DE3437715C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges mit Vorder­ rad-Lenkung und Eigenlenkausgleich für die Hinterachse, mit einem Lenkrad, einer Druckfluidquelle und einer Einrichtung zum kontrollierten Schwenken der Hinterachse in eine erste oder zweite Richtung beiderseits einer Mittel­ stellung durch Druckfluid, das über ein von der Lenkungsbetätigung abhängiges Steuerventil zugeführt wird, sowie einer Umschalteinrichtung zur Umschaltung der Schwenkrichtung der Hinterachse bei einem vorgegebenen Wert eines Betriebsparameters, insbesondere der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, sowie eine Lenkvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

In der US-PS 44 40 254 wird ein Fahrzeug dieser Art mit Servolenkung an der Vorderachse und einer Hinterachse gezeigt und beschrieben, deren Achsträger in elastischen Blöcken oder Puffern an der Karosserie aufgehängt ist. Eine derartige elastische, verhältnismäßig weiche Aufhängung ist erwünscht zur Unter­ drückung einer Schwingungsübertragung zwischen der Achse und der Karosserie, führt jedoch dazu, daß die Hinterachse beim Auftreten von Seitenführungs­ kräften in einer Kurve seitlich ausweicht, so daß ein für die Fahrstabilität ungün­ stiger Eigenlenkeffekt der Hinterachse austritt. Diesem Eigenlenkeffekt soll nach der amerikanischen Patentanmeldung entgegengewirkt werden durch hydrau­ lisch betätigte Stellmechanismen, die auf die elastischen Blöcke oder Puffer ein­ wirken und bestrebt sind, die Achse entgegen der Wirkrichtung der auftretenden Seitenführungskräfte zu verschieben, die Eigenlenkbewegung der Hinter­ achse also zu kompensieren. Darüber hinaus zeigt die US-PS die zusätzliche Möglichkeit auf, die hydraulischen Stellglieder im Sinn einer Überkompensation oder auch einer Verstärkung der Eigenlenkbewegung der Hinterachse einzusetzen und damit gezielte Lenkeffekte zu erreichen, wie etwa eine Verkleinerung des Wendekreises bei niedrigen Geschwindigkeiten durch Verstärkung des Eigenlenkeffekts und eine Verringerung der Übersteuerungsneigung bei höheren Geschwindigkeiten durch Kompensation oder Überkompensation des Eigen­ lenkeffekts.

Dies erfordert eine Richtungsänderung der Hinterräder von einer zunächst in bezug auf die Vorderräder gegensinnigen zu einer ab einer vorgegebenen Geschwindigkeit erforderlichen gleichsinnigen Stellung. Diese Richtungsände­ rung erfolgt nach der US-PS, beispielsweise in Fig. 4, durch ein Richtungs­ umschaltventil, das die Fluidströme zu den doppelt wirkenden Stellgliedern der Hinterachse umkehrt.

Die DE-OS 31 45 614 zeigt zwar eine Hinterradlenkung im eigentlichen Sinne, wie sie beispielsweise von verschiedenen japanischen Herstellern angeboten wird, ist jedoch zumindest insoweit mit der vorliegenden Erfindung vergleich­ bar, als auch dort die Hinterradlenkung nur bei niedrigen Geschwindigkeiten zur Verkleinerung des Wendekreises ausgenutzt wird und bei höheren Geschwin­ digkeiten durch Umschaltung der Richtung der Hinterräder in die Richtung der Vorderräder eine Verringerung der Übersteuerungsneigung bewirken soll.

In beiden Fällen erfolgt die Richtungsumschaltung gewissermaßen unter Last, indem die Fluidzufuhr zu den doppelt wirkenden Stellgliedern der Hinterachse schlagartig umgekehrt und das auf der Ablaufseite befindliche Fluid durch Zustrom des Fluids auf der anderen Seite rasch und zwangsweise ausgetrieben wird. Dabei hat sich gezeigt, daß durch Fluidreste, die nach der Umschaltung in den Stellgliedern der Hinterräder verbleiben und durch das zuströmende Fluid auf der anderen Seite ausgepreßt werden müssen, ein stoßartiger Richtungswechsel herbeigeführt werden kann, der zu einem unangenehmen und unsicheren Fahrgefühl führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Lenkein­ richtung derart fortzubilden, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Para­ meters, insbesondere einer vorgegebenen Geschwindigkeit, der Richtungs­ wechsel der Hinterräder weich und gleichmäßig durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Lenkeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Betätigung des Steuerventils lenkkraftabhängig erfolgt und daß die Zufuhr von Druckfluid von der Druckfluidquelle über das Steuerventil zu der Schwenkeinrichtung der Hinterachse bei dem vorgegebenen Wert des Para­ meters im wesentlichen unterbrochen und die Schwenkrichtung der Hinter­ achse zwischen der ersten und zweiten Richtung bei dieser Unterbrechung der Fluidzufuhr durchgeführt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbei­ spiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystemes;

Fig. 2 ein hydraulisches Steuerschema zu dem System von Fig. 1;

Fig. 3A bis 3C grafische Darstellungen von geschwindigkeits­ abhängigen Betriebskennlinien des Ausführungsbei­ spiels nach Fig. 1,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der von Fig. 1 ähnlichen schematischen Dar­ stellung,

Fig. 5A, 5B, 5C grafische Darstellungen abgewandelter Betriebs­ kennlinien zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1,

Fig. 6A, 6B, 6C andere abgewandelte Betriebskennlinien zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1,

Fig. 7, 8 und 9 schematische Darstellungen eines dritten Aus­ führungsbeispiels der Erfindung in drei verschiede­ nen Betriebsphasen,

Fig. 10 und 11 schematische Darstellungen je eines vierten und eines fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 12A, 12B, 12C grafische Darstellungen geschwindigkeits­ abhängiger Betriebskennlinien zu dem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 7 bis 9.

Das als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 schematisch dargestellte Lenksystem ist in ein hier nur durch seinen Aufbau 11 angedeutetes Kraftfahrzeug einbezogen, welches auf zwei lenkbaren Vorderrädern 12L, 12R und zwei Hinterrädern 13L, 13R rollt. Die freien Enden von zwei an jeweils einem der Vorderräder 12L, 12R gehaltenen Lenkarmen 14L, 14R sind über je eine gelenkig befestigte Verbindungsstange 15L bzw. 15R mit den entgegengesetzten Enden einer Zahnstange 16 verbunden, in deren Verzahnung ein über eine Lenksäule 18 mit einem Lenkrad 19 verbundenes Ritzel 17 eingreift.

An einem an seinen beiden Enden über elastische schwingungs­ isolierende Stützelemente 23R, 23L unter dem Fahrzeugaufbau 11 elastisch befestigten Hinterachsquerträger 22 sind die Hinter­ räder 13L, 13R einzeln über je einen Dreiecklenker 21L bzw. 21R schwenkbar aufgehängt. Je ein am Aufbau 11 befestigter Bolzen 24L, 24R hält und durchsetzt das ihm zugeordnete elastische Stützelement 23L bzw. 23R so, daß der Hinterachsquerträger 22 gegenüber dem betreffenden Bolzen 24L bzw. 24R isoliert ist. Ein an dem Hinterachsquerträger 22 festgeschraubtes Ausgleich­ getriebegehäuse 25 ist mittels eines elastischen Stützelements 26, das ein am Aufbau 11 befestigter Bolzen 27 durchsetzt, gegenüber dem Bolzen 27 isoliert elastisch am Aufbau 11 abge­ fangen. Ein in dem Gehäuse 25 enthaltenes Differential- oder Ausgleichgetriebe (nicht dargestellt) ist über jeweils eine Triebwelle 28L, 28R mit jeweils einem der Hinterräder 13L bzw. 13R verbunden.

Eine durch eine Steuereinheit 43 in Bezug auf ihre Förder­ menge kontrollierte erste Hydropumpe 29 entnimmt Fluid (Hydrau­ liköl) einem Reservoir 30 und gibt Druckfluid über eine hy­ draulische Leitung P₁ an ein funktionsmäßig mit der Lenksäu­ le 18 gekoppeltes erstes Steuerventil 31 ab, welches über eine hydraulische Leitung P₂ mit dem Reservoir 30 verbunden ist. Außerdem ist das erste Steuerventil 31 über zwei hydraulische Leitungen P₃, P₄ mit einem Betätigungszylinder 32 einer per se bekannten Servolenkung 37 verbunden. Abhängig von einer Drehung des Lenkrades 19 bzw. der dabei aufgewendeten Lenkkraft werden vier variable Durchlässe 31a, 31b, 31c, 31d des ersten Steuer­ ventils 31 so verändert, daß der Betätigungszylinder 32 dem­ entsprechend mit Druckfluid aus der ersten Hydropumpe 29 ge­ speist wird.

In einem an dem Aufbau 11 befestigten Zylindergehäuse 33 des Betätigungszylinders 32 werden durch einen darin verschiebbaren Kolben, der fest mit der Zahnstange 16 verbunden ist, zwei entgegengesetzte Fluidkammern 35 und 36 gebildet. Abhängig von einer durch das erste Steuerventil 31 veranlaßten Druck­ differenz zwischen den beiden Fluidkammern 35, 36 entwickelt der Betätigungszylinder 32 der Servolenkung 37, zu der außer­ dem die erste Pumpe 29 mit dem Reservoir 30 und das erste Steuerventil 31 gehören, eine von der am Lenkrad 19 aufge­ wendeten Lenkkraft abhängige Unterstützungskraft zum Schwen­ ken der Vorderräder. Das Lenkgetriebe 20 bildet zusammen mit der Servolenkung 37 eine Vorderradlenkeinrichtung 49.

Ähnlich wird ein zweites Steuerventil 40 über eine Leitung P₅ aus einer zweiten Hydropumpe 38, welche Hydrauliköl über eine Leitung P₆ aus einem Reservoir 39 bezieht und zur Kontrolle ihrer abgegebenen Fördermenge elektrisch mit der Steuerein­ heit 43 verbunden ist, mit Druckfluid gespeist. Vier hydrau­ lische Stellglieder 41a, 41b, 41c und 41d sind in zwei Grup­ pen unterteilt und über zwei entsprechende Leitungen P₇ und P₈ hydraulisch an das zweite Steuerventil 40 angeschlossen. Jedes der Stellglieder 41a bis 41d hat einen über eine Bolzen­ verbindung an dem Aufbau 11 des Fahrzeugs schwenkbar befestig­ ten Zylinderabschnitt und eine ähnlich schwenkbar an einem gegenüberliegenden äußeren Endpunkt des Hinterachsquerträ­ gers 22 befestigte Kolbenstange (keine Bezugszahlen). Durch eine selektive Speisung der hydraulischen Stellglieder 41a bis 41d über vier ihnen jeweils zugeordnete variable Durchlässe 40a, 40b, 40c bzw. 40d des zweiten Steuerventils 40 mit von der zweiten Pumpe 38 gefördertem Druckfluid in Abhängigkeit von einer Drehung des Lenkrades 19 wird der gesamte Hinter­ achsquerträger 22 unter elastischer Nachgiebigkeit der Stütz­ elemente 23L, 23R um den Bolzen 27 als Drehpunkt geschwenkt. Die zweite Pumpe 38 mit ihrem Reservoir 39, das zweite Steuer­ ventil 40 und die Stellglieder 41a bis 41d bilden eine Ein­ richtung zum Korrigieren des Kurvenfahrverhaltens oder Hinter­ achskorrektureinrichtung 44, die zur besseren Erhaltung der Übersicht hier nicht näher erläutert wird, weil sie bereits in der oben angegebenen US-PS 44 40 254 beschrieben ist.

Zum Ändern der Richtung des Druckfluidstroms in den zu der Hinterachskorrektureinrichtung 44 führenden Leitungen P₇ und P₈ ist in den Verlauf dieser Leitungen ein durch elektrisch mit der Steuereinheit 43 verbundene Elektromagnete 42a selek­ tiv in eine erste Stellung I oder zweite Stellung II umschalt­ bares Richtungssteuerventil 42 eingefügt. In der ersten Stel­ lung I des Richtungssteuerventils sind die beiden Leitungen P₇, P₈ kreuzweise, d. h. so geschaltet, daß ein z. B. auf Lei­ tung P₇ ankommender Fluidstrom hinter dem Richtungssteuerventil 42 über die Leitung P₈ weitergeführt wird, und umgekehrt. In der zweiten Stellung II des Richtungssteuerventils 42 wird der in die Leitung P₇ oder P₈ eingespeiste Druckfluidstrom über dieselbe Leitung weitergeführt. Im aktivierten Zustand der Elektromagnete 42a nimmt das Richtungssteuerventil 42 die zweite Stellung II ein.

Die Steuereinheit 43 ist um einen die Fahrgeschwindigkeit er­ mittelnden und ein einer Geschwindigkeit V entsprechendes Sig­ nal abgebenden Geschwindigkeitsfühler 45 angeschlossen und um­ faßt in dem Beispiel gemäß Fig. 2 erste, zweite und dritte Steu­ erschaltungen 46, 47 und 48. Durch die erste Steuerschaltung 46 wird die erste Pumpe 29 so geregelt, daß ihre Fördermenge ab und über einem gegebenen Fahrgeschwindigkeitswert V₀ geringer ist als bei einer unter dem Wert V₀ liegenden niedrigeren Geschwin­ digkeit des Fahrzeugs. Durch die zweite Steuerschaltung 47 wird die Fördermenge der zweiten Pumpe 38 abhängig von der Fahrge­ schwindigkeit V nach der in Fig. 3A dargestellten Kennlinie geregelt, und durch die dritte Steuerschaltung 48 werden die Elektromagnete 42a selektiv so erregt oder abgeschaltet, daß das Richtungssteuerventil abhängig von der Fahrgeschwindig­ keit V jeweils gemäß Fig. 3B in einem niedrigen Geschwindig­ keitsbereich die erste Stellung I und in einem hohen Geschwin­ digkeitsbereich die zweite Stellung II einnimmt. Der gegebene Geschwindigkeitswert V₀ ist vorzugsweise zwischen 30 km/h und 60km/h gelegt.

Nachstehend wird das in Fig. 1 dargestellte Lenksystem im Be­ trieb erläutert. Durch Drehung des Lenkrades 19 werden die Vor­ derräder 12L, 12R gelenkt, und außerdem wird relativ zu der am Lenkrad wirksamen Lenkkraft und von der Fahrgeschwindigkeit abhängig ein kontrolliertes Schwenken der Hinterräder 13L, 13R durchgeführt.

Wenn das Fahrzeug in einem unter dem gegebenen Wert V₀ liegen­ den Geschwindigkeitsbereich fährt und dabei durch eine nach rechts auf das Lenkrad 19 wirkende Lenkkraft die Vorderräder 12L, 12R über das Lenkgetriebe 20 nach rechts eingeschlagen werden, dann wird lenkkraftabhängig das erste Steuerventil 31 für die Servolenkung 37 in einen Zustand gebracht, bei dem die variablen Durchlässe 31a, 31d verengt und die anderen beiden variablen Durchlässe 31b, 31c so erweitert sind, daß von der ersten Hydropumpe 29 gefördertes Druckfluid in die Fluidkam­ mer 36 des Betätigungszylinders 32 mit einem höheren Druck ein­ strömt als in die andere Kammer 35. Dadurch entsteht durch eine entsprechende Druckdifferenz am Kolben eine auf die Zahnstange 16 quer zur Fahrzeuglängsrichtung wirkende Lenkunterstützungs­ kraft, welche die Vorderräder 12L, 12R so nach rechts verstellt, daß die Lenkkraft kleiner wird. Durch die erläuterte Förder­ charakteristik der ersten Pumpe 29 kann der Betätigungszylinder bei niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten eine größere Lenkunter­ stützungskraft entwickeln als bei höheren Geschwindigkeiten.

In der erläuterten Situation wird das zweite Steuerventil 40 für die Hinterachskorrektureinrichtung 44 lenkkraftabhängig in einen ähnlichen Zustand versetzt, bei dem die variablen Durchlässe 40a, 40d verengt und die anderen beiden variablen Durchlässe 40b, 40c so erweitert werden, daß im direkt ange­ schlossenen Abschnitt der Leitung P₈ ein höherer Fluiddruck herrscht als im benachbarten Abschnitt der Leitung P₇. In dem vorhandenen niedrigen Geschwindigkeitsbereich nimmt die Förder­ menge Q₂ der zweiten Pumpe 38 mit Annäherung an den gegebenen Geschwindigkeitswert V₀ gemäß Kurve von Fig. 3A ab, und das Richtungssteuerventil 42 steht in der ersten Stellung I, so daß die Stellglieder 41a, 41d mit einem höheren Fluiddruck ge­ speist werden als die anderen beiden Stellglieder 41b, 41c. Dadurch wird eine gewisse Verdrehung des Hinterachsquerträ­ gers 22 gegen den Uhrzeigersinn um den Bolzen 27 und ein ent­ sprechendes Schwenken der Hinterräder 13L, 13R nach links er­ zielt, also entgegengesetzt zu dem vorhandenen Vorderradlenk­ einschlag. Da die zweite Pumpe 38 ihr Druckfluid gemäß der Kurve von Fig. 3A abgibt, wird der Schwenkwinkel (Grad/kg) der Hin­ terräder 13L, 13R relativ zu der am Lenkrad 19 wirkenden Lenk­ kraft mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit V größer.

Wenn die Fahrgeschwindigkeit zunimmt und den gegebenen Wert V₀ erreicht hat, ist die Fördermenge der zweiten Pumpe 38 an­ nähernd null geworden, so daß auch der Schwenkwinkel der Hin­ terräder 13L, 13R relativ zu der am Lenkrad 19 wirksamen Lenk­ kraft gemäß Fig. 3C null wird. Die Hinterräder 13L, 13R werden also jetzt auch bei eingeschlagenem Lenkrad 19 nicht geschwenkt. Wenn der gegebene Geschwindigkeitswert V₀ überschritten wird und das Richtungssteuerventil 42 durch Aktivierung der Mag­ nete 42a in seine zweite Stellung II (s. Fig. 3B) gebracht worden ist, kann es trotz vorhandenem Lenkradeinschlag zu keiner schlagartigen Reaktion durch hydraulische Beeinflus­ sung der Hinterräder 13L, 13R kommen, und folglich bleibt die Stabilität des Fahrzeugs in der Kurvenfahrt erhalten.

Wenn sich das Fahrzeug dagegen in dem oberen Geschwindigkeits­ bereich und nicht langsamer als mit dem gegebenen Wert V₀ be­ wegt, das Richtungssteuerventil 42 demgemäß die zweite Stel­ lung II (s. Fig. 3B) einnimmt, und wenn in einer solchen Si­ tuation eine Drehung des Lenkrades 19 nach rechts erfolgt, dann erhalten die Stellglieder 41b, 41c Fluid mit einem höhe­ ren Druck und die Stellglieder 40a und 40d Fluid mit geringe­ rem Druck zugeführt. Dadurch wird der Hinterachsquerträger 22 im Uhrzeigersinn um den Bolzen 27 verdreht und die Hinterrä­ der 13L, 13R dabei nach rechts, d. h. in die gleiche Richtung wie die Vorderräder 12L, 12R geschwenkt. Durch diesen Effekt wird das Kurvenfahrverhalten des Fahrzeugs bei hohen Geschwin­ digkeiten verbessert. Da die Fördermenge Q₂ der zweiten Hydro­ pumpe 38 nach der Regelkennlinie mit steigender Geschwindig­ keit V zunimmt, steigt auch der Schwenkwinkelbetrag der Hin­ teräder 13L, 13R in Relation zur Lenkkraft nach Fig. 3C mit wachsender Geschwindigkeit an; dieser Effekt trägt zur Stabi­ lisierung des Fahrzeugs bei schneller Kurvenfahrt bei.

Einem mit dem zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lenksystems ausgerüsteten Fahrzeug wird im Langsamfahrbereich, wo das Schwenken der Hinterräder gegenläu­ fig zur Lenkeinschlagrichtung der Vorderräder erfolgt, eine Tendenz zum Übersteuern und ein verkleinerter Wendekreisdurch­ messer verliehen. Bei höheren Geschwindigkeiten dagegen erfolgt das Schwenken der Hinterräder automatisch in die dem Lenkrad­ einschlag entsprechende gleiche Richtung, dem Fahrzeug wird dadurch eine Tendenz zum Untersteuern verliehen, welche zur Verbesserung der Fahreigenschaften und Stabilisierung des Fahrzeugs beiträgt. Da der Richtungswechsel der Schwenkrich­ tung der Hinterräder gemäß Fig. 3A bis 3C in einem Bereich er­ folgt, bei dem die der Hinterachskorrektureinrichtung zuge­ führte Fluidmenge auf null reduziert wird und die Hinterräder somit keiner Drehung des Lenkrads folgen können, werden ab­ rupte Änderungen im Kurvenfahrverhalten des Fahrzeugs in Ver­ bindung mit Lenkradbewegungen vermieden. Das Fahrzeug wird fahrstabil durch die Kurve geführt.

Das in Fig. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ist dem vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiel ähnlich; es hat zusätzliche Flußsteuerventile 50 und 51 zum Beeinflus­ sen der Fluidfördermengen der ersten und zweiten Hydropumpen 29 und 38, welche in diesem Fall hinsichtlich ihrer Fluid­ fördermengen selbst nicht regulierbar sein müssen. Das erste Flußsteuerventil 50 befindet sich in einer die Leitungen P₁ und P₂ miteinander verbindenden ersten Bypassleitung 52 und ermöglicht einen kontrollierten Fluidrückstrom von der ersten Hydropumpe 29 in das Reservoir 30, und das in einer die Lei­ tungen P₅ und P₆ miteinander verbindenden zweiten Bypasslei­ tung 53 angeordnete zweite Flußsteuerventil 51 ermöglicht ei­ nen kontrollierten Fluidrückstrom von der zweiten Hydropumpe 38 in das Reservoir 39.

Beide Flußsteuerventile 50, 51 sind druckkompensierte Ausfüh­ rungen und werden durch die Steuereinheit 43 über elektrische Leitungen in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit V ange­ steuert. Das erste Flußsteuerventil 50 wird durch die Steuer­ einheit 43 so angesteuert, daß im oberen Geschwindigkeits­ bereich des Fahrzeugs mehr Druckfluid über die erste Bypass­ leitung 52 zurückfließt als im niedrigen Geschwindigkeitsbe­ reich, damit durch eine entsprechend reduzierte Druckfluid­ zuführung zu dem ersten Steuerventil 31 der Servolenkung in dem oberen Geschwindigkeitsbereich die von der Servolenkung 37 bei schneller Fahrt aufgebrachte Lenkunterstützungskraft klei­ ner ist als bei langsamer Fahrt. Davon abweichend wird das zweite Flußsteuerventil 51 durch die Steuereinheit 43 so an­ gesteuert, daß dem zweiten Steuerventil 40 von der zweiten Hy­ dropumpe 38 Druckfluid mit der in Fig. 3A dargestellten För­ dermengenkennlinie zugeführt und der Schwenkwinkel der Hinter­ räder 13L, 13R abhängig von der am Lenkrad 19 wirkenden Lenk­ kraft und außerdem in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit V kontrolliert wird.

Für das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Lenksystem be­ steht außerdem die Möglichkeit, durch Regelung der Abgabe- oder Fördermenge von der zweiten Hydropumpe 38 über das Richtungs­ steuerventil 42 zur Hinterachskorrektureinrichtung 44 abgege­ benen Druckfluids nach einer in Fig. 5A dargestellten anderen bzw. änderbaren Kennlinie (dazu gehören auch die Kennlinien von Fig. 5B, Fig. 5C) statt nach der oben erläuterten Charakte­ ristik von Fig. 3A bis 3C relativ zu der am Lenkrad 19 wirken­ den Lenkkraft andere Schwenkwinkelwerte der Hinterräder 13L, 13R zu erzielen. Beispielsweise kann durch eine manuelle Verstel­ lung die von der zweiten Pumpe 38 dem zweiten Steuerventil 40 zugeführte Fluid-Fördermenge Q₂ innerhalb eines zwischen den in Fig. 5 durchgehend und unterbrochen gezeichneten Kennlinien liegenden Bereichs verändert und damit jeweils bei gleicher Lenkkraft am Lenkrad 19 ein anderer Schwenkwinkel der Hinter­ räder 13L, 13R erreicht werden. Durch eine derartige Änderung der Fluid-Fördercharakteristik ist es möglich, das erfindungs­ gemäße Lenksystem beispielsweise an ganz unterschiedliche Arten von Fahrzeugen anzupassen und damit der Erfindung einen erwei­ terten Anwendungsbereich zu eröffnen.

Die Regelung der dem zweiten Steuerventil 40 zuzuführenden Druckfluid-Fördermenge kann auch nach den in Fig. 6A, 6B, 6C dargestellten Kennlinien mit veränderbarem Geschwindigkeits­ bezugswert erfolgen, d. h. der Punkt der Fördermengenkenn­ linie in Fig. 6A, bei dem die Fördermenge auf zumindest an­ nähernd null reduziert wird, kann innerhalb eines sich z. B. von 30 km/h bis 60 km/h (V₀′ ≦ V₀ ≦ V₀′′) erstreckenden Geschwin­ digkeitsbereichs z. B. manuell verlagert werden. Diese Regel­ charakteristik gestattet eine Freizügigkeit bei der Auslegung der Hinterachsbeeinflussung, denn der von der am Lenkrad 19 aufgewendeten Lenkkraft abhängige Schwenkwinkel der Hinterrä­ der 13L, 13R ist in dem durch die drei dargestellten Kurven in Fig. 6 eingegrenzten Bereich variabel.

Ein in den Fig. 7, 8 und 9 in verschiedenen Betriebsphasen als drittes Ausführungsbeispiel dargestelltes erfindungsgemäßes Lenksystem hat - abweichend von zuvor erläuterten Ausführungen - keine Servolenkung. Dafür ist mit der Lenksäule 18 eine Lenkwinkelabtasteinheit 60 gekoppelt, die ein dem Lenkwinkel oder Drehwinkel des Lenkrads 19 (z. B. relativ zu dessen Gerade­ ausstellung) entsprechendes elektrisches Signal über eine elek­ trische Verbindung an eine Steuereinheit 61, welche durch Abga­ be eines entsprechenden Stellsignals in Abhängigkeit von dem Signal der Abtasteinheit 60 das hier mit 42′ bezeichnete Rich­ tungssteuerventil in die zugeordnete erste Stellung I oder zwei­ te Stellung II umschaltet, abgibt.

Zum kontrollierten Schwenken des Hinterachsquerträgers 22 um den Bolzen 27 nahe dem Ausgleichgetriebegehäuse 25 sind bei dem dritten Ausführungsbeispiel je ein erster und zweiter hy­ draulischer Stellzylinder 62A, 62B zwischen dem Fahrzeugauf­ bau 11 und dem zugeordneten Ende des Hinterachsquerträgers 22 angeordnet. In einem mittels einer Gelenkverbindung am Aufbau 11 befestigten Zylinder 63a des ersten Stellzylinders 62A befin­ det sich ein beweglicher und den Zylinderinnenraum in erste und zweite Fluidkammern 65a, 66a unterteilender Kolben 64a, dessen Kolbenstange nahe dem elastischen Stützelement 23L ge­ lenkig mit dem zugeordneten Ende des Hinterachsquerträgers 22 verbunden ist. Der zweite Stellzylinder 62B hat den gleichen Aufbau mit einem Zylinder 63d, Kolben 64b, Fluidkammern 65b und 66b und befindet sich am entgegengesetzten Ende des Hin­ terachsquerträgers 22 bei dem elastischen Stützelement 23R. Die Fluidkammer 65a des ersten Stellzylinders 62A ist über die Leitung P₇ und die Fluidkammer 66b des zweiten Stellzy­ linders 62B über die Leitung P₈ mit dem Richtungssteuerventil 42′ verbunden.

Das Lenksystem ist in Fig. 7 bei Geradeausfahrt, in Fig. 8 mit einem leichten Lenkradeinschlag nach links und in Fig. 9 in einer Situation mit starkem Lenkradeinschlag nach links dargestellt.

Wenn gemäß Fig. 8 das Lenkrad 19 um einen geringen Winkelbe­ trag, der kleiner ist als ein in Fig. 12A angegebener gegebe­ ner Winkelwert α₀, nach links beziehungsweise gegen den Uhr­ zeigersinn verdreht wird, dann werden zwangsläufig die vari­ ablen Durchlässe 40b, 40c des Steuerventils 40 enger und die anderen beiden variablen Durchlässe 40a und 40d größer, so daß über die Leitung P₇ und über das gemäß Fig. 12B in der ersten Stellung I befindliche Richtungssteuerventil 42′ in die Fluidkammern 65a des ersten Stellzylinders 62A und 66b des zweiten Stellzylinders 62B Hydraulikfluid mit höherem Druck geleitet wird als durch die andere Leitung P₈ zu den Fluidkammern 66a und 65b der Stellzylinder. Durch die dabei auftretenden Differenzdrücke wirkt der Kolben 64a des ersten Stellzylinders 62A schiebend und der Kolben 64b des zweiten Stellzylinders 62B ziehend auf das zugeordnete Ende des Hin­ terachsquerträgers 22, und dieser wird dank der elastischen Nachgiebigkeit der Stützelemente 23L, 23R gemäß Fig. 8 etwas gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt. Die dadurch erzielte leichte Schwenkung der Hinterräder 13L, 13R um den Bolzen 27 gegen den Uhrzeigersinn verleiht dem Fahrzeug eine Untersteue­ rungstendenz. Unter der Kontrolle der von der Lenkwinkel­ abtasteinheit 60 signalabhängigen Steuereinheit 61 wird die Fördermenge der Hydropumpe 38 so geregelt, daß sie nach der Kurve von Fig. 12A abnimmt, wenn der Lenkradeinschlagwinkel sich dem gegebenen Winkelwert α₀ nähert; bei diesem Wert ist die Pumpenfördermenge annähernd null. Folglich wird bei dem gegebenen Lenkwinkelwert α₀ der Differenzdruck zwischen den beiden Fluidkammern der beiden Stellzylinder 62A, 62B so klein, daß die Kolben in die Neutralstellung zurückkehren und die Hinterräder 13L, 13R ihre Geradeausstellung einnehmen. In dieser Betriebsphase wird das Richtungssteuerventil 42′ von der ersten Stellung I in die zweite Stellung II (s. Fig. 12B) umgeschaltet.

Wenn der Einschlagwinkel des Lenkrades 19 größer als der ge­ gebene Winkelwert α₀ ist, wird die Hydropumpe 38 durch die Steuereinheit 61 gemäß Fig. 12A auf ansteigende Fluidförder­ menge geregelt. Bei einem nahe dem gegebenen Winkelwert α₀ liegenden Einschlag des Lenkrades 19 befinden sich also die Hinterräder 13L, 13R im wesentlichen in der parallel zur Längsachse des Aufbaus 11 verlaufenden Neutralstellung gemäß Fig. 7, auch wenn das Lenkrad 19 etwas nach links oder rechts eingeschlagen ist.

Wenn das Lenkrad 19 über den gegebenen Winkelwert α₀ hinaus stärker nach links bzw. gegen den Uhrzeigersinn eingeschla­ gen worden ist und das Richtungssteuerventil 42′ folglich durch die Steuereinheit 61 in die zweite Stellung II umge­ schaltet ist, dann werden die Fluidkammern 66a und 65b mit einem höheren Fluiddruck beaufschlagt als die anderen beiden Fluidkammern 65a und 66b der beiden Stellzylinder 62A, 62B. Durch den entstandenen Zylinder-Differenzdruck ist der Hinter­ achsquerträger 22 gemäß Fig. 9 im Uhrzeigersinn (entgegen­ gesetzt zu der Situation von Fig. 8) verdreht und dadurch dem Fahrzeug eine Tendenz zum Übersteuern verliehen worden. Gemäß Fig. 12A wird die Hydropumpe 38 so geregelt, daß sie oberhalb des gegebenen Winkelwerts α₀ die Fördermenge des dem Steuerventil 40 zugeführten Druckfluids pro Lenkwinkel­ einheit stärker ansteigen läßt als unterhalb des gegebenen Winkelwerts α₀. In der Situation von Fig. 9 werden folglich die Hinterräder 13L, 13R bei einem bestimmten Lenkradein­ schlag stärker in die zu den Vorderrädern 12L, 12R entgegen­ gesetzte Richtung geschwenkt als das bei gleicher Schwenk­ richtung gemäß Fig. 8 der Fall ist. Diese Charakteristik ist in Fig. 12C wiedergegeben.

Ein in Fig. 10 dargestelltes viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zuvor erläuterten dritten Lenksystem-Aus­ führung weitgehend ähnlich, mit dem Unterschied, daß in Fig. 10 keine besonderen hydraulischen Stellzylinder für die Hinter­ achskorrektureinrichtung 44 vorhanden sind. Statt dessen sind durch in die elastischen Stützelemente eingeformte und an die Hydraulik angeschlossene Hohlräume entsprechende Fluidkammern gebildet. Dementsprechend enthält das Stützelement 23L erste und zweite Fluidkammern 70a, 71a und das andere Stützelement 23R erste und zweite Fluidkammern 70b und 71b, die jeweils gemäß Fig. 10 mit der zugeordneten hydraulischen Leitung P₇ bzw. P₈ direkt verbunden sind. Somit werden die elastischen Stützelemente 23L und 23R direkt als Stellglieder zum Schwen­ ken der Hinterräder 13L und 13R ausgenutzt.

Ein in Fig. 11 als fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestelltes Lenksystem unterscheidet sich gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel durch die Anordnung eines Fluß­ steuerventils 72 in einer Bypassleitung 53, welche die von der Hydropumpe 38 zum Steuerventil 40 führende Leitung P₅ mit der vom Steuerventil 40 zum Reservoir 39 führenden Leitung P₆ verbindet. Das Flußsteuerventil 72 ist über eine elektrische Leitung mit der Steuereinheit 61 verbunden und wird durch die Steuereinheit 61 in Bezug auf ihre an das Steuerventil 40 abzugebende Fluidfördermenge so geregelt, daß die Fördermenge der Pumpe 38 bei einem gegebenen Lenkwinkelwert α₀ wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 auf null reduziert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 besteht eine größere Freizügigkeit in der Wahl des gegebenen Lenkwinkelwerts.

Bei allen vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen der Er­ findung erfolgt die Kontrolle der Hinterachskorrektur bzw. Schwenkung der Hinterräder 13L, 13R in Abhängigkeit von der am Lenkrad 19 aufgewendeten Lenkkraft oder von einem Lenkrad­ einschlagwinkel; die Kontrolle kann aber auch abhängig von anderen Betriebsparametern erfolgen.

Wenn auch bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen der Schwenkrichtungswechsel der Hinterräder 13L, 13R in die gleiche oder entgegengesetzte Richtung relativ zur Auslenkung der Vorderräder 12L, 12R als von der Fahrgeschwindigkeit oder von einem Lenkradeinschlagwinkel abhängig beschrieben worden ist, so ist es im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, den Richtungswechsel der Hinterradschwenkung auch in eine Abhän­ gigkeit von anderen Betriebsparametern durchzuführen. Ferner kann es möglich sein, daß der Fahrer durch Abgabe eines elek­ trischen Signals über eine Bedienungstafel selbst den Zeit­ punkt für einen gewünschten Richtungswechsel der Hinterrad­ schwenkrichtung bestimmt. Bei allen diesen Möglichkeiten ist vorgesehen, daß das Lenksystem den Richtungswechsel der Hin­ terrad-Schwenkrichtung mit einer Betriebsphase der Hydraulik koordiniert, bei der die der Hinterachskorrektureinrichtung zugeführte Fluidmenge im wesentlichen auf null reduziert ist.

Claims (6)

1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit Vorderrad-Lenkung und Eigen­ lenkausgleich für die Hinterachse, mit einem Lenkrad, einer Druckfluidquelle und einer Einrichtung zum kontrollierten Schwenken der Hinterachse in eine erste und zweite Richtung beiderseits einer Mittelstellung durch Druckfluid, das über ein von der Lenkungsbetätigung abhängiges Steuerventil zugeführt wird, sowie einer Umschalteinrichtung zur Umschaltung der Schwenkrichtung der Hinterachse bei einem vorgegebenen Wert eines Betriebsparameters, insbe­ sondere der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Steuerventils (40) lenkkraftabhängig erfolgt und daß die Zufuhr von Druckfluid von der Druckfluidquelle (38) über das Steuerventil (40) zu der Schwenkeinrichtung (44) der Hinterachse bei dem vorgegebenen Wert des Parameters (V₀) im wesentlichen unterbrochen und die Schwenkrichtung der Hinterachse zwischen der ersten und zweiten Richtung bei dieser Unter­ brechung der Fluidzufuhr durchgeführt wird.

2. Lenkvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, für Fahrzeuge mit Vorderrad-Lenkung und Eigenlenkausgleich für die Hinterachse, mit einem Lenkrad, einer Druckfluidquelle (38, 39), einer Einrichtung (44) zum kontrollierten Schwenken der Hinterachse durch Einwirkung auf elastische Stützelemente (23L, 23R) der Hinterachse mit Hilfe des von der Druckfluidquelle (38, 39) zugeführten Druckfluids, einem Steuerventil (40) zum Zuführen des Druckfluids zu der Schwenkeinrichtung (44) in Abhängigkeit von der Betätigung des Lenkrades und zum Rückführen des nicht benötigten Druckfluids in einen Behälter (39) sowie einen Richtungssteuerventil (42) zur Umschaltung des Fluidstroms zur Schwenkeinrichtung bei einem vorgegebenen Wert eines Betriebsparameters, insbesondere der Geschwindigkeit und damit zur Änderung der Schwenkrichtung der Hinterachse von einer ersten in eine zweite Richtung beiderseits einer Mittelstellung, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ ventil (40) das Druckfluid der Schwenkeinrichtung (44) in Abhängigkeit von der an den Vorderräder auftretenden Lenkkraft zuführt und daß eine Steuerein­ richtung (43, 51, 53, 61, 72) vorgesehen ist, durch die bei dem vorgegebenen Parameter zugleich die Fluidabgabe der Druckfluidquelle (38, 39) im wesentlichen eingestellt und die Umschaltung des Richtungssteuerventils (42) zur Änderung der Schwenkrichtung der Hinterachse durchgeführt wird.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (43) eine die Fluidabgabe der Druckfluidquelle (38) kontrollierende erste Steuerschaltung (47), die die Fluidzufuhr zu der Schwenkein­ richtung nach einer Kennlinie bei der vorgegebenen Geschwindigkeit auf Null reduziert, und eine das Richtungssteuerventil (42) bei der vorgegebenen Geschwindigkeit zwischen einer ersten und zweiten Stellung umschaltende Steuerschaltung (48) enthält.

4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Fluidabgabe der Druckfluidquelle (38, 39) bei zunehmender Geschwindigkeit ein Flußsteuerventil (51) vorgesehen ist.

5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Fluidabgabe der Druckfluidquelle (38, 39) bei der vorgegebenen Geschwindigkeit das Flußsteuervenil (51) und zur Verringerung der Fluidab­ gabe mit steigender Geschwindigkeit ein weiteres Flußsteuerventil (50) vorgesehen ist.

6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter der Lenkwinkel ist.