DE2900510A1

DE2900510A1 - Servolenkung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2900510A1
Application number: DE19792900510
Authority: DE
Inventors: Heinz Leiber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-01-08
Filing date: 1979-01-08
Publication date: 1980-07-17
Also published as: IT7928263A0; GB2041303A; GB2041303B; IT1126629B; US4349079A; JPS6327233B2; JPS5594854A

Description

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R. 5:3 1

1-4.12.1978 Mü/Kö

ROBERT BOSCH GMBH₃ 7OOO Stuttgart 1 Servolenkung für Kraftfahrzeuge Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Servolenkung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine bekannte Lenkungseinrichtung benützt die Kolben-Zylinder-Einheit.eines Lenkungsdämpfers als Instrument zur Erzeugung der Hilfskraft, um den Lenkvorgang weniger kraftaufwendig zu gestalten. Der Steuerung des modifizierten Lenkungsdämpfers dient ein von einem elektronischen Steuergerät angesteuertes Stellglied^ wobei das elektronische Steuergerät Drehrichtungssignale von der Lenksäule bearbeitet. Der dafür erforderliche Meßwertgeber sitzt zwischen Lenkwelle und Lenkgetriebe.

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Es hat sich nun gezeigt, daß diese Meßwertgeber zu aufwendig und zu wenig servicefreundlich sind, darüber hinaus bei Arbeiten an diesem Meßwertgeber direkt in den Lenkungsmechanismus eingegriffen werden muß, -was aus Sicherheitsgründen nicht wünschenswert ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lenkeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs hat demgegenüber die Vorteile, daß erstens der Meßwertgeber einfacher und kostengünstiger aufgebaut sein kann-, weil er keine Drehbewegung erfassen muß, sondern nur eine Linearbewegung, und zweitens der Meßwertgeber nicht mehr unmittelbar mit dem Lenkungsmechanismus gekoppelt ist, somit bei Arbeiten an diesem Meßwertgeber ein Sicherheitsrisiko auf ein Mindestmaß reduziert ist.

Durch die in" den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Lenkung möglich. Als besonders vorteilhaft hat sich die mögliche Integration des Meßwertgebers mit der Zylinder-Kolben-Einheit des Lenkungsdämpfers herausgestellt. Des weiteren läßt sich der Meßwertgeber besonders einfach z.B. mit einer eingespannten Blattfeder und beiderseitigen, in einem gewissen Abstand feststehenden Kontakten realisieren.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich-

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nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine grob schematische Darstellung der Lenkung in Verbindung mit dem Blockschalt bild der Steuerung der Servolenkung, Figur 2 die Anordnung von Stellzylinder und Meßwertgeber in jeweils getrennter Ausführung und Figur 3 eine Einzelheit des Steuergeräts des Gegenstandes von Figur 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt grob schematisch die Vorderachse eines Kraftfahrzeuges mit; dem Lenkmechanismus und den einzelnen, der Servolenkung dienenden Bauteilen und Steuerungseinrichtungen. Mit 10 ist eine Lerikwelle bezeichnet und mit 11 ein-Lenkgetriebe, welches, wie nicht näher dargestellt, auf ein Spurstangengelenk 12 zur Steuerung der Laufrichtung eines Rades 13 einwirkt. 14 zeigt die Zylinder-Kolben-Einheit eines Lenkungsdämpfers, der nun in gesteuerter Ausführung der Servoeinrichtung dient. Während der Zylinder der Zylinder-Kolben-Einheit 14 starr mit der Fahrzeugachse über ein entsprechendes Befestigungsmittel 15 verbunden ist, wird der Kolben über den Meßwertgeber 16 und einen Hebel 17 mit dem Spurstangengelenk 12 gekoppelt.

Ihr hydraulisches Steuerungsmittel erhält die Kolben-Zylinder-Einheit 14 über zwei elektrisch steuerbare Magnetventile 20 und 21 in einem Stellglied 2-2 aus einem Druckmittelbehälter 23.₃ der auch als Teil der Zentralhydraulik in Verbindung mit einem Blockierschut"zsystem verwendbar is t»

Ein elektronisches Steuergerät 25 erhält Lenkrichtungssignale über zwei Eingänge 26 und 27, ein Zündsignal über einen Eingang 28 und ein Geschwindigkeitsgrenzwertsignal über einen Eingang 29· Zwei Ausgänge 30 und 31 sind mit den Erregerwicklungen der beiden Magnetventile 20 und 21 am Stellglied 22 verbunden und von einem weiteren Ausgang 32 führt eine Leitung 33 zu einer Warnlampe 3^₃ die Störungsfälle anzeigen soll.

Das Steuergerät 25 enthält Verknüpfungselemente für die einzelnen elektrischen Signale sowie Ausgangssignal-Verstärkerstufen und eine Sicherheitsschaltung zum Erkennen,

Anzeigen und Reagieren auf Störungen. Im einzelnen ergibt sich folgender Aufbau. Die beiden Eingänge 26 und

27 sind zu je einem LogikGatter 35 und 36 mit'je einem invertierenden und zwei nichtinvertierenden Eingängen geführt, wobei diese Eingänge 26 und 27 mit nichtinvertierenden Eingängen der beiden logischen Gatter verknüpft sirid. Der weitere nichtinvertierende Eingang eines jeden logischen Gatters 35 und 36 ist mit dem Ausgang eines UND-Gatters 37 verbunden., dessen Eingänge mit den Eingängen

28 und 29 für das Zündungssignal und das Geschwindigkeitsschwellwert signal identisch sind.

Ausgangsseitig folgt den Gattern 35 und 36 je ein Zeitglied 38 und 39 j welches auf ein Triggersignal hin ein Ausgangssignal konstanter Impulsdauer abgibt. Jedem der beiden Zeitglieder 38 und 39 ist ein UND-Gatter 40 und 4l nachgeschaltet, denen wiederum Treiberstufen 42 und vor den Erregerwicklungen der Magnetventile im Stellglied 22 folgen. Die Ausgänge der beiden Treiberstufen 42 und 43 sind zusätzlich zu einer Sicherheitsschaltung 45 geführt. Deren Ausgang Ist einmal mit der Warnlampe 34

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und ferner über einen Inverter 46 mit den beiden weiteren Eingängen der UND-Gatter 40 und 4l verbunden.

Schließlich stehen noch die Ausgänge der beiden Zeitglieder 38 und 39 über je ein Zeitglied 48 und 49 mit den invertierenden Eingängen derjenigen logischen Gatter 35 und 36 in Verbindung, die dem jeweils anderen Zeitglied 38 oder 39 vorgeschaltet sind.

Die Wirkungsweise des Gegenstandes van Figur 1 ist wie folgt. Bei Verdrehung des Lenkrades, bzw. der Lenkwelle 10 nach rechts, liefert der Meßwertgeber l6 ein entsprechendes Signal dem Eingang 26 des Steuergeräts 25. Dieses Signal wird über das logische Gatter .35 auf das als monostabile Kippstufe ausgebildete Zeitglied 38 weitergeschaltet, dessen Ausgangssignal wiederum über das UND-Gatter 40 zur Treiber- bzw. Leistungsstufe 42 gelangt. Infolge davon wird das Magnetventil 20 angesteuert und der Kolben der Zylinder-Kolben-Einheit 14 wird entsprechend verschoben. Das- Magnetventil 20 steuert so lange Druck in den Zylinder der Einheit 14 ein, bis das Zeitglied 38 wieder ausschaltet. Ein entsprechend großer Druckstoß der Einheit 14 führt zum Ansprechen des gegenüberliegenden Kontakt im Meßwertgeber 16. Um nun zu verhindern, daß infolge davon das zweite Magnetventil 21 im Stellglied 22 angesteuert wird, wird vom.Ausgangssignal des Zeitgliedes 38 das Zeitglied 49 gesetzt, welches für eine entsprechende Zeitdauer das Gatter 36 sperrt.

Damit die Lenkhilfe nach dem Gegenstand von Figur 1 nur in unteren Geschwindigkeitsbereich und nur bei eingeschalteter Zündung wirkt, sind die beiden Eingangsgatter 35 und 36 ebenfalls noch abhängig von der Zündschalter^

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stellung und vom Auftreten einer bestimmten unteren Grenzgeschwindigkeit steuerbar.

Die Sieherheitsschaltung 45 dient der überwachung der Ansteuersignale der beiden Hagnetventile 20 und 21 im Stellglied 22. Denn aus Sicherheitsgründen dürfen die beiden Magnetventile weder einzeln zu lange noch gemeinsam erregt sein. Aus diesem Grunde enthält die Sicherheitsschaltung 45 Zeitglieder und vorzugsweise ein Exklusiv-Qder-Gatter, damit im Störungsfalle ein entsprechendes Warnsignal mit der Warnlampe 34 abgegeben werden kann und gleichzeitig die Treiberstufen 42 und 43 abgeschaltet werden.

Figur 2 zeigt in einer gegenüber Figur 1 genaueren Darstellung den Meßwertgeber in Verbindung mit der Zylinder-Kolben-Einheit 14. Der Meßwertgeber l6 ist hier mit dem einen Gehäuseende 50 mit dem Lenkgestänge 51 verbunden. In das Gehäuse selbst ist eine Blattfeder 52 eingebracht, die, gegebenenfalls isoliert, mit dem Kolben 53 der Kolben-Zylinder-Einheit 14 kraftschlüssig gekuppelt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Blattfedereinspannung sind zwei Schaltkontakte 54 und 55 vorhanden, die je nach Kraft und Wirkungsrichtung der Kraft ausgehend vom Lenkgestänge 51 feststehende Kontakte und 57 berühren und damit das gewünschte Signal abgeben. Da ein entsprechend großer Schaltweg die Dämpfungseigenschaf ten des Lenkungsdämpfers, welcher in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Stellzylinder der Servoeinrichtung kombiniert ist, beeinflußt, sind Wegbegrenzungsscheiben 58 und 59 als Dämpfer im Gehäuse 50 des Meßwertgebers 16 angebracht.

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Der- Kolben des als Kolben-Zylinder-Einheit I^ bezeichneten Stellzylinders j weist nach der Zeichnung von Figur 2 ein gestrichelt gezeichnetes Rechteck 60 auf. Diese Umrahmung soll andeuten, daß der Meßwertgeber auch mit dem Kolben integriert sein kann, was besondere Vorteile bezüglich den Reibungsverlusten sowie des sicheren Arbeitens des Meßwertgebers hat.

In Figur 2 sind auch im Gegensatz zu den Magnetventilen 20 und 21 von Figur 1 Dreistellungsventile 6l und 62 gezeichnet, Parallel zum jeweiligen Ventil ist noch je ein Rückschlagventil 63 und 6 k gezeichnet, i^elches die Funktion des sogenannten Bodenventils im Lenkungsdämpfer erfüllt. Durch dieses Ventil wird bei einer Saugbewegung des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit Ik der entsprechende Raum mit Flüssigkeit nachgefüllt.

Figur 3 zeigt wenige Gatterfunktionen in Verbindung mit einer Leistungsstufe für Magnetventile, die in der Lage ist, das jeweilige Magnetventil mit zwei verschiedenen Strompegeln anzusteuern. Gleiche Signaleingänge und gleiche Bauteile, wie sie bereits beim Gegenstand von Figur 1 behandelt wurden, weisen beim Gegenstand von Figur 3 das gleiche Bezugszeichen auf.

Beide Eingänge 26 und 27 des Steuergerätes führen zu je einem UND-Gatter 70 und 71, dem wiederum je ein steuerbarer Verstärker 72 und 73 nachfolgt. An den Aus-, gangen dieser Verstärker sind die Erregerwicklungen der Hagnetventile 6l und 62 von Figur 2 angeschlossen.' Sowohl den UND-Gattern 70 und 71 als auch den Verstärkern 72 und 73 wird das Ausgangssignal des bereits beim

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Gegens^and von Figur 1 vorhandenen UND-Gatters 37 für das Zündsignal und das Geschwindigkeitssignal augeführt,

Wird die Zündung eingeschaltet und befindet sich das Fahrzeug im Geschwindigkeitsbereich, - in welchem die Parkier-Servolenkung funktionieren soll, dann werden die Magnetventile in die Stellung IL (siehe Zeichnung Figur 2) durch Ansteuerung mit dem Strompegel il geschaltet. Erfolgt die Signalgabe durch den Meßwertgeber 16, dann steht das Signal an den Gattern 70 und 71 an und schaltet die Verstärker 71 und 73 auf die Strompegel i2, was ein Umschalten des jeweiligen Magnetventils el oder 62 in Stellung III bewirkt. Auch hier gilt für die Funktion der Parkier-Servolenkung, daß am UND-Gatter 37 ein I-IeAsignal für eingeschaltete Zündung und kleine Geschwindigkeit anstehen muß.

Vorzugsweise wird die Schaltungsvariante mit den Drei-Stellungsventilen dort verwendet, wo im kleinen Geschwindigkeitsbereich als dem Funktionsbereich der Parkier- . Servolenkung eine größere Drosselung der Ausgleichsbewegung des Fluids des Lenkungsdämpfers angestreb-t wird als im liornalfall. Damit entstehen auch bei kleiner Stellgeschwindigkeit des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit 14 relativ große Dämfpungskräfte.

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Claims

15.12.1978 1-lüMm

ROBERT BOSCH GMBH₃, 7QQO Stuttgart 1

Ansprüche

"IJ Servolenkung für Kraftfahrzeuge mit einer Lenkwelle_s einem Lenkgetriebe und einer Stange _s die ihre von Lenkwelle und Lenkgetriebe eingeleitete Querbexfegung über verschiedene Lenker auf die Fahrzeugräder überträgt₃ und mit einer Zweikammer-Zylinder-Kolbeneinheit in Verbindung mit insbesondere einem hydraulischen Lenkungsdämpfers wobei die zwei Kammern der Zylinder-Kolben-Einheit über Hydraulikleitungen an ein Stellglied einer Servoeinrichtung angeschlossen sind und daß dem Stellglied Steuerimpulse von einem von einen Meßwertgeber angesteuerten., elektrischen oder elektronischen Steuergerät zuführbar sind₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (l6) mit der Zylinder-Kolben-Einheit (I¹I) gekoppelt ist.

2. Lenkung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (16) in der Zylinder-Kolben-Einheit (l^i) integriert ist (60).

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3. Lenkung für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₃ daß der Rücklauf aus den Kammern der Zylinäer-Xolben-Einheit (1^) insbesondere" bei niedrigen Geschwindigkeitswerten des Kraftfahrzeuges drosselbar ist.

^i. Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drosselung des Rücklaufs Drei-Stellungsventile vorhanden sind.

5. Lenkung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber einen Doppelkontaktschalter (52, 5^ bis 57)3 Hall- oder Piezogeber enthält.

6. Lenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelkontaktschalter eine mit Kontakten versehene Blattfeder enthält.

7- Lenkung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen des Meßwertgebers (16) zu Zeitgliedern (38, 39) geführt sind.

8. Lenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitglieder (38 und 39) gegenseitig blockierbar sind.

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9· Lenkung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8₃ dadurch gekennzeichnet, daß das Beaufschlagen der Kolben-Zylinder-Einheit (14) mit Druckmittel abhängig von der Zündschalterstellung und einem Geschwindigkeitssignal steuerbar ist.

10. Lenkung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 9₅ dadurch gekennzeichnet_s daß das elektronische Steuergerät (25) eine Sicherheitsschaltung (^5) für Ausgangssignale der Ansteuerstufen der Magnetventile im Stellglied (22) enthält.

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