriebes (102) mit Hydraulikfluid und/oder zur Steuerung des Lenkgetriebes (102), wobei die hydraulische Baugruppe (106) direkt oder indirekt an dem Lenkgetriebe-Gehäuse (104) befestigbar ist; wobei ein oder mehrere Bauteile der hydraulischen Baugruppe (106) wenigstens teilweise in einen Gehäuseblock (110) integriert ist oder sind, und wobei die hydraulische Baugruppe (106) wenigstens einen ersten hydraulischen Anschluss (148) und wenigstens einen zweiten hydraulischen Anschluss (150) zur Versorgung und/oder Steuerung wenigstens eines, bezogen auf wenigstens die hydraulische Baugruppe (106), externen hydraulischen Bauteils (152) aufweist.
2. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das externe hydraulische Bauteil (152) Bestandteil des elektrohydraulischen Lenksystems (100, 200, 300, 400) ist und als Lenkverstärker-Hydraulikzylinder (152), insbesondere in Form eines Differentialhydraulikzylinders, ausgebildet ist.
3. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand der erste hydraulische Anschluss (148) mit wenigstens einem stangenseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders (152) verbunden ist und der zweite hydraulische Anschluss (150) mit wenigstens einem kolbenendseitigen Arbeitsraum des Lenkverstärker-Hydraulikzylinders (152) verbunden ist.
4. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Baugruppe (106) wenigstens eine erste hydraulische Unter-Baugruppe (106.1 ) und wenigstens eine zweite hydraulische Unter-Baugruppe (106.2) aufweist, die jeweils wenigstens teilweise in einen ersten Unter-Gehäuseblock (110.1 ) und in einen zweiten Unter-Gehäuseblock (110.2) oder gemeinsam in den Gehäuseblock (110) integriert sind.
5. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste hydraulische Unter-Baugruppe (106.1 ) wenigstens eine Hydraulikpumpe (116), wenigstens einen Hydraulikfluidtank (117) und wenigstens einem Elektromotor (M) zum Antrieb der Hydraulikpumpe (116) aufweist, durch die das Lenkgetriebe (102) mit Hydraulikfluid versorgbar und/oder steuerbar ist.
6. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste hydraulische Unter-Baugruppe (106.1 ) wenigstens eine erste Leitung (118) aufweist, die mit wenigstens einem ersten Arbeitsraum (122) des Lenkgetriebe- Gehäuses (104) verbunden ist und durch die der erste Arbeitsraum (122) mittels der Hydraulikpumpe (116) mit Hydraulikfluid versorgbar und/oder steuerbar ist und wobei die erste hydraulische Unter-Baugruppe (106.1 ) wenigstens eine zweite Leitung (120) aufweist, welche mit wenigstens einem zweiten Arbeitsraum (124) des Lenkgetriebe-Gehäuses (104) verbunden ist und durch welche der zweite Arbeitsraum (124) mittels der Hydraulikpumpe (116) mit Hydraulikfluid versorgbar und/oder steuerbar ist.
7. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite hydraulische Unter-Baugruppe (106.2) wenigstens eine erste Hauptleitung (154) und wenigstens eine zweite Hauptleitung (156) aufweist, wobei die erste Hauptleitung (154) mit der ersten Leitung (118) der ersten hydraulische Unter- Baugruppe (106.1 ) verbunden ist, wobei die zweite Hauptleitung (156) mit der zweiten Leitung (120) der ersten hydraulischen Unter-Baugruppe (106.1 ) verbunden ist.
8. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hauptleitung (154) in den ersten Anschluss (148) mündet, wobei in der ersten Hauptleitung (154) wenigstens ein erstes Schaltventil (158) angeordnet ist, und wobei die zweite Hauptleitung (156) in den zweiten Anschluss (150) mündet, wobei in der zweiten Hauptleitung (156) wenigstens ein zweites Schaltventil (160) angeordnet ist.
9. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltventil (158) und das zweite Schaltventil (160) jeweils als Rohrbruchsicherungs-Ventil ausgebildet sind.
10. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite hydraulische Unter-Baugruppe (106.2) wenigstens eine Rücklaufleitung (162) aufweist, welche mit der ersten Hauptleitung (154) und/oder mit der zweiten Hauptleitung (156) verbunden ist und welche in den Hydraulikfluidtank (117) mündet.
11. Elektrohydraulisches Lenksystem (100, 200, 300, 400) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (162) wenigstens ein Hydraulikfilterelement angeordnet ist.
12. Elektrohydraulisches Lenksystem (100) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (162), insbesondere ausschließlich, von der zweiten Hauptleitung (156) abgezweigt ist.
13. Elektrohydraulisches Lenksystem (100) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (162) wenigstens ein Rücklauf-Schaltventil (164) angeordnet ist, das wenigstens ein Steuereingang aufweist, der mit der ersten Hauptleitung (154) über wenigstens eine Steuerleitung (166) verbunden ist.
14. Elektrohydraulisches Lenksystem (100) nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Hauptleitung (156) wenigstens ein Rückschlagventil (168) angeordnet ist.
15. Elektrohydraulisches Lenksystem (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrohydraulische Lenksystem (100) wenigstens einen Druck- und/oder Volumen- Kompensationsbehälter (170) aufweist, der mit dem Hydraulikfluidtank (117) verbunden ist.
16. Elektrohydraulisches Lenksystem (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Hauptleitung (154) wenigstens ein drittes Schaltventil (272), insbesondere in Form eines 3/2-Wege-Schaltventils, angeordnet ist und in der zweiten Hauptleitung (156) wenigstens ein viertes Schaltventil (274), insbesondere in Form eines 3/2-Wege- Schaltventils, angeordnet ist.
17. Elektrohydraulisches Lenksystem (200) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltventil (272) einen Rücklaufanschluss aufweist, der mit der Rücklaufleitung (162) verbunden ist und wobei das vierte Schaltventil (274) einen Rücklaufanschluss aufweist, der auch mit der Rücklaufleitung (162) verbunden ist.
18. Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit wenigstens einem elektrohydraulischen Lenksystem (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
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