WO2004050456A1 - Hydraulische lenkung für fahrzeuge - Google Patents

Hydraulische lenkung für fahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
WO2004050456A1
WO2004050456A1 PCT/DE2003/003677 DE0303677W WO2004050456A1 WO 2004050456 A1 WO2004050456 A1 WO 2004050456A1 DE 0303677 W DE0303677 W DE 0303677W WO 2004050456 A1 WO2004050456 A1 WO 2004050456A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steering
pump
motor
hydraulic
control
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/003677
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Monika Ivantysynova
Jürgen Weber
Jörg GRABBEL
Original Assignee
Cnh Baumaschinen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cnh Baumaschinen Gmbh filed Critical Cnh Baumaschinen Gmbh
Priority to AU2003292954A priority Critical patent/AU2003292954A1/en
Priority to EP03788773A priority patent/EP1567403B1/de
Priority to DE10394122T priority patent/DE10394122D2/de
Priority to US10/535,125 priority patent/US7896125B2/en
Priority to DE50303318T priority patent/DE50303318D1/de
Priority to JP2004556001A priority patent/JP4359241B2/ja
Publication of WO2004050456A1 publication Critical patent/WO2004050456A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/002Hydraulic systems to change the pump delivery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D12/00Steering specially adapted for vehicles operating in tandem or having pivotally connected frames

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic steering system for vehicles, in particular construction machinery.
  • Hydraulic steering systems are known and widely used in a variety of designs.
  • Linear cylinders are usually used in conjunction with steering linkages to bring the wheels to be driven into the desired steering angle.
  • control valve arrangements and the like are common, which ensure a precisely defined pressure medium flow to the cylinder.
  • a special pump system for hydraulic steering is disclosed in DE 101 04 851 AI. This consists of a vane pump, which has a controllable pump output and can therefore provide a variable pressure medium flow for steering.
  • the pump output is changed in this pump via a sliding cam ring that surrounds the pump rotor, the position of which is determined by an electric motor.
  • a controller measures the current position of the cam ring and uses it to generate the necessary control signals for the electric motor. Due to its design, this vane pump can only generate medium maximum pressures and is therefore not suitable for all types of hydraulic steering actuators.
  • the other known hydraulic steering systems have a number of disadvantages.
  • the use of linear cylinders is particularly unfavorable for articulated vehicles, as these can be damaged in the harsh working environments.
  • the mechanics required for this are structurally complex.
  • the valve arrangements required for steering are also very complex.
  • the different hydraulic elements which are generally combined in a servostat, usually comprise a rotor unit which is mechanically connected to the steering valve, pressure relief valves for high-pressure protection, non-return valves and some other valves in order to ensure pressure medium supply to the steering unit in all operating states.
  • the steering must always work, i.e. also in emergency situations and when the main engine is switched off, so that an emergency pressure supply, for example with an electric motor or the like, is usually additionally provided.
  • Electrohydraulic steering controls in which mechanical actuations of the rotor unit in the servostat can be dispensed with, are very complex with these solutions, since complicated electrohydraulic valve arrangements have to be used.
  • the invention is therefore based on the object of providing a hydraulic steering system for vehicles which is distinguished by simple and robust mechanics and can be easily controlled without having the disadvantages of the prior art.
  • a hydraulic swivel motor directly converts the pressure medium flow of the pump into a rotational movement of the steering mechanism. It is therefore particularly suitable for use in steering systems, since the movements that occur here are rotational movements. This eliminates the need for complex steering linkages and the like to convert the linear movements of a hydraulic cylinder into a corresponding rotational movement of the axle wheels and / or vehicle parts to be steered. Swing motors are extremely robust, since the moving parts are located in an externally closed housing, from which only the axis of rotation protrudes.
  • a pump with adjustable delivery volume and reversing the delivery direction avoids any pressure losses at the throttle edges in valves, since these are eliminated from the power circuit.
  • an adjustable pump has a quick response and an exact dosing of the volume flow, which is important for the use in steering systems. Since the pump is able to demand volume flows in both directions, it makes it possible to dispense with any control valves in the hydraulic circuit, which only has to have the standard safety valves.
  • the pump can be connected to a central power machine with further consumption or have its own drive, which guarantees that the steering functions properly in all operating states of the vehicle.
  • a second pump driven by an electric motor can be provided for emergency operation.
  • the pump adjustable in its delivery length is configured with a change in the delivery direction as a constant pump, which is driven by a speed-controlled electric motor.
  • the pump adjustable in its delivery rate is designed as a pump with an adjustable displacement volume, in particular as a swash plate axial piston pump, with reversal of the delivery direction.
  • these two configurations of a pump which is adjustable in the delivery rate offer a particularly favorable possibility of providing the required volume flow for the steering.
  • the use of the electrically driven constant pump enables steering hydraulics that are independent of the other hydraulic systems that may be in the vehicle.
  • the swivel motor is designed as an articulated joint of an articulated vehicle or is arranged in and / or on an articulated joint.
  • the front and rear parts of the vehicle are rotated relative to one another in an axis of rotation, as a result of which cornering is effected.
  • a swivel motor arranged in this axis can then directly determine the angle between the front and rear vehicle parts.
  • he can also take over the storage functions, so that a single unit consisting of a joint and swivel motor is created. Steering cylinders mounted on the outside and thus exposed to the risk of destruction are completely eliminated.
  • a special embodiment of the device provides that at least one swivel motor is arranged above and / or below the articulated joint.
  • at least one swivel motor is arranged above and / or below the articulated joint.
  • further swivel motors are arranged on the same axis above or below the joint. Since the maximum steering torques result from the total volumes of all interacting motors, an optimal ratio of size and possible steering torque can be achieved.
  • a further embodiment of the steering is characterized in that the swivel motor is designed as a swivel wing motor with at least two movable wings.
  • Swing vane motors with one vane have a rotation angle range of approximately 270 degrees.
  • angles of less than 135 degrees are generally required for steering systems, a swing-wing motor with two movable wings can be used. This offers the advantage of enabling a uniform coupling of power to the axis of rotation, as well as requiring only about half the overall volume of a single-wing motor for the same steering torque.
  • One embodiment of the invention provides that an electronic control device, in particular a microcontroller, is provided for pump control.
  • the various control problems of the technical steering tasks can be solved centrally by an electronic controller.
  • the use of a microcontroller enables the use of different programs as well as flexible and inexpensive implementation of the control and enables coupling with other vehicle components, which facilitates the integration of the steering into a global vehicle control concept.
  • sensors are provided for detecting the steering angle and / or other system state variables.
  • the control of the steering can thus be expanded to a regulation. By registering the steering angle, this can be regulated and thus a significantly higher steering accuracy can be achieved than with a pure control concept.
  • further system state variables such as the pump speed, the hydraulic pressure or the vehicle speed, a further increase reach the steering precision and achieve a dependency of the steering behavior, for example on the driving speed.
  • a further embodiment of the steering is characterized in that an electronic control element, in particular a joystick, possibly with a force feedback function is provided for the steering angle specification.
  • an electronic control element in particular a joystick, possibly with a force feedback function is provided for the steering angle specification.
  • a transition to a completely electro-hydraulic vehicle control is possible.
  • the actually mechanical steering wheel with direct mechanical coupling to the steering is replaced by an electronic setpoint generator.
  • This then only provides the desired steering movement, for example in the form of a joystick deflection, and is transmitted electronically to the steering control, which then converts it into the mechanical movement of the steering motor by influencing the pump displacement volume.
  • This enables a number of additional safety functions to be implemented, which, for example, avoid excessive steering locks when driving at high speeds and still allow fast steering behavior when driving at low speeds.
  • the driver's physical strength required to operate the vehicle is also significantly reduced.
  • force feedback direct haptic signaling of the current vehicle status to the operator can be achieved.
  • unsafe vehicle conditions that can be displayed to the driver in this way, the vehicle behavior changed by the various control programs can also be displayed directly to the driver.
  • a further embodiment of the steering system according to the invention is that a linear cylinder system known per se is provided as the steering motor.
  • the use of the control system in conjunction with the pump adjustable in the flow rate is also advantageous for the version with a linear cylinder.
  • the increased safety functions and the improved loading The services connected with these modern systems also offer advantages with conventional steering geometry.
  • the method according to the invention for controlling a steering system is distinguished by the fact that a setpoint angle specified by the operator is detected and the quantity and direction of the volume flow to the steering motor is influenced as a function thereof.
  • the actual angle of the steering is also detected and the volume flow to the steering motor is regulated according to a control algorithm that can be changed depending on the operating state of the vehicle, in particular a steering angle control and / or a steering angle speed control.
  • the operator specifies the steering angle to be controlled by means of an electronic control element, which then causes the steering angle through the corresponding volume flow to the steering motor.
  • the steering precision can be increased if the actual current steering angle is also recorded and the volume flow is then influenced by a control system in such a way that the desired steering angle is reached.
  • different characteristics of the steering can be achieved. For example, an increase in the response behavior of the steering in slow travel is conceivable or a dynamic switch to the steering angle speed control during evasive maneuvers in emergency situations.
  • FIG. 5 a side view of an articulated joint with two swivel wing motors
  • FIG. 6 a side view of an articulated joint with three swivel wing motors
  • FIG. 7 a schematic circuit diagram of the steering in a closed control loop
  • FIG. 8 the schematic circuit diagram of the controlled steering and in
  • FIG. 9 the circuit diagram of the steering system according to the invention with differential cylinder steering.
  • the steering system according to the invention shown in FIG. 1, generally designated 1, essentially consists of a hydraulic swivel motor 2 and a pump 3 adjustable in the delivery volume with reversal of the delivery direction.
  • the swivel motor 2 shown it has a cylindrical outer housing 4 and a central rotatable axis 5.
  • a swivel wing 6 is fastened to the axis 5 and is sealed on the outside against the housing wall 4.
  • a wing 7 fixedly attached to the outer wall 4 lies in a sealed manner on the axis of rotation 5.
  • the inside of the housing 4 is divided into two chambers 8 and 9 by the fixed wing 7, the axis 5 and the rotary wing 6 attached to it.
  • Each of the chambers 8 and 9 is connected to the hydraulic circuit via a hydraulic channel 10 and 11, respectively.
  • the hydraulic pump 3 is designed in an axial piston design.
  • the central shaft 13 of the pump is set in rotation by an engine 12. This drives a cylinder block 14 in which a number of pistons 15 are arranged axially displaceably on a pitch circle around the axis.
  • pistons 15 are supported with their free end 16 on a disk 17, whereby a stroke movement of the pistons 15 is generated when the cylinder block 14 rotates when the disk 17 is arranged obliquely.
  • pressure fluid is sucked in from the connection 19 and, when moving from the outer to the inner dead center, pressure fluid is demanded to the connection 20.
  • the pumping direction of the pump is reversible and fluid can be drawn in at the connection 20 and demanded to the connection 19.
  • the delivery rate is always dependent on the angle of the disc 17 and can be varied continuously from the neutral position, in which no pressure medium is required, to a maximum in each of the two conveying directions, at which the disc 17 has its maximum angle of attack to the axis 13.
  • the swivel motor 2 is installed on the articulated joint 21 of an articulated vehicle 22, as shown in FIG. 2.
  • the housing 4 of the swivel motor 2 is firmly connected to the one vehicle part 23 and the axis of rotation 5 is firmly connected to the other vehicle part 24.
  • the rotary movement of the axis 5 caused by the pressure medium supply or discharge from the connection 10 or connection 11 of the swivel motor 2 causes the one vehicle half 24 to bend relative to the other vehicle half 23.
  • the resulting angle between the two axles 25 and 26 of the vehicle leads to cornering, the radius of which becomes smaller the further the axis 5 in the engine 2 is pivoted.
  • Fig. 3 the effect of the steering movement is again schematically illustrated.
  • the pump 3 driven by the engine 12 and adjustable in its delivery volume, demands a volume flow to the swivel motor 2 determined by the higher-level control of the electrohydraulic adjustment unit 37, which results in a rotary movement of the axis 5. This leads to the setting of a steering movement between the two vehicle parts 23 and 24.
  • the swivel motor 2 can also be installed in the joint 21 itself, as shown in more detail in FIG. 4.
  • the axis of rotation 5 fixedly connected to the one vehicle part 24 passes through the swivel motor 2 located in the joint. This is fixed with its housing 4 to the other vehicle part 23.
  • the pivot motor 2 itself can represent the pivot bearing between the two vehicle parts 23 and 24 through the bearing points 27 and 28, which leads to a very compact joint structure.
  • the swivel motors 2 can also be arranged above or below the joint 21 between the vehicle parts 23 and 24, as in FIG. 5 shown.
  • the maximum steering torque can be increased and / or the size of the two motors 2 reduced.
  • An embodiment in which three swivel motors 2a, 2b, 2c serve to further increase the maximum steering torque between the two vehicle parts 23 and 24 is shown in FIG. 6.
  • two further motors 2b and 2c are attached above and below the joint. Together they drive the axis of rotation 5 and are firmly connected to the vehicle parts 23 and 24.
  • FIG. 7 An embodiment of the displacement-controlled hydraulic steering system is shown in FIG. 7.
  • An engine 12 drives the hydraulic pump 3, which is adjustable in the delivery volume and delivery direction, via a transmission 12a.
  • On the same drive shaft 13 there is also a further, non-adjustable, smaller hydraulic pump 30 which draws in liquid from a hydraulic reservoir 31 and supplies the low-pressure circuit, which is secured by a pressure relief valve 32.
  • This is connected via two check valves 33 to the high pressure circuit, which has two pressure relief valves 34 and 35 to protect the consumer.
  • the two connections 19 and 20 of the adjustable pump 3 are connected directly to the two connections 10 and 11 of the swing-wing motor 2.
  • Any change to the adjustment actuator 18 of the pump 3 thus causes a hydraulic flow from the connection 19 of the pump 3 via the connection 10 of the motor 2 in one chamber and an equal-sized outflow of hydraulic fluid from the other chamber of the motor 2 via the Connection 11 to the second connection 20 of the pump 3.
  • a steering movement on the axle 5 can thus be caused directly by changing the adjustment actuator 18 of the pump.
  • the operator can thus cause a rapid steering movement on the axis 5 by means of a large actuating signal and a small steering movement by means of a small actuating signal.
  • the steering signal also specifies the direction of the steering movement. If the actual position of the axis 5 is measured by a position sensor 29, this signal can be used by a controller 38 to generate a closed control loop, as shown in FIG. 7.
  • the control signal of the operator 36 is compared in connection with the current axis position measured by the sensor 29 and a corresponding control signal for the adjustable pump 3 is generated by the control device 38.
  • a steering angle control can be achieved, in which the operator determines the actual position of the steering through his control movement, and, on the other hand, a steering speed control, in which the measurement signal from sensor 29 is differentiated, with which the rotational speed of axis 5 can be controlled.
  • the control 38 can generate various steering characteristics in which the control signals to the electro-hydraulic adjustment unit 37 are generated depending on further measured operating states of the vehicle and the control specification of the operator 36.
  • the steering characteristics can thus be adapted to the vehicle condition.
  • FIG. 9 The operation of the control according to the invention with a conventional differential cylinder actuator is shown in more detail in FIG. 9.
  • the structure of the hydraulic circuit is essentially analogous to the above. However, instead of the swivel motor 2, a conventional steering actuator consisting of two differential cylinders 39 and 40 is connected.
  • the cylinders 39 and 40 are arranged essentially between the two vehicle halves 23 and 24 on both sides of the articulated joint 21, so that by pulling in one cylinder 39 on one side and extending the other cylinder 40 on the other side, a corresponding torque is applied to the two Vehicle halves is applied, which leads to a rotation around the joint 21.
  • differential volumes occur in the actuator circuit.
  • these are compensated for by the unlockable check valves 33 in the low-pressure circuit and, on the other hand, can flow into two hydraulic reservoirs 41 and 42, which must be provided on such differential cylinder steering systems for this purpose.
  • a control in the open control loop is also shown here, in which the operator 36 specifies a corresponding control signal, of which the displacement volume of the pump 3 is changed by an electro-hydraulic adjustment unit 37 in order to generate a corresponding inflow or outflow to the differential cylinders.
  • hydraulic swivel motors can also be used for Use non-articulated vehicles:
  • neither the number nor the size of the engines is limited to the versions shown.
  • a constant pump driven by a speed-controllable electric motor can also be used as the pump adjustable in the delivery volume and delivery direction.
  • the control algorithm can be varied in many ways in order to achieve a desired steering behavior for each vehicle. Integration into overall vehicle control concepts and the like is of course also possible.

Abstract

Mit einer hydraulischen Lenkung für Fahrzeuge, insbesondere Baumaschinen, soll eine Lösung geschaffen werden, mit der eine hydraulische Lenkung für Fahrzeuge geschaffen wird, die sich durch eine einfache und robuste Mechanik auszeichnet und sich gut steuern läßt, ohne die Nachteile des Standes der Tech­nik zu besitzen. Dies wird dadurch erreicht, dass diese einen hydraulischen Schwenkmotor (2) zur Bewirkung der Lenkbewegung aufweist, der mit einer in ihrer Fördermenge verstellbaren Pumpe (3) mit Umkehr der Förderrichtung verbunden ist.

Description

Hydraulische Lenkung für Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkung für Fahrzeuge, insbesondere Baumaschinen.
Hydraulische Lenkungen sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt und weit verbreitet. Dabei werden üblicherweise Linearzylinder in Verbindung mit Lenkgestängen verwandt, um die einzuschlagenden Räder in den gewünschten Lenkwinkel zu bringen. Zur Steuerung der Linearzylinder sind Regelventilanordnungen und dgl. üblich, die einen genau definierten Druckmittelfluss zum Zylinder gewährleisten.
Ein besonderes Pumpensystem für eine hydraulische Lenkung wird in der DE 101 04 851 AI offenbart. Diese besteht aus einer Flügelzellenpumpe, die eine regelbare Pumpenleistung aufweist und somit einen veränderbaren Druckmittelfluss zur Lenkung zur Verfügung stellen kann.
Die Pumpenleistung wird bei dieser Pumpe über einen verschiebbaren Kurvenring, der den Pumpenrotor umgibt, verändert, dessen Position durch einen Elektromotor bestimmt wird. Ein Regler misst die aktuelle Position des Kurvenringes und generiert daraus die nötigen Stellsignale für den Elektromotor. Diese Flügelzellenpumpe kann aufgrund ihres Aufbaus allerdings nur mittlere Maximaldrücke erzeugen und eignet sich deshalb nicht für alle Arten von hydraulischen Lenkaktuatoren.
Die weiteren bekannten Hydrauliklenkungen weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Die Verwendung von Linearzylindern ist insbesondere bei knickgelenkten Fahrzeugen ungünstig, da diese in den rauhen Arbeitsumgebungen beschädigt werden können. Außerdem ist die dazu notwendige Mechanik konstruktiv aufwändig. Die zur Lenkung notwendigen Ventilanordnungen sind ebenfalls sehr aufwändig. Die im allgemeinen in einem Servostaten zusammengefassten unterschiedlichen hydraulischen Elemente umfassen üblicherweise eine Rotoreinheit, die mechanisch mit dem Lenkventil verbunden ist, Überdruckventile zur Hochdruckabsicherung, Rückschlag- und einige weitere Ventile, um eine Druckmittelversorgung der Lenkeinheit bei allen Betriebszuständen zu gewährleisten. Die Lenkung muss immer funktionieren, also auch in Notsituationen und bei abgeschaltetem Hauptmotor, so dass üblicherweise zusätzlich eine Notdruckversorgung, z.B. mit einem Elektromotor oder ähnlichem, vorgesehen ist. Die Drosselkanten in den Ventilen bringen Druckverluste mit sich, was den Wirkungsgrad einer solchen Anordnung reduziert. Elektrohydraulische Steuerungen der Lenkung, bei denen auf mechanische Betätigungen der Rotoreinheit im Servostaten verzichtet werden kann, sind mit diesen Lösungen sehr aufwändig, da komplizierte elektrohydraulische Ventilanordnungen verwendet werden müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Lenkung für Fahrzeuge zu schaffen, die sich durch eine einfache und robuste Mechanik auszeichnet und sich gut steuern läßt, ohne die Nachteile des Standes der Technik zu besitzen.
Mit einer hydraulischen Lenkung der eingangs bezeichneten Art wird dies dadurch erreicht, dass diese einen hydraulischen Schwenkmotor zur Bewirkung der Lenkbewegung aufweist, der mit einer in ihrer Fördermenge verstellbaren Pumpe mit Umkehr der Förderrichtung verbunden ist.
Ein hydraulischer Schwenkmotor setzt direkt den Druckmittelfluss der Pumpe in eine Rotationsbewegung des Lenkmechanismus um. Er ist damit für die Verwendung in Lenksystemen besonders geeignet, da die hier auftretenden Bewegungen Rotationsbewegungen sind. Daher entfallen aufwändige Lenkgestänge und ähnliches, um die Linearbewegungen eines Hydraulikzylinders in eine entsprechende Rotationsbewegung der zu lenkenden Achsenräder und/oder Fahrzeugteile umzusetzen. Schwenkmotoren sind äußerst robust, da sich die bewegten Teile in einem nach außen geschlossenen Gehäuse befinden, aus dem lediglich die Rotationsachse herausragt.
Die Verwendung einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe mit Umkehr der Förderrichtung vermeidet jegliche Druckverluste an den Drosselkanten in Ventilen, da diese aus dem Leistungskreis entfallen. Darüber hinaus besitzt eine verstellbare Pumpe ein schnelles Ansprechverhalten und eine genaue Dosierbarkeit des Volumenstromes, was für die Verwendung in Lenksystemen wichtig ist. Da die Pumpe in der Lage ist, Volumenströme in beide Richtungen zu fordern, ermöglicht sie den Verzicht auf jedwede Steuerventile im Hydraulikkreis, der dadurch lediglich die Standardabsicherungsventile aufweisen muss. Die Pumpe kann dabei an eine zentrale Kraftmaschine mit weiteren Verbrauchen angeschlossen sein oder einen eigenen Antrieb aufweisen, wodurch sich eine funktionierende Lenkung in allen Betriebszuständen des Fahrzeuges garantieren läßt. Für den Notbetrieb kann eine zweite über einen Elektromotor angetriebene Pumpe vorgesehen sein.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So kann vorgesehen sein, dass die in ihrer Förderinenge verstellbare Pumpe mit Umkelir der Förderrichtung als Konstantpumpe ausgebildet ist, die von einem drehzahlgeregelten Elektromotor angetrieben wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die in ihrer Fördermenge verstellbare Pumpe mit Umkehr der Förderrichtung als Pumpe mit verstellbarem Verdrängungsvolumen, insbesondere als Schrägscheiben- Axialkolbenpumpe ausgebildet ist. Diese beiden Ausgestaltungen einer in der Fördermenge verstellbaren Pumpe bieten je nach Einsatzzweck eine besonders günstige Möglichkeit, den benötigten Volumenstrom für die Lenkung bereitzustellen. Die Verwendung der elektrisch angetriebenen Konstantpumpe ermöglicht eine von den anderen eventuell im Fahrzeug befindlichen Hydrauliksystemen unabhängige Lenkhydraulik. In Fahrzeugen, in denen ein übergeordnetes Power- Management- System in Verbindung mit weiteren hydraulischen Systemen verwandt wird, ist die Benutzung der verdrängergesteuerten Pumpe sinnvoll, die in diesem Fall beispielsweise von der zentralen Kraftmaschine des Fahrzeuges mit angetrieben wird. Bei einer Ausgestaltung der Lenkung ist vorgesehen, dass der Schwenkmotor als Knickgelenk eines knickgelenkten Fahrzeuges ausgebildet oder in und/oder an einem Knickgelenk angeordnet ist. Bei Knickgelenken an Fahrzeugen werden der vordere und der hintere Teil des Fahrzeuges in einer Rotationsachse relativ zueinander verdreht, wodurch die Kurvenfahrt bewirkt wird. Ein in dieser Achse angeordneter Schwenkmotor kann dann direkt den Winkel zwischen vorderem und hinterem Fahrzeugteil bestimmen. Zusätzlich kann er dabei auch die Lagerfunktionen übernehmen, so dass eine einzige Einheit aus Gelenk und Schwenkmotor entsteht. Außen angebrachte und damit der Gefahr der Zerstörung ausgesetzte Lenkzylinder entfallen so vollständig.
Eine besondere Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass wenigstens ein Schwenkmotor ober- und/oder unterhalb des Knickgelenkes angeordnet ist. Zur Erhöhung des möglichen Lenkmomentes bzw. der Verkleinerung der Baugröße einzelner Schwenkmotoren ist es möglich, mehrere Motoren an der Drehachse anzubringen. Dabei werden zusätzlich zu einem eventuell innerhalb des Gelenkes angeordneten Motor ober- oder unterhalb des Gelenkes auf derselben Achse weitere Schwenkmotoren angeordnet. Da sich die maximalen Lenkmomente durch die Gesamtvolumina aller zusammenwirkenden Motoren ergeben, läßt sich so ein optimales Verhältnis aus Baugröße und möglichem Lenkmoment erreichen.
Eine weitere Ausgestaltung der Lenkung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmotor als Schwenkflügelmotor mit wenigstens zwei beweglichen Flügeln ausgebildet ist. Schwenkflügelmotoren mit einem Flügel besitzen einen Rotationswinkelbereich von etwa 270 Grad. Da für Lenksysteme aber in der Regel Winkel von weniger als 135 Grad erforderlich sind, kann ein Schwenkflügelmotor mit zwei beweglichen Flügeln eingesetzt werden. Dieser bietet den Vorteil, eine gleichmäßige Kraftankopplung an die Rotationsachse zu ermöglichen, sowie nur noch etwa das halbe Bauvolumen eines einflügeligen Motors für das gleiche Lenkmoment zu benötigen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Pumpenansteue- rung eine elektronische Regeleinrichtung, insbesondere ein Microcontroller, vorgesehen ist. Durch einen elektronischen Regler lassen sich die vielfältigen Regelungsprobleme der technischen Aufgaben für die Lenkung zentral lösen. Die Verwendung eines Microcontrollers ermöglicht die Benutzung unterschiedlicher Programme sowie eine flexible und kostengünstige Implementierung der Regelung und ermöglicht eine Kopplung mit weiteren Fahrzeugkomponenten, was die Einbindung der Lenkung in ein globales Fahrzeugregelkonzept erleichtert.
Vorteilhaft kann es sein, wenn Sensoren zur Erfassung des Lenkwinkels und/oder weiterer Systemzustandsgrößen vorgesehen sind. Damit läßt sich die Steuerung der Lenkung zu einer Regelung erweitern. Durch die Erfassung des Lenkwinkels läßt sich dieser regeln und damit eine deutlich höhere Lenkgenauigkeit erzielen als bei einem reinen Steuerungskonzept. Mit der Erfassung weiterer Systemzustandsgrößen, wie beispielsweise der Pumpendrehzahl, des Hydraulikdruckes oder der Fahrzeuggeschwindigkeit läßt sich eine weitere Erhö- hung der Lenkpräzision erreichen und eine Abhängigkeit des Lenkverhaltens, beispielsweise von der Fahrgeschwindigkeit, erzielen.
Eine weitere Ausgestaltung der Lenkung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Lenkwinkelvorgabe ein elektronisches Bedienelement, insbesondere ein Joystick, ggf. mit Force- Feedback- Funktion vorgesehen ist. Durch den Verzicht auf mechanische Lenkkomponenten ist ein Übergang zu einer komplett elek- trohydraulischen Fahrzeugsteuerung möglich. Dabei wird das eigentlich mechanische Lenkrad mit direkter mechanischer Kopplung an die Lenkung durch einen elektronischen Sollwert- Geber ersetzt. Durch diesen wird dann nur noch beispielsweise in Form eines Joystick- Ausschlages die gewünschte Lenkbewegung vorgegeben und elektronisch an die Lenkungsregelung übermittelt, die diese dann durch Beeinflussung des Pumpenverdrängervolumens in die mechanische Bewegung des Lenkmotors umsetzt. So lassen sich eine Reihe von zusätzlichen Sicherheitsfunktionen realisieren, die beispielsweise zu starke Lenkeinschläge bei Schnellfahrt vermeiden und trotzdem ein schnelles Lenkverhalten bei langsamer Fahrt erlauben. Die zur Bedienung des Fahrzeuges notwendige physische Kraft des Fahrers wird ebenfalls deutlich reduziert. Durch die Benutzung von Force- Feedback läßt sich eine direkte haptische Signalisierung des aktuellen Fahrzeugzustandes dem Bediener gegenüber erreichen. Neben unsicheren Fahrzeugzuständen, die so dem Fahrer angezeigt werden können, läßt sich auch das durch die verschiedenen Regelprogramme geänderte Fahrzeugver- halten direkt dem Fahrer gegenüber darstellen.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lenkung besteht darin, dass als Lenkmotor ein an sich bekanntes Linearzylinderystem vorgesehen ist. Die Verwendung des Regelungssystems in Verbindung mit der im Förderstrom verstellbaren Pumpe ist auch für die eine Ausführung mit Linearzylinder vorteilhaft. Insbesondere die erhöhten Sicherheitsfunktionen und die verbesserte Be- dienung, die mit diesen modernen Systemen verbunden sind, bieten auch bei der herkömmlichen Lenkgeometrie Vorteile.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung einer Lenkung zeichnet sich dadurch aus, dass ein vom Bediener vorgegebener Soll- Winkel erfasst und davon abhängig die Menge und Richtung des Volumenstroms zum Lenkmotor be- einflusst wird.
Vorteilhaft kann es sein, dass zusätzlich der Ist- Winkel der Lenkung erfasst und der Volumenstrom zum Lenkmotor nach einem ggf. abhängig vom Betriebzustand des Fahrzeuges änderbaren Regelalgorithmus, insbesondere einer Lenkwinkelregelung und/oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeitsregelung, geregelt wird.
Diese Verfahren ermöglichen die bereits beschriebene elektro- hydraulische Fahrzeugsteuerung. Der Bediener gibt dabei durch ein elektronisches Bedienelement den anzusteuernden Lenkwinkel vor, der dann durch den entsprechenden Volumenstrom zum Lenkmotor den Lenkeinschlag hervorruft. Die Lenkpräzision läßt sich erhöhen, wenn zusätzlich der tatsächliche aktuelle Winkel der Lenkung erfasst wird und dann von einer Regelung der Volumenstrom so beeinflusst wird, dass der Soll- Lenkwinkel erreicht wird. Durch eine Anpassung des Regelalgorithmus, abhängig vom aktuellen Fahrzeugzustand, lassen sich unterschiedliche Charakteristiken der Lenkung erzielen. Beispielsweise ist eine Erhöhung des Ansprechverhaltens der Lenkung bei Langsamfahrt denkbar oder ein dynamisches Umschalten auf die Lenkwinkelgeschwindigkeitsregelung bei Ausweichmanövern in Notsituationen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in: Fig. 1 : eine schematische Ansicht einer Lenkung nach der Erfindung,
Fig. 2: eine schemätische Draufsicht auf ein knickgelenktes Fahrzeug,
Fig. 3: eine schematische Seitenansicht eines knickgelenkten Fahrzeuges,
Fig. 4: eine Seitenansicht eines Knickgelenkes (teilweise geschnitten),
Fig. 5: eine Seitenansicht eines Knickgelenkes mit zwei Schwenkflügel- motoren, Fig. 6: eine Seitenansicht eines Knickgelenkes mit drei Schwenkflügelmotoren, Fig. 7: einen schematischen Schaltplan der Lenkung im geschlossenen Regelkreis, Fig. 8: den schematischen Schaltplan der gesteuerten Lenkung sowie in
Fig. 9: den Schaltplan der erfindungsgemäßen Lenkung mit Differenti- alzylinderlenkung. Die in Fig. 1 gezeigte, allgemein mit 1 bezeichnete erfindungsgemäße Lenkung, besteht im wesentlichen aus einem hydraulischen Schwenkmotor 2 und einer im Fördervolumen verstellbaren Pumpe 3 mit Umkehr der Förderrichtung. Beim dargestellten Schwenkmotor 2 besitzt dieser ein zylinderformiges äußeres Gehäuse 4 und eine zentrale drehbare Achse 5. An der Achse 5 ist ein Schwenkflügel 6 befestigt, der außen gegen die Gehäusewand 4 abgedichtet ist. Ein fest an der Außenwand 4 befestigter Flügel 7 liegt abgedichtet an der Rotationsachse 5 an. Durch den festen Flügel 7, die Achse 5 und den daran befestigten Rotationsflügel 6 wird das Innere des Gehäuses 4 in zwei Kammern 8 und 9 unterteilt. Jede der Kammern 8 und 9 ist über einen Hydraulikkanal 10 bzw. 11 mit dem Hydraulikkreis verbunden.
Wird durch den Kanal 10 Druckmittel in die Kammer 8 gepumpt und die gleiche Menge Druckmittel durch den Kanal 11 aus der Kammer 9 abgezogen, wird aufgrund der jeweils gleich großen und entgegengesetzten Volumenänderung in den beiden Kammern 8 und 9 durch den Flügel 6 die Achse 5 in Rotation versetzt, so dass eine vom Druckmittelfluss abhängige Drehbewegung der Achse entsteht. Diese kann maximal soweit gehen, bis das Volumen einer der beiden Kammern auf Null reduziert wurde und der bewegliche Flügel 6 ganz an der einen bzw. der anderen Seite des festen Flügels 7 anliegt. Die Hydraulikpumpe 3 ist in Axialkolbenbauweise ausgeführt. Durch eine Kraftmaschine 12 wird die zentrale Welle 13 der Pumpe in Rotation versetzt. Diese treibt einen Zylinderblock 14 an, in dem auf einem Teilkreis um die Achse eine Anzahl von Kolben 15 axial verschiebbar angeordnet sind. Diese Kolben 15 stützen sich mit ihrem freien Ende 16 auf einer Scheibe 17 ab, wodurch bei Rotation des Zylinderblockes 14 bei schräger Anordnung der Scheibe 17 eine Hubbewegung der Kolben 15 erzeugt wird. Bei Herausbewegung der Kolben 15 vom inneren zum äußeren Totpunkt wird Druckflüssigkeit vom Anschluss 19 angesaugt und bei Bewegung vom äußeren zum inneren Totpunkt Druckflüssigkeit zum Anschluss 20 gefordert.
Wird die Scheibe 17 nun durch eine Steueraktorik 18 in ihrer Neigung verstellt, führt das zu einer Änderung der Hubbewegung der Kolben 15, was zu einer Änderung des Verdrängungsvolumens der Pumpe führt.
Wenn sich die Schrägscheibe 17 in beide Richtungen über die Neutralposition, in der sie senkrecht zur Rotationsachse 13 steht, hinausbewegen läßt, ist die Förderrichtung der Pumpe umkehrbar und es läßt sich Fluid am Anschluss 20 ansaugen und zum Anschluss 19 fordern. Die Fördermenge ist immer vom Winkel der Scheibe 17 abhängig und läßt sich von der Neutralposition, bei der kein Druckmittel gefordert wird, bis zu einem Maximum in jeder der beiden Förderrichtungen stufenlos variieren, bei dem die Scheibe 17 ihren maximalen Anstellwinkel zur Achse 13 besitzt. Der Schwenkmotor 2 ist am Knickgelenk 21 eines knickgelenkten Fahrzeuges 22 eingebaut, wie in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist das Gehäuse 4 des Schwenkmotors 2 fest mit dem einen Fahrzeugteil 23 verbunden und die Rotationsachse 5 fest mit dem anderen Fahrzeugteil 24. Die durch die Druckmittelzu- bzw. - abfuhr vom Anschluss 10 bzw. Anschluss 11 des Schwenkmotors 2 hervorgerufene Drehbewegung der Achse 5 bewirkt ein Abknicken der einen Fahrzeughälfte 24 relativ zur anderen Fahrzeughälfte 23. Der dadurch resultierende Winkel zwischen den beiden Achsen 25 und 26 des Fahrzeuges führt zu einer Kurvenfahrt, deren Radius umso kleiner wird, je weiter die Achse 5 im Motor 2 verschwenkt wird.
In Fig. 3 ist noch einmal schematisch die Bewirkung der Lenkbewegung verdeutlicht. Die von der Kraftmaschine 12 angetriebene, in ihrem Fördervolumen verstellbare Pumpe 3, fordert einen von der durch die übergeordnete Regelung der elektrohydraulischen Verstelleinheit 37 bestimmten Volumenstrom zum Schwenkmotor 2, der in einer Drehbewegung der Achse 5 resultiert. Dies führt zum Einstellen einer Lenkbewegung zwischen den beiden Fahrzeugteilen 23 und 24.
Der Schwenkmotor 2 kann auch im Gelenk 21 selbst eingebaut sein, wie in Fig. 4 näher dargestellt. Die fest mit dem einen Fahrzeugteil 24 verbundene Drehachse 5 geht durch den im Gelenk befindlichen Schwenkmotor 2 hindurch. Dieser ist mit seinem Gehäuse 4 fest mit dem anderen Fahrzeugteil 23 verbunden. Dabei kann durch die Lagerpunkte 27 und 28 der Schwenkmotor 2 selber das Drehlager zwischen den beiden Fahrzeugteilen 23 und 24 darstellen, was zu einem sehr kompakten Gelenkaufbau führt.
Alternativ können die Schwenkmotoren 2 auch ober- bzw. unterhalb des Gelenkes 21 zwischen den Fahrzeugteilen 23 und 24 angeordnet sein, wie in Fig. 5 gezeigt. Durch die Verwendung von zwei Motoren läßt sich das maximale Lenkmoment erhöhen und/ oder die Baugröße der beiden Motoren 2 reduzieren. Eine Ausgestaltung, bei der drei Schwenkmotoren 2a, 2b, 2c zur weiteren Erhöhung des maximalen Lenkmomentes zwischen den beiden Fahrzeugteilen 23 und 24 dienen, ist in Fig. 6 gezeigt. Dabei sind neben dem im Gelenk angeordneten Motor 2a zwei weitere Motoren 2b und 2c ober- bzw. unterhalb des Gelenkes angebracht. Diese treiben gemeinsam die Rotationsachse 5 an und sind fest mit den Fahrzeugteilen 23 bzw. 24 verbunden. Dabei muss durch die richtige Zuordnung der Anschlüsse 10 und 11 zum Hydraulikkreis darauf geachtet werden, dass die Kraftübertragung der Motoren in gleicher Richtung erfolgt. Eine Ausführung des verdrängergesteuerten hydraulischen Lenksystems ist in Fig. 7 dargestellt. Eine Kraftmaschine 12 treibt über ein Getriebe 12a die im Fördervolumen und Förderrichtung verstellbare Hydraulikpumpe 3 an. Auf derselben Antriebsachse 13 sitzt ebenfalls eine weitere nicht verstellbare kleinere Hydraulikpumpe 30, die von einem Hydraulikreservoir 31 Flüssigkeit ansaugt und den über ein Überdruckventil 32 abgesicherten Niederdruckkreis versorgt. Dieser ist über zwei Rückschlagventile 33 mit dem Hochdruckkreis verbunden, der zum Schutz der Verbraucher zwei Überdruckventile 34 und 35 aufweist. Die beiden Anschlüsse 19 und 20 der verstellbaren Pumpe 3 sind direkt mit den beiden Anschlüssen 10 und 11 des Schwenkflügelmotors 2 verbunden. Jede Veränderung an der Verstellaktorik 18 der Pumpe 3 bewirkt damit einen Hy- draulikfluss von dem Anschluss 19 der Pumpe 3 über den Anschluss 10 des Motors 2 in dessen eine Kammer und einen gleichgroßen Abfluss von Hydrau- likfluid aus der anderen Kammer des Motors 2 über den Anschluss 11 zum zweiten Anschluss 20 der Pumpe 3. Damit läßt sich unmittelbar über die Änderung der Verstellaktorik 18 der Pumpe eine Lenkbewegung an der Achse 5 hervorrufen. Im in Fig. 8 dargestellten gesteuerten Betrieb der Lenkung wird vom Bediener
36 ein Stellsignal vorgegeben, das von der elektrohydraulischen Verstelleinheit
37 der Pumpe so umgesetzt wird, dass ein entsprechendes Verdrängungsvolumen und die geforderte Förderstromrichtung der Pumpe 3 eingestellt wird und dadurch die für die Lenkbewegung geforderte Menge Volumenstrom zum entsprechenden Anschluss des Schwenkmotors bewirkt. Dieses entspricht in dieser einfachen Form einer Lenkwinkelgeschwindigkeitssteuerung, da durch die Einstellung der Fördermenge der Pumpe 3 die Geschwindigkeit der Lenkbewegung bestimmt wird. Damit kann der Bediener durch ein großes Stellsignal eine schnelle Lenkbewegung auf der Achse 5 hervorrufen und durch ein kleines Stellsignal eine kleine Lenkbewegung. Das Lenksignal gibt gleichzeitig die Richtung der Lenkbewegung vor. Wird die tatsächliche Stellung der Achse 5 durch einen Positionssensor 29 gemessen, kann dieses Signal von einer Regelung 38 benutzt werden, um einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, wie in Fig. 7 dargestellt. Dabei wird das Stellsignal des Bedieners 36 in Verbindung mit der vom Sensor 29 gemessenen aktuellen Achsenposition verglichen und von der Regeleinrichtung 38 ein entsprechendes Stellsignal für die verstellbare Pumpe 3 erzeugt. So läßt sich einerseits eine Lenkwinkelregelung erreichen, bei der der Bediener durch seine Steuerbewegung die tatsächliche Position der Lenkung bestimmt, und andererseits eine Lenkgeschwindigkeitsregelung, bei der das Messsignal des Sensors 29 differenziert wird, womit die Rotationsgeschwindigkeit der Achse 5 geregelt werden kann.
Die Regelung 38 kann dabei verschiedene Lenkcharakteristiken erzeugen, bei der abhängig von weiteren gemessenen Betriebszuständen des Fahrzeuges und der Steuervorgabe des Bedieners 36 die Stellsignale zur elektrohydraulischen Verstelleinheit 37 erzeugt werden. Damit kann die Lenkcharakteristik dem Fahrzeugzustand angepasst werden. Der Betrieb der Steuerung nach der Erfindung mit einer herkömmlichen Diffe- rentialzylinderaktorik ist in Fig. 9 näher dargestellt. Dabei ist der Aufbau des Hydraulikkreises im wesentlichen analog zu oben. Allerdings ist statt des Schwenkmotors 2 eine herkömmliche, aus zwei Differentialzy lindern 39 und 40 bestehende Lenkaktorik, angeschlossen. Dabei sind die Zylinder 39 und 40 im wesentlichen zwischen den beiden Fahrzeughälften 23 und 24 beidseitig vom Knickgelenk 21 angeordnet, so dass durch Einzug des einen Zylinders 39 auf der einen Seite und Ausfahren des anderen Zylinders 40 auf der anderen Seite ein entsprechendes Moment auf die beiden Fahrzeughälften aufgebracht wird, was zu einer Rotation um das Gelenk 21 führt.
Bedingt durch die unterschiedlichen Volumina der beiden Hälften der Differen- tialzylinder 29 und 40 und dadurch, dass die Ein- und Auszugsbewegung der beiden Zylinder nicht gleich sind, treten allerdings Differenzvolumina im Akto- rikkreis auf. Diese werden einerseits durch die entsperrbaren Rückschlagventile 33 in den Niederdruckkreis ausgeglichen und können andererseits in zwei Hydraulikvorratsbehälter 41 und 42 fließen, die zu diesem Zweck an derartigen Differentialzylinderlenksystemen vorgesehen sein müssen. Hier ist ebenfalls eine Steuerung im offenen Regelkreis dargestellt, bei der der Bediener 36 ein entsprechendes Steuersignal vorgibt, von dem durch eine elektrohydraulische Verstelleinheit 37 das Verdrängungsvolumen der Pumpe 3 verändert wird, um einen entsprechenden Zu- bzw. Abfluss zu den Differentialzylindern zu erzeugen. Mit einer entsprechenden Messung des Winkels im Knickgelenk zwischen den beiden Fahrzeughälften läßt sich auch hier ein Betrieb im geschlossenen Regelkreis realisieren.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abänderbar, ohne den Grundgedanken zu verlassen. Beispielsweise lassen sich hydraulische Schwenkmotoren auch für Nichtknickgelenkfahrzeuge verwenden: Außerdem ist weder Anzahl noch Größe der Motoren auf die gezeigten Ausführungen beschränkt. Weiterhin kann als im Fördervolumen und Förderrichtung verstellbare Pumpe auch eine von einem drehzahlregelbaren Elektromotor angetriebene Konstantpumpe verwendet werden. Außerdem läßt sich der Regelalgorithmus vielfältig abändern, um ein gewünschtes Lenkverhalten für jedes Fahrzeug zu erreichen. Eine Integration in Gesamtfahrzeug- Regelkonzepte und ähnliches ist selbstverständlich auch möglich.
Liste der Bezugszeichen
1 Lenkung
2a Schwenkmotor
2b Schwenkmotor
2c Schwenkmotor
3 verstellbare Pumpe
4 Gehäuse
5 Rotationsachse
6 befestigte Rotationsflügel
7 feste Flügel
8 Kammer
9 Kammer
10 Hydraulikkanal
11 Kanal
12 Kraftmaschine
13 zentrale Welle
14 Zylinderblock
15 Kolben
16 freies Ende
17 Scheibe
18 Steueraktorik
19 Anschluss
20 Anschluss
21 Knickgelenk
22 knickgelenktes Fahrzeug
23 Fahrzeugteil Fahrzeugteil
Achse
Achse
Lageφunkt
Lageφunkt
Sensor
Hydraulikpumpe
Hydraulikreservoir
Überdruckventil zwei Rückschlagventile
Überdruckventil
Überdruckventil
Stellsignal des Bedieners elektrohydraulische Verstelleinheit
Regeleinrichtung
Zylinder
Zylinder
Hydraulikvorratsbehälter
Hydraulikvorratsbehälter

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Lenkung für Fahrzeuge, insbesondere Baumaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen hydraulischen Schwenkmotor (2) zur Bewirkung der Lenkbewegung aufweist, der mit einer in ihrer Fördermenge verstellbaren Pumpe (3) mit Umkehr der Förderrichtung verbunden ist.
2. Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in ihrer Fördermenge verstellbare Pumpe (3) mit Umkehr der Förderrichtung als eine Konstantpumpe ausgebildet ist, die durch einem drehzahlgeregelten Elektromotor antreibbar ist.
3. Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in ihrer Fördermenge verstellbare Pumpe (3) mit Umkehr der Förderrichtung als Pumpe mit verstellbarem Verdrängungsvolumen, insbesondere als Schrägscheiben- Axialkolbenpumpe, ausgebildet ist.
4. Lenkung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmotor (2) als Knickgelenk (21) eines knickgelenkten Fahrzeuges (22) ausgebildet oder in und/oder an einem Knickgelenk (21) angeordnet ist.
5. Lenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schwenkmotor (2) ober- und/oder unterhalb des Knickgelenkes (21) angeordnet ist.
6. Lenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkmotor (2) als Schwenkflügel- motor ausgebildet ist.
7. Lenkung nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Pumpenansteuerung eine elektronische Regeleinrichtung (38), insbesondere ein Microcontroller, vorgesehen ist.
8. Lenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (29) zur Erfassung des Lenkwinkels und/oder weiterer System- Zustandsgrößen vorgesehen sind.
9. Lenkung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lenkwinkelvorgabe ein elektronisches Bedienelement, insbesondere ein Joystick, ggf. mit Force- Feedback- Funktion, vorgesehen ist.
1 O.Lenkung nach Anspruch 1 oder einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lenkmotor ein an sich bekanntes Linearzylindersystem vorgesehen ist.
11. Lenkung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Lenkmotor ein Schwenkmotor mit einem über eine Zahnstange hydraulisch angetriebenes Ritzel vorgesehen ist.
2. Verfahren zur Steuerung einer Lenkung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Bediener (36) vorgegebener Soll- Winkel erfasst, und davon abhängig die Menge und Richtung des Volumenstroms zum hydraulischen Lenkmotor beeinflusst wird.
13. Verfahren zur Steuerung einer Lenkung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich der Ist- Winkel der Lenkung erfasst und der Volumenstrom zum Lenkmotor nach einem ggf. abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeuges änderbaren Regelalgorithmus, insbesondere einer Lenkwinkelrege- lung und/oder einer Lenkwinkelgeschwindigkeitsregelung, geregelt wird.
PCT/DE2003/003677 2002-12-03 2003-11-06 Hydraulische lenkung für fahrzeuge WO2004050456A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003292954A AU2003292954A1 (en) 2002-12-03 2003-11-06 Hydraulic steering mechanism for vehicles
EP03788773A EP1567403B1 (de) 2002-12-03 2003-11-06 Hydraulische lenkung für fahrzeuge
DE10394122T DE10394122D2 (de) 2002-12-03 2003-11-06 Hydraulische Lenkung für Fahrzeuge
US10/535,125 US7896125B2 (en) 2002-12-03 2003-11-06 Hydraulic steering device for vehicles
DE50303318T DE50303318D1 (de) 2002-12-03 2003-11-06 Hydraulische lenkung für fahrzeuge
JP2004556001A JP4359241B2 (ja) 2002-12-03 2003-11-06 車両のための液圧的な操舵装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10256307.1 2002-12-03
DE10256307A DE10256307A1 (de) 2002-12-03 2002-12-03 Hydraulische Lenkung für Fahrzeuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004050456A1 true WO2004050456A1 (de) 2004-06-17

Family

ID=32335912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/003677 WO2004050456A1 (de) 2002-12-03 2003-11-06 Hydraulische lenkung für fahrzeuge

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7896125B2 (de)
EP (1) EP1567403B1 (de)
JP (1) JP4359241B2 (de)
AT (1) ATE325736T1 (de)
AU (1) AU2003292954A1 (de)
DE (3) DE10256307A1 (de)
WO (1) WO2004050456A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2807109A4 (de) * 2012-01-27 2015-08-19 Landoll Corp Hydraulisches lenksystem für gabelstapler

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008522117A (ja) 2004-12-01 2008-06-26 ハルデックス・ハイドローリクス・コーポレーション 油圧駆動システム
US20070246288A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 Mather Daniel T Dual force hydraulic steering system for articulated work machine
JP4724620B2 (ja) * 2006-08-11 2011-07-13 株式会社小松製作所 車両のステアリング制御装置
US8448741B2 (en) * 2006-08-16 2013-05-28 Deere & Company Electro-hydraulic steering feedback and adjustment
DE102010021178B3 (de) 2010-05-21 2011-11-24 Neumaier Industry Gmbh & Co. Kg Kraftfahrzeug mit Achsschenkel- und Knicklenkung
GB2493706B (en) * 2011-08-11 2013-11-06 Caterpillar Inc Combined closed loop hydraulic circuit and hydraulic energy storage system
DE102012000923A1 (de) * 2012-01-19 2013-07-25 M-SYS Mobil Systems GmbH Lenksystem
JP5910874B2 (ja) * 2012-04-10 2016-04-27 株式会社ジェイテクト 油圧式パワーステアリング装置
US9174525B2 (en) 2013-02-25 2015-11-03 Fairfield Manufacturing Company, Inc. Hybrid electric vehicle
JP6121627B2 (ja) 2013-10-16 2017-04-26 アリース エコ アーク(ケイマン) シーオー.エルティーディー. 連結式バス用アクティブステアリングシステム
GB2530308A (en) * 2014-09-19 2016-03-23 Norac Systems Internat Inc Suspension and positioning system for boom
US9340954B2 (en) * 2014-09-22 2016-05-17 Deere & Company Regenerative circuit for articulated joint
DE102018120161A1 (de) * 2017-11-08 2019-05-09 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Fahrzeug mit radselektiver Antriebsmomentanordnung und Knickgelenk sowie Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs
WO2020172653A1 (en) * 2019-02-22 2020-08-27 Clark Equipment Company Traction control for steering articulated power machine
US11745552B2 (en) * 2021-02-19 2023-09-05 Caterpillar Inc. System for detecting failure of an articulated steering mechanism
WO2024061722A1 (en) * 2022-09-20 2024-03-28 Robert Bosch Gmbh Mechanically decoupled double rod linear actuator

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2161456A1 (de) * 1971-12-10 1973-06-20 Faun Werke Elektro-hydraulische lenkeinrichtung
DE2903624A1 (de) * 1979-01-31 1980-08-14 Zahnradfabrik Friedrichshafen Hydraulische lenkeinrichtung fuer fahrzeuge mit einem knickgelenk
EP0266785A1 (de) * 1986-11-05 1988-05-11 Ahlmann Baumaschinen GmbH Selbstfahrendes Vielzweckgerät
DE3730045A1 (de) * 1987-09-08 1989-03-16 Blohm Voss Ag Mit druckmittel betriebener schwenkfluegelmotor
EP1112911A2 (de) * 1999-12-27 2001-07-04 Sauer-Danfoss (Nordborg) A/S Fahrzeuglenkverfahren
DE10104851A1 (de) * 2001-02-03 2002-08-22 Zf Lenksysteme Gmbh Pumpsystem mit einer hydraulischen Pumpe, insbesondere für ein Lenksystem

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2265854A (en) * 1939-05-22 1941-12-09 Rudolf M Ostermann Electric drive for railroad vehicles
US2595594A (en) * 1947-06-30 1952-05-06 Fred P Martin Drive axle mounting for swinging and rocking motion
US3014734A (en) * 1959-03-16 1961-12-26 Deere & Co Tractor front end and axle structure providing adjustable wheel base
US3326317A (en) * 1965-10-22 1967-06-20 Int Harvester Co Fluid power steering system
IT981324B (it) * 1972-03-22 1974-10-10 Massey Ferguson Services Nv Comando della trasmissione di un veicolo
US3904042A (en) * 1974-02-25 1975-09-09 Westinghouse Electric Corp Manipulator apparatus
DE2728035C2 (de) * 1976-06-29 1982-09-30 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho, Tokyo Schaufellader mit Räderfahrwerk
DE2853420C2 (de) * 1978-12-11 1986-12-18 M A N Nutzfahrzeuge GmbH, 8000 München Mechanisch-hydraulische Knickwinkelsteuerung für den Nachläufer eines Gelenkzugs
US4820480A (en) * 1984-03-06 1989-04-11 Phillips Petroleum Company Flexible conformable vanes made of carbonaceous materials
US5076378A (en) * 1990-08-15 1991-12-31 Lagace Jean Hugues Vehicle with three-axle walking beams suspension
US5355743A (en) * 1991-12-19 1994-10-18 The University Of Texas At Austin Robot and robot actuator module therefor
US5584346A (en) * 1992-07-27 1996-12-17 Komatsu Est Corp. Control system for a motor grader
US5653304A (en) * 1994-04-20 1997-08-05 University Of Arkansas, N.A. Lever steering system
US5529136A (en) * 1995-04-13 1996-06-25 Caterpillar Inc. Articulated machine with powered differential steering
US6039133A (en) * 1997-11-17 2000-03-21 Zulu; Joshua Steering control system for an articulating work machine having a steering fluid cylinder and a fluid-powered differential
US6339917B1 (en) * 1998-03-18 2002-01-22 Ben N. Dillon Articulated combine
DE19818174C2 (de) * 1998-04-23 2000-03-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtungen zur Ansteuerung einer Pumpe zur Hilfsdruckversorgung einer Fahrzeugbremsanlage
US6880668B2 (en) * 2001-05-17 2005-04-19 Hitachi, Ltd. Power steering device
US6581710B2 (en) * 2001-07-13 2003-06-24 Deere & Company Operator selected maximum speed and recalibrated pedal range for a vehicle
US20030103850A1 (en) * 2001-11-30 2003-06-05 Eaton Corporation Axial piston pump/motor with clutch and through shaft
US7331411B2 (en) * 2004-09-23 2008-02-19 Alper Shevket Hydraulic traction system for vehicles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2161456A1 (de) * 1971-12-10 1973-06-20 Faun Werke Elektro-hydraulische lenkeinrichtung
DE2903624A1 (de) * 1979-01-31 1980-08-14 Zahnradfabrik Friedrichshafen Hydraulische lenkeinrichtung fuer fahrzeuge mit einem knickgelenk
EP0266785A1 (de) * 1986-11-05 1988-05-11 Ahlmann Baumaschinen GmbH Selbstfahrendes Vielzweckgerät
DE3730045A1 (de) * 1987-09-08 1989-03-16 Blohm Voss Ag Mit druckmittel betriebener schwenkfluegelmotor
EP1112911A2 (de) * 1999-12-27 2001-07-04 Sauer-Danfoss (Nordborg) A/S Fahrzeuglenkverfahren
DE10104851A1 (de) * 2001-02-03 2002-08-22 Zf Lenksysteme Gmbh Pumpsystem mit einer hydraulischen Pumpe, insbesondere für ein Lenksystem

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2807109A4 (de) * 2012-01-27 2015-08-19 Landoll Corp Hydraulisches lenksystem für gabelstapler

Also Published As

Publication number Publication date
EP1567403B1 (de) 2006-05-10
ATE325736T1 (de) 2006-06-15
EP1567403A1 (de) 2005-08-31
DE50303318D1 (de) 2006-06-14
US20060162988A1 (en) 2006-07-27
JP4359241B2 (ja) 2009-11-04
JP2006513076A (ja) 2006-04-20
AU2003292954A1 (en) 2004-06-23
DE10394122D2 (de) 2005-10-27
DE10256307A1 (de) 2004-06-24
US7896125B2 (en) 2011-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2004050456A1 (de) Hydraulische lenkung für fahrzeuge
DE3202015C2 (de) Hydraulisches Antriebssystem
DE19842029B4 (de) Verstellung von hydrostatischen Axialkolbenmaschinen mittels Schrittmotor
EP1251059B1 (de) Verfahren zum Steuern eines Servolenksystems
DE2352739A1 (de) Momentbegrenzer fuer pumpen mit veraenderlicher verdraengung
DE3733102C2 (de)
WO2002063170A1 (de) Pumpsystem mit einer hydraulischen pumpe, insbesondere für ein lenksystem
DE10209805B4 (de) Elektronische Bohrungsdruckoptimierungseinrichtung
DE2656660C3 (de) Gleichlaufregelung für den Antrieb eines Fahrzeuges mit zwei Hydrogetrieben
DE69909594T2 (de) Von hydromotoren getriebene vorrichtung und hydraulischer umwandler für diese vorrichtung
EP1065379B1 (de) Elektrohydraulische Druckversorgung mit verstellbarer Pumpe und regelbarem elektrischem Antrieb
WO2012130505A1 (de) Stellvorrichtung eines hydrostatmoduls
EP1299644B1 (de) Hydrotransformator
DE4207566C2 (de) Taumelscheibenpumpe mit variabler Förderleistung
DE3545858C1 (de) Servosteuerung,insbesondere Servolenkung fuer Kraftfahrzeuge
DE2301622C3 (de) Elektrohydraulische Schiffsrudersteuereinrichtung
DE2753098C2 (de) Lenkanlage mit hydraulischer Hilfskraftunterstützung
WO2019007986A1 (de) Lenksäule für ein lenksystem eines kraftfahrzeugs und begrenzungsvorrichtung für eine lenksäule
DE60207927T2 (de) Lenksystem mit geringem Schlupf und verbessertem Fluidsteuergerät
EP1447307A2 (de) Verfahren zur Bemessung eines Lenkölstromes und hydraulische Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung
DE10119064A1 (de) Wendevorrichtung
DE102018213585A1 (de) Servoloser Motor
DE69916282T2 (de) Drehbewegliches hydrodynamisches verteilersystem zum lenken von fahrzeughinterachsen
DE3502506A1 (de) Ventilfernpositionierungseinrichtung
CH514790A (de) Vorrichtung zur Erzeugung eines Druckmittelstromes zur Betätigung eines sich mit einer Welle drehenden hydraulischen Servomotors

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003788773

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004556001

Country of ref document: JP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003788773

Country of ref document: EP

REF Corresponds to

Ref document number: 10394122

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20051027

Kind code of ref document: P

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10394122

Country of ref document: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006162988

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10535125

Country of ref document: US

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2003788773

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10535125

Country of ref document: US