DE4028422A1 - Hydraulik-reaktionseinrichtung einer servolenkvorrichtung - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesse­ rung an einer hydraulischen Reaktionseinrichtung (Rück­ wirkungs- oder Gegendruckeinrichtung, nachfolgend auch als Hydraulik-Reaktionseinrichtung bezeichnet), wie sie vorteilhaft in Servolenkvorrichtungen verwendet werden kann, un eine genaue Steuerung bzw. Regelung der Lenk­ kräfte entsprechend verschiedenen bzw. unterschiedlichen Fahr- und Betriebsbedingungen eines Fahrzeuges, bei­ spielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, durchzuführen.

Verschiedenste Arten herkömmlicher, auf die Fahrzeugge­ schwindigkeit ansprechender hydraulischer Reaktionsein­ richtungen für die Durchführung der Lenkkraft-Steuerung bzw. Regelung entsprechend der Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges (Fahrzeuggeschwindigkeit) in Servolenkvorrich­ tungen zur Verminderung der Betätigungskraft eines Len­ krades (Lenkkraft) von Automobilen sind bereits bekannt und vorgeschlagen worden. Mit anderen Worten wird, wenn ein Fahrzeug abgebremst wird oder bei niedriger Geschwin­ digkeit fährt, der Druck eines Reaktionsöls minimiert, um eine leichte Lenktätigkeit zu ermöglichen. Wenn das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit fährt, wird der Reak­ tionsöldruck gesteigert, um dadurch Stabilität bei Gera­ deausfahrt zu erreichen und sicherzustellen. Diese Steue­ rung bzw. Regelung der Lenkkraft erfolgt dadurch, daß die Eingangs- und Ausgangswellen einer Servolenkvorrich­ tung durch einen Reaktionskolben zum selektiven (Bewe­ gungs-) Zwangsbewegen der Eingangs- und Ausgangswellen entsprechend der Höhe des Reaktionsöldrucks relativ zu­ einander verstellt bzw. geschwenkt oder zwangsläufig bewegt werden.

Als kömmliche hydraulische Reaktionseinrichtungen dieser Art offenbaren die JA-A-61-1 05 273, JA-A-61-1 32 466, JA-U-62-25 265 oder JA-A-63-68 467 Anordnungen, bei denen der Reaktionsöldruck von einem Abschnitt einer Haupt-Hy­ draulikleitung abgeteilt wird, die von einer Pumpe mit einem Arbeitszylinder über ein Strömungsweg-Schaltventil verbunden ist, und dieser Öldruck wird durch ein Reak­ tionsöldruck-Regelventil, das beispielsweise von einem Spulenventil gebildet ist, gesteuert, um einer Hydrau­ lik-Reaktionskammer zur Bewegung eines Reaktionskolbens zugeleitet zu werden. Bei jeder dieser herkömmlichen Ein­ richtungen wird im allgemeinen für das vorstehend be­ schriebene Reaktionsöldruck-Steuerventil ein elektri­ sches Stellglied wie eine Zylinderspule oder ein Schritt­ motor als Antriebsquelle verwendet, die geeignet ist, eine vorbestimmte Betätigungskraft durch einen Ausgangs­ strom von einem Regler oder Steuerteil entsprechend einem Detektionssignal von einem Fahrzeuggeschwindig­ keit-Sensor, einem Lenkwinkel-Sensor oder einem Moment- Sensor zu erzeugen. Durch diese elektronische Steuerung wird die Hydraulik-Reaktionseinrichtung genau und zuver­ lässig betrieben, um entsprechend Fahrzeuggeschwindig­ keit oder Lenkbedingungen die Lenkkraftsteuerung durchzu­ führen.

Gemäß den vorstehend genannten herkömmlichen Einrichtun­ gen ist jedoch das Reaktionsöldruck-Steuerventil zur Steuerung des Reaktionsöldrucks, der der hydraulischen Reaktionskammer entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit od. dgl. zuzuführen ist, erforderlich, und es wird das Stellglied oder der Stellantrieb, beispielsweise eine Zylinderspule, die von einem Regler getrieben werden muß, der einen Mikrocomputer od. dgl. mit einem Konverter zum Umwandeln eines Stromausgangs entsprechend einem De­ tektionssignal von z. B. einen Fahrzeuggeschwindigkeit- Sensor oder dergleichen verwendet, als Antriebsquelle für den Betrieb des Regelventils benötigt. So wird die Zahl der Bauteile erhöht, und es ergibt sich ein kompli­ zierter und aufwendiger Aufbau der Einrichtung sowie eine Erhöhung der Herstellungskosten. Außerdem sind bei obigen Regler Gegenmaßnahmen gegenüber Störungen wie bei­ spielsweise elektromagnetischen Welleninterferenzen we­ sentlich und erforderlich, um eine stabile und verläßli­ che Steuerung ausüben zu können. Dadurch werden die Her­ stellungskosten weiter erhöht.

Aus diesem Grund offenbart JA-U-61-32 851 eine einfache hydraulische Reaktionseinrichtung, bei der eine auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende hydraulische Pumpe, deren Austritts-Strömungsmenge (Ausfluß- oder Ausström­ menge oder -rate) entsprechend der Erhöhung/Verminderung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht/verringert wird, unab­ hängig von einer Hauptpumpe als Reaktionsöldruckquelle verwendet wird. Diese Einrichtung hat im Vergleich zu den herkömmlichen, weiter oben beschriebenen Einrichtun­ gen den großen Vorteil einer einfacheren Anordnung. Bei einer solchen einfachen Einrichtung muß jedoch, da die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe nicht direkt mit der hydraulischen Reaktionskammer verbunden werden kann, ein hydraulisch, d. h. Öldruck-gesteuertes Spulenventil mit einer Spule, die entsprechend der Aus­ strömmenge aus der Pumpe betrieben wird, um den der hy­ draulischen Reaktionskammer in einem vorbestimmten Zu­ stand zugeführten Reaktionsöldruck zu steuern, als Druck­ regelventil verwendet werden. Insbesondere erhöht das Druckregelventil die Ausströmmenge von der Pumpe entspre­ chend der Fahrzeuggeschwindigkeit, um die Spule zu trei­ ben, indem die zwischen den stromaufwärts und stromab­ wärts gelegenen Seiten von veränderlichen und festen, in einem in der Spule ausgebildeten Weg (Bahn oder Leitung) vorgesehenen Drosselteilen bzw. -abschnitten erzeugte Druckdifferenz verwendet wird, und führt den Reaktionsöl­ druck der hydraulischen Reaktionskammer über einen Reak­ tionsweg zu, der sich von der stromaufwärts gelegenen Seite der zwei Drosselabschnitte her erstreckt. Deshalb sind Aufbau und Steuerung/Regelung des Ventils kompli­ ziert und erhöhen die Herstellungskosten.

Außerdem spricht, selbst wenn das oben beschriebene Druckregelventil verwendet wird, da ein durch die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe gebildetes Sub- oder Zweitpumpen-Hydrauliksystem zur Steuerung des Reaktionsöldrucks unabhängig von einem Hauptpumpen-Hydrauliksystem der Servolenkvorrichtung an­ geordnet ist, das Druckregelventil allein auf die Fahr­ zeuggeschwindigkeit an, aber sie steht nicht in Beziehung zu verschiedenen und unterschiedlichen anderen Fahrbedingungen des Fahrzeuges, beispielsweise dem Lenkzustand, wie dem Eingangsmoment auf ein Lenkrad, oder der Betätigung in den Hauptpumpen-Hydrauliksystem aufgrund externer Bedingungen, z. B. eines von der Straße her ausgeübten (Rück-) Schlags. Deshalb kann man keine Lenkreaktionssteuerung, bei der die Lenkkraftsteuerung durch einen Servo- oder Arbeitszylinderausgang entspre­ chend unterschiedlichen Fahrbedingungen durchgeführt wird, erwarten. Beispielsweise ist es wünschenswert, die zur Betätigung des Lenkrades erforderliche Kraft propor­ tional zur Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit und pro­ portional zur Erhöhung eines Arbeitszylinderausgangs, zum Beispiel des Lenkwiderstandes, zu steigern. Jedoch kann das Zweit- oder Subpumpensystem, mit dem sich nur der Reaktionsöldruck einfach entsprechend der Fahrzeugge­ schwindigkeit steuern läßt, diese Erfordernisse nicht be­ friedigen. Deshalb ist es wünschenswert, gewisse Gegen­ maßnahmen gegen diese Probleme zu finden.

Insbesondere muß bei einer Hydraulikreaktionseinrichtung dieser Art der Aufbau vereinfacht werden, um die Herstel­ lungskosten zu verringern, und der Hydraulikreaktions­ druck muß proportional steuerbar sein, um eine zufrieden­ stellende Größe oder Eigenschaften bzw. Kennlinien zur Erzeugung einer Lenkreaktionskraft zu erhalten, die zur Erzielung der gewünschten Lenkkraft entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit oder den Fahrbedingungen geeig­ net ist, wodurch man eine genaue und verläßliche Lenk­ reaktionskraft zur Durchführung der Lenkkraftsteuerung erhält. Deshalb müssen diese Erfordernisse in Betracht gezogen werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Reaktionseinrichtung für eine Servolenkvor­ richtung zu schaffen, mit der die Lenkkraftsteuerung oder -regelung genauer und zuverlässiger als bei herkömm­ lichen Einrichtungen durchgeführt werden kann.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Reaktionseinrichtung für eine Servo­ lenkvorrichtung zu schaffen, mit der ein gegenüber her­ kömmlichen Einrichtungen verbessertes Lenkgefühl erziel­ bar ist.

Nach einen weiteren Ziel der Erfindung soll eine hydrau­ lische Reaktionseinrichtung für eine Servolenkvorrich­ tung geschaffen werden, mit der sich eine Lenkerbetäti­ gung mit einer Lenkkraft entsprechend Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Lenkbedingungen ausfüh­ ren läßt.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Reaktionseinrichtung für eine Servo­ lenkvorrichtung zu schaffen, mit der sich die vorgenann­ ten Ziele in einfacher Anordnung unter Verwendung von Reaktionsöldruck-Steuermitteln realisieren lassen.

Zur Erreichung dieser Ziele ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Reaktionseinrichtung (Rück­ wirkungs- oder Gegendruckeinrichtung) für eine Servolenk­ vorrichtung zum Zuführen von Drucköl an linke und rechte Kammern eines Arbeits- oder Servozylinders über ein Steu­ erventil zum Schalten eines Strömungswegs (einer Strö­ mungsleitung) von einem Hauptventil nach Maßgabe eines Lenkvorgangs, wodurch eine vorbestimmte Hilfslenkkraft erzeugt wird, vorgesehen, umfassend eine auf die Fahr­ zeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe, die eine entspre­ chend der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbare Drucköl­ ausflußmenge aufweist; einen Reaktionskolben zum selekti­ ven Erzwingen der relativen Schwenkverlagerung zwischen ein drehbares Strömungsweg-Schaltventil der Servolenkvor­ richtung bildenden Ein- und Ausgangswellen; eine hydrau­ lische Reaktionskammer zum Aufnehmen des Drucköls von der Pumpe zwecks Aufbringens des Reaktionsöldrucks auf den Reaktionskolben; einen zur Verbindung der hydrauli­ schen Reaktionskammer mit einem Behälter vorgesehenen Weg (Strömungsweg oder -leitung); und veränderbare/va­ riable Steuermittel (einen veränderbaren Drosselab­ schnitt 37 eines Reaktionsöldruck-Steuerventils 11) zum variablen Steuern der Strömungsmenge des über bzw. durch den Weg strömenden Drucköls, wobei die veränderbaren Steuermittel variabel entsprechend der Größe/Höhe des Öldrucks in einem Hauptöldruckweg gesteuert werden, der sich von einer Hauptpumpe zu den linken und rechten Kam­ mern des Arbeitszylinders erstreckt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Reaktionsöl­ druck von der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechen­ den Pumpe als Reaktionsöldruckquelle der hydraulischen Reaktionskammer durch das Subpumpen (Zweit-, Zusatz- oder Hilfspumpen)-Hydrauliksystem zugeführt, und der Reak­ tionsöldruck in der hydraulischen Reaktionskammer wird genau und zuverlässig in Übereinstimmung mit den unter­ schiedlichen Fahrzuständen des Fahrzeugs wie Fahrzeugge­ schwindigkeit und Lenkzustand gesteuert, indem die Strö­ mungsmenge des Drucköls in dem die hydraulische Reak­ tionskammer mit den Behälter verbindenden Weg (Leitung) entsprechend der Höhe des Öldrucks, der von dem Hauptöl­ druckweg den linken und rechten Kammern des Kraftzylin­ ders zugeführt wird, variabel gesteuert wird, wobei sich Änderungen entsprechend der Lenkbetätigung oder derglei­ chen in dem Hauptpumpen-Hydrauliksystem einstellen, wodurch man eine dem Betriebszustand des Hauptpumpen­ Hydrauliksystems in der Servolenkeinrichtung entsprechen­ de Lenkkraft erhält. Folglich kann man eine Hilfslenk­ kraft erzielen, die Änderungen in der Fahrzeuggeschwin­ digkeit oder den Lenkbedingungen entspricht, um einen Lenkvorgang durch eine genaue Lenkkraft auszuführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -möglichkei­ ten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele hervor. Es zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer hydraulischen Reaktionseinrichtung einer Ser­ volenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 2 eine längsgeschnittene Seitenansicht einer schematischen Anordnung der gesamten Servo­ lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 3 u. 4 Schnitte zur Erläuterung des Betriebs eines Reaktionsöldruck-Steuerventils als Reaktions­ öldruck-Steuermittel gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Schnittansicht, die im Detail einen ver­ änderlichen Drosselabschnitt als Hauptteil des in Fig. 3 und 4 gezeigten Reaktionsöl­ druck-Steuerventils zeigt;

Fig. 6A u. 6b Schaubilder, die Kennlinien der Ausströmmen­ ge einer auf die Fahrzeuggeschwindigkeit an­ sprechenden Pumpe und Kennlinien des Öff­ nungsbereichs des veränderlichen Drosselab­ schnitts gemäß dem PS-(Servolenk-) Druck zeigen;

Fig. 7A u. 7b sowie Fig. 8A u. 8B Schaubilder, die Lenkwinkel/PS-Druck-Kenn­ linien und /Reaktionsdruck-Kennlinien der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung bzw. einer herkömmlichen Einrichtung zeigen;

Fig. 9A u. 9B Schaubilder, die Eingangsmoment/PS-Druck- Kennlinien der Einrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung bzw. der herkömmlichen Vor­ richtung zeigen;

Fig. 10 ein Schaubild, das die Fahrzeuggeschwindig­ keit/Reaktionsdruck-Kennlinie zeigt;

Fig. 11 eine schematische Schnittansicht einer Ge­ samteinrichtung nach einer weiteren Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12-14 Schaubilder, die Positiv- und Negativ-Reak­ tionsöldruck-Entlastungsdruck/PS-Druck-Kenn­ linien bzw. PS-Ausgangs-Kennlinien relativ zu den Eingangsmoment zeigen; und

Fig. 15 eine geschnittene Ansicht, die im Detail ein Entlastungsventil gemäß einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform einer hydrauli­ schen Reaktionseinrichtung (im folgenden auch Hydraulik- Reaktionseinrichtung) einer Servolenkeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Zunächst wird der hydrauli­ sche Schaltplan einer Servolenkvorrichtung 1 unter Bezug­ nahme auf Fig. 1 beschrieben. Dieser hydraulische Schalt­ kreis umfaßt ein Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 zur Zu­ fuhr eines Drucköls von einer Hauptpumpe P an einen Ser­ vo- oder Arbeitszylinder (durch P/C dargestellt), der als Stellantrieb oder Servomotor für die Vorrichtung dient, und zum Rückführen in einen Behälter T über ein Strömungsweg-Schalt- oder -Servoventil CV, und ein Zweit- oder Hilfspumpen (Subpumpen)-Hydrauliksystem 3 zum Zuführen von Drucköl von einer Subpumpe SubP als auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe an eine hydraulische Reaktionseinrichtung 20 (eine hydraulische Reaktionskammer 25, die später beschrieben wird) und zum Rückführen an den Behälter T über Reaktionsöldruck-Steu­ ermittel (ein Reaktionsöldruck-Steuerventil 11, das später beschrieben wird), die ein Merkmal der vorliegen­ den Erfindung bilden. Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Ölweg, der das Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 bildet. Mit "Weg" ist im folgenden jede geeignete Art von Leitung für das hydraulische Medium beschrieben. Der Ölweg 4 umfaßt einen Zweig 4a zur Verbindung des Behälters T und der Hauptpumpe P, einen Hauptöldruckzweig 4b zum Zufüh­ ren von Drucköl, das von der Hauptpumpe P an ein Strö­ mungsweg-Schaltventil CV dient, das selektiv die Öldruck­ steuerung hinsichtlich linken und rechten Kammern C1 und C2 des Arbeitszylinders P/C unter Verwendung von Zweigen 5a und 5b entsprechend der Lenkrichtung oder dem Lenkwin­ kel, die durch einen Lenkvorgang erzielt werden, aus­ führt, und einen Rücklaufzweig 4c, um das Öl von dem Strömungsweg-Schaltventil CV an den Behälter T zurückzu­ führen. Die Detailanordnung oder der Betriebszustand des Ölwegs 4 sind dem Fachmann hinreichend bekannt.

Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Ölweg des Zweit-, Zu­ satz- oder Subpumpen-Hydrauliksystems 3, das unabhängig von dem oben erwähnten Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 an­ geordnet ist und die später zu beschreibende hydrauli­ sche Reaktionseinrichtung 20 bildet. Die Subpumpe SubP als eine auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe, die eine Ausflußmenge entsprechend der Fahrzeug­ geschwindigkeit ändern kann, ist inmitten eines Weges 6a von den Behälter T vorgesehen, und der Öldruck der Zweit- oder Subpumpe SubP wird der hydraulischen Reak­ tionseinrichtung 20 zugeführt und über Wege 6b und 6c an den Behälter T zurückgeführt. Die Reaktionsöldruck-Steu­ ermittel (ein veränderbarer Drosselabschnitt 37 des Reak­ tionsöldruckventils 11, das später beschrieben wird), kennzeichnend für die vorliegende Erfindung, sind inmit­ ten und entlang der Wege 6b und 6c an einem Abschnitt auf der stromabwärts gelegenen Seite der Subpumpe SubP von einen Verbindungsabschnitt hinsichtlich der Hydrau­ liköldruckeinrichtung 20 (der Hydraulikreaktionskammer 25, die später beschrieben wird) zu dem Behälter T ange­ ordnet. Aufgrund dieser Steuermittel dient der Fluid- oder Strömungsdruck auf deren stromaufwärts gelegener Seite als Reaktionsöldruck in der Hydraulikreaktionskam­ mer 25 der Hydraulikreaktionseinrichtung. Es sei darauf hingewiesen, daß die Bezugszeichen 7a und 7b ein Entla­ stungs- oder Sicherheitsventil und ein Absperrventil für eine Strömung von der Subpumpe SubP bezeichnen, die bei Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Fahrzeugs in Vor­ wärts- und Rückwärtsrichtungen fließt. Als auf die Fahr­ zeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe SubP kann eine kompakte Automatik-Transmissionspumpe, die von einer Transmissionsausgangswelle getrieben wird und eine Aus­ trittsströmungsmenge aufweist, die entsprechend der Fahr­ zeuggeschwindigkeit geändert wird, oder eine auf einem Abnahme(Extraktions)-Anschluß eines Geschwindigkeitsmes­ ser-Kabels angeordnete Kompaktpumpe verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sei darauf hingewiesen, daß das Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 und das Subpumpen-Hy­ drauliksystem 3, die den Hydraulikkreis in der Servolenk­ vorrichtung 1 bilden, unabhängig voneinander angeordnet sind. Jedoch können die Rückflußwege 4c und 6c der Ölwe­ ge 4 und 6 in einen einzigen, gemeinsamen Weg zusammengeführt werden.

Außerdem hat der Servolenkhauptkörper 10 eine bekannte, schematisch in Fig. 2 gezeigte Anordnung, und das als Reaktionsöldruck-Steuermittel (das für die Erfindung kennzeichnend ist) dienende Reaktionsöldruck-Steuerven­ til 11 (später beschrieben) ist integral auf einer Seite des Servolenkhauptkörpers 10 ausgebildet. Im einzelnen bezeichnen Bezugszeichen 12 eine Eingangswelle (Flansch­ welle), die mit einem nicht gezeigten Lenkrad verbunden werden kann; und 13 eine Ausgangswelle (Ritzel- oder Vor­ gelegewelle), die mit dem linken Ende der Eingangswelle 12 über einen Drehstab 14 oder eine Drehstabfeder verbun­ den werden kann und ein Ritzel aufweist, das mit einer Zahnstange 15 in Eingriff tritt, die einen Lenkverbin­ dungsmechanismus (nicht gezeigt) bildet. Die beiden Wel­ len 12 und 13 werden in ihren Lenkrichtungen gedreht. Zwischen den beiden Wellen 12 und 13 ist ein ausfallsi­ cherer oder Failsafe-Mechanismus vorgesehen, der um einen vorbestimmten Winkel oder mehr gedreht oder ge­ schwenkt wird, so daß er mit den beiden Wellen in Berüh­ rung steht und diese miteinander verbindet.

In Lenkkörpern 10a und 10b, die den Servolenkhauptkörper 10 bilden, sind ein Rotor 17 und eine Buchse oder Hülse 18, die ein drehbares Strömungsweg-Schaltventil 16 in dem vorstehend beschriebenen Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 bilden, integral mit den beiden Wellen 12 und 13 vorge­ sehen. Ein Schalten des Strömungsweges zwischen der Hauptpumpe P, den Behälter T und den linken und rechten Kammern (C1 und C2) des Arbeitszylinders P/C wird durch relative Drehverlagerung des Rotors 17 und der Hülse 18 vorgenommen. Anordnung, Betrieb, Arbeitsweise etc. des drehbaren Strömungsweg-Schaltventils 16 sind dem Fach­ mann üblicherweise bekannt, und es ist deshalb eine de­ taillierte Beschreibung dazu an dieser Stelle nicht er­ forderlich. Das Bezugszeichen 19 bezeichnet eine Weg- oder Leitungsbohrung oder -öffnung, die in einem Teil des Körpers 10a ausgebildet ist und einen Abschnitt des Hauptöldruckwegs 4b zur Zufuhr des Drucköls von der Hauptpumpe P zu einem Pumpenanschluß des Strömungsweg- Schaltventils 14 über ein Verbindungsloch(-bohrung) 19a bildet.

Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Hydraulik-Reaktionsein­ richtung, die zwischen den Ein- und Ausgangswellen 12 bzw. 13 angeordnet ist, die ihrerseits integral mit den Rotor 17 und der Hülse 18 ausgebildet sind, und bildet das Subpumpen-Hydrauliksystem zur Durchführung der Lenk­ kraftsteuerung unter Verwendung einer hydraulischen Reaktionskraft. Die Hydraulikreaktionseinrichtung 20 umfaßt eine Mehrzahl von Führungsbohrungen 21, die ent­ lang der axialen Richtung durch einen Flanschabschnitt der Ausgangswelle 13 ausgebildet sind, eine Mehrzahl Kugeln 22, die nur in der Axialrichtung in den Führungs­ bohrungen 21 gleitend gelagert sind; einen Reaktions­ kraftaufnahmeabschnitt 24, der auf der Eingangswelle 12, einer Seitenoberfläche des Flanschabschnittes gegenüber­ liegend und mit Eingriffsrezeßabschnitten 23 versehen, die in der gleichen Zahl wie die Kugeln 22 vorgesehen und mit geneigten Oberflächen als zwei Seiten entlang der Drehrichtung zur Berührung mit den Kugeln 22 verse­ hen sind; eine Hydraulikreaktionskammer 25, die auf der anderen Seitenoberfläche des Flanschabschnitts ausgebil­ det ist; und einen ringartigen Reaktionskolben 26, der in der Hydraulikreaktionskammer 25 gleitend koaxial zu den Ein- und Ausgangswellen 12 und 13 gelagert ist, um die Kugeln 22 gegen die Eingriffsrezeßabschnitte 23 des Reaktionskraftaufnahmeabschnitts 24 zu drücken, um so eine Begrenzungskraft aufzubringen, die dem Reaktionsöl­ druck zwischen den Ein- und Ausgangswellen 12 und 13 entspricht. Weiter bezeichnet Bezugszeichen 27 ein Dich­ tungsteil, das auf der äußeren Umfangsfläche der Aus­ gangswelle 13 mit geringem, öldichtem Spiel zum Dichten des anderen Endes der Hydraulikreaktionskammer 25 pas­ send angebracht ist; 28 eine (Stell-)Feder zum Aufbrin­ gen eines vorbestimmten Einstell- oder Ansprechdrucks auf den in der Hydraulikreaktionskammer 25 angeordneten Reaktionskolben 26; und 29 eine in einem Abschnitt des Körpers 10a angeordnete Wegbohrung, die den Weg 6a bil­ det, der als Reaktionsöldruck-Zuführleitung zum Zuführen des Reaktionsöldrucks von der auf die Fahrzeuggeschwin­ digkeit ansprechenden Subpumpe SubP zu der Hydraulikreak­ tionskammer 25 durch eine Verbindungswegbohrung 29a dient.

Wenn bei der obigen Anordnung die Kugeln 22, die in den Führungsbohrungen 21 an der Seite der Ausgangswelle 13 durch den rechten Endabschnitt des nach rechts in axia­ ler Richtung durch den willkürlich der Reaktionskammer 25 entsprechend verschiedenen bzw. unterschiedlichen Fahrzeug-Fahrbedingungen wie der Fahrgeschwindigkeit zugeführten Reaktionsöldruck gedrückten Reaktionskolbens 26 druckbeaufschlagt werden, so werden diese Kugeln in axialer Richtung druckbeaufschlagt, so daß sie mit dem Eingriffsrezeßabschnitt 23 des Reaktionskraft-Aufnahmeab­ schnitts 24 auf der Seite der Eingangswelle 12 in Ein­ griff treten. Dadurch wird eine vorbestimmte Neutral­ positionszwangskraft durch die hydraulische Reaktions­ kraft erhalten, um willkürlich einen relativen Drehzu­ stand zwischen der Ein- und der Ausgangswelle 12 bzw. 13 zu erzwingen, und es wird eine erforderliche Lenkkraft erzielt, um die Lenkkraftsteuerung genau durchzuführen. D. h., daß, wenn die Eingangswelle 12 beim Lenken gedreht wird, die Kugeln auf eine geneigte Oberfläche des Ein­ griffsrezeßabschnitts 23 auflaufen und sich um ein bestimmtes (geneigtes) Maß in axialer Richtung bewegen, um den Reaktionskolben 26 mit Druck zu beaufschlagen, wodurch eine Reaktionskraft erzeugt wird. Diese Reaktions­ kraft wird als Lenkreaktionskraft auf die Eingangswelle 12 übertragen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Hydraulikreaktions­ einrichtung 20 und die Servolenkvorrichtung 1, wie sie vorstehend beschrieben sind, nicht auf die vorstehenden Konstruktionen der vorliegenden Erfindung beschränkt sind, sondern daß diese unterschiedliche Arten bekannter Hydraulikreaktionseinrichtungen oder Servolenkvorrich­ tungen aufweisen können.

Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, wird gemäß der vorlie­ genden Erfindung bei der den Servolenkhauptkörper 10 und die Hydraulikreaktionskammer 20 aufweisenden Servolenk­ vorrichtung 1 die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit anspre­ chende Pumpe SubP mit einer Ausströmungsmenge, die sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, verwen­ det, und die Strömungsmenge des Drucköls, das durch die Wege 6b und 6c zur Verbindung der Hydraulikreaktions­ kammer 25 mit dem Halter T fließt, um zu bewirken, daß der Reaktionsöldruck auf den Reaktionskolben 26 zur Druckbeaufschlagung der Kugeln 22 wirkt, die selektiv die relative Drehverlagerung zwischen den Ein- und Ausgangswellen 12 bzw. 13 begrenzen, die das Strömungs­ wegschaltventil 16 (CV) in den Hauptpumpen-Hydraulik­ system 2 bilden, wird bei Zufuhr des Drucköls von der Subpumpe SubP variabel gesteuert, indem Reaktionsöl­ druck-Steuermittel (z. B. das Reaktionsöldruck-Steuerven­ til 11, das in Fig. 2 gezeigt ist) verwendet werden, wie z. B. ein veränderbarer/variabler Drosselmechanismus, um entsprechend der Höhe des Öldrucks in dem Hauptöldruck­ weg 4b aktiviert zu werden, der sich von der Hauptpumpe P zu den linken und rechten Kammern C1 und C2 des Arbeitszylinders in der Servolenkvorrichtung erstreckt, wodurch der Druck des Reaktionsöldrucks, der der Hydrau­ likreaktionskammer 25 zuzuführen ist, variabel/verän­ derlich gesteuert wird.

In dem Subpumpen-Hydrauliksystem 3 wird bei der obigen Anordnung der Reaktionsöldruck von der auf die Fahrzeug­ geschwindigkeit ansprechenden Pumpe SubP (als Reaktions­ öldruckquelle) der Hydraulikreaktionskammer 25 zuge­ führt, und die Strömungsmenge des Drucköls in den zur Verbindung der Hydraulikdruckkammer 25 mit dem Behälter T vorgesehenen Wegen 6b und 6c wird entsprechend der Höhe des Öldrucks veränderbar gesteuert, der den Ar­ beits- oder Servozylindern C1 und C2 in dem Hauptöl­ druckweg 2 zugeführt wird, und sie ändert sich entspre­ chend einer Lenkoperation od. dgl. in dem Hauptpumpen-Hy­ drauliksystem, wodurch in genauer und zuverlässiger Weise die Strömungsmenge entsprechend unterschiedlichen Fahrzeug-Fahrbedingungen, z. B. der Fahrzeuggeschwindig­ keit und dem Lenkzustand wie beispielsweise der Lenk­ kraft oder dem Lauf- oder Fahrzustand, beim Steuern variabel gesteuert wird. Dadurch kann eine zum Betrieb in dem Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 der Servolenk­ vorrichtung 1 in Beziehung stehende Lenkreaktionskraft erzielt werden. Deshalb kann eine Hilfslenkkraft, die einer Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dem Lenkzustand entspricht, erzielt werden, um einen Lenkvor­ gang mittels einer korrekten Lenkkraft durchzuführen.

Das Reaktionsöldruck-Steuerventil 11, das als Hydraulik­ reaktionssteuermittel bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um die obige Reaktionsöldrucksteuerung durchzuführen, wird im folgen­ den unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 5 im Detail beschrie­ ben. Dieses Reaktionsöldrucksteuerventil 11 umfaßt eine Muffe oder Buchse 31, die in einen Bohrungsabschnitt 30a in einem Körper 30 passend eingesetzt ist, der integral mit dem Lenkkörper 10a ausgebildet ist; eine Spule 32, die gleitend in einer Schaftbohrung 31a der Buchse 31 angeordnet ist; und eine Rückholfeder 33 zur Druckbeauf­ schlagung der Spule in einer Richtung (in Fig. 2 nach rechts). Es bezeichnet Bezugszeichen 31b einen Kopfteil der Buchse 31, der mittels Gewinde aufgenommen ist, um den rechten Endteil eines Bohrungsabschnitts 30a zu verschließen, der durch den Körper 30 vorgesehen ist; und 34 einen Stopfen zum Verschließen des linken Endes des Bohrungsabschnitts 30a und zum Einstellen der Vor­ spannung der Rückholfeder 33. Die Rückholfeder 33 ist zwischen dem inneren Ende des Stopfens 34 und dem Flanschabschnitt 32a am linken Endteil der Spule 32 vorgesehen, die in einer Bohrung 31c großen Durchmes­ sers, gebildet in dem linken Endabschnitt der Buchse 31, angeordnet ist, wodurch auf die Spule 32 permanent eine Druckkraft nach rechts (in Fig. 2) ausgeübt wird. Bezugs­ zeichen 32b bezeichnet einen Anschlag, der sich in axialer Richtung von dem linken Endteil der Spule 32 erstreckt, um die Bewegung der Spule nach links (in Fig. 2), d. h. das Bewegungsmaß zu regulieren bzw. zu begren­ zen.

Der Anschlag 32b hat die Funktion, die Verschiebung der Spule zu begrenzen, so daß der minimale Öffnungsbereich der veränderlichen Drossel bei einem Druck, der größer als der vorbestimmte Wert ist, konstant gehalten wird. Bei Verwendung eines solchen Anschlags kann der Reak­ tionsöldruck auf einem konstanten Wert gehalten werden, ohne entsprechend einer Steigerung des Hauptpumpendrucks erhöht zu werden. Deshalb kann man eine Kennung erzie­ len, die nahezu gleich der von D in Fig. 14 ist. Der Schnittpunkt von B und D liegt an der Stelle, an der der Anschlag sich in Berührung mit der Oberfläche der Boh­ rung 31c großen Durchmessers der Buchse 31 befindet. Man erhält eine Kennlinie, die nahezu gleich der Kurve D ist, indem man um einen gleichen Betrag zur Steigerungs­ richtung des Eingangsmoment von den Punkten auf der Kurve D entsprechend der Erhöhung des PS-Drucks ver­ schiebt. Obige Kennlinie, die nahezu gleich der Kurve D ist, zeigt die Möglichkeit der Steuerung des Reaktions­ öldrucks in wirtschaftlicher Weise ohne ein Entlastungs­ ventil.

Auf dem äußeren Umfangsteil der Buchse 31 sind, in Fig. 2 von der rechten Seite her betrachtet, drei ringförmige Nuten, Eindrehungen oder Ausnehmungen 35a, 35b und 35c ausgebildet, während sich von diesen Nuten Weglöcher oder -bohrungen 36a, 36b und 36c in zentripetaler Rich­ tung der Hülse in die Ventilbohrung 31a und die Bohrung 31c großen Durchmessers erstrecken. Die Ringnut 35a am rechten Ende der Buchse 31 ist mit der Wegbohrung 19 von der Hauptpumpe P durch die Verbindungsbohrung 19b verbun­ den, um das Drucköl in dem Hauptöldruckweg 4b von der Hauptpumpe P zum rechten Ende der Spule 32 zuzuführen, und die Spule 32 bewegt sich gegen die Rückholfeder 33 entsprechend der Höhe des Öldrucks nach links. Die Ring­ nut 35c am linken Ende der Buchse 31, die Wegbohrung 36c und die Bohrung 31c großen Durchmessers, in der sich die Feder 33 befindet, sind mit dem Behälter T durch einen Rückströmweg (entsprechend den in Fig. 1 gezeigten Rückflußweg 6c) verbunden. Die Ringnut 35b im mittleren Teil in axialer Richtung der Buchse 31 ist mit einer Wegbohrung 29 zum Führen des Reaktionsöldrucks von der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Subpumpe SubP zum Zuführen des Reaktionsöldrucks zur Hydraulik­ reaktionkammer 25 durch eine Verbindungsbohrung 29b verbunden, so daß der Reaktionsöldruck der Wellenbohrung 31a der Hülse 31 zum Halten der Spule 32 durch eine Wegbohrung 36b zugeführt wird.

Wie man aus Fig. 5 erkennt, ist auf dem Außenumfangsteil der Spule 32 in einem Abschnitt, der der Wegbohrung 36b, der der Reaktionsöldruck von der Subpumpe SubP zugeführt wird, und der Bohrung 31c großen Durchmessers, die mit dem Behälter T in Verbindung steht, entspricht, ein veränderlicher Drosselabschnitt 37 zum Öffnen/Schließen des Strömweges zum Zurückführen des Reaktionsöldrucks von der Subpumpe SubP zu dem Behälter T ausgebildet. Dieser veränderliche Drosselabschnitt 37 wird von der Wegbohrung 36b, die zur Buchsenwellenbohrung 31a offen ist, und einer sich verjüngenden Oberfläche 38 gebildet, die auf dem Außenumfangsteil der Spule 32 ausgebildet ist. Der Öffnungsbetrag des Rückströmweges wird entspre­ chend dem positionellen Verhältnis zwischen der sich verjüngenden Oberfläche 38 und der Wegbohrung 36b verän­ derlich gesteuert. Diese sich verjüngende Oberfläche 38 braucht lediglich so ausgebildet zu werden, daß die größte Öffnung bei einem in Fig. 3 gezeigten Nicht-Lenk­ zustand besteht, während der Rückströmweg geschlossen werden muß, wenn sich die Spule 32 bei einem in Fig. 4 gezeigten Lenkzustand nach links bewegt. Daher kann die Form der sich verjüngenden Oberfläche 38 in verschie­ dener Weise modifiziert werden, und zwar beispielsweise derart, daß sie eine Abfasung oder Anschrägung auf einem Teil des Außenumfangsteils der Spule 32 oder einen Kegel­ stumpf auf dem gesamten Außenumfang derselben bildet.

Wenn bei dieser Anordnung der Motor gestoppt und das Fahrzeug angehalten wird, befinden sich die Hauptpumpe P oder die Subpumpe SubP in einem Nicht-Betriebszustand, und die Servolenkvorrichtung 1 sowie die Hydraulikreak­ tionseinrichtung 20 sind in einem nicht betätigbarem Zustand. In diesem Fall wird in den Reaktionsöldruck- Steuerventil 11 die Spule 32 durch die Feder 33 in der äußersten rechten Position der Buchse 31 gehalten, und der Flanschabschnitt 32a am linken Ende der Spule 32 befindet sich mit den unteren Abschnitt der Bohrung 31c großen Durchmessers der Buchse in Berührung.

Wenn das Fahrzeug angehalten wird oder mit niedriger Geschwindigkeit fährt, während der Motor gestartet und die Hauptpumpe P betrieben wird, wird, wenn das Lenkrad nicht betätigt wird, unter Wirkung bzw. durch die Tätig­ keit des von der Hauptpumpe P zu dem Hauptöldruckweg 4b fließenden Drucköls ein dadurch erzeugter Druck dem rechten Ende der Spule 32 durch die Wegbohrung 19 und die Verbindungsbohrung 19b zugeführt, um die Spule 32 geringfügig nach links entsprechend der Höhe des Öl­ drucks, wie in Fig. 3 gezeigt, zu bewegen. Es ist jedoch eine Öffnung des Rückströmweges in dem Subpumpen-Hydrau­ liksystem 3 zum Zuführen des Reaktionsöldrucks gewähr­ leistet. Wenn bei diesem Zustand ein Lenkvorgang durchge­ führt wird, so wird der Öldruck in dem Hauptöldruckweg 4b (19) von der Hauptpumpe P erhöht. Daher bewegt sich die Spule 32 nach links, um den Rückströmweg in dem Subpumpen-Hydrauliksystem 3 durch den Drosselmechanismus 37 zu schließen, wodurch der Reaktionsöldruck von der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Subpumpe SubP der Hydraulikreaktionskammer 25 zugeführt wird. Zu dieser Zeit ist jedoch, da die Fahrzeuggeschwindigkeit null oder niedrig ist, der Reaktionsöldruck, mit dem die Hydraulikreaktionskammer 25 in den Subpumpen-Hydraulik­ system beaufschlagt wird, niedrig. Daher ist, da die Hydraulikreaktionskraft in der Hydraulikreaktionseinrich­ tung 20 klein ist, die Lenkreaktionskraft auf der Seite des Lenkrades niedrig, und es wird durch eine Hilfslenk­ kraft in der Servolenkvorrichtung 1 eine leichte Lenk­ betätigung realisiert. Diese Hilfslenkkraft steigt nach Maßgabe des Lenkwinkels an. Daraus ergibt sich, daß eine korrekte Lenkbetätigung entsprechend dem Lenkwinkel durchgeführt werden kann.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, so wird die Strömungsmenge des Drucköls von der auf die Fahrzeug­ geschwindigkeit ansprechenden Subpumpe SubP erhöht. Wenn das Lenkrad, wie oben beschrieben, betätigt wird, wird daher der Drosselbetrag des Rückströmweges durch die Linksbewegung der Spule 32 verringert, um so den Reak­ tionsöldruck zur Hydraulikreaktionskammer 25 zu erhöhen. Daraus resultiert, daß die Lenkreaktionskraft auf das Lenkrad beim Fahren mit hoher Geschwindigkeit erhöht wird, um eine schwerere (schwergängige) und stetige (stabile) Lenkradbetätigung zu realisieren.

Mit Bezug auf Fig. 5 deutet der Teil der oberen Hälfte einen Zustand an, in dem die Spule 32 sich nach rechts bewegt, um den Drosselmechanismus 37 zu öffnen, und der Teil der unteren Hälfte zeigt einen Zustand, bei dem sich die Spule 32 nach links bewegt, um den Drosselab­ schnitt 37 zu schließen.

Mit anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Erfindung beim dem Subpumpen-Hydrauliksystem 3, verbunden mit der Hydraulikreaktionskammer 25 zum Zuführen des Drucköls von der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Subpumpe SubP als Reaktionsöldruck mittels einer Ausströ­ mungsmenge entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie in Fig. 6 gezeigt, der Öffnungsbereich des variablen Drosselabschnitts 37 an dem Reaktionsöldruck/Steuerven­ til 11, das in dem Rückströmweg, verbunden mit dem Behälter T und eine Spulenventilanordnung aufweisend, durch die Spule 32 veränderbar, wie in Fig. 6b gezeigt, gesteuert, wobei die Spule entsprechend der Höhe des Öldrucks (einen Servolenkdruck = PS Druck am Eingang des Zylinders) in dem Hauptöldruckweg 2 eines Lenksystems betätigt wird und sich der Öldruck von niedrigen zu hohen Drücken entsprechend dem Lenkzustand bei Lenkbetä­ tigungen nach links und rechts ändert. Bei dieser Anord­ nung kann die Strömungsmenge des Drucköls, wenn das Drucköl von der fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Pumpe SubP als Reaktionsöldruckerzeugungsquelle der Hydraulik­ druckkammer 25 zugeführt werden soll, synchron mit dem Lenkzustand auf der Seite des Hauptpumpen-Hydrauliksy­ stems 2 der Servolenkvorrichtung 1 erhöht/verringert werden. Daher kann der Reaktionsöldruck in der Hydraulik­ reaktionskammer 25 korrekt und zuverlässig entsprechend unterschiedlichen Fahrzeug-Fahrbedingungen wie Fahrzeug­ geschwindigkeit und Lenkzustand gesteuert werden, wo­ durch man eine vorbestimmte Lenkreaktionskraft entspre­ chend dem Betriebszustand des Hauptpumpen-Hydraulik­ systems 2 in der Servolenkvorrichtung 1 erhält. Damit läßt sich ein Lenkbetrieb durch eine einer Veränderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dem Lenkzustand entsprechende Lenkkraft erzielen.

Mit anderen Worten ist bei einer herkömmlichen Einrich­ tung, bei der das Drucköl von der Subpumpe SubP, die eine sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändernde Ausströmrate hat, lediglich der Reaktionskammer 25 über ein Drucksteuerventil zugeführt wird, und obwohl die Lenkwinkel (Verlagerungswinkel)/PS-Druck-Kennlinie, die durch das Strömungswegschaltventil 16 erzielt wird, die gleiche wie die der Einrichtung nach der vorliegen­ den Erfindung ist, die Lenkwinkel-Reaktionsdruck-Kenn­ linie dieser herkömmlichen Einrichtung von der der vor­ liegenden Erfindung verschieden, wie man dies durch Ver­ gleich zwischen Fig. 7A und 7B bzw. 8A und 8B erkennt. D. h., daß bei der herkömmlichen Einrichtung das Drucköl, das einen vorbestimmten Druck entsprechend der Fahrzeug­ geschwindigkeit hat, konstant ungeachtet einer Änderung im Lenkwinkel wirkt. Bei der Einrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung hingegen ist der Reaktionsdruck nie­ drig, wenn der Lenkwinkel klein ist, und man kann ver­ schiedene Kennlinien entsprechend Änderungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit erzielen. Dies ist möglich, weil der Öffnungsbereich durch den variablen Drosselabschnitt 37 geändert wird. Die in Fig. 9A gezeigte Eingangsmo­ ment/PS-Druck-Kennung wird durch diese Reaktionsdruck- Kennlinie des variablen Drosselabschnitts 37 erzielt. Daher kann man eine Anstiegskennung erzielen, die sich allmählich ändert, um bei erhöhter Fahrzeuggeschwindig­ keit eine mäßige Steigung aufzuweisen. Eine solche Kenn­ linie ist augenscheinlich vorteilhafter als die Kennung der herkömmlichen Einrichtung, bei der die Kennlinie mit der gleichen Anstiegsneigung lediglich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit verschoben wird, wie dies in Fig. 9B gezeigt ist.

Gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfin­ dung kann, da der Reaktionsdruck allmählich entsprechend der Verlagerung (Verschiebung) des Strömungswegschaltven­ tils 16, das das Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 in der Servolenkvorrichtung 1 bildet, erhöht wird, der Reak­ tionsdruck bei einen Nicht-Lenkzustand verringert werden, bei dem das Lenkrad nicht betätigt wird. Deshalb kann, verglichen mit der herkömmlichen Einrichtung, bei der ein vorbestimmter Reaktiondruck konstant, und zwar ungeachtet des Lenkzustands, wirksam ist, der Gleitwider­ stand eines Dichtungsteils in der Hydraulikreaktions­ kammer 25 verringert werden, wodurch das Lenkgefühl verbessert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 7A bis 9B die Bezugssymbole V0, V1, V2 und V3 Fahrzeug­ geschwindigkeiten andeuten, die von niedrigen zu hohen Geschwindigkeiten hin zunehmen. Fig. 10 ist ein Schau­ bild, das die Verhältnisse zwischen der Fahrzeugge­ schwindigkeit und den Reaktionsdruck wiedergibt. Die Wirkung der vorliegenden Erfindung läßt sich aus der in Fig. 10 gezeigten Beziehung erkennen.

Außerdem wird bei der Einrichtung der vorliegenden Erfin­ dung kein Drucksteuerventil verwendet, bei den sich Pro­ bleme bezüglich der Lenkkraftsteuerkennlinien wie bei der herkömmlichen Einrichtung ergeben, und die Einrich­ tung ist nicht nach Art einer Elektronik-Steuerung aufge­ baut, die kostenaufwendige Teile wie ein Steuer- oder Regelventil zur Reaktionsöldrucksteuerung oder einen elektrischen Stellantrieb (Servomotor), einen Regler und einen Sensor zum Betrieb des Ventils erfordert. Daher kann die Anordnung der Einrichtung vereinfacht werden, wodurch sich die Gesamtgröße der Einrichtung verringert, und man kann die Herstellungskosten verringern. Weiter werden bei der Einrichtung keine Teile wie ein Sensor für die Fahrzeuggeschwindigkeit oder ein Regler, der leicht infolge Störungen wie elektromagnetischer Wellen­ interferenzen beeinflußbar ist, benötigt. Daher kann die Reaktionsöldrucksteuerung höchst zuverlässig durchge­ führt werden.

Fig. 11 zeigt eine weitere Auführungsform der vorlie­ genden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind Form und Aufbau der Spule 32 des Steuerventils 11 als Reak­ tionsöldruck-Flußmengensteuermittel geändert, und es ist in der Spule 32 ein Entlastungsventil 40 für den Reak­ tionsöldruck vorgesehen. Außerdem kann ähnlich der Reaktionsöldrucksteuerung, wie sie oben beschrieben ist, der Einstelldruck des Entlastungsventils 40 variabel durch die Höhe des Öldrucks gesteuert werden, der ent­ sprechend dem Lenkzustand des Hauptöldruckweges von der Hauptpumpe P in einem Hauptpumpen-Hydrauliksystem 2 erhöht/verringert wird.

Diese Steuerung wird nachfolgend kurz beschrieben. Dabei umfaßt das erwähnte Entlastungsventil 40 eine Kugel 40a zum dauernden Verschließen eines Weges 41a, der mit einer Ringnut 35b und einer Wegnut 36b auf der Seite der einen veränderbaren Drosselabschnitt 37 bildenden Buchse 31 verbunden ist, sowie eine Spulen- oder Schraubenfeder 40b, die die Kugel 40a mit vorbestimmtem Einstelldruck beaufschlagt. Dieses Entlastungsventil ist über einen Weg 41b mit der Seite des Behälters T verbunden. Die Feder 40b, die Teil des Entlastungsventils 40 bildet, wird mit Hilfe eines Flansches 44A großen Durchmessers eines Kolbens 44 gehalten, der gleitend in einer Wellen­ bohrung 43a gelagert ist, die in einem Stopfen 43 ausge­ bildet ist, der ein offenes Ende eines Bohrungteils 42 verschließt, der seinerseits in der das Entlastungsven­ til 40 umfassenden Spule 32 ausgebildet ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der Stopfen 43 auch der Einstel­ lung des Drucks der Feder 40b dient. Außerdem können die Betriebseigenschaften (Kennungen) des Entlastungsventils 40 eingestellt werden, um einen vorbestimmten Zustand wiederzugeben, indem der Durchmesser der Wellenbohrung 43a des Stopfens 43 zum Lagern des Kolbens 44, d. h. der druckaufnehmende Bereich des Kolbens 44, geändert wird.

Mit dem Entlastuntsventil 40 obiger Anordnung kann der Entlastungsdruck des Reaktionsöldrucks durch den Kolben 44 variabel auf einen vorbestimmten Zustand eingestellt werden, und zwar in Übereinstimmung mit dem Servodruck auf der Seite der Hauptöldruckleitung (des -weges) 4b des Hauptpumpen-Hydrauliksystems 3, wodurch die Öldruck­ reaktionskraft genauer und zuverlässiger nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Lenkzustandes steu­ erbar ist. In diesem Fall und gemäß dem Aufbau dieser Ausführungsform läßt sich eine Änderung des Entlastungs­ drucks in dem Reaktionsöldruck mit den Eigenschaften, wie sie aus Fig. 12 zu entnehmen sind, erzielen. Es sei bemerkt, daß die Kennlinien (a), (b) und (c) sich erzie­ len lassen, indem die Schraubenfeder 40b oder der druck­ aufnehmende Bereich des Kolbens 44 willkürlich einge­ stellt werden.

Bei dem Reaktionsöldruck-Steuerventil 11 mit vorstehen­ dem Entlastungsventil 40 ist es manchmal erforderlich, daß die Entlastungsdruckkennlinien bzw. -eigenschaften des Reaktionsöldrucks so eingestellt werden, daß sie Kennlinien (d), (e) und (f) aufweisen, die bei steigen­ dem PS-Druck, d. h. bei zunehmenden Lenkwinkel, abnehmen. Das bedeutet mit anderen Worten, daß manchmal, um bei einer bestimmten vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit einen Lenkvorgang durchzuführen, die Lenkkraft vorzugs­ weise so eingestellt wird, daß sie allmählich verringert wird, wenn der Lenkwiderstand hoch und der Servolenk (PS) -Druck in dem Hauptöldruckweg 4b des Hauptpumpen- Hydrauliksystems 2 hoch ist. Eine solche Einstellung ist bei einer großen bzw. weiten rechtwinkligen Kurve oder bei schneller Lenkbetätigung zur Vermeidung von Gefahren erforderlich.

Wenn beispielsweise ein stationäres Einschlagen des Steuers durchgeführt oder das Fahrzeug in eine Garage eingeparkt werden soll, so ist die Ausströmmenge aus der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Subpumpe SubP null oder sehr klein, und es ist im Hinblick auf das Eingangsmoment ein Servosystem-Ausgang mit einer Kennlinie nötig und wünschenswert, wie sie durch das Bezugssymbol A in Fig. 14 angedeutet ist. Dieser Vorteil läßt sich aus einem Vergleich mit der Kennlinie bei manuellem Zustand erkennen. Unter Bezugnahme auf Fig. 14 gibt Bezugssymbol B eine Kennlinie wieder, die man bei Fahren mit mittlerer Geschwindigkeit ohne Verwendung eines Entlastungsventils erzielen kann; und C zeigt eine Kennlinie, die man unter Verwendung des Entlastungsven­ tils 40 mit positiven Eigenschaften (das heißt, der Ent­ lastungsdruck wird bei Erhöhung des PS-Drucks gestei­ gert) gemäß der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform erreicht. Da sich eine lineare Eingang-Ausgang-Kennlinie ähnlich der manuellen Kennlinie einstellt, ist die Kenn­ linie C für Sportwagen oder dergleichen bevorzugt und vorteilhaft.

Bei normalen Fahrzeugen oder bei hochklassigen/hochwerti­ gen Sportwagen wird jedoch, obwohl die Kennlinien B oder C für Hochgeschwindigkeitsfahren bevorzugt sind, das Lenkrad infolge der linearen Kennung zu schwer (-gän­ gig), wenn der Lenkwinkel des Lenkrades erhöht wird, wo­ durch ein angenehmes Lenkgefühl beeinträchtigt wird. In diesem Fall wird vorzugsweise der Entlastungsdruck des Reaktionsöldrucks verringert, wenn der Druck in dem Hauptöldruckweg 4b entsprechend dem Lenkzustand erhöht wird. Wenn eine solche umgekehrte Kennung zum Einsatz gelangt, kann man bevorzugt eine Kennlinie erreichen, wie sie durch das Bezugssymbol D angedeutet ist.

Um eine solche Entlastungsdruckkennung zu erzielen, wird vorzugsweise ein Ventil mit einem Aufbau, wie er zum Beispiel in Fig. 15 gezeigt ist, als Entlastungsventil 40 in einer in dem Körper 30 ausgebildeten Ventilbohrung oder sonstigen -ausnehmung 50 eingesetzt bzw. eingebaut. Es bezeichnet in Fig. 15 das Bezugszeichen 51 einen Stopfen mit einer Durchgangsbohrung 51a zur Verbindung einer Kammer 52 der Feder 40b mit dem Behälter T zum Zwecke der Einstellung des Stell- oder Schließdruckes; 53 eine Kammer zum Herabsetzen des Stell- oder Schließ­ druckes der Feder 40b bei Steigerung des PS-Drucks; und 44b einen Stangenteil, um die Kugel 40a, die in den Kolben 44 vorgesehen ist, in Schließrichtung zu drücken. Die Arbeitsweise bzw. Funktion des Stangenteils 44 ist für den Fachmann leicht verständlich.

Es sei darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Konstruktion der obigen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern daß Form, Aufbau und/oder Anord­ nung jedes Teils der Servolenkvorrichtung 1 und der Hydraulik-Reaktionseinrichtung 20 in verschiedener Hin­ sicht modifiziert und geändert werden können, um ver­ schiedene Abwandlungen herzustellen. Beispielsweise ist bei den obigen Ausführungsformen die Servolenkvorrich­ tung 1 nach Art von Zahnstange und Ritzel vorgesehen. Die vorliegende Erfindung läßt sich jedoch gleichermaßen auf Servolenkvorrichtungen anwenden, die dazu verschie­ denartige Strukturen, beispielsweise nach Art einer Kugelumlaufspindel, aufweisen; es lassen sich trotzdem die gleichen Wirkungen und Funktionen erzielen, solange nur die Vorrichtung eine Hydraulik-Reaktionseinrichtung aufweist. Gleichermaßen kann die Struktur der Hydraulik- Reaktionseinrichtung 20 in verschiedener Weise modifi­ ziert werden. D. h., es kann als Reaktionsöldruck-Bereit­ stellungsquelle für die Hydraulik-Reaktionskammer 25 die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe SubP verwendet werden, die geeignet und in der Lage ist, eine Ausströmmenge entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verändern, und das Öffnen/Schließen des Verbindungswe­ ges der Hydraulik-Reaktionskammer 25 mit dem Behälter T ist durch Mittel steuerbar, die eine variable Drossel­ funktion in Übereinstimmung mit dem Lenkzustand aufwei­ sen, wodurch man eine Lenkkraftcharakteristik durch eine Lenkreaktionskraft entsprechend der Fahrzeuggeschwindig­ keit oder dem Lenkzustand erhält.

Wie vorstehend beschrieben, umfaßt die hydraulische Reaktionseinrichtung der Servolenkvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine auf die Fahrzeuggeschwindig­ keit ansprechende Pumpe, die eine Ausströmmenge (-rate) hat, die sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, und sie weist eine hydraulische Reaktionskammer zur Aufnahme des Drucköls von der Pumpe auf, um einen Reaktionsöldruck auf einen Reaktionskolben zum selekti­ ven Erzwingen einer relativen Schwenk- oder Drehverlage­ rung zwischen Eingangs- und Ausgangswellen zu erzwingen, die ein Strömungsweg-Schaltventil an einem Hauptpumpen- Hydrauliksystem bilden, und es wird die Strömungsmenge eines durch einen Verbindungsweg zwischen der hydrauli­ schen Reaktionskammer und einem Behälter strömenden Drucköls veränderbar entsprechend der Höhe des Öldrucks gesteuert, der in einem Hauptöldruckweg besteht, der sich von der Hauptpumpe zu linken und rechten Kammern eines Servozylinders der Servolenkvorrichtung erstreckt. Daher kann ungeachtet einer einfachen und preiswerten Anordnung der Reaktionsöldruck in der hydraulischen Reaktionskammer korrekt und zuverlässig entsprechend unterschiedlichen Fahrbedingungen und -zuständen des Fahrzeugs wie der Fahrzeuggeschwindigkeit oder des Lenk­ zustandes gesteuert werden, wodurch man eine vorbestimm­ te Lenkreaktionskraft erhält, die dem Betrieb des Haupt­ pumpen-Hydrauliksystems der Servolenkvorrichtung ent­ spricht. Daraus folgend läßt sich ein Lenkvorgang kor­ rekt mittels einer Lenkkraft nach Maßgabe einer Verände­ rung in der Fahrzeuggeschwindigkeit oder dem Lenkzustand ausführen. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung im praktischen Einsatz vorteilhaft, da lediglich ein varia­ bler, durch den Öldruck in der Hauptöldruckleitung(-weg) betätigter Drosselabschnitt in den Verbindungsweg der Hydraulik-Reaktionskammer mit dem Behälter vorgesehen zu werden braucht.

Außerdem läßt sich gemäß der vorliegenden Erfindung der Reaktionsdruck des Subpumpen-Hydrauliksystems so steu­ ern, daß er erhöht wird, wenn der Öldruck in dem Hauptöl­ druckweg des Hauptpumpen-Hydrauliksystems entsprechend der Betätigung der Servolenkvorrichtung bei einem Lenk­ vorgang erhöht wird. Deshalb kann der Reaktionsöldruck von der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Subpumpe zu dem Behälter zurückgeführt werden, um so den Reaktionsdruck bei einem Nicht-Lenkzustand, bei dem das Lenkrad nicht betätigt wird, herabzusetzen. Damit kann im Gegensatz zu einer herkömmlichen Einrichtung, bei der ein vorbestimmter Reaktionsdruck entsprechend der Fahr­ zeuggeschwindigkeit aber ungeachtet des Lenkzustandes wirkt, der Gleit- oder Reibungswiderstand eines Dich­ tungsteils zum Beispiel der Hydraulik-Reaktionskammer vermindert werden, wodurch das Lenkgefühl verbessert werden kann. Außerdem läßt sich mit dieser Anordnung das Einsparen von Energie erreichen, da der Energieverbrauch der auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Subpum­ pe niedrig ist.

Weiterhin ist die Einrichtung nach der vorliegenden Er­ findung nicht nach Art einer elektronisch gesteuerten wie bei herkömmlichen Einrichtungen aufgebaut und erfor­ dert kein Steuerventil für die Reaktionsöldrucksteuerung oder teuere Teile wie einen elektrischen Stellantrieb zum Antreiben des Steuerventils, einen Regler und/oder einen Sensor. Deshalb läßt sich die Anordnung der Ein­ richtung vereinfachen, und somit lassen sich die Gesamt­ größe der Einrichtung als auch die Herstellungskosten herabsetzen. Obendrein läßt sich die Reaktionsöldruck­ steuerung höchst zuverlässig durchführen, da die Einrich­ tung keine Teile wie einen Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor oder einen Regler benötigt, die leicht durch Störun­ gen wie elektromagnetische Welleninterferenzen beein­ flußt werden können.

Claims (6)

1. Hydraulische Reaktionseinrichtung für eine Servolenk­ vorrichtung zum Zuführen von Drucköl an linke und rechte Kammern eines Arbeits- oder Servozylinders über ein Steuerventil zum Schalten eines Strömungs­ weges von einer Hauptpumpe entsprechend einem Lenk­ vorgang, wodurch eine vorbestimmte Hilfslenkkraft erzeugt wird, umfassend
eine auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechende Pumpe, die eine entsprechend der Fahrzeuggeschwindig­ keit veränderbare Druckölausflußmenge aufweist;
einen Reaktionskolben zum selektiven Erzwingen der relativen Schwenkverlagerung zwischen ein drehbares Strömungsweg-Schaltventil bildenden Ein- und Aus­ gangswellen der Servolenkvorrichtung; und
eine hydraulische Reaktionskammer zum Aufnehmen des Drücköls von der Pumpe zwecks Aufbringens des Reak­ tionsdrucköls auf den Reaktionskolben, gekennzeichnet durch
einen zur Verbindung der hydraulischen Reaktionskam­ mer mit einem Behälter ausgebildeten Weg; und
veränder- bzw. verstellbare Steuermittel zum varia­ blen Steuern der Strömungsmenge des über bzw. durch den Weg strömenden Drucköls, wobei die veränderbaren Steuermittel variabel entsprechend der Größe des Öldrucks in einem Hauptöldruckweg gesteuert werden, der sich von einer Hauptpumpe zu den linken und rechten Kammern des Arbeitszylinders erstreckt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die veränderbaren Steuermittel von einem veränderbaren bzw. variablen Drosselabschnitt gebildet sind, der von einem sichverjüngenden Abschnitt, der sich zu einem Ende einer in einer Buchse durch den Hauptpumpendruck in dem Reaktionsöldruck-Steuerventil gleitenden Spule verjüngt, und von einer Öffnung (einem Öff­ nungsbetrag) zwischen dem verjüngten Abschnitt und einen Bohrungsabschnitt-Öffnungsende zur gleitenden Lagerung des verjüngten Abschnitts gebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spule mit einem dem verjüngten Abschnitt gleichen Abschnitt ausgebil­ det ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der als Drosselab­ schnitt dienende verjüngte Abschnitt eine charakteri­ stische Kurve oder Kennlinie aufweist, mit der eine vorbestimmte Reaktionsdruck-Kennung erreichbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Reaktionsöldruck- Steuerventil ein Entlastungsventil für den Reaktions­ öldruck aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spule weiterhin einen sich von ihr erstreckenden Anschlag umfaßt.