专利摘要:
Ein Servolenksystem umfasst einen ersten und einen zweiten Ablassdurchgang, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Durchgang verbunden sind, und ein erstes und ein zweites Durchgangsumschaltventil, die an Verbindungen des ersten bzw. des zweiten Ablassdurchgangs und des ersten bzw. des zweiten Durchgangs angeordnet sind. Wenn eine Hydraulikpumpe arbeitet, um den hydraulischen Druck zum ersten Durchgang abzuführen, sieht das erste Durchgangsumschaltventil eine Fluidverbindung zwischen dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil des ersten Durchgangs vor und versperrt den ersten Ablassdurchgang. Und wenn die Hydraulikpumpe stoppt, sieht das erste Umschaltventil eine Fluidverbindung zwischen dem Zylinderseitenteil des ersten Durchgangs und dem ersten Ablassdurchgang vor.
公开号:DE102004003540A1
申请号:DE200410003540
申请日:2004-01-23
公开日:2004-08-19
发明作者:Masakazu Atsugi Kurata;Mizuo Atsugi Otaki
申请人:Hitachi Unisia Automotive Ltd;
IPC主号:B62D5-07
专利说明:
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifftein Servolenksystem zum Bereitstellen einer Lenkkraft und/oder einerLenkunterstützungskraftdurch Betätigeneines Hydraulikzylinders gemäß einemEingangsdrehmoment von einem Lenkeingabemittel oder einer Lenkeingabevorrichtungwie z.B. einem Kraftfahrzeuglenkrad.
[0002] Wie in JP-A-57-201767 offenbart,umfasst das Servolenksystem typischerweise eine Lenksäule, diein der Mitte des Lenkrades montiert ist, eine Zahnstange, die amunteren Ende der Lenksäuleangeordnet ist, einen Hydraulikzylinder oder einen Hydraulikstellantrieb,der mit der Zahnstange der Zahnverbindung (Zahnstange und Zahnrad)verbunden ist, eine Ölpumpevom reversiblen Typ zum verhältnismäßigen Liefernvon Hydraulikfluid oder -druck zu einer ersten und einer zweitenHydraulikkammer, die durch einen Kolben des Hydraulikzylinders festgelegt sind,durch einen ersten und einen zweiten Durchgang und ein Bypassventil,das füreinen Bypassdurchgang vorgesehen ist und zwischen dem ersten unddem zweiten Durchgang angeordnet ist, um den Bypassdurchgang zu öffnen undzu schließen.
[0003] Das Bypassventil ist derart konstruiert,dass ein Ventilelement gemäß den Steuerdrücken von Steuerdurchgängen, diemit zwei Auslassöffnungen der Ölpumpe verbundensind, geöffnetoder geschlossen wird, was den Bypassdurchgang in Verbindung bringtoder absperrt.
[0004] Wenn ein gewöhnlicher Lenkvorgang nach rechtsoder nach links währendder Fahrzeugfahrt mit dem Lenkrad ausgeführt wird, erfasst ein Erfassungsmechanismuswie z.B. ein Lenkdrehmomentsensor das resultierende Lenkdrehmoment,um die Ölpumpe über eineSteuerschaltung in der normalen oder Rückwärtsrichtung zu drehen, wasden Steuerdruck erzeugt. Dann wird das Bypassventil betätigt, umdie Verbindung des Bypassdurchgangs abzusperren, so dass der Hydraulikdruckvon der Ölpumpeverhältnismäßig zu denHydraulikkammern geliefert wird, was eine Lenkunterstützungskraftfür den Lenkvorgangbereitstellt.
[0005] Wenn andererseits der Erfassungsmechanismuswährendeiner Geradeausfahrt mit mittlerer oder hoher Geschwindigkeit unddergleichen kein Lenkdrehmoment erfasst, wird der Betrieb der Ölpumpe gestoppt,um zu ermöglichen,dass das Bypassventil eine Verbindung des Bypassdurchgangs vorsieht.Dann kann Hydraulikfluid zwischen den Hydraulikkammern strömen, wobeiein Lenkvorgang nur durch eine Lenkkraft des Lenkrades erreichtwird.
[0006] Mit dem typischen Servolenksystembildet jedoch der Hydraulikkreis einen normalerweise geschlossenenKreislauf, in dem das Bypassventil selektiv sowohl den Steuerdruckauf der Auslassseite der Ölpumpeals auch den Steuerdruck auf der Saugseite derselben einführt, wobeider Bypassdurchgang gemäß einerDruckdifferenz dazwischen geöffnet odergeschlossen wird.
[0007] Wenn das Lenkrad aus der neutralenPosition in einer Richtung gedreht wird, wird das Bypassventil folglichverschlossen, um zu veranlassen, dass der hydraulische Druck aufder Seite der einen Richtung auf die Hydraulikkammer wirkt. Wenndie Drehung des Lenkrades gestoppt wird, dann kommt die Ölpumpe imAllgemeinen aufgrund dessen, dass keine Fahrbahnlast auf die Räder wirkt,zu einem Stillstand. Obwohl eine Reaktionskraft von Federsystemender Räderund dergleichen in der Richtung der Zurückführung des Lenkrades in dieneutrale Position wirkt, wird in der Ölpumpe eine Rollreibung erzeugt,die den hydraulischen Druck vorsieht. Folglich wird das Bypassventilkontinuierlich verschlossen, was zu einem verschlechterten Bedienungsgefühl des Lenkradesführt,wenn es in die neutrale Position zurückgeführt wird.
[0008] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,ein Servolenksystem bereitzustellen, das ein ausgezeichnetes Bedienungsgefühl des Lenkradesermöglicht,wenn es in die neutrale Position zurückgebracht wird.
[0009] Diese Aufgabe wird durch die Merkmaleder Ansprüche1, 14 bzw. 15 gelöst.Die Unteransprüche betreffenvorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
[0010] Die vorliegende Erfindung stelltim Allgemeinen ein Servolenksystem bereit, das Folgendes umfasst:einen Drehmomentsensor; einen ersten und einen zweiten Durchgang,die jeweils einen Pumpenseitenteil und einen Zylinderseitenteilumfassen; einen Hydraulikzylinder mit einer ersten und einer zweitenKammer, wobei die erste und die zweite Kammer mit dem ersten bzw.dem zweiten Durchgang verbunden sind; eine Hydraulikpumpe, die einenhydraulischen Druck zu und von der ersten und der zweiten Kammerdes Hydraulikzylinders gemäß dem Lenkdrehmomentdes Drehmomentsensors zuführtund abführt;einen Ablassdurchgang, der mit mindestens dem ersten und/oder demzweiten Durchgang verbunden ist; und ein Umschaltventil, das aneiner Verbindung des Ablassdurchgangs und des mindestens einen Durchgangsangeordnet ist, wobei, wenn die Hydraulikpumpe arbeitet, um den hydraulischenDruck zu dem mindestens einen Durchgang abzuführen, das Umschaltventil eineFluidverbindung zwischen dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteildes mindestens einen Durchgangs vorsieht und den Ablassdurchgangabsperrt, und wobei, wenn die Hydraulikpumpe stoppt, das Umschaltventileine Fluidverbindung zwischen dem Zylinderseitenteil des mindestenseinen Durchgangs und dem Ablassdurchgang vorsieht.
[0011] Die weiteren Aufgaben und Merkmaleder vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibungmit Bezug auf die zugehörigenZeichnungen ersichtlich, in welchen gilt:
[0012] 1 istein Blockdiagramm, das ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Servolenksystemszeigt;
[0013] 2 isteine Querschnittsansicht, die ein erstes Durchgangsumschaltventilzeigt;
[0014] 3 isteine Ansicht ähnlichzu 2, die die Betätigung desersten Durchgangsumschaltventils zeigt; und
[0015] 4 istein Diagramm ähnlichzu 1, das ein zweitesAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung zeigt.
[0016] Mit Bezug auf die Zeichnungen wirdein Servolenksystem, das die vorliegende Erfindung verkörpert, beschrieben.
[0017] Mit Bezug auf 1–3 ist ein erstes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung gezeigt. Mit Bezug auf 1 umfasst das Servolenksystem ein Lenkradoder Lenkeingabemittel oder eine Lenkeingabevorrichtung 100,eine Lenksäule 101,die mit dem Lenkrad 100 gekoppelt ist und eine Abtriebswelle 101a amunteren Ende aufweist, eine Zahnverbindung 102, die ander Abtriebswelle 101a vorgesehen ist, einen Drehmomentsensor 103,der am unteren Ende der Abtriebswelle 101a angeordnet ist,zum Erfassen des Lenkdrehmoments des Lenkrades 100 undder Fahrbahneingabe vom rechten und vom linken Vorderrad, einenFahrzeuggeschwindigkeitssensor 104 zum Erfassen der Geschwindigkeitdes Fahrzeugs, ein elektronisches Steuergerät (ECU) 105 zum Steuerneiner Antriebs- und normalen/Rückwärtsdrehungeines Pumpenmotors 10 füreine Pumpe vom reversiblen Typ, wie später beschrieben wird, gemäß Erfassungssignalenaus dem Drehmomentsensor 103 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104,einen Hydraulikzylinder 1, der mit der Zahnstange der Zahnverbindung 102 verbundenist, und einen Hydraulikkreis 2 zum Liefern und Abführen von Hydraulikfluidoder -druck zum/vom Hydraulikzylinder 1. Das Servolenksystemumfasst ferner eine Batterie 106 zum Liefern von Leistungzum ECU 105 und eine Relaisschaltung 107.
[0018] Der Hydraulikzylinder 1 umfassteinen Zylinder 3, der sich in der Querrichtung des Fahrzeugserstreckt, eine Kolbenstange 4, die durch den Zylinder 3 hindurchangeordnet ist und mit der Zahnstange der Zahnverbindung 102 verbundenist, und einen Kolben 5, der verschiebbar im Zylinder 3 angeordnet istund an der Kolbenstange 4 befestigt ist. Erste und zweiteHydraulikkammern 6, 7 werden im Zylinder 3 durchden Kolben 5 festgelegt.
[0019] Der Hydraulikkreis 2 umfasstein Paar von ersten und zweiten Durchgängen 8, 9,deren eines Ende mit den Hydraulikkammern 6, 7 verbundenist, eine Pumpe oder Hydraulikpumpe vom reversiblen Typ, die mitden anderen Enden der Durchgänge 8, 9 verbundenist und einen Pumpenmotor 10, der in der normalen oderRückwärtsrichtungdurch einen Steuerstrom aus dem ECU 105 gedreht wird, undeine Ölpumpe 11 umfasst,einen ersten und einen zweiten Ablassdurchgang 13, 14,die vom ersten und vom zweiten Durchgang 8, 9 abgezweigtsind und jeweils ein stromabwärtsliegendes Ende aufweisen, das mit einem Behälter 12 in Verbindungsteht, welcher unter Atmosphärenbedingungsteht, ein Paar von Durchgangsumschaltventilen 15, 16,die an den Abzweigungspunkten der Auslass- oder Ablassdurchgänge 13, 14 vomersten und vom zweiten Durchgang 8, 9 angeordnetsind und gemäß einerDruckdifferenz zwischen den Pumpenseitenteilen 8a, 9a undden Zylinderseitenteilen 8b, 9b des ersten unddes zweiten Durchgangs 8, 9 betätigt werden,und einen ersten und einen zweiten Behälter 19, 20 zumselektiven Zuführenvon Kompensationshydraulikfluid zu beiden Seiten der Ölpumpe 11 über Rückschlagventile 17, 18,die an den Pumpenseitenteilen 8a, 9a vorgesehensind.
[0020] Der Pumpenmotor 10 dientzum Steuern des Starts, Stopps und der normalen/Rückwärts-Drehung der Ölpumpe 11 durcheinen Steuerstrom aus dem ECU 105 gemäß Erfassungssignalen, die durchden Drehmomentsensor 103 und den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 104 ausgegebenwerden.
[0021] Die Auslassdurchgänge 13, 14 weisenmiteinander verbundene stromabwärtsliegende Enden auf, mit denen ein mit dem Behälter 12 in Verbindung stehenderAuslassdurchgang 21 verbunden ist.
[0022] Mit Bezug auf 2 und 3 weisendie Durchgangsumschaltventile 15, 16 im Wesentlichendie gleiche Struktur auf, von welchen folglich eines, d.h. das ersteDurchgangsumschaltventil 15, der Bequemlichkeit halberdargestellt ist. Mit Bezug auf 2 umfasstdas erste Durchgangsumschaltventil 15 ein Gehäuse 22,ein Ventilloch 23, das im Gehäuse 22 ausgebildetist, einen Ventilkörper 25 miteinem grob abgestuften Außendurchmesser,welcher durch eine Kappe 24 im Ventilloch 23 angeordnetund gehalten ist, und ein Kolbenventilelement 26, das verschiebbarim Ventilkörper 25 angeordnetist.
[0023] Das Ventilloch 23 weisteinen Innendurchmesser auf, der allmählich schrittweise in Richtung einesVorderendes 23a verringert ist. Ein Ende des Pumpenseiten-Durchgangsteils 8a mündet ineinen oberen Teil mit kleinem Durchmesser nahe dem Vorderende 23a desVentillochs 23, wohingegen ein Ende des Zylinderseiten-Durchgangsteils 8b ineinen ungefährmittleren Teil des Ventillochs 23 mündet. Überdies mündet ein Ende des ersten Auslassdurchgangs 13 ineinen unteren Teil des Ventillochs 23. Die Kappe 24 istin einen äußeren Endteildes Ventillochs 23 mit maximalem Durchmesser durch einenDichtungsring eingeschraubt.
[0024] Der Ventilkörper 25 ist ausgebildet,um innen einen Hohlraum vorzusehen, und weist einen oberen Endteil,der mit einem ersten Durchgangsloch 25a ausgebildet ist,welches mit dem Vorderende 23a des Ventillochs 23 inVerbindung steht, und einen ungefähr mittleren Teil, der miteinem zweiten Durchgangsloch 25b ausgebildet ist, welchesmit dem offenen Ende des Zylinderseiten-Durchgangsteils 8b in Verbindungsteht, auf. Überdiesweist der Ventilkörper 25 einenunteren Endteil auf, der mit einem dritten Durchgangsloch 25c ausgebildetist, welches mit dem Ende des ersten Auslassdurchgangs 13 inVerbindung steht. Eine Vielzahl von Dichtungsringen ist in vorbestimmtenPositionen an der äußeren Umfangsfläche desVentilkörpers 25 angeordnet,um eine Abdichtung zwischen dem Ventilkörper 25 und dem Ventilloch 23 auszuführen.
[0025] Das Kolbenventilelement 26 umfassteinen Schaft 26a, einen zylindrischen ersten Ventilteil 27, deran einem oberen Ende des Schafts 26a angeordnet ist, zumVorsehen einer Verbindung oder einer Absperrung zwischen dem erstenund dem zweiten Durchgangsloch 25a, 25b, einenscheibenförmigen zweitenVentilteil 28, der in einer ungefähr mittleren Position des Schafts 26a angeordnetist, zum Vorsehen einer Verbindung oder einer Absperrung zwischendem zweiten und dem dritten Durchgangsloch 25b, 25c undeinen zylindrischen Gleitteil 29, der an einem unterenEnde des Schafts 26a angeordnet ist.
[0026] Durch eine Vorspannkraft einer Schraubenfeder 30,die zwischen dem Boden einer in der Kappe 24 ausgebildetenFederkammer 24a und den Gleitteil 29 eingefügt ist,wird das Kolbenventilelement 26 in der Richtung vorgespannt,in der der erste Ventilteil 27 das erste Durchgangsloch 25a verschließt und der zweiteVentilteil 28 eine Verbindung zwischen dem zweiten Durchgangsloch 25a unddem dritten Durchgangsloch 25c vorsieht. Überdiesumfasst das Kolbenventilelement 26 eine Drosselwelle 26b,die mit dem ersten Ventilteil 27 integriert ist, in derMitte von dessen Oberseite, die an der Deckenfläche des Vorderendes 23a desVentillochs 23 anliegt, um die meiste Aufwärtsbewegungdurch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 30 zu drosseln.
[0027] Eine erste ringförmige Kammer 25d undeine zweite ringförmigeKammer 25e sind im Ventilkörper 25 durch denersten und den zweiten Ventilteil 27, 28 und denzweiten Ventilteil 28 und den Gleitteil 29 festgelegt.Die erste ringförmigeKammer 25d sieht nach Bedarf eine Verbindung zwischen demersten und dem zweiten Durchgangsloch 25a, 25b vor,wohingegen die zweite ringförmigeKammer 25e eine Verbindung zwischen der ersten ringförmigen Kammer 25d unddem dritten Durchgangsloch 25c vorsieht.
[0028] Der erste Ventilteil 27 weistvier Aussparungen 31, die in der Oberseite ausgebildetsind und auf dem Umfang um ungefähr90 Grad beabstandet sind, und eine Öffnung 32, die sichaxial von der Oberseite der Aussparungen 31 erstreckt,um eine Verbindung zwischen dem Vorderende 23a des Ventillochs 23 undder ersten ringförmigenKammer 25d vorzusehen, auf.
[0029] Ein Verbindungsdurchgang 33 mitungefähr umgekehrterL-Form ist durch den Schaft 26a hindurch ausgebildet, umeine Verbindung zwischen der ersten ringförmigen Kammer 25d undder Federkammer 24a vorzusehen.
[0030] Wie in 1 gezeigt,sind Bypassdurchgänge 34, 35 zwischenden Pumpenseitenteilen 8a, 9a und den Zylinderseitenteilen 8b, 9b derDurchgänge 8, 9 angeordnet,um die Durchgangsumschaltventile 15, 16 zu umgehen.
[0031] Behälter 38, 39 sindmit den Bypassdurchgängen 34, 35 über Unterdruck-Rückschlagventile 36, 37 verbunden.Rückschlagventile 40, 41 sindzwischen den Unterdruck-Rückschlagventilen 36, 37 undder Ölpumpe 11 angeordnet,um eine Einströmungvon Hydraulikfluid von den Rückschlagventilen 36, 37 indie Ölpumpe 11 zuermöglichen.
[0032] Als nächstes wird die Funktionsweisedes ersten Ausführungsbeispielsbeschrieben. Wenn der Fahrer das Lenkrad 100 nicht dreht,um es in der neutralen Position für Geradeausfahren oder dergleichenzu halten, gibt das ECU 105 keinen Steuerstrom an den Pumpenmotor 10 aus,wobei sich die Ölpumpe 11 imNicht-Betriebs-Zustand befindet. Da zwischen den Durchgängen 8, 9 keineDruckdifferenz auftritt, wird dann mit Bezug auf 1 und 2 die Drosselwelle 26b derKolbenventile 26 durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 30 biszur obersten Position angehoben, wo sie an der Deckenfläche des Vorderendes 23a desVentillochs 23 anliegt. Somit schließt der erste Ventilteil 27 daserste Durchgangsloch 25a und der zweite Ventilteil 28 siehteine Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Durchgangsloch 25b, 25c durchdie erste ringförmige Kammer 25d hindurchvor. Folglich stehen die Zylinderseiten-Durchgangsteile 8b, 9b durchdie Auslassdurchgänge 13, 14 inVerbindung und mündenin den Behälter 12,d.h. die Atmosphäre.
[0033] Daher kann das Lenkrad 100 indiesem Zustand manuell bedient werden.
[0034] Wenn das Lenkrad 100 dannbeispielsweise nach rechts gedreht wird, wird die Ölpumpe 11 beispielsweisedurch den Pumpenmotor 10 durch den Steuerstrom aus demECU 105 in der normalen Richtung angetrieben. Durch einesolche Pumpenwirkung wird Hydraulikfluid innerhalb des zweiten Durchgangs 9 angesaugtund an den Pumpenseitenteil 8a des ersten Durchgangs 8 ausgelassen.
[0035] Wie in 3 gezeigt,drücktdas Hydraulikfluid innerhalb des Pumpenseiten-Durchgangsteils 8a denersten Ventilteil 27 gegen die Vorspannkraft der Schraubenfeder 30 vomVorderende 23a des Ventillochs 23 herab, wobeidas Öffnendes ersten Durchgangslochs 25a und das Absperren der Verbindungzwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Kammer 25d, 25e,d.h. zwischen dem zweiten und dem dritten Durchgangsloch 25b, 25c durchden zweiten Ventilteil 28 erzielt wird.
[0036] In dem Moment, in dem Hydraulikfluidinnerhalb der ersten Hydraulikkammer 6 unmittelbar durch denersten Durchgang 8 geliefert wird, wird daher Hydraulikfluidinnerhalb des ersten Behälters 19 auch durchdie Ölpumpe 11 undden ersten Durchgang 8 geliefert, was einen Mangel kompensiert.Damit wird der Hydraulikdruck innerhalb der ersten Hydraulikkammer 6 erhöht, wodurcheine ausreichende Unterstützungskrafterhalten wird.
[0037] Wenn Hydraulikfluid, das in das Vorderende 23a desVentillochs 23 strömt,den ersten Ventilteil 27 herabdrückt, wie vorstehend beschrieben,strömt überdieseine kleine Menge an Hydraulikfluid durch die Öffnung 32 in die ersteringförmigeKammer 25d. Und wenn der erste Ventilteil 27 geringfügig nachunten bewegt wird, werden die Aussparungen 31 sofort derzweiten ringförmigenKammer 25d zugewandt. Somit strömt Hydraulikfluid sofort indas zweite Durchgangsloch 25b, was zu einem verbesserten Reaktionsvermögen derZufuhr zur ersten Hydraulikkammer 6 führt.
[0038] Wenn andererseits das Lenkrad 100 vonder nach rechts gedrehten Position in die ursprüngliche Position zurückgebrachtwird und dann nach links gedreht wird, arbeitet das ECU 105 zumDrehen der Ölpumpe 11 inder Rückwärtsrichtungdurch den Pumpenmotor 10.
[0039] Im Gegensatz zum vorangehenden wirdfolglich Hydraulikfluid innerhalb der ersten Hydraulikkammer 6 undim zweiten Behälter20 zum zweiten Durchgang 9 ausgelassen und durch das zweite Durchgangsumschaltventil 16 zurzweiten Hydraulikkammer 7 geliefert. Wenn der Antrieb desPumpenmotors 10 vorübergehendgestoppt wird, um dadurch die Drehung der Ölpumpe 11 zu stoppen,wenn das Lenkrad 100 durch die neutrale Position hindurchgeht,dann wird das Kolbenventilelement 26 des ersten Durchgangsumschaltventils 15 durchdie Vorspannkraft der Schraubenfeder 30 angehoben, wiein 2 gezeigt, da derHydraulikdruck innerhalb des ersten Durchgangs 8 niedrigwird.
[0040] Damit schließt der erste Ventilteil 27 daserste Durchgangsloch 25a, um die Verbindung zwischen demersten und dem zweiten Durchgangsloch 25a, 25b abzusperrenund eine Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Durchgangsloch 25b, 25c durchdie ringförmigenKammern 25d, 25e vorzusehen. Folglich strömt Niederdruck-Hydraulikfluidinnerhalb der ersten Hydraulikkammer 6 und des Zylinderseiten-Durchgangsteils 8b durchden ersten Auslassdurchgang 13 und wird an den Behälter 12 ausgelassen,welcher sich ungefährauf dem Atmosphärendruckbefindet.
[0041] Daher ist Hydraulikfluid, das durchdie Ölpumpe 11 strömt, nureine geringe Menge des Hydraulikfluids aus dem zweiten Behälter 20 zurKompensation und nicht das Hydraulikfluid innerhalb des ersten Durchgangs 8,was die Verhinderung des Auftretens einer starken Pumpenreibungermöglicht.
[0042] Dies führt zum möglichen Erreichen eines ausgezeichnetenLenkgefühlsdes Lenkrades 100.
[0043] Hinsichtlich der Betätigung deszweiten Durchgangsumschaltventils 16 sieht in derselben Weisewie mit Bezug auf 3 beschrieben,da das Kolbenventilelement 26 durch den Auslassdruck der Ölpumpe 11 nachunten bewegt wird, der erste Ventilteil 27 eine Verbindungzwischen dem ersten und dem zweiten Durchgangsloch 25a, 25b vorund versperrt die Verbindung zwischen dem zweiten Durchgangsloch 25b unddem zweiten Auslassdurchgang 14. Somit wird Hydraulikfluidunmittelbar zur zweiten Hydraulikkammer 7 geliefert, wasschnell eine Unterstützungskraftbereitstellt.
[0044] Wenn die Drehung des Lenkrades 100 nach linksgewechselt wird, wie vorstehend beschrieben, und dieses erste Durchgangsumschaltventil 15 die Verbindungzwischen dem ersten und dem zweiten Durchgangsloch 25a, 25b absperrtund eine Verbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Durchgangsloch 25b, 25c vorsieht,strömt überdiesein Teil des im Vorderende 23a des Ventilochs 23 eingeschlossenenHydraulikfluids durch die Öffnung 32 in dieerste ringförmigeNiederdruckkammer 25d. Dies ermöglicht die Aufhebung der Druckdifferenzvor und nach der Öffnung 32.
[0045] Folglich wird sichergestellt, dassdas Kolbenventilelement 26 mit schneller Verschiebbarkeitein schnelles und sicheres Absperren der Verbindung zwischen denDurchgängen 25a, 25b durchden ersten Ventilteil 27 durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 30 undauch eine schnelle und sichere Verbindung zwischen dem zweiten unddem dritten Durchgangsloch 25b, 25c durch denzweiten Ventilteil 28 ausführt.
[0046] Das zweite Durchgangsumschaltventil 16 arbeitetin derselben Weise, wobei folglich das Reaktionsvermögen desBetriebs des Servolenksystems verbessert wird.
[0047] Wenn die Ölpumpe 11 in der Rückwärtsrichtunggedreht wird, um das Hydraulikfluid innerhalb der ersten Hydraulikkammer 6 durchden ersten Durchgang 8 hindurch in den zweiten Durchgang 9 strömen zu lassen,wird das Hydraulikfluid durch den Behälter 38, das Unterdruck-Rückschlagventil 36 auf derSeite des ersten Durchgangs 8 und den Bypassdurchgang 34 zumzweiten Durchgang 9 geliefert.
[0048] Folglich wird eine Zuführungsverzögerung vonHydraulikfluid zur zweiten Hydraulikkammer 9 verhindert,was eine weitere Verbesserung des Reaktionsvermögen des Unterstützungsvorgangsermöglicht.
[0049] Mit Bezug auf 4 ist ein zweites Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung gezeigt, welches im Wesentlichen dasselbeist wie das erste Ausführungsbeispiel,außerdass ein Gegendruck-Regelungsventil 42 für den Auslassdurchgang 21 vorgesehenist, welches sich stromabwärtsvon den Auslassdurchgängen 13, 14 befindet,und Rückführungsdurchgänge 45, 46 zwischendem ersten und dem zweiten Auslassdurchgang 13, 14 angeordnetsind, um das Hydraulikfluid, das in die Auslassdurchgänge 13, 14 strömt, zwangsweise über die Rückschlagventile 44, 43 zurzweiten und zur ersten Hydraulikkammer 7, 6 zurückzuführen.
[0050] Das Gegendruck-Regelungsventil 42 dient zumHalten des Hydraulikdrucks innerhalb des Hydraulikkreises 2 aufeinem vorbestimmten Wert durch Aufbringen eines gegebenen Drucksvon beispielsweise etwa 0,2 MPa auf das aus den Auslassdurchgängen 13, 14 anden Behälter 12 ausgelassenen Hydraulikfluidsdurch Vorspannen eines Kugelventilelements 42a in der Schließrichtungmit einem vorbestimmten Druck, der sich aus der Vorspannkraft einer Feder 42b ergibt.
[0051] Typischerweise kann im Hydraulikkreis 2 des Servolenksystemsdas Hydraulikfluid innerhalb der Hydraulikkammern 6, 7 undim ersten und im zweiten Durchgang 8, 9 aufgrundvon Druckschwankungen und dergleichen unter dem Eintritt von Luftoder einer Fraktionierungsanomalie von gelöstem Gas, d.h. Aufschäumung, leiden.
[0052] Dann wird im zweiten Ausführungsbeispiel dasGegendruck-Regelungsventil 42 für den Auslassdurchgang 21 vorgesehen,um dem gesamten Hydraulikfluid im Hydraulikkreis 2 eineDruckkraft von etwa 0,2 MPa zu verleihen, was nicht zur zum Verhinderndes Auftretens von Geräuschenund einer Verschlechterung des Lenkgefühls bei im Hydraulikfluid eingeschlossenerLuft und dergleichen, sondern auch zur Verbesserung des Reaktionsvermögens desBetriebs des Servolenksystems aufgrund eines ausgezeichneten Anstiegsdes Hydraulikdrucks innerhalb der Hydraulikkammern 6, 7 zumZeitpunkt des Umschaltens und dergleichen führt.
[0053] Überdieswird ein Teil des in die Auslassdurchgänge 13, 14 strömenden Hydraulikfluids zwangsweisedurch die Rückführungsdurchgänge 46, 45 zuden Hydraulikkammern 7, 6 geliefert, ohne durchdas Gegendruck-Regelungsventil 42 zu strömen, wiedurch die Pfeile in 4 gezeigt,was nicht nur zu einer Verringerung der Last auf das Gegendruck-Regelungsventil 42,sondern auch zu einer weiteren Verbesserung des Reaktionsvermögens desBetriebs des Servolenksystems aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit der Zufuhrzu den Hydraulikkammern 6, 7 durch zwangsweiseZufuhr von Hydraulikfluid führt.
[0054] Wenn die Drehung des Lenkrades nach rechtsoder nach links gestoppt wird, wird, wie vorstehend beschrieben,der Betrieb der Hydraulikpumpe gestoppt, so dass das Durchgangsumschaltventildie Fluidverbindung zwischen dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteildes mindestens einen Durchgangs absperrt und eine Fluidverbindungzwischen dem Zylinderseitenteil und dem Ablassdurchgang vorsieht.Somit wird das Niederdruck-Hydraulikfluid innerhalb des Hydraulikzylindersund des Zylinderseitenteils durch den Ablassdurchgang zur Außenseiteausgelassen, die ungefährauf dem Atmosphärendruckliegt. Daher strömtdas meiste des Hydraulikfluids innerhalb des mindestens einen Durchgangs nichtdurch die Hydraulikpumpe, was eine Verhinderung des Auftretens einerstarken Pumpenreibung ermöglicht.Dies führtzum Erzielen eines ausgezeichneten Lenkgefühls des Lenkrades.
[0055] Da das Kolbenventilelement miteinanderintegrierte erste und zweite Ventilteile umfasst, kann ferner dasUmschalten des ersten und des zweiten Ventilteils durch Aufbringenund Nicht-Aufbringen desHydraulikdrucks aus der Hydraulikpumpe ausgeführt werden.
[0056] Wenn die Hydraulikpumpe vom Betriebszustandin den Nicht-Betriebs-Zustand übergeht,strömt außerdem einTeil des im Pumpenseitenteil des mindestens einen Durchgangs eingeschlossenenHydraulikfluids durch die Öffnungin den Niederdruck-Zylinderseitenteil des mindestens einen Durchgangs,wodurch eine reibungslose Rückführung desKolbenventilelements erhalten wird, was ein reibungsloses Umschaltendes Durchgangs ermöglicht.
[0057] Selbst wenn die Hydraulikpumpe arbeitet, wirdferner das Vorderende des Kolbenventilelements auf der Seite desPumpenseitenteils des mindestens einen Durchgangs durch den Ventilkörper gehalten,was eine reibungslose Betätigungdes Kolbenventilelements ermöglicht,ohne dass eine Neigung desselben vorliegt.
[0058] Ferner kann Hydraulikfluid innerhalbder Federkammer aus dieser strömen,was eine reibungslose Betätigungdes Kolbenventilelements ermöglicht.
[0059] Außerdem mündet das Ventilloch in dieAußenseitedes Gehäuses,was zu einer leichten maschinellen Bearbeitung des Ventillochs undMontage des Durchgangsumschaltventils führt.
[0060] Weiterhin kann die axiale Positiondes Kolbenventilelements zweckmäßig eingeschränkt werden,wenn die Hydraulikpumpe arbeitet.
[0061] Ferner wird das vom Pumpenseitenteildes mindestens einen Durchgangs gelieferte Hydraulikfluid nichtzum Ablassdurchgang ausgelassen, was ein effizientes Erreichen einerLenkunterstützungermöglicht.
[0062] Ferner wird Hydraulikfluid vom Hydraulikzylinderzur Hydraulikpumpe geliefert, ohne durch das Durchgangsumschaltventilzu strömen,wobei eine reibungslose Zirkulation von Hydraulikfluid erzielt wird,was eine Verbesserung des Reaktionsvermögens der Lenkunterstützung ermöglicht.
[0063] Außerdem wird verhindert, dassder Unterdruck innerhalb des Hydraulikkreises auftritt, wobei einreibungsloser Lenkvorgang erhalten wird. Es wird angemerkt, dassder Hydraulikdruck innerhalb des Hydraulikkreises auf der Nicht-Aufbring-Seitenegativ wird, wobei ein Einhakgefühl während des Lenkvorgangs auftretenkann.
[0064] Überdiesist das Gegendruck-Regelungsventil für den Ablassdurchgang vorgesehen,um dem gesamten Hydraulikfluid im Hydraulikkreis eine gegebene Druckkraftzu verleihen, was nicht nur zum Verhindern des Auftretens von Geräuschen undeiner Verschlechterung des Lenkgefühls bei im Hydraulikfluid eingeschlossenerLuft und dergleichen, sondern auch zur Verbesserung des Reaktionsvermögens desBetriebs des Servolenksystems aufgrund des ausgezeichneten Anstiegsdes hydraulischen Drucks zum Zeitpunkt des Umschaltens und dergleichen führt.
[0065] Ferner sind das erste und das zweiteUmschaltventil fürden ersten bzw. den zweiten Durchgang vorgesehen, was zum Verhinderndes Auftretens einer Pumpenreibung und zur Verbesserung der Steuergenauigkeithinsichtlich des gesamten Hydraulikkreises führt.
[0066] Ferner wird ein Teil des Hydraulikfluidsinnerhalb des Hydraulikzylinders auf der Nicht-Aufbring-Seite zumHydraulikzylinder auf der Aufbringseite durch den Rückführungsdurchganggeliefert, ohne durch die Hydraulikpumpe zu strömen, wodurch eine erhöhte Zuführungsgeschwindigkeitdes Hydraulikfluids erhalten wird, was zur Verbesserung des Reaktionsvermögens desBetriebs des Servolenksystems führt.
[0067] Zusammenfassend umfasst ein Servolenksystemeinen ersten und einen zweiten Ablassdurchgang, die mit dem erstenbzw. dem zweiten Durchgang verbunden sind, und ein erstes und einzweites Durchgangsumschaltventil, die an Verbindungen des erstenbzw. des zweiten Ablassdurchgangs und des ersten bzw. des zweitenDurchgangs angeordnet sind. Wenn eine Hydraulikpupe arbeitet, umden hydraulischen Druck zum ersten Durchgang abzuführen, siehtdas erste Durchgangsumschaltventil eine Fluidverbindung zwischendem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil des ersten Durchgangsvor und versperrt den ersten Ablassdurchgang. Und wenn die Hydraulikpumpestoppt, sieht das erste Umschaltventil eine Fluidverbindung zwischendem Zylinderseitenteil des ersten Durchgangs und dem ersten Ablassdurchgangvor.
[0068] Nachdem die vorliegende Erfindungin Verbindung mit den erläuterndenAusführungsbeispielen beschriebenwurde, wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht aufdiese begrenzt ist und verschiedene Änderungen und Modifikationenvorgenommen werden können,ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
[0069] Beispielsweise kann der Stopp desBetriebs der Pumpe vom reversiblen Typ in dem Fall auftreten, dassbeim Wechseln der Drehrichtung des Lenkrades 100 es vorübergehendin der neutralen Position gehalten wird und dann nach dem Ablaufeiner vorbestimmten Zeit in eine andere Richtung gewechselt wird.
[0070] Überdieskann das Lenkeingabemittel 100 ein elektrisches Lenkeingabemittelwie z.B. einen Steuerhebel umfassen, ohne das Lenkrad 100 und dieLenksäule 101 zuverwenden.
[0071] Der gesamte Inhalt der JapanischenPatentanmeldung P2003-014153,eingereicht am 23. Januar 2003, wird hiermit durch den Hinweis aufgenommen.
权利要求:
Claims (15)
[1] Servolenksystem mit: einem Drehmomentsensor(103); einem ersten und einem zweiten Durchgang (8, 9), diejeweils einen Pumpenseitenteil (8a, 9a) und einen Zylinderseitenteil(8b, 9b) umfassen; einem Hydraulikzylinder(1) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (6, 7),wobei die erste und die zweite Kammer mit dem ersten bzw. dem zweitenDurchgang verbunden sind; einer Hydraulikpumpe (10, 11),die gemäß dem Lenkdrehmomentdes Drehmomentsensors einen Hydraulikdruck zu und von der erstenund der zweiten Kammer des Hydraulikzylinders liefert und abführt; einemAblassdurchgang (13, 14), der mit mindestens demersten und/oder dem zweiten Durchgang verbunden ist; und einemUmschaltventil (15, 16), das an einer Verbindungdes Ablassdurchgangs und des mindestens einen Durchgangs angeordnetist, wobei, wenn die Hydraulikpumpe arbeitet, um den Hydraulikdruckzum mindestens einen Durchgang abzuführen, das Umschaltventil eineFluidverbindung zwischen dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteildes mindestens einen Durchgangs vorsieht und den Ablassdurchgangverschließt,und wenn die Hydraulikpumpe stoppt, das Umschaltventil eineFluidverbindung zwischen dem Zylinderseitenteil des mindestens einenDurchgangs und dem Ablassdurchgang vorsieht.
[2] Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei das Umschaltventileinen Ventilkörper(25), der mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern (25a, 25b, 25c)ausgebildet ist, die mit dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteildes mindestens einen Durchgangs und dem Ablassdurchgang in Verbindungstehen, ein Kolbenventilelement (26), das verschiebbarim Ventilkörperangeordnet ist und einen ersten Ventilteil (27) zum Öffnen undSchließender Durchgangslöcherentsprechend dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil und einenzweiten Ventilteil (28) zum Öffnen und Schließen desDurchgangslochs entsprechend dem Ablassdurchgang umfasst, und einelastisches Element (30) zum Vorspannen des Kolbenventilelementsin der Richtung des Absperrens der Fluidverbindung zwischen demPumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil durch den ersten Ventilteilund zum Vorsehen einer Fluidverbindung zwischen dem Zylinderseitenteilund dem Ablassdurchgang durch den zweiten Ventilteil umfasst.
[3] Servolenksystem nach Anspruch 2, wobei der ersteVentilteil des Kolbenventilelements mit einer Öffnung zum Vorsehen einer Fluidverbindungzwischen dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil des mindestenseinen Durchgangs ausgebildet ist.
[4] Servolenksystem nach Anspruch 2, wobei der ersteVentilteil des Kolbenventilelements mit einem vertieften Teil undeinem nicht-vertieften Teil auf der Seite des Pumpenseitenteilsdes mindestens einen Durchgangs ausgebildet ist, wobei, wenn dieHydraulikpumpe arbeitet, der vertiefte Teil eine Fluidverbindungzwischen dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil des mindestenseinen Durchgangs vorsieht und der nicht-vertiefte Teil durch denVentilkörperdes Umschaltventils gehalten wird.
[5] Servolenksystem nach Anspruch 2, wobei das elastischeElement eine Schraubenfeder (30) umfasst, die in einerFederkammer (24a) untergebracht ist, die im Umschaltventil aneinem Ende entgegengesetzt zum Pumpenseitenteil des mindestens einen Durchgangsausgebildet ist, wobei das Kolbenventilelement des Umschaltventilsmit einem Verbindungsdurchgang zum Vorsehen einer Fluidverbindungzwischen dem Zylinderseitenteil des mindestens einen Durchgangsund der Federkammer ausgebildet ist.
[6] Servolenksystem nach Anspruch 2, welches ferner einGehäuse(22) umfasst, das das Umschaltventil aufnimmt, wobei dasGehäusemit einem mit Boden versehenen Ventilloch (23) ausgebildetist, wobei das Ventilloch eine mit einer Kappe (24) verdeckte Öffnung aufweist.
[7] Servolenksystem nach Anspruch 6, wobei das Kolbenventilelementeine Drosselwelle (26b) umfasst, die an einem Ende aufder Seite des Pumpenseitenteils des mindestens einen Durchgangsangeordnet ist, wobei, wenn die Hydraulikpumpe stoppt, die Drosselwellean einem Boden des Ventillochs anliegt, um die axiale Position desKolbenventilelements zu drosseln.
[8] Servolenksystem nach Anspruch 2, wobei das Umschaltventilderart konstruiert ist, dass, wenn die Hydraulikpumpe arbeitet,der zweite Ventilteil die Fluidverbindung zwischen dem Zylinderseitenteildes mindestens einen Durchgangs und dem Ablassdurchgang absperrt,dann der erste Ventilteil eine Verbindung zwischen dem Pumpenseiten-und dem Zylinderseitenteil des mindestens einen Durchgangs vorsieht.
[9] Servolenksystem nach Anspruch 1, welches ferner einenBypassdurchgang (34, 35) umfasst, der zwischendem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil des mindestens einenDurchgangs angeordnet ist, wobei der Bypassdurchgang das Umschaltventilumgeht und ein Rückschlagventil(40, 41) für denBypassdurchgang vorgesehen ist, wobei das Rückschlagventil ermöglicht,dass Hydraulikfluid nur vom Zylinderseitenteil zum Pumpenseitenteilströmt.
[10] Servolenksystem nach Anspruch 9, welches fernerein Unterdruck-Rückschlagventil(36, 37) umfasst, das für den Bypassdurchgang in einerPosition näheram Zylinderseitenteil als am Rückschlagventil vorgesehenist, wobei, wenn der Unterdruck im Bypassdurchgang auftritt, sichdas Unterdruck-Rückschlagventil öffnet, umHydraulikfluid zum Pumpenseitenteil zu liefern.
[11] Servolenksystem nach Anspruch 1, welches fernerein Gegendruck-Regelungsventil (42) umfasst, das stromabwärts vomAblassdurchgang angeordnet ist, wobei das Gegendruck-Regelungsventil denhydraulischen Druck innerhalb eines Hydraulikkreises auf einem vorbestimmtenWert hält.
[12] Servolenksystem nach Anspruch 1, wobei das Umschaltventilfür jedendes ersten und des zweiten Durchgangs vorgesehen ist.
[13] Servolenksystem nach Anspruch 12, welches fernereinen ersten Rückführungsdurchgang(45), der den mit dem Umschaltventil des ersten Durchgangsverbundenen Ablassdurchgang und den Zylinderseitenteil des zweitenDurchgangs verbindet, einen zweiten Rückführungsdurchgang (46),der den mit dem Umschaltventil des zweiten Durchgangs verbundenenAblassdurchgang und den Zylinderseitenteil des ersten Durchgangsverbindet, und ein erstes und ein zweites Rückschlagventil (43, 44),die fürden ersten bzw. den zweiten Rückführungsdurchgang vorgesehensind, umfasst, wobei jedes RückschlagventilHydraulikfluid vom Ablassdurchgang zum Zylinderseitenteil des entsprechendenDurchgangs strömenlässt.
[14] Servolenksystem mit: einem Drehmomentsensor(103); einem ersten und einem zweiten Durchgang (8, 9), diejeweils einen Pumpenseitenteil (8a, 9a) und einen Zylinderseitenteil(8b, 9b) umfassen; einem Hydraulikzylinder(1) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (6, 7),wobei die erste und die zweite Kammer mit dem ersten bzw. dem zweitenDurchgang verbunden sind; einer Hydraulikpumpe (10, 11),die einen Hydraulikdruck zu und von der ersten und der zweiten Kammer desHydraulikzylinders gemäß dem Lenkdrehmomentdes Drehmomentsensors liefert und abführt; einem ersten undeinem zweiten Ablassdurchgang (13, 14), die mitdem ersten bzw. dem zweiten Durchgang verbunden sind; einemersten und einem zweiten Umschaltventil (15, 16),die an Verbindungen des ersten bzw. des zweiten Ablassdurchgangsund des ersten bzw. des zweiten Durchgangs angeordnet sind, wobei,wenn die Hydraulikpumpe arbeitet, um den Hydraulikdruck zum erstenoder zweiten Durchgang abzuführen,das entsprechende Umschaltventil eine Fluidverbindung zwischen demPumpenseiten- und dem Zylinderseitenteil des einen Durchgangs vorsiehtund den entsprechenden Ablassdurchgang absperrt, und wenn dieHydraulikpumpe stoppt, das entsprechende Umschaltventil eine Fluidverbindungzwischen dem Zylinderseitenteil des einen Durchgangs und dem entsprechendenAblassdurchgang vorsieht; einem ersten und einem zweiten Gegendruck-Regelungsventil,die stromabwärtsvom ersten bzw. vom zweiten Ablassdurchgang angeordnet sind, wobeijedes Gegendruck- Regelungsventilden Hydraulikdruck innerhalb eines Hydraulikkreises auf einem vorbestimmtenWert hält; einemersten Rückführungsdurchgang(45), der den mit dem ersten Umschaltventil verbundenenersten Ablassdurchgang und den Zylinderseitenteil des zweiten Durchgangsverbindet; einem zweiten Rückführungsdurchgang(46), der den mit dem zweiten Umschaltventil verbundenenzweiten Ablassdurchgang und den Zylinderseitenteil des ersten Durchgangsverbindet; und einem ersten und einem zweiten Rückschlagventil (43, 44),die fürden ersten bzw. den zweiten Rückführungsdurchgangvorgesehen sind, wobei jedes RückschlagventilHydraulikfluid vom entsprechenden Ablassdurchgang zum Zylinderseitenteildes entsprechenden Durchgangs strömen lässt.
[15] Servolenksystem mit: einer Einrichtung zumErfassen und Ausgeben eines Lenkdrehmoments (103); einemersten und einem zweiten Durchgang (8, 9), diejeweils einen Pumpenseitenteil (8a, 9a) und einen Zylinderseitenteil(8b, 9b) umfassen; einem Hydraulikzylinder(1) mit einer ersten und einer zweiten Kammer (6, 7),wobei die erste und die zweite Kammer mit dem ersten bzw. dem zweitenDurchgang verbunden sind; einer Hydraulikpumpe (10, 11),die einen Hydraulikdruck zu und von der ersten und der zweiten Kammer desHydraulikzylinders gemäß dem Lenkdrehmomentder Einrichtung zum Erfassen und Ausgeben eines Lenkdrehmomentsliefert und abführt; einemAblassdurchgang (13, 14), der mit mindestens demersten und/oder zweiten Durchgang verbunden ist; und einemUmschaltventil (15, 16), das an einer Verbindungdes Ablassdurchgangs und des mindestens ersten Durchgangs angeordnetist, wobei, wenn die Hydraulikpumpe arbeitet, um den Hydraulikdruckzu dem mindestens einen Durchgang abzuführen, das Umschaltventil eineFluidverbindung zwischen dem Pumpenseiten- und dem Zylinderseitenteildes mindestens einen Durchgangs vorsieht und den Ablassdurchgangabsperrt, und wenn die Hydraulikpumpe stoppt, das Umschaltventil eineFluidverbindung zwischen dem Zylinderseitenteil des mindestens einenDurchgangs und dem Ablassdurchgang vorsieht.
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同族专利:
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引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2004-08-19| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
2005-05-19| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: HITACHI, LTD., TOKIO/TOKYO, JP |
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