SE504084C2 - Servoaggregat för fordon - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 40 45 504 084 2 fram är konstant transporterar dess rotor då den roterar en noga utmätt oljemängd till styrcylindern. Måttpumpens rotor är fixerad till en yttre rundslid hos styrventilen vilket medför att då rotorn roterar kommer även den yttre rundsliden att rotera. Då rotorn har roterat lika mycket som ratten kommer rundsliden att stänga av oljeströmmen till måttpumpen. På detta sätt får man den vätskemängd som motsvarar rattvridningen mycket noga bestämd. Den returolja som kommer från styrcylindern styrs av rundsliden via egna kanaler tillbaka till oljebehållaren.

Ett sådant styr- och servosystem innebär att hjulens vridningshastighet alltid är den samma oberoende av hur stort rattutslaget är.

Vridningshastigheten är bestämd av de ingående delarnas dimensionering.

På grund av att hydraulpumpen alltid går med ett mer eller mindre konstant varvtal innebär dessutom detta förfarande stora effektförluster och avtappning av batteriets kapacitet med reducerad tid mellan laddning , översyn m m som följd.

Det finns ett flertal patentskrifter som handlar om servostyrning av fordon. Ett exempel på sådan styrning ges i DE A 29 15 890. Här ändras hydraulpumpens hastighet i beroende av det vridmoment som appliceras på fordonets styraxel. Detta sker med hjälp av en vridmomentgivare som avkänner styraxelns moment. Momentgivarens utsignal matas sedan via en omvandlare till hydraulpumpens elmotor som således kommer att rotera med en hastighet som är proportionell mot styraxelns vridmoment.

I JP 62 046 766 redovisas en styranordning där en kontroller med hjälp av styrrattens vinkel och fordonets hastighet bestämmer styrrattens hastighet. Då denna överstiger ett tröskelvärde påverkas en styrventil i det hydrauliska systemet så att hydaulflödets hastighet påverkas.

I US 3,99l,846 redovisas en styranordning som via ett komplicerat hydraulsystem med ventiler m m påstås ge ett tryck på en kolv som motsvarar styrrattens vridhastighet. Denna kolv påverkar en justerbar kolstapelresistor som finns i den elektriska kretsen hos den elektriska motor som driver den hydauliska pumpen.

Ur körsynpunkt skulle det vara önskvärt att ha ett styrförfarande som medger en hjulvridningshastighet som motsvarar rattens vridnings- hastighet. Detta beror på att aktuella fordon i bland behöver kunna svänga både snabbt och med liten svängradie. Fordonet behöver självfallet inte vara eldrivet för att ett servoaggregat enligt uppfinningen skall komma till användning. lO 15 20 25 30 35 40 45 3 504 084 REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN, FÖRDELAR Då en ratt vrids för att åstadkomma en vridrörelse hos styrhjul eller en spak skjutes för att åstadkomma en linjär rörelse hos en kolv uppstår enligt den beskrivna teknikens ståndpunkt ett behov av en viss mängd flöde som skall tillföras en styrventil så att hjulens vridning motsvarar rattens vridning respektive en förskjutning hos kolven som motsvarar ändringen i spakens läge. Om nu detta flöde så som beskrivits tillföres med en kontant hastighet kommer vridrörelsen hos hjulen respektive den linjära rörelsen hos kolven att ske med konstant hastighet.

Enligt uppfinningen kan man förutom att ha ett givet samband mellan rattens vridning och hjulens vridning också få detta att ske med en vridningshastighet som överensstämmer med rattens vridningshastighet respektive en spaks ändringshastighet. En förutsättning för detta är att vridningshastigheten eller den linjära hastigheten är känd. Genom att applicera en vridningshastighetsgivare på rattstången och låta det så erhållna hastighetsvärdet omvandlas till ett börvärde för en varvtalsreglering av pumpmotorn kommer hastigheten på det till styrventilen tillförda flödet att överensstämma med rattens vridningshastighet. Varvtalsregleringens ärvärde kan erhållas på konventionellt sätt via en till motorn/hydraulpumpen kopplad hastighetsgivare. Genom att applicera en hastighetsgivare på spaken kan motsvarande reglering komma till användning aven här.

Uppfinningen behöver som antytts ovan inte nödvändigtvis vara förknippad med en ratt- eller spakrörelse. Principen kan alltid komma till användning där man har behov av ett entydigt samband mellan ett organs rörelsehastighet och en mot hastigheten proportionell flödeshastighet.

I princip skulle hydraulpumpen vid konstant rattutslag kunna vara stillastående. För att undvika den eftersläpning som alltid uppstår vid start och acceleration av pumpmotorn ges varvtalsregleringen även vid konstant rattutslag ett viss varvtalsbörvärde motsvarande ett minsta tomgångsvarvtal.

Ett utförande enligt uppfinningen kommer att innebära en stor energibesparing eftersom hydraulpumpen vid konstant rattutslag endast kommer att gå med tomgångsvarvtalet. Detta innebär även längre körtid mellan laddning respektive kortare laddningstid. Ett körsätt enligt uppfinningen innebär också att slitage på rörliga och roterande delar blir väsentligt mindre. Det reglerade varvtalet innebär också att flödet vid en viss vridningshastighet alltid blir det samma oberoende av last och batterispänning. 10 15 20 25 30 35 40 45 504 084 4 BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER För att på ett enkelt och överskådligt sätt visa hur ett servoaggregat enligt uppfinningen kan utnyttjas kommer en utföringsforrn där servoaggregatet användes vid styrning av ett fordon enligt bifogade figur att beskrivas. Då ratten 1 vrids erhålles via en givare 2 ett mått på vridningshastigheten.

Givaren kan t ex vara en induktiv givare som alstrar ett pulståg med en frekvens motsvarande vridningshastigheten. Det erhållna mätvärdet omvandlas i en mätomvandlare 3 till en lämplig börvärdessignal nbör för en med en motor 4 varvtalsreglerad hydraulpump 5. Varvtalsregleringen omfattar i övrigt ett mätorgan 6 för avgivande av regleringens ärvärde när. Bör- och ärvärdena tillföres en varvtalsregulator 7 som styr det verkställande organet 8 för motorn. Energikälla för drivning av motorn är lämpligen fordonets elbatteri 9. Hur styrningen via det verkställande organet sker är i och för sig egalt och kan ske på ett flertal olika sätt. En nära till hands liggande metod är att låta det verkställande organet bestå av ett pulsviddmodulerat transistoriserat styrdon.

Ett förenklat flödesschema för hydraulsystemet framgår också av figuren.

Då man kör med konstant rattutslag, dvs då ändringshastigheten är noll, går motorn med ett rninsta tomgångsvarvtal motsvarande ett nböfmin som exempelvis kan alstras av mätomvandlaren 3 för att vara redo då ratten skall vridas. Den olja som därvid matas fram förs via en överströmsventil 10 åter till en oljetank 11. Vid ändring av rattutslaget erhålles från hastighetsgivaren 2 ett varvtalsbörvärde för pumpmotorn 4 som via oljetanken, hydraul-pumpen och en styrventil 12 på rattstången 13 skall förse styrcylindern 14 med nödvändig tryckolja för förflyttning av dess kolv så mycket som behövs för att hjulvridningen skall överensstämma med rattvridningen. Vid förflyttning av styrcylinderns kolv kommer således en viss mängd olja att flyta in till den ena sidan av kolven och motsvarande mängd olja kommer att ledas ut från kolvens andra sida och via styrventilen 12 ledas tillbaka till oljetanken 11.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 40 45 5 504 084 PATENTKRAV l. Servoaggregat för fordon för att åstadkomma ett entydigt samband mellan ett organs (1) rörelsehastighet och hastigheten hos servo- aggregatets flöde vilket servoaggregat i övrigt har ett proportionellt samband mellan en lågesändring hos organet och servoaggregatets verkställande don (14) och att servoaggregatet innefattar en till en eldriven motor (4) kopplad hydraulpump (5) som via en styrventil (12) matar till det verkställande organet det flöde som behövs för att åstadkomma den mot organet proportionella rörelsen hos det verkställande organet, k ä n n e t e c k n a t av att organet är anordnat med en rörelsehastighetsgivare (2) vars mätvärde utgör hastighetsbörvärde nböfi en sluten varvtalsreglering av den eldrivna motorn varvid den till elmotorn kopplade hydraulpumpen via styrventilen till det verkställande donet avger ett flöde med en hastighet som motsvarar organets rörelsehastighet.

2. Servoaggregat för fordon för att åstadkomma ett entydigt samband mellan ett organs (l) rörelsehastighet och hastigheten hos servo- aggregatets flöde enligt patentkrav 1, k ä n n t e c k n a t av att organet (1) är anordnat som en ratt hos ett fordon och att det verkställande donet (14) är anordnat som en styrcylinder för styrhjulen hos fordonet .

3. Servoaggregat för fordon för att åstadkomma ett entydigt samband mellan ett organs (1) rörelsehastighet och hastigheten hos servo- aggregatets flöde enligt patentkrav l, k ä n n t e c k n a t av att organet (1) är anordnat som en spak.

4 Servoaggregat för fordon för att åstadkomma ett entydigt samband mellan ett organs (l) rörelsehastighet och hastigheten hos servo- aggregatets flöde enligt patentkrav l, k ä n n t e c k n a t av att fordonet är eldrivet. '