DE19848445C1 - Hydraulische Rückwirkungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Rückwirkungseinrichtung zur Erzeugung eines Lenkwiderstandes an einem Lenkhandrand bei einer Servolenkung eines Kraftfahrzeuges. Die Rückwirkungseinrichtung weist eine Momentenerzeugeranordnung sowie eine dieser vorgeschaltete Drosselanordnung auf, wobei der Lenkwiderstand in Abhängigkeit der Lenkkräfte und eines weiteres Parameters gesteuert bzw. geregelt werden. Um einen kostengünstigen Aufbau der Rückwirkungseinrichtung zu erhalten, weist die Drosselanordnung zwischen einer Steuerbuchse und einem darin axial verstellbar gelagerten Regelschieber eine erste Drosselstelle auf, deren Drosselwirkung von der Relativstellung zwischen Regelschieber und Steuerbuchse abhängt, wobei sich diese Relativstellung aus dem Gleichgewicht der am Regelschieber angreifenden Kräfte ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Rückwirkungseinrich­ tung zur Erzeugung eines Lenkwiderstandes an einer Lenkhand­ habe bei einer Servolenkung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Hydraulische Servolenkungen sind allgemein bekannt und werden in die meisten Kraftfahrzeuge serienmäßig eingebaut. In die­ sem Zusammenhang ist es auch grundsätzlich bekannt, die an einer Lenkhandhabe, z. B. Lenkhandrad, spürbare bzw. bei Lenk­ manövern aufzubringende Kraft parameterabhängig zu verändern, um beispielsweise die Lenkung bei hoher Fahrzeuggeschwindig­ keit etwas schwergängiger und bei niedriger Fahrzeuggeschwin­ digkeit, insbesondere zum Rangieren, besonders leichtgängig zu machen. Dazu werden sogenannte Rückwirkungseinrichtungen eingesetzt, durch die sich die für eine Lenkbetätigung der Lenkhandhabe notwendige Kraft bzw. das dazu erforderliche Mo­ ment verändern läßt. Darüber hinaus kann durch die Ausbildung von Rückwirkmomenten ein ungewolltes Übersteuern der Fahr­ zeuglenkung vermieden werden.

Eine Rückwirkungseinrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 37 21 826 C1 bekannt. Dort ist ein Lenkhandrad mit einem Steuerkolben zwangsgekoppelt, so daß ein Lenkeinschlag am Lenk­ handrad nur in Verbindung mit einer Axialverstellung des Steu­ erkolbens möglich ist. Der Steuerkolben betätigt dabei ein Ser­ voventil, das seinerseits ein als Servomotor dienendes Kolben- Zylinder-Aggregat mit einer Druckdifferenz beaufschlagt und so­ mit eine die Lenkbewegung unterstützende Kraft erzeugt. Bei der bekannten Rückwirkungseinrichtung ist eine Drosselstrecke par­ allel zum Servomotor geschaltet und ermöglicht es, die Stirnen­ den des Steuerkolbens mit einer Druckdifferenz zu beaufschla­ gen, um so eine der jeweiligen Verschiebung des Steuerkolbens entgegenwirkende Kraft an dem Steuerkolben auszubilden. Hierbei umfaßt diese Drosselstrecke eine erste Drosselstelle, die par­ allel zu den Stirnenden des Steuerkolbens geschaltet ist, sowie eine zweite Drosselstelle, die zur ersten Drosselstelle in Rei­ he geschaltet ist und eine in Abhängigkeit von an der Drossel­ strecke auftretenden Druckdifferenzen steuerbare Drossel sowie eine in Abhängigkeit eines Parameters, z. B. Fahrzeuggeschwin­ digkeit, steuerbare Drossel aufweist.

Aus der DE 34 18 586 C2 ist ebenfalls eine hydraulische Rück­ wirkungseinrichtung zur Erzeugung eines Lenkwiderstandes an ei­ ner Lenkhandhabe bei einer Servolenkung eines Kraftfahrzeuges bekannt, die eine Drosselanordnung aufweist, bei der der Druck in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit gesteuert bzw. ge­ regelt wird. Zu diesem Zweck enthält die Drosselanordnung eine Steuerbuchse, die eine Axialbohrung besitzt, in der ein Regel­ schieber axial verstellbar gelagert ist. Die Steuerbuchse ent­ hält mindestens eine Radialbohrung, die in die Axialbohrung der Steuerbuchse mündet und die an einen mit den Lenkkräften korre­ lierten Druck angeschlossen ist. Der Regelschieber enthält eine Axialbohrung sowie mindestens eine Radialbohrung, die in die Axialbohrung des Regelschiebers mündet und mit der Radialboh­ rung der Steuerbuchse kommuniziert. Die Radialbohrung des Re­ gelschiebers und die Radialbohrung der Steuerbuchse bilden ei­ nen von der relativen Verschiebung zwischen Steuerbuchse und Regelschieber abhängigen Drosselwiderstand. Am Regelschieber greift ein als elektromagnetischer Steller ausgebildeter Aktua­ tor an, mit dem der Regelschieber in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters in der Steuerbuchse verstellbar ist. Außerdem greifen am Regelschieber Federmittel an, die den Regelschieber entgegen dem Druckabfall an der Blende axial vorspannen.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Rückwirkungseinrichtung der eingangs genannten Art einen kostengünstigen Aufbau anzugeben.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Rückwirkungsein­ richtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Durch diese Maßnahmen kann die Modulation des der Eingangsseite der Rück­ wirkdrossel zugeführten Druckes hinsichtlich der Lenkkräfte und eines weiteren Parameters in einem einzigen Drosselaggregat durchgeführt werden. Durch die als Drosselwiderstand ausgebil­ dete Blende in der Axialbohrung des Regelschiebers kann an die­ ser Blende eine Druckdifferenz ausgebildet werden, die ihrer­ seits eine Axialkraft auf den Regelschieber erzeugt, mit der Folge, daß der Regelschieber in der Steuerbuchse axial ange­ trieben ist. Da jedoch die miteinander kommunizierenden Radial­ bohrungen im Regelschieber und in der Steuerbuchse einen Dros­ selwiderstand bilden, der von der relativen Lage zwischen der Steuerbuchse und dem Regelschieber abhängt, hat eine Verstell­ bewegung des Regelschiebers eine Änderung der an der Blende herrschenden Druckdifferenz zur Folge.

Die Axialverstellung des Regelschiebers erfolgt entgegen einer Vorspannkraft, die vorzugsweise mittels einer Federung auf den Regelschieber aufgebracht wird. Da die sich an der Blende aus­ bildende Druckdifferenz von der Axialstellung des Regelschie­ bers relativ zur Steuerbuchse abhängt, kann sich zwischen dem Regelschieber und der Federung rasch ein Kräftegleichgewicht ausbilden, so daß eine Regelung des der Eingangsseite der Rück­ wirkdrossel zugeführten Druckes erfolgt.

Dieses Gleichgewicht bzw. die relative Lage des Regelschiebers bezüglich der Steuerblende kann mit Hilfe des Aktuators, der insbesondere als elektromagnetischer Steller ausgebildet sein kann, variiert werden. Auf diese Weise können weitere Parameter, wie z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Querbeschleunigung des Fahrzeuges, zur Steuerung des der Ein­ gangsseite der Rückwirkdrossel zugeführten Druckes verwendet werden.

Durch den Aktuator wird die der Verstellung des Regelschie­ bers entgegenwirkende Rückstellkraft variiert, so daß die er­ forderliche Druckdifferenz an der Blende, bei der die zwi­ schen Regelschieber und Steuerbuchse ausgebildete Drossel­ strecke ihre maximale Drosselwirkung, insbesondere eine Sperrwirkung, entfaltet, beeinflußt werden kann. Auf diese Weise ist der von der Drosselanordnung maximal der Eingangs­ seite der Rückwirkdrossel zuführbare Druck variierbar. Mit der Folge, daß das maximale Rückwirkmoment von der Ausgangs­ lage des Regelschiebers relativ zur Steuerbuchse, d. h. von der Vorspannung des Regelschiebers entgegen seiner Schließ­ richtung abhängt.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rückwirkungseinrich­ tung zeichnet sich außerdem durch eine besonders kompakte Bauform mit relativ einfach herstellbaren Bauteilen geringer Anzahl aus.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Rückwirkungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 3 gelöst. Bei dieser Alternative bewirkt ein Druckanstieg im Ringraum bzw. Spaltraum zwischen der Regelhülse und der Steu­ erbuchse eine Axialverstellung der Regelhülse relativ zur Steuerbuchse aus ihrer Ausgangslage entgegen der Federkraft der daran angreifenden Federmittel. Dadurch wird die Drossel­ wirkung der zwischen der Regelhülse und der Steuerbuchse aus­ gebildeten Drosselstelle vergrößert, so daß sich hier rasch ein Kräftegleichgewicht einstellt. Dieser durch die axiale Verstellbarkeit der Regelhülse ausgebildeten Drosselstelle ist eine weitere Drosselstelle vorgeschaltet, die durch die axiale Verstellbarkeit des Regelschiebers in der Steuerbuchse ausgebildet ist. Dieser Regelschieber wird bei der Alternati­ ve ausschließlich durch den Aktuator betätigt, wodurch dieje­ nige Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Aus­ gangsseite der Drosselanordnung, die erforderlich ist, um an der zwischen Regelhülse und Steuerbuchse ausgebildeten Dros­ selstelle eine maximale Drosselwirkung, insbesondere eine Sperrwirkung, auszubilden, variiert werden kann. Der maximal von der Drosselanordnung an die Eingangsseite der Rückwirk­ drossel weitergeleitete Druck bleibt bei dieser Variante un­ abhängig von der relativen Stellung des Regelschiebers, d. h. unabhängig von dem Parameter, in dessen Abhängigkeit der Re­ gelschieber vom Aktuator betätigt wird. Das hat zur Folge, daß das maximale Rückwirkmoment stets den gleichen Wert auf­ weist.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Rückwirkungseinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei­ bung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorlie­ genden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine schaltplanartige Prinzipdarstellung für eine Servolenkung bei einem Kraftfahrzeug, die mit einer Rückwirkungseinrichtung ausgestattet ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Drosselanordnung der erfindungsgemäßen Rück­ wirkungsanordnung,

Fig. 3 einen mit der in Fig. 2 dargestellten Ausführungs­ form erzielbaren Kennlinienverlauf,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form einer Drosselanordnung der Rückwirkungsanord­ nung nach der Erfindung und

Fig. 5 einen mit der in Fig. 4 dargestellten Ausführungs­ form erzielbaren Kennlinienverlauf.

Entsprechend Fig. 1 weist eine Servolenkung ein Lenkhandrad 1 als Lenkhandhabe auf, an dem ein Fahrer ein Lenkmoment in ei­ nen Lenkstrang 2 einbringt. Der Lenkstrang 2 enthält ein drehelastisches Element 3, dessen Eingangsseite und Ausgangs­ seite relativ zueinander gegen eine Federung, z. B. ein Torsi­ onsfederstab, verdrehbar sind. Diese Drehverstellung ist ein Maß für die Betätigung eines Servoventils 4, wobei dieser Wirkungszusammenhang durch einen gestrichelten Doppelpfeil 5 symbolisiert ist. Im Unterschied zur Darstellung in Fig. 1 sind jedoch das drehelastische Element 3 und das Servoventil 4 üblicherweise in einem Bauteil zusammengefaßt.

Der Lenkstrang 2 kann auf der dem Lenkhandrad 1 abgewandten Seite des drehelastischen Elementes 3 in herkömmlicher Weise mit einem Lenkgestänge 6 und darüber mit lenkbaren Fahrzeu­ grädern 7 zwangsgekoppelt sein. Die Erfindung ist jedoch in derselben Weise auch bei einer sogenannten Steer-by-wire- Lenkung verwendbar, bei der eine mechanische oder hydrauli­ sche Zwangskopplung zwischen dem Lenkhandrad 1 und den lenk­ baren Fahrzeugrädern 7 nicht besteht oder nur für einen Not­ betrieb aktivierbar ist.

Das Servoventil 4 betätigt über zwei hydraulische Motorlei­ tungen 8 und 9 einen Servomotor 10, der im vorliegenden Fall als doppeltwirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat ausgebildet ist. Das Servoventil 4 ist außerdem an die Druckseite einer Hydraulikpumpe 11 sowie an ein relativ druckloses Hydrau­ likreservoir 12 angeschlossen, mit dem auch die Saugseite der Hydraulikpumpe 11 in Verbindung steht.

Die Servolenkung arbeitet wie folgt:

Eine Lenkbetätigung am Lenkhandrad 1 bewirkt eine Relativver­ drehung zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite des drehela­ stischen Elementes 3, wodurch das Servoventil 4 mehr oder wendiger nach links oder nach rechts verstellt wird. Auf die­ se Weise wird die Druckseite der Hydraulikpumpe 11 mehr oder weniger mit einer von zwei Kammern 13 und 14 des Servomotors 10 verbunden, wodurch sich an einem Kolben 15 eine Druckdif­ ferenz aufbaut, die eine mehr oder weniger große Verstellung des Kolbens 15 nach links oder nach rechts bewirkt. Der Kol­ ben 15 ist an einer Kolbenstange 16 befestigt, die mit dem Lenkgestänge 6 gekoppelt ist, was durch gestrichelte Doppel­ pfeile 17 symbolisiert ist. Die Verstellung der Kolbenstange 16 hat somit eine mehr oder weniger große Lenkbewegung der lenkbaren Fahrzeugräder 7 in der einen oder anderen Richtung zur Folge.

Die Servolenkung weist außerdem eine Rückwirkungseinrichtung 18 auf, die in Fig. 1 durch eine gestrichelte Umrandung her­ vorgehoben ist. Diese Rückwirkungseinrichtung 18 weist eine Momentenerzeugeranordnung 19 auf, die als Rückwirkdrossel wirkt oder mit einer solchen kombiniert ist. In Fig. 1 wird diese Momentenerzeugeranordnung 19 symbolisch durch ein Kol­ ben-Zylinder-Aggregat dargestellt, dessen Kolben 20 eine Kol­ benstange 21 antreibt. Diese Kolbenstange 21 ist dabei derart mit dem Lenkstrang 2 gekoppelt, daß sie in den Lenkstrang 2 ein Rückwirkmoment einleiten kann, das einer Lenkbetätigung der Lenkhandhabe 1 entgegenwirkt. Die Kopplung zwischen Kol­ benstange 21 und Lenkstrang 2 ist hier wieder durch einen ge­ strichelten Doppelpfeil 22 symbolisiert.

Das als Momentenerzeugeranordnung 19 verwendete Kolben- Zylinder-Aggregat weist zwei Kammern 23 und 24 auf, die über eine Rückwirkdrossel 25 miteinander kommunizieren. Die Kammer 23 ist über eine Drosselanordnung 26 an die Druckseite der Hydraulikpumpe 11 angeschlossen, während die Kammer 24 mit dem Hydraulikreservoir 12 verbunden ist. Demnach bildet die Kammer 23 die Eingangsseite der Rückwirkdrossel 25, und die Kammer 24 bildet die Ausgangsseite der Rückwirkdrossel 25.

Die Drosselanordnung 26 dient zur Steuerung bzw. Regelung des an der Eingangsseite (Kammer 23) der Rückwirkdrossel 25 an­ liegenden Druckes. Da an der Ausgangsseite (Kammer 24) der Rückwirkdrossel 25 stets der Druck des Hydraulikreservoirs 12, d. h. im allgemeinen der atmosphärische Umgebungsdruck, herrscht, wird ausschließlich durch die Drosselanordnung 26 die Druckdifferenz zwischen Eingangsseite 23 und Ausgangssei­ te 24 der Rückwirkdrossel 25 bestimmt. Diese Druckdifferenz treibt den Kolben 20 und somit die Kolbenstange 21 an und er­ zeugt ein dementsprechendes Rückwirkmoment am Lenkstrang 2. Mit anderen Worten, durch die Beeinflussung des der Eingangs­ seite 23 zugeführten Druckes wird die Momentenerzeugeranord­ nung 19 betätigt.

Die Drosselanordnung 26 arbeitet üblicherweise in Abhängig­ keit der an den lenkbaren Fahrzeugerädern 7 austretenden Lenkkräfte. Diese Lenkkräfte korrelieren mit Druckschwankun­ gen an der Druckseite der Hydraulikpumpe 11, die sich bis zu einer Eingangsseite A der Drosselanordnung 26 fortpflanzen. In der Drosselanordnung 26 findet dann eine von diesen Druck­ schwankungen abhängige Modulation des der Eingangsseite A zu­ geführten Druckes statt, so daß an einer Ausgangsseite B der Drosselanordnung 26 ein mehr oder weniger reduzierter Druck an die Eingangsseite 23 der Rückwirkdrossel 25 weitergeleitet wird.

Darüber hinaus arbeitet die Drosselanordnung 26 in Abhängig­ keit eines weiteres Parameters P, der beispielsweise durch die Querbeschleunigung oder durch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges gebildet sein kann. Beispielsweise soll die Servo­ lenkung bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit relativ schwergän­ gig und bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten relativ leichtgängig sein. Dies hat zur Folge, daß das von der Momen­ tenerzeugeranordnung 19 in den Lenkstrang 2 eingeleitete Rückwirkmoment bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend groß und bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend klein sein soll. Dies hat für die Drosselanordnung 26 zur Folge, daß sie bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit eine relativ kleine Drosselwirkung mit entsprechend hohem Druck an der Ausgangsseite B und bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit ei­ ne relativ große Drosselwirkung, insbesondere eine Sperrwir­ kung, mit entsprechend kleinem Druck an der Ausgangsseite B entfaltet.

Eine Momentenerzeugeranordnung, die nach Art eines doppelt­ wirkenden Kolben-Zylinder-Aggregates arbeitet und mit einer zu den Kammern des Kolben-Zylinder-Aggregates parallel ge­ schalteten Rückwirkdrossel kombiniert ist, wird in der DE 37 21 826 C1 offenbart. Eine andere Momentenerzeugeranord­ nung, bei der Rückwirkungskörper mit steuerbarem Hydraulik­ druck in axiale V-Nuten eines mit dem Lenkstrang gekoppelten Wellenteiles eindrückbar sind, wobei eine solche Momentener­ zeugeranordnung als Rückwirkdrossel wirkt, ist aus der DE 196 16 439 C1 bekannt.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform für eine Dros­ selanordnung 26 dargestellt. Demnach weist die Drosselanord­ nung 26 eine zylindrische, insbesondere kreiszylindrische, Steuerbuchse 27 auf. Diese Steuerbuchse 27 enthält eine koa­ xiale Durchgangsöffnung bzw. Axialbohrung 28, in der ein zy­ lindrischer, insbesondere kreiszylindrischer Regelschieber 29 axial verstellbar gelagert ist. In Fig. 2 greift am linken axialen Ende des Regelschiebers 29 ein Stellglied 30 eines elektromagnetisch arbeitenden Aktuators 31 an. Das Stellglied 30 des Aktuators 31 ist koaxial in der Axialbohrung 28 der Steuerbuchse 27 verstellbar, was durch einen Doppelpfeil 32 symbolisiert ist. An dem dem Stellglied 30 abgewandten axia­ len Ende des Regelschiebers 29, d. h. in Fig. 2 am rechten axialen Ende des Regelschiebers 29, greift eine Schrauben­ druckfeder 33 an, die sich an einem in der Axialbohrung 28 der Steuerbuchse 27 fixierten Widerlagerelement 34 abstützt.

Das in Fig. 2 linke axiale Ende der Axialbohrung 28 der Steu­ erbuchse 27 ist durch den Aktuator 31 dicht abgeschlossen, während deren gegenüberliegendes, entsprechend Fig. 2 rech­ tes, axiales Ende offen ist, wozu das Widerlagerelement 34 als zentrisch offener Ring ausgebildet ist. Die Axialbohrung 28 bildet an diesem axialen Ende die Ausgangsseite B der Drosselanordnung 26, die an die Eingangsseite der Rückwirk­ drossel 25 (vgl. Fig. 1) angeschlossen ist.

Der Regelschieber 29 weist eine koaxiale Axialbohrung 35 auf, die an dem dem Stellglied 30 zugewandten axialen Ende ver­ schlossen ist und an dem der Feder 33 zugewandten Ende offen ist. Dabei ist das offene axiale Ende der Axialbohrung 35 des Regelschiebers 29 als Blende 36 ausgebildet, über die die Axialbohrung 35 des Regelschiebers 29 mit der Axialbohrung 28 der Steuerbuchse 27 kommuniziert.

Die Steuerbuchse 27 weist mehrere Radialbohrungen 37 auf, die radial außen die Eingangsseite A der Drosselanordnung 26 bil­ den und radial innen mit der Axialbohrung 28 der Steuerbuchse 27 kommunizieren. Der Regelschieber 29 weist an seinem Außen­ umfang eine Ringnut 38 auf, in der mehrere Radialbohrungen 39 enthalten sind, durch die die Axialbohrung 35 des Regelschie­ bers 29 mit dessen Ringnut 38 kommunizieren.

Die Radialbohrungen 37 der Steuerbuchse 27 und die Ringnut 38 bzw. die Radialbohrungen 39 des Regelschiebers 29 sind einan­ der überlappend angeordnet und bilden dadurch eine steuerbare Drosselstelle, deren Drosselwirkung von der relativen Lage zwischen der Steuerbuchse 27 und dem Regelschieber 29 ab­ hängt. Diese Relativlage des Regelschiebers 29 bezüglich der Steuerbuchse 27 wird durch das Kräftegleichgewicht folgender, am Regelschieber 29 angreifender Kräfte bestimmt: Die in Fig. 2 nach links wirkende axiale Vorspannkraft der Schrau­ bendruckfeder 33, die in Fig. 2 mehr oder weniger nach rechts wirkende Stellkraft des Aktuators 31 sowie die mehr oder we­ niger nach rechts wirkende Druckdifferenz zwischen der Axial­ bohrung 35 des Regelschiebers 29 und der Axialbohrung 28 der Steuerbuchse 27, die sich an der Blende 36 bei einem Druckge­ fälle von A nach B ausbildet.

Eine Verstellung des Regelschiebers 29, entsprechend Fig. 2 nach rechts, bewirkt eine Reduzierung des Durchströmungsquer­ schnittes der Radialbohrungen 37 der Steuerbuchse 27, wodurch die Drosselwirkung der zwischen Steuerbuchse 27 und Regel­ schieber 29 ausgebildeten Drosselstelle vergrößert wird und sich dementsprechend der Druck in der Axialbohrung 35 des Re­ gelschiebers 29 reduziert. Dadurch wird auch die eine Ver­ stellkraft entsprechend Fig. 2 nach rechts erzeugende Druck­ differenz verringert, so daß sich rasch ein neues Kräf­ tegleichgewicht am Regelschieber 29 einregelt.

Fig. 3 zeigt den mit der Anordnung aus Fig. 2 erzielbaren Kennlinienverlauf. Dabei ist der Betrag der Druckdifferenz ΔP zwischen den Motoranschlüssen 8 und 9 (vgl. Fig. 1) in Abhän­ gigkeit von dem am Lenkhandrad 1 aufzubringenden Betätigungs- Moment M_t aufgetragen, das vom Fahrer überwunden werden muß, um eine Lenkunterstützung durch den Servomotor 10 zu erhal­ ten. Dargestellt sind drei verschiedene Kurven K₁ bis K₃, wel­ che die Verhältnisse beispielhaft für unterschiedliche Ein­ stellungen des Aktuators 31 darstellen. Innerhalb eines Mit­ telbereiches, welcher durch die Vorspannung der Federung im drehelastischen Element 3 bestimmt ist, wird zwischen den Mo­ toranschlüssen 8 und 9 keine Druckdifferenz ΔP erzeugt. Bei größeren Betätigungs-Momenten M_t ergibt sich ein von der Ein­ stellung des Aktuators 31 abhängiger Proportionalbereich. Bei noch höheren Betätigungs-Momenten M_t wird die Druckdifferenz ΔP derart stark erhöht, daß praktisch eine Begrenzung des zur Erzeugung der maximalen Servounterstützung erforderlichen Be­ tätigungsmomentes M_t eintritt. Durch eine entsprechende Steue­ rung des Aktuators 31 können beliebige Kennlinien zwischen den Kurven K₁ und K₃ erzielt werden.

Wie aus dem Kennlinienverlauf in Fig. 3 zu entnehmen ist, kann das Betätigungs-Moment M_t, das aufgebracht werden muß, um die maximale Servounterstützung durch den Servomotor 10 zu erhalten, bei dieser Ausführungsform durch eine entsprechende Betätigung des Aktuators 31 verändert werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß durch den Aktuator 31 die Federcharakte­ ristik der Feder 33 beeinflußbar ist.

In Fig. 4 ist eine Variante der Drosselanordnung 26 darge­ stellt. Auch hier enthält eine Steuerbuchse 40 eine Axialboh­ rung 41, in der ein Regelschieber 42 axial verstellbar ist.

Dieser Regelschieber 42 enthält ebenfalls eine Axialbohrung 43, die an einem axialen Ende offen ist und mit der Axialboh­ rung 41 der Steuerbuchse 40 kommuniziert. Am gegenüberliegen­ den axialen Ende ist die Axialbohrung 43 des Regelschiebers 42 durch ein Stellglied 44 eines vorzugsweise elektromagne­ tisch arbeitenden Aktuators 45 verschlossen. Mit Hilfe dieses Aktuators 45 wird der Regelschieber 42 zur Durchführung von Axialverstellungen angetrieben, was durch einen Doppelpfeil 46 symbolisiert ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist an dem dem Stellglied 46 gegenüberliegenden axialen Ende des Re­ gelschiebers 42 eine Schraubendruckfeder 47 angeordnet, die sich an einem in der Axialbohrung 41 der Steuerbuchse 40 fi­ xierten Widerlagerelement 48 abstützt. Dieses Widerlagerele­ ment 48 ist als zentrisch offener Ringkörper ausgebildet.

Im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist das offene axiale Ende der Axialbohrung 41 der Steuer­ buchse 40 hier der Eingangsseite A der Drosselanordnung 26 zugeordnet. Außerdem enthält die Axialbohrung 43 des Regel­ schiebers 42 hier keine Drosselblende.

Der Regelschieber 42 enthält an seinem Außenumfang eine Ring­ nut 49, in der mehrere Radialbohrungen 50 angeordnet sind, die die Axialbohrung 43 des Regelschiebers 42 mit dessen Ringnut 49 kommunizierend verbinden. Die Steuerbuchse 40 ent­ hält mehrere Radialbohrungen 51, die in die Axialbohrung 41 der Steuerbuchse 40 einmünden. Die Radialbohrungen 51 der Steuerbuchse 40 und die Radialbohrungen 50 des Regelschiebers 42 sind einander überlappend angeordnet, so daß sie eine steuerbare Drosselstelle ausbilden, deren Drosselwirkung von der Relativlage zwischen Steuerbuchse 40 und Regelschieber 41 abhängt. Die relative Lage des Regelschiebers 42 bezüglich der Steuerbuchse 40 ergibt sich aus dem Kräftegleichgewicht zwischen der in Fig. 4 nach links wirkenden Vorspannkraft der Feder 47 und der in Fig. 4 mehr oder weniger nach rechts wir­ kenden Antriebskraft des Aktuators 45.

Auf die radiale Außenseite der Steuerbuchse 40 ist eine zy­ lindrische Regelbuchse 52 aufgebracht und axial verstellbar gelagert. Die Regelbuchse 52 enthält mehrere Radialbohrungen 53, die jeweils eine Drosselstelle bilden und mit der Aus­ gangsseite B kommunizieren. Auf der radialen Innenseite der Regelbuchse 52 ist eine Ringnut bzw. ein Ringraum 54 ausge­ bildet, in den die Radialbohrungen 53 der Regelbuchse 52 mün­ den. Der Ringraum 54 und die Radialbohrungen 51 der Steuer­ buchse 40 sind einander überlappend angeordnet, so daß sie eine steuerbare Drosselstelle bilden, deren Drosselwirkung von der Relativlage zwischen Steuerbuchse 40 und Regelhülse 52 abhängt. Zur Veränderung der Relativlage der Regelhülse 52 bezüglich der Steuerbuchse 40 weist die Steuerbuchse 40 einen abgestuften Außendurchmesser und die Regelhülse 52 einen ent­ sprechend abgestuften Innendurchmesser auf, so daß sich axial zwischen der Steuerbuchse 40 und der Regelhülse 52 ein Rings­ palt 55 ausbilden kann. Auf diese Weise wird durch die Abstu­ fung der Steuerbuchse 40 eine Ringschulter 56 gebildet, die eine Differenzfläche zur Erzeugung einer Druckkraft an der Regelhülse 52 entsprechend einem Pfeil 57 dient. Da die Ra­ dialbohrungen 53 der Regelhülse 52 als Drosseln wirken, kann im Ringraum 54 relativ einfach ein Druckanstieg zur Verstel­ lung der Regelhülse 52 erzeugt werden. Eine Axialverstellung der Regelhülse 52 wirkt der Vorspannkraft einer Schraubenfe­ der 58 entgegen, die sich zwischen der Regelhülse 52 und ei­ nem an der Steuerbuchse 40 fixierten Widerlagerelement 59 ab­ stützt.

Der an der Eingangsseite A anliegende Druck pflanzt sich über die vom Aktuator 45 steuerbare, zwischen dem Regelschieber 42 und der Steuerbuchse 40 ausgebildete Drosselstelle in den Ringraum 54 mehr oder weniger gedrosselt fort. Je nach dem in dem Ringraum 54 herrschenden Druck erfolgt über die Drosse­ lung durch die Radialbohrungen 53 der Regelhülse 52 eine mehr oder weniger große Axialverstellung 57 der Regelhülse 52, wo­ durch eine Beeinflussung der Drosselwirkung der zwischen Re­ gelhülse 52 und Steuerbuchse 40 ausgebildeten Drosselstelle erfolgt. Durch eine Betätigung des Aktuators 45 wird der Druck in dem Ringraum 54 beeinflußt.

Fig. 5 zeigt den mit der in Fig. 4 dargestellten Anordnung erzielbaren Kennlinienverlauf. Dargestellt sind drei ver­ schiedene Kurven K₄ bis K₆, die - wie auch beliebige dazwi­ schenliegende Kurven - durch eine entsprechende Ansteuerung des Aktuators 45 erzielbar sind. Wie aus Fig. 5 deutlich her­ vorgeht, ist das Betätigungs-Moment M_t, das an der Lenkhandha­ be 1 aufgebracht werden muß, um eine maximale Servounterstüt­ zung durch den Servomotor 10 zu erhalten, stets gleich groß. Lediglich der Proportionalitätsbereich bis zum Erreichen die­ ses maximalen Betätigungsmomentes wird durch die Betätigung des Aktuators 45 variiert. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die für eine Maximalverstellung der Regelbuchse 52 erfor­ derliche Druckdifferenz zwischen dem Ringraum 54 und der Aus­ gangsseite B, bei welcher sich die Regelbuchse 52 maximal axial verstellt, stets gleich groß ist.

Claims (4)

1. Hydraulische Rückwirkungseinrichtung zur Erzeugung eines Lenkwiderstandes an einer Lenkhandhabe (1), z. B. Lenkhandrad, bei einer Servolenkung eines Kraftfahrzeuges, mit einer Mo­ mentenerzeugeranordnung (19), die als Rückwirkdrossel (25) wirkt oder mit einer solchen kombiniert ist und die in Abhän­ gigkeit von einer zwischen einer Eingangsseite (23) und einer Ausgangsseite (24) der Rückwirkdrossel (25) herrschenden Druckdifferenz ein an der Lenkhandhabe (1) wirkendes Rück­ wirkmoment erzeugt, und mit einer der Momentenerzeugeranord­ nung (19) vorgeschalteten Drosselanordnung (26), die in Ab­ hängigkeit der Lenkkräfte und eines weiteren Parameters den Druck an der Eingangsseite (23) der Rückwirkdrossel (25) steuert bzw. regelt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 1. die Drosselanordnung (26) enthält eine Steuerbuchse (27),
• 2. in der Steuerbuchse (27) ist eine Axialbohrung (28) ausge­ bildet,
• 3. in der Axialbohrung (28) der Steuerbuchse (27) ist ein Re­ gelschieber (29) axial verstellbar gelagert,
• 4. die Axialbohrung (28) der Steuerbuchse (27) ist außerhalb des Verstellbereiches des Regelschiebers (29) an die Ein­ gangsseite (23) der Rückwirkdrossel (25) angeschlossen,
• 5. im Regelschieber (29) ist eine Axialbohrung (35) ausgebil­ det,
• 6. in der Axialbohrung (35) des Regelschiebers (29) ist eine Blende (36) ausgebildet, die einen Drosselwiderstand bildet und über die die Axialbohrung (35) des Regelschiebers (29) mit einem an die Eingangsseite (23) der Rückwirkdrossel (25) angeschlossenen Bereich der Axialbohrung (28) der Steuerbuchse (27) kommuniziert,
• 7. die Steuerbuchse (27) enthält mindestens eine Radialbohrung (37), die in die Axialbohrung (28) der Steuerbuchse (27) mündet und die an einen mit den Lenkkräften korrelierten Druck angeschlossen ist,
• 8. der Regelschieber (29) enthält mindestens eine Radialboh­ rung (39), die in die Axialbohrung (35) des Regelschiebers (29) mündet und mit der Radialbohrung (37) der Steuerbuchse (27) kommuniziert,
• 9. die Radialbohrung (39) des Regelschiebers (29) und die Ra­ dialbohrung (37) der Steuerbuchse (27) bilden einen von der relativen Verschiebung zwischen Steuerbuchse (27) und Re­ gelschieber (29) abhängigen Drosselwiderstand,
• 10. am Regelschieber (29) greift ein Aktuator (31) an, mit dem der Regelschieber (29) in Abhängigkeit wenigstens eines Pa­ rameters in der Steuerbuchse (27) verstellbar ist,
• 11. am Regelschieber (29) greifen Federmittel (33) an, die den Regelschieber (29) entgegen dem Druckabfall an der Blende (36) axial vorspannen.

2. Rückwirkungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspru­ ches 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 1. die Drosselanordnung (26) enthält eine Steuerbuchse (40),
• 2. in der Steuerbuchse (40) ist eine Axialbohrung (41) ausge­ bildet,
• 3. in der Axialbohrung (41) der Steuerbuchse (40) ist ein Re­ gelschieber (42) axial verstellbar gelagert,
• 4. die Axialbohrung (41) der Steuerbuchse (40) ist außerhalb des Stellbereiches des Regelschiebers (42) an einen mit den Lenkkräften korrelierten Druck angeschlossen,
• 5. im Regelschieber (42) ist eine Axialbohrung (43) ausgebil­ det, die mit der Axialbohrung (41) der Steuerbuchse (40) kommuniziert,
• 6. die Steuerbuchse (40) enthält mindestens eine Radialbohrung (51), die in die Axialbohrung (41) der Steuerbuchse (40) mündet,
• 7. der Regelschieber (42) enthält mindestens eine Radialboh­ rung (50), die in die Axialbohrung (43) des Regelschiebers (42) mündet und die mit der Radialbohrung (51) der Steuer­ buchse (40) kommuniziert,
• 8. die Radialbohrung (50) des Regelschiebers (42) und die Ra­ dialbohrung (51) der Steuerbuchse (40) bilden einen von der relativen Verschiebung zwischen Steuerbuchse (40) und Re­ gelschieber (42) abhängigen Drosselwiderstand,
• 9. am Regelschieber (42) greift ein Aktuator (45) an, mit dem der Regelschieber (42) in Abhängigkeit wenigstens eines Pa­ rameters in der Steuerbuchse (40) verstellbar ist,
• 10. am Regelschieber (42) greifen Federmittel (47) an, die den Regelschieber (42) axial in eine Ausgangslage vorspannen,
• 11. auf der radialen Außenseite der Steuerbuchse (40) ist eine Regelhülse (52) axial verstellbar gelagert,
• 12. radial zwischen der Steuerbuchse (40) und der Regelhülse (52) ist ein Ringraum (54) ausgebildet, mit dem die Radial­ bohrung (51) der Steuerbuchse (40) kommuniziert,
• 13. die Regelhülse (52) enthält mindestens eine Radialbohrung (53), die einen Drosselwiderstand bildet und die in den Ringraum (54) mündet und an die Eingangsseite (23) der Rückwirkdrossel (25) angeschlossen ist,
• 14. die Radialbohrung (51) der Steuerbuchse (40) und die Ra­ dialbohrung (53) der Regelhülse (52) bilden einen von der relativen Verschiebung zwischen Regelhülse (52) und Steuer­ buchse (40) abhängigen Drosselwiderstand,
• 15. innerhalb des Ringraumes (54) ist axial zwischen der Regel­ hülse (52) und der Steuerbuchse (40) ein mit dem Ringraum (54) kommunizierender Ringspalt (55) ausgebildet, so daß ein im Ringraum (54) bzw. im Ringspalt (55) herrschender Druck eine den Ringspalt (55) vergrößernde axiale Verstell­ kraft an der Regelhülse (52) bewirkt,
• 16. an der Regelhülse (52) greifen Federmittel (58) an, die ei­ ne den Ringspalt (55) verkleinernde axiale Vorspannkraft erzeugen.

3. Rückwirkungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aktuator (31; 45) ein elektromagnetischer Steller ist.

4. Servolenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Rückwirkungs­ einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.