WO2015007489A1 - Lenksystem mit hydromotor - Google Patents
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- WO2015007489A1 WO2015007489A1 PCT/EP2014/063476 EP2014063476W WO2015007489A1 WO 2015007489 A1 WO2015007489 A1 WO 2015007489A1 EP 2014063476 W EP2014063476 W EP 2014063476W WO 2015007489 A1 WO2015007489 A1 WO 2015007489A1
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- 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
- B62D5/14—Rotary motor
Definitions
- the present invention relates to a steering system for a vehicle.
- Segment shaft drives a steering linkage of the steering system.
- the lifting movement is converted back to a rotational movement by means of a piston-segment shaft toothing after a steering force amplification) there are two motion transformation interfaces which can generate losses.
- One object is to provide a steering system that avoids losses due to motion transformation interfaces.
- a steering system for a vehicle comprising: a steering shaft for receiving a torque of a steering wheel, a sensor for detecting the torque and a motor for increasing the torque based on a signal of the sensor, the motor being a hydraulic motor , in particular a vane motor or a gear motor is.
- a hydraulic motor as servomotor represents a structurally simple realization.
- a steering system wherein the motor is coupled to the steering shaft such that a movement slegiwandlung of a rotational direction in a translational movement direction and / or a movement direction conversion of a translational movement direction in a rotary movement direction to the power steering can be omitted.
- a steering system is provided, wherein the sensor is a valve, in particular a 4/3-way valve, and / or wherein the valve is provided for switching a fluid flow for acting on the motor.
- Input shaft / steering shaft can be determined, hereby a fluid flow can be switched. Thus, no additional sensor with electric actuator is necessary to switch the valve.
- the fluid flow is used to drive a hydraulic motor for power steering.
- a steering system wherein there is no mechanical through drive (steer-by-wire) and / or wherein the sensor is a torque sensor.
- a mechanical drive-through is not available in particular if there is no mechanical connection between the steering wheel and the output shaft.
- a steering system wherein the fluid flow is an oil flow.
- a steering system is provided, wherein the steering system is a pump for
- Generating the fluid flow and / or a tank for storing the fluid comprises and / or wherein the fluid circuit is closed.
- a steering system for a vehicle can be obtained.
- a steering system wherein between the steering wheel and the engine, a transmission for translation and / or deflection is arranged and / or wherein between engine and
- Linkage a transmission for translation and / or deflection is arranged.
- a steering system which allows steering assistance of a torque of a steering spindle without directional transformations.
- a sensor for determining a steering intention is installed on the steering. If it can be determined that, for example, the steering spindle is twisted or rotated, a motor is actuated, which amplifies this rotational movement.
- 3 shows a first arrangement of a hydraulic support, a deflection and a transmission
- 4 shows a second arrangement of a hydraulic support, a deflection and a transmission
- FIG. 5 shows a third arrangement of a hydraulic support, a deflection and a transmission
- Fig. 7 shows a steering operation of the inventive steering system.
- Fig. 1 shows a steering system of the prior art with a
- Input shaft / steering shaft 2 which can be rotated by a steering wheel in rotation.
- the rotational movement 4 can by a ball nut 1 in a
- Fig. 2 shows an inventive steering system with a steering wheel 7, wherein the
- Steering wheel 7 drives a shaft 13.
- a valve 12 is driven and the valve 12 switches a fluid flow.
- a hydraulic motor 10 can be acted upon, whereby the steering can be supported.
- the steering direction is based on a change / movement
- FIG. 2 schematically shows a mechanical one
- Steering column lever / steering linkage For the functionality of the steering system according to the invention, it is not necessary that a mechanical drive is present. In an alternative embodiment, a steer-by-wire principle is realized and a continuous mechanical connection of the steering wheel with the
- Steering column lever / steering linkage is not realized.
- 3 shows a steering system with a deflection (for example, a 90 °
- FIG. 4 shows an alternative steering system in which compared to the embodiment of Figure 3, the hydraulic support 14 and the transmission 15 in their
- Fig. 5 shows a further alternative embodiment, wherein two separate gear 15 are provided.
- Fig. 6 shows an inventive steering system with a steering wheel / steering wheel 7, which drives a shaft 13.
- a valve 12 is switched and a fluid flow, in particular an oil flow, can be switched through to a hydraulic motor 10.
- the oil flow is generated by an oil pump 9, which can be fed by a tank 8.
- the fluid circuit may be closed to be suitable for a vehicle.
- Rotary movement of the shaft 13 can be translated and / or deflected by means of a gear 11.
- Fig. 7 shows a situation of the steering system in which by a rotational movement of the shaft 13, a first switching state 16 of the valve 12 results. As a result, a fluid flow through the fluid line 18 is supplied to the hydraulic motor 10. In an alternative situation, the switching state 17 and by the fluid line 19, the hydraulic motor 10, a fluid flow is supplied.
- a fluid flow is supplied.
- valve 12 may be formed as a 4/3 way valve.
- a steering system is provided in which 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or any number of transmissions and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or any number of hydraulic supports arranged in any order.
- oil can be used.
- a motor can be used, which is operable in both directions of rotation, for example a hydraulic motor, in particular a vane motor.
- the blades of the vane motor can be hydraulically controlled during operation.
- the amplified torque can be forwarded directly to a steering column lever or a steering linkage or by means of a transmission in the direction and / or
Landscapes
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Abstract
Die Beschreibung umfasst ein Lenksystem für ein Fahrzeug umfassend: eine Lenkspindel (13) zur Aufnahme eines Drehmoments eines Lenkrads, ein Sensor (12) zur Feststellung des Drehmoments und ein Motor (10) zur Verstärkung des Drehmoments anhand eines Signals des Sensors (12), wobei der Motor (10) ein Hydromotor, insbesondere ein Flügelzellenmotor oder ein Zahnradmotor, ist.
Description
Lenksystem mit Hydromotor
BESCHREIBUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Fahrzeug. HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind hydraulisch unterstützte Lenkanlagen bekannt, wobei eine Rotation einer Lenkspindel in eine Linearbewegung mittels einer Kugelmutter umgewandelt wird. Die Linearbewegung wird hydraulisch verstärkt. Die
resultierende Linearbewegung wird wieder mittels einer formschlüssigen Verbindung in eine rotative Bewegung einer Segmentwelle transformiert, wobei die
Segmentwelle ein Lenkgestänge der Lenkanlage antreibt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die beiden Bewegungsrichtungswandlungen (erstens: die
Eingangsdrehbewegung wird in eine Hubbewegung mittels eines Kugelumlaufs umgewandelt, zweitens: die Hubbewegung wird nach einer Lenkkraftverstärkung zurück in eine Drehbewegung mittels einer Kolben-Segmentwellenverzahnung gewandelt) ergeben sich zwei Bewegungstransformations-Schnittstellen, welche Verluste generieren können.
Eine Aufgabe ist daher, ein Lenksystem zur Verfügung zu stellen, das Verluste durch Bewegungstransformations-Schnittstellen vermeidet.
Außerdem ist es eine Aufgabe in einfacher konstruktiver Weise eine
Lenkunterstützung zur Verfügung zu stellen.
Als erste Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt, umfassend: eine Lenkspindel zur Aufnahme eines Drehmoments eines Lenkrads, ein Sensor zur Feststellung des Drehmoments und ein Motor zur Verstärkung des Drehmoments anhand eines Signals des Sensors, wobei der Motor ein Hydromotor, insbesondere ein Flügelzellenmotor oder ein Zahnradmotor, ist.
Ist es notwendig ein Hydrauliksystem zur Lenkunterstützung des betreffenden Fahrzeugs vorzusehen, da beispielsweise hohe Kräfte generiert werden müssen, (dies kann insbesondere bei Lenksystemen für Baufahrzeugen oder Nutzkraftwagen der Fall sein), so stellt ein Hydromotor als Servomotor eine konstruktiv einfache Realisierung dar.
Beispielhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
In einer weiteren erfindungs gemäßen Ausführungsform wird ein Lenksystem zur Verfügung gestellt, wobei der Motor mit der Lenkspindel derart gekoppelt ist, dass eine Bewegung srichtungsumwandlung von einer rotativen Drehrichtung in eine translatorische Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsrichtungsumwandlung von einer translatorischen Bewegungsrichtung in eine rotative Bewegungsrichtung zur Lenkkraftunterstützung entfallen kann.
Durch das Vermeiden von Bewegungsrichtungsumwandlungen (rotatorische Bewegungsrichtung in translatorische Bewegungsrichtung und/oder umgekehrt) können ansonsten entstehende Verluste vermieden werden. Hierdurch kann ein Lenksystem mit einem höheren Wirkungsgrad dargestellt werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem zur Verfügung gestellt, wobei der Sensor ein Ventil, insbesondere ein 4/3-Wegeventil, ist und/oder wobei das Ventil zum Schalten eines Fluidstroms zur Beaufschlagung des Motors vorgesehen ist.
Durch den Einsatz eines Wegeventils, das mit einer Eingangswelle/Lenkspindel mechanisch derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung der
Eingangswelle/Lenkspindel festgestellt werden kann, kann hiermit ein Fluidstrom geschaltet werden. Somit ist kein weiterer Sensor mit elektrischem Aktuator notwendig, um das Ventil zu schalten. Der Fluidstrom wird dazu genutzt, einen Hydromotor zur Lenkkraftverstärkung anzutreiben.
In einer weiteren erfindungs gemäßen Ausführungsform wird ein Lenksystem zur Verfügung gestellt, wobei kein mechanischer Durchtrieb vorliegt (steer-by-wire) und/oder wobei der Sensor ein Drehmomentsensor ist.
Ein mechanischer Durchtrieb liegt insbesondere dann nicht vor, falls keine mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Ausganswelle vorhanden ist.
In einer weiteren erfindungs gemäßen Ausführungsform wird ein Lenksystem zur Verfügung gestellt, wobei der Fluidstrom ein Ölstrom ist.
Durch die Verwendung einer Hydraulikflüssigkeit können hohe Kräfte zur Erzeugung der Lenkkraftverstärkung generiert werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Lenksystem zur Verfügung gestellt, wobei das Lenksystem eine Pumpe zum
Erzeugen des Fluidstroms und/oder einen Tank zum Bevorraten des Fluids umfasst und/oder wobei der Fluidkreislauf geschlossen ist.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung des Lenksystems mit einem Tank und/oder als geschlossenes System kann ein Lenksystem für ein Fahrzeug erhalten werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Lenksystem zur Verfügung gestellt, wobei zwischen Lenkrad und Motor ein Getriebe zur Übersetzung und/oder Umlenkung angeordnet ist und/oder wobei zwischen Motor und
Lenkgestänge ein Getriebe zur Übersetzung und/oder Umlenkung angeordnet ist.
Als eine Idee der Erfindung kann angesehen werden, ein Lenksystem zur Verfügung zu stellen, das ohne Bewegungsrichtungstransformationen eine Lenkunterstützung eines Drehmoments einer Lenkspindel ermöglicht. Hierzu wird an der Lenkung ein Sensor zur Bestimmung einer Lenkabsicht installiert. Kann festgestellt werden, dass beispielsweise die Lenkspindel verdreht bzw. gedreht wird, so wird ein Motor angesteuert, der diese Drehbewegung verstärkt.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele deutlich. Es zeigen Fig. 1 eine Lenkanlage des Stands der Technik,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Lenksystem,
Fig. 3 eine erste Anordnung einer hydraulischen Unterstützung, einer Umlenkung und eines Getriebes,
Fig. 4 eine zweite Anordnung einer hydraulischen Unterstützung, einer Umlenkung und eines Getriebes,
Fig. 5 eine dritte Anordnung einer hydraulischen Unterstützung, einer Umlenkung und eines Getriebes,
Fig. 6 eine Geradeausfahrt bei einem erfindungs gemäßen Lenksystem,
Fig. 7 einen Lenkvorgang des erfindungs gemäßen Lenksystems.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Fig. 1 zeigt eine Lenkanlage des Stands der Technik mit einer
Eingangswelle/Lenkspindel 2, die durch ein Lenkrad in Rotation versetzt werden kann. Die Rotationsbewegung 4 kann durch eine Kugelmutter 1 in eine
translatorische Bewegung 5 gewandelt werden. Die translatorische Bewegung 5 dient zum Antreiben einer Segmentwelle 3. Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Lenksystem mit einem Lenkrad 7, wobei das
Lenkrad 7 eine Welle 13 antreibt. Durch eine Bewegung der Welle 13 wird ein Ventil 12 angesteuert und das Ventil 12 schaltet einen Fluidstrom. Mit dem Fluidstrom kann ein Hydromotor 10 beaufschlagt werden, wodurch die Lenkung unterstützt werden kann. Die Lenkrichtung wird anhand einer Veränderung /Bewegung
/Drehmomentbeaufschlagung der Welle 13 festgestellt. Die Veränderung /Bewegung /Drehmomentbeaufschlagung der Welle 13 kann statt mit einem Ventil 12
elektrisch/elektronisch/mechanisch mit einem Sensor oder einem sonstigen
Messwertaufnehmer festgestellt werden und an ein Ventil, welches frei montierbar ist, weitergeleitet werden. Die Figur 2 zeigt schematisch einen mechanischen
Durchtrieb (durchgehende mechanische Verbindung des Lenkrads mit dem
Lenkstockhebel/dem Lenkgestänge). Zur Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Lenksystems ist es nicht notwendig, dass ein mechanischer Durchtrieb vorliegt. In
einer alternativen Ausführungsform wird ein steer-by-wire-Prinzip verwirklicht und eine durchgehende mechanische Verbindung des Lenkrads mit dem
Lenkstockhebel/dem Lenkgestänge wird nicht verwirklicht. Fig. 3 zeigt ein Lenksystem mit einer Umlenkung (beispielsweise einer 90°-
Umlenkung), einer hydraulischen Unterstützung 14 und einem Getriebe 15, wobei ausgehend vom Lenkrad 7 zunächst die hydraulische Unterstützung 14 und darauffolgend das Getriebe 15 angeordnet ist. Fig. 4 zeigt ein alternatives Lenksystem bei dem im Vergleich zur Ausführungsform der Figur 3 die hydraulische Unterstützung 14 und das Getriebe 15 in ihrer
Reihenfolge vertauscht sind.
Fig. 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, wobei zwei separate Getriebe 15 vorgesehen sind.
Fig. 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Lenksystem mit einem Lenkrad/Steuerrad 7, das eine Welle 13 antreibt. Durch eine Drehung der Welle 13 wird ein Ventil 12 geschaltet und ein Fluidstrom, insbesondere ein Ölstrom, kann zu einem Hydromotor 10 durchgeschaltet werden. Der Ölstrom wird durch eine Ölpumpe 9 erzeugt, die von einem Tank 8 gespeist werden kann. Der Fluidkreislauf kann geschlossen ausgebildet werden, um für ein Fahrzeug geeignet zu sein. Die hierdurch verstärkte
Drehbewegung der Welle 13 kann mittels eines Getriebes 11 übersetzt und/oder umgelenkt werden.
Fig. 7 zeigt eine Situation des Lenksystems bei der durch eine Drehbewegung der Welle 13 sich ein erster Schaltzustand 16 des Ventils 12 ergibt. Hierdurch wird ein Fluidstrom durch die Fluidleitung 18 dem Hydromotor 10 zugeführt. In einer alternativen Situation ergibt sich der Schaltzustand 17 und durch die Fluidleitung 19 wird dem Hydromotor 10 ein Fluidstrom zugeführt. In einer beispielhaften
Ausführungsform kann das Ventil 12 als 4/3 -Wegeventil ausgebildet sein.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird ein Lenksystem zur Verfügung gestellt, bei dem 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder beliebig viele Getriebe und 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder beliebig viele hydraulische Unterstützungen in einer beliebigen Reihenfolge angeordnet sind.
Als Fluid kann beispielsweise Öl eingesetzt werden. Zur Lenkkraftunterstützung kann insbesondere ein Motor genutzt werden, der in beide Rotationsrichtungen betreibbar ist, beispielsweise ein Hydromotor, insbesondere ein Flügelzellenmotor. Die Flügel des Flügelzellenmotors können im Betrieb hydraulisch ausgesteuert werden. Das verstärkte Drehmoment kann direkt an einen Lenkstockhebel bzw. ein Lenkgestänge weitergeleitet werden oder mittels eines Getriebes in Richtung und/oder
Drehzahl/Drehmoment gewandelt werden.
Es sei angemerkt, dass der Begriff„umfassen" weitere Elemente oder
Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff„ein" und„eine" mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN
1 Kugelmutter
2 Lenkspindel
3 Segmentwelle
4 rotatorische Bewegungsrichtung
5 translatorische Bewegungsrichtung
6 rotatorische Bewegungsrichtung
7 Lenkrad/S teuerr ad
8 Tank
9 Pumpe
10 Hydromotor
11 Getriebe
12 Ventil
13 Welle
14 hydraulische Unterstützung
15 Getriebe
16 erster Schaltzustand
17 zweiter Schaltzustand
18 Fluidleitung
19 Fluidleitung
20 Mittellinie
Claims
1. Lenksystem für ein Fahrzeug umfassend:
eine Lenkspindel (13) zur Aufnahme eines Drehmoments eines Lenkrads, ein Sensor (12) zur Feststellung des Drehmoments und
ein Motor (10) zur Verstärkung des Drehmoments anhand eines Signals des Sensors (12),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Motor (10) ein Hydromotor, insbesondere ein Flügelzellenmotor oder ein Zahnradmotor, ist.
2. Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) mit der Lenkspindel (13) derart gekoppelt ist, dass eine Bewegungsrichtungsumwandlung von einer rotativen Drehrichtung in eine translatorische Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsrichtungsumwandlung von einer translatorischen Bewegungsrichtung in eine rotative Bewegungsrichtung zur Lenkkraftunterstützung entfallen kann.
3. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Ventil (12), insbesondere ein 4/3-Wegeventil, ist und/oder wobei das
Ventil (12) zum Schalten eines Fluidstroms zur Beaufschlagung des Motors (10) vorgesehen ist.
4. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass kein mechanischer Durchtrieb vorliegt (steer-by-wire) und/oder wobei der Sensor
(12) ein Drehmomentsensor ist.
5. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrom ein Ölstrom ist.
6. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem eine Pumpe (9) zum Erzeugen des Fluidstroms und/oder einen
Tank (8) zum Bevorraten des Fluids umfasst und/oder wobei der Fluidkreislauf geschlossen ist.
7. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lenkrad (7) und Motor (10) ein Getriebe (15) zur Übersetzung und/oder Umlenkung angeordnet ist und/oder wobei zwischen Motor (10) und Lenkgestänge ein Getriebe (15) zur Übersetzung und/oder Umlenkung angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE201310107594 DE102013107594A1 (de) | 2013-07-17 | 2013-07-17 | Lenksystem mit hydromotor |
| DE102013107594.0 | 2013-07-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2015007489A1 true WO2015007489A1 (de) | 2015-01-22 |
Family
ID=51014289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2014/063476 WO2015007489A1 (de) | 2013-07-17 | 2014-06-26 | Lenksystem mit hydromotor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102013107594A1 (de) |
| WO (1) | WO2015007489A1 (de) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE1016135B (de) * | 1956-04-27 | 1957-09-19 | Walter Assmann | Hilfskraftlenkvorrichtung mit Spindel- oder Schneckengetriebe fuer Kraftfahrzeuge |
| DE2904723A1 (de) * | 1978-02-23 | 1979-09-06 | Bendix Corp | Servolenkvorrichtung |
| JPS59167371A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-20 | Nippon Seiko Kk | 全油圧式動力舵取装置 |
-
2013
- 2013-07-17 DE DE201310107594 patent/DE102013107594A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-06-26 WO PCT/EP2014/063476 patent/WO2015007489A1/de active Application Filing
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102013107594A1 (de) | 2015-01-22 |
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