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  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine hydraulische Servolenkung mit einer Lenkhandhabe,insbesondere Lenkhandrad, sowie damit zur Lenkverstellung zwangsgekoppeltenlenkbaren Fahrzeugrädernund einem mit den lenkbaren Fahrzeugrädern und/oder der Lenkhandhabe zwangsgekoppelten,hydraulisch doppelt-wirkenden Stellaggregat (1) mit zwei Arbeitsräumen (1a,1b), einem relativ drucklosen Hydraulikreservoir (6), einer Steuerventilanordnungmit zwei Druckminderventilen (3a, 3b; 23a, 23b), welche die Arbeitsräume (1a,1b) mit der Auslassseite einer Pumpe (4) zu verbinden gestattet,und einem Sensor zur Erfassung von zwischen der Lenkhandhabe undden lenkbaren Fahrzeugrädern übertragenenKräftenbzw. Momenten sowie einer eingangsseitig mit dem Sensor verbundenenSteuervorrichtung (7), welche die Steuerventilanordnung in Abhängigkeitvon den zwischen Lenkhandhabe und lenkbaren Fahrzeugrädern übertragenenKräftenbzw. Momenten derart betätigt,dass das Stellaggregat (1) eine Servokraft zur Verminderung eineran der Lenkhandhabe fühlbarenHandkraft erzeugt, wobei die Pumpe (4) eine druck- und/oder durchflussgeregeltePumpe ist, deren Volumenstrom unabhängig vom erzeugten Druck verändert bzw.eingestellt werden kann.
    公开号:DE102004006362A1
    申请号:DE200410006362
    申请日:2004-02-09
    公开日:2005-09-22
    发明作者:Bernd Schiek；Gerd Speidel；Thomas Stehli
    申请人:ThyssenKrupp Presta Steertec GmbH；
    IPC主号:B62D5-065
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkung mitden Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch 1.
    [0002] Einegattungsgemäße hydraulischeServolenkung ist aus der DE197 33 032 bekannt. Die aus der DE 197 33 032 bekannte und in 1 dargestelltehydraulische Servolenkung benötigtzur Druckversorgung einen zusätzlichenDruckspeicher, welcher in Verbindung mit der elektrischen Ladepumpeund der Druckminderventile die erforderlichen Arbeitdrücke in denArbeitsräumendes Stellaggregats einregelt. Bzgl. der Funktion der einzelnen Komponenten sowieder Charakteristik der hydraulischen Lenkung wird auf die DE 197 33 032 verwiesen.
    [0003] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße hydraulischeServolenkung dahingehend zu erweitern, dass auf den Druckspeicher verzichtetwerden kann.
    [0004] DieseAufgabe wird erfinderisch mit einer hydraulischen Servolenkung mitden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
    [0005] DerErfindung liegt der Erfindungsgedanke zugrunde, dass durch den Einsatzeiner druckgeregelten Servopumpe bzw. einer druck-/durchflußgeregeltenPumpe vorteilhaft auf den Druckspeicher verzichtet werden kann,wodurch die erfindungsgemäße hydraulischeServolenkung nicht nur kleiner baut, sondern auch weniger Teileaufweist und somit weniger störanfällig undleichter zu montieren ist.
    [0006] Diedruckgeregelte Servopumpe ist vorteilhaft eine regelbare Flügelzellenpumpe,welche sich durch einen hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Dynamikauszeichnet. Die Flügelzellenpumpeweist idR einen Hubring in exzentrischer Lage zum Rotor auf. Wirdder Rotor mit den Flügelngedreht, so vergrößern sichzunächstdie Förderzellen,es entsteht ein Unterdruck. Das Druckmedium wird über einen Anschluß angesaugt.In der weiteren Drehung verkleinern sich die Förderzellen wieder, wonach das Medium über denAuslaß indie Druckleitung ausgeschoben wird. Erreicht der Druck in der Auslaßleitung denam Druckregler vorgegebenen Wert, so wird der Reglerkolben entlastetund die Pumpe regelt ab. Sinkt der Systemdruck wegen größeren Förderstrombedarfsunter den vorgegebenen Druckwert, so wird über den Reglerkolben die Exzentrizität des Hubringeszum Rotor vergrößert, wodurchdie Pumpe aufregelt. Im abgeregelten Zustand nimmt die Flügelzellenpumpelediglich ca. 1/5 ihrer Nennleistung bei maximaler Fördermengeauf, wodurch der Einsatz der regelbaren Flügelzellenpumpe zur vorteilhaftenReduzierung des Energiebedarfs der Lenkung beiträgt.
    [0007] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale derUnteransprüche.
    [0008] Solangekeine Lenkunterstützunggefordert wird, liefert die Servopumpe lediglich den Systemdruck,wobei nur ein sehr geringer Volumenstrom zur Leckagekompensationfliest. Hierdurch ist vorteilhaft die Leistungsaufnahme sehr gering.Sobald vom Fahrer eine Lenkunterstützung angefordert wird, werdendie Druckminderventile entsprechend angesteuert, wodurch ein benötigter Druckim jeweiligen Arbeitsraum des Stellaggregates eingeregelt wird.
    [0009] Ineiner weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die elektromechanischDruckminderventile durch vorgesteuerte Druckminderventile ersetzt.Der Volumenstrom zur Ansteuerung der Druckminderventile kann hierbeivon einem Hydraulikventil, z.B. einem mechanischen Drehschieberoder einem Linearschieberventil, erzeugt werden. Um das Hydraulikventilmit einem konstanten Volumenstrom zu versorgen kann optional einStrombegrenzungsventil im Zulauf des Hydraulikventils angeordnetwerden. Dieser konstante Volumenstrom zur hydraulischen Betätigung desHydraulikventils ist sehr viel kleiner als der zur Betätigung derServolenkung benötigteVolumenstrom. Selbst bei Verwendung eines „Open-Center"-Ventils ist derEnergieverbrauch des Systems deutlich geringer als bei einer herkömmlichen „Open-Center"-Lenkung, da derSteuervolumenstrom deutlich reduziert wurde.
    [0010] Dasvorteilhafte Vorsehen eines Servodrosselventils im Rücklauf derDruckminderventile erlaubt eine adaptive Dämpffunktion an unterschiedliche Fahrzustände durchVer änderungdes Drosselquerschnitts. Eine Abschaltung dieser optionalen Funktionz.B. bei Tieftemperaturen ist möglich.Von der Fahrbahn erregte Störungenführenan der Zahnstange zu einem linearen Verschiebeweg. Der Kolben verdrängt dabei Öl, welches über dieTankleitung abgeführtwird. Das im Rücklaufangeordnete Servodrosselventil besitzt eine veränderliche Blende. In Abhängigkeitdes Drosselquerschnitts und dem Volumenstrom bildet sich ein Differenzdruck,welcher zu einer Kraft im Zylinderraum des Stellaggregates führt undder Störungentgegenwirkt. Hierdurch wird das System vorteilhaft gedämpft. DurchVeränderungdes Steuerstromes kann der Drosselquerschnitt und damit der Gradder Dämpfungbeeinflußtwerden.
    [0011] ZurVerbesserung der Reglungsstrategie und Überwachung des Systemdruckskönnenmittels optionaler Drucksensoren die Drücke in den Arbeitsräumen überwachtbzw. ermittelt werden. Der Druckaufbau läßt sich so im Gegensatz zurVariante mit gesteuerten Ventilen beschleunigen und verbessert das Ansprechverhaltender Lenkung.
    [0012] Nachfolgendwerden anhand von Zeichnungen möglicheAusführungsformender Erfindung nähererläutert.
    [0013] Eszeigen:
    [0014] 1:Eine hydraulische Lenkung nach dem Stand der Technik;
    [0015] 2:eine erste Ausführungsformeiner erfindungsgemäßen hydraulischenLenkung;
    [0016] 3:eine zweite Ausführungsformeiner erfindungsgemäßen hydraulischenLenkung mit zusätzlichem „open-center" Hydraulikventil;
    [0017] 4:eine hydraulischen Lenkung gem. 3 jedochmit zusätzlichem „closed-center" Hydraulikventil;
    [0018] Gemäß 2 besitztein nicht näherdargestelltes Kraftfahrzeug mit nicht näher dargestellten lenkbarenFahrzeugrädernzu deren Lenkverstellung eine Lenkhandhabe, welche über einnicht dargestelltes Ritzel mit einer Zahnstange antriebsgekoppeltist, deren Bewegungen übernicht dargestellte Spurstangen auf die vorgenannten lenkbaren Räder übertragenwerden.
    [0019] DieZahnstange bildet einen Teil einer Kolbenstange 1c einesdoppelt wirkenden hydraulischen Kolben-Zylinder-Aggregates 1, dessen beidenArbeitsräume 1a und 1b jeweilsseparat überAntriebsleitungen 2a und 2b mit jeweils einemDruckminderventil 3a und 3b verbunden sind. Dabeihandelt es sich jeweils um ein Druckminderventil mit Entlastung, d.h.die Druckminderventile 3a und 3b können diejeweilige Seite des Kolben-Zylinder-Aggregates 1 einerseits über einzwischengeschaltetes Rückschlagventil 5 mitder Druckseite einer Pumpe oder mit einem relativ drucklosen Hydraulikreservoir 6 verbinden.In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform könnten dieDruckminderventile auch so ausgeführt sein, dass sie in einerdritten Schaltposition die Arbeitsräume sowohl gegenüber derDruckseite der Pumpe 4 als auch gegenüber dem Hydraulikreservoir 6 absperren.
    [0020] DieDruckminderventile 3a und 3b sind bezüglich ihresDruck-Sollwertes steuerbar, wie weiter unten näher erläutert wird.
    [0021] DiePumpe 4 ist saugseitig mit dem Hydraulikreservoir 6 verbunden.Die Pumpe ist eine druckgeregelte Servopumpe, bei der der Volumenstrom unabhängig vomzu erzeugenden Druck verändert bzw.eingestellt werden kann. Die Servopumpe 4 liefert im Ruhezustand,wenn die Lenkung sich in der Mittenstellung befindet bzw. keineLenkunterstützung gefordertwird, den Systemdruck, wobei nur ein geringer Volumenstrom zur Leckagekompensationfließt. Wirdeine Lenkunterstützungbenötigt,werden die Druckminderventile 3a und 3b entsprechendvon der Steuereinheit 7 angesteuert und geöffnet, damitsich der benötigteDruck in den Arbeitsräumen 1a und 1b desStellaggregates 1 einstellt. Durch das Öffnen eines der Druckminderventile 3a und 3b beginntein Volumenstrom zu fließen,wodurch der Systemdruck kurzzeitig absinkt. Dieser Druckabfall wirdzur Steuerung der Pumpe 4 genutzt. Der Volumenstrom wird kurzfristigerhöhtund stellt damit die Druckversorgung für die Druckminderventile unddas Stellaggregat sicher. Die Hydraulikpumpe sollte mit maximalem Druckund minimalem Fördervolumenbetrieben werden, wodurch die Leistungsaufnahme im Gegensatz zurPermanentpumpe reduziert und somit der Energieverbrauch gesenktwird.
    [0022] DieSteuereinheit 7 ist eingangsseitig mit einem nicht dargestelltenDrehmomentensensor verbunden, welcher die an der Lenkhandhabe aufzubringendeHandkraft erfaßt.Des weiteren kann die Steuereinheit 7 mit unterschiedlichenzusätzlichen Sensorenverbunden sein, bspw. mit einem Sensor für die Fahrgeschwindigkeit desFahrzeuges.
    [0023] Zudemkann die Steuereinheit 7 die Signale optionaler Drucksensoren 15a und 15b zurSteuerung der Druckminderventile 3a und 3b verarbeiten. DieDrucksensoren 15a und 15b werden jedoch idR nichtbenötigt,da die Druckminderventile 3a und 3b je nach erhaltenemSteuersignale einen definierten Druck zuverlässig in den Arbeitsräumen 1a und 1b einregeln.
    [0024] Dernach Art eines Schiebers dargestellte Ventilkörper eines Druckminderventils 3a bzw. 3b wirdvom hydraulischen Druck in der Anschlußleitung 2a bzw. 2b sowieder Kraft einer ersten Feder F in Richtung der die Anschlußleitung 2a bzw. 2b mitdem Hydraulikreservoir 6 verbindenden Ventilstellung gedrängt. Eineweitere Kraft, welche durch das Steuerorgan S steuerbar veränderlichist, und die entgegengesetzt zur Federkraft der Feder F ist, suchtden Ventilkörperin dessen die Anschlußleitungmit der Druckseite der Pumpe 4 verbindende Stellung zudrängen. ImErgebnis wird damit durch den hydraulischen Druck in der Anschlußleitung 2a bzw. 2b einerseits undder gesteuerten Kraft des Steuerorgans S die jeweilige Ventilstellungbestimmt. Steigt der Druck in der Anschlußleitung 2a bzw. 2b gegenüber derKraft des Steuerorgans S hinreichend an, so wird der Ventilkörper indie in der 2 dargestellte Lage gestellt. Fallssich die hydraulischen Druckkräftein der Anschlußleitung 2a bzw. 2b sowiedie Federspannung der Feder F einerseits und die Kraft des Stellorgans Sandererseits ausgleichen, nimmt das Ventil ebenfalls die Stellunggem. 2 ein. Falls dagegen die Kraft des SteuerorgansS überwiegt,geht das Ventil in die die Anschlußleitung 2a bzw. 2b mitder Druckauslaßseiteder Pumpe 4 verbindende Stellung über.
    [0025] Vorzugsweiseist das Steuerorgan S selbsthemmungsfrei ausgebildet, bspw. alsStellmagnet, so dass bei der Abschaltung des elektrischen Steuerstromsfür dasSteuerorgan S dieses keine Kraft mehr erzeugt, mit der Folge, dassdie Feder F den Ventilkörperunabhängigvom hydrau lischen Druck in der Anschlußleitung 2a bzw. 2b indie in 2 dargestellte Ventilposition stellt.
    [0026] ZurVerbesserung der mechanischen Dämpfungsfunktionkann, wie in 2 dargestellt, im Rücklauf 12 zwischenden Druckminderventilen 3a und 3b und dem Hydraulikreservoir 6 einServodrosselventil 9 zwischengeschaltet sein. Die Steuereinheit 7 kann über dieSignalleitung 10 und der Stelleinrichtung 8 denDrosselquerschnitt des Servodrosselventils 9 einstellen.Hierdurch ist eine Adaption der Dämpffunktion an unterschiedlicheFahrzustände möglich. EineAbschaltung dieser Funktion ist optional bei Tieftemperaturen möglich.
    [0027] AnStelle von elektromechanischer Druckminderventile können auchvorgesteuerte Druckminderventile verwendet werden. Die 3 und 4 zeigenderartige hydraulische Lenkungen. Bei diesen Lenkungen werden dieDruckminderventile 23a und 23b über diehydraulischen Steuerleitungen 17a und 17b mittelsdes Hydraulikventils 16 bzw. 16' gesteuert. Das Hydraulikventil 16 bzw. 16' ist als Linearschieberventildargestellt, dessen Ventilkörpervon der Lenkhandhabe 21 verstellt wird. Das Hydraulikventilkann sowohl ein Ventil mit „geöffneterMitte" (open center, 3)oder auch als Ventil mit „geschlossenerMitte" (closed center, 4)sein. Ein Ventil mit geschlossener Mitte ist aufgrund des geringerenGesamtenergieverbrauchs idR zu bevorzugen.
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] Hydraulische Servolenkung mit – einerLenkhandhabe, insbesondere Lenkhandrad, sowie – damitzur Lenkverstellung zwangsgekoppelten lenkbaren Fahrzeugrädern und – einemmit den lenkbaren Fahrzeugrädernund/oder der Lenkhandhabe zwangsgekoppelten, hydraulisch doppeltwirkendenStellaggregat (1) mit zwei Arbeitsräumen (1a, 1b), – einemrelativ drucklosen Hydraulikreservoir (6), – einerSteuerventilanordnung mit zwei Druckminderventilen (3a, 3b; 23a, 23b),welche die Arbeitsräume (1a, 1b)mit der Auslaßseiteeiner Pumpe (4) zu verbinden gestattet, und – einemSensor zur Erfassung von zwischen der Lenkhandhabe und den lenkbarenFahrzeugrädern übertragenenKräftenbzw. Momenten, sowie – einereingangsseitig mit dem Sensor verbundenen Steuervorrichtung (7),welche die Steuerventilanordnung in Abhängigkeit von den zwischen Lenkhandhabeund lenkbaren Fahrzeugrädern übertragenen Kräften bzw.Momenten derart betätigt,dass das Stellaggregat (1) eine Servokraft zur Verminderung eineran der Lenkhandhabe fühlbarenHandkraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (4)eine druck- und/oder durchflußgeregeltePumpe ist, deren Volumenstrom unabhängig vom erzeugten Druck verändert bzw.eingestellt werden kann.
    [2] Hydraulische Servolenkung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Druckminderventile elektromechanische 3-Wege-Druckminderventile (3a, 3b)sind.
    [3] Hydraulische Servolenkung nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Druckminderventile (23a, 23b)hydraulisch gesteuerte 3-Wege-Druckminderventile sind.
    [4] Hydraulische Servolenkung nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass ein Hydraulikventil (16, 16'), insbesondereein mechanischer Drehschieber oder Linearschieberventil den Volumenstromzur Ansteuerung der Druckminderventile (23a, 23b)erzeugt.
    [5] Hydraulische Servolenkung nach Anspruch 4, dadurchgekennzeichnet, dass zwischen der druckerzeugenden Pumpe (4)und dem Hydraulikventil (16, 16') ein Strombegrenzungsventil (18)zwischengeschaltet ist, und insbesondere die Lenkhandhabe (21)den Volumenstrom der Pumpe (4) auf Stellaggregat (1)und das Hydraulikventil (16, 16') verteilt.
    [6] Hydraulische Servolenkung nach Anspruch 4 oder 5,dadurch gekennzeichnet, dass das Hydraulikventil (16, 16') ein Ventilmit „geöffneterMitte" oder mit „geschlossenerMitte" ist.
    [7] Hydraulische Servolenkung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass im Rücklauf (12) zwischenden 3-Wege-Druckminderventilen(3a, 3b; 23a, 23b) und dem Reser voir(6) ein Servodrosselventil (9) zwischengeschaltetist, wobei der Drosselquerschnitt von der Steuervorrichtung (7)gesteuert oder eingeregelt wird.
    [8] Hydraulische Servolenkung nach einem der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass Drucksensoren (15a, 15b)den Druck in den Arbeitsräumen(1a, 1b) des Stellaggregats (1) ermitteln,und die Signale der Drucksensoren (15a, 15b) Eingangssignalefür dieSteuervorrichtung (7) sind.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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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:
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    2007-09-13| 8105| Search report available|
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    2013-07-10| R016| Response to examination communication|
    2013-07-11| R016| Response to examination communication|
    2013-07-18| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2014-05-15| R020| Patent grant now final|Effective date: 20140222 |
    2014-09-02| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    2014-11-27| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20140902 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004006362A|DE102004006362B4|2004-02-09|2004-02-09|Hydraulische Lenkung mit geregelter Pumpe|DE102004006362A| DE102004006362B4|2004-02-09|2004-02-09|Hydraulische Lenkung mit geregelter Pumpe|
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    PCT/EP2005/001266| WO2005075274A1|2004-02-09|2005-02-08|Hydraulische lenkung mit geregelter pumpe|
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