DE2846413A1 - PARKING POWER STEERING FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
PARKING POWER STEERING FOR MOTOR VEHICLESInfo
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Description
28464Ί328464Ί3
κ. 5 0 Tiκ. 5 0 Ti
3.IO.I978 Mü/Kö3.IO.I978 Mü / Kö
Die Erfindung geht aus von einer Parkier-Servolenkung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Parkier-ServcierJrung stellt ein Elektromotor die Servokraft bereit. Um die Lenkhilfe nur im unteren Drehzahlbereich wirken zu lassen, wird eine elektronische Schaltung benutzt, die die Drehrichtung des Motors steuert und oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit die Funktion abschaltet. Teilweise werden zur Erfassung des Geschwindigkeitssignales Getriebeschaltstellung bzw. ein entsprechender Endschalter zur Auslösung .des Wirksamkeitssignals benutzt. Der oben angeführte LösungswegThe invention is based on a parking power steering according to the genre of the main claim. In a known parking servicing system, an electric motor provides the servo power ready. In order to let the power steering only work in the lower speed range, an electronic circuit is used used, which controls the direction of rotation of the motor and above a certain speed the function turns off. In some cases, the gear shift position or a Appropriate limit switch is used to trigger the effectiveness signal. The above solution approach
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- V- ζ R- * Λ 7 *- V- ζ R- * Λ 7 *
einer Parkier-Servolenkung erfordert jedoch einen verhältnismäßig hohen Bauteileaufwand sowie auch Gewicht. Ein anderer Aspekt sind Sicherheitsüberlegungen. Im Gegensatz zu Servolenkungen, die im gesamten Geschwindigkeitsbereich arbeiten und entsprechend konstruiert sind, besteht bei der Parkier-Servolenkung die Gefahr, daß im Störungsfalle die Lenkung für die Bedienungsperson des Kraftfahrzeuges nur noch schwer beherrschbar "wird. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Parkier-Servolenkung mit geringem Bauteilaufwand und geringem Gewicht sowie gleichzeitig mit einer großen Sicherheit zu schaffen.a parking power steering requires a relatively high component costs as well as weight. Another aspect is security considerations. In contrast to power steering systems that work in the entire speed range and are designed accordingly, there is a risk of parking power steering in the event of a fault, the steering for the operator of the Motor vehicle is difficult to control ". The object of the invention is therefore to provide a parking power steering with low component costs and low weight and at the same time with a high level of security create.
Die erfindungsgemäße Parkier-Servolenkung für Kraftfahrzeuge nach dem Hauptanspruch nützt die hydraulische Energieversorgung für den Betrieb eines Bremskraftverstärkers der Gattung Hilfskraft auch für eine elektrohydraulische Servolenkung aus. Daher kann dasselbe Medium für Bremssystem, Bremskraftverstärkung und Servolenkung verwendet werden. Die Steuerung des Stellgliedes der Lenkhilfe erfolgt zweckmäßigerweise über elektrisch steuerbare Magnetventile. Darüber hinaus dient eine Sicherheitsschaltung dem Erkennen von kritischen Störungen und Abschalten der Lenkhilfe im Störungsfalle.The parking power steering for motor vehicles according to the invention According to the main claim, the hydraulic energy supply is used to operate a brake booster of the auxiliary type also for an electrohydraulic one Power steering off. The same medium can therefore be used for the braking system, brake servo and power steering will. The control of the control element of the power steering is expediently carried out via electrically controllable solenoid valves. In addition, a safety circuit is used to detect critical faults and switch off the Power steering in the event of a malfunction.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Parkier-Servolenkung möglich. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen,The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements the parking power steering specified in the main claim is possible. It has proven to be particularly advantageous
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die Servolenkung geschwindigkeitsabhängig über die Sicherheitsschaltung zu steuern und die Zeitdauer der einzelnen Ansteuersignale durch die Sicherheitsschaltung zu erfassen. Des weiteren ist vorteilhaft, die Ansprechschwelle des Drehmomentgebers im Bereich der Lenkachse geschwindigkeitsabhängig zu machen.the power steering depending on the speed via the safety circuit to control and to record the duration of the individual control signals by the safety circuit. It is also advantageous for the response threshold of the torque transmitter in the area of the steering axis to be speed-dependent close.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Übersichtsschaubild der vorgeschlagenen Parkier-Servolenkung und Figur 2 einen Drehmomentgeber.An embodiment of the invention is shown in the drawing and in the following description explained in more detail. FIG. 1 shows an overview diagram of the proposed parking power steering system and FIG. 2 a torque transmitter.
In Figur 1 ist grob schematisch eine Parkier-Servolenkeinrichtung" eines Kraftfahrzeuges gezeichnet. Mit 10 ist ein Lenkgetriebe bezeichnet, das eingangsseitig über einen als Drehmomentgeber wirkenden Meßwertgeber 11 mit der Lenksäule 12 gekoppelt ist. Ein Radlenker 13 bzw. eine Spurstange ist über ein Gestänge 14 mit dem Kolben 15 eines Arbeitszylinders 16 verbunden, der doppelseitig hydraulisch mit zwei Magnetventilen 17 und 18 gekoppelt ist. 20 bezeichnet einen Bremskraftverstärker, der eingangsseitig mit einem Bremspedal 21 in Verbindung steht. 22 kennzeichnet eine Flüssigkeitspumpe für das Druckmittel des Bremskraftverstärkers, wobei mit ausgezeichneten»Linien 23 Druckleitungen und mit unterbrochenen Linien 24 Rück-A parking power steering device "is roughly schematically shown in FIG. of a motor vehicle drawn. 10 with a steering gear is referred to, the input side via a The transducer 11 acting as a torque transmitter is coupled to the steering column 12. A control arm 13 or a Tie rod is connected via a linkage 14 to the piston 15 of a working cylinder 16, which is hydraulic on both sides is coupled to two solenoid valves 17 and 18. 20 denotes a brake booster, the input side is in communication with a brake pedal 21. 22 identifies a liquid pump for the pressure medium of the Brake booster, with marked lines 23 pressure lines and broken lines 24 return lines
- 4 030019/0171 - 4 030019/0171
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laufleitungen markiert sind. Zu den Magnetventilen 17 und 18 führt vom Bremskraftverstärker 20 die Speiseleitung 23 und als Rückleitung von diesen Magnetventilen die Rücklaufleitung 24.running lines are marked. To the solenoid valves 17 and 18 leads from the brake booster 20 the feed line 23 and as a return line from these solenoid valves the return line 24.
Das Magnetventil I7 erhält sein elektrisches Erregersignal über eine Leitung 26 aus einem Verstärker 27. Entsprechend ist die Erregerwicklung des Magnetventils 18 über eine Leitung 28. mit dem Ausgang eines "Verstärkers 'The solenoid valve I7 receives its electrical excitation signal Via a line 26 from an amplifier 27. The excitation winding of the solenoid valve 18 is corresponding via a line 28. to the output of an "amplifier"
29 gekoppelt. Beiden Verstärkern'27 und 29 ist je ein logisches Gatter 30 und 31 vorgeschaltet. Jedes der Gatter 30 und 31 enthält zwei Eingänge 32 und 33 für eine ÜND-Verknüpfung und zwei Eingänge 34 und 35 in NAND-Verknüpfung. Den gleichen Aufbau besitzt auch das Gatter 31 mit entsprechenden UND-Eingängen 36 und 37 sowie NAND-Eingängen 38 und 39· Die Eingänge 32 und 36 der Gatter29 coupled. Both amplifiers '27 and 29 are each one logic gates 30 and 31 connected upstream. Each of the gates 30 and 31 contains two inputs 32 and 33 for a ÜND link and two inputs 34 and 35 for a NAND link. The gate 31 also has the same structure with corresponding AND inputs 36 and 37 and NAND inputs 38 and 39 · The inputs 32 and 36 of the gates
30 und 31 sind über einen Zündschalter 40 mit dem Betriebsspannungspotential auf einer Leitung 41 verbindbar. 30 and 31 are connected to the operating voltage potential via an ignition switch 40 connectable on a line 41.
Vom Meßwertgeber 11 führen drei Leitungen 42, 43 und 44 weg. Während-die mittlere Leitung 43 mit Plus verbunden ist, führt die Leitung 42 zum Eingang 37 des Gatters 31 und entsprechend die Leitung 44 zum Eingang 33 des Gatters 30.Three lines 42, 43 and 44 lead from the transducer 11 path. While-the middle line 43 connected to plus is, the line 42 leads to the input 37 of the gate 31 and correspondingly the line 44 to the input 33 of the gate 30th
Ein Geschwindigkeits-Schwellensignal wird ausgehend von einem Drehzahlfühler 45 und einer Signalaufbereitungsstufe 46 in einem Schwellwertschalter 47 erzeugt, wobei dem Schalter 47 über eine Referenzspannungsleitung 48 ein Vergleichsspannungssignal Uref zuführbar ist. Ausgangsseitig steht der Schwellwertschalter 47 mit denA speed threshold signal is generated from a speed sensor 45 and a signal processing stage 46 generated in a threshold value switch 47, the switch 47 via a reference voltage line 48 a comparison voltage signal Uref can be supplied. On the output side, the threshold value switch 47 is with the
- 5 030019A0171 - 5 030019A0171
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Eingängen J>k und 38 der Gatter 30 und 31 sowie mit einem ersten Eingang eines UND-Gatters 50 in Verbindung. Ein zweiter Eingang des UND-Gatters 50 ist mit dem Ausgang eines ODER-Gatters 51 verknüpft, dessen beiden Eingänge mit den Leitungen 26 und" -28 zu den Erregerwicklungen der Magnetventile 17 und 18 in Verbindung stehen. Von der Verbindungsstelle der beiden Gatter 50 und 51 führt auch eine Leitung 53 zu einem Zeitglied 54 mit Einschaltverzögerung. Ein entsprechendes Zeitglied 55 ist einem ODER-Gatter 56 nachgeschaltet, welches eingangsseitig mit zwei Leitungen 42 und 44 verknüpft ist. Ausgangsseitig sind die beiden Zeitglieder 54 und 55 sowie das UND-Gatter 50 an den Eingängen eines ODER-Gatters 58 angeschlossen, dessen Ausgang seinerseits wieder zum Setzeingang eines SR-Flip-Flops 59 geführt ist. Am. Rücksetzeingang dieses Flip-Flops 59 liegt ein Signal vom Zündschalter 40 an. Eine Warnlampe 60 steht mit dem nicht invertierenden Ausgang des Flip-Flops 59 in Verbindung und zusätzlich ist dieser Ausgang zu den Eingängen 39 und 35 der UND-Gatter 30 und 31 geführt.Inputs J> k and 38 of the gates 30 and 31 and with a first input of an AND gate 50 in connection. A second input of the AND gate 50 is linked to the output of an OR gate 51, the two inputs of which are connected to the lines 26 and ″ -28 to the excitation windings of the solenoid valves 17 and 18. From the junction of the two gates 50 and 51 also leads a line 53 to a timer 54 with switch-on delay. A corresponding timer 55 is connected downstream of an OR gate 56, which is linked on the input side with two lines 42 and 44. The two timers 54 and 55 and the AND gate 50 are on the output side connected to the inputs of an OR gate 58, the output of which is in turn routed to the set input of an SR flip-flop 59. A signal from the ignition switch 40 is present at the reset input of this flip-flop 59. A warning lamp 60 is non-inverting The output of the flip-flop 59 is connected and, in addition, this output is led to the inputs 39 and 35 of the AND gates 30 and 31.
Die Funktionsweise des in Figur 1 dargestellten Gegenstandes ist nun wie folgt.The mode of operation of the object shown in FIG. 1 is now as follows.
Als eigentliche Lenkhilfe dient der Kolben 15 im Arbeitszylinder Ιβ über das Gestänge 14, wobei der Bremskraftverstärker 20 über die Magnetventile 17 und 18 das Druckmedium liefert.The actual steering aid is the piston 15 in the working cylinder Ιβ via the linkage 14, the brake booster 20 supplying the pressure medium via the solenoid valves 17 and 18.
Der als Drehmoment ausgebildete und in Figur 2 noch näher erläuterte Meßwertgeber 11 gibt je nach Lenkrichtung ab einem bestimmten Lenkmoment entweder an die LeitungThe transducer 11, designed as a torque and explained in more detail in FIG. 2, gives depending on the steering direction from a certain steering torque either to the line
- 6 030019/0171 - 6 030019/0171
oder 44 ein Signal ab, welches eine entsprechend starke Rechts- oder Linksdrehung des Lenkrades angibt. Erscheint eines dieser beiden Signale, dann bedeutet dies einen erheblichen Kraftaufwand seitens des Lenkers des Kraftfahrzeuges und dieser Kraftfaufwand soll mittels der Lenkhilfe verringert werden. Dazu soll prinzipiell z.B. das Magnetventil 17 erregt werden, wenn am Lenkrad eine Linksdrehung signalisiert wird. Entsprechend soll bei einer Rechtsdrehung des Lenkrads die Erregung des Magnetventils 18 erfolgen.or 44 from a signal which indicates a correspondingly strong right or left turn of the steering wheel. Appears one of these two signals, then this means a considerable effort on the part of the driver of the motor vehicle and this effort is to be reduced by means of the power steering. In principle, for example, the Solenoid valve 17 are energized when a left turn is signaled on the steering wheel. Accordingly, at a clockwise rotation of the steering wheel, the excitation of the solenoid valve 18 takes place.
Da die Parkier-Servolenkung nur unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit von z.B. 5 km/h wirken soll, wird den Gattern 30 und 31 ein entsprechendes Geschwindigkeits-Schwellwertsignal zugeführt, um oberhalb der betreffenden Geschwindigkeit die Servolenkung auszuschalten. Dazu wird das vom Drehzahlmesser 45 kommende Signal aufbereitet und einer Schwellwertstufe 47 zugeführt, deren Ausgangssignal wiederum an NAND-Eingänge der GatterSince the parking power steering should only work below a certain speed of e.g. 5 km / h, the gates 30 and 31 a corresponding speed threshold value signal supplied to switch off the power steering above the relevant speed. For this purpose, the signal coming from the tachometer 45 is processed and fed to a threshold value stage 47, whose Output signal in turn to NAND inputs of the gates
30 und 31 gelegt wird. Dies bedeutet, daß wenn der Schwellwertschalter 47 ein über der Schwellgeschwindigkeit liegendes Signal anzeigt, daß dann die Gatter 30 und30 and 31 is placed. This means that if the Threshold switch 47 indicates a signal lying above the threshold speed that the gates 30 and
31 blockiert werden und somit kein Ansteuersignal zu den Magnetventilen 17 und 18 gelangen kann.31 are blocked and therefore no control signal to the Solenoid valves 17 and 18 can get.
Über den mit dem Zündschalter gekoppelten Schalter 40 wird zudem sichergestellt, daß die Magnetventile 17 und 18 auch nur bei eingeschalteter Zündung erregt werden können.Via the switch 40 coupled to the ignition switch it is also ensured that the solenoid valves 17 and 18 are only energized when the ignition is switched on can.
Des weiteren ist beim Gegenstand der Figur 1 Vorsorge getroffen, daß ein Fehler in der Ansteuerlogik der beiden Magnetventile 17 und 18 der Bedienungsperson desFurthermore, the subject of FIG. 1 is precautionary made that an error in the control logic of the two solenoid valves 17 and 18 of the operator of the
030019/0171 " 7 "030019/0171 " 7 "
-/ΊΟ- / ΊΟ
R.R.
Fahrzeugs angezeigt wird, und gleichzeitig ein entsprechendes ünterbrechungssignal für die Parkier-Servolenkung erzeugt wird. Dies geschieht über das ODER-Gatter 51, das Zeitglied 54, das UND-Gatter 50 sowie das ODER-Gatter 58. Über das Zeitglied 54 mit der Einschaltverzögerung von z.B. 0,5 Sekunden wird nämlich dann eine Fehlermeldung erzeugt, wenn die Erregersignale der beiden Magnetventile 17 und 18 diese Zeitdauer überschreiten. Das Fehlersignal wird über das UND-Gatter 50 sofort erzeugt, wenn oberhalb der Bezugsgeschwindigkeit ein Ansteuersignal der Magnetventile auf den Leitungen 26 und/oder 28 erscheint. Des weiteren er'gibt sich ein Fehlersignal dann, wenn über das ODER-Gatter 56 Ausgangssignale des Meßwertgebers 11 mit einer Dauer von größer 0,5 Sekunden erscheint. Diese drei möglichen Fehlersituationen werden vom ODER-Gatter 58· erfaßt und führen zu einem entsprechenden Umschalten des Flip-Flops 59, das seinerseits wieder sowohl die Warnlampe 60 einschaltet, als auch die Gatter 30 und 31 sperrt.Vehicle is displayed, and at the same time a corresponding interrupt signal for the parking power steering is generated. This is done via the OR gate 51, the timer 54, the AND gate 50 and the OR gate 58. An error message is generated via the timer 54 with the switch-on delay of, for example, 0.5 seconds when the excitation signals of the two Solenoid valves 17 and 18 exceed this period. The error signal is generated via the AND gate 50 immediately if appears above the reference speed, a drive signal of the solenoid valves on the lines 26 and / or 28th Furthermore, an error signal results when output signals from the transducer 11 with a duration of greater than 0.5 seconds appear via the OR gate 56. These three possible error situations are detected by the OR gate 58 and lead to a corresponding switching of the flip-flop 59, which in turn both switches on the warning lamp 60 and blocks the gates 30 and 31.
Mit der vorstehend beschriebenen Parkier-Servolenkung nach Figur 1 wird somit eine größtmögliche Sicherheit vor möglichem Fehlverhalten sowohl der elektrischen Schaltungsanordnung als auch der einzelnen Stellglieder erhalten. Des weiteren ist die Parkier-Servolenkung aufgrund des gemeinsamen Druckmediums für Servolenkung und Bremskraftverstärker äußerst kostengünstig.With the above-described parking power steering according to FIG. 1, the greatest possible safety is achieved possible malfunction of both the electrical circuit arrangement and the individual actuators. Furthermore, the parking power steering is due to the common pressure medium for power steering and brake booster extremely inexpensive.
Ein Beispiel für den Meßwertgeber 11 zeigt Figur 2. Dargestellt sind in Figur 2a eine Seitenansicht des Meßwertgebers und in Figur 2b ein entsprechendes Schnittbild. Dabei sind bereits aus Figur 1 bekannte Gegenstände mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Lenkwelle 12An example of the transducer 11 is shown in FIG. 2. A side view of the transducer is shown in FIG. 2a and in FIG. 2b a corresponding sectional view. Objects already known from FIG. 1 are included are given the same reference numerals. The steering shaft 12
- 8 030019/0171 - 8 030019/0171
l A*- R. 5 0 '' ■ l A * - R. 5 0 '' ■
besitzt ein starr mit ihr verbundenes Verbindungsglied 70 zu einem Ver stellzapf en "Jl. Dieser Vers tellzapfen ist außermittig der Lenkwelle angeordnet und lenkt bei entsprechender Drehung der Lenkwelle eine von zwei Plattfedern 72 und 73 beiderseits von Lenkwelle und Verstellzapfen aus. Beide Plattfedern sind einseitig in einem Spannblock 74 befestigt, der zusammen mit je einem Anschlagkontakt 75 und 76 zu beiden Seiten des Verstellzapfens 71 mit der zum Lenkgetriebe führenden Welle 78 verbunden ist. Ab einem bestimmten Drehmoment in der Lenkwelle bekommt die Plattfeder 72 Kontakt mit dem Kontakt 7£ und entsprechend bei anderer Drehrichtung der Lenkwelle bekommt die Plattfeder 73 Verbindung mit dem Kontakt 75· Somit erhält man auf den Ausgangsleitungen 42 oder 44 je nach Drehrichtung der Lenkwelle ab einem bestimmten Drehmoment ein entsprechendes Ausgangssignal, welches die Lenkhilfe über die in Figur 1 gezeigte Anordnung eingreifen läßt. Die bei den Zeitgliedern 54 und 55 angegebene Zeit von je 0,5 Sekunden deutet auf ein sehr schnelles Reagieren"der Lenkhilfe und damit auf ein sehr bequemes und kraftarmes Lenken bei niedrigen Geschwindigkeiten hin.has a rigidly connected to her connecting member 70 to a Ver Stellzapf en "Jl. This Vers tellzapfen is arranged eccentrically of the steering shaft and deflects one of two flat springs 72 and 73 on both sides of the steering shaft and adjusting pin on one side when the steering shaft is rotated a clamping block 74 is attached, which is connected together with a stop contact 75 and 76 on both sides of the adjusting pin 71 with the shaft 78 leading to the steering gear. From a certain torque in the steering shaft, the plate spring 72 comes into contact with the contact 7 and correspondingly In a different direction of rotation of the steering shaft, the flat spring 73 is connected to the contact 75 · Thus, depending on the direction of rotation of the steering shaft, a corresponding output signal is obtained from a certain torque on the output lines 42 or 44, which allows the power steering to intervene via the arrangement shown in FIG specified for timers 54 and 55 A time of 0.5 seconds each indicates that the steering aid reacts very quickly and thus very comfortable and effortless steering at low speeds.
Es kann nun sinnvoll sein, die Ansprechschwelle des Meßwertgebers 11 geschwindigkeitsabhängig zu machen. Dazu bedarf es dann jedoch eines anderen Drehmomentgebers, als er in Figur 2 dargestellt ist. Erforderlich ist dann ein Geber mit analogem Drehmoment-Ausgangssignal, welches einem Schwellwertschalter mit veränderbarer Schwelle zuführbar ist.It can now be useful to make the response threshold of the transducer 11 speed-dependent. In addition However, a different torque transmitter than that shown in FIG. 2 is then required. It is then necessary an encoder with an analog torque output signal, which can be fed to a threshold switch with a variable threshold.
Eine Vereinfachung des hydraulischen Teils des Gegenstandes von Figur 1 läßt sich dadurch erreichen, daß die dar-A simplification of the hydraulic part of the object of Figure 1 can be achieved in that the
- 9 030019/0171 - 9 030019/0171
gestellten elektromagnetisch erregbaren 2/2-Wegeventile 17 und 18 durch ein 3/2-Wegeventil ersetzt werden. Die prinzipielle Punktionsweise wird durch diesen Austausch nicht geändert.provided electromagnetically excitable 2/2-way valves 17 and 18 can be replaced by a 3/2-way valve. the the principle of puncturing is not changed by this exchange.
030019/0171030019/0171
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Also Published As
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| IT7926636A0 (en) | 1979-10-19 |
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Legal Events
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Ipc: B62D 6/02 |
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