(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用液圧動力かじ取り装置であって、
運転者側で操作されるかじ取りハンドル（２８）、
かじ取りされる車輪（１）のかじ取り調節のためこれらの車輪（１）に強制連結される複動液圧サーボモータ（４）又はかじ取り操作器、
圧力接続部（１０，１０′）を介して液圧ポンプ（１２，１２′）の吐出側に接続され、低圧接続部（１３，１３′）を介して液圧ポンプ（１２，１２′）の吸入側又はこの吸入側に連通するタンク（１４，１４′）に接続され、かつ２つのモータ接続部（７，８；７′，８′）を介してサーボモータ（４）の両側に接続され、ポンプ（１２，１２′）の動作する際モータ接続部（７，８；７′，８′）の間の圧力差を大きさ及び方向に関して制御できる、電気的に操作されるサーボ弁装置（９，９′）及び
かじ取りハンドル（２８）により操作されるかじ取り角目標値発信器（２７）及びかじ取りされる車輪（１）により操作されるかじ取り角実際値発信器（２６）を持ち、目標値−実際値比較に応じてサーボ弁装置（９，９′）を制御する電子制御装置（２５）
を有するものにおいて、
サーボ弁装置（９，９′）及びポンプ（１２，１２′）が、２つ又はそれ以上の並列な液圧回路を形成しながら、二重又は多重に設けられ、
前記ポンプ（１２′）は電動機（１６）により駆動され、及び別の前記ポンプ（１２）は車両の駆動系（１５）により駆動され、
これらの液圧回路とサーボモータ（４）との間に複数の位置の間で切換え可能な１つの切換え弁装置（６）が設けられて、その位置の各々において、１つの液圧回路をサーボモータ（４）に接続し、残りの液圧回路をサーボモータ（４）に対して遮断し、通常の作動では、サーボ弁装置（９，９′）を並列にしかも機能的に同じ向きに制御して、１つの液圧回路の前記２つのモータ接続部と残りの液圧回路の前記２つのモータ接続部との間に同じ方向で少なくとも大きさの程度が類似な圧力差が生じるようにし、
液圧回路の作動パラメータを検出するセンサ装置（２４，２４′）又は制御装置（２５）と組合わされる電子監視装置が、サーボモータ（４）に接続される液圧回路又はこの液圧回路に付属する制御装置（２５）の制御部材（２５．１，２５．２）の故障の際、切換え弁装置（６）を始動して、故障してない液圧回路又は故障してない制御部材を持つ液圧回路をサーボモータ（４）に接続する
ことを特徴とする、液圧動力かじ取り装置。
【請求項２】
サーボモータ（４）及び切換え弁（６）が構造単位を形成して、サーボモータと切換え弁との間の漏れを防止することを特徴とする、請求項１に記載の動力かじ取り装置。
【請求項３】
各タンク（１４，１４′）が低圧容器として構成され、正圧を受けていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の動力かじ取り装置。
【請求項４】
サーボ弁装置（９，９′）の低圧接続部を付属するタンク（１４，１４′）に接続する導管（１３，１３′）に、それぞれ絞り（３０，３０′）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の動力かじ取り装置。
【請求項５】
車両の駆動系（１５）により駆動されるポンプ（１２）が制御可能であることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の動力かじ取り装置。
【請求項６】
タンク（１４，１４′）の間に遮断弁（２０）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の動力かじ取り装置。
【請求項７】
監視装置が制御装置（２５）にまとめられていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の動力かじ取り装置。
【請求項８】
サーボ弁装置（９，９′）が開いた中間位置を持つように構成されていることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の動力かじ取り装置。
【請求項９】
少なくとも１つのポンプ（１２′）の吐出側にアキユムレータ（２３）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の動力かじ取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転者側で操作されるかじ取りハンドル、かじ取りされる車輪のかじ取り調節のためこれらの車輪に強制連結される複動液圧サーボモータ又はかじ取り操作器、圧力接続部を介して液圧ポンプの吐出側に接続され、低圧接続部を介して液圧ポンプの吸入側又はこの吸入側に連通するタンクに接続され、かつ２つのモータ接続部を介してサーボモータの両側に接続され、ポンプの動作する際モータ接続部の間の圧力差を大きさ及び方向に関して制御できる、電気的に操作されるサーボ弁装置及びかじ取りハンドルにより操作されるかじ取り角目標値発信器及びかじ取りされる車輪により操作されるかじ取り角実際値発信器を持ち、目標値−実際値比較に応じてサーボ弁装置を制御する電子制御装置を有する、車両特に自動車用液圧動力かじ取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在自動車において普通の液圧動力かじ取り装置では、かじ取りハンドルとかじ取りされる車輪とが互いに機械的に強制連結されている。サーボモータとして典型的に復動ピストン−シリンダ装置が用いられ、かじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間に作用する力及びモーメントに応じて制御されて、かじ取りハンドルへ運転者により限られた力を加えさえすればよいようにしている。かじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間の強制連結装置は、相対運動可能な２つの部分を含み、これらの部分の相対運動は、その程度及び方向に関して、かじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間に作用する力又はモーメントに類似している。これらの相対運動はサーボモータを制御するサーボ弁へ伝達されるので、かじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間に作用する力及びモーメントに類似するサーボ力を発生することができる。
【０００３】
更に現在通常の路面車両に適したかじ取り装置が構想され、かじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間の機械的連結がなくされる。この場合かじ取りハンドルとかじ取りされる車輪は、通常作動の場合制御部材を介して互いに作用的にのみ連結され、かじ取りハンドルとはそのつど所望のかじ取り角のため目標値発信器を操作し、かじ取り角発信器が付属するかじ取り車輪において、制御部材によりかじ取り角が制御される。
【０００４】
その際制御部材は別のパラメータを考慮し、例えばかじ取りハンドルの操作又は回転行程とかじ取りされる車輪のかじ取り角変化との間の変換比を、車両速度に応じて変化することができる。更に運転者が適当なかじ修正を行うことができる前に、場合によっては車両の横滑り運動又は横風の影響を阻止するように自動的に制御することができる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許第１９６２７８９３号明細書から最初にあげた種類のかじ取り装置が公知であり、通常の作動ではかじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間に強制連結部は存在しない。非常の場合、通常はフリーホイールとなるように接続される液圧クラツチがかじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間に設けられている。電子制御されかつかじ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間に強制連結なしに動作する主システムに故障が確認されると、この液圧クラツチが自動的に作用するように切換えられる。従ってドイツ連邦共和国特許第１９６２７８９３号明細書に記載のかじ取りシステムは、「ステア・バイ・ワイヤ」の構想を実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、このために有利な構造を提示することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため本発明によれば、サーボ弁装置及びポンプが、２つ又はそれ以上の並列な液圧回路を形成しながら、二重又は多重に設けられ、これらの液圧回路とサーボモータとの間に切換え弁装置が設けられて、その位置の各々において、１つの液圧回路をサーボモータに接続し、残りの液圧回路をサーボモータに対して遮断し、液圧回路の作動パラメータを検出するセンサ装置又は制御装置と組合わされる電子監視装置が、サーボモータに接続される液圧回路又はこの液圧回路に付属する制御装置の制御部材の故障の際、切換え弁装置を始動して、故障してない液圧回路又は故障してない制御部材を持つ液圧回路をサーボモータに接続する。
【０００８】
本発明は、少なくとも２つの等価な並列の液圧回路を設け、これらの液圧回路を別々に制御及び監視するが、これらの液圧回路の１つだけをサーボモータに接続する、という一般的な考え方に基いている。故障の場合サーボモータを完全に動作可能な液圧回路に接続でき、その際かじ取り装置の作動性能の著しい変化をまったく恐れる必要がない。なぜならば、今やサーボモータに連通する液圧回路は、以前にサーボモータからの遮断にもかかわらず、サーボモータの制御に必要なすべての動作段階を行ったからである。従って切換え弁の切換えの際、それぞれ後続の液圧回路が、中断なしに、以前にサーボモータに接続されていた液圧回路の動作を引受けるからである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の特に好ましい実施形態によれば、サーボモータ及び切換え弁が構造単位を形成して、サーボモータと切換え弁との間の漏れを防止する。
【００１０】
更に液圧システムのすべての部分が特定の正圧を受けていると有利である。それにより空気が液圧システムへ侵入するのを確実に防止される。
【００１１】
これに関連して、各タンクを低圧容器として構成し、液圧ポンプの吸入側にも液圧予荷重が保証されるようにすると、有利である。
【００１２】
構造手段によりポンプが空気を吸入できないようにすると、場合によっては各液圧タンクを圧力なしに保ち、サーボ弁からタンクへ戻る戻り導管に絞りを設けることもでき、それにより、ポンプ作動の際この絞りの入口側従ってサーボ弁のすべての接続部に最低圧力が現われねばならない。
【００１３】
なお本発明の好ましい特徴に関し、請求項及び特に好ましい実施例を示す図面の以下の説明が参照される。
【００１４】
【実施例】
図１によれば、詳細には図示してない自動車は２つのかじ取りされる車輪１を持ち、これらの車輪１は原理的に公知のようにタイロツド２を介して互いに連結され、かじ取り連動桿３を介して複動静液圧サーボモータ４に結合されて、かじ取りされる車輪１のかじ取り角変化が常にサーボモータ４の適当な行程に伴うようになっている。
【００１５】
サーボモータ４は、ピストンの両側に設けられる液圧室４．１及び４．２を持つ複動ピストン−シリンダ装置として構成されている。両方の液圧室４．１及び４．２は導管５．１及び５．２を介して切換え弁６に接続され、この切換え弁６は２つの位置の間で切換え可能であり、導管５．１及び５．２を、中間位置で開いているサーボ弁９のモータ接続部７及び８に接続するか、又は同様に開いている中間位置を持つサーボ弁９′のモータ接続部７′及び８′に接続する。サーボ弁９及び９′の圧力接続部は、圧力導管１０及び１０′を介してポンプ１２及び１２′の吐出側に接続されている。サーボ弁９及び９′の戻り接続部は低圧導管１３及び１３′を介してそれぞれタンク１４及び１４′に接続され、これらのタンク１４及び１４′にポンプ１２及び１２′の吸入側がそれぞれ接続されている。
【００１６】
ポンプ１２及び１２′は異なるように駆動される。例えばポンプ１２′はなるべく制御可能な電動機１６により駆動可能であり、ポンプ１２は車両の駆動系１５の部分例えば駆動される車輪に伝動結合可能であり、車両が進行する限り動作する。駆動系１５では常に変化する回転数が生じる可能性があるので、ポンプ１２は、変化する回転数を補償するため、場合によってはポンプ１２′に対して例として示されているように、制御可能なポンプとして構成されることができる。
【００１７】
圧力導管１０又は１０′と低圧導管１３又は１３′との間にそれぞれ逃し弁１７又は１７′が設けられている。更に圧力導管１０又は１０′には、対応する逃し弁１７又は１７′の入口の前に、逆止弁１８又は１８′を設けることができ、この逆止弁によりそれぞれの圧力導管１０又は１０′における逆流が防止される。なお、ポンプ１２又は１２′の吐出側にフイルタ装置１９又は１９′が設けられている。
【００１８】
両方の低圧導管１３及び１３′は、遮断弁２０を介して互いに接続されるか又は互いに遮断されることができる。更に両方の低圧導管１３及び１３′には過給装置が付属し、この過給装置２１により低圧導管１３及び１３′を所定の正圧へもたらすことができる。この正圧は、ポンプ１２及び１２′の吐出し側に生じ得る圧力に比較して低い。過給装置２１を設けるため、タンク１４及び１４′も適当な正圧を受けている。従って各タンク１４又は１４′は低圧容器として構成されている。
【００１９】
場合によっては、ポンプ１２及び１２′の吐出側にアキユムレータを設けることができる。図１の例では、このようなアキユムレータ２３は圧力導管１０′にのみ付属している。
【００２０】
多数の圧力センサ２４又は２４′により液圧システムの種々の区域における液圧を検出することができる。
【００２１】
制御装置２５は、入力側で、例えばタイロツド２を介して車輪１のかじ取り調節に応じて操作される少なくとも１つのかじ取り角実際値発信器２６、及び運転者側でかじ取りハンドル２８を介して操作される少なくとも１つのかじ取り角目標値発信器２７に接続されている。
【００２２】
更にかじ取りハンドル２８は、制御装置２５により制御される例えば自動停止なしの電動機により形成することができる手動力操作器２９に伝動結合されている。
【００２３】
図示したシステムは次のように動作する。
通常の作動では、切換え弁６が、制御装置２５による適当な給電により戻しばねの力に抗して図示しない他の位置へ切換えられ、この位置に保持される。それにより液圧室４．１がモータ導管８′に接続され、液圧室４．２がモータ導管７′に接続されている。モータ導管７及び８はサーボモータ４に対して遮断されている。
【００２４】
運転者によるかじ取りハンドル２８の操作によって、それにより制御されるかじ取り角目標値発信器２７を介して、かじ取り角目標値が規定される。制御装置２５は、この目標値とかじ取り角実際値発信器２６から供給されるかじ取り角実際値とを比較し、かじ取り角の目標値−実際値比較に応じて、サーボ弁９及び９′を並列にしかも機能的に同じ向きに制御して、モータ導管７及び８と７′及び８′との間に同じ向きで少なくとも大きさの程度が類似な圧力差が生じるようにする。
【００２５】
これらの圧力差は、モータ導管７，８及びモータ導管７′，８′に付属する圧力センサ２４及び２４′により大きさ及び方向を検出されることができる。それにより制御装置２５は、切換え弁６によりモータ導管７及び８をサーボモータ４に対して遮断されているサーボ弁９を制御して、モータ導管７と８との間の圧力差が、切換え弁６を介してサーボモータ４に接続されているモータ導管７′と８′との間の圧力差に大幅に合わされるようにする。
【００２６】
モータ導管７′と８′との間の圧力差は、サーボモータの液圧室４．１と４．２との間にも存在し、適当な操作力を生じる。かじ取り角の目標値−実際値比較に基いて、制御装置２５及びそれにより行われるサーボ弁９′の制御によって、サーボモータ４は、目標値−実際値差の増大と共に増大する操作力を、目標値−実際値差を減少する操作方向に発生する。その結果かじ取りされる車輪１のかじ取り運動は、右方又は左方へのかじ取りハンドル２８の調節に追従する。
【００２７】
同時にかじ取りハンドル２８の所で、サーボモータ４の操作力の大きさ及び方向に関連して手動力操作器２９により発生される手動力が感じられる。そのため手動力操作器２９は、液圧室４．１と４．２との間に存在しかつモータ導管７′及び８′にある圧力センサ２４′により求められる圧力差に関連して、制御装置２５により制御されることができる。
【００２８】
制御装置２５は多重に冗長に構成され、サーボ弁９及び９′を制御するための特に別々の制御部材２５．１及び２５．２を持っている。更に制御装置２５は監視装置として構成されるか、又はすべての圧力センサ２４及び２４′の信号を評価する監視装置と組合わされている。更に別の（図示しない）センサが存在して、サーボ弁９及び９′の位置又は別の素子の機能を検出する。その代わりに又はそれに加えて、サーボ弁９及び９′の操作電磁石の制御電流の検出によっても、これらの弁の位置を確認することができる。
【００２９】
さて切換え弁６に介してモータ導管７′及び８′をサーボモータ４に接続されているサーボ弁９′の液圧回路又はこのサーボ弁９′に付属する制御部材２５．２に、故障の起こっていることが確認されると、切換え弁６の操作電磁石用の電流が遮断される結果、切換え弁６が図１に示す位置をとる。それにより今やサーボ弁９の導管７及び８がサーボモータ４に接続される。これは、以後サーボモータ４の操作力が制御装置２５によりサーボ弁９の操作によって制御されることを意味する。
【００３０】
サーボ弁９に付属する液圧回路が通常作動でも動作し、従って通常作動が行われている限り、モータ導管７及び８には、モータ導管７′及び８′における圧力差に類似な圧力差が常に存在するので、切換え弁６の切換えの際、以後かじ取り角の目標値−実際値偏差に関連してのみ操作されるサーボ弁９を介して、遅れなしにサーボモータ４の制御を行うことができる。
【００３１】
通常の作動では、圧力導管１０及び１０′はポンプ１２及び１２′により圧力をかけられた状態に保たれ、低圧導管１３及び１３′は車両の走行前に過給装置２１により正圧をかけられているので、サーボ弁９及び９′のすべての接続部は常に正圧を受けている結果、サーボモータ４には負圧が生じることはなく、サーボモータ４への空気の侵入が防止される。走行中正圧の監視により、漏れを検出することができる。
【００３２】
場合によっては過給装置２１をなくし、その代わりに液圧システム全体に、作動開始前に１回圧力をかけることができる。それにより生じる正圧が液圧システムに存在し続ける限り、漏れない。
【００３３】
切換え弁６の接続部の間の不可避な漏れのため、作動の際サーボ弁９の液圧回路とサーボ弁９′の液圧回路との間に非常に弱い寄生接続が生じる。それにより時間の経過につれてタンク１４及び１４′に異なる充填量が生じるのを防止するため、通常の作動では遮断弁２０を時々又は永続的に開くか開いたままにすることができるので、両方のタンク１４と１４′との間で液圧媒体の交換が可能になる。しかし液圧回路に漏れが検出されると、遮断弁２０が閉じられる。
【００３４】
図２による実施例は、大体において両方のタンク１４及び１４′が常に圧力なしであるという点で、図１による実施例と相違している。さてそれにもかかわらずかじ取りシステムの作動の際戻り導管１３及び１３′にある程度の正圧を形成し、従ってサーボ弁９及び９′のすべての接続部を正圧のかかった状態に保つことができるようにするため、タンク１４及び１４′への低圧導管１３及び１３′の出口にそれぞれ絞り３０又は３０′が設けられている。更にタンク１４及び１４′は、ポンプ９及び９′が空気を吸い込むことができないように構成されている。この目的のためポンプ９及び９′及び付属する吸入導管の吸入開口は、タンク１４及び１４′にある液圧媒体のレベルより大きく下に設けられている。図２によるシステムの動作は図１のシステムの動作に一致している。
【００３５】
図２の実施例では、遮断弁２０は、開かれた状態で、かじ取り作動の際、ポンプ１２及び１２′に付属する液圧回路の切換え弁６を介する寄生接続により生じることのある液圧媒体流れを補償する機能を一般に引受けない。従って切換え弁６は、通常の作動のために閉じられ、大体において保守点検のためにのみ開かれる。場合によっては遮断弁２０もなくすことができる。
【００３６】
タンク１４及び１４′における液体の量の平衡は、図２には示してない移行導管によって行うことができるが、この移行導管のタンク１４及び１４′への出口は一方の液圧回路に漏れのある場合他方の液圧回路のタンクが空にならないように、設けられねばならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の概略回路図である。
【図２】本発明の第１実施例の概略回路図である。
【符号の説明】
１                  かじ取りされる車輪
４                  サーボモータ
６                  切換え弁装置
７，８；７′，８′  モータ接続部
９，９′            サーボ弁装置
１０，１０′        圧力接続部
１２，１２′        液圧ポンプ
１３，１３′        低圧接続部
１４，１４′        タンク
２４，２４′        センサ装置
２５                制御装置
２５．１，２５．２  制御部材
２６                かじ取り角実際値発信器
２７                かじ取り角目標値発信器
２８                かじ取りハンドル
【図１】
0003734996.tif 000002
【図２】
0003734996.tif 000003