DE4207928C2 - Hydraulisches Fahrzeugservolenksystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Servolenksystem für ein Fahrzeug.

Ein typisches hydraulisches Fahrzeuglenksystem für ein Fahrzeug umfaßt eine motorgetriebene hydraulische Strömungsmittelpumpe mit einem Einlaßanschluß, der in Strömungsmittelverbindung mit einem hydraulischen Strömungsmittelreservoir steht. Die Pumpe hat einen Auslaßanschluß, der über eine Hauptleitung mit einem Servolenkventil in Strömungsmittelverbindung steht. Das typische hydraulische Fahrzeugservolenksystem umfaßt auch einen Servolenkmotor, der mit den lenkbaren Fahrzeugrädern betriebs­ mäßig in Verbindung steht. Wenn das Steuerventil betätigt wird, leitet es Strömungsmittelfluß von der Pumpe zu dem Servolenkmotor. Der Servolenkmotor bewirkt dann die Steuerung der Fahrzeugräder. Das Servolenkventil kann ein Ventil mit offe­ ner Mitte (Open-Center-Ventil) sein, das eine neutrale Position hat, in der Strömungsmittelfluß von der Pumpe durch das Lenk­ ventil und zurück zu dem Strömungsmittelreservoir fließt.

Die Servolenkpumpe wird von dem Fahrzeugmotor angetrieben. Motorkraft wird unnötigerweise verbraucht, wenn Überschuß­ strömungsmittel von der Pumpe durch ein Open-Center-Lenkventil (mit offener Mitte) fließt, beispielsweise in einem nicht- lenkenden Zustand des Fahrzeugs. Ein bekanntes hydraulisches Servolenksystem umfaßt auch ein Bypaß- oder Umgehungsventil, das Strömungsmittel von der Hauptleitung zu dem Strömungsmittel­ reservoir umleitet. Eine Zumeßöffnung ist üblicherweise in der Hauptleitung angeordnet, um ein hydraulisches Strömungsmittel­ drucksignal vorzusehen, welches sich verändert, wenn sich die Menge von Strömungsmittelfluß durch die Öffnung ändert. Das hydraulische Strömungsmitteldrucksignal von der Zumeßöffnung steht mit dem Umgehungsventil in Verbindung, um den Betrieb des Umgehungsventils zu steuern. Das Umgehungsventil wird gesteuert, um Überschußströmungsmittelfluß von der Pumpe zu dem Reservoir zu leiten. Wenn das Umgehungsventil Überschußströmungsmittelfluß von der Pumpe zu dem Reservoir leitet, fließt das Überschußströ­ mungsmittel nicht durch das Lenkventil. Dadurch ergibt sich eine Minimalisierung des Motorkraftverbrauchs. Die US 4 691 797 zeigt ein typisches hydraulisches Servolenksystem mit einem Umgehungsventil (Bypaßventil).

Die DE 37 22 763 A1, die zur selben Patentfamilie wie die obengenannte US 4 691 797 gehört, offenbart eine Vorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: einen Servo­ lenkmotor, der betriebsmäßig verbindbar ist mit lenkbaren Fahr­ zeugrädern zum Lenken der Fahrzeugräder, wenn er mit den Fahr­ zeugrädern verbunden ist; ein Strömungsmittelreservoir; eine Pumpe mit einem Einlaßanschluß in Verbindung mit dem Reservoir und einem Auslaßanschluß; ein betätigbares Servolenkventil mit einer neutralen Position, in der Strömungsmittel durch das Lenk­ ventil zu dem Reservoir strömt, und mit einer betätigten Posi­ tion, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil zu dem Lenk­ motor und dem Reservoir strömt; Hauptleitungsmittel zum Leiten von Strömungsmittel von dem Auslaßanschluß der Pumpe zu dem Lenkventil; Rückleitungsmittel zum Leiten von Strömungsmittel von dem Lenkventil zu dem Reservoir, wenn das Lenkventil in seiner neutralen Position und in seiner betätigten Position ist; ein Bypaßventil (Umgehungsventil) zum Umleiten von Strömungs­ mittel von den Hauptleitungsmitteln zu dem Reservoir; eine Zu­ meßöffnung und Mittel zum Steuern des Bypaßventils infolge eines Druckabfalls über die Öffnung hinweg.

Ebenfalls aus der DE 37 22 763 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, die folgendes aufweist: einen Servolenkmotor, der betriebsmäßig verbindbar ist mit lenkbaren Fahrzeugrädern zum Lenken der Fahr­ zeugräder, wenn er mit den Fahrzeugrädern verbunden ist; ein Strömungsmittelreservoir; eine Pumpe mit einem Einlaßanschluß in Verbindung mit dem Reservoir und mit einem Auslaßanschluß; ein betätigbares Servolenkventil mit einer neutralen Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil zu dem Reservoir über einen ersten Pfad strömt, und mit einer betätigten Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil zu dem Reservoir durch den ersten Pfad strömt; Hauptleitungsmittel zum Leiten von Strö­ mungsmittel von dem Auslaßanschluß der Pumpe zu dem Lenkventil; eine erste Rückleitung zum Leiten von Strömungsmittel von dem ersten Pfad zu dem Reservoir, wenn das Lenkventil in seiner neu­ tralen Position ist und wenn das Lenkventil in seiner betätigten Position ist; ein Bypaßventil (Umgehungsventil) zum Umleiten von Strömungsmittel von den Hauptleitungsmitteln zu dem Reservoir; eine Öffnung und Mittel zum Steuern des Bypaßventils infolge eines Druckabfalls über die Öffnung hinweg, um einen konstanten Strömungsmittelfluß über den ersten Pfad und durch die erste Leitung beizubehalten.

Desweiteren ist aus der US 4 872 393 eine Vorrichtung bekannt, die folgendes aufweist: einen Servolenkmotor, der be­ triebsmäßig verbindbar ist mit lenkbaren Fahrzeugrädern zum Len­ ken der Fahrzeugräder, wenn er mit den Fahrzeugrädern verbunden ist, wobei der Servolenkmotor einen Kolben und erste und zweite Strömungsmittelkammerabschnitte auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens hat; ein Strömungsmittelreservoir; eine Pumpe mit einem Einlaßanschluß in Verbindung mit dem Reservoir und mit einem Auslaßanschluß; ein betätigbares Servolenkventil mit einer neu­ tralen Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil zu dem Reservoir über einen ersten Pfad strömt und mit einer betä­ tigten Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil zu dem Reservoir durch den ersten Pfad strömt, Strömungsmittel durch das Lenkventil in einen Kammerabschnitt des Lenkmotors über einen zweiten Pfad strömt und Strömungsmittel durch das Lenkventil von dem anderen Kammerabschnitt des Lenkmotors über einen dritten Pfad strömt; Hauptleitungsmittel zum Leiten von Strömungsmittel von dem Auslaßanschluß der Pumpe zu dem Lenk­ ventil und eine erste Rückleitung zum Leiten von Strömungsmittel von dem ersten Pfad zu dem Reservoir, wenn das Lenkventil in seiner neutralen Position ist und wenn das Lenkventil in seiner betätigten Position ist.

Zusammenfassung der Erfindung. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Servolenkmotor betriebsmäßig verbunden mit lenkbaren Fahrzeugrädern, um die Fahrzeugräder zu lenken. Der Servo­ lenkmotor umfaßt einen Kolben, der eine Kammer in zwei Strömungsmittelkammern teilt. Wenn eine Strömungsmittelkammer unter Druck gesetzt wird, bewegt sich der Kolben axial in einer Richtung, um die Fahrzeugräder in einer Richtung zu lenken. Wenn die andere Strömungsmittelkammer unter Druck gesetzt wird, bewegt sich der Kolben axial in die entgegengesetzte Richtung, um die Fahrzeugräder in die entgegengesetzte Richtung zu lenken.

Eine Servolenkpumpe hat einen Einlaßanschluß in Verbindung mit einem Strömungsmittelreservoir und einen Auslaßanschluß in Ver­ bindung mit einem Open-Center-Servolenkventil (Servolenkventil mit offener Mittelstellung) über eine Hauptleitung. Das Open- Center-Servolenkventil hat eine neutrale Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil und durch eine erste Rück­ leitung zurück zu dem Reservoir strömt. Das Lenkventil hat eine betätigte Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil zu einer der Strömungsmittelkammern des Lenkmotors geleitet wird, und Strömungsmittel wird von der anderen Strömungsmittel­ kammer durch das Lenkventil durch eine zweite Rückleitung zu dem Reservoir geleitet.

Eine Zumeßöffnung ist in der ersten Rückleitung angeordnet. Ein Umgehungsventil (Bypaßventil) leitet Strömungsmittel von der Hauptleitung zu dem Reservoir um. Das Bypaßventil wird gesteuert infolge eines Strömungsmitteldrucksignals, das einen Druckabfall entlang der in der ersten Rückleitung angeordneten Öffnung an­ zeigt. Das Bypaßventil wird durch das Strömungsmitteldrucksignal gesteuert, so daß die Strömungsmittelflußrate durch die Zumeß­ öffnung auf einem relativ niedrigen konstanten vorbestimmten Wert beibehalten wird, und zwar während Lenk- und Nicht-Lenk- Bedingungen. Da die Strömungsmittelflußrate durch die Zumeß­ öffnung auf einem relativ geringen konstanten vorbestimmten Wert gehalten wird, strömt Strömungsmittel in einem Nicht-Lenkzustand des Fahrzeugs mit einer relativ geringen Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil. Wenn das Strömungsmittel mit einer relativ geringen Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil strömt, ist der Motorkraftverbrauch auf Grund von Strömungsmittelfluß durch das Lenkventil auf einem relativ geringen Wert. Somit ist durch Halten der Strömungsmittelflußrate durch die Zumeßöffnung auf einem relativ geringen konstanten vorbestimmten Wert der Motorkraftverbrauch durch die motorgetriebene Pumpe auf einem relativ geringen Wert.

Die vorgenannten und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann bei Betrachtung der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen deutlich. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines hydraulischen Fahr­ zeugservolenksystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Servolenksystems von Fig. 1, welche ein betätigbares Lenkventil in dem Lenk­ system in einer neutralen Position zeigt;

Fig. 3 und 4 schematische Darstellungen ähnlich der Fig. 2, die das Lenkventil in unterschiedlichen Positionen zeigen; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungs­ beispiels eines Servolenksystems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Ein hydraulisches Fahrzeugservolenksystem 10 zum Vorsehen von Kraftunterstützung, um lenkbare Räder 14, 16 eines Fahrzeugs zu drehen, ist in Fig. 1 dargestellt. Das hydraulische Fahrzeug­ servolenksystem 10 umfaßt einen hydraulischen Servolenk­ mechanismus 12, der betätigbar ist, um lenkbare Räder 14, 16 zu drehen infolge von Drehung eines (nicht gezeigten) Fahr­ zeuglenkrads.

PUMPE

Eine hydraulische Servolenkpumpe 26 liefert hydraulisches Strömungsmittel von einem Strömungsmittelreservoir 28 an den Servolenkmechanismus 12. Die Servolenkpumpe 26 ist normalerweise eine Pumpe mit fester Verdrängung, die durch den (nicht gezeigten) Fahrzeugmotor angetrieben wird.

Die Pumpe 26 hat eine Größe, d. h. eine Verdrängung, die einen Lenkmotor mit ausreichend unter Druck gesetztem Strömungsmittel versorgt, um das Fahrzeug bei bequemen Niveaus von Bedienungsanstrengung während Einparkens bei minimaler Motorgeschwindigkeit (- drehzahl) zu lenken. Daher hat die Pumpe 26 bei höheren Motor­ drehzahlen die Fähigkeit, einen Überschuß an unter Druck gesetztem Strömungsmittel an den Lenkmotor zu liefern. Der Einlaßanschluß der Pumpe 26 steht über eine Strömungsmittel­ leitung 29 mit dem Reservoir 28 in Verbindung. Der Auslaß­ anschluß der Pumpe 26 steht über eine Hauptströmungsmittel­ leitung 34 mit dem Servolenkmechanismus 12, einem Druck­ begrenzungsventil 45 und einem flußteilenden Umgehungs- oder Bypaßventil 40 in Verbindung.

Der Servolenkmechanismus 12 umfaßt ein Open-Center-Servolenk- Wegeventil 18 und einen hydraulischen Servolenkmotor 20. Das Lenkventil 18 kann in jeglicher bekannten Weise gebaut sein, ist aber vorzugsweise gebaut wie in der US 4 872 393 gezeigt. Das Lenkventil 18 steht mit der Hauptströmungsmittelleitung 34 und einer Strömungsmittelrückleitung 38 in Verbindung. Die Strömungsmittelrückleitung 38 leitet Strömungsmittel von dem Lenkventil 18 zu dem Reservoir 28.

SERVOLENKMOTOR

Die Bauweise des Servolenkmotors 20 kann unterschiedlich sein. Bezüglich Fig. 2 umfaßt der dargestellte Servolenkmotor 20 einen Kolben 30, der eine Kammer des Servolenkmotors 20 in zwei Kammerabschnitte 37, 39 teilt. Der Kolben 30 hat Zahnstangen­ zähne 31 (Fig. 1), die mit auf einer Sektorenwelle 35 ange­ ordneten Getriebeverzahnung 33 maschenartig in Eingriff stehen. Die Sektorenwelle 35 ist betriebsmäßig über eine Fahrzeuglenk­ verbindung 22 mit den lenkbaren Rädern 14, 16 verbunden, um die lenkbaren Räder 14, 16 zu drehen infolge von Drehung der Sektorenwelle 35. Die Lenkverbindung 22 ist bekannt und schematisch in Fig. 1 gezeigt.

Wenn der Kolben 30 sich unter dem Einfluß von unter Druck gesetztem hydraulischem Strömungsmittel axial in einer Richtung bewegt, wird die Sektorenwelle 35 in einer Richtung gedreht (rotiert), um die lenkbaren Räder 14, 16 in einer Richtung zu drehen. Wenn der Kolben 30 sich axial in der anderen Richtung bewegt, wird die Sektorenwelle 35 in der entgegengesetzten Richtung rotiert, um die lenkbaren Räder 14, 16 in die entgegengesetzte Richtung zu drehen. Ein Beispiel eines Servolenkmotors, welcher vorzugsweise in der vorliegenden Anwendung verwendet wird, ist in der US 4 872 393 gezeigt.

DRUCKBEGRENZUNGSVENTIL

Die Leitung 34 steht auch mit dem Einlaßanschluß eines Druck­ begrenzungsventils 45 in Verbindung. Das Druckbegrenzungsventil 45 ist von bekannter Bauart und wird zu einem offenen Zustand hin gedrängt durch ein Strömungsmitteldrucksignal, das von der Leitung 34 durch eine Strömungsmittelleitung 46 geleitet wird. Wenn der Strömungsmitteldruck in der Leitung 34 ansteigt, steigt der Strömungsmitteldruck in der Leitung 46 an. Eine Vorspann­ feder 47 drängt das Druckbegrenzungsventil 45 zu einem geschlos­ senen Zustand hin.

Wenn der Strömungsmitteldruck in der Leitung 34 über einen vor­ bestimmten Strömungsmitteldruck ansteigt, steigt der Strömungs­ mitteldruck in der Leitung 46 über einen Wert an, der ausrei­ chend ist, das Druckbegrenzungsventil 45 in einen offenen Zustand zu drängen gegen die Vorspannkraft der Feder 47. Wenn das Druckbegrenzungsventil 45 in einem offenen Zustand ist, strömt Strömungsmittel von der Leitung 34 zu dem Auslaßanschluß des Druckbegrenzungsventils 45, um den Druck in der Leitung 34 abzulassen. Der Auslaßanschluß des Druckbegrenzungsventils 45 steht mit der Leitung 38 in Verbindung. Das Druckbegrenzungs­ ventil 45 öffnet, um Druck in der Leitung 34 abzulassen, um das Auftreten eines übermäßigen Strömungsmitteldruckzustands in der Leitung 34 zu verhindern.

BYPAßVENTIL (UMGEHUNGSSVENTIL)

Die Leitung 34 steht auch mit dem Einlaßanschluß eines strömungsteilenden Bypaßventils 40 von bekannter Bauart in Verbindung. Der Auslaßanschluß des Bypaßventils 40 steht durch die Leitung 29 mit dem Reservoir 28 in Verbindung. Eine Vorspannfeder 42 drängt das Bypaßventil 40 zu einem geschlos­ senen Zustand.

Eine Strömungsmittelleitung 41 steht in Verbindung zwischen der Leitung 38 und dem Bypaßventil 40. Die Leitung 41 leitet ein Strömungsmitteldrucksignal, um das Bypaßventil 40 in einen offenen Zustand zu bringen. Das Strömungsmitteldrucksignal in der Leitung 41 hängt von dem Strömungsmitteldruck in der Leitung 38 ab. Das Strömungsmitteldrucksignal in der Leitung 41 steigt an, wenn der Strömungsmitteldruck in der Leitung 38 ansteigt, und er fällt ab, wenn der Strömungsmitteldruck in der Leitung 38 abfällt.

Wenn das Bypaßventil 40 in einem offenen Zustand ist, strömt Strömungsmittel von der Leitung 34 durch das Bypaßventil 40 zu der Leitung 29 in das Reservoir 28. Wenn das Bypaßventil im vollständig geschlossenen Zustand ist, gestattet das Bypaßventil 40 nicht, daß Strömungsmittel von der Leitung 34 zu der Leitung 29 strömt.

Eine Zumeßöffnung 50, vorzugsweise eine Venturi-Öffnung, ist in der Strömungsmittelrückleitung 38 angeordnet. Vorzugsweise ist die Zumeßöffnung 50 ein Bauteil einer Servolenkpumpe. Eine Strömungsmittelleitung 49 steht zwischen dem Bypaß­ ventil 40 und der in der Leitung 38 angeordneten Zumeßöffnung 50 in Verbindung. Die Leitung 49 leitet ein Strömungsmitteldruck­ signal zu dem Bypaßventil 40, um den Betrieb des Bypaßventils 40 zu steuern. Die Größe des Strömungsmitteldrucksignals in der Leitung 49 hängt ab von der Strömungsmittelflußrate durch die Zumeßöffnung 50. Das Strömungsmitteldrucksignal in der Leitung 49 ist geringer als atmosphärischer Druck. Wegen des Venturi- Effekts der Venturi-Öffnung 50 steigt das Strömungsmittel­ drucksignal in der Leitung 49 an, wenn die Strömungsmittel­ flußrate durch die Öffnung 50 abfällt, und es fällt ab, wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 ansteigt. Wenn das Strömungsmitteldrucksignal in der Leitung 49 abfällt, kann das Bypaßventil 40 sich leichter zu einem offenen Zustand hin bewegen. Wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 ansteigt, kann sich das Bypaßventil 40 somit leichter zu einem offenen Zustand hin bewegen. Es ist deutlich, daß das Druck­ signal in der Leitung 49 und das Drucksignal in der Leitung 41 sich zusammen verändern und auf das Bypaßventil 40 wirken.

Wie oben mit Bezug auf die Pumpe 26 beschrieben, entspricht oder überschreitet der Strom immer die Menge, die benötigt wird, um das Fahrzeug bei minimaler Motordrehzahl zu steuern. Daher erzeugt eine höhere Motordrehzahl einen Strom in Überschuß des für ordnungsgemäßes Lenken erforderlichen. Der Überschußstrom wird bei höheren Fahrzeugeschwindigkeiten übertrieben, wo weniger Anstrengung und langsamere Lenkraten oder -geschwindig­ keiten benötigt werden. Der Überschußstrom muß zu dem Reservoir 28 zurückgeführt werden. Diese Erfindung bezweckt, den Über­ schußstrom zu dem Reservoir 28 mit minimalem Energieverlust zurückzuführen.

SERVOLENKVENTIL

Das Lenkventil 18 weist ein äußeres Hülsenglied 19 und ein inneres Kernglied 21 auf, schematisch in Fig. 2-4 gezeigt. Das Kernglied 21 ist innerhalb des Hülsenglieds 19 angeordnet und ist koaxial mit dem Hülsenglied 19. Eine Torsionsstange wirkt zwischen dem Kernglied 21 und dem Hülsenglied 19. Das Hülsen­ glied 19 ist verbunden mit dem Kolben 30 und ist drehbar infolge axialer Bewegung des Kolbens 30 wegen der Tätigkeit einer Kugel- und Schraubenverbindung 32 (schematisch in Fig. 1 gezeigt) zwischen dem Kolben 30 und dem Hülsenglied 19.

Das Kernglied 21 ist an einer Eingangswelle 11 angebracht, welche infolge von manuellem Drehen eines (nicht gezeigten) Lenkrads gedreht wird. Wenn die Eingangswelle 11 gedreht wird, verdreht sich die Torsionsstange und das Kernglied 21 rotiert relativ zu dem Hülsenglied 19. Der Aufbau und die Betriebsweise des Lenkventils 18 sind in der US 4 942 803 gelehrt.

Das Hülsenglied 19 hat eine Anzahl von gleich beabstandeten Durchlässen 51-58, die sich radial durch das Hülsenglied 19 erstrecken. Das Kernglied 21 hat eine Anzahl von sich axial erstreckenden Nuten 61-68, welche umfangsmäßig um den Außen­ umfang des Kernglieds 21 beabstandet sind. Die Nuten 61-68 in dem Kernglied 21 und die Durchlässe 51-58 in dem Hülsenglied 19 wirken zusammen, um eine Vielzahl von später beschriebenen Strömungsmittelpfaden zu definieren. Vier Durchlässe 51-54 in dem Hülsenglied 19 stehen in bekannter Weise mit der Leitung 34 in Verbindung, die mit dem Auslaßanschluß der Pumpe 26 in Verbindung steht. Aus Einfachheitsgründen zeigen die Zeichnungen nur den Durchlaß 51, der mit der Leitung 34 in Verbindung steht. Zwei Durchlässe 55, 56 in dem Hülsenglied 19 stehen in bekannter Weise mit der Leitung 29 in Verbindung, die mit dem Reservoir 28 in Verbindung steht. Aus Einfachheitsgründen zeigen die Zeich­ nungen nur den Durchlaß 55, der mit der Leitung 29 in Verbindung steht. Zwei Strömungsmitteldurchlässe 57, 58 in dem Hülsenglied 19 stehen in bekannter Weise mit der Leitung 38 in Verbindung.

Aus Einfachheitsgründen zeigen die Zeichnungen nur den Durchlaß 57, der mit der Leitung 38 in Verbindung steht.

Zwei Nuten 61, 62 in dem Kernglied 21 stehen in bekannter Weise über eine Strömungsmittelleitung 15 mit dem Kammerabschnitt 37 des Servolenkmotors 20 in Verbindung. Aus Einfachheitsgründen zeigen die Zeichnungen nur die Nut 62, die mit dem Kammerteil 37 in Verbindung steht. Zwei Nuten 63, 64 in dem Kernglied 21 stehen in bekannter Weise über eine Strömungsmittelleitung 17 mit dem Kammerabschnitt 39 des Servolenkmotors 20 in Verbindung. Aus Einfachheitsgründen zeigen die Zeichnungen nur die Nut 64, die mit dem Kammerabschnitt 39 in Verbindung steht. Jede der beiden Nuten 65, 68 in dem Kernglied 21 kann in Strömungsmittel­ verbindung mit dem Strömungsmitteldurchlaß 57 in dem Hülsenglied 19 gebracht werden. Jede der beiden Nuten 66, 67 in dem Kern­ glied 21 kann in Strömungsmittelverbindung mit dem Strömungs­ mitteldurchlaß 58 in dem Hülsenglied 19 gebracht werden.

Die Nuten 65-68 auf dem Kernglied 21 haben acht abgeschrägte druckmodulierende Steuerkanten oder -ränder 71-78. Zum Zwecke der Darstellung sind die Kanten 71-78 in den Zeichnungen über­ trieben gezeigt. Jede der Kanten 71-78 ist abgeschrägt, um ein abruptes Schließen zwischen einer Nut auf dem Kernglied 21 und einem zugehörigen Durchlaß auf dem Hülsenglied 19 zu vermeiden. Die Kante 71 ist zwischen dem Durchlaß 52 und der Nut 66 ange­ ordnet, und die Kante 72 ist zwischen der Nut 66 und dem Durchlaß 58 angeordnet. Die Kante 73 ist zwischen dem Durchlaß 58 und der Nut 67 angeordnet, und die Kante 74 ist zwischen der Nut 67 und dem Durchlaß 53 angeordnet. Die Kante 75 ist zwischen dem Durchlaß 54 und der Nut 68 angeordnet, und die Kante 76 ist zwischen der Nut 68 und dem Durchlaß 57 angeordnet. Die Kante 77 ist zwischen dem Durchlaß 57 und der Nut 65 angeordnet, und die Kante 78 ist zwischen der Nut 65 und dem Durchlaß 51 angeordnet. Die Kanten jeder der Nuten 61-64 sind nicht modifiziert, d. h. nicht abgeschrägt.

NEUTRALER ZUSTAND DES LENKVENTILS

Wenn der Fahrzeugmotor abgestellt ist, pumpt die Pumpe 26 kein Strömungsmittel durch die Leitung 34, das Bypaßventil 40 ist geschlossen, das Druckbegrenzungsventil 45 ist geschlossen und das Lenkventil 18 ist in seiner neutralen Position wie in Fig. 2 gezeigt. Bei niedrigen Fahrzeugmotorgeschwindigkeiten oder - drehzahlen und während keiner Lenkung, wie beispielsweise während Motorleerlaufs, gibt die Pumpe 26 Strömungsmittel zu der Leitung 34 ab, und das Lenkventil 18 ist in seiner neutralen Position.

Bezüglich Fig. 2 strömt in der neutralen Position des Lenk­ ventils 18 Strömungsmittel von dem Durchlaß 51 über die Kante 78 in die Nut 65 und strömt wiederum über die Kante 77 in den Durchlaß 57. Strömungsmittel strömt auch von dem Durchlaß 54 über die Kante 75 in die Nut 68 und strömt wiederum über die Kante 76 in den Durchlaß 57. Strömungsmittel strömt von dem Durchlaß 52 über die Kante 71 in die Nut 66 und strömt wiederum über die Kante 72 in den Durchlaß 58. Strömungsmittel strömt auch von dem Durchlaß 53 über die Kante 74 in die Nut 67 und strömt wiederum über die Kante 73 in den Durchlaß 58. Strömungs­ mittel strömt dann von den Durchlässen 57, 58 durch die Leitung 38 und die Öffnung 50 in das Reservoir 28.

In der neutralen Position des Lenkventils 18 stehen auch die Nuten 61, 63 mit dem Durchlaß 55 in Verbindung und die Nuten 62, 64 stehen mit dem Durchlaß 56 in Verbindung. Da die Durchlässe 55, 56 über die Leitung 29 mit dem Reservoir 28 in Verbindung stehen, stehen die Kammerabschnitte 37, 39 des Servolenkmotors 20 in Verbindung miteinander und mit dem Reservoir 28.

Der Strömungsmittelfluß durch die Leitung 38 und die Öffnung 50 bewirkt, daß Drucksignale zu dem Bypaßventil 40 geleitet werden. Diese Signale bewirken zusammen mit der Vorspannkraft der Feder 42, daß das Bypaßventil 40 öffnet, um Strömungsmittel von der Leitung 34 durch die Leitung 29 in das Reservoir 28 umzuleiten. Zum Beispiel bei einer Motorleerlaufdrehzahl von 600 upm ist die Strömungsrate des Strömungs­ mittels durch das Bypaßventil 40 vorzugsweise ungefähr 3,1 Gallonen (11,72 l) pro Minute, während die Strömungsrate von Strömungsmittel durch die Öffnung 50 auf einer vorbestimmten niedrigen konstanten Rate von vorzugsweise ungefähr 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute ist. Da die Strömungsmittelflußrate durch die Zumeßöffnung 50 relativ gering ist, während Motorleerlaufs in einem Nicht-Lenkzustand, ist die Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil 18 relativ niedrig.

Wenn die Fahrzeugmotordrehzahl ansteigt mit dem Lenkventil 18 in seinem neutralen Zustand, steigt die Geschwindigkeit (Drehzahl) der Pumpe 26 an. Somit steigt der Strömungsmittelfluß durch die Leitung 38 und die Öffnung 50 an. Somit fällt das Strömungs­ mitteldrucksignal in der Leitung 49 ab, und das Strömungsmittel­ drucksignal in der Leitung 41 steigt an. Wenn die Fahrzeugmotor­ drehzahl abnimmt, nimmt die Geschwindigkeit (Drehzahl) der Pumpe 26 ab. Somit nimmt die Strömungsmittelflußrate durch die Leitung 38 und die Öffnung 50 ab. Somit steigt das Strömungsmittel­ drucksignal in der Leitung 49 an, und das Strömungsmittel­ drucksignal in der Leitung 41 nimmt ab. Das Bypaßventil 40 wird durch die Strömungsmitteldrucksignale in den Leitungen 41, 49 und die Vorspannkraft der Feder 42 gesteuert, um die vor­ bestimmte niedrige konstante Strömungsmittelflußrate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute durch die Zumeßöffnung 50 beizu­ behalten, wenn die Fahrzeugmotordrehzahl ansteigt und abnimmt.

Genauer, wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 abnimmt unterhalb einer vorbestimmten niedrigen konstanten Rate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute, dann bewegt sich das Bypaß­ ventil 40 in eine mehr geschlossene Position. Wenn sich das Bypaßventil 40 in eine mehr geschlossene Position bewegt, steigt die Strömungsmittelflußrate durch die Hauptleitung 34 an. Wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Hauptleitung 34 ansteigt, steigt die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50. Somit steigt die Strömungsmittelflußrate durch die Hauptleitung 34, um die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 auf einer vorbestimmten niedrigen konstanten Rate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute zu halten, wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Zumeßöffnung 50 abnimmt.

Wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 ansteigt über die vorbestimmte niedrige konstante Rate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute, dann bewegt sich das Bypaßventil 40 in eine mehr offene Position. Wenn das Bypaßventil 40 sich in eine mehr offene Position bewegt, nimmt die Strömungsmittelflußrate durch die Hauptleitung 34 ab. Wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Hauptleitung 34 abnimmt, nimmt die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 ab. Somit nimmt die Strömungsmittelflußrate durch die Hauptleitung 34 ab, um die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 auf der vorbestimmten niedrigen konstanten Rate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute zu halten, wenn die Strömungsmittelflußrate durch die Zumeßöffnung 50 ansteigt. Vorzugsweise ist die maximale Flußrate, bei der Strömungsmittel durch das Bypaßventil 40 umgeleitet werden kann, 19,1 Gallonen (72,2 l) pro Minute. Durch Halten der vorbestimmten niedrigen konstanten Strömungsmitteflußrate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute durch die Öffnung 50, wenn die Motordrehzahl ansteigt oder abnimmt, in einem Nicht-Lenkzustand, wird die Menge von Strömungsmittelfluß, die durch das Lenkventil 18 geliefert wird, auf der vorbestimmten niedrigen konstanten Strömungsmittel­ flußrate gehalten.

LENKEN IN EINE RICHTUNG

Wenn das Fahrzeuglenkrad in eine Richtung gedreht wird, wird typischerweise die Torsionsstange verdreht und das Kernglied 21 rotiert in einer Richtung relativ zu dem Hülsenglied 19. Bezüglich Fig. 3 sind das Kernglied 21 und das Hülsenglied 19 in unterschiedlichen Positionen relativ zueinander, verglichen mit den relativen Positionen des Kernglieds 21 und des Hülsenglieds 19 in der neutralen Position des Lenkrads 18, wie in Fig. 2 gezeigt. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Kernglied 21 im Uhr­ zeigersinn relativ zu dem Hülsenglied 19 verdreht aus der neutralen Position, wie in Fig. 2 gezeigt.

Wenn das Kernglied 21 sich von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 3 bewegt, bleiben die Nuten 63, 64 in dem Kernglied 21 in Verbindung mit den Durchlässen 55 bzw. 56 in dem Hülsenglied 19. Der Kammerabschnitt 39 des Servolenkmotors 20 steht in Verbindung mit den Nuten 63, 64, die über die Durch­ lässe 55, 56 mit der Leitung 29 in Verbindung stehen. Da die Leitung 29 mit dem Reservoir 28 in Verbindung steht, ist der Kammerabschnitt 39 des Servolenkmotors 20 mit dem Reservoir 28 verbunden, wenn das Kernglied 21 in der Position von Fig. 3 ist.

Wenn das Kernglied 21 sich von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 3 bewegt, schalten auch die Nuten 61, 62 in dem Kernglied 21, um mit den Durchlässen 52 bzw. 54 in dem Hülsenglied 19 in Verbindung zu stehen. Der Kammerabschnitt 37 des Servolenkmotors 20 steht mit den Nuten 61, 62 in Verbindung, die über die Durchlässe 52, 54 mit der Leitung 34 in Verbindung stehen, wenn das Kernglied 21 in der Position von Fig. 3 ist. Da die Leitung 34 mit dem Auslaßanschluß der Pumpe 26 in Verbindung steht, ist der Kammerabschnitt 37 des Servolenkmotors 20 mit dem Auslaßanschluß der Pumpe 26 verbunden. Somit ist der Kammer­ abschnitt 37 des Sevolenkmotors 20 auf einem relativ hohen Strömungsmitteldruck, wenn das Kernglied 21 in der Position von Fig. 3 ist.

Da der Kammerabschnitt 37 auf einem relativ hohen Strömungs­ mitteldruck ist und der Kammerteil 39 auf einem relativ geringen Strömungsmitteldruck, wenn das Kernglied 21 und das Hülsenglied 19 in den Lagen von Fig. 3 sind, bewegt sich der Kolben 30 axial nach rechts (wie in Fig. 3 gesehen). Wenn der Kolben 30 sich axial nach rechts bewegt, werden die lenkbaren Fahrzeugräder 14, 16 durch die Fahrzeuglenkverbindung 22 in eine zugehörige Richtung gedreht. Während der Kolben 30 sich axial nach rechts bewegt, rotiert das Hülsenglied 19 relativ zu dem Kernglied 21 in einer Nachfolgeart wegen der Betätigung der Kugel- und Schraubenverbindung 32 zwischen dem Kolben 30 und dem Hülsen­ glied 19, wie in der US 4 942 803 gezeigt.

Wenn das Kernglied 21 sich in seine in Fig. 3 gezeigte Position bewegt, nimmt auch der Strömungsmitteldruck in der Leitung 38 ab, und der Strömungsmitteldruck in der Leitung 41 nimmt ab. Dies geschieht wegen dem Bedarf an Strömungsmittel durch den Servolenkmotor 20 von den Durchlässen 51-54, die auch mit der Leitung 38 in Verbindung stehen. Somit nimmt der Fluß durch die Öffnung 50 ab. Als ein Ergebnis drängen die auf das Bypaßventil 40 wirkenden Kräfte das Bypaßventil 40 zu einem mehr geschlos­ senen Zustand. Wenn das Bypaßventil 40 zu einem mehr geschlos­ senen Zustand gedrängt wird, steigt die Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil 18 zu dem Servolenkmotor 20 an, und weniger Strömungsmittel wird durch das Bypaßventil 40 zu der Leitung 29 umgeleitet. Dies vergrößert den Strömungsmitteldruck in der Leitung 38 und die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50, so daß die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 auf dem vorbestimmten niedrigen konstanten Wert von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten wird.

Wenn das Kernglied 21 sich von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 3 bewegt, sind der Strömungsmitteldruck in dem Kammerabschnitt 37 des Lenkmotors 20, der Strömungsmitteldruck in den Nuten 61, 62 in dem Kernglied 21 und der Strömungsmittel­ druck in den Durchlässen 51-54 in dem Hülsenglied 19 auf annähernd dem gleichen Strömungsmitteldruck, da die Kanten jeder der Nuten 61, 62 keine Modifikationen haben, wie beispielsweise Abschrägungen. Gleichzeitig strömt weiterhin Strömungsmittel über die Modifizierungskanten 71-78. Der Strömungsmittelfluß über die Modifizierungskanten 71-78 ist der gleiche wie der Strömungsmittelfluß durch die Leitung 38 und die Öffnung 50 in das Reservoir 28. Da der Strömungsmittelfluß durch die Öffnung 50 auf dem vorbestimmten niedrigen konstanten Wert von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten wird, wird auch der Strömungsmittelfluß über die Modifikationskanten 71-78 auf 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten. Somit wird der Strömungs­ mittelfluß über die Modifikationskanten 71-78 auf 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten, wenn das Kernglied 21 sich von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 3 bewegt.

LENKEN IN DIE ENTGEGENGESETZTE RICHTUNG

Wenn das Fahrzeuglenkrad in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, verdreht sich typischerweise die Torsionsstange in die entgegengesetzte Richtung und das Kernglied 21 rotiert in die entgegengesetzte Richtung relativ zu dem Hülsenglied 19. Bezüglich Fig. 4 sind das Kernglied 21 und das Hülsenglied 19 in unterschiedlichen Positionen relativ zueinander, verglichen mit den relativen Positionen des Kernglieds 21 und des Hülsenglieds 19 in der neutralen Position des Lenkventils 18, wie in Fig. 2 gezeigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird das Kernglied 21 im Gegen­ uhrzeigersinn rotiert, relativ zu dem Hülsenglied 19 von der neutralen Position wie in Fig. 2 gezeigt.

Wenn das Kernglied 21 sich von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 4 bewegt, sind die Nuten 61, 62 in dem Kern­ glied 21 in Verbindung mit den Durchlässen 55 bzw. 56 in dem Hülsenglied 19. Der Kammerabschnitt 37 in dem Servolenkmotor 20 ist in Verbindung mit den Nuten 61, 62, die über die Durchlässe 55, 56 mit der Leitung 29 in Verbindung stehen. Da die Leitung 29 mit dem Reservoir 28 in Verbindung steht, ist der Kammer­ abschnitt 37 des Servolenkmotors 20 mit dem Reservoir 28 ver­ bunden, wenn das Kernglied 21 in der Position von Fig. 4 ist.

Wenn das Kernglied 21 sich von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 4 bewegt, schalten auch die Nuten 63, 64 in dem Kernglied 21, um mit den Durchlässen 51 bzw. 53 in dem Hülsenglied 19 in Verbindung zu stehen. Der Kammerabschnitt 39 des Servolenkmotors 20 steht mit den Nuten 63, 64 in Verbindung, die über die Durchlässe 51, 53 mit der Leitung 34 in Verbindung stehen, wenn das Kernglied 21 in der Position von Fig. 4 ist. Da die Leitung 34 mit dem Auslaßanschluß der Pumpe 26 in Verbindung steht, ist der Kammerabschnitt 39 des Servolenkmotors 20 mit dem Auslaßanschluß der Pumpe 26 verbunden und somit auf einem relativ hohen Strömungsmitteldruck, wenn das Kernglied 21 in der Position von Fig. 4 ist.

Da der Kammerabschnitt 39 auf einem relativ hohen Strömungs­ mitteldruck ist und der Kammerabschnitt 37 auf einem relativ niedrigen Strömungsmitteldruck ist, wenn das Kernglied 21 und das Hülsenglied 19 in den Positionen von Fig. 4 sind, bewegt sich der Kolben 30 axial nach links (wie in Fig. 4 gesehen). Wenn der Kolben 30 sich axial nach links bewegt, werden die lenkbaren Fahrzeugräder 14, 16 durch die Fahrzeuglenkverbindung 22 in einer zugehörigen Richtung gedreht. Wenn der Kolben 30 sich axial nach links bewegt, rotiert das Hülsenglied 19 relativ zu dem Kernglied 21 in einer Nachfolgeweise wegen der Tätigkeit der Kugel- und Schraubenverbindung 32 zwischen dem Kolben 30 und dem Hülsenglied 19, wie in der US 4 942 803 gezeigt.

Das Bypaßventil 40 wird gesteuert, um die vorbestimmte niedrige konstante Strömungsmittelflußrate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute durch die Öffnung 50 aufrechtzuerhalten, wenn das Kern­ glied 21 sich von der in Fig. 2 gezeigten Position in die in Fig. 4 gezeigte Position bewegt der Betrieb und die Steuerung des Bypaßventils 40, um die vorbestimmte niedrige konstante Strömungsmittelflußrate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute durch die Öffnung 50 beizubehalten, wenn das Lenkventil 18 von der in Fig. 2 gezeigten Position in die in Fig. 4 gezeigte Position bewegt wird, sind die gleichen wie der Betrieb und die Steuerung des Bypaßventils 40, um die vorbestimmte, niedrige konstante Strömungsmittelflußrate von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute durch die Öffnung 50 beizubehalten, wenn das Lenkventil 18 von der in Fig. 2 gezeigten Position in die in Fig. 3 gezeigte Position bewegt wird, wie schon beschrieben.

Wenn sich das Kernglied 21 von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 4 bewegt, sind der Strömungsmitteldruck in dem Kammerabschnitt 37 des Lenkmotors 20, der Strömungsmitteldruck in den Nuten 63, 64 in dem Kernglied 21 und der Strömungs­ mitteldruck in den Durchlässen 51-54 in dem Hülsenglied 19 annähernd der gleiche Strömungsmitteldruck, da die Kanten jeder der Nuten 63, 64 keine Modifikationen haben wie beispielsweise Abschrägungen. Gleichzeitig strömt Strömungsmittel weiterhin über die Modifikationskanten 71-78. Der Strömungsmittelfluß über die Modifikationskanten 71-78 ist der gleiche wie der Strömungs­ mittelfluß durch die Leitung 38 und die Öffnung 50 in das Reservoir 28. Da der Strömungsmittelfluß durch die Öffnung 50 auf dem vorbestimmten niedrigen konstanten Wert von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten wird, wird auch der Strömungs­ mittelfluß über die Modifikationskanten 71-78 auf 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten. Somit wird der Strömungsmittelfluß über die Modifikationskanten 71-78 auf 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten, wenn das Kernglied 21 sich von der Position von Fig. 2 in die Position von Fig. 4 bewegt.

BEDIENUNGSMERKMALE

Das Fahrzeugservolenksystem 10 hat gewisse einzigartige und vor­ teilhafte Bedienungsmerkmale. Zum Beispiel hat das Servolenk­ system 10 einen relativ geringen Motorkraftverbrauch. Dies ist so, da die Pumpe 26 nur vorzugsweise 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute von Strömungsmittel durch das Lenkventil 18 pumpt, wenn kein Lenken bewirkt wird. Dies steht im Gegensatz zu den Lenk­ systemen wie beispielsweise in der US 4 768 605 gezeigt, welche versuchen, einen Konstantenfluß von ungefähr 4 Gallonen (15,1 l) pro Minute an ein Lenkventil zu jeder Zeit zu liefern. Da nur 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute von Strömungsmittel durch das Lenkventil 18 strömt, wenn keine Lenkung bewirkt wird, ist der Druckabfall über die Pumpe 26 gering und die von der Pumpe 26 verbrauchte Motorkraftmenge ist relativ gering. Des weiteren wird Geräusch, das vom Strömungsmittelfluß durch das Servolenk­ system 10 erzeugt wird, minimiert, da nur 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute von Strömungsmittel durch das Lenkventil 18 strömen, wenn keine Lenkung bewirkt wird.

Das Fahrzeugservolenksystem 10 bewirkt auch, eine veränderbare Strömungsmittelflußrate an das Lenkventil 18 zu liefern, abhängig von der Drehrate des Lenkrads. Wenn beispielsweise die Drehrate des Lenkrads ansteigt, neigt der Druck in der Leitung 38 dazu abzufallen wegen des Bedarfs an Strömungsmittel durch den Lenkmotor 20. Daher neigt die Strömungsmittelrate durch die Öffnung 50 dazu abzunehmen. Daher neigen die auf das Bypaßventil 40 wirkenden Kräfte dazu, das Bypaßventil 40 zu schließen und dadurch Strömungsmittelfluß zu dem Lenkventil 18 zu erhöhen, so daß der Strömungsmittelfluß durch die Leitung 38 konstant gehalten wird. Dies steht im Gegensatz zu in der US 4 768 605 gezeigten Lenksystem, welches wirkt, um einen konstanten Strömungsmittelfluß an ein Lenkventil zu liefern ohne Rücksicht darauf, wie schnell das Lenkrad gedreht wird.

Während des Lenkens bleibt die Strömungsmittelflußrate durch die Öffnung 50 auf dem vorbestimmten niedrigen konstanten Wert von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute unabhängig von der Lenkrad­ winkelgeschwindigkeit, d. h. der Rate, mit der das Lenkrad gedreht wird und somit der Rate, mit der das Kernglied 21 relativ zu dem Hülsenglied 19 gedreht wird. Dies geschieht, weil das Kernglied 21 und das Ventilhülsenglied 19 sich in die gleichen relativen Positionen für eine gegebene Lenklast bewegen, ohne Rücksicht darauf, wie schnell das Lenkrad gedreht wird. Dies geschieht, weil (1) die Summe der Strömungsraten über die Modifkationskanten 71-78 von den Durchlässen 51-54 dazu neigt, auf 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute zu bleiben und (2) es einen minimalen, wenn überhaupt einen Druckabfall zwischen den Durchlässen 51-54 und der unter Druck gesetzten Kammer des Lenk­ motors 20 gibt, da es keine Modifikationskanten zwischen den Durchlässen 51-54 und der unter Druck gesetzten Kammer des Lenk­ motors 20 gibt.

Das Fahrzeugservolenksystem 10 wirkt auch, verminderte Lenk­ anstrengung während des Fahrzeugeinparkens vorzusehen, ver­ glichen mit dem in der US 4 768 605 gezeigten Lenksystem. In dem Servolenksystem 10 ist die Strömungsfläche in der Umge­ bung der Modifikationskanten 71-78 relativ klein. Somit braucht die Torsionsstange nur im geringen Maße verdreht zu werden, um die Strömungsfläche in der Umgebung der Modifikationskanten 71-78 einzuschränken und dadurch einen Druckanstieg in den Durchlässen 51-54 für eine gegebene Lenklast zu bewirken. Dies ergibt auch eine Abnahme in der Ansprechzeit, verglichen mit dem in der US 4 768 605 gezeigten Lenksystem.

ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist schematisch in Fig. 5 dargestellt. Da das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel im allgemeinen ähnlich dem in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist, werden ähnliche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Bauteile zu bezeichnen, wobei der Suffix "a" zu den zum Ausführungsbeispiel von Fig. 5 gehörigen Bezugs­ zeichen hinzugefügt wurde.

Bezüglich Fig. 5 ist das Lenkventil 18a in seiner neutralen Position gezeigt. Ein steuerbares Stromventil 90 hat eine Seite in Verbindung mit einer Strömungsmittelleitung 97. Die Strömungsmittelleitung 97 steht über eine Strömungsmittelleitung 98 mit dem Lenkventil 18a in Verbindung. Strömungsmittel strömt von dem Lenkventil 18a in die Leitung 98, welches wiederum in eine Leitung 97 strömt zu dem Stromventil 90 und in eine Leitung 99 zu der Öffnung 50a. Die gegenüberliegende Seite des Strom­ ventils 90 steht über eine Strömungsmittelleitung 91 mit einer Zumeßöffnung 92 in Verbindung. Die Zumeßöffnung 92 steht über die Leitung 29a mit dem Reservoir 28a in Verbindung. Die Öffnung 92 hat die gleiche Größe wie die Zumeßöffnung 50a. In einer offenen Position des Stromventils 90 strömt Strömungsmittel von der Leitung 97 durch das Stromventil 90 und durch die Öffnung 92 zu dem Reservoir 28a. In der vollständig geschlossenen Position des Stromventils 90 gibt es keine Verbindung von der Leitung 97 durch das Stromventil 90 und durch die Öffnung 92 zu dem Reservoir 28a.

Das Sromventil 90 wird gesteuert infolge eines elektrischen Ausgangssignals in der Leitung 95 von einem elektronischen Steuermodul 93. Das Ausgangssignal in der Leitung 95 von dem elektronischen Steuermodul 93 wird geliefert infolge eines Geschwindigkeitssignals in der Leitung 96 von einem Fahrzeug­ geschwindigkeitsfühler 94. Das Geschwindigkeitssignal in der Leitung 96 von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 94 ist bezeichnend für die Geschwindigkeit über Grund (Grundgeschwindigkeit) des Fahrzeugs. Das Stromventil 90 wird daher gesteuert infolge der Fahrzeuggrundgeschwindigkeit. Das Stromventil 90 ist in seiner vollständig offenen Position, wenn die Fahrzeuggrundgeschwindigkeit bei Null ist. Das Stromventil 90 bewegt sich fortschreitend in eine mehr geschlossene Position, wenn die Fahrzeuggrundgeschwindigkeit ansteigt. Das Stromventil 90 ist in seiner vollständig geschlossenen Position, wenn die Fahrzeuggrundgeschwindigkeit oberhalb eines vorbe­ stimmten Geschwindigkeitswerts ist.

Wenn das Lenkventil 18a in seiner neutralen Stellung ist und das Stromventil 90 in seiner vollständig offenen Position, d. h., wenn die Fahrzeugrundgeschwindigkeit bei Null ist, strömt Strömungsmittel von der Leitung 97 durch das Stromventil 90 und durch die Öffnung 92 in das Reservoir 28a mit einer vorbe­ stimmten Strömungsrate von vorzugsweise 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute. Gleichzeitig wird die Strömungsmittelflußrate durch die Leitung 99 und durch die Öffnung 50a in das Reservoir 28a auf dem vorbestimmten niedrigen konstanten Wert von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten. Der Strömungsmittelfluß durch die Leitung 98 von dem Lenkventil 18a ist die Summe von Strömungsmittelfluß durch die Leitung 98 zu dem Stromventil 90 und dem Strömungsmittelfluß durch die Leitung 99 zu der Öffnung 50a. Somit ist die Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil 18a bei 1,8 Gallonen (6,8 l) pro Minute, wenn das Lenkventil 18a in seiner neutralen Position ist und das Stromventil 90 in seiner vollständig geöffneten Position ist.

Wenn die Fahrzeugrundgeschwindigkeit ansteigt, bewegt sich das Stromventil 90 in eine mehr geschlossene Position und die Strömungsmittelflußrate durch das Stromventil 90 nimmt von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute ab. Gleichzeitig wird die Strömungsmittelflußrate durch die Leitung 99 und durch die Öffnung 50a in das Reservoir 28a auf dem vorbestimmten niedrigen konstanten Wert von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten. Somit nimmt die Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil 18a von 1,8 Gallonen (6,8 l) pro Minute ab, wenn das Lenkventil 18a in seiner neutralen Position ist und das Stromventil 90 sich in eine mehr geschlossene Position bewegt.

Wenn das Lenkventil 18a in seiner neutralen Position ist und das Stromventil 90 in seiner vollständig geschlossenen Position, d. h., wenn die Fahrzeuggrundgeschwindigkeit oberhalb eines vorbe­ stimmten Geschwindigkeitswerts ist, strömt kein Strömungsmittel von der Leitung 97 durch das Stromventil 90 und durch die Öffnung 92 in das Reservoir 28a. Gleichzeitig wird die Strömungsmittelflußrate durch die Leitung 99 und durch die Öffnung 50a in das Reservoir 28a auf dem vorbestimmten niedrigen konstanten Wert von 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute gehalten. Da kein Strömungsmittel durch die Leitung 97 strömt, ist die Strömungsmittelflußrate durch die Leitung 98 von dem Lenkventil 18a die gleiche wie die Strömungsmittelflußrate durch die Leitung 99 zu der Öffnung 50a. Somit ist die Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil 18a bei 0,9 Gallonen (3,4 l) pro Minute, wenn das Lenkventil 18a in seiner neutralen Position ist und das Stromventil 90 in seiner voll­ ständig geschlossenen Position ist.

Aus dem oben Gesagten ist klar, daß die Strömungsmittelflußrate durch das Lenkventil 18a über die Modifikationskanten 71a-78a und durch die Leitung 98 bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 höher ist als in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4. Dies ergibt verminderte Lenkanstrengung während Einparkens, weil das Kernglied 21a in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 nicht so weit wie das Kern­ glied 21 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 bewegt werden muß, um einen gewünschten Druckabfall über die Modifi­ kationskanten 71a-78a vorzusehen. Somit muß die Torsionsstange in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 nicht so weit verdreht werden wie die Torsionsstange in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 für eine gegebene Lenklast.

Wenn es gewünscht wird, die gleiche Lenkanstrengung in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 4 während Einparkens beizubehalten, könnte auch eine Torsionsstange mit größerer Federrate (Federkonstante) in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 verwendet werden. Wenn eine Torsionsstange mit größerer Federrate in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 verwendet würde, würde dies ergeben, daß eine größere Lenkanstrengung bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten benötigt wird, was für gewisse Fahrzeuge wünschenswert sein kann.

Aus dem oben Gesagten sollte deutlich sein, daß der Anmelder ein neues und verbessertes Servolenksystem vorsieht, und daß gewisse Veränderungen und Abwandlungen darin von dem Fachmann gemacht werden können. Solche Veränderungen und Abwandlungen sollen von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt sein.

Zusammenfassend sieht die vorliegende Erfindung folgendes vor. Ein Servolenkmotor ist betriebsmäßig verbindbar mit lenkbaren Fahrzeugrädern zum Lenken der Fahrzeugräder. Ein betätigbares Servolenkventil hat eine neutrale Position, in der Strömungs­ mittel durch das Lenkventil zu einem Strömungsmittelreservoir strömt, und eine betätigte Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil zu dem Lenkmotor strömt. Eine Hauptleitung leitet Strömungsmittel von dem Auslaßanschluß einer Pumpe zu dem Lenkventil. Rückleitungsmittel leiten Strömungsmittel von dem Lenkventil zu dem Reservoir, wenn das Lenkventil in seiner neutralen Position und in seiner betätigten Position ist. Eine Zumeßöffnung ist in den Rückleitungsmitteln angeordnet. Ein Bypaßventil leitet Strömungsmittel von der Hauptleitung zu dem Reservoir um. Das Bypaßventil wird gesteuert infolge eines Druckabfalls über die Zumeßöffnung hinweg, die in den Rück­ leitungsmitteln angeordnet ist.

Claims (14)

1. Servolenk-Vorrichtung (10), die folgendes aufweist:
einen Servolenkmotor (20), der betriebsmäßig verbindbar ist mit lenkbaren Fahrzeugrädern (14, 16) zum Lenken der Fahrzeugräder, wenn er mit den Fahrzeugrädern verbunden ist;
ein Strömungsmittelreservoir (28);
eine Pumpe (26) mit einem Einlaßanschluß in Verbindung mit dem Reservoir (28) und mit einem Auslaßanschluß;
ein betätigbares Servolenkventil (18) mit einer neutralen Posi­ tion, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil (18) zu dem Reservoir (28) strömt, und mit einer betätigten Position, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil (18) zu dem Lenkmotor (20) und dem Reservoir (28) strömt;
Hauptleitungsmittel (34) zum Leiten von Strömungsmittel von dem Auslaßanschluß der Pumpe (26) zu dem Lenkventil (18);
Rückleitungsmittel (38, 29) zum Leiten von Strömungsmittel von dem Lenkventil (18) zu dem Reservoir (28), wenn das Lenkventil (18) in seiner neutralen Position und seiner betätigten Position ist;
ein Bypaßventil (Umgehungsventil) (40) zum Umleiten von Strömungsmittel von den Hauptleitungsmitteln (34) zu dem Reser­ voir (28);
eine Zumeßöffnung (50), die in den Rückleitungsmitteln (38) angeordnet ist; und
Mittel (41, 42, 49) zum Steuern des Bypaßventils (40) infolge eines Druck­ abfalls über die in den Rückleitungsmitteln (38) angeordnete Öffnung (50) hinweg.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Rückleitungsmittel (38, 39) folgendes aufweisen: eine erste Leitung (38), die mit dem Lenk­ ventil (18), dem Reservoir (28) und dem Bypaßventil (40) in Verbindung steht, und eine zweite Leitung (29), die mit dem Lenkventil (18) und dem Reservoir (28) in Verbindung steht, wobei die Zumeßöffnung (50) in der ersten Leitung angeordnet ist und das Bypaßventil (40) steuert, um eine konstante Strömungsmittelflußrate durch die erste Leitung beizubehalten, und wobei das Lenkventil (18) Durch­ lässe (55, 56) hat zum Leiten von Strömungsmittel von dem Lenkmotor (20) zu der zweiten Leitung (29) zum Fließen zu dem Reservoir (28).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel (41, 42, 49) zum Steuern des Bypaßventils (40) eine Steuerströmungsmittelleitung (49) auf­ weisen, die zwischen dem Bypaßventil (40) und der Öffnung (50) ver­ bunden ist und ein Strömungsmitteldrucksignal leitet, um das Bypaßventil (40) zu steuern, wobei die Größe des Strömungsmittel­ drucksignals in der Steuerströmungsmittelleitung (49) sich ändert als eine Funktion der Menge von Strömungsmittelfluß durch die Öffnung (50), wobei das Strömungsmitteldrucksignal in der Steuerströmungsmittelleitung (49) zum Ansteigen neigt, wenn die Menge von Strömungsmittelfluß durch die Öffnung (50) zum Abnehmen neigt, und wobei sie zum Abnehmen neigt, wenn die Menge von Strömungsmittelfluß durch die Öffnung (50) zum Ansteigen neigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Öffnung (50) eine Venturi- Öffnung ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Lenkventil (18) ein Hülsenglied (19) und ein Kernglied (21) aufweist, das innerhalb des Hülsenglieds (19) angeordnet ist und koaxial mit dem Hülsenglied (19) ist, wobei das Hülsenglied (19) und das Kernglied (21) drehbar relativ zueinander sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Hülsenglied (19) eine Anzahl von gleich beabstandeten Durchlässen (51-58) hat, die sich radial durch das Hülsenglied (19) erstrecken und wobei das Kern­ glied (21) eine Anzahl von sich axial erstreckenden Nuten (61-68) hat, die umfangsmäßig um den Außenumfang des Kernglieds (21) beab­ standet sind, wobei die Nuten (61-68) in dem Kernglied (21) und die Durchlässe (51-58) in dem Hülsenglied (19) zusammenwirken, um eine Viel­ zahl von Strömungsmittelpfaden durch das Lenkventil (18) zu definieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei gewisse (65-68) der Nuten (61-68) in dem Kernglied (21) Modifikationskanten (71-78) haben, über die Strömungs­ mittel von den Hauptleitungsmitteln (34) zu der ersten Leitung (38) der Rückleitungsmittel (38, 29) strömt.

8. Vorrichtung (10), die folgendes aufweist:
einen Servolenkmotor (20), der betriebsmäßig verbindbar ist mit lenkbaren Fahrzeugrädern (14, 16) zum Lenken der Fahrzeugräder, wenn er mit den Fahrzeugrädern verbunden ist, wobei der Servo­ lenkmotor (20) einen Kolben (30) und erste und zweite Strömungsmittel­ kammerabschnitte (37, 39) auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens hat;
ein Strömungsmittelreservoir (28);
eine Pumpe (26) mit einem Einlaßanschluß in Verbindung mit dem Reservoir (28) und mit einem Auslaßanschluß;
ein betätigbares Servolenkventil (18) mit einer neutralen Posi­ tion, in der Strömungsmittel durch das Lenkventil (18) zu dem Reservoir (28) über einen ersten Pfad strömt, und mit einer betätigten Position, in der (i) Strömungsmittel durch das Lenkventil (18) zu dem Reservoir (28) durch den ersten Pfad strömt, (ii) Strömungsmittel durch das Lenkventil (18) in einen Kammer­ abschnitt (37; 39) des Lenkmotors (20) über einen zweiten Pfad strömt, und (iii) Strömungsmittel durch das Lenkventil (18) von dem anderen Kammerabschnitt (39; 37) des Lenkmotors über einen dritten Pfad strömt;
Hauptleitungsmittel (34) zum Leiten von Strömungsmittel von dem Auslaßanschluß der Pumpe (26) zu dem Lenkventil (18);
eine erste Rückleitung (38) zum Leiten von Strömungsmittel von dem ersten Pfad zu dem Reservoir (28), wenn das Lenkventil (18) in seiner neutralen Position ist und wenn das Lenkventil (18) in seiner betätigten Position ist;
eine zweite Rückleitung (29) zum Leiten von Strömungsmittel von dem dritten Pfad zu dem Reservoir (28);
ein Bypaßventil (Umgehungsventil) (40) zum Umleiten von Strömungsmittel von den Hauptleitungsmitteln (34) zu dem Reser­ voir (28);
eine Öffnung (50), die in den Rückleitungsmitteln (38) angeordnet ist; und
Mittel (41, 42, 49) zum Steuern des Bypaßventils (40) infolge eines Druck­ abfalls über die in der ersten Leitung (38) angeordnete Öffnung (50) hinweg, um einen konstanten Strömungsmittelfluß über den ersten Pfad und durch die erste Leitung (38) beizubehalten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Lenkventil (18) ein Hülsenglied (19) und ein Kernglied (21) aufweist, das innerhalb des Hülsenglieds (19) angeordnet ist und koaxial mit dem Hülsenglied (19) ist, wobei das Hülsenglied (19) und das Kernglied (21) drehbar relativ zueinander sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Hülsenglied (19) eine Anzahl von gleich beabstandeten Durchlässen (51-58) hat, die sich radial durch das Hülsenglied (19) erstrecken, und wobei das Kern­ glied (21) eine Anzahl von sich axial erstreckenden Nuten (61-68) hat, die umfangsmäßig um den Außenumfang des Kernglieds (21) beab­ standet sind, wobei die Nuten (61-68) in dem Kernglied (21) und die Durchlässe (51-58) in dem Hülsenglied (19) zusammenwirken, um erste, zweite und dritte Pfade zu definieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei gewisse (65-68) der Nuten (61-68) in dem Kernglied (21) Modifikationskanten (71-78) haben, über die Strömungs­ mittel in dem ersten Pfad zu der ersten Rückleitung (38) strömt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei gewisse (61-64) der Nuten (61-68) in dem Kernglied (21) nicht-veränderte (nicht-modifizierte) Kanten haben, über die Strömungsmittel in dem zweiten Pfad zu dem einen Kammerabschnitt (37; 39) des Lenkmotors strömt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, die des weiteren folgendes auf­ weist:
eine zweite Öffnung (92) parallel zu der ersten Öffnung (50) in der Rückleitung (97-99),
ein Stromventil (90), das beweglich ist zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zum Steuern des Strömungsmittelflusses durch die zweite Öffnung (92), und Fahrzeuggeschwindigkeitabfühlmittel (93, 94) zum Steuern des Strom­ ventils (90), um den Strömungsmittelfluß durch die zweite Öffnung (92) zu steuern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Fahrzeuggeschwindig­ keitabfühlmittel (93, 94) Mittel (93) umfassen zum Schließen des Strom­ ventils (90), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, um Strom durch die zweite Öffnung (92) zu vermindern, wenn die Fahrzeug­ geschwindigkeit ansteigt.