Anti-Wank-Svstem Anti-roll Svstem
Die Erfindung betrifft ein Anti-Wank-System oder Wank-Stabilisierungs-System, mit je einem Stabilisator und einem Aktor, wie z. B. Schwenkmotor oder Zylinder, an der Vorderachse und an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges zur Beeinflussung des Stabilisators und einer gemeinsamen Versorgung der Aktoren durch eine Pumpe und mit einem Regelventil.The invention relates to an anti-roll system or roll stabilization system, each with a stabilizer and an actuator, such as. B. swivel motor or cylinder, on the front axle and on the rear axle of a motor vehicle to influence the stabilizer and a common supply of the actuators by a pump and with a control valve.
Derartige Anti-Wank-Systeme sind bekannt. Sie dienen dazu, die Federung eines Kraftfahrzeugs bei einem einseitigen Ein- und Ausfedern der einer Achse zugeordneten Räder, z. B. bei Kurvenfahrten, zu verhärten und damit eine Drehschwingung des Fahrzeugs um seine Längsachse zu vermeiden. Derartige Schwingungen werden auch als Rollen oder Wanken bezeichnet. Die bekannten Anti-Wank-Systeme weisen eine Hydraulikeinrichtung, beispielsweise einen Schwenkmotor auf, der mit zwei Stabilisatorabschnitten so zusammenwirkt, dass eine gegenseitige Verdrehung bewirkt wird. Die damit erzeugten Drehmomente wirken einer Einfederung eines mit dem Querstabilisator verbundenen Rads entgegen. Bei den bekannten Hydrauliksystemen ist es aber nicht möglich, an dem Schwenkmotor der Hinterachse einen höheren Druck einzustellen als an der Vorderachse.Anti-roll systems of this type are known. They serve the suspension of a motor vehicle with one-sided compression and rebound of the wheels assigned to an axle, for. B. when cornering, harden and thus avoid a torsional vibration of the vehicle about its longitudinal axis. Such vibrations are also referred to as rolling or swaying. The known anti-roll systems have a hydraulic device, for example a swivel motor, which interacts with two stabilizer sections in such a way that mutual rotation is brought about. The torques generated thereby counteract a deflection of a wheel connected to the anti-roll bar. In the known hydraulic systems, however, it is not possible to set a higher pressure on the swivel motor of the rear axle than on the front axle.
Sollen bei diesen Systemen an der Hinterachse höhere Tordiermomente als an der Vorderachse eingestellt werden, lässt sich das deshalb nur durch größere Aktorflächen an dem hinteren Schwenkmotor realisieren oder durch eine angepasste Stabilisatorgeometrie. Ersteres geht zu Lasten der Dynamik, die zweite Lösung führt oft zu ungeliebten Kompromissen im Fahrzeug-Package.If higher torsional torques are to be set on the rear axle than on the front axle in these systems, this can only be achieved by using larger actuator areas on the rear swivel motor or by adjusting the stabilizer geometry. The former is at the expense of dynamism, the second solution often leads to unloved compromises in the vehicle package.
Die höheren Tordiermomente sind aber erwünscht, da aufgrund eines steiferen Stabilisators an der Hinterachse gegenüber der Vorderachse das Fahrverhalten in Richtung Übersteuern verschoben werden kann, was insbesondere bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten für mehr Agilität sorgt. Außerdem fällt es leichter, ein ausgeglichenes,
konstantes Fahrverhalten bei unterschiedlichen Beladungszuständen des Fahrzeugs zu erzeugen.The higher twisting torques are desirable, however, because due to a stiffer stabilizer on the rear axle compared to the front axle, driving behavior can be shifted in the direction of oversteering, which ensures greater agility, especially at lower driving speeds. It's also easier to find a balanced, to generate constant driving behavior with different vehicle load conditions.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese Eigenschaften ohne die vorher genannten Nachteile zu realisieren.It is therefore an object of the invention to realize these properties without the disadvantages mentioned above.
Die Aufgabe wird durch ein Anti-Wank-System oder ein Wank-Stabilisierungs-System mit je einem Stabilisator und Aktor, wie z. B. Schwenkmotor oder Zylinder, an der Vorderachse und an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges zur Beeinflussung des Stabilisators und mit einer gemeinsamen Versorgung der Aktoren durch eine Pumpe und mit einem Regelventil dadurch gelöst, dass das Regelventil den Pumpenvolumen- strom in einen Vorderachsvolumenstrom und einen Hinterachsvolumenstrom aufteilt und (dabei zusätzlich) den Druck am Vorderachsaktor regelt. Bevorzugt wird ein Anti- Wank-System, bei welchem das Regelventil an der Vorderachse auch einen geringeren Druck als am Hinterachsaktor ermöglichen kann. Weiterhin wird ein Anti-Wank-System bevorzugt, bei welchem das Regelventil eine Druckminderfunktion für den Vorderachsaktor aufweist, insbesondere durch einen zusätzlichen Bypass-Tankabfluss für den Vorderachsvolumenstrom.The task is carried out by an anti-roll system or a roll stabilization system, each with a stabilizer and actuator, such as. B. swivel motor or cylinder, on the front axle and on the rear axle of a motor vehicle to influence the stabilizer and with a common supply of the actuators by a pump and with a control valve in that the control valve divides the pump volume flow into a front axle volume flow and a rear axle volume flow and (additionally) regulates the pressure on the front axle actuator. An anti-roll system is preferred in which the control valve on the front axle can also allow a lower pressure than on the rear axle actuator. Furthermore, an anti-roll system is preferred in which the control valve has a pressure reducing function for the front axle actuator, in particular through an additional bypass tank drain for the front axle volume flow.
Ein erfindungsgemäßes Anti-Wank-System zeichnet sich dadurch aus, daß stromab hinter dem Regelventil ein gemeinsames Umschaltventil für den Vorderachsaktor und für den Hinterachsaktor zur Umschaltung der Volumenströme bei Rechts- oder Linkskurvenfahrten des Fahrzeuges angeordnet ist. Bevorzugt wird auch ein Anti-Wank- System, welches stromab hinter dem Bereich des Umschaltventils für den Hinterachsaktor ein Druckregelventil aufweist, welches über ein oder zwei Rückschlagventile jeweils mit dem höheren Druckbereich des Hinterachsaktors verbunden sein kann.An anti-roll system according to the invention is characterized in that a common changeover valve for the front axle actuator and for the rear axle actuator for switching the volume flows during right-hand or left-hand cornering of the vehicle is arranged downstream of the control valve. An anti-roll system is also preferred which has a pressure control valve downstream of the area of the switchover valve for the rear axle actuator, which can be connected to the higher pressure area of the rear axle actuator via one or two non-return valves.
Ein erfindungsgemäßes Anti-Wank-System zeichnet sich dadurch aus, dass das Druckregelventil für den Hinterachsdruck im Bereich des Hinterachsaktors angeordnet ist. Weiterhin ist ein Drucksensor für den Hinterachsdruck im Bereich des Hinterachsaktors angeordnet. Auch wird ein Anti-Wank-System bevorzugt, bei welchem durch Verbindungen, wie z. B. Dehnschläuche, der Bereich des Hinterachsaktors mit dem
Bereich des Vorderachsaktors verbunden ist. Weiterhin wird ein Anti-Wank-System bevorzugt, bei welchem das Regelventil und das Umschaltventil im Bereich des Vorderachsaktors angeordnet ist.An anti-roll system according to the invention is characterized in that the pressure control valve for the rear axle pressure is arranged in the area of the rear axle actuator. Furthermore, a pressure sensor for the rear axle pressure is arranged in the area of the rear axle actuator. An anti-roll system is also preferred, in which connections such. B. expansion hoses, the area of the rear axle actuator with the Area of the front axle actuator is connected. Furthermore, an anti-roll system is preferred, in which the control valve and the changeover valve are arranged in the region of the front axle actuator.
Ein erfindungsgemäßes Anti-Wank-System zeichnet sich dadurch aus, dass das Druckregelventil für den Hinterachsdruck den Druck am Hinterachsaktor unabhängig vom Druckniveau am Vorderachsaktor regeln kann. Auch wird ein Anti-Wank-System bevorzugt, bei welchem stromab hinter dem Bereich des Umschaltventils für den Vorderachsaktor ein Fail-Safe-Ventil für den Vorderachsaktor angeordnet ist. Weiterhin wird ein Anti-Wank-System bevorzugt, bei welchem stromab hinter dem Fail-Safe-Ventil Nachsaugventile für den Vorderachsaktor angeordnet sind.An anti-roll system according to the invention is characterized in that the pressure control valve for the rear axle pressure can regulate the pressure at the rear axle actuator independently of the pressure level at the front axle actuator. An anti-roll system is also preferred, in which a fail-safe valve for the front axle actuator is arranged downstream behind the area of the switchover valve for the front axle actuator. Furthermore, an anti-roll system is preferred, in which suction valves for the front axle actuator are arranged downstream behind the fail-safe valve.
Ein erfindungsgemäßes Anti-Wank-System zeichnet sich dadurch aus, daß durch das Regelventil, beispielsweise bei Ölmangel, der Vorderachsaktor gegenüber dem Hinterachsaktor zur Ölversorgung bevorzugt wird. Ein weiteres Anti-Wank-System zeichnet sich dadurch aus, dass das Regelventil vorgesteuert sein kann. Auch kann das Druckregelventil für den Hinterachsaktor vorgesteuert sein.An anti-roll system according to the invention is characterized in that the control valve, for example in the event of a lack of oil, favors the front axle actuator over the rear axle actuator for supplying oil. Another anti-roll system is characterized by the fact that the control valve can be pilot-controlled. The pressure control valve for the rear axle actuator can also be pilot-controlled.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beschrieben.The invention will now be described with reference to the figures.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Regelventil.Figure 1 shows a control valve according to the invention.
Figur 2 zeigt einen Hydraulikschaltplan eines Teilsystems.Figure 2 shows a hydraulic circuit diagram of a subsystem.
Figur 3 zeigt einen Hydraulikplan des Gesamtsystems.Figure 3 shows a hydraulic diagram of the overall system.
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Regelventil und ein Teil des Hydraulikschaltplans des Anti-Wank-Systems dargestellt. Eine Hydraulikpumpe 1 , welche vorzugsweise eine sauggeregelte Kolbenpumpe ist, speist über eine Verbindung 3 ein Regelventil 5 mit dem vom Anti-Wank-System benötigten Volumenstrom. Das Ventil 5 weist einen Ventilkolben 7 auf, welcher drei Kolbenbunde 9, 1 1 und 13 besitzt und in einer Ventilbohruήg 15 verschieblich angeordnet ist. Die Ventilbohrung 15 weist ferner einen Anschluss 17 zum Hinterachsaktor, einen Anschluss 19 zum Vorderachsaktor und einen Anschluss 21 zu einem Ölreservoir 23 auf. Der Anschluss 19 zum Vorderachsaktor führt in eine
Verbindung 25, durch welche der gesamte Volumenstrom zum Vorderachsaktor fließt, und in eine Vorsteuerverbindung 27 zur Kolbenfläche 31 des Bundes 9 des Ventilkolbens 7. In der Vorsteuerverbindung 27 ist ein Dämpfungswiderstand 29 angeordnet. Pumpenseitig zweigt von der Verbindung 3 eine Steuerölleitung 32 ab, welche Steueröl auf die Kolbenfläche 33 des Kolbenbundes 13 des Ventilkolbens 7 führt. In der Steuerleitung 32 ist ebenfalls ein Widerstand 35 angeordnet, welcher sowohl als Dämpfungswiderstand als auch als Widerstand zur Erzeugung eines Druckabfalls dient. Auf die Fläche des Kolbens 33 wirkt ferner eine Kraft einer Feder 37. Weiterhin ist an diesem Ende der Ventilbohrung 15 ein Vorsteuerventil 39 angeordnet, welches mittels eines Sitzventils 41 den Federraum druckdicht abschließen kann. Das Sitzventil 41 kann durch einen Elektromagneten 43 elektrisch betätigt werden. Wenn der Steuerdruck im Federraum, welcher auf die Kolbenfläche 33 und das Sitzventil 41 wirkt, die Magnetkraft am Sitzventil 41 übersteigt, so wird das Sitzventil 41 öffnen und einen Steuerölstrom in das Ölreservoir 45 abfließen lassen. Dadurch kann der Steuerdruck auf der Fläche 33 des Ventilkolbens 7 nicht weiter ansteigen. Durch Variieren der Magnetkraft kann der Steuerdruck im Federraum also auf unterschiedliche Niveaus geregelt werden. In der hier dargestellten Position des Ventilkolbens 7 kann der Volumenstrom von der Pumpe 1 ungedrosselt zur Verbindung 19 und damit zum Vorderachsaktor gelangen. In der Verbindung 19 und in der Leitung 25 zum Vorderachsaktor stellt sich entsprechend den auf den Vorderachsaktor wirkenden Kräften ein Druck ein, welcher über die Vorsteuerverbindung 27 und den Widerstand 29 auf der Kolbenfläche 31 wirksam wird. Übersteigt nun dieser Druck am Vorderachsaktor den Steuerdruck auf die Kolbenfläche 33 im Federraum, welcher durch das Vorsteuerventil 39 vorgegeben ist, und die Kraft der Feder 37, so wird der Ventilkolben 7 nach rechts verschoben, und die Steuerkante 47 des Kolbenbundes 1 1 öffnet eine Verbindung zum Hinterachsaktor. Dadurch wird ein über die Steuerkante 47 gedrosselter Ölstrom zum Hinterachsaktor fließen, und zwar in dem Maße, dass der Druck an dem Vorderachsaktor nicht weiter ansteigen kann. Das Regelventil 5 stellt also immer einen Druck für den Vorderachsaktor ein, welcher dem Kräftegleichgewicht auf der linken Kolbenfläche 31 und auf der rechten Kolbenfläche 33, welches durch das Vorsteuerventil 39 bestimmt wird, entspricht.
Soll der Druck an der Hinterachse nun höher werden als der Druck an der Vorderachse, so findet am Kolbenbund 1 1 des Ventilkolbens 7 ein Steuerkantenwechsel auf die Steuerkante 49 statt. Der Kolben 7 fährt also weiter nach rechts und drosselt damit jetzt den Zulauf zum Vorderachsaktor über die Steuerkante 49. Der Volumenstrom zum Hinterachsaktor über die Steuerkante 47 wird damit praktisch ungedrosselt durch das Ventil geführt. Reicht die Zuflußdrosselung zum Vorderachsaktor über die Steuerkante 49 nicht aus, um den gewünschten niedrigeren Druck am Vorderachsaktor zu halten, so wird bei einer weiteren Bewegung des Ventilkolbens 7 nach rechts eine zusätzliche Steuerkante 51 am Kolbenbund 13 geöffnet, welche einen Bypass-Ölstrom zum Tank 23 ermöglicht und damit durch Abfluss den Druck am Vorderachsaktor absenken kann. Dadurch kann jetzt am Hinterachsaktor ein höherer Druck eingestellt werden als am Vorderachsaktor.FIG. 1 shows a control valve according to the invention and part of the hydraulic circuit diagram of the anti-roll system. A hydraulic pump 1, which is preferably a suction-controlled piston pump, feeds a control valve 5 via a connection 3 with the volume flow required by the anti-roll system. The valve 5 has a valve piston 7, which has three piston collars 9, 11 and 13 and is arranged displaceably in a valve bore 15. The valve bore 15 also has a connection 17 to the rear axle actuator, a connection 19 to the front axle actuator and a connection 21 to an oil reservoir 23. The connection 19 to the front axle actuator leads to a Connection 25, through which the entire volume flow flows to the front axle actuator, and into a pilot control connection 27 to the piston surface 31 of the collar 9 of the valve piston 7. A damping resistor 29 is arranged in the pilot control connection 27. On the pump side, a control oil line 32 branches off from the connection 3, which leads control oil to the piston surface 33 of the piston collar 13 of the valve piston 7. A resistor 35 is also arranged in the control line 32 and serves both as a damping resistor and as a resistor for generating a pressure drop. A force of a spring 37 also acts on the surface of the piston 33. Furthermore, a pilot valve 39 is arranged at this end of the valve bore 15, which can close the spring chamber in a pressure-tight manner by means of a seat valve 41. The seat valve 41 can be actuated electrically by an electromagnet 43. If the control pressure in the spring chamber, which acts on the piston surface 33 and the seat valve 41, exceeds the magnetic force on the seat valve 41, the seat valve 41 will open and a control oil flow will flow into the oil reservoir 45. As a result, the control pressure on the surface 33 of the valve piston 7 cannot increase any further. By varying the magnetic force, the control pressure in the spring chamber can be regulated to different levels. In the position of the valve piston 7 shown here, the volume flow from the pump 1 can reach the connection 19 and thus to the front axle actuator without throttling. A pressure is established in the connection 19 and in the line 25 to the front axle actuator in accordance with the forces acting on the front axle actuator, which pressure acts on the piston surface 31 via the pilot control connection 27 and the resistor 29. If this pressure on the front axle actuator exceeds the control pressure on the piston surface 33 in the spring chamber, which is predetermined by the pilot valve 39, and the force of the spring 37, the valve piston 7 is shifted to the right, and the control edge 47 of the piston collar 1 1 opens a connection to the rear axle actuator. As a result, an oil flow throttled via the control edge 47 will flow to the rear axle actuator to the extent that the pressure at the front axle actuator can no longer increase. The control valve 5 therefore always sets a pressure for the front axle actuator, which corresponds to the balance of forces on the left piston surface 31 and on the right piston surface 33, which is determined by the pilot valve 39. If the pressure on the rear axle is now to be higher than the pressure on the front axle, a control edge change to the control edge 49 takes place on the piston collar 11 of the valve piston 7. The piston 7 thus continues to move to the right and thus throttles the inlet to the front axle actuator via the control edge 49. The volume flow to the rear axle actuator via the control edge 47 is thus guided through the valve practically unthrottled. If the inflow throttling to the front axle actuator via the control edge 49 is not sufficient to maintain the desired lower pressure at the front axle actuator, an additional control edge 51 on the piston collar 13 is opened when the valve piston 7 moves further to the right, which controls a bypass oil flow to the tank 23 allows and thus can lower the pressure at the front axle actuator by drain. This means that a higher pressure can now be set on the rear axle actuator than on the front axle actuator.
In Figur 2 ist das Regelventil 5 aus Figur 1 und ein Druckregelventil 55 für den Hinterachsaktor symbolisch in einem Schaltplan dargestellt. Für das Regelventil 5 aus Figur 1 werden für die gleichen Strukturen und Funktionen die gleichen Bezugszeichen verwendet, so dass sich zur Vermeidung von Wiederholungen eine nochmalige Erklärung erübrigt. Der Volumenstrom zum Hinterachsaktor wird hinter dem Regelventil 5 für den Vorderachsaktor über eine Verbindung 53 zum Druckregelventil 55 für den Hinterachsaktor geleitet. Der Druck am Hinterachsaktor, der sich in der Leitung 59 einstellt, wird über eine Vorsteuerverbindung 61 auf eine Kolbenfläche 63 des Druckregelventils 55 geführt. Auf der gegenüberliegenden Fläche 65 des Druckregelventils 55 wirken eine Federkraft einer Feder 67 und wiederum ein Steuerdruck, welcher durch ein Vorsteuerventil 57 analog zu der Vorsteuerung des Regelventils 5 für die Vorderachse eingestellt werden kann. Damit ist der Druck am Hinterachsaktor über dieses Druckregelventil 55 unabhängig vom Druck am Vorderachsaktor regelbar. Die symbolisch dargestellten Tankanschlüsse 23 und 45 aus Figur 1 sind in der Praxis durch einen gemeinsamen Öltank 23, 45 für das Gesamtsystem realisiert.In Figure 2, the control valve 5 from Figure 1 and a pressure control valve 55 for the rear axle actuator are symbolically shown in a circuit diagram. The same reference symbols are used for the control valve 5 from FIG. 1 for the same structures and functions, so that a repeated explanation is unnecessary to avoid repetition. The volume flow to the rear axle actuator is passed behind the control valve 5 for the front axle actuator via a connection 53 to the pressure control valve 55 for the rear axle actuator. The pressure at the rear axle actuator, which is established in line 59, is passed via a pilot control connection 61 to a piston surface 63 of the pressure control valve 55. A spring force of a spring 67 and in turn a control pressure act on the opposite surface 65 of the pressure control valve 55, which can be set by a pilot valve 57 analogously to the pilot control of the control valve 5 for the front axle. The pressure at the rear axle actuator can thus be regulated via this pressure control valve 55 independently of the pressure at the front axle actuator. The symbolically represented tank connections 23 and 45 from FIG. 1 are implemented in practice by a common oil tank 23, 45 for the overall system.
Figur 3 zeigt den Schaltplan des gesamten Anti-Wank-Systems. Teile und Funktionen, welche schon in Figur 1 und Figur 2 erläutert wurden, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden hier nicht noch einmal erläutert. Man erkennt in Figur 3, dass
hinter dem Regelventil 5, welches den Pumpenvolumenstrom der Pumpe 1 in einen Volumenstrom zum Vorderachsaktor 76 über die Verbindung 25 und in einen Volumenstrom zum Hinterachsaktor 78 über die Verbindung 53 aufteilt, stromab ein Umschaltventil 70 dargestellt ist, welches mechanisch verbunden einen Umschaltbereich 72 für den Vorderachsaktor 76 und einen Umschaltbereich 74 für den Hinterachsaktor 78 aufweist. Dieses Umschaltventil 70 dient dazu, den unter Druck stehenden Volumenstrom gleichzeitig sowohl in die rechte Kammer des Vorderachsaktors 76 als auch in die rechte Kammer des Hinterachsaktors 78 zu führen und die linke Kammer des Vorderachsaktors 76 und die linke Kammer des Hinterachsaktors 78 mit dem Tank zu verbinden oder umgekehrt, je nach dem, welche Kurvenfahrt das Kraftfahrzeug einschlägt. Der Vorderachsaktor 76 und der Hinterachsaktor 78 können dabei z. B. hydraulische Schwenkmotoren oder Hydraulikzylinder sein, welche auf einen Stabilisator entsprechend einwirken können. Der Druck für den Vorderachsaktor 76 wird über einen Drucksensor 80 sensiert, während der Druck für den Hinterachsaktor 78 über einen Drucksensor 82 sensiert werden kann. Im Hydraulikkreis des Vorderachsaktors 76 folgt stromab hinter dem Umschaltventilbereich 72 ein Fail-Safe-Ventil 84, welches den Vorderachsaktor 76 in einem Störfall durch Federkraft vom restlichen Hydrauliksystem absperrt und damit für eine steife Stabilisatoreinspannung sorgt. Bei Ausgleichsbewegungen des Stabilisators und des Vorderachsaktors 76 wird über Nachsaugventile 86 und 88 dafür gesorgt, dass der Vorderachsaktor 76 immer mit Öl gefüllt bleibt.Figure 3 shows the circuit diagram of the entire anti-roll system. Parts and functions which have already been explained in FIG. 1 and FIG. 2 are provided with the same reference symbols and are not explained again here. It can be seen in FIG. 3 that downstream of the control valve 5, which divides the pump volume flow of the pump 1 into a volume flow to the front axle actuator 76 via the connection 25 and into a volume flow to the rear axle actuator 78 via the connection 53, a changeover valve 70 is shown, which is mechanically connected to a changeover area 72 for the front axle actuator 76 and a switchover area 74 for the rear axle actuator 78. This changeover valve 70 serves to simultaneously conduct the pressurized volume flow both into the right chamber of the front axle actuator 76 and into the right chamber of the rear axle actuator 78 and to connect the left chamber of the front axle actuator 76 and the left chamber of the rear axle actuator 78 to the tank or vice versa, depending on which cornering the motor vehicle is taking. The front axle actuator 76 and the rear axle actuator 78 can, for. B. hydraulic swivel motors or hydraulic cylinders, which can act on a stabilizer accordingly. The pressure for the front axle actuator 76 is sensed via a pressure sensor 80, while the pressure for the rear axle actuator 78 can be sensed via a pressure sensor 82. In the hydraulic circuit of the front axle actuator 76, downstream of the changeover valve area 72, there is a fail-safe valve 84 which, in the event of a fault, isolates the front axle actuator 76 from the rest of the hydraulic system by spring force and thus ensures a rigid stabilizer clamping. When compensatory movements of the stabilizer and the front axle actuator 76 are taken care of by suction valves 86 and 88, the front axle actuator 76 always remains filled with oil.
Zur Erzielung einer guten Regeldynamik am Vorderachsaktor 76 ist es angebracht, wenn das Regelventil 5 zur Druckregelung des Vorderachsaktors 76, das Umschaltventil 70 sowie das Fail-Safe-Ventil 84 und die Nachsaugventile 86 und 88 in unmittelbarer Nähe des Vorderachsaktors 76 angeordnet sind, um hinter den regelnden oder schaltenden Ventile möglichst geringe Olvolumina und damit schnelle Druckaufbau- und Abbauzeiten im Vorderachsaktor 76 zu gewährleisten. Weiterhin ist es für eine gute Regeldynamik am Hinterachsaktor 78 von Vorteil, wenn die für den Hinterachsaktor 78 zuständigen Regelventile und Schaltventile in unmittelbarer Nähe des Hinterachsaktors 78 angeordnet sind. Das ist in diesem Fall das Druckregelventil 55, welches den Druck am Hinterachsaktor einstellt, und ein oder mehrere Rückschlagventile 90, 91. Auch der Drucksensor 82 soll in unmittelbarer Nähe des Hinterachsaktors 78 positioniert werden.
Damit das Druckregelventil 55 immer den Druck auf der Hochdruckseite des Hinterachsaktors 78 regeln kann, ist es über ein Rückschlagventil 90 mit beiden Druckbereichen des Hinterachsaktors 78 verbunden. Je nach dem, ob der Hinterachsaktorbereich 92 oder der Hinterachsaktorbereich 94 mit Hochdruck beaufschlagt werden soll, d.h. je nach dem, ob das Fahrzeug einen Links- oder Rechtsbogen einschlägt, wird über das Rückschlagventil 90 das Druckregelventil 55 mit dem hochdruckführenden Bereich verbunden und vom niederdruck-führenden Bereich abgetrennt. Der niederdruckführende Bereich wird über das Umschaltventil 74 zum Tankbereich 23, 45 verbunden. Anstelle des Rückschlagventils 90 können auch zwei einzelne Rückschlagventile 91 , wie in Figur 4 dargestellt, verwendet werden. Damit wird entweder der druckführende Bereich 98 oder im anderen Fall der druckführende Bereich 100 mit der Zuleitung 96 zum Druckregelventil 55 verbunden und damit der druckführende Bereich vom nicht druckführenden Bereich abgetrennt. Der gesamte Bereich des Hinterachsaktors 78 mit den Druckregel- und Rückschlagventilen kann über Dehnschläuche 102 und 104 mit dem Bereich des Vorderachsaktors 76 verbunden werden. Weiterhin kann die Pumpe 1 über einen einfachen Dehnschlauch 106 mit dem Ventilbereich des Vorderachsaktors 76 verbunden werden.To achieve good control dynamics on the front axle actuator 76, it is appropriate if the control valve 5 for pressure control of the front axle actuator 76, the changeover valve 70 and the fail-safe valve 84 and the suction valves 86 and 88 are arranged in the immediate vicinity of the front axle actuator 76, behind the regulating or switching valves to ensure the lowest possible oil volumes and thus quick pressure build-up and dismantling times in the front axle actuator 76 Furthermore, for good control dynamics on the rear axle actuator 78, it is advantageous if the control valves and switching valves responsible for the rear axle actuator 78 are arranged in the immediate vicinity of the rear axle actuator 78. In this case, this is the pressure control valve 55, which adjusts the pressure at the rear axle actuator, and one or more check valves 90, 91. The pressure sensor 82 should also be positioned in the immediate vicinity of the rear axle actuator 78. So that the pressure control valve 55 can always regulate the pressure on the high-pressure side of the rear axle actuator 78, it is connected to both pressure areas of the rear axle actuator 78 via a check valve 90. Depending on whether the rear axle actuator area 92 or the rear axle actuator area 94 is to be subjected to high pressure, ie depending on whether the vehicle is turning left or right, the pressure control valve 55 is connected to the high-pressure-carrying area via the check valve 90 and is separated from the low-pressure area. leading area separated. The low-pressure area is connected to the tank area 23, 45 via the changeover valve 74. Instead of the check valve 90, two individual check valves 91, as shown in FIG. 4, can also be used. In this way, either the pressure-carrying area 98 or, in the other case, the pressure-carrying area 100 is connected to the supply line 96 to the pressure control valve 55, and the pressure-carrying area is thus separated from the non-pressure-carrying area. The entire area of the rear axle actuator 78 with the pressure control and non-return valves can be connected to the area of the front axle actuator 76 via expansion hoses 102 and 104. Furthermore, the pump 1 can be connected to the valve area of the front axle actuator 76 via a simple expansion hose 106.
Grundsätzlich bleibt in dieser Schaltung der Vorteil erhalten, dass die Aktoren bedarfsorientiert die benötigte Ölmenge aus dem Hydraulikkreislauf entnehmen können und die Pumpengröße noch durch die maximale Summe des gleichzeitigen Volumenstrombedarfs beider Aktoren bestimmt wird und nicht durch die Summe der maximalen Volumenströme der einzelnen Aktoren, die durchaus höher sein kann als Erstere.Basically, the advantage of this circuit remains that the actuators can take the required amount of oil from the hydraulic circuit and the pump size is still determined by the maximum sum of the simultaneous volume flow requirement of both actuators and not by the sum of the maximum volume flows of the individual actuators, which is definitely can be higher than the former.
Weiterhin bleibt der Vorteil erhalten, dass bei Ölmangelsituationen durch Leckagen oder Pumpenschäden der Vorderachskreislauf auf jeden Fall zuerst mit Drucköl versorgt wird und sich hier in solchen Situationen ein höherer Druck am Vorderachskreislauf einstellt. Das gewährleistet ein untersteuerndes und damit sicheres Fahrverhalten des Fahrzeugs.Furthermore, the advantage is retained that in the event of a lack of oil due to leaks or pump damage, the front axle circuit is always supplied with pressurized oil first, and a higher pressure is established at the front axle circuit in such situations. This guarantees an understeering and thus safe driving behavior of the vehicle.
Um die Regeldynamik des Systems zu erhöhen, ist es vorteilhaft, sowohl das Regelventil als auch den Drucksensor nahe am Aktor zu positionieren. Deshalb ist es not-
wendig, das Hinterachsregelventil 55 und den Hinterachsdrucksensor 82 nahe an der Hinterachse zu positionieren.In order to increase the control dynamics of the system, it is advantageous to position both the control valve and the pressure sensor close to the actuator. Therefore it is necessary maneuverable to position the rear axle control valve 55 and the rear axle pressure sensor 82 close to the rear axle.
Durch entsprechende Anordnung von Rückschlagventilen 90, 91 am Hinterachskreislauf ist es möglich, das mechanisch zwangsgekoppelte Umschaltventil 70 für den Vorderachsaktor und den Hinterachsaktor beizubehalten. Das Umschaltventil 74 kann mechanisch gekoppelt bleiben, und das Hinterachsregelventil 55 kann hydraulisch gesehen stromab hinter dem Umschaltventil 70 hinterachsnah positioniert werden.By arranging check valves 90, 91 appropriately on the rear axle circuit, it is possible to maintain the mechanically positively coupled changeover valve 70 for the front axle actuator and the rear axle actuator. The switching valve 74 can remain mechanically coupled, and the rear axle control valve 55 can be positioned hydraulically downstream of the switching valve 70 close to the rear axle.
Eine weitere Dynamikerhöhung des Regelverhaltens der Regelventile 5 und 55 ist durch Anwendung einer Vorsteuerung möglich. Dadurch wird die Masse des Magneten von der Masse des Ventilkolbens abgekoppelt, so dass ein unterlagerter Regelkreis entsteht, der deutlich dynamischer ist.A further dynamic increase in the control behavior of the control valves 5 and 55 is possible by using a pilot control. As a result, the mass of the magnet is decoupled from the mass of the valve piston, so that a subordinate control loop is created that is significantly more dynamic.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung erlaubt also als ersten Vorteil, dass der Druck am Hinterachsaktor 78 höher eingestellt werden kann als der Druck am Vorderachsaktor 76, und als zweiten Vorteil, dass die Ventile 55 und 90, 91 für die Hinterachse hinterachsnah am Hinterachsaktor 78 angeordnet sind und damit eine wesentlich bessere Dynamik möglich ist. Das erfindungsgemäße Regelventil 5 stellt dabei den Druck am Vorderachsaktor 76 dadurch ein, dass die Steuerkante 47 den Weiterfluss des Öls zum Hinterachsaktor 78 drosselt. Dadurch stellt sich ein entsprechend dem Drosselwiderstand höherer Druck am Vorderachsaktor 76 ein. Der Ventilkolben 7 selbst wird über eine Druckwaage geregelt. Auf der rechten Seite wirkt eine Kraft auf die Fläche 33, die z. B. über einen Vorsteuerdruck mittels Vorsteuerventil 39 erzeugt wird. Zusätzlich wirkt eine Feder 37 in diese Richtung. Diese Kräfte schieben den Ventilkolben 7 nach links. Der Volumenstrom zum Hinterachsaktor 78 ist gesperrt. Alles Öl von der Pumpe 1 fließt nun so lange zum Vorderachsaktor 76, bis sich hier ein Druck aufgebaut hat, der auf die linke Seite 31 des Ventilkolbens 7 wirkt und der Kraft auf der rechten Seite 33 des Ventilkolbens 7 entspricht. Das Ventil 5 öffnet jetzt die Steuerkante 47. Durch die Wirkung des Kräftegleichgewichts stellt der Ventilkolben 7 immer einen Druck ein, der proportional der Kraft auf der rechten Kolbenseite 33 ist.
Sollte der geregelte Druck am Hinterachsaktor 78 höher werden als der einzustellende Druck am Vorderachsaktor 76, kann das Ventil 5 nicht mehr in seiner bisherigen Druckregelstellung arbeiten, da in dieser Stellung nur höhere Drücke am Vorderachsaktor 76 als am Hinterachsaktor 78 eingestellt werden können. Im Übergangsbereich, wenn der Druck am Hinterachsaktor 78 größer wird als am Vorderachsaktor 76, findet ein Steuerkantenwechsel des Ventilkolbens 7 statt. Da der Druck am Vorderachsaktor 76 stärker ansteigen würde, als das Kraftgleichgewicht am Ventilkolben 7 zulässt, bewegt sich der Kolben 7 weiter nach rechts und schließt den Zufluss des Volumenstroms zum Vorderachsaktor 76 bei gleichzeitiger weiterer Öffnung des Volumenstromzuflusses zum Hinterachsaktor 78. Jetzt kann am Hinterachsaktor 78 ein höherer Druck eingestellt werden als am Vorderachsaktor 76. Sollte der Druck am Vorderachsaktor 76 noch weiter ansteigen, bewegt sich der Kolben 7 noch weiter nach rechts, so lange, bis die Steuerkante 51 zum Tank 23 öffnet und der Druck im Vorderachsaktorbereich abfällt. Zwischen den Zuständen „Zufluss zum Vorderachsaktor 76 offen - Abfluss zum Tank 23 geschlossen" und „Zufluss zum Vorderachsaktor 76 geschlossen - Abfluss Vorderachsaktor 76 zum Tank 23 geöffnet" findet nun eine Regelbewegung bis zu einer Regelposition statt, die den Druck am Vorderachsaktor 76 so einstellt, dass er proportional der auf der rechten Seite 33 des Kolbens 7 aufgebrachten Kraft ist.
The valve arrangement according to the invention thus allows the first advantage that the pressure on the rear axle actuator 78 can be set higher than the pressure on the front axle actuator 76, and the second advantage that the valves 55 and 90, 91 for the rear axle are arranged on the rear axle actuator 78 close to the rear axle and thus a much better dynamic is possible. The control valve 5 according to the invention adjusts the pressure at the front axle actuator 76 in that the control edge 47 throttles the further flow of the oil to the rear axle actuator 78. This results in a higher pressure at the front axle actuator 76 in accordance with the throttle resistance. The valve piston 7 itself is controlled by a pressure compensator. On the right side, a force acts on the surface 33, the z. B. is generated via a pilot pressure by means of pilot valve 39. In addition, a spring 37 acts in this direction. These forces push the valve piston 7 to the left. The volume flow to the rear axle actuator 78 is blocked. All oil from the pump 1 now flows to the front axle actuator 76 until a pressure has built up here, which acts on the left side 31 of the valve piston 7 and corresponds to the force on the right side 33 of the valve piston 7. The valve 5 now opens the control edge 47. Due to the effect of the balance of forces, the valve piston 7 always sets a pressure that is proportional to the force on the right-hand piston side 33. If the regulated pressure on the rear axle actuator 78 becomes higher than the pressure to be set on the front axle actuator 76, the valve 5 can no longer operate in its previous pressure control position, since in this position only higher pressures on the front axle actuator 76 than on the rear axle actuator 78 can be set. In the transition area, when the pressure at the rear axle actuator 78 becomes greater than at the front axle actuator 76, a control edge change of the valve piston 7 takes place. Since the pressure at the front axle actuator 76 would increase more than the force equilibrium at the valve piston 7 allows, the piston 7 moves further to the right and closes the inflow of the volume flow to the front axle actuator 76 with simultaneous further opening of the volume flow flow to the rear axle actuator 78 a higher pressure is set than on the front axle actuator 76. Should the pressure on the front axle actuator 76 increase further, the piston 7 moves further to the right until the control edge 51 opens to the tank 23 and the pressure in the front axle actuator area drops. Between the states "inflow to front axle actuator 76 open - outflow to tank 23 closed" and "inflow to front axle actuator 76 closed - outflow front axle actuator 76 to tank 23 open", there is now a control movement up to a control position which thus adjusts the pressure at front axle actuator 76 that it is proportional to the force applied to the right side 33 of the piston 7.
BezuqszeichenlisteLIST OF REFERENCES
Hydraulikpumpe Verbindung zum Regelventil Regelventil Ventilkolben 1 ,13 Kolbenbunde ,19,21 Anschluss Ölreservoir Verbindung zum Vorderachsaktor Vorsteuerverbindung Dämpfungswiderstand Kolbenfläche Regelventil-Vorsteuerraum Steuerölleitung Kolbenfläche Regelventil-Federraum Widerstand Feder Vorsteuerventil Sitzventil Elektromagnet Tankbereich ,49,51 Steuerkante Verbindung zum Hinterachsaktor Druckregelventil Vorsteuerventil Leitung zum Hinterachsraum Vorsteuerverbindung Kolbenfläche Druckregelventil Hinterachsaktor Kolbenfläche Federraum Druckregelventil Hinterachsaktor Feder Umschaltventil
72,74 UmschaltventilbereichHydraulic pump connection to the control valve control valve valve piston 1, 13 piston collars, 19,21 connection oil reservoir connection to the front axle actuator pilot control connection damping resistance piston surface control valve pilot chamber control oil line piston surface control valve spring chamber resistance spring pilot valve seat valve electromagnet tank area, 49,51 control edge connection to the rear axle actuator pressure control valve pilot valve control line to the rear axle chamber Piston area pressure control valve rear axle actuator Piston area spring chamber Pressure control valve rear axle actuator spring changeover valve 72.74 diverter valve range
76 Vorderachsaktor76 front axle actuator
78 Hinterachsaktor78 rear axle actuator
80,82 Drucksensor80.82 pressure sensor
84 Fail-Safe-Ventil84 Fail-safe valve
86,88 Nachsaugventil86.88 suction valve
90 Rückschlagventil90 check valve
92,94 Hinterachsaktorbereich92.94 rear axle actuator area
96 Zuleitung Druckregelventil96 Pressure control valve supply line
98,100 druckführender Bereich Hinterachsaktor98,100 pressure area rear axle actuator
102,104,106 Dehnschläuche
102,104,106 expansion hoses