Technisches GebietTechnical area
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
mit lenkbaren Straßenrädern (road-engaging
wheels).The
The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle
with steerable road wheels (road-engaging
wheels).
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Integrale
hydraulische Servolenkgetriebe werden üblicherweise in LKWs, Schwermaschinen wie
beispielsweise Fahrzeugen für
Erdarbeiten, und Baumaschinen verwendet. „Integral" bezieht sich auf ein Lenkgetriebe,
das aus einem manuellen Lenkmechanismus, einer hydraulischen Steuerventilanordnung
und einem hydraulischen Leistungs- bzw. Kraftzylinder besteht, die
in einer einzigen Einheit integriert sind.integral
Hydraulic power steering gears are commonly used in trucks, heavy machinery
for example vehicles for
Earthworks, and construction equipment used. "Integral" refers to a steering gear,
that of a manual steering mechanism, a hydraulic control valve assembly
and a hydraulic power cylinder, the
integrated into a single unit.
Der
hydraulische Kraftzylinder besteht typischerweise aus einer Kammer,
die durch einen Kolben in zwei Kammerteile geteilt ist. Der Kolben
besitzt einen Satz von Zähnen,
der mit einem Sektorzahnrad, das an einer Abtriebswelle befestigt
ist, in Zahneingriff steht. Die Abtriebswelle ist mittels einer Lenkverbindung
mit den lenkbaren Rädern
eines Fahrzeugs verbunden, um das Fahrzeug zu lenken, wenn die Abtriebswelle
gedreht wird.Of the
hydraulic power cylinder typically consists of a chamber,
which is divided by a piston into two chamber parts. The piston
has a set of teeth,
with a sector gear attached to an output shaft
is in mesh. The output shaft is by means of a steering connection
with the steerable wheels
connected to a vehicle to steer the vehicle when the output shaft
is turned.
Die
hydraulische Steuerventilanordnung steuert die Strömung des
unter Druck stehenden Hydraulikströmungsmittels zwischen einer
hydraulischen Pumpe und einem der Kammerteile, um die Richtung und
die Größe der Lenkung
zu steuern. Ein Typ einer Steuerventilanordnung umfasst ein Ventil mit
geschlossener Mitte. In einem derartigen System wird die Hydraulikströmung zu
den zwei Kammerteilen durch das Ventil blockiert, wenn das Lenkrad
zentriert ist und keine Lenkung der lenkbaren Räder im Gange ist.The
hydraulic control valve arrangement controls the flow of
pressurized hydraulic fluid between a
hydraulic pump and one of the chamber parts to the direction and
the size of the steering
to control. One type of control valve assembly includes a valve with
closed center. In such a system, the hydraulic flow becomes too
the two chamber parts blocked by the valve when the steering wheel
centered and no steering of the steerable wheels is in progress.
Die
Ventilanordnung besteht typischerweise aus zwei relativ drehbaren
Ventilelementen, von denen eines mit einer drehbaren Antriebswelle
verbunden ist, die betriebsmäßig an das
Fahrzeuglenkrad gekoppelt ist. Das andere Ventilelement ist mit
einem Nachfolgeglied verbunden, beispielsweise einem Kugelgewindetrieb,
der sich ansprechend auf die Bewegung des Kolbens dreht. Der Kugelgewindetrieb
sieht eine direkte Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem
Kolben vor, um im Fall eines Hydraulikströmungsmitteldruckabfalls ein
manuelles Lenken des Fahrzeugs zu gestatten.The
Valve assembly typically consists of two relatively rotatable
Valve elements, one of which with a rotatable drive shaft
connected to the operational
Vehicle steering wheel is coupled. The other valve element is with
connected to a follower, for example a ball screw,
which rotates in response to movement of the piston. The ball screw
sees a direct connection between the drive shaft and the
Piston before to in case of hydraulic fluid pressure drop
to allow manual steering of the vehicle.
Mit
der Welle kann ein Elektromotor assoziiert sein, der konstruiert
ist, um der Drehung der Welle durch den Fahrzeugfahrer Widerstand
entgegen zu setzen. Dieser Widerstand verleiht dem Fahrer ein Lenk"gefühl", wenn die Kraft
von dem hydraulischen Servogetriebe das Lenkrad zu leicht durch
den Fahrer drehen lässt.With
The shaft may be associated with an electric motor that constructs
is to resist the rotation of the shaft by the vehicle driver
to oppose. This resistance gives the driver a steering "feel" when the force
from the hydraulic power transmission, the steering wheel too easily through
let the driver turn.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug
mit lenkbaren Straßenrädern. Die
Vorrichtung umfasst ein hydraulisches Servolenkgetriebe zum Verschwenken
der lenkbaren Räder
des Fahrzeugs ansprechend auf eine Drehung eines Fahrzeuglenkrads.
Das Lenkgetriebe umfasst ein Closed-Center-Ventil, das betriebsmäßig mit
dem Lenkrad verbunden ist. Das Closed-Center-Ventil steht in Strömungsmittelverbindung
mit einer Strömungsmittelquelle
und einem Strömungsmittelmotor
zum Verschwenken der lenkbaren Straßenräder.The
The present invention relates to a steering apparatus for a vehicle
with steerable road wheels. The
Device comprises a hydraulic power steering gear for pivoting
the steerable wheels
the vehicle in response to a rotation of a vehicle steering wheel.
The steering gear includes a closed center valve that is operational with
connected to the steering wheel. The closed center valve is in fluid communication
with a fluid source
and a fluid motor
for pivoting the steerable road wheels.
Das
Closed-Center-Ventil besitzt eine offene Position, die die Strömung von
hydraulischem Strömungsmittel
von der Strömungsmittelquelle
zu dem Strömungsmittelmotor
zulässt,
um das Verschwenken der lenkbaren Räder zu bewirken. Das Closed-Center-Ventil
besitzt eine geschlossene Position, die die Strömung von Hydraulikströmungsmittel von
der Strömungsmittelquelle
zu dem Strömungsmittelmotor
blockiert, wenn kein Verschwenken der lenkbaren Räder im Gang
ist. Das Closed-Center-Ventil wird durch die Bewegung des Lenkrads
von der geschlossenen Position zu der offenen Position bewegt.The
Closed-center valve has an open position that blocks the flow of
hydraulic fluid
from the fluid source
to the fluid motor
allows,
to effect the pivoting of the steerable wheels. The closed center valve
has a closed position, which is the flow of hydraulic fluid from
the fluid source
to the fluid motor
blocked if no pivoting of the steerable wheels in the aisle
is. The closed-center valve is controlled by the movement of the steering wheel
moved from the closed position to the open position.
Die
Vorrichtung umfasst ebenfalls einen Elektromotor, der betriebsmäßig mit
dem Lenkrad verbunden ist. Wenn der Elektromotor betätigt wird, widersteht
er der Drehung des Lenkrads. Die verleiht dem Fahrzeugfahrer das
Lenkgefühl
und moduliert die Kraft, die bei anfänglicher Öffnung des Closed-Center-Ventils an das Lenkrad
angelegt wird.The
Apparatus also includes an electric motor operatively associated with
connected to the steering wheel. When the electric motor is operated, it resists
he turns the steering wheel. This gives the vehicle driver that
steering feel
and modulates the force at the initial opening of the closed-center valve to the steering wheel
is created.
Wenn
erwünscht,
kann die Vorrichtung einen Akkumulator bzw. Speicher zum Speichern
von Hochdruckströmungsmittel
umfassen. Wenn sich das Ventil in der offenen Position befindet,
kann Hydraulikströmungsmittel
von dem Speicher zu dem Strömungsmittelmotor
fließen,
um das Verschwenken der lenkbaren Räder zu bewirken. Das Ventil überträgt, wenn
es anfangs geöffnet
und anfangs dem Speicherdruck ausgesetzt wird, eine Kraft auf die
Lenksäule.If
he wishes,
For example, the device may include an accumulator for storage
of high pressure fluid
include. When the valve is in the open position,
can hydraulic fluid
from the reservoir to the fluid motor
flow,
to effect the pivoting of the steerable wheels. The valve transmits when
it opened at first
and initially exposed to the accumulator pressure, a force on the
Steering column.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten
des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, aus
der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen, offensichtlich werden, wobei in den Zeichnungen zeigt:Further features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, in which: FIG the drawings shows:
1 ein
schematisches Diagramm einer Lenkvorrichtung, die die vorliegende
Erfindung beinhaltet; 1 a schematic diagram of a steering apparatus incorporating the present invention;
2 eine
Querschnittsansicht eines integralen hydraulischen Servolenkgetriebes,
das einen Teil der Lenkvorrichtung der 1 bildet;
und 2 a cross-sectional view of an integral hydraulic power steering gear, which is a part of the steering device of 1 forms; and
3 eine
fragmentarische schematische Schnittansicht eines Closed-Center-Steuerventils, das
einen Teil des integralen hydraulischen Servolenkgetriebes der 2 bildet. 3 a fragmentary schematic sectional view of a closed-center control valve, the part of the integral hydraulic power steering gear of 2 forms.
Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred embodiments
1 zeigt
eine hydraulische Servolenkvorrichtung 10 für ein Fahrzeug
mit lenkbaren Straßenrädern 15.
Die Vorrichtung umfasst ein Lenkrad 12, das manuell durch
einen Fahrzeugfahrer gedreht wird. 1 shows a hydraulic power steering device 10 for a vehicle with steerable road wheels 15 , The device comprises a steering wheel 12 being manually turned by a vehicle driver.
Die
Drehung des Hand- oder Lenkrads 12 bewirkt die Drehung
einer Welle 16 (1). Assoziiert mit der Welle 16 ist
ein Elektromotor 18, der betätigt wird, um ein Straßengefühl vorzusehen,
indem er dem Drehen der Welle 16 durch den Fahrzeugfahrer Widerstand
entgegen setzt. Der Elektromotor 18 kann irgendein geeigneter
umkehrbarer Elektromotor mit variabler Drehzahl sein, der dem Drehen
der Welle 16 Widerstand entgegen setzt, wenn das Rad 12 entweder
in einer Richtung im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.The rotation of the hand or steering wheel 12 causes the rotation of a shaft 16 ( 1 ). Associated with the wave 16 is an electric motor 18 , which is actuated to provide a feeling on the road by turning the shaft 16 by the vehicle driver resistance opposes. The electric motor 18 can be any suitable reversible variable speed electric motor that rotates the shaft 16 Resists resistance when the wheel 12 is rotated either in a clockwise or counterclockwise direction.
Wenn
der Elektromotor 18 durch elektrische Leistung von einer
Leistungsquelle 14 erregt wird, legt die Abtriebswelle
des Elektromotors 18 eine Kraft an die Welle 16 an,
um dem Fahrzeugbetreiber ein Lenk"gefühl" zu liefern. Diese
Kraft tendiert dazu, die Welle 16 gegen die Richtung des
Drehens durch den Fahrzeugbetreiber vorzuspannen (oder anzutreiben).When the electric motor 18 by electrical power from a power source 14 is energized, sets the output shaft of the electric motor 18 a force to the shaft 16 to provide the vehicle operator with a steering feel. This force tends to be the wave 16 to bias (or drive) against the direction of rotation by the vehicle operator.
Die
Vorrichtung 10 umfasste ferner eine Pumpe 20.
Ein zweiter Elektromotor 22 ist betriebsmäßig mit
der Pumpe 20 verbunden, um diese anzutreiben. Die Pumpe 20 kann
jedoch, wenn erwünscht, auf
eine andere Art und Weise angetrieben werden. Beispielsweise kann
die Pumpe 20 durch einen Fahrzeugmotor angetrieben werden.The device 10 further included a pump 20 , A second electric motor 22 is operational with the pump 20 connected to power these. The pump 20 However, if desired, it can be driven in a different way. For example, the pump 20 be driven by a vehicle engine.
Die
Pumpe 20 besitzt einen Einlass, der in Strömungsmittelverbindung
mit einem Reservoir 24 verbunden ist. Ein Auslass der Pumpe 20 steht
in Strömungsmittelverbindung
mit einem Speicher 26 und einem integralen Lenkgetriebe 130.
Eine Rückführleitung 28 von
dem bekannten integralen Lenkgetriebe 130 steht in Strömungsmittelverbindung
mit dem Reservoir 24. Ein Sperrventil 27 ist in
der Rückführleitung 28 vorgesehen,
um eine möglichen
Rückfluss
von Strömungsmittel
zu dem Lenkgetriebe 130 hin zu verhindern.The pump 20 has an inlet in fluid communication with a reservoir 24 connected is. An outlet of the pump 20 is in fluid communication with a reservoir 26 and an integral steering gear 130 , A return line 28 from the known integral steering gear 130 is in fluid communication with the reservoir 24 , A check valve 27 is in the return line 28 provided a possible return flow of fluid to the steering gear 130 to prevent.
Wenn
die Pumpe betätigt
wird, zieht sie Strömungsmittel
von dem Reservoir 24 ab und liefert das Strömungsmittel
an den Speicher 26 über
ein Rückschlagventil 29.
Ein Druckschalter 30 steht in Strömungsmittelverbindung mit dem
Speicher 26. Der Druckschalter 30 fühlt den
Druck in dem Speicher 26 ab.When the pump is actuated, it draws fluid from the reservoir 24 and delivers the fluid to the store 26 via a check valve 29 , A pressure switch 30 is in fluid communication with the reservoir 26 , The pressure switch 30 feels the pressure in the memory 26 from.
Mit
Bezug auf 2 ist das Lenkgetriebe 130 ein
integrales hydraulisches Lenkgetriebe, welches einen Hydraulikströmungsmittelmotor 131 umfasst.
Ein Closed-Center-Steuerventil 150 (3) leitet
die Strömungsmittelströmung, um
den Hydraulikströmungsmittelmotor 131 (2),
wie in der Technik bekannt, zu betätigen.Regarding 2 is the steering gear 130 an integral hydraulic steering gear, which is a hydraulic fluid motor 131 includes. A closed center control valve 150 ( 3 ) directs the flow of fluid to the hydraulic fluid motor 131 ( 2 ), as known in the art.
Das
integrale hydraulische Servolenkgetriebe 130 umfasst ein
zweistückiges
Gehäuse 132 mit einem
hydraulischen Kraftzylinder 134 (2). Der Kraftzylinder 134 weist
eine Kammer 136 auf, die durch einen Kolben 142 in
zwei Kammerteile 138 bzw. 140 geteilt ist.The integral hydraulic power steering gearbox 130 includes a two-piece housing 132 with a hydraulic power cylinder 134 ( 2 ). The power cylinder 134 has a chamber 136 on that by a piston 142 in two chamber parts 138 respectively. 140 shared.
Der
Kolben 142 umfasst eine innere Bohrung 143 mit
einer spiral- bzw. schraubenförmigen
Nut 144. Der Kolben 142 besitzt ebenfalls einen
Satz externer Zähne 145,
die mit einem Sektorzahnrad 146 in Zahneingriff stehen.
Das Sektorzahnrad 146 ist an einer Abtriebswelle 148 befestigt,
die sich außerhalb des
Gehäuses 132 erstreckt.
Die Abtriebswelle 148 ist mit einem Pitmanarm bzw. Lenkstockhebel
(nicht gezeigt) verbunden, der seinerseits über eine Lenkverbindung mit
den lenkbaren Rädern
verbunden ist, um das Fahrzeug zu lenken. Wenn sich der Kolben 142 in
die Kammer 136 bewegt, wird die Abtriebswelle 148 gedreht,
um die Lenkverbindung zu betätigen, die
die lenkbaren Räder 15 des
Fahrzeugs verschwenkt.The piston 142 includes an inner bore 143 with a spiral or helical groove 144 , The piston 142 also has a set of external teeth 145 that with a sector gear 146 in mesh. The sector gear 146 is on an output shaft 148 attached, located outside the case 132 extends. The output shaft 148 is connected to a pit arm (not shown), which in turn is connected via a steering link with the steerable wheels to steer the vehicle. When the piston 142 in the chamber 136 moved, the output shaft 148 turned to operate the steering link, the steerable wheels 15 the vehicle is pivoted.
Eine
Closed-Center-Steuerventilanordnung 150 (3)
steuert die Strömung
des unter Druck stehenden hydraulischen Strömungsmittels zwischen dem Speicher 26 (1)
und einem der Kammerteile 138 und 140, um die
Richtung und die Größe der Lenkung
zu steuern. Die Ventilanordnung 150 (2)
wird durch eine drehbare Antriebswelle 152 betätigt. Die
Antriebswelle 152 wird durch die Welle 16 gedreht.A closed center control valve assembly 150 ( 3 ) controls the flow of pressurized hydraulic fluid between the reservoir 26 ( 1 ) and one of the chamber parts 138 and 140 to control the direction and the size of the steering. The valve arrangement 150 ( 2 ) is powered by a rotatable drive shaft 152 actuated. The drive shaft 152 gets through the shaft 16 turned.
Die
Ventilanordnung 150 besteht aus ersten und zweiten Ventilgliedern 154 bzw. 156 (2).
Das erste Ventilglied 154 besteht aus einem drehbaren Ventilkern 160 (3)
und das zweite Ventilglied 156 besteht aus einer drehbaren
Ventilhülse 162.
Der Ventilkern 160 ist koaxial innerhalb der Ventilhülse 162 gelagert
und wird zur Drehung durch die Ventilhülse getragen. Der Ventilkern 160 (3)
ist integral als ein Stück
mit der Antriebswelle 152 (2) ausgebildet.
Der Ventilkern 160 besitzt gegenüberliegend angeordnete erste
und zweite axiale Endteile 164 bzw. 166 und einen
Ventilabschnitt 168 zwischen den Endteilen. Der erste Endteil 164 des
Ventilkerns 160 ragt über
die Ventilhülse 162 heraus
und der zweite Endteil 166 des Ventilkerns liegt innerhalb
der Ventilhülse.The valve arrangement 150 consists of first and second valve members 154 respectively. 156 ( 2 ). The first valve member 154 consists of a rotatable valve core 160 ( 3 ) and the second valve member 156 consists of a rotatable valve sleeve 162 , The valve core 160 is coaxial within the valve sleeve 162 stored and is worn for rotation through the valve sleeve. The valve core 160 ( 3 ) is inte gral as a piece with the drive shaft 152 ( 2 ) educated. The valve core 160 has oppositely disposed first and second axial end portions 164 respectively. 166 and a valve portion 168 between the end parts. The first end part 164 the valve core 160 protrudes over the valve sleeve 162 out and the second end part 166 the core of the valve lies inside the valve sleeve.
Der
Ventilabschnitt 168 (3) des Ventilkerns 160 besitzt
eine Vielzahl umfangsmäßig beabstandeter,
sich axial erstreckender Nuten 165, die zwischen den Stegen 167,
wie in der Technik bekannt, angeordnet sind. Eine erste Vielzahl
der Ventilkernnuten 165a steht durch radiale Durchlässe 169 mit
einem inneren axialen Durchlass 172 in Strömungsmittelverbindung.
Der axiale Durchlass 172 erstreckt sich von dem Ventilabschnitt 168 des
Ventilkerns 160 zu dem zweiten Endteil 166. Der
innere axiale Durchlass 172 kommuniziert über Durchlässe (nicht
gezeigt) mit der Rückführleitung 28 (1). Eine
zweite Vielzahl von Ventilkernnuten 165b (3)
steht nicht in direkter Strömungsmittelverbindung
mit dem inneren axialen Durchlass 172. Die Nuten 165b sind
nicht direkt mit den radialen Durchlässen, die den Durchlässen 169 entsprechen,
verbunden.The valve section 168 ( 3 ) of the valve core 160 has a plurality of circumferentially spaced, axially extending grooves 165 between the jetties 167 , as known in the art, are arranged. A first plurality of the valve core grooves 165a is through radial passages 169 with an internal axial passage 172 in fluid communication. The axial passage 172 extends from the valve portion 168 the valve core 160 to the second end part 166 , The inner axial passage 172 communicates via passages (not shown) with the return line 28 ( 1 ). A second plurality of valve core grooves 165b ( 3 ) is not in direct fluid communication with the inner axial passage 172 , The grooves 165b are not directly with the radial passages that the passages 169 correspond, connected.
Die
Ventilhülse 162 (2)
besitzt gegenüberliegend
angeordnete erste und zweite axiale Enden 180 bzw. 182.
Die Ventilhülse 162 umfasst
ferner einen Hülsenabschnitt 184 benachbart
zu dem ersten Ende 180 und einen Kugelgewindeabschnitt 186 benachbart
zu dem zweite Ende 182. Ein sich axial erstreckender Durchlass 188 erstreckt
sich von dem ersten Ende 180 der Ventilhülse 162 durch
den Hülsenabschnitt 184 und
den Kugelgewindeabschnitt 186 zu dem zweiten Ende 182.The valve sleeve 162 ( 2 ) has oppositely disposed first and second axial ends 180 respectively. 182 , The valve sleeve 162 further comprises a sleeve portion 184 adjacent to the first end 180 and a ball screw section 186 adjacent to the second end 182 , An axially extending passage 188 extends from the first end 180 the valve sleeve 162 through the sleeve section 184 and the ball screw section 186 to the second end 182 ,
Das
erste Ende 180 der Ventilhülse 162 umfasst erste
und zweite Vorsprünge
(nicht gezeigt), die in diametral gegenüberliegenden Ausschnitten (nicht gezeigt)
in dem Ventilkern 160 angeordnet sind. Bei Drehung des
Ventilkerns 160 zwischen 2° und 8° relativ zu der Ventilhülse 162,
stehen die Vorsprünge mit
den Ausschnitten in dem Ventilkern in Eingriff, um zu bewirken,
dass die Ventilhülse
zusammen mit dem Ventilkern gedreht wird. Eine derartige Drehung
der Ventilhülse 162 bewirkt,
dass sich der Kolben 142 axial in die Kammer 136 bewegt
und folglich ein manuelles Lenken des Fahrzeugs zulässt, auch
dann, wenn ein Hydraulikströmungsmitteldruckabfall
aufgetreten ist.The first end 180 the valve sleeve 162 includes first and second projections (not shown) formed in diametrically opposed cutouts (not shown) in the valve core 160 are arranged. Upon rotation of the valve core 160 between 2 ° and 8 ° relative to the valve sleeve 162 , the projections engage with the cutouts in the valve core to cause the valve sleeve to rotate together with the valve core. Such a rotation of the valve sleeve 162 causes the piston 142 axially into the chamber 136 and thus permits manual steering of the vehicle, even if a hydraulic fluid pressure drop has occurred.
Der
Hülsenabschnitt 184 der
Ventilhülse 162 umfasst
die Vielzahl von Durchlässen 174 (3), welche
sich von dem Außenumfang
des Hülsenabschnitts
zu dem Innenumfang erstreckt. Die Durchlässe 174 kommunizieren
mit einer Kammer 190 in dem Gehäuse 132. Die Kammer
steht in Strömungsmittelverbindung
mit der hydraulischen Pumpe 20.The sleeve section 184 the valve sleeve 162 includes the multitude of passages 174 ( 3 ) extending from the outer periphery of the sleeve portion to the inner periphery. The passages 174 communicate with a chamber 190 in the case 132 , The chamber is in fluid communication with the hydraulic pump 20 ,
Sich
axial erstreckende Nuten 170 und 171 (3)
sind in der Innenoberfläche
der Ventilhülse 162,
wie in der Technik bekannt, ausgebildet. Die Nuten 170 in
der Ventilhülse 162 stehen über Durchlässe 173 mit
dem ersten Kammerteil 138 (2) in dem
Gehäuse 132 in
Strömungsmittelverbindung. Die
Nuten 171 (3) stehen über Durchlässe 175 (3)
mit dem zweiten Kammerteil 140 (2) in dem
Gehäuse 132 in
Strömungsmittelverbindung. Wie
in der Technik bekannt, tritt, wenn der Ventilkern 160 relativ
zu der Ventilhülse 162 gedreht
wird, das Hydraulikströmungsmittel
durch die Nuten und die assoziierten Durchlässe in einen der Kammerteile 138 und 140 ein,
während
das Hydraulikströmungsmittel
von dem anderen Kammerteil abgelassen wird, wodurch bewirkt wird,
dass sich der Kolben 132 entsprechend bewegt.Axially extending grooves 170 and 171 ( 3 ) are in the inner surface of the valve sleeve 162 as known in the art. The grooves 170 in the valve sleeve 162 stand over passages 173 with the first chamber part 138 ( 2 ) in the housing 132 in fluid communication. The grooves 171 ( 3 ) are over passages 175 ( 3 ) with the second chamber part 140 ( 2 ) in the housing 132 in fluid communication. As known in the art, when the valve core occurs 160 relative to the valve sleeve 162 is rotated, the hydraulic fluid through the grooves and the associated passages in one of the chamber parts 138 and 140 while discharging the hydraulic fluid from the other chamber portion, thereby causing the piston 132 moved accordingly.
Wenn
sich die Fahrzeugräder 15 in
einem Geradeaus-Zustand befinden, befinden sich der Ventilkern 160 und
die Ventilhülse 162 in
der geschlossenen Position, die in 3 dargestellt
ist. Zu diesem Zeitpunkt arbeiten die Stege 167 an dem
Ventilkern 160 mit der Ventilhülse 162 zusammen,
um die Strömungsmittelkommunikation
zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 174 der Pumpe
und den Strömungsmitteldurchlässen 173 und 175 des
Motors zu blockieren. Dies führt
dazu, dass die Ventilanordnung 150 eine Closed-Center-Ventilanordnung ist.
Die allgemeine Bauart der Ventilanordnung 150 und des Strömungsmittelmotors 131 ist
gleichartig wie die, die in U.S:
Patent Nr. 5,582,207 offenbart ist. Jedoch ist die in jenem
Patent offenbarte Ventilanordnung kein Closed-Center-Ventil.When the vehicle wheels 15 are in a straight-ahead state, are the valve core 160 and the valve sleeve 162 in the closed position, the in 3 is shown. At this time work the webs 167 on the valve core 160 with the valve sleeve 162 together to fluid communication between the fluid passage 174 the pump and the fluid passages 173 and 175 to block the engine. This causes the valve assembly 150 a closed center valve assembly is. The general design of the valve assembly 150 and the fluid motor 131 is similar to the ones in U.S. Patent No. 5,582,207 is disclosed. However, the valve assembly disclosed in that patent is not a closed center valve.
Der
Kugelgewindeabschnitt 186 (2) der Ventilhülse 162 umfasst
eine schraubenförmige
Nut 194, die auf ihrem Außenumfang gebildet ist. Eine Vielzahl
von Kugeln 196 ist in der schraubenförmigen Nut 140 angeordnet.
Die Kugeln 196 sind ebenfalls in der schraubenförmigen Nut 144 in
der Bohrung 143, die in dem Kolben 142 gebildet
ist, angeordnet. Wie in der Technik bekannt, bewirkt eine axiale
Bewegung des Kolbens 142, dass sich der Kugelgewindeteil 186 dreht,
was seinerseits bewirkt, dass sich der Rest der Ventilhülse 162 dreht.The ball screw section 186 ( 2 ) of the valve sleeve 162 includes a helical groove 194 which is formed on its outer circumference. A variety of balls 196 is in the helical groove 140 arranged. The balls 196 are also in the helical groove 144 in the hole 143 in the piston 142 is formed, arranged. As known in the art, causes axial movement of the piston 142 in that the ball screw part 186 turns, which in turn causes the rest of the valve sleeve 162 rotates.
Ein
Torsionsstab 198 (2) verbindet
den Ventilkern 160 und die Ventilhülse 162. Ein Ende
des Torsionsstabs 198 ist durch einen Stift 200 mit
dem Ventilabschnitt 168 des Ventilkerns 160 verbunden, während sich
das andere Ende des Torsionsstabs durch den Durchlass 188 in
der Ventilhülse 162 erstreckt
und durch einen Stift 202 benachbart zu dem zweiten Ende 182 der
Ventilhülse
verbunden.A torsion bar 198 ( 2 ) connects the valve core 160 and the valve sleeve 162 , One end of the torsion bar 198 is through a pen 200 with the valve section 168 the valve core 160 connected while the other end of the torsion bar through the passage 188 in the valve sleeve 162 extends and through a pen 202 adjacent to the second end 182 the valve sleeve connected.
Aus
der obigen Beschreibung sollte klar sein, dass die Drehung des Lenkrads 12 eine
Drehung des Ventilkerns 160 des Lenkgetriebes 130 relativ
zu der Ventilhülse 162 bewirkt.
Die Drehung des Ventilkerns 162 bewirkt eine axiale Bewegung
des Kolbens 142 in die eine oder die andere Richtung. Axiale
Bewegung des Kolbens 142 resultiert in der Drehung des Sektorzahnrads
und des Lenkstockhebels 125, wodurch bewirkt wird, dass
sich die lenkbaren Straßenräder 15 seitlich
zu dem Fahrzeug verschwenken.From the above description, it should be clear that the rotation of the steering wheel 12 a turn of the valve core 160 of the steering gear 130 relative to the valve sleeve 162 causes. The rotation of the valve core 162 causes an axial movement of the piston 142 in one direction or the other. Axial movement of the piston 142 results in the rotation of the sector gear and the pitman arm 125 , which causes the steerable road wheels 15 pivot laterally to the vehicle.
Wie
in 1 dargestellt ist, umfasst die Vorrichtung eine
Steuervorrichtung 32, die Steuersignale ausgibt an die
Motoren, um sie zu betreiben. Die Steu ervorrichtung 32 wird
durch eine Leistungsquelle 14 mit Leistung versorgt. Die
Vorrichtung 10 umfasst ebenfalls eine Vielzahl von Fahrzeugzustandssensoren 122, 124, 126, 127 und 128.
Die Fahrzeugzustandssensoren umfassen einen Säulen-Drehmomentsensor 122,
einen Sensor für
die laterale bzw. seitliche Beschleunigung 124, einen Handrad-Beschleunigungssensor 126 und
Handrad-Winkelsensor 127 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 128.
Jeder der Sensoren 122, 124, 126, 127 und 128 ist
elektrisch mit der Steuervorrichtung 32 verbunden.As in 1 is shown, the device comprises a control device 32 which outputs control signals to the motors to operate them. The STEU ervorrichtung 32 is powered by a power source 14 powered. The device 10 also includes a plurality of vehicle condition sensors 122 . 124 . 126 . 127 and 128 , The vehicle condition sensors include a column torque sensor 122 , a sensor for the lateral or lateral acceleration 124 , a hand wheel accelerometer 126 and handwheel angle sensor 127 and a vehicle speed sensor 128 , Each of the sensors 122 . 124 . 126 . 127 and 128 is electrically connected to the control device 32 connected.
Der
Säulen-Drehmomentsensor 122 umgibt die
Welle 16 und fühlt
das Säulendrehmoment
ab und gibt ein Signal aus, das eine Anzeige für das Säulendrehmoment bildet. Der
Säulendrehmomentsensor
kann einen Torsionsstab zwischen den Wellenteilen und einen Sensor
zum Abfühlen
der relativen Drehung der Wellenteile umfassen. Der Seitenbeschleunigungssensor 124 fühlt die
Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs ab und erzeugt ein elektrisches
Signal, das eine Anzeige für
die abgefühlte
Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs bildet. Der Handrad-Beschleunigungssensor 126 und
der Handrad-Winkelsensor 127 (welcher
der Sensor zum Abfühlen
der relativen Drehung der Wellenteile sein kann) fühlt die
Größe, Rate
und Beschleunigung der Drehung des Fahrzeughand- oder lenkrads 18 ab und
erzeugt elektrische Signale, die eine Anzeige für diese Parameter liefern.
Die Größe der Handraddrehung
ist der Drehwinkel des Handrads 12 relativ zu einer Geradeaus-Position
des Handrads. Der Handrad-Winkelsensor 127 fühlt die
Drehposition des Handrads ab und erzeugt ein Signal, das der abgefühlten Drehposition
des Handrads 12 entspricht.The column torque sensor 122 surround the shaft 16 and sensing the column torque and outputting a signal indicative of the column torque. The column torque sensor may include a torsion bar between the shaft parts and a sensor for sensing the relative rotation of the shaft parts. The side acceleration sensor 124 senses the lateral acceleration of the vehicle and generates an electrical signal that provides an indication of the sensed lateral acceleration of the vehicle. The handwheel acceleration sensor 126 and the handwheel angle sensor 127 (which may be the sensor for sensing the relative rotation of the shaft parts) senses the magnitude, rate and acceleration of the rotation of the vehicle's hand or steering wheel 18 and generates electrical signals that provide an indication of these parameters. The size of the handwheel rotation is the rotation angle of the handwheel 12 relative to a straight-ahead position of the handwheel. The handwheel angle sensor 127 senses the rotational position of the handwheel and generates a signal that corresponds to the sensed rotational position of the handwheel 12 equivalent.
Der
Drehung des Handrads 12 in eine erste Richtung kann ein
positiver Wert zugeordnet werden und der Drehung des Handrads 12 in
eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist,
kann ein negativer Wert zugeordnet werden. Der Handrad-Beschleunigungssensor 126 und
der Handrad-Winkelsensor 127, oder die Steuervorrichtung 120,
können
die Drehrate des Handrads 12 bestimmen, und zwar durch
Ermitteln einer Zeitdifferenz bzw. eines Zeitdifferentials der Größe, und
können die
Handrad- Beschleunigung
bestimmen durch Ermitteln eines Zeitdifferentials der Drehgeschwindigkeit.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 128 fühlt die
Fahrzeuggeschwindigkeit ab und erzeugt ein elektrisches Signal,
das eine Anzeige für
die Geschwindigkeit liefert.The rotation of the handwheel 12 in a first direction can be assigned a positive value and the rotation of the handwheel 12 in a second direction, which is opposite to the first direction, a negative value can be assigned. The handwheel acceleration sensor 126 and the handwheel angle sensor 127 , or the control device 120 , can the yaw rate of the handwheel 12 determine, by determining a time difference or a time differential of the magnitude, and can determine the handwheel acceleration by determining a time differential of the rotational speed. The vehicle speed sensor 128 senses the vehicle speed and generates an electrical signal that provides an indication of the speed.
Die
Vorrichtung 10 umfasst ebenfalls einen Motorstromsensor 120 zum
Abfühlen
des tatsächlichen
bzw. Ist-Stroms des Elektromotors 18 und zum Vorsehen eines
Motorstromsignals, das eine Anzeige für den abgefühlten Strom bildet. Der Motorstromsensor 120 ist
betriebsmäßig mit
der Steuervorrichtung 32 verbunden. Die Steuervorrichtung 32 empfängt das
Motorstromsignal von dem Motorstromsensor 120 und verwendet
das Motorstromsignal zur Bestimmung des Ausgangsdrehmoments des
Elektromotors 18. Der Elektromotor 18 wird durch
die Steuervorrichtung gesteuert, um das richtige Lenk"gefühl" an das Handrad 12 zu
liefern.The device 10 also includes a motor current sensor 120 for sensing the actual current of the electric motor 18 and providing a motor current signal indicative of the sensed current. The motor current sensor 120 is operational with the control device 32 connected. The control device 32 receives the motor current signal from the motor current sensor 120 and uses the motor current signal to determine the output torque of the electric motor 18 , The electric motor 18 is controlled by the control device to give the correct steering "feel" to the handwheel 12 to deliver.
Die
Steuervorrichtung 32 empfängt ebenfalls die Signale,
die von dem Drehmomentsensor 122, dem Seitenbeschleunigungssensor 124,
dem Handrad-Beschleunigungssensor 126 und einem Handrad-Winkelsensor 127 und
dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 128 erzeugt werden.
Die Steuervorrichtung 32 vergleicht die Signale von den
Sensoren mit gespeicherten Referenzwerten. Die Referenzwerte können die
Form von Nachschlagetabellen annehmen, die in dem Speicher der Steuervorrichtung 120 gespeichert
sind. Wenn der Vergleich anzeigt, dass die Signale vorbestimmten
(Werten: Übers.) entsprechen,
wird der Elektromotor 18 durch die Steuervorrichtung 32 aktiviert,
um das richtige Lenk"gefühl" an das Handrad 12 zu
liefern. Die Steuervorrichtung 32 gibt ein Steuersignal
an die Motoren 18, 22 aus.The control device 32 also receives the signals from the torque sensor 122 , the lateral acceleration sensor 124 , the handwheel accelerometer 126 and a hand wheel angle sensor 127 and the vehicle speed sensor 128 be generated. The control device 32 compares the signals from the sensors with stored reference values. The reference values may take the form of look-up tables stored in the memory of the controller 120 are stored. When the comparison indicates that the signals correspond to predetermined (values: over.), The electric motor becomes 18 through the control device 32 Activated to get the right steering "feel" on the handwheel 12 to deliver. The control device 32 gives a control signal to the motors 18 . 22 out.
Im
Betrieb befindet sich, wenn das Lenkrad 12 zentriert ist
und sich die lenkbaren Räder 15 in
einer Geradeaus-Ausrichtung befinden, die Ventilanordnung 150 in
der geschlossenen Position. In der geschlossenen Position sind der
Ventilkern 160 und die Ventilhülse 162 so relativ
zueinander positioniert, dass die Strömung des Hydraulikströmungsmittels von
dem Speicher 26 zu der Kammer 136 des Strömungsmittelmotors 131 blockiert
wird. Die Pumpe 20 füllt
den Speicher 26 bis der Druck in dem Speicher 26 eine
Obergrenze erreicht, wie sie durch den Druckschalter 30 gesetzt
wird.In operation is when the steering wheel 12 is centered and the steerable wheels 15 in a straight-ahead orientation, the valve assembly 150 in the closed position. In the closed position are the valve core 160 and the valve sleeve 162 positioned relative to one another such that the flow of hydraulic fluid from the reservoir 26 to the chamber 136 of the fluid motor 131 is blocked. The pump 20 fills the memory 26 until the pressure in the memory 26 reaches an upper limit, as indicated by the pressure switch 30 is set.
Wenn
der Benutzer beginnt das Handrad 12 zu drehen, um die lenkbaren
Räder zu
verschwenken, dreht die Welle 16 die Antriebswelle 152,
die den Ventilkern 160 relativ zu der Ventilhülse 162 dreht, um
die Ventilanordnung 150 in der offenen Position zu betätigen. In
der offenen Position sind die Nuten in dem Ventilkern 160 und
der Ventilhülse 162 ausgerichtet,
um zu gestatten, dass hydraulisches Strömungsmittel von dem Speicher 26 durch
die Nuten zu einem der Kammerteile 138, 140 fließt, assoziiert
damit, in welche Richtung die Räder
verschwenkt werden, während
das Hydraulikströmungsmittel
aus dem anderen Kammerteil abgelassen wird. Dies bewirkt, dass der
Kolben 142 sich axial bewegt, um beim Lenken der Räder zu helfen.
Die Axialbewebung des Kolbens 142 resultiert in der Drehung
des Sektorzahnrads 146 und des Lenkstockhebels, wodurch
bewirkt wird, dass sich die lenkbaren Straßenräder 15 seitlich verschwenken.When the user starts the handwheel 12 to turn to pivot the steerable wheels, the shaft rotates 16 the drive shaft 152 that the valve core 160 relative to the valve sleeve 162 turns to the valve assembly 150 to operate in the open position. In the open position, the grooves are in the valve core 160 and the valve sleeve 162 aligned to allow hydraulic fluid from the reservoir 26 through the grooves too one of the chamber parts 138 . 140 flows associated therewith, in which direction the wheels are pivoted, while the hydraulic fluid is discharged from the other chamber part. This causes the piston 142 moves axially to help steer the wheels. The axial movement of the piston 142 results in the rotation of the sector gear 146 and the pitman arm, thereby causing the steerable road wheels 15 pivot sideways.
Ebenso
fließt,
wenn sich die Closed-Center-Ventilanordnung 150 öffnet, hydraulisches
Strömungsmittel
plötzlich
zu einer der Kammerteile 138, 140. Dies erzeugt
eine große
anfängliche
Lenkkraft an die Räder 15 und
die Lenkwelle 16, wodurch eine Verlust des Lenk"gefühls" für den Fahrer
erzeugt wird. Um dieses „Gefühl" vorzusehen, sendet
die Steuervorrichtung 32 ein Steuersignal, dass auf dem Signal
von dem Säulen-Drehmomentsensor 122 basiert,
an den Motor 18, um das Ausgangsdrehmoment zu erhöhen und
Widerstand gegenüber
dem Drehen des Lenkrads 12 hinzuzufügen. Der Motor 18 moduliert
die Anfangslenkkraft und verhindert, dass die Kraft auf das Lenkrad 12 wirkt.Likewise, when the closed-center valve assembly flows 150 opens hydraulic fluid suddenly to one of the chamber parts 138 . 140 , This creates a large initial steering effort to the wheels 15 and the steering shaft 16 , whereby a loss of steering feeling for the driver is generated. To provide this "feel", the controller sends 32 a control signal on the signal from the column torque sensor 122 based on the engine 18 to increase the output torque and resistance to turning the steering wheel 12 add. The motor 18 modulates the initial steering effort and prevents the force on the steering wheel 12 acts.
Nachdem
die große
anfängliche
Lenkkraft nachlässt,
sendet die Steuervorrichtung 32 ein Steuersignal an den
Elektromotor 18, das sein Ausgangsdrehmoment reduziert,
und zwar auf das, was notwendig ist, um den Fahrzeugfahrer für das restliche Lenken
der lenkbaren Räder 15 mit
einem Lenk"gefühl" zu versehen. Die
Steuervorrichtung 120 sendet ferner ein Steuersignal, das
auf den von den Sensoren 122, 124, 126, 127 und 128 empfan genen
Signalen basiert, an den Motor 22 der Pumpe 20.
Der Motor 22 betätigt
die Pumpe 20, um den Speicher 26 während des
Lenkens der Räder 15 zu
füllen.After the large initial steering force subsides, the control device transmits 32 a control signal to the electric motor 18 , which reduces its output torque to what is necessary to the vehicle driver for the remaining steer the steerable wheels 15 with a steering "feel" to provide. The control device 120 also sends a control signal to that of the sensors 122 . 124 . 126 . 127 and 128 received signals to the engine 22 the pump 20 , The motor 22 actuates the pump 20 to the memory 26 while steering the wheels 15 to fill.
Aus
der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Modifikationen
und Veränderungen
erkennen, die bei der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, und
solche Modifikationen und Veränderungen
sollen durch die angefügten
Ansprüche
abgedeckt werden.Out
The above description of the invention will be apparent to those skilled in the art
and changes
recognize that can be made in the present invention, and
such modifications and changes
are meant by the attached
claims
be covered.