DE4422385A1 - Hydraulische Servolenkung - Google Patents
Hydraulische ServolenkungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkung mit
einem zwischen Druck- und Saugseite einer Hydraulikpumpe
angeordneten, in Mittel- bzw. Normalstellung offenen
Servoventil, welches den Druck an zumindest einem
Anschluß eines hydraulischen Servomotors steuert, der
bei Betätigung einer Handhabe der Servolenkung zur Er
zeugung einer die Verstellung der Handhabe erleichternden
Servostellkraft dient.
Derartige Servolenkungen sind in Kraftfahrzeugen allge
mein üblich. Das Servoventil bzw. eine Servoventilan
ordnung besitzt im Prinzip zwei parallele, von der
Druckseite zur Saugseite der Hydraulikpumpe führende
Drosselstrecken mit jeweils einer Eingangs- und einer
Ausgangsdrossel, die beide eine Offenstellung einnehmen,
solange an dem als Handhabe angeordneten Lenkhandrad keine
bzw. nur sehr geringe Betätigungskräfte manuell aufgebracht
werden bzw. werden müssen. Zwischen Eingangs- und Ausgangs
drossel jeder Drosselstrecke ist ein Anschluß für eine
Seite eines in zwei Richtungen betätigbaren Servomotors
angeordnet, wobei zwischen diesen Anschlüssen Druckgleich
heit besteht, solange das Servoventil bzw. die Servoventil
anordnung in der Mittel- bzw. Normalstellung stehen. Sobald
am Lenkhandrad eine größere manuelle Stellkraft einwirkt,
werden die beiden Drosselstrecken gegensinnig zueinander
verstellt, derart, daß in der einen Drosselstrecke die
Eingangsdrossel bei gleichzeitiger zunehmender Drosselung
der Ausgangsdrossel geöffnet wird, während in der anderen
Drosselstrecke die Eingangsdrossel bei gleichzeitiger
Öffnung der Ausgangsdrossel in Schließrichtung verstellt
wird. Damit tritt an den Motoranschlüssen eine mehr oder
weniger große Druckdifferenz in der einen oder anderen
Richtung auf, welche von der Richtung der Betätigung des
Lenkhandrades abhängig ist. Auf diese Weise kann dann der
Servomotor die manuelle Verstellung bzw. Steuerung des
Lenkhandrades erleichtern.
Typischerweise wird in Kraftfahrzeugen die Hydraulikpumpe
der Servolenkung vom Fahrzeugmotor angetrieben, wobei ein
im wesentlichen gleichbleibender Hydraulikstrom durch das
Servoventil bzw. die Servoventilanordnung mittels einer
zusätzlichen hydraulischen Stromregelung auch bei wechselnden
Drehzahlen des Fahrzeugmotors und dementsprechend wechseln
dem Förderstrom der Pumpe gewährleistet wird. Für die Servo
lenkung wird also auch dann, wenn keine Servostellkraft
erzeugt werden soll, Leistung benötigt.
Grundsätzlich ist es auch bekannt, die Hydraulikpumpe
elektrisch anzutreiben. Dabei kann der Antrieb der Pumpe
unabhängig von der Drehzahl des Fahrzeugmotors mit gleich
bleibender Geschwindigkeit erfolgen. Auf diese Weise läßt
sich die hydraulische Stromregelung vereinfachen bzw.
erübrigen. Gleichwohl wird auch bei dieser Anordnung für
den Antrieb der Hydraulikpumpe ständig Leistung benötigt.
Des weiteren sind hydraulische Servolenkungen grundsätzlich
bekannt, bei denen das Servoventil bzw. die Servoventil
anordnung geschlossen ist, solange keine Servostellkraft
benötigt wird. Bei dieser Anordnung kann die Hydraulik
pumpe in Abhängigkeit vom Ladezustand eines hydraulischen
Druckspeichers gesteuert werden, der eingangsseitig des
Servoventiles bzw. der Servoventilanordnung vorgesehen
ist. Sobald das Lenkhandrad manuell mit einem gewissen
Kraftaufwand gesteuert werden muß, öffnen das Servoventil
bzw. die Servoventilanordnung ganz oder teilweise, um an
den Anschlüssen des Servomotors eine zur Erzeugung der
Servostellkraft dienende Druckdifferenz zu erzeugen. Bei
diesen Systemen kann zwar der Leistungsbedarf deutlich ver
mindert werden, weil im Prinzip nur dann Leistung benötigt
wird, wenn eine Servostellkraft erzeugt werden soll. Jedoch
hat es sich als schwierig herausgestellt, bei normal ge
schlossenen Servoventilen bzw. Servoventilanordnungen
ein zufriedenstellendes Steuerverhalten zu erreichen.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, bei einer Servolenkung
der eingangs angegebenen Art den Leistungsbedarf deutlich
zu vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Hydraulikpumpe einen Antrieb aufweist, welcher in Abhängig
keit vom Stellweg der Handhabe bzw. eines damit antriebsver
bundenen Teiles und/oder in Abhängigkeit von der zur Ver
stellung der Handhabe benötigten Kraft und/oder in Abhängig
keit von der Geschwindigkeit der Verstellung der Handhabe
steuerbar ist.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den
Antrieb der Hydraulikpumpe bedarfsgerecht zu steuern,
um die Hydraulikpumpe nur dann mit nennenswerter Leistung
arbeiten zu lassen, wenn eine die Verstellung der Handhabe
unterstützende Servostellkraft benötigt oder gewünscht wird.
Auf diese Weise können grundsätzlich herkömmliche, in
Normal- bzw. Mittelstellung offene Servoventile bzw.
Servoventilanordnungen eingesetzt werden, die für ein
gutes Steuerungsverhalten bekannt sind. Im wesentlichen
braucht nur eine zusätzliche Antriebssteuerung vorgesehen
zu werden, welche sich insbesondere bei elektromotorischem
Antrieb der Hydraulikpumpe konstruktiv besonders einfach
verwirklichen läßt.
Die Erfindung vereint also die Vorzüge herkömmlicher,
normal offener Servoventile bzw. Servoventilanordnungen
mit den geringen Leistungsanforderungen von Servolenkungen
mit normal geschlossenen Servoventilen bzw. Servoventil
anordnungen.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Er
läuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders
bevorzugte Ausführungsformen beschrieben werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine schaltplanartige Prinzipdarstellung einer
Servolenkung eines Kraftfahrzeuges,
Fig. 2 eine lastabhängige Steuerung der Hydraulikpumpe
der Servolenkung mittels einer federnd geführten
Zahnstange,
Fig. 3 eine lastabhängige Steuerung mittels eines axial
federnden Ritzels,
Fig. 4 eine wegabhängige Steuerung der Hydraulikpumpe
der Servolenkung mittels einer Schleifkontakt
anordnung am Lenkhandrad,
Fig. 5 eine wegabhängige Steuerung in Abhängigkeit von
der Verstellung einer Zahnstange,
Fig. 6 eine wegabhängige Steuerung in Abhängigkeit von der
Verstellung einer Lenkstange,
Fig. 7 eine wegabhängige Steuerung in Abhängigkeit vom
Drehwinkel eines Lenkhandrades,
Fig. 8 eine wegabhängige Steuerung in Abhängigkeit von
der Verstellung des Lenkhandrades, welches über
eine Rutschkupplung mit Schaltern antriebsgekoppelt
ist,
Fig. 9 eine wegabhängige Steuerung in Abhängigkeit von der
Lenkradstellung mittels eines berührungslos arbeiten
den Reedschalters,
Fig. 10 eine wegabhängige Steuerung in Abhängigkeit von der
Stellung des Lenkhandrades mittels einer Lichtschran
kenanordnung und
Fig. 11 die Steuerung des Antriebes einer Hydraulikpumpe
einer Servolenkung in Abhängigkeit von der Stell
geschwindigkeit eines Lenkhandrades od. dgl.
Bei der in Fig. 1 prinzipiell dargestellten Servolenkung
ist ein Lenkhandrad 1 über eine Lenkwelle 2 und nicht
näher dargestellte Lenkgetriebeelemente mit den Lenkrädern 3
in grundsätzlich bekannter Weise mechanisch antriebsgekoppelt,
so daß die Lenkräder 3 durch Drehung des Lenkhandrades 1 nach
rechts oder links ausgelenkt werden können.
In der Antriebsübertragung zwischen Lenkhandrad 1 und Lenk
rädern 3 sind unter Belastung relativ zueinander begrenzt
bewegliche Teile angeordnet, beispielsweise zwei Lenkwellen
teile 2′ und 2′′, welche begrenzt zueinander drehbar sind,
wobei ein nicht dargestelltes Federelement, beispielsweise
ein Torsionsstab, die Lenkwellenteile 2′ und 2′′ in eine
Mittellage relativ zueinander zu drängen sucht. Das Maß
der Relativbewegung dieser Teile 2′ und 2′′ ist von der
auf das Lenkhandrad 1 einwirkenden Handkraft abhängig. Im
übrigen wird die Relativbewegung der Teile 2′ und 2′′ zur
Steuerung eines Servosystems 4 ausgenutzt.
Dieses Servosystem 4 besitzt eine durch Elektromotor 5
angetriebene Hydraulikpumpe 6, die saugseitig mit einem
Hydraulikreservoir 7 und druckseitig mit einer Servoven
tilanordnung 8 verbunden ist, welche ausgangsseitig wiederum
zum Reservoir 7 führt. Die Servoventilanordnung 8 besitzt
zwei parallele Drosselstrecken mit den steuerbaren Eingangs
drosseln 9′ und 9′′ sowie den ebenfalls steuerbaren Ausgangs
drosseln 10′ und 10′′. Die Eingangs- und Ausgangsdrosseln
9′ und 10′ bzw. 9′′ und 10′′ jeder Drosselstrecke sind normal
offen und werden gegensinnig zueinander gesteuert, d. h.
wird die Eingangsdrossel 9′ oder 9′′ beispielsweise geöffnet,
so wird die jeweilige Ausgangsdrossel 10′ oder 10′′ zunehmend
geschlossen. Im übrigen werden die beiden Drosselstrecken
gegensinnig zueinander gesteuert, d. h. wenn beispielsweise
die Eingangsdrossel 9′ zunehmend geschlossen wird, wird die
Eingangsdrossel 9′′ zunehmend geöffnet, gleichzeitig wird
die Ausgangsdrossel 10′ zunehmend geöffnet und die Ausgangs
drossel 10′′ zunehmend geschlossen. Zwischen der Eingangs
drossel 9′ bzw. 9′′ und der Ausgangsdrossel 10′ bzw. 10′′
jeder Drosselstrecke zweigt ein Anschluß 11′ bzw. 11′′ für
jeweils eine Seite eines hydraulischen Servomotors 12 ab,
der im dargestellten Beispiel als doppeltwirkendes Kolben-
Zylinder-Organ ausgebildet ist, welches über Spurstangen 13
od. dgl. mit den Lenkrädern 3 zur Unterstützung von Lenkbe
wegungen antriebsgekoppelt ist.
Wenn die Pumpe 6 arbeitet und alle Drosseln 9′ bis 10′′ ihre
Normalstellung einnehmen, werden beide Drosselstrecken in
gleicher Weise, d. h. symmetrisch, von Hydraulikmedium durch
strömt, mit der Folge, daß an den Anschlüssen 11′ und 11′′
des Servomotors 12 Druckgleichheit vorliegt und der Servo
motor 12 keinerlei resultierende Kraft erzeugt, jedoch
passiv beweglich bleibt. Diese passive Beweglichkeit des
Servomotors 12 bleibt auch dann erhalten, wenn die Pumpe 6
durch Abschalten des Elektromotors 5 stillgesetzt oder durch
entsprechende Steuerung des Elektromotors 5 mit extrem ge
ringer Förderleistung arbeitet; diese bei der Erfindung
möglichen Betriebszustände werden weiter unten erläutert.
Wenn nun die Drosselstrecken gegensinnig zueinander bei
arbeitender Pumpe 6 verstellt werden, tritt an den An
schlüssen 11′ und 11′′ des Servomotors 12 eine entsprechend
große Druckdifferenz auf und bewirkt, daß der Servomotor 12
eine lenkwirksame Kraft erzeugt, welche die manuelle Ver
stellung des Lenkhandrades 1 in der jeweiligen Betätigungs
richtung erleichtert.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß der Elektromotor 5
und dementsprechend die Hydraulikpumpe 6 nur dann mit
höherer Leistung arbeiten, wenn tatsächlich die Erzeugung
einer die Betätigung des Lenkhandrades 1 erleichternden
Servokraft durch den Servomotor 12 erwünscht ist. Solange
keine Servokraft benötigt wird, wird der Elektromotor 5
abgeschaltet oder auf ganz geringe Leistung (sogenannter
Stand-By-Betrieb) geschaltet, so daß die Pumpe 6 ebenfalls
nicht oder mit ganz geringer Leistung arbeitet. Die Steuerung
des Elektromotors 5 erfolgt mittels eines Steuergerätes 14,
an welches der Elektromotor 5 elektrisch angeschlossen ist
und welches eingangsseitig mit verschiedenen Signalleitun
gen 15 verbunden sein kann, um bei der Steuerung des Motors 5
verschiedene Parameter berücksichtigen zu können.
Nachfolgend werden nun verschiedene Konzepte für die Steue
rung des Elektromotors 5 erläutert.
Im Beispiel der Fig. 2 ist das nicht dargestellte Lenkhand
rad über die ebenfalls nicht dargestellte Lenkwelle mit
einem Ritzel 16 antriebsmäßig verbunden, welches in üblicher
Weise schräg verzahnt ist und mit einer schräg verzahnten
Zahnstange 17 kämmt, die ihrerseits über Spurstangen od. dgl.
mit den Fahrzeuglenkrädern gekoppelt ist. Die Zahnstange 17
wird mittels eines von einer Druckfeder 18 beaufschlagten
Druckstückes 19 gegen das Ritzel 16 gespannt, um die Ver
zahnungen in spielfreiem Eingriff zu halten. In Abhängig
keit von den zwischen Ritzel 16 und Zahnstange 17 über
tragenen Kräften weicht die Zahnstange 17 gegen die Kraft
der Druckfeder 18 mehr oder weniger weit aus (wobei der
Eingriff der Verzahnungen von Ritzel 16 und Zahnstange 17
natürlich erhalten bleibt). Damit kann ein am Druckstück 19
angeordneter Stößel 20 gegebenenfalls einen Schalter 21
betätigen, über den der Elektromotor 5 (vgl. Fig. 1) mit
einer Stromquelle verbunden und damit eingeschaltet wird.
Wenn dagegen zwischen Ritzel 16 und Zahnstange 17 nur ge
ringe oder keine Kräfte wirksam sind, nimmt die Zahnstange 17
eine vom Schalter 21 entfernte Lage ein, in der der Schal
ter 21 unbetätigt und der Elektromotor 5 ausgeschaltet
bleiben.
Auf diese Weise kann mittels des Schalters 21 erreicht werden,
daß der Elektromotor 5 und die Hydraulikpumpe 6 (vgl. Fig. 1)
nur dann arbeiten, wenn zur Betätigung des Lenkhandrades 1
eine größere Kraft erforderlich und damit eine Unterstützung
durch den Servomotor 12 erwünscht ist.
Das Beispiel der Fig. 3 unterscheidet sich von der Aus
führungsform nach Fig. 2 dadurch, daß das Ritzel 16 axial
federnd gelagert ist.
Im Beispiel A der Fig. 3 ist das Ritzel 16 über einen
Schaltstift mit einem Schalter 22 antriebsgekoppelt,
welcher in einer axialen Mittellage des Ritzels 16
seinen ausgeschalteten Zustand und bei Verschiebung des
Ritzels 16 aus der Mittellage seinen eingeschalteten Zu
stand einnimmt und damit den Elektromotor 5 (vgl. Fig. 1)
ein- bzw. ausschaltet.
Da die axiale Mittellage des Ritzels 16 nur dann einge
nommen wird, wenn zwischen Ritzel 16 und Zahnstange 17 keine
bzw. allenfalls geringe Kräfte wirksam sind, werden der
Elektromotor 5 und damit die Hydraulikpumpe 6 wiederum erst
dann eingeschaltet, wenn an dem mit dem Ritzel 16 antriebs
verbundenen Lenkhandrad 1 eine gewisse Handkraft wirksam
wird.
Das Beispiel B der Fig. 3 entspricht weitestgehend dem
Beispiel A der Fig. 3. Abweichend vom Beispiel A ist
lediglich vorgesehen, am Ritzel 17 eine Betätigungs
scheibe 23 anzuordnen, welche relativ zum Ritzel 16 axial
unbeweglich ist und bei axialer Verschiebung des Ritzels 16
aus seiner Mittellage entweder einen Schalter 24′ oder einen
Schalter 24′′ betätigt. Diese beiden Schalter 24′ und 24′′
sind elektrisch parallel zueinander angeordnet und verbinden
im betätigten Zustand den Elektromotor 5 (vgl. Fig. 1) mit
einer Stromquelle.
Bei den Ausführungen der Fig. 2 bis 4 können die Schalter
21,22 und 24′ sowie 24′′ auch jeweils als Signalgeber für
das Steuergerät 14 der Fig. 1 angeordnet sein, so daß dann
das Steuergerät 14 den Elektromotor 5 - gegebenenfalls unter
Berücksichtigung weiterer Parameter - einschaltet bzw. auf
erhöhte Leistung umschaltet.
Im Beispiel der Fig. 4 ist an der Nabe des Lenkhandrades 1
ein C-förmiger Schleifring 100 angeordnet, der mit einem
feststehenden Schleifkontakt 101 zusammenwirkt und einen
elektrischen Stromweg zum Elektromotor 5 (vgl. Fig. 1)
oder zum Steuergerät 14 schließt, wenn das Lenkhandrad 1
aus seiner Mittellage ausgelenkt wird, in der der Schleif
kontakt 101 keinen Kontakt mit dem Schleifring 100 hat.
Somit wird der Motor 5 nur dann mit hoher Leistung arbeiten,
wenn die Lenkung aus der Geradeausstellung verstellt wird.
Im Beispiel der Fig. 5 ist das Lenkhandrad 1 wiederum mit
dem Ritzel 16 antriebsverbunden, welches seinerseits mit
der Zahnstange 17 kämmt.
An der Nabe des Lenkhandrades 1 ist ein ringförmiger Kranz 25
mit einer radialen Ausnehmung 26 angeordnet. Dieser Kranz 25
wirkt nach Art einer Nockenscheibe mit einem Schalter 27
zusammen, derart, daß der Schalter 27 beispielsweise nur
dann ein Signal abgibt, wenn das stößelartige Betätigungs
organ des Schalters 27 bei Verdrehung des Lenkhandrades 1
und damit einhergehender Drehung des Kranzes 25 auf den
kreisförmigen Umfang des Kranzes 25 außerhalb der Ausneh
mung 26 aufgleitet. Die in Fig. 5 dargestellte Lage der
Ausnehmung 26 relativ zum Schalter 27 wird eingenommen,
wenn sich die Fahrzeuglenkung in Geradeausstellung befindet.
Die Zahnstange 17 besitzt auf einer Seite eine gestufte
Ausnehmung 28, die mit dem stößelartigen Betätigungsorgan
eines weiteren Schalters 29 zusammenwirkt, welcher ent
sprechend der Stufenzahl eine unterschiedliche Anzahl
von Schaltstellungen einnehmen kann und dann entsprechend
unterschiedliche Signale erzeugt. Die in Fig. 5 dargestellte
Lage der Ausnehmung 28 relativ zum Schalter 29 wird einge
nommen, wenn sich die Lenkung in Geradeausstellung befindet.
Wird dagegen die Lenkung mehr oder weniger weit nach rechts
oder links eingeschlagen, so gleitet das stößelartige Be
tätigungsorgan des Schalters 29 entsprechend weit auf die
Abstufungen der Ausnehmung 28 auf, und der Schalter 29 wird
entsprechend betätigt.
Die Signale der Schalter 27 und 28 werden dem Steuergerät 14
zugeleitet, welches bei Betätigung des Schalters 27, d. h.
wenn dessen stößelartiges Schaltorgan die Ausnehmung 26
verläßt, den Elektromotor 5 (vgl. Fig. 1) vom völlig aus
geschalteten Zustand oder einem Zustand mit extrem geringer
Leistung auf einen Zustand niedriger Leistung umschaltet,
die dann erhöht wird, wenn das stößelartige Betätigungs
organ des Schalters 29 durch die Stufen der Ausnehmung 28
zunehmend verschoben wird und der Schalter 29 entsprechende
Signale erzeugt.
Auf diese Weise ist eine vom Stellweg abhängige Leistungs
steuerung des Elektromotors 5 und damit der Hydraulikpumpe 6
(vgl. Fig. 1) möglich.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ermöglicht eine gleiche
Funktion wie die Ausführungsform nach Fig. 5. Anstelle
einer Zahnstange kann eine mittels Lenkstockhebels 30
bzw. Lenkzwischenhebels 31 geführte Lenkstange 32 vorge
sehen sein, die über Spurstangen 13 mit den nicht darge
stellten Lenkrädern des Fahrzeuges gekoppelt ist.
Auf einer Seite der Lenkstange 32 (oder der Zahnstange)
ist wiederum ein zur Erzeugung verschiedener Signale
geeigneter Schalter 33 angeordnet, dessen stößelartiges
Betätigungsorgan bei Verschiebung der Lenkstange 32
nach rechts oder links zunehmend eingedrückt wird. Dabei
ist die dem Schalter 33 zugewandte Seite der Lenkstange 32
derart stufenförmig geformt, daß der Schalter 33 nur in
Geradeausstellung der Lenkung, wenn das stößelartige
Betätigungsorgan des Schalters 33 in eine schmale mittlere
Ausnehmung 34 an der Lenkstange 32 eingreift, seine eine
Extremstellung einnehmen kann, in der das Steuergerät 14
den Elektromotor 5 ausschaltet bzw. auf Stand-By-Betrieb
arbeiten läßt. Bei zunehmender Verschiebung der Lenk
stange 32 nach rechts oder links wird der Schalter 33
zunehmend betätigt, mit der Folge, daß das Steuergerät 14
die Leistung des Elektromotors 5 und damit der Pumpe 6
(vgl. Fig. 1) erhöht. Auch hier wird wiederum eine weg
abhängige Steuerung von Elektromotor 5 und Pumpe 6
verwirklicht.
Abweichend von der Darstellung der Fig. 5 ist es auch
möglich, lediglich den Schalter 27 vorzusehen und den
Schalter 29 wegzulassen. In diesem Falle wird der Elektro
motor 5 bzw. die Hydraulikpumpe 6 immer dann auf erhöhte
Leistung geschaltet, wenn das Lenkhandrad um ein gewisses
geringes Maß aus der Mittellage verstellt wird.
Gemäß Fig. 7 kann das stößelartige Betätigungsorgan des
Schalters 27 auch in Achsrichtung des Lenkhandrades 1
beweglich sein und mit einer entsprechenden axialen Aus
nehmung 26 am Kranz 25 des Lenkhandrades 1 zusammenwirken.
Nach Fig. 8 kann an der Lenkwelle 2 - oder auch am Lenk
handrad 1 - ein Hebel 35 mittels einer Rutschkupplung 36
angeordnet sein, die eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen dem Hebel 35 und der Lenkwelle 2 bzw. dem Lenk
handrad 1 herstellt. Sobald das Lenkhandrad 1 gedreht wird,
wird der Hebel 35 mitgeschleppt, so daß er je nach Dreh
richtung entweder den Schalter 37 oder den Schalter 38
betätigt, deren stößelartige Betätigungselemente vonein
ander einen gewissen Abstand haben, so daß der Hebel 35
zwischen den Schaltern 37 und 38 ein gewisses Bewegungs
spiel hat. Wenn das Lenkhandrad 1 ruhig gehalten wird und
der Hebel 35 näherungsweise eine Mittellage zwischen diesen
Schaltern 37 und 38 einnimmt, bleiben beide Schalter unbe
tätigt, mit der der Folge, daß auch der Elektromotor 5
bzw. die Pumpe 6 nicht oder nur im Stand-By-Betrieb arbeiten.
Sobald dann das Lenkhandrad 1 betätigt wird, werden der
Elektromotor 5 bzw. die Pumpe 6 von einem der Schalter 37
und 38 auf erhöhte Leistung umgeschaltet.
Anstelle eines einarmigen Hebels 35 kann auch ein doppel
armiger Hebel vorgesehen sein, der dann mit den Schaltern
38 und 39 in grundsätzlich gleicher Weise zusammenwirkt.
Auf diese Weise ist wiederum gewährleistet, daß die
Hydraulikpumpe 6 bei Betätigung der Lenkung bzw. des
Lenkhandrades 1 mit erhöhter Leistung arbeitet und der
Servomotor 12 eine das jeweilige Lenkmanöver unterstützende
Servokraft erzeugen kann.
Anstelle mechanisch betätigter Schalter können auch
berührungslos arbeitende Schalter zum Ein- und Ausschalten
bzw. zum Umschalten des Elektromotors 5 oder als Signal
geber des Steuergerätes 14 vorgesehen sein.
Im Beispiel der Fig. 9 ist an einem Nabenteil des Lenk
handrades 1 ein Permanentmagnet 40 angeordnet, der mit
einem stationär angeordneten Reedschalter 41 zusammenwirkt.
Wenn das Lenkhandrad die dargestellte Mittelstellung ein
nimmt, befindet sich der Reedschalter 41 in seinem einen
Zustand. Sobald das Lenkhandrad 1 gedreht und damit der
Permanentmagnet 40 vom Reedschalter 41 entfernt wird,
geht der Reedschalter 41 in seinen anderen Zustand über.
Im Beispiel der Fig. 10 besitzt der ringförmige Kranz 25
am Nabenteil des Lenkhandrades 1 eine das Licht gut
reflektierende Umfangsfläche, welche einen vergleichsweise
schmalen nicht reflektierenden Bereich 42 aufweist, der
in Geradeausstellung der Lenkung einer Lichtemitter- und
Detektoreinheit 43 gegenüberliegt. Diese ist so ausge
bildet, daß ein vom Lichtemitter ausgesendeter Lichtstrahl
vom reflektierenden Bereich der Umfangsfläche des Kranzes 25
zum Detektor der Einheit 43 reflektiert wird. Wenn der
Lichtstrahl dagegen auf den nicht reflektierenden Bereich 42
fällt, "merkt" der Lichtdetektor der Einheit 43 nichts.
Sobald also die Lenkung aus der Geradeausstellung ausge
lenkt wird, läßt sich auf diese Weise ein Signal erzeugen,
um den Elektromotor 5 sowie die Pumpe 6 auf Leistungsbetrieb
zu schalten.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform besitzt
der Kranz 25 eine Umfangsfläche mit einem gitterförmigen
Muster aus lichtreflektierenden und nicht reflektierenden
"Gitterbalken". Beim Vorbeilauf dieses Gittermusters an
der Lichtemitter- und Detektoreinheit 43 wird damit der
Lichtweg zwischen Emitter und Detektor abwechselnd unter
brochen bzw. geöffnet, so daß der Detektor der Einheit 43
abwechselnd Signale der einen und anderen Art erzeugt.
Aus der zeitlichen Folge dieser Signale kann die Drehge
schwindigkeit des Lenkhandrades 1 und damit die Geschwin
digkeit der Betätigung der Fahrzeuglenkung ermittelt werden,
so daß das Steuergerät 14 den Elektromotor 5 sowie die
Pumpe 6 in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit
auf mehr oder weniger hohe Leistung einzustellen vermag.
Gegebenenfalls kann der Kranz 25 in Fig. 11 auch ein
Gittermuster aus abwechselnd lichtdurchlässigen und licht
undurchlässigen Bereichen besitzen. In diesem Falle ist
der Lichtemitter 43′ auf einer Seite des Kranzes 25 und
der Detektor 43′′ auf der anderen Seite des Kranzes 25
angeordnet. Auch hier wird der Lichtweg zwischen Emit
ter 43′ und Detektor 43′′ bei Betätigung des Lenkhandrades 1
abwechselnd unterbrochen und geöffnet. Dementsprechend läßt
sich wiederum die Geschwindigkeit ermitteln, mit der das
Lenkhandrad 1 betätigt wird, um den Elektromotor 5 und
die Pumpe 6 in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwin
digkeit steuern zu können.
Das Steuergerät 14 kann auch beliebige weitere Parameter,
z. B. die Fahrgeschwindigkeit, berücksichtigen, wenn dem
Steuergerät entsprechende Signale zugeführt werden. Damit
kann die Leistung von Motor 5 und Pumpe 6 und damit
auch die vom Servomotor 12 erzeugte Servostellkraft in
Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit verändert werden.
Claims (7)
1. Hydraulische Servolenkung mit einem zwischen Druck-
und Saugseite einer Hydraulikpumpe angeordneten, in
Mittel- bzw. Normalstellung offenen Servoventil,
welches den Druck an zumindest einem Anschluß eines
hydraulischen Servomotors steuert, der bei Betätigung
einer Handhabe der Servolenkung zur Erzeugung einer
die Verstellung der Handhabe erleichternden Servostell
kraft dient,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulikpumpe (6) einen Antrieb (5) aufweist,
welcher in Abhängigkeit vom Stellweg der Handhabe (1)
bzw. eines damit antriebsverbundenen Teiles und/oder
in Abhängigkeit von der zur Verstellung der Handhabe (1)
benötigten Kraft und/oder in Abhängigkeit von der
Geschwindigkeit der Verstellung der Handhabe (1)
steuerbar ist.
2. Servolenkung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulikpumpe (6) durch einen Elektromotor (5)
antreibbar ist.
3. Servolenkung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (5) der Hydraulikpumpe (6) ausschaltbar
oder auf eine Betriebsweise mit äußerst geringer Leistung
(Stand-By-Betrieb) umschaltbar ist, wenn das Maß der Ver
stellung der Handhabe (1) aus der Mittel- bzw. Normallage
und/oder das Maß der zur Verstellung der Handhabe (1)
benötigten Kraft und/oder das Maß der Geschwindigkeit
der Verstellung der Handhabe (1) unterhalb eines Schwell
wertes liegen.
4. Servolenkung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (5) der Hydraulikpumpe (6) mit vorge
gebener hoher Leistung arbeitet, wenn der Schwellwert
für eines der angegebenen Maße überschritten wird.
5. Servolenkung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (5) der Hydraulikpumpe (6) mit einer
Leistung arbeitet, die sich gleichsinnig mit zumindest
einem der angegebenen Maße ändert.
6. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb, insbesondere der als solcher angeordnete
Elektromotor (5), und die Hydraulikpumpe (6) mit dem
Hydraulikreservoir (7) zu einer montagefertigen Einheit
zusammengefaßt ist.
7. Servolenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (5) auch in Abhängigkeit von der
Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges steuerbar ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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