DE3802915A1

DE3802915A1 - Drehsteuerventil fuer ein servolenksystem

Info

Publication number: DE3802915A1
Application number: DE3802915A
Authority: DE
Inventors: Koh Uchida; Takashi Kurihara; Makoto Miyoshi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1988-08-11
Also published as: JPS63188571A; US4844126A; JP2532079B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehsteuerventil zur Verwendung in einem Servolenksystem.

Zugehörige Patentanmeldungen der Anmelderin:

1. EP-A 02 45 794.
2. DE-A-37 33 102.7, eingereicht am 30. Sept. 198.
3. DE-A-37 44 314.3, eingereicht am 28. Dez. 1987 unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Patentan meldung Nr. 61-3 13 519, angemeldet am 27. Dez. 1986.
4. DE-A-37 44 346.1, eingereicht am 28. Dez. 1987 unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Patentan meldung Nr. 61-3 13 521, angemeldet am 27. Dez. 1986.
5. DE-A-37 44 319.4, eingereicht am 28. Dez. 1987 unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Patentan meldung Nr. 61-3 13 518, angemeldet am 27. Dez. 1986.
6. DE-A-37 44 313.5, eingereicht am 28. Dez. 1987 unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Patentan meldung Nr. 61-3 13 520, angemeldet am 27. Dez. 1986.
7. DE-A-37 44 351.8, eingereicht am 28. Dez. 1987 unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Patentan meldung Nr. 61-3 13 517, angemeldet am 27. Dez. 1986.

Gleichzeitig mit der vorliegenden Patentanmeldung werden drei weitere Patentanmeldungen mit Wirkung für die Bundesrepublik Deutschland eingereicht, wobei die erste unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Pa tentanmeldung Nr. 62-19 785, angemeldet am 30. Jan. 1987 sowie der japanischen Patentanmeldung Nr. 62-19 786, an gemeldet am 30. Jan. 1987 angemeldet wird, die zweite unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Pa tentanmeldung Nr. 62-19 787, angemeldet am 30. Jan. 1987 eingereicht wird und die dritte unter Beanspruchung der Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 62-19 783, angemeldet am 30. Jan. 1987 eingereicht wird.

Die japanische Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 55-72 786, die am 23. Dez. 1981 unter der Veröffentlichungs-Nr. 56-1 74 363 offengelegt wurde, zeigt ein Drehsteuerventil für ein Servolenksystem, das ein Innenventil aufweist, das mit einer Mehrzahl von Nuten versehen ist, die mit einer Mehrzahl innerer Nuten zusammenwirken, um einen Fluidströmungs-Verteilerschaltkreis zu bilden, der eine Druckdifferenz in einem Arbeitszylinder in Abhängigkeit von einer Drehung eines Lenkrades erzeugt. Entsprechend der Nutanordnung zwischen dem Innenventil und der dieses umgebenden Hülse wird das Druckfluid, das dem Dreh steuerventil zugeführt wird, gleichmäßig in zwei ein ander am Umfang gegenüberliegende Ströme in Richtung zweier in Umfangsrichtung voneinander getrennter Fluid rückführungsanschlüsse verteilt, wenn das Lenkrad sich in seiner mittleren Ruhelage befindet. Wenn es gewünscht wird, die Anzahl der variablen Strömungsdrosselstellen, die in den zwei parallelen Fluidpfaden eines Fluid strömungs-Verteilerschaltkreises vorgesehen sind, zu er höhen, muß entsprechend der Lehre dieser Veröffent lichung die Anzahl der Nuten, gebildet zwischen dem Um fangsbereich, der durch die zwei Fluidrückführanschlüsse begrenzt wird, abfolgend, eine hinter der anderen, in Umfangsrichtung angeordnet werden. Dies wirft jedoch das Problem auf, daß die spanende Herausarbeitung der Nuten schwierig wird und beinhaltet ein weiteres Problem, daß die Breite jeder Nut und die Breite jedes Steges, der die benachbarten Nuten voneinander trennt, verhältnis mäßig gering wird, was es schwierig macht, die Verbin dungsbohrungen jeweils mit einem ausreichend großen Durchmesser herzustellen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Drehsteuerventil für ein Servolenksystem anzugeben, bei dem die vorerwähnten Schwierigkeiten vermieden sind.

Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Drehsteuerventil für ein Servolenksystem mit sich in Längsrichtung er streckenden Nuteinrichtungen zur Umkehrung der Fluid richtung versehen.

Im einzelnen umfassen die Nuteinrichtungen zwei Nuten, die Grenzen bilden, zwischen denen eine Mehrzahl von va riable Strömungsdrosselstellen bildenden Nuten angeord net sind. Jede der die Begrenzung bildenden Nuten über lappt an einer Seite mit einer Mehrzahl von Nuten, die vorgesehen sind, um eine Mehrzahl variabler Strömungs drosselstellen zu bilden, um Fluid von einer der ko operierenden Nuten aufzunehmen und das Fluid an eine weitere der kooperierenden Nuten weiterzuleiten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Hydraulikfluiddruck- Steuersystems in Verbindung mit einem vorderen Kraft- bzw. Arbeitszylinder eines Servolenk systems für ein Paar gelenkter Vorderräder eines Fahrzeuges und einem hinteren Kraft- bzw. Ar beitszylinder für ein Paar Hinterräder des Fahr zeuges,

Fig. 2 ein erstes Diagramm, demgemäß eine Strömungs drosselfläche A ₁ einer variablen Strömungsdros selstelle 1 L oder 1 R abnimmt, wenn ein Lenkdreh moment T zunimmt,

Fig. 3 ein zweites Diagramm, demgemäß eine Strömungs drosselfläche A ₂ einer variablen Strömungsdros selstelle 2 R oder 2 L für eine Abströmsteuerung abnimmt, wenn das Lenkdrehmoment T zunimmt,

Fig. 4 ein drittes Diagramm, demgemäß eine Strömungs drosselfläche A ₃ einer variablen Strömungsdros selstelle 3 R oder 3 L einer Einströmsteuerung ab nimmt, wenn das Lenkdrehmoment T zunimmt,

Fig. 5 ein viertes Diagramm, demgemäß eine Strömungs drosselfläche A ₄ einer variablen Strömungsdros selstelle 4 R oder 4 L einer Abströmsteuerung ab nimmt, wenn das Lenkdrehmoment T zunimmt,

Fig. 6 ein Diagramm, demgemäß eine Strömungsdrossel fläche A ₅ einer ersten, von außen gesteuerten variablen Strömungsdrosselstelle 5 sich ändert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V ändert,

Fig. 7 ein Diagramm, demgemäß eine Strömungsdrossel fläche A ₆ einer zweiten, von außen gesteuerten variablen Strömungsdrosselstelle 6 sich ver ändert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V sich verändert,

Fig. 8 einen Teilschnitt eines Drehsteuerventiles nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das einen Fluidströmungs-Verteilerschaltkreis gemäß Fig. 1 realisiert,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Innenventiles eines Steuerventiles nach Fig. 8,

Fig. 10 eine Abwicklung gemäß einem Längsschnitt V-V nach Fig. 9,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B nach Fig. 10,

Fig. 12 eine Schnittdarstellung entlang der Linie C-C nach Fig. 10,

Fig. 13 eine Kurve P _F, die zeigt, wie eine erste Druck differenz, die an einen vorderen Arbeitszylinder 12 gelegt wird, sich in Abhängigkeit von einem Lenkdrehmoment T bei einer Fahrzeuggeschwindig keit V=0 verändert,

Fig. 14 eine Kurve P _R, die zeigt, wie eine zweite Druck differenz, die an einen hinteren Arbeitszylinder 18 gelegt wird, sich in Abhängigkeit von einem Lenkdrehmoment T bei hohen Fahrzeuggeschwindig keiten im Vergleich mit der Kurve P _F verändert,

Fig. 15 eine Ansicht ähnlich derjenigen in Fig. 1, mit einem Fluidströmungs-Verteilerschaltkreis, der bei einem Drehsteuerventil nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt wird, wobei dieses Drehsteuerventil teilweise in Fig. 16 gezeigt ist, und

Fig. 16 eine Ansicht ähnlich derjenigen wie Fig. 10 zur Verdeutlichung der Merkmale eines Drehsteuer ventiles nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Hydraulikfluiddruck- Steuersystem in betrieblicher Verbindung mit einem vor deren Kraft- bzw. Arbeitszylinder 12, der eine erste hydraulikfluiddruckbetätigte Vorrichtung bildet, eines Servolenksystemes für ein Paar gelenkter Vorderräder und mit einem hinteren Kraft- bzw. Arbeitszylinder 18, der eine zweite, hydraulikfluiddruckgesteuerte Vorrichtung bildet, eines Hinterrad-Lenksystems 17 gezeigt.

Das Steuersystem enthält eine Ölpumpe 10 als Hydraulik fluidquelle, einen Tank 11 als Fluidreservoir und ein Steuerventil 13 für die Servolenkung, das einen Fluid strömungs-Verteilerschaltkreis des Typs mit offener Mitte realisiert. Außerdem sind ein Lenkrad 15, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16 und eine Steuereinheit U gezeigt.

In herkömmlicher Weise enthält der Fluidströmungs-Ver teilerschaltkreis 14 zwei parallele Fluidströmungspfade, nämlich einen ersten Fluidströmungspfad L ₁-L ₄ und einen zweiten Fluidströmungspfad L ₂-L ₃, die zwischen einem Pumpfluid-Zuführungsanschluß C _{A 1} und einem Fluidrückführungsanschluß C _{A 2} verlaufen. Der erste Fluidströmungspfad L₁-L₄ besitzt einen Zylinderverbindungsanschluß C _{B 1}, der mit einer Linksdrehungs-Zylinderkammer 12 L des vorderen Arbeitszylinders 12 verbunden ist, während der zweite Fluidströmungspfad L₂-L₃ einen Zylinderverbindungsanschluß C _{B 2} aufweist, der mit einer Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 12 R des Arbeitszylinders 12 verbunden ist. Somit kann der erste Fluidströmungspfad L₁-L₄ in einen stromaufseitigen Strömungspfadabschnitt L₁ und einen stromabseitigen Strömungspfadabschnitt L₄ in bezug auf den Zylinderverbindungsanschluß C _{B 1} unterteilt werden. In vergleichbarer Weise kann der zweite Fluidströmungspfad L₂-L₃ in einen stromaufseitigen Strömungspfadabschnitt L₂ und einen stromabseitigen Strömungspfadabschnitt L₃ in bezug auf den Zylinderverbindungsanschluß C _{B 2} unterteilt werden. Der erste Fluidströmungspfad L ₁-L ₄ enthält eine veränder liche Strömungsdrosselstelle 3 R der ersten Art für eine Einströmsteuerung, die eine Drosselfläche A 3 aufweist, die abnimmt, wenn das Eingangsdrehmoment T zunimmt, wenn das Lenkrad 15 aus einer mittleren Ruhelage im Uhrzei gersinn gedreht wird, um die Fluidströmung in die Links drehungs-Zylinderkammer 12 L des Arbeitszylinders 12 zu beschränken. Der erste Fluidströmungspfad L ₁-L ₄ enthält außerdem in Reihe zwei veränderliche Strömungsdrossel stellen 2 L und 4 L der zweiten Art für eine Abström steuerung, die Drosselflächen A 2 und A 4 aufweisen, welche abnehmen, wenn das Lenkdrehmoment T zunimmt, wenn das Lenkrad 15 im Gegenuhrzeigersinn aus seiner mittle ren Ruhelage gedreht wird, um die Fluidströmung aus der Linksdrehungs-Zylinderkammer 12 L des Arbeitszylinders 12 zu beschränken. Der zweite Fluidströmungspfad L ₂-L ₃ ent hält eine variable Strömungsdrosselstelle 3 L der zweiten Art zur Einströmsteuerung, die einen Drosselquerschnitt A ₃ aufweist, der abnimmt, wenn das Lenkdrehmoment T zu nimmt, wenn das Lenkrad 15 im Gegenuhrzeigersinn aus seiner mittleren Ruhelage heraus gedreht wird, um die Fluidströmung in die Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 12 R des Arbeitszylinders 12 hinein zu beschränken. Der zweite Fluidströmungspfad L ₂-L ₃ enthält außerdem zwei Strö mungsdrosselstellen 2 R und 4 R der zweiten Art in Reihe zur Abströmsteuerung, deren Drosselflächen A ₂-A ₄ sich verringern, wenn das Lenkdrehmoment T zunimmt, wenn das Lenkrad 15 im Uhrzeigersinn aus seiner mittleren Ruhe lage gedreht wird, um die Fluidströmung aus der Rechts drehungs-Zylinderkammer 12 R des Arbeitszylinders 12 her aus zu beschränken. Die Drossel- bzw. Strömungsfläche A ₃ der variablen Strömungsdrosselstelle 3 R der ersten Art zur Einströmsteuerung nimmt während des Drehens des Lenkrades 15 im Uhrzeigersinn gemäß der Kurve, die in Fig. 4 gezeigt ist, ab, während die Drossel- bzw. Strö mungsflächen A ₂ und A ₄ der variablen Strömungsdrossel stellen 2 R und 4 R der ersten Art für die Abströmsteue rung während des Drehens des Lenkrades 15 im Uhrzeiger sinn gemäß den Kurven, die in den Fig. 3 und 5 gezeigt sind, abnehmen. Die Drosselfläche A ₃ der variablen Strö mungsdrosselstelle 3 L der zweiten Art für die Einström steuerung nimmt bei Drehen des Lenkrades 15 im Gegenuhr zeigersinn nach der Kurve gemäß Fig. 4 ab, während die Drosselflächen A ₂ und A ₄ der variablen Strömungsdrossel stellen 2 L und 4 L der zweiten Art für die Abströmsteue rung während einer Drehung des Lenkrades 15 im Gegenuhr zeigersinn nach den Kurven abnehmen, die in den Fig. 3 und 5 gezeigt sind.

Um eine zweite Druckdifferenz in dem hinteren Arbeits zylinder 18 zu erzeugen, sind zwei variable Strömungs hilfsdrosselstellen, nämlich eine erste variable Strö mungshilfsdrosselstelle 1 R der ersten Art, deren Dros selfläche A ₁ abnimmt, wenn das Lenkdrehmoment T, bei Drehung des Lenkrades 15 aus seiner mittleren Ruhelage im Uhrzeigersinn, zunimmt und eine zweite variable Strö mungshilfsdrosselstelle 1 L der zweiten Art vorgesehen, deren Drosselfläche A ₁ abnimmt, wenn das Lenkdrehmoment T zunimmt, wenn das Lenkrad 15 aus seiner mittleren Ruhelage im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Die erste variable Strömungshilfsdrosselstelle 1 R ist in dem zweiten Fluidströmungspfad L ₂-L ₃ in dessen stromaufsei tigem Abschnitt L ₂ und in Reihe mit der variablen Strö mungsdrosselstelle 3 L zur Einströmsteuerung vorgesehen. Die zweite variable Strömungshilfsdrosselstelle 1 L ist in dem ersten Fluidströmungspfad L ₁-L ₄ in dessen stromaufseitigem Abschnitt L ₁ und in Reihe mit der variablen Strömungsdrosselstelle 3 R für die Einström steuerung vorgesehen.

Insbesondere sind die erste und zweite variable Strö mungshilfsdrosselstelle 1 R und 1 L jeweils stromauf der variablen Strömungsdrosselstellen 3 L und 3 R für die Einströmsteuerung vorgesehen. Die Drosselfläche A ₁ der ersten variablen Strömungshilfsdrosselstelle 1 R nimmt gemäß der Kurve in Fig. 2 während einer Drehung des Lenkrades 15 im Uhrzeigersinn ab, während die Drossel fläche A ₁ der zweiten variablen Strömungshilfsdrossel stelle 1 L gemäß der Kurvenform in Fig. 2 während der Drehung des Lenkrades 15 im Gegenuhrzeigersinn abnimmt.

Das Steuerventil 13 enthält auch eine erste, von außen gesteuerte variable Strömungsdrosselstelle 5, die in einem ersten Beipaßpfad L ₅ angeordnet ist sowie eine zweite, von außen gesteuerte variable Strömungsdrossel stelle 6, die in einem zweiten Beipaßpfad L ₆ vorgesehen ist. Der erste Beipaßpfad L ₅ ist vorgesehen, um die erste und zweite Strömungshilfsdrosselstelle 1 R und 1 L zu überbrücken, während der zweite Beipaßpfad L ₆ ange ordnet ist, um die variablen Strömungsdrosselstellen 4 R und 4 L für die Abströmsteuerung zu überbrücken. Diese von außen gesteuerten variablen Drosselstellen 5 und 6 werden durch die Steuereinheit U in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit V gesteuert, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16 erfaßt wird. Die Steuereinheit U reguliert den elektrischen Strom in Ab hängigkeit von dem Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwin digkeitssensors 16, der zu einem nichtgezeigten, elektromagnetisch betätigten Ventil, das die Strömungs flächen A ₅ und A ₆ der von außen gesteuerten variablen Strömungsdrosselstellen 5 und 6 bildet und verändert, geführt wird. Die Strömungsfläche A ₅ der von außen ge steuerten variablen Strömungsdrosselstelle 5 ist maximal bei Fahrzeuggeschwindigkeiten von Null oder nahe Null und verändert sich umgekehrt proportional zur Fahrzeug geschwindigkeit V nach der Kurve, die in Fig. 6 gezeigt ist. Somit ist die von außen gesteuerte variable Strö mungsdrosselstelle 5 bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten vollständig geschlossen. Die Strömungsfläche A ₆ der zweiten, von außen gesteuerten variablen Strömungsdros selstelle 6 ist bei Fahrzeuggeschwindigkeiten von etwa Null ebenfalls Null und verändert sich proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit nach einer Kurve, die in Fig. 7 gezeigt ist.

Der erste Fluidströmungspfad L ₁-L ₄ enthält einen ersten, bestimmten Abschnitt Y, der mit einer Rechtsdrehungs- Zylinderkammer 18 R des hinteren Arbeitszylinders 18 ver bunden ist. Der erste, bestimmte Abschnitt Y befindet sich stromab der zweiten, variablen Strömungshilfsdros selstelle 3 R der ersten Art für die Einströmsteuerung. Der zweite Fluidströmungspfad L ₂-L ₃ enthält einen zwei ten bestimmten Abschnitt Z, der mit einer Linksdrehungs- Zylinderkammer 18 L des hinteren Arbeitszylinders 18 ver bunden ist.

Der zweite bestimmte Abschnitt Z befindet sich stromab der ersten variablen Strömungshilfsdrosselstelle 1 R, je doch stromauf der variablen Strömungsdrosselstelle 3 L der zweiten Art für die Einströmsteuerung.

Der hintere Kraft- bzw. Arbeitszylinder 18 enthält eine Kolbenstange 18 A, die mit einem Ende betrieblich mit einem Lenkhebel 26 eines hinteren linken Fahrzeugrades 22 L über eine Stange 27 verbunden ist, während deren gegenüberliegendes Ende betrieblich mit einem Lenkhebel 26 eines rechten Hinterrades 22 R über eine Stange 27 verbunden ist. Um die Hinterräder 22 L und 22 R in ihrer Mittelstellung (neutral) zu halten, sind Rückstellfedern oder Gummibuchsen 28 vorgesehen. Die Hinterräder 22 L und 22 R sind über Halb-Trapezlenker 21 an einem Hinterrad- Lagerteil 23 aufgehängt, das seinerseits über Bolzen und Gummiisolatoren 25 in herkömmlicher Weise an einer nichtgezeigten Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Mit dem Bezugszeichen 19 ist ein Differentialgetriebe bezeich net, dessen Achsen 20 sich in herkömmlicher Weise zu den Hinterrädern 22 L und 22 R erstrecken.

Bezugnehmend auf Fig. 1 wird nachfolgend die Betriebs weise des Fluidströmungs-Verteilerschaltkreises 14 er läutert. Es wird angenommen, daß das Fahrzeug stillsteht und das Lenkrad 15 sich in seiner mittleren Ruhelage be findet. Unter diesen Umständen sind sämtliche variablen Strömungsdrosselstellen 1 L, 3 R, 2 L und 4 L, die in dem ersten Fluidströmungspfad L ₁-L ₄ angeordnet sind, ge öffnet, um eine unbeschränkte Fluidströmung zu gestatten und sämtliche variable Strömungsdrosselstellen 1 R, 3 L, 2 R und 4 R des zweiten Fluidströmungspfades L ₂-L ₃ sind offen, um eine unbeschränkte Fluidströmung zuzulassen. Außerdem ist die erste, von außen gesteuerte variable Strömungsdrosselstelle 5 offen, um eine unbeschränkte Fluidströmung durch den Beipaßpfad L ₅ zu gestatten, da die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich Null ist. Die zweite, von außen gesteuerte variable Strömungsdrossel 6 ist geschlossen und somit ist der Beipaßpfad L ₆ geschlossen. In diesem Zustand wird das Fluid unter Druck von der Pumpe 10 gleichmäßig durch den ersten Fluidströmungspfad L ₁-L ₄ in die eine Richtung und durch den zweiten Fluidströmungspfad L ₂-L ₃ in die gegensätzliche, andere Richtung geführt. Somit tritt keine Druckdifferenz auf, die an dem vorderen Arbeitszylinder 12 und dem hinteren Arbeitszylinder 18 wirksam wäre.

Es wird nunmehr angenommen, daß bei mittlerer Ruhelage des Lenkrades 15 die erste, von außen gesteuerte variab le Strömungsdrosselstelle 5 in Abhängigkeit von einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit vollständig geschlossen und die zweite, von außen gesteuerte variable Strömungs drosselstelle 6 vollständig geöffnet ist. Unter diesen Umständen wird das Fluid unter Druck von der Pumpe 10 her ebenfalls gleichmäßig durch den ersten Fluidströ mungspfad L ₁-L ₄ in die eine Richtung und durch den zweiten Fluidströmungspfad L ₂-L ₃ in die gegensätzli che, andere Richtung geführt. Somit tritt am vorderen Arbeitszylinder 12 und am hinteren Arbeitszylinder 18 keine Druckdifferenz auf.

Unter Drehung des Lenkrades 15 im Uhrzeigersinn aus seiner mittleren Ruhelage bei der Fahrzeuggeschwindig keit gleich Null nimmt die Strömungsfläche A ₃ der va riablen Strömungsdrosselstelle 3 R der Einströmsteuerung in Abhängigkeit vom Drehmoment T gemäß dem in Fig. 4 ge zeigten Verhalten ab und die variablen Strömungsdrossel stellen 2 R und 4 R der Abströmsteuerung verringern ihre Strömungsflächen A ₂ und A ₄ in Abhängigkeit vom Lenkdreh moment T gemäß den Verhaltensmustern, die in Fig. 3 und 4 gezeigt sind. Die variable Strömungshilfsdrosselstelle 1 R vermindert ihre Strömungsfläche A ₁ in Abhängigkeit vom Lenkdrehmoment T gemäß dem Muster in Fig. 2, obwohl die variablen Strömungsdrosselstellen 1 L, 2 L, 3 L und 4 L geöffnet sind. Da die variablen Strömungshilfsdrossel stelle 1 R durch die erste, von außen gesteuerte variable Strömungsdrosselstelle 5 in einem Beipaß überbrückt ist bewirken unter diesen Umständen die variablen Strömungs drosselstellen 3 R, 2 R und 4 R nur eine Drosselung des Fluidpfades, verbunden mit einem Druckabfall, der sei nerseits zu einem Druckanstieg in der Rechtsdrehungs- Zylinderkammer 12 R des vorderen Arbeitszylinders 12 und in den beiden Zylinderkammern 18 R und 18 L des hinteren Arbeitszylinders 18 führt. Die variablen Strömungsdros seln 2 L und 4 L sind geöffnet und somit ist die Linksdre hungs-Zylinderdruckkammer 12 L des vorderen Arbeitszylin ders 12 im wesentlichen in unmittelbarer Verbindung mit dem Reservoir 11. Somit wird eine Druckdifferenz P _F zwi schen der Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 12 R und der Linkdsdrehungs-Zylinderkammer 12 L erzeugt, die die Kol benstange des Arbeitszylinders veranlaßt, sich in Fig. 1 nach links zu verlagern. Da der gleiche Druck wie derje nige, der in der Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 12 R wirkt, auch zu der Rechtsdrehungs- und der Linksdre hungs-Zylinderkammer 18 R und 18 L des hinteren Arbeits zylinders 12 geführt ist, tritt dort im wesentlichen keine Druckdifferenz auf. Somit ist die Druckdifferenz P _R im hinteren Arbeitszylinder 18 im wesentlichen Null. Wie in Fig. 13 gezeigt, verändert sich die Druckdiffe renz P _F im Verhältnis zum Lenkdrehmoment T gemäß einem Veränderungsmuster, das Ergebnis einer Kombination der in den Fig. 3 und 5 gezeigten Kurven ist, da die variab le Strömungsdrosselstelle 3 R der Einströmsteuerung bei kleinem Lenkdrehmoment, wie in Fig. 4 gezeigt, im wesentlichen Null ist. Die Druckdifferenz P ist im we sentlichen Null, unabhängig von der Veränderung des Lenkdrehmomentes T. Somit nimmt die Lenkunterstützung an dem vorderen Lenkgestänge in einem Maße zu, wie dies durch die Kurve P _F in Fig. 13 verdeutlicht ist.

Es wird nun betrachtet, wie die Fluidströmungs-Vertei lerschaltung 14 bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten ar beitet.

In diesem Fall ist die erste, von außen gesteuerte va riable Strömungsdrosselstelle 5 vollständig geschlossen, während die zweite, von außen gesteuerte variable Strö mungsdrosselstelle 6 vollständig geöffnet ist. Bei Dre hung des Lenkrades 15 im Uhrzeigersinn werden die va riablen Strömungsdrosselstellen 2 L und 4 L für die Ab strömsteuerung geöffnet und somit ist die Linksdrehungs- Zylinderkammer 12 L in im wesentlichen unmittelbarer Ver bindung mit dem Reservoir 11, während die variablen Strömungsdrosselstellen 3 R und die variable Strömungs hilfsdrosselstelle 1 R der Einströmsteuerung beschränkt sind und eine Drosselung des Fluidpfades bewirken, ver bunden mit einem Druckabfall, der seinerseits zu einem Druckanstieg in der Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 18 R des hinteren Arbeitszylinders 18 führt. Da die variable Strömungsdrosselstelle 4 R für die Abströmsteuerung durch die zweite, von außen gesteuerte variable Strömungsdros selstelle 6 in einem Beipaß überbrückt ist, bewirkt nur die variable Strömungsdrosselstelle 2 R der Abströmsteue rung eine Drosselung des Fluidpfades, verbunden mit einem Druckabfall, der seinerseits zu einem Druckanstieg in der Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 12 R des Arbeitszy linders 12 und der Linksdrehungs-Zylinderkammer 18 L des hinteren Arbeitszylinders 18 führt. Bei gleichem Lenk drehmoment T ist der Druckanstieg in der Rechtsdrehungs- Zylinderkammer 12 R des vorderen Arbeitszylinders 12 ge ringer als der Druckanstieg bei einer Fahrzeuggeschwin digkeit gleich Null, und zwar infolge der Wirkung des Druckabfalls, der durch die Drosselung, ausgeführt durch die variable Strömungshilfsdrosselstelle 1 R herbeige führt wird, und auch infolge der Tatsache, daß die va riable Strömungsdrosselstelle 4 R für die Abströmsteu erung in einem Beipaß überbrückt ist. Da außerdem die variable Strömungshilfsdrosselstelle 1 R bei einem ver hältnismäßig kleinen Lenkdrehmoment T im Vergleich zu demjenigen, bei dem die variable Strömungsdrosselstelle 2 R der Abströmsteuerung geschlossen ist (siehe Fig. 2 und 3) im wesentlichen geschlossen ist, ist die Servo wirkung bzw. Lenkunterstützung, die durch den Arbeits zylinder 12 erzeugt wird, geringer und wird unter drückt auf ein verhältnismäßig niedriges Niveau, wie aus der Kurve P _F in Fig. 14 deutlich ist. Im Gegensatz dazu verhält sich der Druckanstieg in der Rechtsdrehungs-Zy linderkammer 18 R nach einem Muster, entsprechend dem in Fig. 2 gezeigten, in Abhängigkeit vom Lenkdrehmoment T. Da der Druckanstieg in der Linksdrehungs-Zylinderkammer 18 L des hinteren Arbeitszylinders 18 klein und begrenzt ist, steigt die Druckdifferenz P _R in dem hinteren Arbeitszylinder 18 steil an, wenn das Lenkdrehmoment T ansteigt, wie dies in Fig. 14 verdeutlicht ist, und veranlaßt die Kolbenstange 18 A sich in Fig. 1 nach links zu verschieben, wobei die Hinterräder 22 L und 22 R nach rechts gedreht werden.

Bezugnehmend auf die Fig. 8 bis 11 ist ein Drehsteuer ventil 30 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung erläutert. Dieses Drehsteuerventil 30 besitzt in üblicher Weise ein Ventilgehäuse 31, eine Ventilhülse 32, ein Drehinnenventil 33 und einen Tor sionsstab 34. Das Drehsteuerventil 30 enthält drei Sätze Steuerventile 13 a, 13 b und 13 c, die in Umfangsrichtung abfolgend angeordnet sind. Jedes Steuerventil ist im we sentlichen das gleiche wie das Drehsteuerventil 13, das in der Hauptsache in Verbindung mit Fig. 1 erläutert wurde.

Die Fig. 10 bis 12 zeigen die Relativlage des Innenven tiles 33 in Bezug auf die äußeren Ventilhülse 32 wenn das Drehsteuerventil 30 sich in seiner mittleren Ruhe lage befindet. Um den Fluidströmungsverteiler-Schalt kreis jedes der Steuerventile 13 a, 13 b und 13 c zu bil den, sind vier sich in Längsrichtung erstreckende inne re Blindnuten D ₁, D ₂, D ₃ und D ₄ in der Innenwandung der Ventilhülse 32 ausgebildet, die das Innenventil 33 um gibt. Diese Innennuten sind in Umfangsrichtung vonein ander durch Stege getrennt und können in zwei Gruppen unterteilt werden. Die eine Gruppe besteht aus zwei Nu ten D ₂ und D ₃, die als Zentralnuten bezeichnet werden können, während die andere Gruppe aus den zwei Nuten D ₁ und D ₄ besteht, die in Umfangsrichtung außen bezüg lich der Zentralnuten D ₂ und D ₃ angeordnet sind und die als Begrenzungsnuten bezeichnet werden können. Wie im Laufe der Beschreibung noch deutlicher wird, ist der Fluidströmungs-Verteilerschaltkreis jedes der Steuer ventile 13 a, 13 b und 13 c zwischen den Begrenzungsnuten D ₁ und D ₄ angeordnet. Infolge dieser Schaltungsanord nung können die Steuerventile 13 a, 13 b und 13 c eng ge nug angeordnet werden, um ausreichend breite Umfangs bereiche für jedes der Steuerventile 13 a, 13 b, und 13 c zuzulassen.

Die zwei Zentralnuten D ₂ und D ₃ sind voneinander durch einen Steg getrennt, der breit genug ist, um das Bohren eines Pumpfluid-Zuführungsanschlusses H ₃ von ausreichend großem Durchmesser zuzulassen. Der Pumpfluid-Zuführungs anschluß H ₃ ist mit einer Pumpe 10 verbunden (s. Fig. 11). Die Bodenwandung jeder der Zentralnuten D ₂ und D ₃ ist breit genug, um das Bohren einer Zylinderverbin dungsbohrung H ₂ oder H ₄ zuzulassen. Die Zylinderver bindungsbohrung H ₂, die durch die Bodenwandung der Zentralnut D ₂ hindurch ausgebildet ist, ist mit einer Linksdrehungs-Zylinderkammer 18 L des hinteren Arbeits zylinders 18 verbunden, während die Zylinderverbin dungsbohrung H ₄, die durch die Bodenwandung der ande ren Zentralnut D ₃ hindurch sich erstreckt, mit einer Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 18 R des hinteren Ar beitszylinders 18 verbunden ist. Diese Bohrungen H ₂ und H ₄ sind miteinander über eine erste Kammer von außen ge steuerte variable Strömungsdrosselstelle 5 verbunden. Durch den Steg, der die Nuten D ₂ und D ₁ voneinander trennt ist eine Zylinderverbindungsbohrung H ₁ hindurch ausgebildet, die mit einer Rechtsdrehungs-Zylinderkammer 12 R des vorderen Arbeitszylinders 12 verbunden ist, während eine Zylinderverbindungsbohrung H 5, die sich durch den Steg erstreckt, der die Nuten D ₃ und D₄ voneinander trennt, mit einer Linksdrehungs-Zylinder kammer 12 L des vorderen Arbeitszylinders 12 verbun den ist. Durch die Bodenwandung der Begrenzungsnut D ₁ hindurch erstreckt sich eine Bohrung K ₁, während durch die Bodenwandung der anderen Begrenzungsnut D ₄ eine Bohrung K ₂ hindurchgeführt ist. Diese Bohrungen K ₁ und K ₂ sind miteinander über eine zweite, von außen gesteu erte variable Strömungsdrosselstelle 6 verbunden.

In der äußeren Umfangswandung des Innenventiles 33 ist eine sich in Längsrichtung erstreckende Zentralnut E als Blindnut ausgebildet, die in direkter Verbindung mit der Pumpfluid-Zuführungsbohrung H 3 ist und die Hauptnuten D ₂ und D₃ überlappt, um eine variable Strömungsdrossel stelle 1 R und eine variable Strömungsdrosselstelle 1 L zu bilden. Ein Satz Nuten F ₁ und G ₁ ist in der äußeren Um fangswandung des Innenventiles 33 ausgebildet und ein weiterer Satz von Nuten F ₂ und G ₂ ist darin ausgenommen. Die Nut F ₁ ist in direkter Verbindung mit der Zylinder verbindungsbohrung H ₁ und überlappt die benachbarten Nuten D ₂ und D ₁, um variable Strömungsdrosselstellen 3 L und 2 R zu bilden.

Die Nut G ₁ ist in Längsrichtung von der benachbarten Nut F ₁ getrennt und überlappt die Nut D ₁, um eine variable Strömungsdrosselstelle 4 R zu bilden. Durch die Boden wandung der Nut G ₁ hindurch ist eine Fluidrückführungs bohrung J ₁ ausgebildet, die mit dem Fluidreservoir ver bunden ist. Andererseits ist die Nut F ₂ in direkter Ver bindung mit der Zylinderverbindungsbohrung H ₅ und über lappt die benachbarten Nuten D ₃ und D ₄, um variable Strömungsdrosselstellen 3 R und 2 L zu bilden. Die Nut G ₂ ist in Längsrichtung von der benachbarten Nut F ₂ getrennt und überlappt die Nut D ₄, um eine variable Strömungsdrosselstelle 4 L zu bilden. Durch die Boden wandung der Nut G ₂ hindurch ist eine Fluidrückführungs bohrung J ₂ ausgebildet, die mit dem Fluidreservoir 11 verbunden ist.

In der mittleren Ruhelage des Drehsteuerventiles 30, die in den Fig. 10 und 12 gezeigt ist, wird das Fluid, das zu der Zentralnut E über die Pumpfluid-Zuführungsbohrung H ₃ zugeführt wird, gleichmäßig in zwei Ströme aufge teilt. Wie in Fig. 10 gezeigt, wird der eine Strom zuerst aufwärts über die variablen Strömungsdrossel stellen 1 L, 3 R und 2 L gerichtet und strömt durch die Innennut D ₃, bis das Fluid die Begrenzungsnut D ₄ er reicht, wo es seine Richtung nach links und dann nach unten ändert, um in die Nut G ₂ über die variable Strö mungsdrosselstelle 4 L einzutreten, um in die Fluidrück führungsbohrung J ₂ zu fließen. Der andere Strom wird über die variablen Strömungsdrosselstellen 1 R, 3 L und 2 R zuerst nach unten gerichtet und strömt durch die Innen nut D ₂ bis das Fluid die andere Grenznut D ₄ erreicht, wo es seine Richtung nach rechts und anschließend nach oben ändert, um in die Nut G ₁ über die variable Strömungs drosselstelle 4 R einzutreten und in die Fluidrückfüh rungsbohrung J ₁ zu strömen.

Durch diese Beschreibung wird nun verdeutlicht, daß die Begrenzungsnuten D ₁ und D ₄ eine Begrenzung bilden, in nerhalb derer der Fluidströmungs-Verteilerschaltkreis jedes der Steuerventile 13 a, 13 b und 13 c eingeschlossen ist. Es wird auch darauf hingewiesen, daß die Fluidströ mung jeweils durch die eine, zugehörige Begrenzungsnut D ₁ und D ₄ gezwungen wird, ihre Richtung zu ändern.

Bezugnehmend nun wieder auf Fig. 8 ist das Ventilgehäuse 31 integral einstückig mit einem elektromagnetisch betä tigten, von außen gesteuerten variablen Strömungsdros selventil 35 gebildet. Dieses Ventil 35 enthält einen Ventilschieber 37, der durch einen Kolben 36 a einer Mag netspule 36 betätigt wird. Die äußere Umfangswandung des Ventilschiebers 37 ist mit Nuten M ₁ und M ₂ versehen. Die Nut M₁ wirkt mit den Innennuten M _1A und M _1B zusammen, die in der Innenwand der den Ventilschieber aufnehmenden Bohrung ausgebildet sind, um die erste variable Strömungsdrosselstelle 5 zu bilden. Die andere Nut M₂ wirkt mit den Nuten M _2A und M _2B zusammen, um die zweite variable Strömungsdrosselstelle 6 zu bilden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 und 16 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung kurz erläutert. Der Fluidströmungs-Verteilerschaltkreis, der in Fig. 15 ge zeigt ist, entsteht, wenn von dem Schaltkreis, der in Fig. 1 gezeigt ist, die variablen Strömungshilfsdrossel stellen 1 R, 1 L und die erste von außen gesteuerte variable Strömungsdrosselstelle 5 entfernt werden, die zu dem Hinterrad-Lenksteuersystem Bezug haben.

Die gleichen Bezugszeichen, die in Fig. 1 verwendet wurden, werden benutzt, um die gleichen Teile in Fig. 15 zu bezeichnen.

Fig. 16 zeigt in Vollinien eine Nutanordnung, die in der äußeren Umfangswand eines Innenventiles 33 ausgenommen ist. In unterbrochenen Linien sind die Innennuten darge stellt, die in der Innenwandung einer umgebenden Ventil hülse 32 ausgenommen sind. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind die sogenannten Begrenzungsnu ten R ₁ und R ₂ in der äußeren Umfangswand des Innenven tiles 33 ausgenommen. Ebenfalls in der äußeren Umfangs wand des Innenventiles 33 ist für jeden Fluidströmungs- Verteilerschaltkreis eine Zentralnut E in Fluidverbin dung mit einem Pumpfluid-Zuführungsanschluß H, der sich durch die umgebende Ventilhülse erstreckt, und eine Ab flußnut Q ausgenommen, die mit einem Fluidrückführungs anschluß J versehen ist. In der Innenwand der Ventil hülse 33 sind zwei, in Umfangsrichtung voneinander ge trennte Nuten S ₁ und S ₂ sowie zwei in Umfangsrichtung voneinander getrennte Nuten W ₁ und W ₂ ausgenommen, wobei letzterer in Längsrichtung jeweils von den Nuten S ₁ und S ₂ getrennt sind. Die erste Nut S ₁ überlappt einerseits die Zentralnut E und andererseits die Begrenzungsnut R ₁, um eine variable Strömungsdrosselstelle 3 R für eine Ein strömsteuerung und eine variable Strömungsdrosselstelle 2 L für eine Abströmsteuerung zu bilden. Die Nut W ₁ über lappt die Begrenzungsnut R ₁, um eine variable Strömungs drosselstelle 4 L einer Abströmsteuerung zu bilden und überlappt die Entlastungsnut Q. Der Grad der Überlap pung bzw. Überdeckung zwischen den Nuten W ₁ und Q bil det keine Strömungsbegrenzung. In vergleichbarer Wei se überlappt die Nut S ₂ einerseits die Zentralnut E und andererseits die Begrenzungsnut R ₂, um eine variable Strömungsdrosselstelle 3 L einer Einströmsteuerung und eine variable Strömungsdrosselstelle 2 R einer Abström steuerung zu bilden. Die Nut W ₂ überlappt die Begren zungsnut R ₂, um eine variable Strömungsdrosselstelle 4 R einer Abströmsteuerung zu bilden und überlappt die Ent lastungsnut Q. Der Grad der Überlappung bzw. Überdeckung zwischen den Nuten W ₂ und Q bildet keine Strömungsbe grenzung. Obwohl dies nicht gezeigt ist, sind die Nuten S ₁ und S ₂ mit einem Arbeitszylinder 12 verbunden und die Begrenzungsnuten R ₁ und R ₂ sind über einen Beipaßpfad L ₆, versehen mit einer zweiten, von außen gesteuerten variablen Steuerungsdrosselstelle 6, verbindbar.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Drehsteuerventil für eine Servolenkung, das eine Nutanordnung aufweist, die zwei erste Nuten umfaßt, die in Längsrichtung ent lang einer Längsachse voneinander getrennt sind sowie eine zweite, sich in Längsrichtung erstreckende Nut, deren eine Umfangskante die zwei ersten Nuten über lappt, um zwei variable Strömungsdrosselstellen zu bilden. Die Richtung des Fluides wird durch die zwei te sich in Längsrichtung erstreckende Nut umgekehrt, so daß die beiden variablen Strömungsdrosselstellen in Reihe angeordnet sind.

Claims

1. Drehsteuerventil für ein Servolenksystem, mit re lativ zueinander verlagerbaren Ventilelementen (32, 33), die rings um eine Längsachse in Abhängigkeit von einem Lenkdrehmoment (T) relativ zueinander verlagerbar sind, um eine Mehrzahl von Fluidströmungs-Verteilerschaltkrei sen zu bilden, die in Umfangsrichtung getrennt abfolgend angeordnet sind, wobei die Ventilelemente (32, 33) mit einer Nutanordnung versehen sind, die die Mehrzahl von Fluidströmungs-Verteilerschaltkreisen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutanordnung aufweist eine Mehrzahl erster Nuten (F _1, G ₁ bzw. F _2, G ₂ bzw. S _1, W ₁ bzw. S _2, W ₂), die voneinander getrennt in Längsrichtung hintereinander entlang der Längsachse angeordnet sind, und eine sich in Längsrichtung erstreckende zweite Nut (D ₁, D ₄, R ₁, R ₂), die mit zumindest zwei der Mehrzahl erster Nuten Zusammenwirken, um zwei variable Strömungs drosseln (2 R, 4 R bzw. 2 L, 4 L) an einer der beiden paral lelen Seiten, die die sich in Längsrichtung erstreckende zweite Nut (D ₁, D ₄, R ₁, R ₂) begrenzen zu bilden.

2. Drehsteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die sich in Längsrichtung erstreckende zweite Nut (D ₁, D ₄, R ₁, R ₂) eine Begrenzung eines einer Mehrzahl von Fluidströmungsverteilerschaltkreisen (14) bildet.