DE3622217A1 - Lenkeinrichtung mit hydraulischer hilfskraftunterstuetzung fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einer bisher bekannten Lenk­ einrichtung dieser Art ist der elektrische Fahrantriebs­ motor des mit batterie-elektrischem Antrieb versehenen Kraftfahrzeuges über Richtungsschalter an die Spannungs­ quelle anlegbar, wobei der jeweils eingeschaltete Richtungs­ schalter gleichzeitig den die Pumpe der Lenkhilfskraft­ einrichtung antreibenden Elektromotor an Spannung legt, das heißt, sobald der Fahrantrieb auf Fahren geschaltet ist, läuft die Pumpe der Lenkhydraulik mit voller Drehzahl auch wenn das Fahrzeug geradeaus fährt und überhaupt keine Lenkbewegung erfolgt. Nachteile dieser Lösung sind, daß die maximale Geräuschentwicklung ständig auftritt, durch das häufige Einschalten ein höherer Verschleiß von Bürsten und Kollektor auftritt und eine große Anzahl von Verschleißteilen, nämlich Schützen und Relais erforderlich ist.

Es ist auch bereits bekannt, in der Lenkwelle eine Drehmomentmeßeinrichtung vorzusehen und den Elektromotor der Pumpe abhängig von dem Drehmoment in der Lenkwelle an Spannung zu legen (DE-OS 29 15 809). In diesem Fall wird also die Pumpe der Lenkhilfskrafthydraulik erst dann angetrieben, wenn ein Drehmoment in der Welle durch eine Handkraft erzeugt wird. Das ist auch bei einer anderen bereits vorgeschlagenen Lösung der Fall, bei der an den Leitungen, die zum Lenkzylinder führen, Drucksensoren angeordnet sind und dann, wenn von Hand in diesen Leitungen ein Druck aufgebaut worden ist, der mit der Pumpe verbundene Elektromotor angesteuert wird. In diesem Fall ist das Auslösen des Ansteuerns abhängig von dem Widerstand gegen Verdrehen um eine vertikale Achse den die Räder auf der Fahrbahn finden, das heißt, nur dann wird eingeschaltet, wenn auch tatsächlich eine größere Kraft zum Lenken erfor­ derlich ist. Bei kleinen Kräften wird über die rein mechanische Notlenkmitnahme gelenkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, bei der während der Fahrbereitschaft auch eine ständige Lenkbereitschaft vorhanden ist, andererseits aber die Geräuscherzeugung im Leerlauf bzw. in allen Zeiten, in denen keine Lenkhilfskraft benötigt wird, zu vermindern. Ferner soll die Lebensdauer des Elektromotors erhöht und eine durch Verminderung der Anzahl der Einzelteile auf das wirklich erforderliche Minimum kostengünstige Lösung geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Lenkeinrichtung gemäß Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Umgekehrt kann bei einer Lenkeinrichtung für ein Kraftfahr­ zeug, insbesondere Flurförderzeug, vorzugsweise einen Gabelstapler, mit einem mit der Lenkwelle verbundenen Lenkhandrad und mit einem andererseits mit der Lenkwelle verbundenen, ständig von einem Ölstrom durchströmten Lenkventil und mit einer antriebsseitig mit einem über ein Steuersystem mit einer Spannungsquelle verbindbaren Elektromotor verbundenen Hydraulikpumpe, an deren Förderleitung das Lenkventil angeschlossen ist, wobei an mindestens eine der hydraulischen Leitungen des Lenk­ systems mindestens ein Drucksensor angeschlossen ist, der mit dem Steuersystem zum Ansteuern des Elektromotors in Verbindung steht, die Erfindung darin gesehen werden, daß der Drucksensor in der Förderleitung der Pumpe ange­ ordnet ist.

Besonders zweckmäßig ist, wenn die Steuereinrichtung eine Impulssteuerelektronik mit getakteter Endstufe ist.

Bei einer zweckmäßigen und einfachen Ausgestaltungsform ist die Steuereinrichtung derart ausgelegt, daß beim Einschalten des Schaltschlosses des Fahrzeuges, das heißt, in dem Moment, wo Fahrbereitschaft hergestellt wird, der Elektromotor auf eine Minimaldrehzahl angesteuert wird, während bei Überschreiten des Grenzwertes des Druckes am Drucksensor auf die Maximaldrehzahl, die im Betrieb jemals erforderlich ist, geschaltet wird. Es kann aber auch vorgesehen sein, daß mehrere Drehzahlstufen vorge­ sehen sind und entsprechend mehrere Druckschwellenwerte am Drucksensor vorgesehen sind, wobei jedem Druckschwellen­ wert eine bestimmte Antriebsdrehzahl des Motors zugeordnet ist. Desto höher die Stufenzahl bis schließlich zur stufen­ losen Hochsteuerung, desto besser wird die Anpassung, aber desto aufwendiger wird auch die Herstellung und praktisch hat sich gezeigt, daß mit zwei oder auch nur einer Stufe eine durchaus befriedigende Lösung erzielt werden kann, das heißt drei Schaltzuständen: Aus, Minimum, Maximum.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Schaltschemas erläutert.

Die Pumpe 1 saugt über eine Leitung 2 aus einem Behälter 3 an und fördert in eine Förderleitung 4, an die ein Lenk­ ventil 5 angeschlossen ist, das seinerseits an die in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Lenkwelle angeschlossen ist.

Von dem Lenkventil 5 aus führen zwei Leitungen 6 und 7 zu je einem der beiden Druckräume 8 und 9 des Lenkzylinders 10. Von dem Lenkventil 5 geht weiterhin eine Rücklaufleitung 11 zu dem Behälter 3.

Die Welle 12 der Pumpe 1 wird von einem Elektromotor 13 aus angetrieben, der über eine Impulssteuerung 14 an die Batterie 15 anschließbar ist, wobei die Verbindung zwischen der Impulssteuerung 14 und dem Elektromotor 13 durch eine elektrische Leitung 16 hergestellt ist.

In der Förderleitung 4 der Pumpe 1 ist ein Drucksensor 17 angeordnet, der über eine Ansteuerleitung 18 mit der Impulssteuerung 14 verbunden ist. In der Ansteuerleitung 18 ist ein vom Drucksensor 17 angesteuerter Schalter 21 an­ geordnet.

In einer der Verbindungsleitungen 19 zwischen Spannungs­ quelle 15 und Impulssteuerung 14 ist weiterhin ein Schaltschloßschalter 20 angeordnet.

Die Wirkungsweise ist folgende: Um das Fahrzeug fahrbereit zu machen, muß der Schaltschloßschalter betätigt, nämlich geschlossen, werden und somit wird die Impulssteuerung 15 an die Spannungsquelle 14 gelegt. Die Impulssteuerung 14 ist derart ausgelegt, daß der Motor 13 zumindest auf eine vorgegebene Mindestdrehzahl angetrieben wird. Diese Mindest­ drehzahl reicht aus, damit die Pumpe 1 einen Förderstrom erzeugt, der dem Lenkventil 5 zufließt. Wird nicht gelenkt, sind im Lenkventil 5 die Schlitze offen und das von der Pumpe 1 durch die Förderleitung 4 geförderte Druckmittel fließt drucklos durch die Leitung 11 ab. Wird jedoch eine Lenkbewegung eingeleitet, werden die Schlitze im Lenk­ ventil 5 verengt und damit ein Druck in der Förderleitung 4 aufgebaut. Dieser Druck in der Förderleitung 4 löst über den Drucksensor 17 ein Signal aus, welches den Schalter 21 betätigt mit der Folge, daß über die Leitung 18 ein Signal an die Impulssteuerung 14 geleitet wird. Durch dieses Signal wird die Impulssteuerung 14 derart beeinflußt, daß diese nunmehr über die Leitung 16 den Elektromotor 13 an eine Spannung legt, die bewirkt, daß der Elektromotor 13 mit der höchsten Drehzahl umläuft, die für den Betrieb der Lenkhydraulik erforderlich sein könnte. Ist der Lenkvorgang beendet, ist das Lenkventil 5 wieder auf drucklosen Umlauf geschaltet, der Druck in der Förder­ leitung 4 sinkt ab und damit auch das Signal des Drucksensors 17, so daß der Schalter 21 öffnet und die Impulssteuerung 16 den Motor 13 wieder an die der Minimaldrehzahl zugeordnete Spannung legt.

Ein Vorteil dieser Einrichtung ist, daß der Schaltvorgang für den Elektromotor unabhängig von der Reibung zwischen Rad und Fahrbahn und frei von Rückwirkungen äußerer Kraft­ einwirkung auf Lenkachse und Räder ist. Die Impuls­ steuerung 14 ist eine Elektronik mit getakteter Endstufe, in der die Grunddrehzahl eingestellt wird. Ein zweiter grundsätzlich vorzunehmender Einstellvorgang ist der Ansprechdruck des Drucksensors 17. Während bei den Einrichtungen mit Drucksensor an den zum Lenkzylinder führenden Leitungen erfahrungsgemäß einerseits eine erheblich Handkraft erforderlich ist, ehe die hydraulische Lenkhilfskraftunterstützung wirksam wird, und im Augenblick des Wirksamwerdens, das heißt des Einsetzens bzw. Einschaltens des Pumpenaggregates, ein spürbarer Ruck am Lenkrad fühlbar wird, ist bei der Einrichtung gemäß der Erfindung ein ruckfreier Betrieb mit kleiner Kraft am Lenkhandrad möglich.

Claims (4)

1. Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Flurförderzeug, vorzugsweise Hublader, mit einem mit der Lenkwelle verbundenen Lenkhandrad und einem andererseits mit der Lenkwelle verbundenen, ständig von einem Ölstrom durchströmten Lenkventil und mit einer antriebsseitig mit einem mit einer Spannungsquelle verbindbaren Elektromotor verbundenen Hydropumpe, an deren Förderleitung das Lenkventil angeschlossen ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

• a) der Elektromotor (13) ist mit der Spannungsquelle (15) über ein mindestens drei Schaltzustände (ein-Minimum- Maximum) zulassendes Steuerorgan (14) und über einen Schloßschalter (20) verbindbar,
• b) in der Förderleitung (4) der Pumpe (1) ist ein mit dem Steuersystem (14) verbundener, bei überschreiten eines Grenzwertes des Druckes das Steuersystem auf eine höhere Ausgangsleistung schaltender Drucksen­ sor vorgesehen.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersystem eine Impulssteuerelektronik mit getakteter Endstufe ist.

3. Verfahren zum Betreiben einer Lenkeinrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einschalten des Schaltschlosses (20) der Elektromotor (13) auf Minimaldrehzahl angesteuert wird und bei Überschreiten eines Schwellenwertes des Druckes an dem Drucksensor (17) auf maximale Betriebsdrehzahl gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schwellenwerte für den Druck und mehrere, jeweils einem Schwellenwert des Druckes zugeordnete vorbestimmte Drehzahlen vorgesehen sind und mit steigendem Druck der Reihe nach angesteuert werden.