DE3709593A1

DE3709593A1 - Steering device with power steering system

Info

Publication number: DE3709593A1
Application number: DE19873709593
Authority: DE
Inventors: Dieter Ziebuhr; Wilhelm Dipl Ing Spennemann
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1987-10-01

Abstract

Vehicle, in particular shovel loader, having a steering shaft 1 to which a disc 2 with marks 3 is attached, these marks 3 interacting with a sensor 4 from which electrical control signals are output which are converted in an electric circuit 5, 6, the converted signals being used to control the hydraulic current which flows to a steering proportioning valve device 8 from which the current is directed to a steering cylinder 14. <IMAGE>

Description

Lenkeinrichtung mit einem Lenkrad an einer Lenkwelle und mit einer Lenkhilfskrafteinrichtung für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Flurförderzeug, insbesondere einen Hublader, mit einem die Drehbewegung des Lenkrades erfassenden, ein elektrisches Signal erzeugenden Organ, wobei das elek trische Signal den einen Elektromotor der Lenkhilfskraft einrichtung durchfließenden Strom steuert.Steering device with a steering wheel on a steering shaft and with a power steering device for a vehicle, preferably an industrial truck, in particular a loader, with a sensor that detects the rotational movement of the steering wheel, an electrical signal generating organ, the elec trical signal the an electric motor of the power steering assistant device flowing current controls.

Bei einer bekannten, für batterie-elektrisch angetriebene Fahrzeuge vorgesehenen Lenkeinrichtung dieser Gattung ist das die Drehbewegung erfassende Organ ein bezüglich der Drehbewegung mit der Lenkwelle gekuppelter Tachoge nerator, dessen Ausgang über einen Verstärker mit einem Elektromotor verbunden ist, dessen Welle wiederum mit der Lenkwelle verbunden ist, so daß ein von diesem Elek tromotor erzeugtes Moment die durch das Lenkrad bewirkte Drehung der Lenkwelle unterstützt (DE-OS 25 46 330). In a known, battery-powered Vehicles provided steering device of this type is the organ that detects the rotational movement the rotational movement of the tachometer coupled to the steering shaft nerator, the output of which is via an amplifier with a Electric motor is connected, the shaft of which in turn the steering shaft is connected so that one of this elec torque generated by the steering wheel Rotation of the steering shaft supported (DE-OS 25 46 330).

Für Lenkeinrichtungen gibt es zwei Systeme, nämlich einer seits dieses der vorbekannten Gattung, bei dem ein Elektro motor ein Drehmoment erzeugt, welches die Drehbewegung der Lenkwelle unterstützt, und andererseits solche, bei denen der Elektromotor eine Pumpe antreibt, durch die eine hydraulische Hilfsenergie erzeugt wird, die mittels einer Lenkzumeßpumpe und eines Lenkventiles gesteuert wird, wobei der durch dieses Ventil gesteuerte Strom den Lenkzylindern zugeleitet wird.There are two systems for steering devices, namely one on the part of the previously known type, in which an electric motor generates a torque, which is the rotational movement the steering shaft supports, and on the other hand, such which the electric motor drives a pump through A hydraulic auxiliary energy is generated, which means a steering metering pump and a steering valve controlled is, the current controlled by this valve the Steering cylinders is fed.

Bei einer bekannten Lenkeinrichtung dieser Gattung wird das in der Lenkwelle auftretende Drehmoment gemessen und dieses Meßsignal wird einer Steuereinrichtung zugeführt, welche den Strom steuert, welcher den Elektromotor durch fließt, der seinerseits die Pumpe antreibt, die zu dem Lenkzumeßventil fördert (DE-OS 29 15 890).In a known steering device of this type the torque occurring in the steering shaft is measured and this measurement signal is fed to a control device, which controls the current which drives the electric motor flows, which in turn drives the pump to the Steering metering valve promotes (DE-OS 29 15 890).

Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, bei der das Drehmoment des Elektromotors die Lenkdrehung unter stützend auf die Lenkwelle gekuppelt wird, wäre es sinn voll, das zwischen Lenkrad und Lenksäule wirkende Dreh moment zu messen, da dieses Drehmoment durch das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment vermindert werden soll.In a facility of the type mentioned at the the torque of the electric motor under the steering rotation supporting on the steering shaft, it would make sense full, the rotation acting between the steering wheel and steering column to measure the torque because this torque Electric motor generated torque should be reduced.

Bei einer Lenkeinrichtung, bei der der von der Pumpe er zeugte Druckmediumstrom zu dem Lenkzylinder geführt wird, wird ein um so größeres von der Pumpe gefördertes Flüssig keitsvolumen gefordert, desto weiter das Lenkrad gedreht ist, das heißt, desto weiter der Kolben im Lenkzylinder verschoben werden soll. Das heißt, bei einer solchen Ein richtung ist es sinnvoll, die Drehbewegung zu messen und nicht das Drehmoment in der Lenkwelle, wie dies bei der bekannten Einrichtung geschieht.
In a steering device in which the pressure medium flow generated by the pump is fed to the steering cylinder, the greater the volume of liquid delivered by the pump, the more the steering wheel is turned, that is, the further the piston in the steering cylinder is displaced should. That is, with such a device, it makes sense to measure the rotational movement and not the torque in the steering shaft, as is done in the known device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Lenkhilfskrafteinrichtung mit sinnvoll einander zugeordneten Organen zu schaffen. Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 an gegebenen Merkmale gelöst.The invention has for its object an inexpensive Power steering device with meaningfully assigned to each other Organs. The task is characterized in that in the characterizing part of claim 1 given characteristics solved.

Die Lösung gemäß der Erfindung ist bei allen Fahrzeugen mit Hilfskraftlenkung anwendbar, wobei wesentlich ist, daß ein die Drehbewegung und Drehgeschwindigkeit erfassendes, verschleiß frei, nämlich berührungslos arbeitendes, ein elektrisches Signal erzeugendes Organ vorgesehen ist, wobei das elektrische Signal den den Elektromotor der Lenkhilfskrafteinrichtung durchfließenden Strom und damit die Drehzahl des Elektromotors derart steuert, daß der den Elektromotor durchfließende Strom bzw. der von der Pumpe erzeugte Druckmittelstrom dem jeweils im gleichen Augenblick bestehenden Lenkhilfskraftbedarf ent spricht.The solution according to the invention is common to all vehicles Power steering applicable, it is essential that a Rotational movement and rotational speed, wear free, namely contactless, an electrical one Signal generating organ is provided, the electrical Signal the the electric motor of the power steering device flowing current and thus the speed of the electric motor controls such that the current flowing through the electric motor or the pressure medium flow generated by the pump at the same time existing steering assist needs ent speaks.

Die Aufgabe gemäß der Erfindung wird insbesondere durch die im Kennzeichen des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale derart gelöst, daß die bekannten Systemfunktionen in sinnvoller Weise mitein ander kombiniert werden, das heißt derart, daß bei einer Lenk hilfskrafteinrichtung, bei der ein von einer Pumpe geförderter Strom durch die Lenkeinrichtung gesteuert zu dem Lenkzylinder geleitet wird, der von der Pumpe geförderte Strom abhängig ist von der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades, wobei die Dreh bewegung sowohl der Größe der Strecke nach als auch der Ge schwindigkeit nach durch einen berührungslos arbeitenden und damit verschleißfreien und störungsfreien Sensor erfaßt wird.The object of the invention is particularly by Characteristics of claim 2 specified features solved in such a way that the known system functions in a meaningful way be combined, that is, in such a way that in a steering auxiliary device, in which a pumped Current controlled by the steering device to the steering cylinder is directed, the current delivered by the pump depends is the speed of rotation of the steering wheel, the rotation Movement according to the size of the route as well as the ge dizziness by a contactless and so that wear-free and trouble-free sensor is detected.

Die Aufgabe wird aber für ein Lenkhilfskraftsystem, bei dem die Pumpe derart ausgelegt und angeschlossen ist, daß sie nicht nur zu der Lenkhilfskrafteinrichtung sondern auch zu weiteren Verbrauchern fördert, durch die im Anspruch 3 an gegebenen Merkmale in analoger Weise gelöst. The task is for a power steering system, however which the pump is designed and connected so that they not only to the power steering device but also promotes to other consumers through the in claim 3 given features solved in an analogous manner.

Die Signalerkennung kann durch einen opto-elektronischen Reflexkoppler, der mit normalem Licht oder mit einem Laser strahl arbeitet, oder kann induktiv-elektronisch oder kapa zitiv-elektronisch oder magnetisch-elektronisch erfolgen. Insbesondere ein Laser-opto-elektronischer Reflexkoppler oder ein nach Art eines Magnetbandtonkopfes gestaltetes magnetisch-elektronisches Signalerkennungssystem erlaubt eine sehr hohe Dichte der Signale auf der Signalscheibe, so daß schon kleine Bewegungen erkannt werden und zu einem Aussteuern führen. Das ist bei Lenkhilfskrafteinrichtungen mit einer Zumeßpumpe insofern wichtig, als bei Beginn einer Drehbewegung am Lenkrad in der Zumeßpumpe zunächst einmal eine Ventilschaltfunktion erfolgt, das heißt, das Lenkrad um einen gewissen Winkelbetrag gedreht werden muß, bis die hydraulische Lenkhilfskrafteinrichtung wirksam wird. Dieser kleine Weg reicht bei hinreichend dichten Markierungen aus, um den Elektromotor zum Laufen zu bringen und damit einen hinreichenden Förderstrom der Hilfspumpe zu erzeugen.The signal detection can be done by an opto-electronic Reflex coupler that with normal light or with a laser beam works, or can be inductive-electronic or kapa quoted electronically or magnetically electronically. In particular a laser opto-electronic reflex coupler or one designed in the manner of a magnetic tape head Magnetic-electronic signal detection system allowed a very high density of the signals on the signal disc, so that even small movements can be recognized and become one Lead control. That is with power steering systems important with a metering pump insofar as at the beginning of a First of all, turn the steering wheel in the metering pump a valve switching function takes place, that is, the steering wheel must be rotated by a certain angle until the hydraulic power steering device takes effect. This small route is sufficient if the markings are sufficiently dense to get the electric motor up and running to generate a sufficient flow of the auxiliary pump.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat aber auch noch einen weiteren Vorteil gegenüber den bekannten Einrichtungen, bei denen das Drehmoment in der Lenkwelle gemessen wird, und zwar insofern, als dann, wenn die lenkbaren Fahrzeug räder einen maximalen Einschlagwinkel erreicht haben, bei diesen bekannten Einrichtungen immer noch am Lenkrad ein Drehmoment von Hand erzeugt werden kann und zwar so gar ein sehr großes Drehmoment mit der Folge, daß der von dem Drehmoment aus gesteuerte Elektromotor von dem größtmög lichen Strom durchflossen wird, während tatsächlich kein hydraulischer Strom mehr benötigt wird, da der Kolben im Lenkzylinder seine Endlage erreicht hat und sich nicht weiter verschieben kann. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung kann hingegen das Lenkrad nicht mehr weiter ge dreht werden und folglich gibt der die Drehbewegung er fassende Sensor auch kein Signal mehr, durch welches ein Stromfluß durch den Elektromotor angesteuert wird. Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Lenkhilfskraft abhängig von der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades gesteuert wird, werden also beachtliche Vorteile erzielt. Durch Aufrechterhal tung eines Minimalstromes werden gegebenenfalls Leckverluste ausge glichen.The device according to the invention also has another advantage over the known devices, where the torque in the steering shaft is measured, namely in that when the steerable vehicle wheels have reached a maximum steering angle at these known devices still on the steering wheel Torque can be generated by hand and that is so a very large torque with the result that that of the Torque from controlled electric motor of the greatest possible current is flowed through, while in fact none hydraulic power is needed more because the piston in the Steering cylinder has reached its end position and not can move further. When setting up according to the In contrast, the invention can no longer ge the steering wheel be rotated and therefore gives the rotation sensing sensor also no longer signal by which one Current flow is controlled by the electric motor. Thereby, that according to the invention, the power steering dependent on the speed of rotation of the steering wheel is controlled, remarkable advantages are achieved. By maintaining Leakage losses are generated if necessary like.

Das Lösungsprinzip der Erfindung ist auch anwendbar bei rein mechanischen Lenkungen, bei denen zusätzlich eine hydraulische Lenkkraftunterstützungseinrichtung vorgesehen ist, wie bei PKW, bei denen ein Zylinder parallel zur Lenkzahnstange angeordnet ist, der derart von Druck beauf schlagt wird, daß die Kraft am Kolben im gleichen Sinne wirkt wie die vom Drehmoment am Lenkrad erzeugte Kraft, so daß dadurch am Lenkrad eine kleinere Kraft aufzubringen ist, entsprechend der hydraulisch aufgebrachten Kraft.The principle of solution of the invention is also applicable to purely mechanical steering systems, in which an additional hydraulic power steering device provided is, like in cars, where a cylinder is parallel to Steering rack is arranged, the job of pressure is struck that the force on the piston in the same sense acts like the force generated by the torque on the steering wheel, so that thereby exerting a smaller force on the steering wheel is, according to the hydraulically applied force.

Bei Gabelstaplern ist es bekannt, von der Lenkwelle aus durch ein Zugorgan (Kette) eine Verbindung zu dem lenkbaren Rad oder den lenkbaren Rädern herzustellen. In diesem Fall meist bei einer Drehschemellenkungen mit einem um eine vertikale Achse schwenkbaren oder zwei eng einander benachbarten, um eine vertikale Achse schwenkbaren Rädern, muß die Kette die gesamte Kraft, die am Lenkrad aufgebracht werden kann, übertragen - wobei meist das Kettenrad an der Lenkwelle einen kleineren Durchmesser hat als das Lenkhandrad und folglich die Kräfte in der Kette größer sind als die Handkräfte - so muß die Kette auf ziemlich große Kräfte ausgelegt sein. Wenn jedoch die hydraulische Hilfkraftunterstützung gemäß der Erfindung an dem Bauteil angreift, welches von der Kette verschwenkt wird und an dem das lenkbare Fahrzeugrad gelagert ist, braucht die Kette nur eine Kraft zu übertragen, die ausreicht, um den konkreten Weg vorzugeben, während der Hauptteil der Kraft an dem Bauteil für die lenkbaren Räder durch die Lenkhilfskraft aufgebracht wird. In forklifts, it is known from the steering shaft through a traction element (chain) a connection to the steerable Manufacture wheel or the steerable wheels. In this Case mostly with a turntable steering with a a vertical axis swiveling or two closely to each other adjacent wheels pivotable about a vertical axis, the chain must have all the force applied to the steering wheel can be transmitted - usually with the sprocket on the steering shaft has a smaller diameter than that Steering handwheel and consequently the forces in the chain are greater than the hand forces - so the chain has to be pretty large forces can be designed. However, if the hydraulic Assistant support according to the invention on the component attacks which is pivoted by the chain and on which the steerable vehicle wheel is mounted needs Chain to transmit only a force sufficient to to set out the concrete path while the main part of the Force on the component for the steerable wheels through the Power steering assistant is applied.

Zweckmäßigte Ausgestaltungsformen sind in den Unteran sprüchen angegeben.Appropriate design forms are in the Unteran sayings.

Die berührungslos arbeitende Drehbewegungs-Signalgeber- Einrichtung kann zum Beispiel gebildet sein aus einer an der Lenkwelle angeordneten Impulsgeberscheibe, beispiels weise einem Zahnrad, wobei die einzelnen Vorsprünge bzw. Zähne dieses Rades mit einem magnetischen Sensor zusammen wirken. Noch einfacher ist es, wenn eine Scheibe vorgesehen ist, an der schwarz-weiß-Markierungen vorgesehen sind, die entsprechend beleuchtet werden und die an einem optischen Sensor vorbeigeführt werden, der bei jedem Vorbeibewegen einer solchen Markierung einen Impuls auslöst, wobei der Sensor beispielsweise als Fotodiode ausgestaltet sein kann.The non-contact rotary motion signal generator For example, a device can be formed from a arranged on the steering shaft pulse generator, for example as a gear, the individual projections or Teeth of this wheel together with a magnetic sensor Act. It is even easier if a disc is provided on which black and white markings are provided, that are appropriately illuminated and that on an optical Sensor to be passed, which move with each passing such a marker triggers a pulse, the Sensor can be configured, for example, as a photodiode can.

Die diese Markierungen tragende Scheibe kann eine sowieso für andere Zwecke am Fahrzeug an der Lenkwelle vorhandene Scheibe sein, beispielsweise ein Schleifring für einen Schleifkontakt, beispielsweise zur Übertragung des elek trischen Signales von einem am Lenkrad angeordneten Hup kontakt auf die elektrische Hupe.The disc bearing these markings can anyway existing for other purposes on the vehicle on the steering shaft Be a disk, for example a slip ring for one Sliding contact, for example to transfer the elec trical signals from a horn arranged on the steering wheel contact on the electric horn.

Während bei einer Einrichtung der bekannten Art mit einem an der Lenkwelle angreifenden Elektromotor zusätzlich zum Erfassen der absoluten Größe der Drehgeschwindigkeit erforderlich ist, die Drehrichtung bzw. den Drehsinn des Momentes zu erfassen, damit das von dem Elektromotor er zeugte Drehmoment stets im richtigen Drehsinn an der Lenk welle angreift, ist es bei der Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 11 nur erforderlich, den Absolutwert der Drehbewegung zu erfassen, während die Umsetzung in die eine oder andere Richtung durch das Lenkzumeßventil erfolgt, das über die vom Handrad aus betätigte Lenkzumeßpumpe angesteuert wird.While in a device of the known type with a electric motor acting on the steering shaft for detecting the absolute size of the speed of rotation is required, the direction of rotation or the direction of rotation of the To capture the moment so that it from the electric motor always generated torque in the correct direction of rotation on the steering wave attacks, it is in the establishment according to one of claims 2 to 11 only necessary to record the absolute value of the rotational movement while the implementation in one direction or another through the Steering metering valve is made via the handwheel actuated steering metering pump is controlled.

Zur Verringerung der Anzahl der an einem Fahrzeug erfor derlichen Hilfspumpen ist es bekannt, die Pumpe mit einer konstanten Drehzahl anzutreiben oder mit der Drehzahl anzutreiben, mit der eine das Fahrzeug antreibende Primär energiequelle, beispielsweise ein Dieselmotor, im jeweiligen Augenblick läuft und den Förderstrom dieser Pumpe einem Prioritätsventil zuzuleiten, welches stets einen bestimmten Strom oder zumindest einen vorgegebenen Mindeststrom der Lenkeinrichtung zuleitet und nur den Überschußstrom weiteren von dieser Pumpe aus zu beaufschlagenden Verbrauchern zuleitet. Solche Einrichtungen sind relativ aufwendig. Gemäß einer zweckmäßigen Weiterausgestaltung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß das von dem die Drehbewegung erfassenden Organ ausgehende Signal ein elektrisches Ventil steuert, welches an die Förderleitung der Pumpe angeschlos sen ist und den zu der Lenkeinrichtung führenden Strom steuert, so daß der Lenkeinrichtung stets der Strom zu fließt, der tatsächlich benötigt wird, so daß nicht in der Lenkeinrichtung ein Verluststrom abgeführt werden muß und andererseits tatsächlich der volle, nicht von der Lenkeinrichtung aufgenommene Strom dem weiteren Ver braucher zufließt.To reduce the number of required on a vehicle auxiliary pumps it is known to use a pump to drive constant speed or at speed with the primary driving the vehicle energy source, for example a diesel engine, in each Moment runs and the flow of this pump one To deliver priority valve, which always a certain Current or at least a predetermined minimum current Steering device supplies and only the excess current further consumers to be charged from this pump feeds. Such devices are relatively expensive. According to an expedient further development of the invention it is therefore provided that the rotational movement of which detecting organ outgoing signal an electrical valve controls which is connected to the pump delivery line sen and the current leading to the steering device controls, so that the steering device always the current flows, which is actually needed, so that not in a leakage current can be dissipated to the steering device must and on the other hand actually the full, not of the power received by the steering device the further Ver flows to the user.

Während bei der bekannten Einrichtung, bei der das Dreh moment in der Lenkwelle gemessen wird, dieses Drehmoment erst umgesetzt werden muß in ein Signal für den elek trischen Strom, der den Motor durchfließt, werden bei der Einrichtung gemäß der Erfindung unmittelbar Impulse erzeugt, die für die Impulssteuerung für den Elektromotor genutzt werden können. Eine Einrichtung gemäß der Erfindung arbeitet durch den kontaktlosen Abgriff verschleißfrei und ist sehr kostengünstig, insbesondere dann, wenn für die Markierungen eine sowieso an der Lenkwelle vorhandene Scheibe benutzt wird und der Sensor an eine sowieso bei spielsweise für die von den Schleifkontakten ausgehenden Leitungen in der Lenkwellenhülse vorhandene Öffnung ange baut ist.While in the known device, where the shoot torque is measured in the steering shaft, this torque must first be converted into a signal for the elek electric current that flows through the motor the device according to the invention immediately pulses generated for the pulse control for the electric motor can be used. A device according to the invention works wear-free thanks to the contactless tap and is very inexpensive, especially if for the markings an existing one on the steering shaft anyway Disc is used and the sensor attached to one anyway for example for those originating from the sliding contacts Lines in the steering shaft sleeve existing opening is building.

Bei der im Anspruch 12 angegebenen Ausgestaltungsform der Erfindung wird die bisher erforderliche Lenkzumeßpumpe eingespart und wird an deren Stelle ein einfaches elektro magnetisch angesteuertes Dreistellungs/Vieranschluß-Pro portionalwegeventil vorgesehen, wobei der durch dieses Ventil angesteuerte Flüssigkeitsstrom die Bewegungsgeschwin digkeit des Kolbens im Lenkzylinder bestimmt und der Kolben sich solange verschiebt, wie dieses Ventil geöffnet ist. Das heißt, ausgehend von der Drehbewegung am Lenkrad wird das Ventil aufgesteuert und zwar um so weiter aufgesteuert, desto größer die Drehgeschwindigkeit am Lenkrad ist und wird selbsttätig wieder geschlossen, wenn das Lenkrad stillsteht. Bei diesem Gerät ist ein zweiter Sensor erfor derlich, so daß außer dem absoluten Wert der Drehgeschwin digkeit die Drehrichtung erfaßt werden kann und das Ventil abhängig von der Drehrichtung des Lenkrades in einer be stimmten Richtung geöffnet werden kann.In the embodiment specified in claim 12 the invention is the previously required steering metering pump saved and will be replaced by a simple electro magnetically controlled three-position / four-port pro portional way valve provided, the through this Valve-controlled liquid flow the speed of motion determined the piston in the steering cylinder and the piston moves as long as this valve is open. That is, based on the turning movement on the steering wheel the valve turned on and turned on all the more, the greater the speed of rotation on the steering wheel and is automatically closed again when the steering wheel stands still. A second sensor is required for this device derlich, so that in addition to the absolute value of the rotary speed The direction of rotation can be detected and the valve depending on the direction of rotation of the steering wheel in a be certain direction can be opened.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung in halbschematischer Darstellung dargestellt.Appropriate configurations of the subject matter of the invention are in the drawing in a semi-schematic representation shown.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtzusammenschaltung. Fig. 1 shows an overall interconnection.

Fig. 2 zeigt ein Schaltschema der mit der Lenkwelle ver bundenen Einrichtung. Fig. 2 shows a circuit diagram of the device connected to the steering shaft ver.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausgestaltungsform hierzu. Fig. 3 shows another embodiment of this.

Mit der Lenkwelle 1 ist eine Scheibe 2 verbunden, die an ihrer Umfangsfläche schwarz-weiß-Markierungen 3 auf weist. Diesen gegenüber ist an der in der Zeichnung nicht mehr dargestellten, die Lenkwelle umfassenden Hülse ein optischer Sensor 4 angeordnet, von dem aus eine Leitung 9 zu der elektronischen Signalaufbereitungseinrichtung 5 führt, von der aus eine weitere Leitung 9 a zu dem elek tronischen Signalverstärker 6 führt, von dem aus eine Leitung 9 b zu dem Elektromotor 24 führt, der die Lenkhilfs pumpe 7 antreibt. Die Lenkhilfspumpe 7 saugt über eine Rohrleitung 10 aus einem Behälter 11 an und fördert durch eine Rohrleitung 12 zu der die Lenkzumeßpumpe enthaltenden Lenksteuereinrichtung 8, die über ein Rohrleitungspaar 13 mit dem Lenkzylinder 14 verbunden ist.A disc 2 is connected to the steering shaft 1 and has black and white markings 3 on its peripheral surface. This opposite is arranged on the sleeve, not shown in the drawing, the steering shaft comprising an optical sensor 4 , from which a line 9 leads to the electronic signal processing device 5 , from which another line 9 a leads to the electronic signal amplifier 6 , from which a line 9 b leads to the electric motor 24 which drives the power steering pump 7 . The power steering pump 7 draws in from a container 11 via a pipeline 10 and conveys through a pipeline 12 to the steering control device 8 containing the steering metering pump, which is connected to the steering cylinder 14 via a pair of pipelines 13 .

Die Wirkungsweise ist folgende: Wird willkürlich das in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Lenkhandrad gedreht, so wird damit gleichzeitig die Lenkwelle 1 und damit auch die Scheibe 2 gedreht mit der Folge, daß die Markierungen 3 in dem Sensor 4 Impulse auslösen, die über die Leitungen 9 zu der Signalaufbereitungseinrichtung geführt werden, wobei das aufbereitete Signal von dieser Signalaufbe reitungseinrichtung 5 aus durch die Leitung 9 a dem Ver stärker 6 zugeführt wird, von dem aus der Strom durch die Leitungen 9 b zu dem Lenkhilfselektromotor 24 geführt wird, der die Lenkhilfspumpe 7 antreibt, wobei die Drehzahl des Elektromotors 24 und damit die Antriebsdrehzahl der Lenkhilfspumpe 7 proportional ist der Drehzahlgeschwindigkeit an der Lenkwelle 1, so daß der durch die Leitung 12 ge förderte hydraulische Strom proportional ist zu dem Strom, der über eine der Leitungen 13 dem Lenkzylinder 14 zu fließen soll. The mode of operation is as follows: If the steering handwheel, which is no longer shown in the drawing, is rotated arbitrarily, the steering shaft 1 and thus also the disk 2 are rotated at the same time, with the result that the markings 3 in the sensor 4 trigger pulses that pass through the lines 9 are led to the signal processing device, the processed signal from this signal processing device 5 being supplied through line 9 a to the amplifier 6 , from which the current is led through lines 9 b to the power steering motor 24 , which is the power steering pump 7 drives, the speed of the electric motor 24 and thus the drive speed of the power steering pump 7 is proportional to the speed of the steering shaft 1 , so that the ge promoted through the line 12 hydraulic current is proportional to the current through one of the lines 13 the steering cylinder 14th to flow.

Wird etwa durch unterschiedliche Viskosität des Öls das Verhältnis zwischen dem in der Leitung 9 b fließenden elek trischen Strom und der Drehzahl verändert, so wird damit nur die Lenkübersetzung geändert, das Prinzip bleibt funktionsfähig. Die Frequenz der Impulse, die vom Sensor 4 ausgehen, ist immer proportional zu der Drehzahl der Lenk welle 1. Über einen Wechselspannungs-Verstärker und einen Gleichrichter wird ein monostabiler Multivibrator ange steuert.Is changed approximately by different viscosity of the oil, the ratio between the current flowing in the line 9 b elec tric power and the rotational speed, so that only the steering ratio is changed, the principle remains functional. The frequency of the pulses emanating from the sensor 4 is always proportional to the speed of the steering shaft 1 . A monostable multivibrator is controlled via an AC voltage amplifier and a rectifier.

In einer anderen Ausgestaltungsform kann das Signal über einen Tiefpaß in ein Analogsignal umgewandelt und in einem Verstärker weiter verarbeitet werden.In another embodiment, the signal can converted a low pass into an analog signal and in one Amplifiers are processed further.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2 sind die Teile 1 bis 4 die gleichen wie in Fig. 1. Von dem Sensor 4 führt in diesem Falle die Leitung 15 zu einem Wechselspannungs- Verstärker 16, von dem eine Leitung 17 ausgeht, durch die zu jedem durch die Leitung 15 übertragenden Impuls ebenfalls ein Impuls übertragen wird, der jedoch verstärkt ist. Die Impulsfrequenz in der Leitung 17 ist jedoch die gleiche wie in der Leitung 15. Die Leitung 17 führt zu einem Gleichrichter 18, von der eine Leitung 19 ausgeht, durch die ebenfalls Impulse übertragen werden, bei der jedoch die Anzahl der Impulse mit positivem Vorzeichen die doppelte Frequenz hat wie die der Impulse, die die Leitungen 15 und 17 durchfließen. Die Leitung 19 führt zu einem Monoflop 20, von dem aus eine Leitung 21 geht, durch die Rechteckimpulse zu dem Impulsendstufenver stärker 22 führen, von dem aus der Strom durch eine Leitung 23 zu dem Lenkhilfselektromotor 24 führt, der die in Fig. 2 nicht mehr dargestellte Pumpe 7 antreibt. Die Baugruppen 16, 18 und 20 bilden gemeinsam eine Signal verstärkungseinrichtung 5. Die Auslegung der Signale in dieser ist derart, daß bei maximaler im Betrieb vorkommen der Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung der Lenkwelle 1 durch die Leitung 21 nicht mehr einzelne Impulse fließen, sondern ein stetiger Strom fließt.In the embodiment according to FIG. 2, parts 1 to 4 are the same as in FIG. 1. In this case, line 15 leads from sensor 4 to an AC voltage amplifier 16 , from which a line 17 extends, through which to each a pulse is also transmitted through the line 15 transmitting pulse, but this is amplified. However, the pulse frequency in line 17 is the same as in line 15 . The line 17 leads to a rectifier 18 , from which a line 19 extends, through which pulses are also transmitted, but in which the number of pulses with a positive sign has twice the frequency as that of the pulses flowing through the lines 15 and 17 . The line 19 leads to a monoflop 20 , from which a line 21 goes, lead through the rectangular pulses to the Impulsendstufenver stronger 22 , from which the current leads through a line 23 to the power steering motor 24 , which no longer in FIG. 2 shown pump 7 drives. The assemblies 16, 18 and 20 together form a signal amplification device 5 . The interpretation of the signals in this is such that when the angular velocity of the rotational movement of the steering shaft 1 occurs at maximum during operation, individual pulses no longer flow through line 21 , but a constant current flows.

Bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 3 sind die Teile 1 bis 21 die gleichen wie bei der Ausgestaltungsform gemäß Fig. 2, jedoch führt in diesem Fall die Leitung 21 zu einem Frequenzspannungswandler 28, von dem aus eine Leitung 25 zu einem Frequenzspannungswandler 26 führt, von dem aus der Strom durch eine Leitung 27 zu dem Lenk hilfselektromotor 24 fließt.In the embodiment according to FIG. 3, parts 1 to 21 are the same as in the embodiment according to FIG. 2, but in this case the line 21 leads to a frequency voltage converter 28 , from which a line 25 leads to a frequency voltage converter 26 from which flows from the current through a line 27 to the steering auxiliary electric motor 24 .

Bei der Auslegung der mechanischen Teile ist zu beachten, daß die Möglichkeit gegeben sein muß, am Lenkhandrad eine Drehbewegung vorzugeben und zwar vorzugsweise nicht nur der Größe nach vorzugeben, sondern auch der Geschwindigkeit nach und gegebenenfalls der Richtung nach, auch bei Beginn einer Bewegung, solange also der von dem gesteuerten Strom zu durchfließende Elektromotor noch steht. Besteht zwischen dem Lenkhandrad und dem von diesem angesteuerten weiteren Teil ein Spiel, beispielsweise dadurch, daß ein gewisser Weg am Lenkhandrad zurückgelegt werden muß, um ein Lenkzu meßventil zu betätigen, so ist zu prüfen, ob dieses Spiel geeignet ist und ausreicht, um die geforderte Funkion zu erzielen. In anderen Fällen oder auch grundsätzlich kann es aber auch zweckmäßig sein, zwischen die Lenkwelle, an der das Lenkhandrad befestigt ist und an der unmittel bar oder gegebenenfalls über ein Zwischengetriebe die die Markierungen (3) tragende Scheibe (2) befestigt ist, und das Teil, auf das die Drehbewegungen bzw. Drehmomente von der Lenkwelle 1 übertragen werden, ein elastisches Glied anzuordnen, dessen Elastizität ausreicht, um zu ermög lichen, daß auch bei Stillstand des Elektromotors 24 min destens eine, vorzugsweise mehrere Markierungen 3 an dem Sensor 4 durch Einwirken einer Handkraft auf das Lenkhand rad vorbeigeführt wird bzw. werden. Besteht eine mechanische Verbindung zwischen Lenkwelle und lenkbaren Rädern, kann die Elastizität der Reifen ausreichend sein.When designing the mechanical parts, it should be noted that it must be possible to specify a rotary movement on the steering handwheel, preferably not only according to the size, but also according to the speed and possibly the direction, even at the start of a movement, as long as So the electric motor to be flowed through by the controlled current is still standing. If there is a game between the steering handwheel and the other part controlled by it, for example in that a certain distance has to be covered on the steering handwheel in order to actuate a steering valve, then it must be checked whether this game is suitable and sufficient to meet the required To achieve functionality. In other cases, or in principle, it may also be expedient between the steering shaft to which the steering handwheel is attached and to the immediate bar or, if appropriate, via an intermediate gear, the disk ( 2 ) carrying the markings ( 3 ) and the part , to which the rotary movements or torques are transmitted from the steering shaft 1 , to arrange an elastic member, the elasticity of which is sufficient to make it possible for 24 min at least one, preferably several markings 3 on the sensor 4 to act even when the electric motor is at a standstill a hand force on the steering hand wheel is or will be passed. If there is a mechanical connection between the steering shaft and steerable wheels, the elasticity of the tires may be sufficient.

Um ein sanftes, ruckfreies Anlaufen des Elektromotors 24 zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die elektronische Steuerung 16, 18, 20, 33 derart auszugestalten, daß die von der Steuerung kommenden Impulse getaktet werden. Der Elektromotor 24 wird dann über eine an sich bekannte Freilaufdiode angeschlossen. Ein solches Takten in Einzel pulse bietet den weiteren Vorteil, daß durch Einstellen des Puls-Pausen-Verhältnisses ermöglicht ist, daß ein und derselbe Elektromotor für Fahrzeuge verwendet werden kann, die mit unterschiedlicher Betriebsspannung arbeiten. Ist beispielsweise der Elektromotor 24 für ein Fahrzeug ausgelegt, welches mit 40 Volt Betriebsspannung arbeitet, und soll die gleiche Lenkeinrichtung nun für ein Fahrzeug verwendet werden, welches mit 80 Volt Betriebsspannung arbeitet, so kann einfach das Puls-Pausen-Verhältnis so gesteuert werden, daß die Betriebsspannung von 80 Volt mit einem Impuls-Pause-Verhältnis 1 : 1 an den Elektromotor gegeben wird und damit praktisch die Wirkung einer 40 Volt Betriebsspannung erzielt wird.In order to ensure smooth, jerk-free starting of the electric motor 24 , it is advisable to design the electronic control 16, 18, 20, 33 in such a way that the pulses coming from the control are clocked. The electric motor 24 is then connected via a free-wheeling diode known per se. Such clocking in individual pulses offers the further advantage that, by adjusting the pulse-pause ratio, it is possible that one and the same electric motor can be used for vehicles that work with different operating voltages. For example, if the electric motor 24 is designed for a vehicle that works with an operating voltage of 40 volts, and the same steering device is now to be used for a vehicle that works with an operating voltage of 80 volts, the pulse-pause ratio can simply be controlled in such a way that the operating voltage of 80 volts is given to the electric motor with a pulse-pause ratio of 1: 1, thus practically achieving the effect of a 40 volt operating voltage.

Claims

1. steering device with a steering wheel on a steering shaft and with a power steering device for a vehicle, preferably for an industrial truck, in particular for a lift truck, with an organ that detects the rotary movement of the steering shaft and generates an electrical signal, the electrical signal conveying an electric motor to the power steering device controls current flowing through, characterized in that the organ detecting the rotary movement is a contact-free sensor ( 4 ) which interacts with markings ( 3 ) on a disc ( 2 ) connected to the steering shaft ( 1 ).

2. Steering device with a steering wheel on a steering shaft and with an auxiliary steering device for a vehicle, preferably for an industrial truck, in particular for a lift truck, with an organ which detects the rotary movement of the steering shaft and generates an electrical signal, the electrical signal conveying an electric motor to the auxiliary steering device flowing current controls, in particular according to claim 1, characterized in that the vehicle is provided with a hydraulic power steering device, in which a steering metering pump is connected to the steering shaft ( 1 ), which is connected to a steering control valve connected to one of the electric motor ( 13 ) driven power steering pump is connected and lead from the pressure medium lines to the steering cylinder.

3. Steering device with a steering wheel on a steering shaft and with a power steering device for a vehicle, preferably for an industrial truck, in particular for a lift truck, with an organ detecting the rotary movement of the steering shaft, generating an electrical signal, in particular according to claim 1, characterized in that the vehicle is provided with a hydraulic power steering device, in which a steering metering pump is connected to the steering shaft ( 1 ), which is connected to a steering control valve which is connected to a pump, with the pump delivery line in addition to the power steering device another Consumer is connected and to the delivery line an elec tric from the rotational movement detecting organ he generated signal controlled proportional valve is ruled out, from which a line leads to the steering metering valve.

4. Steering device according to claim 1 or one of claims 2 or 3, characterized in that the sensor signal encoder system is an opto-electronic reflex coupler.

5. Steering device according to claim 4, characterized in that the sensor is a sensor responsive to light signals Sen ( 4 ) and on the disc ( 2 ) black and white markings ( 3 ) are provided.

6. Steering device according to claim 4, characterized in that the sensor is on one of the marks on the right inflected laser beam is sensitized sensor.

7. Steering device according to claim 1 or one of claims 2 or 3, characterized in that the sensor on inductive or capacitive or magnetic markings on the glass is a sensitized sensor.

8. Steering device according to one of claims 4 to 7, characterized characterized in that the disc is one for one grinding ring provided disk.

9. Steering device according to one of claims 2 to 8, characterized in that from the sensor ( 4 ) leads to an electronic signal processing system ( 5 ) and from this a line leads to an electronic signal amplification device ( 6 ), and from this another line leads to the electric motor ( 8 ) which drives the power steering pump ( 9 ).

10. Steering device according to claim 9, characterized in that the signal processing device ( 5 ) consists of an AC amplifier ( 36 ) and a rectifier ( 38 ) and a pulse converter connected to this ( 40 ).

11. Steering device according to one of claims 1 to 5, characterized in that from the sensor ( 4 ) leads a line ( 35 ) to an AC amplifier ( 36 ) and from this ( 36 ) from a further line ( 37 ) to one Rectifier ( 38 ) leads and from this a Lei device ( 39 ) leads to a pulse converter ( 40 ) and from this via a line ( 41 ) and a frequency-voltage converter ( 44 ) and an outgoing line ( 45 ) to this leads to an amplifier ( 46 ), from which a line ( 47 ) leads to the direct current electric motor ( 53 ).

12. steering device according to the preamble of one of the An sayings 2 or 3, the vehicle with a hydraulic lischen power steering device is provided, thereby characterized in that with the pump the hydraulic Power steering device a magnetically controlled Three-position / four-port directional valve is connected, whose two outputs are connected to the steering cylinder are, this directional control valve electro-magnetic ge controls, with the electromagnets connected to that of the Sensor-influenced signal processing system connected are and with an additional, for determination the direction of rotation of the steering shaft provided sensor is arranged with an electrical, each driving one of the two magnets of the Wegeven tiles influencing switching device connected is.

13. Application according to a steering device according to claim 1 in a steering system in which there is always a mechanical connection between the steering handwheel and the steerable wheels of the vehicle, parallel to one of the displaceable parts of the steering device a pressurized power steering assist device (power steering cylinder) is arranged , wherein the pressure on the pressure chamber can be controlled by means of the sensor ( 4 ).

14. Steering device according to one of the preceding claims, characterized in that the provided with the markings ( 3 ), with the sensor ( 4 ) cooperating disc ( 2 ) is rigidly connected to the steering wheel and between which the steering wheel and the disc ( 2 ) containing mechanical system and the part to which the forces generated on the steering handwheel are transmitted, an elastic member is connected.