DE3437231C2 - - Google Patents
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- DE3437231C2 DE3437231C2 DE3437231A DE3437231A DE3437231C2 DE 3437231 C2 DE3437231 C2 DE 3437231C2 DE 3437231 A DE3437231 A DE 3437231A DE 3437231 A DE3437231 A DE 3437231A DE 3437231 C2 DE3437231 C2 DE 3437231C2
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/146—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by comprising means for steering by acting on the suspension system, e.g. on the mountings of the suspension arms
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, mit einer durch ein
Lenkrad zu betätigenden, servo-unterstützten Vorderradlenkung und einer Ei
genlenk-Ausgleichsvorrichtung für die Hinterachse, mit einer Druckfluidquelle,
einem dem Lenkgetriebe der Vorderachse zugeordneten, doppeltwirkenden
Arbeitszylinder zur Lenkkraftunterstützung, einem ersten Steuerventil zur
Steuerung der Fluidzufuhr von der Druckfluidquelle zu dem Arbeitszylinder in
Abhängigkeit von der Drehung des Lenkrades, und wenigstens einem mit der
Hinterachse des Fahrzeugs verbundenen, durch Druckfluid aus der Druckfluid
quelle betätigten Stellglied zur Erzielung eines Lenkeinschlags der Hinterrä
der.
Eine derartige Lenkvorrichtung ist aus der
US-PS
44 40 254 der Anmelderin bekannt. Diese Patentschrift zeigt und beschreibt ein
Fahrzeug mit Servolenkung und einer Hinterachse, deren Achsträger in elasti
schen Blöcken oder Puffern an der Karosserie aufgehängt ist. Eine derartige elastische,
verhältnismäßig weiche Aufhängung ist erwünscht zur Unterdrückung
einer Schwingungsübertragung zwischen der Achse und der Karosserie, führt jedoch
dazu, daß die Hinterachse beim Auftreten von Seitenführungskräften in einer
Kurve seitlich ausweicht, so daß ein für die Fahrstabilität ungünstiger Eigen
lenkeffekt der Hinterachse auftritt. Diesem Eigenlenkeffekt soll nach der US-PS
entgegengewirkt werden durch hydraulisch betätigte Stellmechanismen, die
auf die elastischen Blöcke oder Puffer einwirken und bestrebt sind, die Achse
entgegen der Wirkrichtung der auftretenden Seitenführungskräfte zu verschieben,
die Eigenlenkbewegung der Hinterachse also zu kompensieren. Darüber
hinaus zeigt die US-PS die zusätzliche Möglichkeit auf, die hydraulischen Stell
glieder im Sinne einer Überkompensation oder auch einer Verstärkung der Ei
genlenkbewegung der Hinterachse einzusetzen und damit gezielte Lenkeffekte
zu erreichen, wie etwa eine Verkleinerung des Wendekreises bei niedrigen Ge
schwindigkeiten oder eine Verringerung der Übersteuerungsneigung bei höheren
Geschwindigkeiten.
Nach der US-PS sind die hydraulischen Stellglieder der Hinterachse unmittelbar
an den Hydraulikkreis des Stellzylinders der Servolenkung angeschlossen.
Da die zu überwindenden Lenkkräfte an der Vorderachse mit zunehmender
Fahrzeuggeschwindigkeit abnehmen, ist es heute zur Vermeidung einer über
mäßigen Leichtgängigkeit der Lenkung und Erhaltung eines sicheren Lenkge
fühls weitgehend üblich, die Servounterstützung der Vorderachslenkung mit zu
nehmender Geschwindigkeit zu reduzieren und schließlich ganz einzustellen.
Wenn der beschriebene Eigenlenkausgleich der Hinterachse zu einer derartigen
Servolenkung parallelgeschaltet ist, führt dies zwar bei sehr niedrigen Ge
schwindigkeiten, etwa beim Ein- und Ausparken, zu dem gewünschten, den
Wendekreis verkleinernden Lenkeffekt der Hinterräder. Da jedoch die Seiten
führungskräfte an der Hinterachse mit der Fahrgeschwindigkeit zunehmen und
somit auch zunehmende Ausgleichskräfte an der Hinterachse benötigt werden,
erweist sich die Parallelschaltung zur Servolenkung als nachteilig, das gerade bei
höheren Geschwindigkeiten kein ausreichender Öldruck zur Abstützung der
Hinterachse zur Verfügung stand.
Die DE-OS 17 55 769 zeigt eine Allradlenkung im eigentlichen Sinne, die offenbar
für Baufahrzeuge oder dergleichen vorgesehen ist. Die zugrundeliegende
Zielsetzung besteht darin, bei einem Fahrzeug, das wahlweise an der vorderen,
der hinteren oder an beiden Achsen lenkbar sein soll, sicherzustellen, daß beide
Lenkungen stets mit gutem Gleichlauf arbeiten und stets ein bestimmter Lenk
radausschlag zu einer bestimmten Verstellung der zu lenkenden Räder führt. Aus
diesem Grunde wird zunächst die Gesamtmenge des Hydrauliköls durch ein
Ventil entsprechend der Lenkradstellung gesteuert. Der auf diese Weise einge
stellte Ölstrom wird in einem Mengenteiler in zwei gleiche Teilströme zerlegt,
die den Lenkantrieben der Vorder- und Hinterräder zugeführt werden. Wenn alle
Räder gelenkt werden sollen, erfolgt dies somit für alle vier Räder mit dem
gleichen Ausschlag. Soll nur an einer Achse gelenkt werden, so wird eines der
Ventile geschlossen, und das dort zurückgehaltene Öl wird ohne weiteres über
eine Leitung zurückgeleitet. Einen Einfluß auf das Lenkverhalten der anderen
Achse hat dies nicht. Der Lenkausschlag aller Räder ist also stets proportional zu
dem Lenkradausschlag. Die Ölpumpe muß stets diejenige Ölmenge zur Verfügung
stellen, die zum Lenken beider Achsen benötigt wird, arbeitet also beim
Lenken nur einer Achse unwirtschaftlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung mit Servounter
stützung der Vorderachse und Eigenlenkausgleich der Hinterachse zu schaffen,
die es gestattet, die Vorderachslenkung und den Eigenlenkausgleich der Hinter
achse unabhängig voneinander mit möglichst geringer Pumpenkapazität zu
steuern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Lenkvorrichtung
gelöst durch ein zweites Steuerventil zur Steuerung der Fluidzufuhr zu dem
Stellglied in Abhängigkeit von der Drehung des Lenkrades und ein Verteilerventil
zwischen der Druckfluidquelle und den beiden Steuerventilen zur Aufteilung
der von der Druckfluidquelle geförderten Fluidmenge derart, daß dem ersten
Steuerventil mit zunehmender Geschwindigkeit eine kleinere Fluidmenge und
mit geringerer Geschwindigkeit eine größere Fluidmenge und dem zweiten
Steuerventil im hohen Geschwindigkeitsbereich eine größere und im niedrigen
Geschwindigkeitsbereich eine kleine Fluidmenge zugeführt wird.
Die vollständig unabhängige Steuerung der Vorder- und Hinterachse führt dazu,
daß beide nach einer optimalen Charakteristik betätigt werden können. Dies ist
bei der gattungsgemäßen Parallelschaltung der Fluidströme naturgemäß nicht
möglich. Da die Servolenkung vor allem bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten
einen starken Öldruck benötigt, während an der Hinterachse bei schneller Kur
venfahrt hohe Seitenführungskräfte auszugleichen sind, ergeben sich gegeneinander
versetzte Bedarfsspitzen für beide Achsen, so daß der Ölbedarf beider Achsen
mit einer Pumpe begrenzter Kapazität gedeckt werden kann.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Er
findung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer
Servolenkung gem. einem ersten Ausführungs
beispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Schnitt durch ein Beispiel eines
Verteilerventils der in Fig. 1 gezeigten
Servolenkung;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung ähnlich
Fig. 1 und zeigt ein zweites Ausführungs
beispiel der Erfindung;
Fig. 4 ist ein Schnitt durch ein Beispiel eines
Verteilerventils mit variablem Strömungs-
Aufteilungsverhältnis für die Servolenkung
gem. Fig. 3;
Fig. 5A und 5B sind Grafiken zur Veranschaulichung von
Änderungen der Zufuhr von Hydraulikfluid
zu ersten und zweiten Steuerventilen der
Servolenkung gem. Fig. 3 in Abhängigkeit
von der Fahrzeuggeschwindigkeit;
Fig. 6A und 6B sind Grafiken ähnlich Fig. 5A und 5B und
veranschaulichen die Fluidzufuhr zu den
Steuerventilen gem. einer anderen Charak
teristik;
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung ähnlich
Fig. 1 und zeigt ein drittes Ausführungs
beispiel der Erfindung;
Fig. 8 ist ein Schnitt durch ein weiteres Beispiel
eines Verteilerventils mit variablem Strö
mungs-Aufteilungsverhältnis für die Servo
lenkung gem. Fig. 7;
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines
vierten Ausführungsbeispieles der erfin
dungsgemäßen Servolenkung; und
Fig. 10 zeigt schematisch ein fünftes Ausführungs
beispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs
gemäßen Servolenkung, die beispielsweise in ein Kraftfahr
zeug mit einem Fahrzeugaufbau 11 eingebaut ist. Zu dem Len
kungssystem gehören die Vorderräder 12R, 12L und die Hinter
räder 13R, 13L des Kraftfahrzeugs, die sämtlich drehbar an
dem Fahrzeugaufbau 11 montiert sind. Die Vorderräder 12R,
12L sind jeweils über einen Gelenkarm 14R, 14L und eine
seitliche Verbindungsstange 15R, 15L mit einem der entgegen
gesetzten Enden einer Spurstange oder Zahnstange 16 verbun
den. Die Zahnstange 16 kämmt mit einem Ritzel 17, das über
eine Lenkwelle 18 mit einem Lenkrad 19 verbunden ist. Die
Zahnstange 16 und das Ritzel 17 bilden in herkömmlicher
Weise das Lenkgetriebe 20 des Fahrzeugs.
Die Hinterräder 13R, 13L sind jeweils mit Hilfe eines Halb-
Trapezlenkers 21R, 21L gelenkig an einem hinteren Aufhän
gungselement 22 befestigt. Das Aufhängungselement 22 ist
an seinen entgegengesetzten Enden mit Hilfe elastomerer
Puffer 23R, 23L elastisch an dem Fahrzeugaufbau 11 abge
stützt. Ein an dem Fahrzeugaufbau 11 befestigter Zapfen
24L, 24R ist jeweils derart in der Mitte des zugehörigen
elastomeren Puffers 23L, 23R angeordnet, daß das hintere
Aufhängungselement 22 hinsichtlich der Übertragung mechani
scher Schwingungen von den Zapfen 24L, 24R isoliert ist. Ein
Differentialgehäuse 25 ist mit Hilfe nicht gezeigter Schrau
ben an dem hinteren Aufhängungselement 22 befestigt. Das
Differentialgehäuse 25 ist ebenfalls über einen Puffer 26
aus elastomerem Material elastisch an dem Fahrzeugaufbau 11
abgestützt. Ein an dem Fahrzeugaufbau befestigter Zapfen 27
ist derart in der Mitte des Puffers 26 angeordnet, daß das
Differentialgehäuse mechanisch von dem Zapfen 27 isoliert
ist. Das Differentialgehäuse 25 steht über Antriebswellen
28R, 28L mit den Hinterrädern 13R, 13L in Verbindung.
Eine Pumpe 29 dient als Druckfluidquelle, die Hydraulikfluid
aus einem Fluidbehälter 30 aufnimmt. Die Pumpe 29 ist über
eine Leitung P1 an einen nicht näher bezeichneten Einlaß
eines Verteilerventils 31 angeschlossen. Das Verteilerven
til 31 weist zwei nicht näher bezeichnete Auslässe auf,
die mit der Lenkwelle 18 zugeordneten ersten und zweiten
Steuerventilen 32, 33 in Fluidverbindung stehen. Das Ver
teilerventil 31 teilt die von der Pumpe 29 geförderte
Druckfluidströmung in einem vorgegebenen Aufteilungsver
hältnis in zwei Anteile, die jeweils über eine Leitung P2
bzw. P3 dem nicht näher bezeichneten Einlaß des ersten
bzw. zweiten Steuerventils 32, 33 zugeführt werden.
Das erste Steuerventil 32 weist einen nicht näher bezeich
neten Rücklauf und zwei Auslässe auf. Der Rücklauf ist
über eine Leitung P8 mit dem Fluidbehälter 30 verbunden.
Die beiden Auslässe sind über Leitungen P4, P5 mit einem
Antriebszylinder 34 für die Zahnstange 16 verbunden. Das
Steuerventil 32 dient zur Steuerung des von dem Verteiler
ventil 31 zugeführten Hydraulikfluids in Abhängigkeit von
der Drehung des Lenkrades 19 (oder, beim beschriebenen
Ausführungsbeispiel, in Abhängigkeit von der auf das Lenk
rad 19 ausgeübten Lenkkraft) und zur Weiterleitung des
in dieser Weise gesteuerten Hydraulikfluids an den An
triebszylinder 34. Das erste Steuerventil 32 weist vier
veränderbare Engstellen 32a, 32b, 32c und 32d auf, deren
Durchtrittsquerschnitt in Abhängigkeit von der auf das
Lenkrad 19 ausgeübten Lenkkraft veränderbar ist, so daß
die Fluidzufuhr zu dem Antriebszylinder durch die Wirkung
der Engstellen gesteuert wird. Der Antriebszylinder 34 um
faßt einen Zylinderkörper 35, der in dem Fahrzeugaufbau 11
angeordnet ist. Ein an der Zahnstange 16 befestigter Kolben
36 ist gleitend verschiebbar in dem Zylinderkörper 35 an
geordnet, so daß er das Innere des Zylinderkörpers in zwei
Fluidkammern 37, 38 unterteilt. Der Antriebszylinder 34 er
zeugt eine von der Druckdifferenz zwischen den Fluidkammern
37, 38 abhängige Zusatz-Lenkkraft, durch welche die Zahn
stange 16 zur Unterstützung der Lenkbewegung des Fahrers
angetrieben wird. Die Pumpe 29, der Fluidbehälter 30, das
erste Steuerventil 32 und der Antriebszylinder 34 sind als
solche als Baugruppen einer Servolenkung 39 bekannt.
Das zweite Steuerventil 33 weist zwei nicht näher bezeich
nete Auslässe auf, die jeweils über eine Leitung P6, P7 mit
einer ersten Gruppe von Stellgliedern 40a, 40c bzw. einer
zweiten Gruppe von Stellgliedern 40b, 40d in Verbindung
stehen. Jedes der Stellglieder 40a-40d ist als Hydrau
likzylinder ausgebildet und mechanisch zwischen dem hin
teren Aufhängungselement 22 und dem Fahrzeugaufbau 11 an
geordnet. Das zweite Steuerventil 33 weist ferner einen
nicht näher bezeichneten Rücklauf auf, der über eine Lei
tung P9 mit dem Fluidbehälter 30 in Verbindung steht. Das
zweite Steuerventil 33 weist vier variable Engstellen 33a,
33b, 33c und 33d auf, deren Durchtrittsquerschnitt entspre
chend der auf das Lenkrad 19 ausgeübten Lenkkraft verän
derbar ist, so daß die Zufuhr des Hydraulikfluids von dem
Verteilerventil 31 zu den einzelnen Stellgliedern 40a-40d
entsprechend der aufgewendeten Lenkkraft gesteuert wird.
Die einzelnen Stellglieder 40a-40d sind jeweils über Bol
zengelenke mit dem Fahrzeugaufbau 11 und dem hinteren Auf
hängungselement 22 verbunden und bewirken eine Verformung
der elastischen Puffer 23R, 23L unter der Wirkung des von
dem zweiten Steuerventil 33 zugeführten Hydraulikfluids,
so daß das hintere Aufhängungselement 22 um den Zapfen 27
geschwenkt wird. Somit bewirken die Stellglieder 40a-40d
durch das Verschwenken des Aufhängungselements 22 einen
Lenkeinschlag der Hinterräder 13R, 13L. Die Pumpe 29, der
Fluidbehälter 30, das zweite Steuerventil 33 und die Stell
glieder 40a, 40b, 40c, 40d bilden ein Lenkunterstützungssystem
oder ein Hinterrad-Lenksystem 41. Dieses Lenkunterstützungs
system wird als solches im einzelnen in der US-PS 44 40 254
beschrieben. Auf nähere Einzelheiten soll daher hier nicht
eingegangen werden.
Nachfolgend soll die Wirkungsweise der oben beschriebenen
Servolenkung erläutert werden.
Die Servolenkung des Fahrzeugs ist derart ausgelegt , daß
die Vorderräder 12R, 12L und die Hinterräder 13R, 13L ent
sprechend der Drehung des Lenkrades 19 in Bezug auf eine
gedachte senkrechte Ebene geschwenkt werden, die die Längs
achse des Fahrzeugaufbaus enthält. Die Vorderrad-Servolen
kung 39 erzeugt eine Hilfskraft zur Unterstützung des Lenk
einschlags der Vorderräder 12R, 12L, während das Lenkunter
stützungssystem 41 einen Lenkeinschlag der Hinterräder 13R,
13L in der Weise bewirkt, daß die Hinterräder in der glei
chen Richtung wie die Vorderräder geschwenkt werden. Die
Vorderrad-Servolenkung 39 ist derart ausgelegt, daß sie
eine sog. Ansprechschwelle aufweist, d. h., daß keine Hilfs
kraft erzeugt wird, wenn die auf das Lenkrad 19 ausgeübte
Lenkkraft nur sehr gering ist.
Wenn das Lenkrad 19 nicht gedreht wird, befindet sich das
erste Steuerventil 32 in einem Zustand, in welchem sämt
liche Engstellen 32a, 32b, 32c, 32d dieses Ventils den sel
ben Öffnungsgrad aufweisen. Ebenso befindet sich das zwei
te Steuerventil 33 in einem Zustand, in welchem sämtliche
Engstellen 33a, 33b, 33c, 33d dieselben Öffnungsgrade aufwei
sen. Folglich wird das von der Pumpe 29 geförderte und
durch das Verteilerventil 31 auf die Steuerventile 32, 33
verteilte Hydraulikfluid durch die Steuerventile zu dem
Fluidbehälter 30 zurückgeleitet.
Wenn eine sehr geringe Lenkkraft (unterhalb der Ansprech
schwelle) auf das Lenkrad 19 ausgeübt wird, beispielsweise
im Sinne einer Rechtskurve des Fahrzeugs, so wird das zwei
te Steuerventil 33 in der Weise betätigt, daß die Engstel
len 33a, 33c entsprechend der Lenkkraft gedrosselt werden,
während die Engstellen 33b, 33d entsprechend erweitert wer
den. Dagegen bleiben die Öffnungsgrade der Engstellen 32a-
32d des ersten Steuerventils 32 unverändert, da die An
sprechschwelle der Vorderrad-Servolenkung 39 noch nicht er
reicht wurde. Infolgedessen wird das über die Leitung P2
zugeführte Hydraulikfluid von dem Verteilerventil 31 nicht
dem Antriebszylinder 34 zugeführt, sondern durch das erste
Steuerventil 32 über die Leitung P8 in den Fluidbehälter 30
zurückgeleitet. Währenddessen wird durch das zweite Steuer
ventil 33 der Anteil des Hydraulikfluids, der durch das
Verteilerventil 31 in die Leitung P3 geleitet wurde, ent
sprechend der aufgewendeten Lenkkraft gesteuert, so daß
das Hydraulikfluid unter einem verhältnismäßig hohem Druck
über die Leitung P7 den Stellgliedern 40b, 40d zugeführt
wird, während den Stellgliedern 40a, 40c das Hydraulikfluid
über die Leitung P6 nur mit einem verhältnismäßig geringem
Druck zugeführt wird. Folglich werden die Hinterräder 13R,
13L nach rechts eingeschlagen, während der Einschlag der
Vorderräder 12R, 12L nach rechts allein durch die auf das
Lenkrad 19 ausgeübte und mechanisch über das Lenkgetriebe
20 übertragene Lenkkraft bewirkt wird. Da das zweite Steuer
ventil 33 Hydraulikfluid unter hohem Druck an die Stell
glieder 40b, 40d liefert, ist der Strömungswiderstand in
dem Hydraulikkreislauf des zweiten Steuerventils 33 ver
hältnismäßig hoch. Dennoch gewährleistet das Verteilerven
til 31, daß dem zweiten Steuerventil 33 eine vorgegebene
Menge an Hydraulikfluid zugeführt wird. Auf diese Weise
wird ein Druckabfall an den Stellgliedern 40b, 40d verhin
dert, so daß der Lenkeinschlag der Hinterräder 13R, 13L
zuverlässig ausgelöst wird.
Wenn die auf das Lenkrad 19 ausgeübte Lenkkraft zunimmt,
wird das erste Steuerventil 32 in der Weise betätigt, daß
die variablen Engstellen 32a, 32c erweitert werden, während
die Engstellen 32b, 32d entsprechend der Lenkkraft gedros
selt werden. Das Hydraulikfluid wird unter verhältnismäßig
hohem Druck in die Fluidkammer 38 des Antriebszylinders 34
eingeleitet. Folglich erzeugt der Antriebszylinder 34 ei
ne Hilfskraft zum Antrieb der Zahnstange 16, so daß die
Drehung des Lenkrades 19 unterstützt wird. Das zweite
Steuerventil 33 wird in der Weise betätigt, daß die Änderun
gen des Durchtrittsquerschnitts der Engstellen 33a-33d
weiter verstärkt werden, so daß den Stellgliedern 40b, 40d
ein noch höherer Fluiddruck zugeführt wird und der Ein
schlagwinkel der Hinterräder 13R, 13L weiter zunimmt. In
diesem Zustand wird durch das vorgegebene Aufteilungsver
hältnis des Verteilerventils 31 sichergestellt, daß den
Steuerventilen 32, 33 die vorgegebenen Fluidmengen zugeführt
werden, so daß die Vorderrad-Servolenkung 39 und das auf
die Hinterräder wirkende Lenkunterstützungssystem wirk
sam in Abhängigkeit von der aufgewendeten Lenkkraft ge
steuert werden, ohne daß die beiden Systeme sich gegensei
tig beeinträchtigen.
Somit wird dadurch, daß das von der gemeinsamen Pumpe 29
geförderte Hydraulikfluid durch das Verteilerventil 31
auf die beiden Steuerventile 32, 33 aufgeteilt wird, ein
unabhängiger Betrieb des Vorderrad-Servosystems und des
Hinterrad-Unterstützungssystems gewährleistet. Hierdurch
ergibt sich eine Verbesserung des Kurvenverhaltens des
Fahrzeugs.
Durch die Aufteilung des von der Pumpe 29 geförderten Hy
draulikfluids mit Hilfe des Verteilerventils 31 entfällt
ferner die Notwendigkeit, zwei unabhängige Pumpen für das
Vorderrad-Servosystem 39 und das Lenkunterstützungssystem
41 vorzusehen. Hierdurch werden die Abmessungen der ge
samten Lenkvorrichtung verringert und die Herstellungs
kosten gesenkt.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines Verteilerventils 31 wie
es in der Servolenkung gem. Fig. 1 verwendet wird. Das Ver
teilerventil 31 umfaßt ein Gehäuse 51, das mit einem mit
der Leitung P1 verbundenen Einlaß 52 und zwei Auslässen 53,
53′ versehen ist, von denen einer mit der Leitung P2 und
der andere mit der Leitung P3 in Verbindung steht. Zwei
Kolben 54, 54′ werden mit Hilfe von Hülsen 55, 55′ gleitend
verschiebbar in einer Bohrung des Gehäuses 51 gehalten.
Die Kolben 54, 54′ sind an ihren einander zugewandten Enden
jeweils mit einem einstückig mit dem Kolben ausgebildeten
L-förmigen Vorsprung versehen. Die Vorsprünge greifen der
art ineinander, daß ihre abgewinkelten Schenkel wechsel
seitig als Anschläge dienen. Die Kolben 54, 54′ begrenzen
jeweils im Zusammenwirken mit einem an dem Gehäuse 51 be
festigten Stopfen 56, 56′ eine Steuerkammer 57 bzw. 57′.
Die Kolben 54, 54′ sind jeweils mit einer Engstelle 54a, 54a,
mit festem Durchtrittsquerschnitt und mit einer Öffnung 54b,
54b′ versehen. Die Öffnungen 54b, 54b′ fluchten je nach
Position des Kolbens mehr oder weniger genau mit Bohrun
gen 55a, 55a′, die ihrerseits mit den Auslässen 53, 53′ in
Verbindung stehen. Wenn die Öffnungen 54b, 54b′ mit den
Bohrungen 55a, 55a′ fluchten, sind somit die Steuerkammern
57, 57′ mit den Auslässen 53, 53′ verbunden. Die Öffnungen
54b, 54b′ der Kolben 54, 54′ bilden zusammen mit den Bohrun
gen 55a, 55a′ der Hülsen 55, 55′ Steuerdrosseln 58 bzw. 58′
zur Änderung des Durchtrittsquerschnitts in Abhängigkeit
von der Auslenkung der Kolben 54, 54′. In den Steuerkammern
57, 57′ sind Zentrierfedern 59, 59′ angeordnet, die jeweils
den betreffenden Kolben 54, 54′ in die Neutralstellung vor
spannen. Das Verteilerventil 31 wirkt in der Weise, daß
der Durchtrittsquerschnitt der Steuerdrosseln 58, 58′ ver
ändert wird in Abhängigkeit von dem Fluiddruck, der über
die Engstellen 54a, 54a′ in den Steuerkammern 57, 57′ auf
gebaut wird. Auf diese Weise wird zwischen den über die
Auslässe 53, 53′ abgegebenen Fluidmengen ein vorgegebenes
Aufteilungsverhältnis aufrechterhalten. Das Aufteilungs
verhältnis kann über die Bemessung des Durchtrittsquer
schnitts der Engstellen 54a, 54a′ und über die Kenndaten
der Steuerdrosseln 58, 58′ verändert werden.
Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der er
findungsgemäßen Servolenkung, das dem ersten Ausführungs
beispiel abgesehen von der Ausbildung des Verteilerventils
ähnelt. Der Unterschied besteht darin, daß zur Aufteilung
des von der Pumpe 29 geförderten Hydraulikfluids auf die
ersten und zweiten Steuerventile 32, 33 ein Verteilerven
til 62 vorgesehen ist, dessen Aufteilungsverhältnis in Ab
hängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderlich
ist.
Das Verteilerventil 62 mit veränderlichem Aufteilungsver
hältnis weist eine Spule 62a auf, die elektrisch mit einer
Steuereinheit 63 verbunden ist, so daß das Aufteilungsver
hältnis von der Stärke des elektrischen Stromes abhängt,
der der Spule 62a von der Steuereinheit 63 zugeführt wird.
Mit der Steuereinheit 63 ist ein Fahrzeuggeschwindigkeits
sensor 64 elektrisch verbunden, der ein für die Fahrzeug
geschwindigkeit V repräsentatives Signal erzeugt. Die
Steuereinheit 63 ändert die Stromstärke des der Spule 62a
zugeführten Stromes in Abhängigkeit von dem Signal des
Geschwindigkeitssensors 64, so daß das Aufteilungsver
hältnis des Verteilerventils 62 entsprechend der Fahrzeug
geschwindigkeit V gesteuert wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Verteilerventils 62 mit variab
lem Aufteilungsverhältnis ist in Fig. 4 dargestellt. Das
Verteilerventil 62 gem. Fig. 4 umfaßt ein mit einer Boh
rung 65a versehenes Gehäuse 65, einen in die Bohrung 65a
mündenden Einlaß 66, der über die Leitung P1 mit der Pum
pe 29 verbunden ist, und zwei Auslässe 67, 68, die einer
seits mit der Bohrung 65a und andererseits über die Lei
tungen P2 und P3 mit den ersten und zweiten Steuerventi
len 32, 33 in Fluidverbindung stehen. Die entgegengesetzten
Enden der Bohrung 65a des Gehäuses 65 sind durch Stopfen
71, 72 verschlossen, die jeweils mit einer nicht näher be
zeichneten Sackbohrung versehen sind. In den Sackbohrun
gen der Stopfen 71, 72 ist jeweils ein Kolben 69, 70 glei
tend verschiebbar angeordnet. Zwischen den Stirnwänden
der Stopfen 71, 72 und den zugeordneten Kolben 69, 70 ist
jeweils eine Druckfeder 73 bzw. 74 vorgesehen. Die Stopfen
71, 72 sind mit Öffnungen 71a, 72a versehen, die mit den
Auslässen 67, 68 in Verbindung stehen. Zwischen den einan
der zugewandten Enden der Stopfen 71, 72 ist ein im we
sentlichen zylindrisches Bauteil 75 fest eingefügt, das
mit einer Haupt-Öffnung 75a und zwei Steueröffnungen 75b,
75c versehen ist.
Jeder der Kolben 69, 70 ist hohl ausgebildet und begrenzt
mit der Stirnwand des zugeordneten Stopfens 71 bzw. 72
eine Fluidkammer 76 bzw. 77. Die Kolben 69, 70 sind an ih
ren einander zugewandten Enden mit einstückig angeformten,
ineinandergreifenden, L-förmigen Vorsprüngen 69b, 70b ver
sehen. Jeder der Kolben 69, 70 ist ferner mit einem ring
förmigen radialen Vorsprung 69c, 70c versehen, der gleitend
aber fluiddicht mit der Innenfläche des zylindrischen Bau
teils 75 in Berührung steht. Durch die ringförmigen radia
len Vorsprünge 69c, 70c werden ringförmige Nuten begrenzt,
die die Außenflächen der Kolben 69, 70 umgeben, so daß
zwischen dem zylindrischen Bauteil 75 und den Kolben 69, 70
jeweils eine Ringkammer 78, 79 gebildet wird. Die Steuer
öffnungen 75b, 75c des zylindrischen Bauteils 75 münden je
weils in eine der Ringkammern 78, 79. Jeder der Kolben 69,
70 ist darüberhinaus mit einer Verbindungsöffnung 69d, 70d
versehen, die die Ringkammer 78, 79 mit der Fluidkammer 76,
77 verbindet. Ferner ist jeder Kolben mit einer Öffnung
69e, 70e versehen, die in die Fluidkammer 76 bzw. 77 mün
det und in Abhängigkeit von der Position des betreffenden
Kolbens mit der Öffnung 71a bzw. 72a des zugeordneten
Stopfens 71 bzw. 72 in Verbindung tritt, so daß Fluidver
bindungen zwischen den Fluidkammern 76, 77 und den Ausläs
sen 67, 68 hergestellt werden. Die Öffnungen 69e, 70e der
Kolben und die Öffnungen 71a, 72a der Stopfen bilden variab
le Engstellen 80, 81, deren Durchtrittsquerschnitt in Ab
hängigkeit von der Auslenkung der Kolben 69, 70 veränder
lich ist. Zwischen den einander zugewandten Enden der
Kolben 69, 70 ist eine Druckfeder 82 angeordnet, die die
Kolben in entgegengesetzte Richtungen vorspannt.
Ein durch die Spule 62a angetriebenes Nadelventil 83 ist
derart beweglich in der Steueröffnung 75c des zylindri
schen Bauteils 75 angeordnet, daß der Durchtrittsquer
schnitt der Steueröffnung 75c entsprechend der Position
des Nadelventils 83 gesteuert wird. Die Spule 62a ist
elektrisch mit der Steuereinheit 63 verbunden.
Das Verteilerventil 62 ist somit derart ausgebildet, daß
durch Veränderung des Durchtrittsquerschnitts der Steuer
öffnung 75c mit Hilfe des Nadelventils 83 der hydraulische
Druck gesteuert wird, der über den Einlaß 66 in die Fluid
kammer 77 eintritt. Auf diese Weise wird das Aufteilungs
verhältnis der zu den ersten und zweiten Steuerventilen
32, 33 weitergeleiteten Fluidströmung gesteuert. Die Auslen
kung der Kolben 69, 70 ist abhängig von den Fluiddrücken in
den Fluidkammern 76, 77 und von der Kraft der Druckfedern 73,
74 und 82, und der Durchtrittsquerschnitt der variablen Eng
stellen 80, 81 ändert sich in Abhängigkeit von der Auslen
kung der Kolben 69, 70 in der Weise, daß zwischen den durch
die Auslässe 67, 68 ausströmenden Fluidmengen ein durch die
Steuereinheit 63 eingestelltes Aufteilungsverhältnis auf
rechterhalten wird.
Bei der in Fig. 3 und 4 gezeigten Servolenkung wird die
Aufteilung des von der Pumpe 29 geförderten Hydraulikfluids
auf die ersten und zweiten Steuerventile 32, 33 beispielswei
se nach der in Fig. 5A und 5B gezeigten Charakteristik oder
nach der in Fig. 6A und 6B gezeigten Charakteristik in Ab
hängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V gesteuert.
Die Steuereinheit 63 ist derart ausgelegt, daß die Fluid
menge Q1, die dem ersten Steuerventil 32 für die Vorder
rad-Servolenkung 39 zugeführt wird, bei verhältnismäßig
hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten verringert wird, während
die Fluidmenge Q2, die dem zweiten Steuerventil 33 für das
Lenkunterstützungssystem 41 zugeführt wird, bei verhältnis
mäßig hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten erhöht wird. Zwischen
der Gesamtmenge Q des von der Pumpe 29 geförderten Fluids
und den Fluidmengen Q1 und Q2 besteht die Beziehung:
Q = Q1 + Q2. Im Ergebnis wird somit der Druck des Hydrau
likfluids, das dem Antriebszylinder 34 der Vorderrad-Ser
volenkung 39 zugeführt wird, bei hohen Fahrzeuggeschwin
digkeiten verringert, so daß die durch den Antriebszylin
der 34 bewirkte Lenkhilfe verringert wird und dem Fahrer
ein gutes Lenkgefühl vermittelt wird. Dagegen wird der
Druck des Hydraulikfluids, das den Stellgliedern 40a, 40b,
40c, 40d des auf die Hinterräder wirkenden Lenkunterstützungs
systems 41 zugeführt wird, bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten erhöht,
so daß der Lenkeinschlag der Hinterräder 13R, 13L im Verhältnis
zu der auf das Lenkrad 19 ausgeübten Lenkkraft erhöht und
das Kurvenverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.
Fig. 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Er
findung, das sich von dem in Fig. 3 und 4 gezeigten zweiten
Ausführungsbeispiel lediglich im Hinblick auf die Ausbil
dung des Verteilerventils mit variablem Aufteilungsverhält
nis unterscheidet.
Das Verteilerventil 62′ gem. dem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfaßt ein Gehäuse 92 mit einer durchgehenden
Bohrung 92a. Erste und zweite Kolben 93, 93′ werden mit Hil
fe von in dem Gehäuse 92 befestigten ersten und zweiten
Hülsen 94, 94′ gleitend verschiebbar in der Bohrung 92a ge
halten. Das Gehäuse 92 weist einen zu der Bohrung 92a ge
öffneten Einlaß 95 und zwei Auslässe 96, 96′ auf. Die ent
gegengesetzten Enden des Gehäuses 92 sind durch erste und
zweite Stopfen 97, 97′ verschlossen.
Die ersten und zweiten Kolben 93, 93′ sind hohl ausgebildet
und jeweils mit einer zu dem zugeordneten Stopfen 97 bzw.
97′ geöffneten Bohrung 93a, 93a′ versehen. Die Kolben sind
derart gleitend verschiebbar in die betreffenden Hülsen
94, 94′ eingepaßt, daß zwischen den Stopfen 97, 97′ und den
Kolben 93, 93′ erste und zweite Steuerkammern 98, 98′ gebil
det werden. In die Bohrungen 93a, 93a′ der ersten und zwei
ten Kolben 93, 93′ ist jeweils ein Hilfskolben 99, 99′ der
art gleitend und fluiddicht eingepaßt, daß der Hilfskolben
in Bewegungsrichtung des zugeordneten Kolbens verschiebbar
ist. Durch den ersten Hilfskolben 99 wird eine erste Haupt-
Steuerkammer 98a im Inneren des ersten Kolbens 93 und eine
erste Hilfs-Steuerkammer 98b zwischen dem Hilfskolben und
dem ersten Stopfen 97 begrenzt. In entsprechender Weise
wird durch den zweiten Hilfskolben 99′ eine zweite Haupt-
Steuerkammer 98a′ im Inneren des zweiten Kolbens 99′ und
eine zweite Hilfs-Steuerkammer 98b′ zwischen dem zweiten
Hilfskolben und dem zweiten Stopfen 97′ begrenzt. Im Inne
ren der ersten Hilfs-Steuerkammer 98b ist zwischen dem
ersten Stopfen 97 und dem ersten Hilfskolben 99 eine vor
gespannte erste Zentrierfeder 100 angeordnet. Eine vorge
spannte zweite Zentrierfeder 100′ ist in der zweiten Hilfs-
Steuerkammer 98b zwischen dem zweiten Stopfen 97′ und dem
zweiten Hilfskolben 99′ angeordnet. Durch die ersten und
zweiten Zentrierfedern 100, 100′ werden die Kolben 93, 93′
in Richtung aufeinander zu vorgespannt.
Der erste Kolben 93 ist mit einer ersten Engstelle 93b mit
konstantem Durchtrittsquerschnitt versehen, über die die
erste Haupt-Steuerkammer 98a mit dem Einlaß 95 verbunden
wird. Ferner ist der erste Kolben 93 mit einer Öffnung 93c
verbunden, die je nach Position des Kolbens mit einer Öff
nung 94a der ersten Hülse 94 in Verbindung tritt, so daß
eine Fluidverbindung zu dem Auslaß 96 hergestellt wird.
In ähnlicher Weise ist der zweite Kolben 93′ mit einer
zweiten Engstelle 93b′ mit festem Durchtrittsquerschnitt
versehen, die die zweite Haupt-Steuerkammer 98a′ mit dem
Einlaß 95 verbindet, und eine Öffnung 93c′ des zweiten
Kolbens 93 tritt je nach Position dieses Kolbens mit ei
ner Öffnung 94a′ der zweiten Hülse 94′ in Verbindung, so
daß eine Fluidverbindung zu dem Auslaß 96′ hergestellt
wird. Die Öffnungen 94a, 94a′ der ersten und zweiten Hül
sen und die Öffnungen 93c, 93c′ der ersten und zweiten Kol
ben 93, 93′ bilden erste und zweite Steuerdrosseln 101, 101′,
deren Durchtrittsquerschnitt in Abhängigkeit von der Aus
lenkung der Kolben 93, 93′ veränderlich ist.
Darüberhinaus ist eine variable Engstelle 102 in der Lei
tung P1 in der Nähe des Einlasses 95 angeordnet. Ein strom
aufwärts der variablen Engstelle 102 gelegener Abschnitt der
Leitung P1 ist über eine Steuerleitung 103 und einen in dem
ersten Stopfen 97 ausgebildeten Kanal 97a mit der ersten
Hilfs-Steuerkammer 98b verbunden. Ein stromabwärts der
variablen Engstelle 102 gelegener Abschnitt der Leitung P2
ist über eine Steuerleitung 103′ und einen in dem zweiten
Kolben 97′ ausgebildeten Kanal 97a′ mit der zweiten Hilfs-
Steuerkammer 98b′ verbunden. Die variable Engstelle 102 ist
mit einer Spule 102a versehen, die elektrisch mit der Steuer
einheit oder Steuerschaltung 63 verbunden ist, so daß der
Durchtrittsquerschnitt der Engstelle 102 in Abhängigkeit
von der Stromstärke des der Spule 102a zugeführten Stromes
veränderlich ist. Die Steuereinheit 63 ist elektrisch mit
einem Sensor 64 zur Abtastung der Fahrzeuggeschwindigkeit
verbunden, so daß der Durchtrittsquerschnitt der variablen
Öffnung 102 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ge
steuert wird.
Durch eine zwischen den ersten und zweiten Kolben 93; 93′
angeordnete Druckfeder 106 werden die ersten und zweiten
Kolben in entgegengesetzte Richtungen vorgespannt. Mit 93d
und 93d′ sind im wesentlichen L-förmige, einstückig an die
einander zugewandten Enden der ersten und zweiten Kolben
93 und 93′ angeformte Vorsprünge bezeichnet. Die Vorsprün
ge 93d, 93d′ treten derart miteinander in Berührung, daß
die ersten und zweiten Kolben in einem Stück verschiebbar
sind.
Der Einlaß 95 des Verteilerventils 62′ ist über die Lei
tung P1 der Pumpe 29 verbunden, während die Auslässe 96,
96′ des Verteilerventils über die Leitungen P2, P3 mit den
ersten und zweiten Steuerventilen 32, 33 verbunden sind,
die der Lenkwelle 18 zugeordnet sind. Somit dient das Ver
teilerventil 62′ zur Aufteilung des von der Pumpe 29 ge
förderten Hydraulikfluids in einem von der Fahrzeuggeschwin
digkeit abhängigen Aufteilungsverhältnis auf die beiden
Steuerventile 32, 33. Bei dieser Ausführungsform ist das Ver
teilerventil 62′ derart ausgelegt, daß die Gesamtmenge Q
des von der Pumpe 29 geförderten Hydraulikfluids gem. einer
Charakteristik, die beispielsweise in der in Fig. 5A und 5B
oder in Fig. 6A und 6B gezeigten Weise von der Fahrzeugge
schwindigkeit abhängt, in die Anteile Q1 und Q2 für die
Vorderrad-Servolenkung 39 und das Lenkunterstützungssystem
41 aufgeteilt wird. Durch die Steuereinheit 63 wird die
Stärke des elektrischen Stromes gesteuert, der der Spule
102a der variablen Engstelle 102 zugeführt wird.
Nachfolgend soll zunächst die grundsätzliche Arbeitsweise
des Verteilerventils 62′ erläutert werden. Ein Teil des
Hydraulikfluids, das durch den Einlaß 95 in das Gehäuse
92a eintritt, strömt durch die erste Engstelle 93b mit fe
stem Durchtrittsquerschnitt in die erste Haupt-Steuerkam
mer 98a, aus der es durch die erste Steuerdrossel 101 und
den Auslaß 96 ausströmt, während ein anderer Teil des Hy
draulikfluids durch die zweite Engstelle 93b′ in die zwei
te Haupt-Steuerkammer 98a′ eintritt und durch die zweite
Steuerdrossel 101′ und den zweiten Auslaß 96′ ausströmt.
Die Bewegung des ersten Kolbens 93 ist abhängig von dem
Fluiddruck in der ersten Haupt-Steuerkammer 98a und von
der Kraft der Federn 100, 100′ und 106, so daß der Durch
trittsquerschnitt der ersten Steuerdrossel 101 in Abhän
gigkeit von diesen Größen verändert wird. In ähnlicher
Weise ist die Bewegung des zweiten Kolbens 93′ und damit
der Durchtrittsquerschnitt der zweiten Steuerdrossel 101,
von dem Fluiddruck in der zweiten Haupt-Steuerkammer 98a′
und der Kraft der Federn 100, 100′, 106 abhängig. Somit ist
das Verhältnis der Fluidanteile, die über die Steuerdros
seln 101, 101′ und die Auslässe 96, 96′ abgegeben werden be
stimmt durch den Durchtrittsquerschnitt der festen Engstel
len 93b, 93b′ und von den Federkonstanten der Federn 100, 100′,
106.
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem niedrigen Ge
schwindigkeitsbereich liegt, in welchem der Vorderrad-Ser
volenkung 39 eine erhöhte Menge an Hydraulikfluid zugeführt
wird, so bewirkt die Steuereinheit 63 eine Verringerung des
Durchtrittsquerschnitts der variablen Engstelle 102. Dies
hat zur Folge, daß der stromaufwärts der Engstelle 102 in
der Leitung P1 herrschende Fluiddruck in die Hilfs-Steuer
kammer 98b eingeleitet wird, so daß der Druck in dieser
Kammer ansteigt. Hierdurch wird die Kraft erhöht, die den
ersten Kolben 93 in Richtung auf die Mitte des Ventils vor
spannt. In der zweiten Hilfs-Steuerkammer 98b′, die mit
dem Abschnitt der Leitung P1 stromabwärts der variablen
Engstelle 102 verbunden ist, nimmt währenddessen der Fluid
druck ab, so daß die Kraft, die den zweiten Kolben 93′ zur
Mitte hin vorspannt, verringert wird. Dies führt dazu, daß
sich die Kolben 93, 93′ derart verschieben, daß der Durch
trittsquerschnitt der ersten Steuerdrossel 101 vergrößert
und der Durchtrittsquerschnitt der zweiten Steuerdrossel
101′ verringert wird. Somit wird der Vorderrad-Servolen
kung 39 eine größere Fluidmenge und dem Lenkunterstützungs
system 41 eine geringere Fluidmenge zugeführt.
Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt der Durchtritts
querschnitt der variablen Engstelle 102 zu, so daß die
Druckdifferenz zwischen den stromabwärtigen und stromauf
wärtigen Abschnitten der Leitung P1 und damit die Druck
differenz zwischen den ersten und zweiten Hilfs-Steuer
kammer 98b, 98b′ im Verhältnis zu dem oben beschriebenen
Fall niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt. Folglich
bewegen sich die ersten und zweiten Kolben 93, 93′ in ent
gegengesetzter Richtung, und der Durchtrittsquerschnitt
der ersten Steuerdrossel 101 wird verringert, während der
Durchtrittsquerschnitt der zweiten Steuerdrossel 101′ zu
nimmt. Auf diese Weise ergibt sich eine verringerte Fluid
zufuhr zu der Vorderrad-Servolenkung 39 und eine erhöhte
Fluidzufuhr zu dem Lenkunterstützungssystem 41.
Durch Änderung des Aufteilungsverhältnisses des Steuerven
tils 62′ in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
können somit die der Vorderrad-Servolenkung 39 und dem
Lenkunterstützungssystem 41 zugeführten Fluidmengen ent
sprechend den in Fig. 5A und 5B oder in Fig. 6A und 6B ge
zeigten Charakteristiken gesteuert werden, so daß das Kur
venverhalten des Fahrzeugs wirksam verbessert wird.
Da bei dem in Fig. 8 gezeigten Verteilerventil 62′ das Auf
teilungsverhältnis durch Verschiebung der ersten und zwei
ten Kolben 93, 93′ entsprechend einer Druckdifferenz zwi
schen den Abschnitten der Leitung P1 stromabwärts und strom
aufwärts der variablen Engstelle 102 gesteuert wird, wird
eine genaue Steuerung des Aufteilungsverhältnisses selbst
dann ermöglicht, wenn die Fluidmenge verhältnismäßig klein
ist. Die durch die Engstellen 93b, 93b′ mit festem Durch
trittsquerschnitt zugeführten Fluidmengen haben die glei
che Größe wie bei dem in Fig. 2 gezeigten Verteilerventil
mit festem Aufteilungsverhältnis. Daher wird eine Ver
ringerung der Antriebskraft der Kolben 93, 93′ vermieden,
so daß die Genauigkeit der Aufteilung der Fluidströmung
nicht beeinträchtigt wird.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, bewirkt das
Verteilerventil 62′ bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit eine
Abnahme der durch den Antriebszylinder 34 erzeugten Hilfs
kraft zum Einschlag der Vorderräder, während der Einschlag
winkel der Hinterräder 13R, 13L im Verhältnis zum Einschlag
des Lenkrades 19 bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit ver
größert wird. Hierdurch ergibt sich eine beträchtliche Ver
besserung des Kurvenverhaltens des Fahrzeugs.
Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungs
gemäßen Servolenkung, bei dem das Aufteilungsverhältnis des
Verteilerventils 62 vom Fahrer manuell eingestellt werden
kann. Im übrigen ähnelt dieses Ausführungsbeispiel dem
in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel.
Bei dieser Ausführungsform ist ein manuell zu betätigender
Schalter 108 vorgesehen, der elektrisch mit der Steuerein
heit 63 verbunden ist. Der Schalter 108 ist in der Nähe
des Fahrersitzes angeordnet, so daß er vom Fahrer betätigt
werden kann. Das Aufteilungsverhältnis des Verteilerven
tils 62 ist durch Betätigung des Schalters 108 veränder
bar.
Wenn bei der Servolenkung gem. Fig. 9 der Fahrer den Schal
ter 108 von Hand betätigt, liefert die Steuereinheit 63
einen elektrischen Strom an die Spule 62a, so daß das Auf
teilungsverhältnis des Verteilerventils 62 geändert wird.
Auf diese Weise können das Lenk- und Kurvenverhalten des
Fahrzeugs entsprechend den Wünschen des Fahrers einge
stellt werden. Darüberhinaus bietet diese Ausführungsform
die Möglichkeit, das Lenk- und Kurvenverhalten zu optimie
ren, wenn die Servolenkung in unterschiedliche Fahrzeug
typen eingebaut wird. Diese Ausführungsform gestattet so
mit eine Anpassung der Servolenkung an eine Vielzahl un
terschiedlicher Fahrzeugarten, so daß der Anwendungsbe
reich der Servolenkung erweitert wird.
Fig. 10 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfin
dung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Leitungen
P2 und P8 durch eine erste Bypassleitung oder einen er
sten Bypasskanal P10 verbunden, und die Leitungen P3 und
P9 sind durch eine zweite Bypassleitung oder einen zweiten
Bypasskanal P11 verbunden. In den Bypasskanälen P10, P11
sind erste und zweite druckkompensierte Durchsatz-Steuer
ventile 110, 111 bekannter Bauart angeordnet. Die Erreger
spulen 110a, 111a der Durchsatz-Steuerventile 110, 111 sind
elektrisch mit der Steuereinheit 63 verbunden, die ihrer
seits elektrisch mit dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
64 verbunden ist, so daß die Durchsatz-Steuerventile 110,
111 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V gesteuert
werden.
Bei der in Fig. 10 gezeigten Servolenkung werden die den
ersten und zweiten Steuerventilen 32, 33 zugeführten Fluid
drücke in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V
gesteuert, so daß sich beispielsweise die Steuercharakteristi
ken gem. Fig. 5A und 5B oder gem. Fig. 6A und 6B ergeben.
Die Steuerung der Vorderrad-Servolenkung 39 und des Lenk
unterstützungssystems 41 erfolgt somit wie bei dem zwei
ten und dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung gem.
Fig. 3 bis 8 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindig
keit, so daß ein verbessertes Kurvenverhalten des Fahr
zeugs und ein sicheres Lenkgefühl erreicht werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Servolenkung besteht darin,
daß die der Vorderrad-Servolenkung 39 und dem Lenkunter
stützungssystem 41 zugeführten Fluidmengen unabhängig von
einander gesteuert werden können und daß die Steuerung
nicht durch die Förderleistung der Pumpe 29 beeinflußt
oder eingeschränkt wird. Da die den Steuerventilen 32, 33
zugeführten Fluidmengen dadurch begrenzt werden, daß ein
Teil des Fluids über die Durchsatz-Steuerventile 110, 111
in den Fluidbehälter zurückgeleitet wird, nachdem die
Fluidanteile durch das Verteilerventil 31 in einem vorge
gebenen Verhältnis aufgeteilt wurden, kann die Fluidzu
fuhr ohne Rücksicht auf die von dem Verteilerventil 31 ge
lieferte Fluidmenge verringert werden. Auf diese Weise wird
der Steuerbereich vergrößert, in dem die Fluidzufuhr zu den
Steuerventilen 32, 33 verändert werden kann.
Claims (4)
1. Lenkvorrichtung für Fahrzeuge, mit einer durch ein Lenkrad zu betätigenden,
servo-unterstützten Vorderradlenkung und einer Eigenlenk-Ausgleichsvorrichtung
für die Hinterachse, mit einer Druckfluidquelle, einem dem Lenkgetriebe
der Vorderachse zugeordneten, doppeltwirkenden Arbeitszylinder zur Lenk
kraftunterstützung, einem ersten Steuerventil zur Steuerung der Fluidzufuhr von
der Druckfluidquelle zu dem Arbeitszylinder in Abhängigkeit von der Drehung
des Lenkrades, und wenigstens einem mit der Hinterachse des Fahrzeugs ver
bundenen, durch Druckfluid aus der Druckfluidquelle betätigten Stellglied zur
Erzeugung eines Lenkeinschlags der Hinterräder, gekennzeichnet durch
ein zweites Steuerventil (33) zur Steuerung der Fluidzufuhr zu dem Stellglied
(40a-d) in Abhängigkeit von der Drehung des Lenkrades und ein Verteilerventil
(31, 62, 62′) zwischen der Druckfluidquelle (29, 30) und den beiden Steuerventilen
(32, 33) zur Aufteilung der von der Druckfluidquelle geförderten Fluidmenge
derart, daß dem ersten Steuerventil (32) mit zunehmender Geschwindigkeit
eine kleinere Fluidmenge und mit geringerer Geschwindigkeit eine größere
Fluidmenge und dem zweiten Steuerventil (33) im hohen Geschwindigkeitsbereich
eine größere und im niedrigen Geschwindigkeitsbereich eine kleine Fluidmenge
zugeführt wird.
2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Verteilerventil (62a, 63) ein Schalter (108) zur manuellen Änderung des Aufteilungs
verhältnisses zugeordnet ist.
3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verteilerventil (31; 62; 62′)
- - ein Gehäuse (51; 65; 92) mit einem mit der Fluidquelle (29) verbundenen Einlaß (52; 66; 95), einem mit dem ersten Steuerventil (32) verbundenen ersten Auslaß (53; 67; 96) und einem mit dem zweiten Steuerventil (33) verbundenen zweiten Auslaß (53′; 68; 96′).
- - gleitend verschiebbar in dem Gehäuse angeordnete erste und zweite Kolben (54, 54′; 69, 70; 93, 63′), die jeweils eine erste bzw. zweite Steuerkammer (57, 57′; 76, 77; 98, 98′) in dem Gehäuse begrenzen und in Abhängigkeit von den in den Steuerkammern herrschenden Drücken beweglich sind, welche Steuerkammern jeweils über eine erste bzw. zweite Verbindungsöffnung mit dem Einlaß (52; 56; 95) verbunden sind,
- - eine erste Steueröffnung (58; 80; 101) mit entsprechend der Verschiebung des ersten Kolbens veränderlichem Durchtrittsquerschnitt zur Verbindung der ersten Steuerkammer mit dem ersten Auslaß,
- - eine zweite Steueröffnung (58′; 81; 101′) mit entsprechend der Verschiebung des zweiten Kolbens veränderlichem Durchtrittsquerschnitt zur Verbindung der zweiten Steuerkammer mit dem zweiten Auslaß und
- - Zentrierfedern (59, 59′; 73, 74, 82; 100, 100′, 106) zum Vorspannen der ersten und zweiten Kolben in ihre Neutralstellung umfaßt.
4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
eine von einem ersten Auslaß des Verteilerventils (31) zu dem ersten Steuerventil
(32) führende Leitung (P₂) über ein erstes druckkompensiertes Durchsatz-
Steuerventil (110) mit einer von dem ersten Steuerventil (32) zu einem Fluidbehälter
(30) führenden Leitung (P₈) verbunden ist und daß eine von dem zweiten
Auslaß des Verteilerventils (31) zu dem zweiten Steuerventil (33) führende Leitung
(P₃) über ein zweites druckkompensiertes Durchsatz-Steuerventil (111)
mit einer von dem zweiten Steuerventil (33) zu dem Fluidbehälter (30) führenden
Leitung (P₉) verbunden ist.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP58193013A JPS6085063A (ja) | 1983-10-15 | 1983-10-15 | 車両の操舵装置 |
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|---|---|---|---|
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