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DE19702381A1 - Servolenkeinheit für ein Fahrzeug - Google Patents

Servolenkeinheit für ein Fahrzeug

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Publication number
DE19702381A1
DE19702381A1 DE19702381A DE19702381A DE19702381A1 DE 19702381 A1 DE19702381 A1 DE 19702381A1 DE 19702381 A DE19702381 A DE 19702381A DE 19702381 A DE19702381 A DE 19702381A DE 19702381 A1 DE19702381 A1 DE 19702381A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
operating oil
hydraulic pump
channel
power steering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19702381A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuyoshi Maruyama
Norihiro Saita
Tadaharu Yokota
Toshinori Aihara
Yukio Uchida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Unisia Jecs Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP8042098A external-priority patent/JPH09207793A/ja
Priority claimed from JP8141195A external-priority patent/JPH09301201A/ja
Application filed by Unisia Jecs Corp filed Critical Unisia Jecs Corp
Publication of DE19702381A1 publication Critical patent/DE19702381A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/06Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/065Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by specially adapted means for varying pressurised fluid supply based on need, e.g. on-demand, variable assist
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02Stopping, starting, unloading or idling control
    • F04B49/022Stopping, starting, unloading or idling control by means of pressure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Servolenkeinheit, welche bei einer Fahrzeug-Lenkanlage einsetzbar ist.
Im allgemeinen werden verschiedene Servolenkeinheiten ver­ wendet, bei welchen Betriebsöl (Hydrauliköl) einem, in einer Fahrzeug-Lenkanlage installierten (hydraulischen) Stellglied zugeführt oder von diesem abgeführt wird, um eine Lenk-Hilfskraft zu erzielen, so daß der Lenkvorgang durch das Lenkrad mit weniger Kraftaufwand durchführbar ist.
Die erste Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. Showa 61-85272 stellt exemplarisch eine der vorgenannten bekannten Servolenkeinheiten dar, welche ein ein Drosselven­ til und einen Stellzylinder umfaßendes Stellglied, eine Hy­ draulikschaltung, welche zwischen einer durch einen Elektro­ motor angetriebenen Ölpumpe und dem Stellglied angeordnet ist, einen in der Hydraulikschaltung installierten Vorrats­ behälter und einen zum Erfassen des Hydraulikdruckes in der Hydraulikschaltung angeordneten Drucksensor aufweist. Zudem ist eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung vorgesehen, um die Erfassungssignale vom Drucksensor aufzunehmen und das An­ steuern oder Anhalten des Motors entsprechend dem empfange­ nen Erfassungssignal zu steuern bzw. zu regeln.
Bei der beschriebenen Servolenkeinheit wird das Betriebsöl im Vorratsbehälter gespeichert, wenn der Drucksensor einen Hydraulikdruckabfall der Hydraulikschaltung erfaßt, so daß während eines abrupten Lenkvorganges Probleme aufgrund einer mangelnden Abführölmenge durch die Anstiegscharakteristik der Hydraulikpumpe beim Startvorgang verhindert werden kön­ nen.
Jedoch wird bei der bekannten, in der oben genannten japani­ schen Patentveröffentlichung beschriebenen Servolenkeinheit die Hydraulikpumpe für das Betriebsöl durch den Elektromotor angetrieben und gedreht, so daß beim Fahrzeug mit Verbren­ nungsmotor die Antriebsenergie des Motors nicht nur durch den Betriebswirkungsgrad des Motors sondern auch durch das Generationsvermögen des Motors und des Motorwandlers ver­ ringert wird. Demzufolge wird der Energieverlust groß. Zu­ sätzlich ist der elektrische Energieverbrauch des Motors im allgemeinen hoch, so daß der Energieverbrauch, das heißt der Kraftstoffverbrauch des Motors, entsprechend verschlechtert wird.
Zudem wird der in einer hydraulischen Schaltung (Betriebsöl-Druckkanal) durch einen Vorratsbehälter erzeugte verblei­ bende Druck auf einem vorgegebenen Druckwert gehalten, wel­ cher entsprechend der Kapazität des Vorratsbehälters be­ stimmt wird. Mit anderen Worten speichert der Vorratsbehäl­ ter immer in einem Zustand, in welchem die Pumpe mit variab­ ler Kapazität den Betriebsöldruck abführt, das Betriebsöl, bis das angesammelte Betriebsöl die maximale Kapazität er reicht hat, welche der Vorratsbehälter aufweist (die maxi­ male Kapazität hängt vom Maximaldruck und Maximalvolumen des Vorratsbehälters ab).
Die vom Stellglied während des Lenkvorganges erforderliche Energie wird entsprechend einem vorgegebenen Betriebsöldruck basierend auf der Regelung des Drosselventils des Stell­ glieds und der Hubvariablen des Stellzylinders bestimmt, welche das Stellglied aufweist. Somit wird angenommen, daß der Stellzylinder entsprechend der im Vorratsbehälter ge­ speicherten Energie betrieben wird. Wenn der Stellzylinder mit einem relativ kurzen Abstand taktet, wobei der Betriebs­ öldruck dem Maximaldruck des Vorratsbehälters entspricht, wird die im Vorratsbehälter gespeicherte Energie wirkungs­ voll eingesetzt. Wenn andererseits nur eine geringe Lenk-Hilfskraft erforderlich ist und der Stellzylinder über eine relativ lange Distanz taktet, wobei der Betriebsöldruck kleiner als der Maximaldruck des Vorratsbehälters ist, wird die im Vorratsbehälter gespeicherte Energie nicht wirkungs­ voll eingesetzt.
Mit anderen Worten, obgleich der Vorratsbehälter immer der­ art angesteuert wird, daß er das Betriebsöl bis zu dessen Maximalvolumen ansammelt, wird der Stellzylinder nicht immer mit dem maximalen Betriebsdruck betrieben. Wenn der Stellzy­ linder eine relativ kleine Lenk-Hilfskraft bereitstellen soll, kann der Arbeitsdruck des Stellzylinders des Stell­ gliedes klein sein. Hierbei ist die Speicherenergie des Vor­ ratsbehälters klein. Das heißt, wenn der Stellzylinder des Stellgliedes lediglich einen niedrigen Betriebsdruck erfor­ dert, verbraucht die Pumpe mit variabler Kapazität ver­ schwenderisch die Energie, da ein erheblich größerer Ener­ giebetrag als der Betriebsdruck im Vorratsbehälter gespei­ chert wird.
Bei der bekannten Servolenkeinheit kann eine ausreichende Lenk-Hilfskraft, welche während des Beginns des Lenkvorgan­ ges durch das Lenkrad des Fahrzeuges erforderlich ist, nicht erzielt werden, wenn der Anpresswiderstand an die Fahrbahn der Räder bei verschwenderischem Energieverbrauch des ge­ speicherten Maximaldruckes im Vorratsbehälter groß ist. So­ mit ist es bei Maximaldruck logischerweise möglich, daß der Vorratsbehälter bzw. Akkumulator ohne Einschränkung ver­ kleinert werden muß.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servolenk­ einheit für ein Fahrzeug zu schaffen, welche eine Zirkula­ tion des Betriebsöls in den Abflußkanal, um einen Tempera­ turanstieg des Betriebsöls zu unterdrücken, sowie eine höhe­ re Haltbarkeit der Einheit erzielt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombina­ tion des Anspruches 1 gelöst; die Unteransprüche haben be­ vorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.
Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Servolenkeinheit für ein eine Antriebsquelle aufweisen­ des Fahrzeug geschaffen, mit:
  • a) einem im Lenkmechanismus des Fahrzeuges angeordneten Stellglied, welchem das Betriebsöl zu- und abgeführt wird, um eine Hilfskraft für einen Lenkvorgang durch ein Lenkrad zu erzeugen;
  • b) einer Hydraulikpumpe, welche entsprechend der Antriebs­ quelle angetrieben und gedreht wird;
  • c) einem Betriebsöl-Druckkanal, durch welchen das von der Hydraulikpumpe abgeführte Betriebsöl dem Stellglied zuge­ führt wird;
  • d) einem Rückschlagventil, welches innerhalb des Betriebsöl-Druckkanals angeordnet ist, um eine Betriebsölströmung von der Hydraulikpumpe zum Stellglied zu ermöglichen, je­ doch eine Rückströmung des Betriebsöls vom Stellglied zur Hydraulikpumpe zu blockieren; und
  • e) einer Schaltanordnung, welche innerhalb eines Teils des Betriebsöl-Druckkanals stromabwärts des Rückschlagventils angeordnet ist und entsprechend zumindest einem Druck in­ nerhalb des Abschnitts des Betriebsöl-Druckkanals ange­ trieben wird, welcher sich stromabwärts des Rückschlag­ ventils befindet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsge­ mäßen Servolenkeinheit in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 schematisch ein elektrisches und hydraulisches Schaltungsschema einer erfindungsgemäßen Lenkeinheit eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels;
Fig. 2 schematisch ein elektrisches und hydraulisches Schaltungsschema einer erfindungsgemäßen Lenksteuer­ einheit eines zweiten bevorzugten Ausführungsbei­ spiels;
Fig. 3 eine Querschnittansicht eines druckempfindlichen Schalters, welcher bei der Lenksteuereinheit von Fig. 2 eingesetzt ist;
Fig. 4 einen charakteristischen Graphen der Druckdifferenz-Ansprechcharakteristik des druckempfindlichen Schal­ ters von Fig. 3;
Fig. 5 schematisch ein elektrisches und hydraulisches Schaltungsschema einer erfindungsgemäßen Lenksteuer­ einheit eines dritten bevorzugten Ausführungsbei­ spiels; und
Fig. 6 eine Querschnittansicht eines beim in Fig. 5 darge­ stellten dritten Ausführungsbeispiel eingesetzten Druckauswahlventils.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der beige­ fügten Figuren beschrieben, um das Verständnis für die Er­ findung zu verbessern.
Erstes Ausführungsbeispiel
Fig. 1 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Servolenkeinheit.
Das Stellglied 1 der Servolenkeinheit weist ein mittig ge­ schlossenes Drosselventil 2 und einen Stellzylinder 3, wel­ cher auch Kraft- oder Betätigungszylinder genannt wird, auf.
Das Drosselventil 2 weist normalerweise geschlossene Ventile 2a, welche im Inneren eines Betriebsöl-Druckkanals (Hydrau­ likschaltung) installiert sind, sowie normalerweise geöffne­ te Ventile 2b auf, die im Inneren eines Abflußkanals ange­ ordnet sind, wie später beschrieben wird.
Eine Riemenscheibe 4 als Antriebsquelle ist mit einem Ver­ brennungsmotor 6 durch einen Riemen bzw. Gurt 5 gekoppelt, so daß der Motor 6 hierdurch fortwährend angetrieben und gedreht wird.
Eine Hydraulikpumpe 7 wird durch die als Antriebsquelle die­ nende Riemenscheibe 4 angetrieben und gedreht. Beim ersten Ausführungsbeispiel weist die Hydraulikpumpe 7 einen Nocken­ ring 12 und eine Seitenplatte 13 auf. Der Nockenring 12 nimmt einen Rotor auf, auf welchem mehrere Flügel 10 im we­ sentlichen radial innerhalb einer Aussparung des Pumpenge­ häuses befestigt sind, um eine Vorwärts- oder Rückwärtsver­ schiebung zu ermöglichen. Eine Abdeckplatte 14 umschließt eine Öffnung der Aussparung 9 des Pumpengehäuses 8.
Die Hydraulikpumpe (Flügelpumpe) 7 weist Pumpenkammern 15 auf, die zwischen den einander angrenzenden Flügeln 10 aus­ gebildet sind. Das Volumen der Pumpenkammer 15 wird entspre­ chend der Rotation des Rotors 11 verändert, so daß die Variation ein Absorptionsintervall verursacht, welches an einem Teil ausgebildet wird, an dem das Volumen zunimmt, und verursacht ein Ablaufintervall, welches an einem Keil ausge­ bildet wird, an dem das Volumen abnimmt.
Ein Absorptionskanal 16 ist mit dem Absorptionsintervall der Pumpenkammer 15 verbunden. Ein die Strömungsmenge regulie­ rendes Ventil 17 zirkuliert einen Teil des Betriebsöls, wel­ ches von einem (nicht dargestellten) mit dem Abflußintervall der Pumpenkammer 15 verbundenen Abflußkanal zugeführt wird, um die abfließende Strömungsmenge des Betriebsöls zu regu­ lieren, welches von der Hydraulikpumpe 7 abgeführt wird. Ein Saugrohr 18 ist am Pumpengehäuse 8 befestigt und verbindet den Absorptionskanal 16 mit einem Behälter (Tank) 19.
Die Antriebsachse 20 ist mit dem Rotor 11 verbunden und treibt den Rotor 11 an. Ein Lager 21 ist zwischen der An­ triebsachse 11 und dem Pumpengehäuse 8 angeordnet. Zusätz­ lich bezeichnet das Bezugszeichen 22 ein Dichtungselement.
Ein Hydraulikkanal 31 führt das abgeführte Betriebsöl der Hydraulikpumpe 7 dem Stellglied 1 zu, so daß die durch das Drosselventil 17 regulierte Strömungsmenge dem Hydraulik­ kanal 31 zugeführt wird.
Ein Absperrventil bzw. Rückschlagventil 32 ist im Zwischen­ raum des Hydraulikkanals 31 angeordnet, so daß das Arbeits­ fluid bzw. Betriebsfluid von der Hydraulikpumpe 7 in das Stellglied 1 strömen kann und eine umgekehrte Strömungsrich­ tung des Betriebsöls vom Stellglied 1 zur Hydraulikpumpe 7 versperrt wird. Zudem ist ein Akkumulator bzw. Vorratsbehäl­ ter 33 an einem Abschnitt des Hydraulikkanals 31 instal­ liert, welcher stromabwärts des Rückschlagventils 32 liegt, so daß der innerhalb des Hydraulikkanals 31 auftretende Druck auf einem vorgegebenen Druckwert gehalten werden kann.
Eine elektromagnetische Kupplung 34 ist zwischen der Riemen­ scheibe 4 und der Hydraulikpumpe 7 angeordnet. Die elektro­ magnetische Kupplung 34 weist einen Rotor 35, welcher mit der Riemenscheibe einstückig verbunden ist, einen Anker bzw. Beschlag, welcher einer Reibungsfläche 36 zugeordnet und mit der Antriebsachse 20 verbunden ist, sowie eine elektromagne­ tische Spule 38 auf, die eine Anziehung des Ankers 37 an die Reibungsfläche 36 des Rotors 35 bewirkt.
Der Rotor 35 weist im Querschnitt eine seitlich geneigte U-Form auf und der Rotor 35 ist insgesamt im wesentlichen ringförmig. Die Riemenscheibe 4 ist am Außenumfang des Ro­ tors 35 befestigt und der Innenumfang des Rotors 35 ist an dem Halter 39 durch das Lager 40 befestigt, wobei der Halter 39 schwenkbar mit dem Pumpengehäuse 8 verbunden ist. Eine Schraube 41 befestigt den Halter 39 am Pumpengehäuse 8. Der Anker 37 weist die Form einer flachen Platte auf und ist mit einem geringen Spalt gegen die Reibungsfläche 36 des Rotors 35 angeordnet. Das Umfangsende des Ankers 37 ist mit einer Antriebsplatte 43 durch eine flexible flache Platte 42 ver­ bunden. Eine innere Umfangsbasis 44 der Antriebsplatte 43 ist derart durch einen Bolzen bzw. Schraube 45 und einen Keil 46 befestigt, daß die Platte 43 nicht zur Antriebsachse 20 verschwenkbar ist.
Ein dualer druckempfindlicher bzw. druckansprechender Schal­ ter 47 überwacht den Druck innerhalb des Abschnitts des Be­ triebsölkanals 31 (Hydraulikkanals), welcher stromabwärts des Rückschlagventils 32 liegt, durch eine Erfassungsspule in Kanal 48, um ein Einrücken oder Lösen der elektromagneti­ schen Kupplung 34 entsprechend dem überwachten Druck zu steuern bzw. regeln.
Das heißt, der druckempfindliche Schalter 47 wird im Durch­ gang zu einer Stromversorgungsschaltung 50 installiert, um eine Stromversorgung 49 für die elektromagnetische Spule 38 zu bilden. Wenn der Druck innerhalb des Hydraulikkanals 31, welcher vom Erfassungsspulenkanal 48 zugeführt wurde, höher als der vorgegebene Wert ist, wird die Versorgung des Erre­ gerstromes zur elektromagnetischen Spule 38 durch das Öffnen der Stromversorgungsschaltung 50 unterbrochen.
Der druckempfindliche Schalter 47 reguliert die Stromzufüh­ rung bzw. elektrische Versorgung der elektromagnetischen Spule 38, so daß das Einrücken und/oder Ausrücken der elek­ tromagnetischen Kupplung 34 gesteuert bzw. geregelt wird.
Ein Anschluß der Stromversorgungsschaltung 50, das heißt ein Anschluß der Stromversorgung 49, und ein Anschluß der elek­ tromagnetischen Spule sind geerdet bzw. liegen auf Masse.
Nachfolgend wird die Betriebsweise der Servolenkeinheit des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Die Riemenscheibe 4 als Antriebsquelle wird immer durch den Riemen 5 mittels des Verbrennungsmotores 6 angetrieben bzw. rotiert und der an der Riemenscheibe 4 befestigte Rotor 35 wird gleichermaßen gedreht und angetrieben.
Wenn in diesem Zustand der Druck innerhalb des Abschnitts des Hydraulikkanals 31, welcher stromabwärts des Absperrven­ tils 32 liegt, niedriger als der vorgegebene Wert ist, schließt der druckempfindliche Schalter 47 die Stromversor­ gungsschaltung 50, um den Erregerstrom (Gleichstrom) von der Stromversorgung 49 der elektromagnetischen Spule 38 zuzu­ führen.
Demzufolge wird der Beschlag bzw. Anker 37 angezogen, so daß er gegen die Reibungsfläche 36 des rotierenden Rotors 35 ge­ drückt wird, wobei die elektromagnetische Kupplung 34 einge­ rückt ist. Somit wird die Antriebskraft der Riemenscheibe 4 durch den Rotor 35, den Anker 37, die flache Platte 42 und die Antriebsplatte 43 auf die Antriebsachse 20 übertragen.
Die Hydraulikpumpe 7 wird derart angetrieben und gedreht, daß anschließend das Betriebsöl in die Pumpenkammer 15 im Absorptionsintervall vom Reservoir bzw. Tank 19 durch das Saugrohr 18 und den Absorptionskanal 16 gesaugt wird.
Anschließend wird das angesaugte Betriebsöl von der Pumpen­ kammer 15 im Abflußintervall dem Hydraulikkanal 31 durch das Drosselventil 17 für die Strömungsmenge im Hydraulikkanal 31 zugeführt.
Das vom Hydraulikkanal 31 abgeführte Betriebsöl wird dem Akkumulator 33 und dem Stellglied 1 durch das Rückschlagven­ til 32 zugeführt.
Das dem Stellglied 1 zugeführte Betriebsöl wird verbraucht, um eine geeignete Lenk-Hilfskraft während des Lenkvorganges zu erzeugen, wenn die Lenk-Hilfskraft erfordert wird.
Das Drosselventil 2 des Stellgliedes 1 weist die normaler­ weise geschlossenen Ventile 2a, welche an der stromaufwärts liegenden Position zum Stellglied 1 angeordnet sind, sowie die normalerweise geöffneten Ventile 26 auf, welche an der stromabwärts liegenden Position zum Stellglied 1 angeordnet sind. Das Drosselventil 2 wird wahlweise geöffnet oder ge­ schlossen durch eine (nicht dargestellte) Steuer- bzw. Regeleinrichtung oder Dreh- (Stab) Federmechanismus, so daß der Stellzylinder 3 wahlweise angetrieben und das Stellglied 1 betätigt wird. Folglich wird das dem Stellglied 1 zuge­ führte Betriebsöl verbraucht, um eine geeignete Lenk-Hilfs­ kraft zu erzeugen, wenn die Lenk-Hilfskraft erfordert wird.
Wenn das Betriebsöl von der Hydraulikpumpe 7 abgeführt wird, ist keine Lenk-Hilfskraft erforderlich und wird das Stell­ glied 1 vom Betriebszustand in den Ruhezustand gesetzt, wo­ bei die im Stellglied 1 verbrauchte Betriebsölmenge allmäh­ lich auf Null abgesenkt wird.
Somit wird das von der Hydraulikpumpe 7 abgeführte Betriebs­ öl dem Akkumulator 33 zugeführt und im Akkumulator 33 ge­ speichert. Der Akkumulator 33 hält den Druck innerhalb des Abschnitts des Kanals 31, welcher stromabwärts des Drossel­ ventils 32 liegt, während des Betriebes des Stellgliedes 1 bei.
Demzufolge wird das von der Hydraulikpumpe 7 abgeführte Be­ triebsöl dem Akkumulator 33 zugeführt und im Akkumulator 33 gespeichert. Der Akkumulator 33 bzw. Vorratsbehälter behält den Druck innerhalb des Teils des Hydraulikkanals 31, wel­ cher stromabwärts des Drosselventils 32 liegt, während des Ruhezustands des Stellgliedes 1 auf dem vorgegebenen Druck­ wert bei.
Wenn der Druck innerhalb des Teils bzw. Abschnitts des Hy­ draulikkanals 31, welcher stromabwärts des Rückschlagventils 32 liegt, den vorgegebenen Druck erreicht, wird der durch den Erfassungsölkanal 48 eingeführte druckempfindliche Schalter 47 betätigt, so daß die Erregerstromversorgung zur elektromagnetischen Spule 38 durch das Öffnen der Stromver­ sorgungsschaltung 50 unterbrochen wird. Folglich wird die Anziehung der Armatur bzw. des Ankers 37 an die elektromag­ netische Spule 38 beendet, so daß die Verbindung der elek­ tromagnetischen Kupplung 34 gelöst wird. Demzufolge wird die Rotation der Riemenscheibe 4 als Antriebsquelle fortgesetzt und der Antrieb der Hydraulikpumpe 7 gestoppt.
Wenn die hydraulische Pumpe 7 nicht angetrieben wird, wird kein Betriebsöl dem Hydraulikkanal 31 von der Hydraulikpumpe 7 zugeführt, jedoch dient der stromaufwärts des Rückschlag­ ventils 32 liegende Teil des Hydraulikkanals 31 zur Unter­ brechung der Verbindung zur stromaufwärts liegenden Seite des Rückschlagventils 32. Der Druck dieses Teils wird auf den vorgegebenen Druckwert durch das Anlegen der Druckauf­ bringungskraft durch den Akkumulator 33 gehalten. Während eines abrupten Lenkvorganges wird somit der Teil des Hydrau­ likkanals 31, welcher stromabwärts zum Rückschlagventil 32 liegt, und das Betriebsöl, welches im Akkumulator 33 ange­ sammelt ist, sehr schnell dem Stellglied 1 zugeführt. Somit kann ein gleichmäßiger Lenkkraft-Unterstützungsvorgang er­ zielt werden.
Wenn die im Akkumulator bzw. Vorratsbehälter 33 gespeicherte Energie entsprechend dem Betrieb des Stellgliedes 1 ver­ braucht und der Druck innerhalb des Hydraulikkanals 31, wel­ cher an der stromabwärts liegenden Position zum Rückschlag­ ventil 32 angeordnet ist, niedriger als der vorgegebene Wert ist, wird der den Druck innerhalb des Hydraulikkanals 31 er­ passende druckempfindliche Schalter 47 betätigt, so daß die elektromagnetische Kupplung 34 eingerückt und somit die Hy­ draulikpumpe 7 angetrieben und gedreht wird.
Demzufolge wird bei der Servolenkeinheit des ersten Ausfüh­ rungsbeispieles die elektromagnetische Kupplung 34 entspre­ chend dem Druck innerhalb des Hydraulikkanals 31 ein- oder ausgerückt, so daß der Betrieb oder das Anhalten der Hydrau­ likpumpe 7 gesteuert bzw. geregelt wird. Der druckempfind­ liche Schalter 47 verursacht das Einrücken der elektromagne­ tischen Kupplung 34, so daß die Hydraulikpumpe 7 aufgrund der Druckverringerung im Hydraulikkanal 31 angetrieben wird. Dadurch, daß die Hydraulikpumpe 7 nicht immer angetrieben wird, kann Energie eingespart werden. Zudem kann, wenn der Betriebsöldruck im Vorratsbehälter 33 gespeichert wird, das Problem aufgrund der fehlenden Abführmenge vermieden werden, welche durch die Anstiegcharakteristik der Hydraulikpumpe 7 während des Starts der Hydraulikpumpe 7 verursacht wird.
Desweiteren wird die elektromagnetische Kupplung 34 entspre­ chend dem Druck innerhalb des Öldruckkanals 31 bzw. hydrau­ lischen Kanals ein- und/oder ausgerückt, und das Betätigen und Anhalten der hydraulischen Pumpe 7 derart gesteuert bzw. geregelt, daß der Antrieb der Hydraulikpumpe 7 ohne Einsatz des Motors steuerbar bzw. regelbar ist. Da der Energiever­ brauch der elektromagnetischen Kupplung 34 relativ klein ist, verglichen mit einem Elektromotor, kann eine Servolenk­ einheit mit geringerem Energieverlust und geringerem Lei­ stungsverbrauch erzielt werden.
Die Hydraulikpumpe 7 kann aus verschiedenen Pumpentypen, ausgenommen der Flügelpumpe, ausgewählt werden.
Obgleich der druckempfindliche Schalter 47 die direkte Steuerung bzw. Regelung über die Stromversorgung der elek­ tromagnetischen Spule 38 bildet, kann ein Relais, welches durch den druckempfindlichen Schalter gesteuert bzw. gere­ gelt wird, in die Stromversorgungsschaltung 50 eingesetzt werden und steuert bzw. regelt die Stromversorgung der elek­ tromagnetischen Spule 38.
Zweites Ausführungsbeispiel
Fig. 2 zeigt eine erläuternde Ansicht des zweiten bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Servolenkein­ heit.
In Fig. 2 weist das Stellglied 100 ein mittig geschlossenes Drosselventil 200 mit normalerweise geschlossenen Ventilen 200a, welche auf der Betriebsöl-Druckkanalseite, wie später beschrieben wird, angeordnet sind, sowie normalerweise ge­ öffneten Ventilen 200b auf, die auf der Abflußkanalseite an­ geordnet sind, wie später beschrieben wird. Zudem ist ein Stellzylinder 300, welcher auch Kraft- oder Betätigungszy­ linder genannt wird, mit einem Paar von Betriebsölzylindern 300a und 300b vorgesehen.
Die Hydraulikpumpe 400 wird durch einen Verbrennungsmotor 500 als Antriebsquelle mittels der elektromagnetischen Kupp­ lung 600 angetrieben. Der Betriebsöl-Druckkanal 700 führt das von der Hydraulikpumpe 400 abgeführte Betriebsöl dem Stellglied 100 zu. Das Drosselventil 800 ermöglicht eine Strömung des Betriebsöls von der Hydraulikpumpe 400 zum Stellglied 100 und blockiert die Rückströmung des Betriebs­ öls vom Stellglied 100 zur Hydraulikpumpe 400.
Der Akkumulator bzw. Vorratsbehälter 900 kann den Druck in­ nerhalb des Betriebsöl-Druckkanals 700 auf dem vorgegebenen Druckwert halten.
Der Schaltvorgang eines druckempfindlichen Schalters 110 wird durchgeführt.
Zusätzlich wird der Betriebsöldruck (PCb) innerhalb der Be­ triebsölkammer 300b durch den Kanal 120b und der Öldruck (PA) innerhalb der Betriebsöl-Druckschaltung 700 durch den Kanal 130 übertragen.
Entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruck (PCb) und dem Öldruck (PA) wird der Schaltvorgang des ande­ ren druckempfindlichen Schalters 110 durchgeführt.
Ein Kraftübertragungsriemen 1000 ist um die Riemenscheibe 600a und 500a der elektromagnetischen Kupplung 600 bzw. des Motors 500 geschlungen. Die Antriebskraft des Motors 500 wird durch die elektromagnetische Kupplung 600 auf die Hy­ draulikpumpe 400 übertragen.
Der druckempfindliche Schalter 110 ist in einem Paar von Be­ triebsölkammern 300a bzw. 300b des Stellzylinders 300 in­ stalliert.
Die druckempfindlichen Schalter 110 sind derart angeordnet, daß sie dem Paar von Betriebsölkammern 300a bzw. 300b ent­ sprechen.
Die druckempfindlichen Schalter 110 nehmen den Betriebsöl­ druck innerhalb der Betriebsölkammer 300a oder innerhalb der Betriebsölkammer 300b, in welchen die Druckänderung statt­ findet, entsprechend einem Lenkvorgang nach rechts oder links sowie dem Betriebsöldruck innerhalb des Abschnitts des Betriebsölkanals 700, welcher stromabwärts des Rückschlag­ ventils 800 liegt, auf und schalten entsprechend der Druck­ differenz zwischen den Öldrücken ein oder aus.
Detaillierter ausgedrückt, wird in einem der druckempfindli­ chen Schalter 110 entsprechend dem einen Paar von Betriebs­ ölkammern 300a der Betriebsöldruck (PCa) durch den Kanal 120a und der Öldruck (PA) innerhalb des Betriebsöl-Druckkanals 700 durch den Kanal 130 zugeführt.
Entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem Betriebsöldruck (PCa) und dem Öldruck (PA) wird der Schaltvorgang des ent­ sprechenden druckempfindlichen Schalters durchgeführt.
Der druckempfindliche bzw. auf Druck ansprechende Schalter 110 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, aufgebaut.
Das heißt, der Kolben 150 ist gleitend in den Zylinder 140 eingefügt, so daß die Innenseite des Zylinders 140 in eine erste Druckkammer 160 und in eine zweite Druckkammer 170 un­ terteilt wird. Der Öldruck innerhalb des Teils des Betriebs­ öl-Druckkanals 700, welcher stromabwärts des Drosselventils 800 liegt, wird der ersten Druckkammer 160 zugeführt und der Betriebsöldruck, welcher in jeder Betriebsöl-Druckkammer 170 vorliegt, wird entweder auf die Druckölkammer 300a oder die Druckölkammer 300b übertragen, welche stromabwärts des Rück­ schlagventils 800 liegt.
Zusätzlich ist ein Paar von Grenzschaltern bzw. Endschaltern 190 und 2000 an beiden Enden des Zylinders 140 angeordnet, welche durch Enden 180a und 180b der Kolbenstange 180 betä­ tigbar sind und den Längsenden 180a und 180b gegenüberlie­ gen, so daß die einstückig mit dem Kolben 150 ausgebildete Kolbenstange 180 dichtend durch beide Enden des Zylinders 140 hindurchtritt.
Eine Feder 210 ist innerhalb der zweiten Druckkammer 170 an­ geordnet und spannt den Kolben 150 zur ersten Druckkammer 160 vor.
Ein Dichtungsring 220 ist auf der Körperseite des Kolbens 150 angeordnet und ein Paar von Dichtungsringen 230 und 240 dichtet die Kolbenstange 180 flüssigkeitsdicht ab.
Das Schaltsignal vom druckempfindlichen Schalter 110 wird der elektromagnetischen Kupplung 600 durch den Regler 2500 zugeführt, so daß die elektromagnetische Kupplung 600 derart geregelt wird, daß sie die Hydraulikpumpe 400 steuert bzw. regelt.
Der Ablaßkanal 260 führt das Betriebsöl vom Stellglied 100 zu, der Saugkanal 270 führt das Betriebsöl der Hydraulik­ pumpe 400 zu und das Bezugszeichen 280 kennzeichnet das Reservoir bzw. den Behälter (Tank).
Die Hydraulikpumpe 400 wird fortwährend entsprechend dem Antrieb des Verbrennungsmotors 600 angetrieben. Die Hydrau­ likpumpe 400 saugt das Betriebsöl durch den Ansaugkanal 270 vom Reservoir (Tank) 280 durch den Saugkanal 270 in den Be­ triebsöl-Druckkanal 700. Das in den Betriebsöl-Druckkanal 700 abgeführte Betriebsöl wird dem Stellglied 100 durch das Rückschlagventil 800 zugeführt. Das dem Stellglied 100 zuge­ führte Betriebsöl wird verbraucht, um eine geeignete Lenk-Hilfskraft während der Betätigung des Stellgliedes 100 zu erzielen, welches die Lenk-Hilfskraft erfordert. Das heißt, im Drosselventil 2000 des Stellgliedes 100 sind die norma­ lerweise geschlossenen Ventile 200a im Betriebsöl-Druckkanal 700 an den stromaufwärts liegenden Positionen zum Stellzy­ linder 300 und die normalerweise geöffneten Ventile 200b im Abflußkanal 180 an den stromabwärts liegenden Positionen an­ geordnet.
Wenn das Drosselventil 200 wahlweise geöffnet oder geschlos­ sen wird, wird das Betriebsöl selektiv dem Paar von Be­ triebsölkammern 300a und 300b des Stellzylinders 300 zuge­ führt oder von diesem abgeführt. Folglich wird das vom Stellglied 100 zugeführte Betriebsöl verbraucht, um eine ge­ eignete Lenk-Hilfskraft zu erzeugen.
Wenn das Betriebsöl von der Hydraulikpumpe 400 abgeführt wird, falls die Lenk-Hilfskraft nicht erforderlich ist, und das Stellglied 100 vom Betriebszustand in den Ruhezustand gesetzt wird, wird die durch das Stellglied 100 verbrauchte Betriebsölmenge allmählich verringert und schließlich auf Null abgesenkt, so daß ein Teil oder das komplette abgeführ­ te Öl von der Hydraulikpumpe 400 vom Abschnitt des Betriebs­ öl-Druckkanals 700, welcher stromabwärts des Rückschlagven­ tils 800 liegt, abgeleitet und im Akkumulator bzw. Vorrats­ behälter 900 gespeichert wird.
Somit hält der Akkumulator 900 den Druck innerhalb des Teils bzw. Abschnitts des Betriebsöl-Druckkanals 700, welcher stromabwärts des Rückschlagventils 800 liegt, auf einem vor­ gegebenen Druck während des Ruhezustandes des Stellgliedes 100. Der minimale Druckwert, welcher durch den Vorratsbehäl­ ter 900 beibehalten wird, wird entsprechend der Federkraft der in der zweiten Druckkammer 170 jedes druckempfindlichen Schalters 110 aufgenommenen Feder 210 bestimmt, welche den Kolben 150 vorspannt.
Zu diesem Zeitpunkt wird das mit dem vorgegebenen Druck (PA) innerhalb des Abschnittes bzw. Teils des Betriebsöl-Druckkanals 700, welcher stromabwärts des Rückschlagventils 800 liegt, befindliche Betriebsöl dem Kanal 130 zugeführt. Ande­ rerseits weist der Betriebsöldruck des Stellzylinders 300, das heißt der Betriebsöldruck (PC) innerhalb der Betriebsöl­ kammer 300a oder der Betriebsölkammer 300b, einen niedrigen Druckwert oder einen auf Null reduzierten Druckwert auf und der verringerte oder Null betragende Betriebsöldruck wird der zweiten Druckkammer 170 des druckempfindlichen Schalters 110 zugeführt, da das Stellglied 100 nicht betätigt wird.
Da der der ersten regulierenden Ölkammer 160 zugeführte Öl­ druck (PA) sehr hoch ist, so daß der Kolben 150 zur zweiten Druckkammer 170 gegen die Federkraft der Feder 210 gedrückt wird, betätigt das Ende 180b der Kolbenstange 180 den Grenz­ schalter bzw. Endschalter 2000.
Das Schaltsignal des Endschalters 2000 regelt die elektro­ magnetische Kupplung 600 durch eine Steuer- bzw. Regelein­ richtung 2500, so daß die elektromagnetische Kupplung 600 ausgerückt wird. Somit wird der Betrieb der Hydraulikpumpe 400 angehalten. Mit anderen Worten, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Öldruck (PA) innerhalb des Betriebsöl-Druckkanals 700 und der Betriebsöldruck (PC) des Stellzylinders 300 größer als ein vorgegebener Wert ist, wird der Betrieb der Hydraulikpumpe 400 ausgeschaltet (AUS) (siehe Fig. 4).
Wenn der Betrieb der Hydraulikpumpe 400 angehalten wird, wird kein Betriebsöl von der Hydraulikpumpe 400 zugeführt. Jedoch wird die Verbindung des Abschnittes bzw. Teils des Betriebsöl-Druckkanals 700, welcher stromabwärts des Rück­ schlagventils 800 liegt, mit dem Abschnitt bzw. Teil des Betriebsöl-Druckkanals 700, welcher stromaufwärts des Drossel­ ventils 800 liegt, unterbrochen, so daß eine Druckaufbrin­ gungskraft auf einem vorgegebenen Druckwert gehalten wird.
Somit wird während eines abrupten Lenkvorganges das im Ab­ schnitt bzw. Teil des Betriebsöl-Druckkanals 700, welcher stromabwärts des Rückschlagventiles 800 liegt und im Vor­ ratsbehälter 900 gespeichert ist, dem Stellglied 100 schnell zugeführt. Somit kann ein gleichmäßiger Lenk-Hilfsvorgang erzielt werden.
Die im Vorratsbehälter 900 gespeicherte Energie wird auf­ grund des Betriebes des Stellzylinders 300 des Stellgliedes 100 verbraucht.
Wenn der Druck (PA) innerhalb des Abschnittes des Betriebs­ ölkanals, welcher stromabwärts des Rückschlagventils 800 an­ geordnet ist, verringert wird, wird auch der Druck innerhalb des Abschnittes bzw. Teils der ersten Druckkammer 160 des druckempfindlichen Schalters 110, in welche der Betriebs­ öldruck innerhalb des Betriebsöl-Druckkanals 700 zugeführt wird, vermindert und entspricht im wesentlichen dem Druck innerhalb der zweiten Druckkammer 170, in welche das Be­ triebsöl (PC) des Stellzylinders 300 zugeführt wird. Demzu­ folge ist die Federkraft der Feder 210, welche den Kolben 150 des druckempfindlichen Schalters 110 vorspannt, höher als der verminderte Druck innerhalb der ersten und zweiten Druckkammer 160 und 170, so daß die Federkraft eine Bewegung des Kolbens 150 zur ersten Druckkammer 160 bewirkt und der Grenzschalter bzw. Endschalter 190 durch ein Ende 180a der Kolbenstange 150 betätigt wird.
Das vom Grenzschalter 190 abgeleitete Signal reguliert die elektromagnetische Kupplung 600 durch den Regler 2500, um die elektromagnetische Kupplung 600 zu verbinden bzw. ein­ zurücken, so daß die Hydraulikpumpe 400 angetrieben wird. Das heißt, der druckempfindliche Schalter 110 schaltet die Hydraulikpumpe 400 ein, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Betriebsöl (PA) innerhalb des Betriebsöl-Druckkanals und der Betriebsöldruck (PC) des Stellzylinders niedriger als der vorgegebene Wert (siehe Fig. 4) ist.
Folglich führt die Hydraulikpumpe 400 das Betriebsöl dem Be­ triebsöl-Druckkanal 700 und dem Stellglied 100 zu, bis die Druckdifferenz zwischen dem Öldruck (PA) innerhalb des Be­ triebsöl-Druckkanales 700 und der Betriebsöldruck (PC) des Stellzylinders 300 einen Wert erreichen, welcher gleich oder größer als der vorgegebene Wert ist.
Das von der Hydraulikpumpe 400 abgeführte und dem Stellglied 100 zugeführte Betriebsöl erzeugt in geeigneter Form die Lenk-Hilfskraft.
Mit anderen Worten, die Hydraulikpumpe 400 wird angetrieben, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Betriebsöldruck (PA) innerhalb des Betriebsöl-Druckkanals 700 und dem Betriebs­ öldruck (PC) im Stellglied 100 niedriger als der vorgegebene Wert ist. Das unter dem erforderlichen Hydraulikdruck ent­ sprechend dem Betriebsdruck des Stellzylinders 300 auftre­ tende Betriebsöl, das heißt das Betriebsöl, dessen Wert un­ ter einem hohen Öldruckwert liegt, welcher um den der Feder­ kraft der Feder 210 entsprechenden Wert höher als der Be­ triebsdruck im Stellzylinder 300 ist, wird in den Betriebsöl-Druckkanal 700 ab- und dem Druckzylinder 300 zugeführt.
Detaillierter formuliert, wird die Hydraulikpumpe 400 ange­ halten, wenn die Druckdifferenz (PA-PC) höher als der vorgegebene Wert ist.
Wenn das Änderungselement 500 der Hydraulikpumpe 400 ent­ sprechend dem Betriebsöldruck des Stellzylinders 300 im Stellglied 100 betätigt wird, ist der im Vorratsbehälter 900 gespeicherte Betriebsöldruck höher als die Federkraft der regulierenden Feder 210 und zwar um einen Wert, welcher der Federkraft der Steuer- bzw. Regelfeder 210 entspricht.
Dieses Betriebsöl wird sofort dem Stellglied 100 zugeführt. Herkömmlicherweise ist es nicht notwendig, den Druck inner­ halb des Betriebsöl-Druckkanals 700 auf einem hohen Druck­ niveau, ungeachtet dem Betriebsdruck, zu halten. Somit kann der Energieverlust vermindert werden und die Servolenkein­ heit mit einem höheren Arbeitswirkungsgrad betrieben werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
Fig. 5 zeigt ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Servolenkeinheit.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist ein Druckauswahlventil 310 zwischen dem Paar von Betriebsölkammern 300a und 300b angeordnet, um den Druck innerhalb der Betriebsölkammer 300a oder der Betriebsölkammer 300b auszuwählen, welcher höher als der Betriebsöldruck des Stellzylinders 300 ist. Der aus­ gewählte Betriebsöldruck des Stellzylinders 300 wird dem druckempfindlichen Schalter 170 zugeführt.
Das Druckauswahlventil 310 ist schematisch in Fig. 5 darge­ stellt.
Eine Ventilkammer 330 ist innerhalb eines Gehäuses 320 aus­ gebildet. Ein Kugelhahn 340 und ein Paar von Rückstellfedern 350, welche den Kugelhahn 340 von dessen beiden Seiten vor­ spannen, sind in einer Ventilkammer 330 aufgenommen. Ein Kanal 360 ist auf der linken Seite der Ventilkammer 330 ge­ öffnet, welche mit der linken Seite der Ölkammer 330a des Stellzylinders 300 verbunden ist, und ein Kanal 370 ist auf der rechten Seite der Ventilkammer 330 des Stellzylinders 300 geöffnet, welcher mit der rechten Seite der Ventilkammer 330 verbunden ist. Des weiteren ist ein Kanal 380 in der Mitte der Ventilkammer 330 geöffnet, welche mit der zweiten Druckkammer 170 des druckempfindlichen Schalters 110 verbun­ den ist. Ventilsitze 360a und 370a des Kugelhahns 340 sind an offenen Enden der Ventilkammer 330 der Kanäle 360 und 370 ausgebildet. Zusätzlich ist die Größe der Öffnungen der Sei­ ten der Ventilkammern 330 des Kanals 380 derart dimensio­ niert, daß sie nicht durch den Kugelhahn 340 in einer neu­ tralen Position des Kugelhahns 340 geschlossen wird.
Da die weiteren individuellen strukturellen Merkmale der Servolenkeinheit des dritten Ausführungsbeispieles denjeni­ gen des zweiten, in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel entsprechen, wird deren detaillierte Erläute­ rung weggelassen.
Beim dritten Ausführungsbeispiel wird der Betriebsdruck bzw. Arbeitsdruck (PA) innerhalb der Betriebsölkammer 300a der linken Seite des Stellzylinders 300 der Ventilkammer 330 des Druck-Auswahlventils 310 durch den Kanal 360 zugeführt, wenn das Stellglied 100 beispielsweise derart betätigt wird, daß der Druck innerhalb der Betriebsölkammer 300a der linken Seite des Stellzylinders 300 hoch und der Druck innerhalb der Betriebsölkammer 300b der rechten Seite niedrig ist, wo­ durch der Kugelhahn 340 die Verbindung zwischen den Kanälen 370 und 380 unterbricht, welche den Ventilsitz 370a berührt, das heißt die Verbindung des druckempfindlichen Schalters 110 mit der Betriebsölkammer 300b der rechten Seite des Stellzylinders 300 unterbricht. Zu diesem Zeitpunkt wird der Betriebsdruck bzw. Arbeitsdruck innerhalb der Betriebsölkam­ mer 300a der linken Seite des Stellzylinders 300 der zweiten regulierenden Ölkammer 170 des druckempfindlichen Schalters 110 durch den Kanal 360, die Ventilkammer 330 und den Kanal 380 zugeführt, da die Verbindung zwischen der Ventilkammer 330 und dem Kanal 360 fortgeführt wird.
Der druckempfindliche Schalter 110 betreibt oder hält die Hydraulikpumpe 400 entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruck (PA) innerhalb dem Betriebsöl-Druckkanal 700 und dem Betriebsöl-Druckkanal (PC, einer der Drücke innerhalb dem Paar von Betriebsölkammern 300a und 300b, wel­ cher höher als der andere ist) des Stellzylinders 300 an, welcher durch das Druck-Auswahlventil 310 ausgewählt wird.
Beim dritten Ausführungsbeispiel kann somit der druck­ empfindliche Schalter 110 auf einen einzelnen druckempfind­ lichen Schalter, zusätzlich zu den Vorteilen und Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels, reduziert werden.
Alternativ zum dritten Ausführungsbeispiel kann die elektro­ magnetische Kupplung 600 weggelassen werden und der druck­ empfindliche Schalter 110 kann den als Antrieb für die Hy­ draulikpumpe installierten Elektrikmotor steuern bzw. re­ geln, wodurch der Betrieb der Hydraulikpumpe 400 durch den Motor regelbar ist.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine Servolenkeinheit für ein eine Antriebsquelle aufweisendes Fahrzeug, mit einem Stellglied 1, 100, welches in der Lenkanlage des Fahrzeugs angeordnet ist und welchem Betriebsöl zu- oder abgeführt wird, um eine Hilfskraft für einen Lenkvorgang durch ein Lenkrad abzuleiten, mit einer Hydraulikpumpe 7, 400, welche entsprechend der Antriebsquelle angetrieben und gedreht wird, mit einem Betriebsöl-Druckkanal 31, 700, durch welchen das von der Hydraulikpumpe abgeführte Betriebsöl dem Stell­ glied zugeführt wird, mit einem Rückschlagventil 32, 800, welches im Betriebsöl-Druckkanal 31, 700 angeordnet ist, um eine Strömung des Betriebsöls von der Hydraulikpumpe zum Stellglied zu ermöglichen, jedoch eine Rückströmung des Betriebsöls vom Stellglied zur Hydraulikpumpe zu blockieren, und mit einer Antriebsschaltanordnung, welche in einem Abschnitt des Betriebsöl-Druckkanals stromabwärts des Rück­ schlagventils angeordnet ist, und basierend auf zumindest einem Druck angetrieben wird, welcher innerhalb des strom­ abwärts zum Rückschlagventil liegenden Abschnitt des Betriebsöl-Druckkanals existiert.

Claims (15)

1. Servolenkeinheit für ein eine Antriebsquelle aufweisen­ des Fahrzeug, mit:
  • a) einem Stellglied (1; 100), welches in der Lenkanlage des Fahrzeugs angeordnet ist und welchem Betriebsöl zu- oder abgeführt wird, um eine Hilfskraft für einen Lenkvorgang durch ein Lenkrad zu erzeugen;
  • b) einer Hydraulikpumpe (7; 400), welche entsprechend der Antriebsquelle angetrieben und gedreht wird;
  • c) einem Betriebsöl-Druckkanal (31; 700), durch welchen das von der Hydraulikpumpe abgeführte Betriebsöl dem Stellglied zugeführt wird;
  • d) einem Rückschlagventil (32; 700), welches im Be­ triebsöl-Druckkanal (31; 700) angeordnet ist, um eine Strömung des Betriebsöls von der Hydraulikpumpe zum Stellglied zu ermöglichen, jedoch eine Rückströmung des Betriebsöls vom Stellglied zur Hydraulikpumpe zu blockieren; und
  • e) einer Antriebsschaltanordnung, welche in einem Ab­ schnitt des Betriebsöl-Druckkanals stromabwärts des Rückschlagventils angeordnet ist und basierend auf zumindest einem Druck betätigt wird, welcher inner­ halb des stromabwärts zum Rückschlagventil liegenden Abschnittes des Betriebsöl-Druckkanals auftritt.
2. Servolenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebsschaltanordnung einen zwischen der Antriebsquelle und der Hydraulikpumpe (7; 400) angeord­ neten Kupplungsmechanismus (34; 600) aufweist, welcher in einen zwischen der Antriebsquelle und der Hydraulik­ pumpe verbundenen Kanal entsprechend dem Druck innerhalb des Abschnittes des Betriebsöl-Druckkanals (31; 700), welcher stromabwärts des Rückschlagventils liegt, ein­ greift oder gelöst wird.
3. Servolenkeinheit nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen druckempfindlichen Schalter (47), welcher ent­ sprechend dem Druck innerhalb des stromabwärts des Rück­ schlagventils liegenden Abschnitts des Betriebsöl-Druckkanals geschalten wird, und dadurch, daß der Kupplungs­ mechanismus (34) in den Kanal zwischen der Antriebs­ quelle und der Hydraulikpumpe (7) entsprechend der ge­ schalteten Position des druckempfindlichen Schalters (47) eingreift oder gelöst wird.
4. Servolenkeinheit nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen druckempfindlichen Schalter (110), welcher ent­ sprechend einem Druck innerhalb eines Vorratsbehälters (900) geschalten wird, der in einem stromabwärts des Rückschlagventils (800) angeordneten Abschnitt des Betriebsöl-Druckkanals (700) angeordnet ist, um das Be­ triebsöl im Betriebsöl-Druckkanal zu speichern, und da­ durch, daß der Kupplungsmechanismus (600) in den Kanal zwischen der Antriebsquelle und der Hydraulikpumpe (400) entsprechend einer Schaltposition des druckempfindlichen Schalters (110) eingreift oder gelöst wird.
5. Servolenkeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kupplungsmechanismus (34) in den Kanal zwi­ schen der Antriebsquelle und der Hydraulikpumpe (7) ein­ greift, wenn der Druck innerhalb des stromabwärts des Rückschlagventils (32) liegenden Abschnittes des Be­ triebsöl-Druckkanals (31) niedriger als ein vorgegebener Druckwert ist, welchen der Vorratsbehälter (33) auf­ weist, so daß die Antriebskraft von der Antriebsquelle auf die Hydraulikpumpe übertragen wird, um die Hydrau­ likpumpe anzutreiben und zu drehen.
6. Servolenkeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das von der Hydraulikpumpe (7) abgeführte Be­ triebsöl dem Stellglied (1) und dem Vorratsbehälter (33) zugeführt wird, bis der Druck des Betriebsöls innerhalb des Vorratsbehälters (33) den vorgegebenen Wert er­ reicht.
7. Servolenkeinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kupplungsmechanismus (34) vom Kanal zwischen der Antriebsquelle und der Hydraulikpumpe (7) ausgerückt wird, wenn der Druck innerhalb des Vorratsbe­ hälters (33) den vorgegebenen Druckwert erreicht, um den Antrieb und die Rotation der Hydraulikpumpe anzuhalten.
8. Servolenkeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kupplungsanordnung (34) eine elektromagnetische Kupplung aufweist.
9. Servolenkeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kupplungsmechanismus (34) eine Hydraulikkupplung aufweist.
10. Servolenkeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebsquelle einen am Fahrzeug befestig­ ten Verbrennungsmotor (69 und eine Riemenscheibe (4) aufweist, durch welche die Hydraulikpumpe (7) mittels der elektromagnetischen Kupplung angetrieben wird.
11. Servolenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stellglied (100) einen Stellzylinder (300) mit einem Paar von Betriebsöl-Druckkammern (300a, 300b) und einem Drosselventil (200) aufweist, welches die Zu­ führung und Abführung des Betriebsöls zu und von dem Paar von Betriebsölkammern regelt bzw. steuert, und daß die Antriebsschaltanordnung einen druckempfindlichen Schalter (110) aufweist, welcher entsprechend der Druck­ differenz zwischen dem stromabwärts des Drosselventils (800) liegenden Abschnitt des Betriebsöl-Druckkanals (700) und dem Betriebsöldruck im Stellzylinder (300) ge­ schaltet wird, wobei der Betrieb der Hydraulikpumpe (400) entsprechend der geschalteten Position des druck­ empfindlichen Schalters geregelt wird.
12. Servolenkeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der druckempfindliche Schalter (110) entspre­ chend jedem Paar von Betriebsölkammern (300a, 300b) des Stellzylinders (300) angeordnet ist.
13. Servolenkeinheit nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeich­ net ein Druck-Auswahlventil (310), welches zwischen dem Paar von Betriebsölkammern (300a, 300b) des Stellzylin­ ders (300) angeordnet ist, um den höheren Druck in den beiden Betriebsölkammern (300a, 300b) als Betriebs­ öldruck des Stellzylinders (300) auszuwählen, wobei der ausgewählte Betriebsöldruck des Stellzylinders (300) dem druckempfindlichen Schalter (310) zugeführt wird.
14. Servolenkeinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ge­ kennzeichnet durch einen Kupplungsmechanismus (600), welcher zwischen der Antriebsquelle und der Hydraulik­ pumpe (400) angeordnet ist, wobei der druckempfindliche Schalter (110) den Betrieb des Kupplungsmechanismus (600) und somit den Betrieb der Hydraulikpumpe (400) steuert bzw. regelt.
15. Servolenkeinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Antriebsquelle einen Elek­ tromotor aufweist, wobei der druckempfindliche Schalter (110) den Betrieb des Elektromotors und somit den Be­ trieb der Hydraulikpumpe (400) steuert bzw. regelt.
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