DE3936246C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vierrad-Lenkvorrichtung für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In den letzten Jahren wurden Vierrad- bzw. Allradlenksysteme allgemein beliebt. Bei einem solchen Lenksystem werden bei mittlerer und hoher Fahrgeschwindigkeit die Hinterräder pha­ sengleich mit den Vorderrädern gelenkt, wodurch die Hinterrä­ der zur definitiven Erzeugung einer Kurvenfahrkraft veranlaßt werden, wodurch sich bei der Kurvendurchfahrt für das Fahr­ zeug die Fahrstabilität verbessert.

Bei der vorbeschriebenen phasengleichen Lenksteuerung kommt es jedoch zu einer Verzögerung in der Gierreaktion bei Beginn der Fahrzeugdrehung, was zur Untersteuerung führt.

Zur Lösung dieses Problems sind, wie in den JP-OS 59-186773 und 62-191272 beschrieben, Vier­ radlenkungen bekannt, bei denen die Hinterräder zeitweilig in der Anfangsphase der Fahrzeugdrehung entgegengesetzt zu den Vorderrädern eingeschlagen werden, wodurch ein gutes Gierverhalten des Fahrzeugs gewährleistet werden soll, worauf die Hinterräder phasengleich mit den Vorderrädern einge­ schlagen werden, was die Stabilität während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs sicherstellt. Bei jeder dieser bekannten Vier­ radlenkungen wird ein Hinterrad-Lenkmechanismus entsprechend einem Ausgangssignal von einer einzigen Lenksteuereinrichtung gesteuert. Die Hinterräder werden bei beginnendem Radein­ schlag kurzzeitig entgegengesetzt zu den Vorderrädern ge­ lenkt, worauf die Einschlagsrichtung umgekehrt wird, um die Hinterräder phasengleich mit den Vorderrädern einzuschlagen.

Erfolgt, wie bei den herkömmlichen Vorrichtungen, die vorge­ nannte Umkehrung der Einschlagsrichtung durch eine einzige Lenksteuerung, so wird die Steuerung in unerwünschter Weise kompliziert, während sich Schwierigkeiten ergeben, wenn ein gutes Ansprechverhalten zum Zeitpunkt der Einschlagsumkehr gewährleistet werden soll.

Die herkömmliche Vierradlenkung, die in der JP-OS 59-186773 beschrieben wird, ist so aus­ gelegt, daß eine Phasenumkehr der Hinterräder erfolgt, wenn eine vorgegebene Zeit ab Beginn des Radeinschlags abgelaufen ist. Diese vorgegebene Zeit so einzustellen, daß die Anforde­ rungen hinsichtlich des Wendeverhaltens des Fahrzeugs und im Zusammenhang mit der Konvergenz der Steuerung erfüllt werden, ist jedoch nicht einfach.

Die herkömmliche Vierradlenkung, die in der JP-OS 62-191272 beschrieben wird, erfaßt das Vorliegen eines Wendemanövers und die Konvergenz beim Ein­ schlagen der Räder, worauf dann die Phasenumkehr bei den Hin­ terrädern ausgelöst wird. Stellt sich allerdings das Lenkrad wieder zurück, so kehrt sich auch die Einschlagsrichtung der Hinterräder wieder um, wodurch sich das Fahrzeugverhalten abrupt verändert. Aus diesem Grunde ist kein gutes Lenkgefühl mehr gegeben, während sich die Fahrzeuginsassen unter Umstän­ den unbehaglich fühlen.

Aus der DE-OS 35 33 099 ist ein Vierradlenksystem der eingangs genannten Art für Fahrzeuge bekannt, welches ein elektrisches Betätigungselement im Hinterradeinschlagmechanismus zur Verstellung eines beweglichen Teiles enthält, dessen Stellung das Verhältnis des Einschlagwinkels der Hinterräder zum Einschlagwinkel der Vorderräder bei einem gegebenen Lenkraddrehwinkel festlegt. Durch eine Steuereinrichtung, die von einem Geschwindigkeitsfühler ein Fahrgeschwindigkeitssignal empfängt, wird das elektrische Betätigungselement in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit gesteuert, so daß man ein im voraus entsprechend der Fahrgeschwindigkeit bestimmtes Ziel-Einschlagwinkelverhältnis erhält. Mittels eines vorgesehenen Detektors, der feststellt, ob eine voreingestellte oder vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit vorliegt, sowie eines weiteren Detektors zur Erfassung des Ist-Einschlagwinkelverhältnisses und einer Korrektureinrichtung wird das elektrische Betätigungselement derart gesteuert, daß dieses die Stellung des beweglichen Teiles, dessen Stellung das Einschlagwinkelverhältnis bestimmt, verändert, bis das Ist-Einschlagwinkelverhältnis mit dem Ziel-Einschlagwinkelverhältnis bei der voreingestellten oder vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit übereinstimmt. Mittels dieser Lehre ist es lediglich möglich, in Korrelation mit der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit ein vorgegebenes Einschlagwinkelverhältnis in Schritten zu beeinflussen. Eine an sich vorteilhafte Umkehrung der Einschlagsrichtung der Hinterräder bei beginnendem Radeinschlag kurzzeitig entgegengesetzt zu den Vorderrädern ist hierbei nicht realisierbar. Weiterhin ist eine aufwendige elektronische Sensorik und eine entsprechende elektronische Verarbeitung der gewonnenen Daten notwendig.

Aus der DE-PS 35 02 912 ist eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei der das Verhältnis zwischen dem Lenkradeinschlag und dem Lenkwinkel des gelenkten Rades bzw. der gelenkten Räder veränderbar ist.

Mittels der DE-PS 35 02 912 wird ein besonders signifikantes Merkmal im Lenkverhalten des Fahrers oder in der Bewegung des Fahrzeuges ermittelt und die Lenkcharakteristik des Fahrzeuges derart variiert, daß das Ansprechverhalten der Lenkung an diese Lenkgewohnheiten oder Vorlieben des Fahrers angepaßt wird. Die hierzu erforderliche elektronische Steuerschaltung enthält einen Mikroprozessor und wirkt mit einer Speichereinheit zur Speicherung des Mittelwertes der ermittelten Meßgrößen zusammen. Diese herkömmliche Lenkvorrichtung umfaßt also eine Vielzahl von elektronischen und mechanischen Komponenten mit allen diesen Komponenten innewohnenden Fehlern und Ausfallwahrscheinlichkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vierrad-Lenkvorrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, mit der sich bei einer einfachen Steuerung ein gutes Ansprechverhalten und eine angemessene Phasenumkehrsteuerung der Hinterräder erzie­ len lassen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches.

Erfindungsgemäß weist die Vierrad-Lenkvorrichtung eine phasengleiche Lenksteuereinrich­ tung zur Erzeugung eines hydraulischen Ausgangsdrucks zum Lenken der Hinterräder in gleicher Richtung wie die Vorderrä­ der entsprechend dem jeweiligen Einschlagzustand der Vorder­ räder auf sowie
eine parallel zur phasengleichen Lenksteuereinrichtung angeordnete gegenphasige Lenksteuereinrichtung zur Erzeugung ei­ nes hydraulischen Ausgangsdrucks zum Lenken der Hinterräder in einer zur Einschlagrichtung der Vorderräder entgegenge­ setzten Richtung entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeit, mit der sich der Einschlagzustand der Vorderräder verändert, wobei die hydraulische Betätigungseinrichtung so aufgebaut ist,
daß die hydraulischen Ausgangsdrücke zusammengefaßt werden und die Lenkung der Hinterräder entsprechend dem kombinierten Aus­ gangsdruck bewirkt wird.

Die Vierrad-Lenkvorrichtung weist also eine phasen­ gleiche Lenksteuereinrichtung zum Erzeugen eines Flüssigkeitsaus­ gangssignals auf, unter dessen Druck je nach dem Einschlagzu­ stand der Vorderräder die Hinterräder in gleicher Richtung wie die Vorderräder eingeschlagen werden, während daneben ei­ ne gegenphasige Lenksteuereinrichtung parallel zur phasengleichen Lenksteuerung angeordnet ist, welche ein Flüssigkeitsaus­ gangssignal erzeugt, unter dessen Druck entsprechend der Ge­ schwindigkeit, mit der sich der Einschlagzustand der Vorder­ räder verändert, die Hinterräder entgegengesetzt zu den Vor­ derrädern eingeschlagen werden, während eine hydraulische Be­ tätigungseinrichtung die hydraulischen Ausgangsdrücke der phasen­ gleichen und der gegenphasigen Lenksteuereinrichtung zur Len­ kung der Hinterräder zusammenfaßt.

Erfindungsgemäß sind die phasengleiche Lenksteuereinrichtung und die gegenphasige Lenksteuereinrichtung hintereinander an­ geordnet, während die Hydrauliksignale, die diese Einrichtun­ gen abgeben, so miteinander kombiniert werden, daß der Ein­ schlagwinkel für die Hinterräder festgelegt wird. Damit wird die Einschlagrichtung der Hinterräder durch die Hydraulik- Ausgangsbedingungen dieser Einrichtungen bestimmt. Aus diesem Grund ist zur Vereinfachung der Steuerung ein Phasenumkehr­ signal zur Umkehr der Einschlagrichtung der Hinterräder nicht erforderlich, während sich gleichzeitig ein reibungsloser Be­ trieb mit gutem Ansprechverhalten erzielen läßt.

Da die phasengleiche Lenksteuereinrichtung und die gegenpha­ sige Lenksteuereinrichtung hintereinandergeschaltet sind, ist eine Vierradlenkung, mit der sich eine Phasenumkehrsteuerung der Hinterräder vornehmen läßt, relativ einfach und kostengünstig realisierbar, indem eine herkömmliche Vierrad-Lenkvorrichtung mit pha­ sengleichem Radeinschlag verwendet wird.

Darüber hinaus dient die phasengleiche Lenksteuereinrichtung der Steuerung unter Berücksichtigung des jeweiligen Ein­ schlagzustands der Vorderräder, während bei der gegenphasigen Lenksteuereinrichtung die Steuerung unter Berücksichtigung der jeweiligen Geschwindigkeit erfolgt, mit der sich der Ein­ schlagzustand der Vorderräder verändert. Deshalb wirkt wäh­ rend der Anfangsphase der Fahrzeugwende und noch vor dem Hy­ draulik-Ausgangssignal der phasengleichen Lenksteuereinrich­ tung schon das Hydraulik-Ausgangssignal der gegenphasigen Lenksteuereinrichtung wirksam auf die Betätigungseinrichtung ein, während sich die Hinterräder zeitweilig entgegengesetzt zu den Vorderrädern einschlagen lassen. Danach nimmt während der normalen Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Hydraulik-Aus­ gangssignal der gegenphasigen Lenksteuereinrichtung ab, da die Geschwindigkeit ebenfalls abnimmt, mit der sich der Ein­ schlagzustand der Vorderräder verändert. Gleichzeitig erzeugt die phasengleiche Lenksteuereinrichtung ein Hydraulik-Aus­ gangssignal, das dem Einschlagzustand der Vorderräder ent­ spricht. Auf diese Weise werden die Hinterräder phasengleich mit den Vorderrädern gelenkt, wodurch eine gute Wendestabili­ tät des Fahrzeugs gewährleistet ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die gegenphasige Lenksteuereinrichtung so aufgebaut, daß ihr Hydraulik-Ausgangssignal entsprechend dem Anstieg der Geschwindigkeit, mit der sich der Einschlagzustand der Vorderräder verändert, erhöht wird, während die phasengleiche Lenksteuereinrichtung so aufgebaut ist, daß ihr Hydraulik-Ausgangssignal entsprechend dem von der Servolen­ kung der Vorderräder erzeugten Anstieg des Flüssigkeitsdruckes erhöht wird. Auf diese Weise läßt sich neben einer Verbesserung der Be­ triebssicherheit und Lebensdauer der Vorrichtung eine Hinter­ radlenkung ohne elektronische Steuer- und Regelelemente er­ reichen.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung sind die phasengleiche und die gegenphasige Lenksteuer­ einrichtung so angeordnet, daß sich das Verhältnis des Hy­ draulik-Ausgangssignals der phasengleichen Lenksteuereinrich­ tung zu dem entsprechenden Signal der gegenphasigen Lenksteu­ ereinrichtung proportional zum Anstieg der Fahrzeuggeschwin­ digkeit erhöht. Aus diesem Grund wird bei zunehmender Fahr­ zeuggeschwindigkeit der Betrag des Lenkeinschlags der Hinter­ räder in entgegengesetzter Richtung während der Anfangsphase der Wendebewegung des Fahrzeugs verringert, wodurch man ein entsprechend günstiges Lenkverhalten in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht.

Nachstehend wird nun die Erfindung anhand einiger Ausfüh­ rungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Darstellung der Gesamtanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vierrad­ lenkvorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht mit der Darstellung des Steuer­ ventils für die phasengleiche Lenkung;

Fig. 3 eine Schnittansicht mit der Darstellung des Steuer­ ventils für die gegenphasige Lenkung;

Fig. 4 eine schematische Ansicht des Steuerventils für die gegenphasige Lenkung;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Charakteristik einer vom Motor angetriebenen Ölpumpe mit konstanter Durchflußleistung;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Charakteristik eines Vorsteuerdrucks, den ein auf die Fahrzeuggeschwin­ digkeit ansprechender Druckgenerator erzeugt;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Phasensteuerung;

Fig. 8 eine graphische Darstellung einer kombinierten Kraft bei der Phasensteuerung;

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Steuerungsform zwischen der Voreilsteuerung und der Phasensteuerung;

Fig. 10 eine graphische Darstellung eines Zustands, in dem bei Einschlagwinkeln im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn eine Voreilsteuerung und eine Pha­ sensteuerung erfolgt;

Fig. 11 eine Ansicht der Anordnung des Hauptteils eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 12 eine graphische Darstellung der Charakteristik an einem Einlaß eines Durchflußreglers;

Fig. 13 eine graphische Darstellung der Charakteristik an einem Auslaß des Durchflußreglers;

Fig. 14 eine Ansicht des Hauptteils eines dritten Ausfüh­ rungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 15 eine Schnittansicht eines Druckrückmelde-Servoven­ tils;

Fig. 16 eine graphische Darstellung der Charakteristik des Druckrückmelde-Servoventils;

Fig. 17 eine Ansicht des Hauptteils bei einem vierten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 18 eine Schnittansicht mit der Darstellung des Aufbaus eines Einschlagsensors;

Fig. 19 eine Schnittansicht mit der Darstellung des Ein­ schlagsensors entlang der Linie XXIII-XXIII in Fig. 22;

Fig. 20 eine Ansicht des Hauptteils bei einem fünften Aus­ führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 21 eine graphische Darstellung der Charakteristik eines Flüssigkeitsdrucks, mit dem ein Phasensteuerventil beaufschlagt wird;

Fig. 22 eine Ansicht eines Hauptteils bei einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 23 eine Ansicht eines Hauptteils bei einem siebten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines ersten Ausfüh­ rungsbeispiels näher beschrieben, das in Fig. 1 bis 10 darge­ stellt ist.

In Fig. 1 ist ein Vierradlenksystem für ein Fahrzeug darge­ stellt. Die Bezugszeichen 1a und 1b geben das linke und das rechte Vorderrad an. Die Vorderräder 1a und 1b sind drehbar auf Achsschenkeln 2a bzw. 2b gelagert, die ihrerseits so an der Fahrzeugkarosserie (in nicht näher gezeigter Weise) gela­ gert sind, daß sie gegenüber der Horizontalen schwingfähig sind. Die Achsschenkel 2a und 2b sind mit einem Servozylinder 10 einer Servolenkung 6 über Spurstangen 3a und 3b verbunden. Der Servozylinder 10 umfaßt einen Arbeitszylinder 11, einen Kolben 12 zur Unterteilung des Innenraums des Arbeitszylin­ ders 11 in eine linke und eine rechte Druckkammer 18 und 19, sowie Kolbenstangen 12a und 12b, die von beiden Enden des Ar­ beitszylinders 11 auf der Außenseite vorstehen. Die Spurstangen 3a und 3b sind jeweils mit den Kolbenstangen 12a und 12b verbunden. Die Kolbenstange 12b weist eine Zahnstange 4 auf, die mit einem Ritzel 5 in Eingriff steht, das sich im Lenkungsgetriebe 9 befindet.

Mit einer Ventileingangsspindel 7a eines Umlaufventils 7, das mit dem Ritzel 5 des Lenkgetriebes 9 verbunden ist, ist ein Lenkrad 17 verbunden, das außerdem mit einem Drehstab 8 über einen bekannten Voreil-Mechanismus, ein Zwischengelenk 15 und eine Lenkspindel 16 verbunden ist. Das Umlaufventil 7 ist mit einer Ölpumpe 13, einem Sammeltank 106 und dem Servozylinder 10 über eine Rohrleitung verbunden. Das Umlaufventil 7 steuert den Druck, der dem Servozylinder 10 zugeführt wird. Bei Betätigung des Lenkrads 17 bewegt sich die Zahnstange 4 in der gleichen Richtung, in der das Lenkrad 17 über den Drehstab 8 eingeschlagen wird. Gleichzeitig wird der linken und der rechten Druckkammer 18 und 19 auf beiden Seiten des Kolbens 12 über das Umlaufventil 7 ein Flüssigkeitsdruck zugeführt, der dem Betrag der Drehbewegung des Drehstabs 8 entspricht, wodurch die Lenkkraft des Lenkrads 17 unterstützt wird. Die Ölpumpe 13 für die Servolenkung 6 wird über einen Motor 20 betrieben. Die Charakteristik der Ölpumpe 13 ist so gehalten, daß die Förderleistung bei steigender Motordrehzahl abnimmt, nachdem die Drehzahl des Motors 20 einen vorgegebenen Wert überschritten hat.

Nachstehend wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 die Lenkan­ lage für die Hinterräder näher erläutert. Über eine Hinter­ radaufhängung mit Vorspursteuerung sind mittels Doppelquer­ lenker ein linkes und ein rechtes Hinterrad 82a und 82b an­ geordnet. Die Hinterräder 82a und 82b werden drehbar von den hinteren Enden von jeweils einem Paar Spurstangen 87 abge­ stützt. Bei jeder Hinterradaufhängung sind auf einem Querteil 83 jeweils paarweise obere und untere seitliche Arme, die aus oberen und unteren Stangen 85 bestehen, sowie eine Vorspur­ stange 86 angebracht. Die Vorspurstange 86 ist mit dem vorde­ ren Ende der Spurstange 87 über ein Zwischengelenk 88 verbun­ den. Die beiden Stangen 84 und 85 sind mit dem hinteren Ende der Spurstange 87 über Kugelgelenke verbunden. Das Zwischen­ gelenk 88 weist einen Lagerzapfen 89 auf, beispielsweise ei­ nen Stift, dessen Drehachse vertikal steht. Verlagert sich das Zwischengelenk in Richtung der Breite der Fahrzeugkaros­ serie, so lassen sich die Hinterräder 82a und 82b lenken.

Das vordere Ende der Spurstangen 87 ist jeweils mit einer linken bzw. rechten Pleuelstange 96a bzw. 96b des hinteren Servozylinders 90 zur Hinterradlenkung verbunden. Der Servo­ zylinder 90 ist auf dem Querteil 83 befestigt. Er ist zwei­ stufig aufgebaut und weist einen Arbeitszylinder 94 mit einem dicken mittleren Zylinderinnenraum 91 und beiderseits davon je einen dünnen Zylinderraum 92R und 92L auf; im Arbeitszy­ linder 94 ist gleitend ein Kolben 95 angeordnet. Der Kolben 95 umfaßt einen mittleren Kolbenteil 95a, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Zylinderinnenraums 91 entspricht, sowie Kolbenteile 95b beiderseits des Teils 95a, deren Durchmesser dem Durchmesser der Zylinderräume 92R und 92L entspricht. Die Pleuelstangen 96a und 96b erstrecken sich von den Kolbenab­ schnitten 95a und 95b durch den Arbeitszylinder 94. Der große Zylinderinnenraum 91 wird durch den Kolbenabschnitt 95a je­ weils in einen linken und einen rechten Druckraum 97L und 97R zur Aufnahme der hydraulischen Ausgangssignale zur phasen­ gleichen Lenkung unterteilt. Der Flüssigkeitsdruck zur gegen­ phasigen Lenkung wird in den Zylinderräumen 92R und 92L wirk­ sam.

Die Querschnittsfläche jedes der Druckräume 97L und 97R ist größer als die der Zylinderräume 92L und 92R. Die Hinterräder 82a und 82b lassen sich je nach der Verschiebung des Kolbens 95 in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie nach rechts oder links lenken. Der linke und der rechte Druckraum 97L und 97R sind beide über Ölleitungen 99L und 99R mit einem Steuerven­ til 98 zur phasengleichen Lenkung verbunden. Die Zylinderräu­ me 92L und 92R sind mit einem Hilfslenksteuerventil 100 über die Ölleitungen 101L und 101R verbunden. Das Steuerventil für die phasengleiche Lenkung 98 besteht aus einem Schiebeventil der Drosselbauart, wie schematisch in Fig. 2 angedeutet ist. Das Steuerventil 98 weist ein zylindrisches Gehäuse 102 auf, in welchem ein Schiebekörper 221 mit drei Erhebungen angeord­ net ist, zu dessen beiden Seiten ein Paar linker und rechter Federn 220 angeordnet ist, die den Schiebekörper 221 in die neutrale Stellung spannen. Das Gehäuse 102 weist zwei Einläs­ se 225L und 225R zur Aufnahme von Drucköl, Rückströmöffnungen 224L und 224R zwischen den Einlässen 225L und 225R zum Aus­ schieben von Drucköl, sowie links und rechts liegende Aus­ strömöffnungen 226 und 227 auf, die jeweils zwischen dem Ein­ laß 225L und der Rückströmöffnung 224L bzw. zwischen dem Ein­ laß 225R und der Rückströmöffnung 224R ausgebildet sind. Die drei Erhebungen auf dem Schiebekörper 221 bewirken je nach dessen Verlagerung eine Veränderung der Strömungsanschlußver­ hältnisse der benachbart liegenden Öffnungen und die Größe der Verengung der Öffnungen, wodurch sie eine Druckdifferenz zwischen der linken und der rechten Ausströmöffnung 226 und 227 steuern.

Zu beiden Seiten des Schiebekörpers 221 sind zur Betätigung und Ansteuerung desselben jeweils links und rechts Vorsteuer­ druckräume 228L und 228R zur Übernahme eines jeweiligen Vor­ steuerdrucks ausgebildet. Die Vorsteuerdruckräume 228L und 228R stehen jeweils mit der linken und rechten Druckkammer 18 und 19 der Servolenkung 6 über Vorsteuerölleitungen 103L bzw. 103R in Verbindung. Die beiden Einströmöffnungen 225L und 225R sind mit der Förderöffnung einer Ölpumpe 105 verbunden. Wie Fig. 1 zeigt, wird die Ölpumpe 105 über ein Hohlrad eines Differentials 104 für den Antrieb der Hinterräder angetrie­ ben; sie saugt Öl aus dem Sammeltank 106 an und fördert je nach Fahrzeuggeschwindigkeit eine bestimmte Ölmenge. An der Drucköffnung der Ölpumpe 105 ist ein Entlastungsventil 190 angeordnet, so daß die Förderleistung konstant gehalten wird, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit fährt, die eine vorgegebene Geschwindigkeit übersteigt, welche einem relativ hohen Bereich entspricht. Die Rückströmöffnungen 224L und 224R sind mit dem Sammeltank 106 verbunden, während die linke und die rechte Ausströmöffnung 226 bzw. 227 jeweils mit dem linken bzw. rechten Druckraum 97L und 97R des hinteren Servo­ zylinders 90 über die Ölleitungen 99L bzw. 99R verbunden ist.

Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung des Steuerventils 98 für die phasengleiche Lenkung wird die Verschiebung (Dros­ selungsbetrag) des Schiebekörpers 221 durch den von der Ser­ volenkung 6 erzeugten Flüssigkeitsdruck gesteuert, während die dem Ventil 98 zuzuführende Ölmenge sich entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit regeln läßt. Aus diesem Grund wird bei einem Anstieg des von der Servolenkung 6 erzeugten Flüs­ sigkeitsdrucks (d.h. bei einem Anstieg der Lenkkraft) oder bei einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit die zwischen der linken und der rechten Ausströmöffnung 226 und 227 (also zwischen den Druckräumen 97L und 97R) entstehende Druckdiffe­ renz immer größer. Die vom hinteren Servozylinder 90 erzeugte Kraft bei der phasengleichen Lenkung ändert sich dabei ent­ sprechend dieser Druckdifferenz.

Fig. 3 und 4 zeigen jeweils im einzelnen den Aufbau des Hilfslenksteuerventils 100, wobei allerdings Fig. 4 das Grundkonzept im Aufbau des Steuerventils schematisch veran­ schaulicht. Bei dem Steuerventil 100 handelt es sich um ein Umsteuer-Schiebeventil zur Durchflußbegrenzung mit vier Öff­ nungen. Das Steuerventil 100 weist ein zylindrisches Gehäuse 107 und einen Schiebeventilkörper 110 auf, dessen drei Erhe­ bungen im Inneren des Gehäuses 107 liegen. Der Schiebekörper 110 kann in axialer Richtung des Gehäuses 107 gleiten, wäh­ rend die Umfangsabschnitte an den beiden einander gegenüber­ liegenden Enden des Schiebekörpers in Lagern 111 abgestützt sind, die auf der Innenfläche des Gehäuses 107 ausgebildet sind. Ein Paar Federn 112 und 113 ist zwischen einem Ende des Schiebekörpers 110 und dem Gehäuse 107, sowie zwischen dem anderen Ende des Schiebekörpers und dem Gehäuse 107 so einge­ setzt, daß der Schiebekörper 110 in seine neutrale Stellung gespannt wird. Diese Federn 112 und 113 sind jeweils in eine linke und rechte Vorsteuerdruck-Aufnahmekammer 108L und 108R außerhalb der Lager 111 des Gehäuses 107 untergebracht. Die Kammern 108L und 108R stehen über Ölleitungen 132L und 132R mit einem Punkt in Verbindung, der auf der Mitte in der Länge der Vorsteuerölleitungen 103L und 103R liegt, welche jeweils mit der linken und der rechten Druckkammer 18 bzw. 19 der Servolenkung 6 in Verbindung stehen.

Eine Innenfläche des Gehäuseabschnitts, der zwischen dem La­ gerpaar 111 liegt, ist vergrößert. Eine Hülse 114, deren Au­ ßendurchmesser diesem größeren Abschnitt entspricht, ist gleitend auf einem Mittelteil des Schiebekörpers 110 aufge­ paßt, der diesem größeren Abschnitt gegenüberliegt. Beide En­ den der Hülse 114 werden durch ein Paar Federn 115 und 116 gespannt, die am Schiebekörper 110 so befestigt sind, daß die Hülse 114 in ihre neutrale Stellung gespannt wird. In Hohl­ räumen, die durch die beiden Enden der Hülse 114 und das La­ gerpaar 111 begrenzt werden, sind die Federn 115 und 116 un­ tergebracht; diese Hohlräume dienen als Druckaufnahmekammern 117 und 118.

Durch Rundnuten zwischen den beiden benachbarten Erhebungen des Schiebekörpers 110 werden zwei hintereinanderliegende Kammern 119 und 120 begrenzt, die auf dem Abschnitt auf der Außenumfangsfläche der Schiebekörpers 110 ausgebildet sind, der von der Hülse 114 überdeckt wird. Drei durch Rundnuten begrenzte Kammern 121 bis 123 werden auf der Innenfläche der Hülse 114 an den Stellen begrenzt, die den Begrenzungsab­ schnitten der Kammern 119 und 120 gegenüberliegen, d.h. an den Stellen gegenüber den Erhebungen auf dem Schiebekörper 110. Die Kammern 119 und 120 stehen jeweils über Leitungen 124 bzw. 125, die jeweils in der Hülse 114 und im Gehäuse 107 ausgebildet sind, mit der linken bzw. rechten Ausströmöffnung 126 bzw. 127 in Verbindung, die beide in der Außenfläche des Gehäuses 107 ausgebohrt sind. Die Ausströmöffnungen 126 und 127 sind mit den Zylinderräumen 97L und 92R des hinteren Ser­ vozylinders 90 über die Ölleitungen 101L bzw. 101R verbunden. Die Kammer 122 steht über eine Leitung 128 mit einer Ein­ strömöffnung 129 im Gehäuse 107 in Verbindung, während die Einströmöffnung 129 über eine Ölleitung 130 mit der Drucköff­ nung einer Ölpumpe 131 verbunden ist, wobei es sich bei die­ ser Ölpumpe um einen Pumpentyp mit konstanter Förderleistung handelt, die zusammen mit der Ölpumpe 13 vom Motor 20 ange­ trieben wird. Die Ölpumpe 131 weist die in Fig. 8 dargestell­ te Förderleistungscharakteristik auf und versorgt die Öffnung 129 mit Drucköl bei gleichbleibender Strömungsleistung.

Die übrigen Räume 121 und 123 stehen über Leitungsräume 133 und 134 in der Hülse 114 bzw. im Gehäuse 107 mit Rückström­ öffnungen 135 und 136 in Verbindung, die in der Außenfläche des Gehäuses ausgebildet sind. Die Rückströmöffnungen 135 und 136 sind mit dem Sammeltank 106 parallel zueinander über Öl­ leitungen 137 verbunden. Die Ölleitungen 137 sind über Öllei­ tungen 138 bzw. 139 parallel zu den Druckaufnahmekammern 117 und 118 angelegt, die beiderseits der Hülse 114 begrenzt sind. In die Ölleitungen 138 und 139 sind jeweils Rückschlag­ ventile 140L und 140R geschaltet, um den Ölfluß zum Sammel­ tank 106 zu regeln.

Ein Ende einer Verbindungsleitung 142 zur Erzeugung einer Druckdifferenz ist mit einem Verbindungsteil zwischen dem Rückschlagventil 140L und der Druckaufnahmekammer 117 verbun­ den, während ihr anderes Ende mit einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Rückschlagventil 140R und der Druckaufnahmekam­ mer 118 in Verbindung steht. Die Verbindungsleitung 142 be­ sitzt eine veränderliche Öffnung 141 (d.h. eine verstellbare Drossel). Die veränderliche Öffnung 141 steht über eine Öl­ leitung 144 mit der Ölpumpe 105 in Verbindung, die durch das Differential 104 angetrieben wird. Die Drosselöffnung 141 wird durch einen Flüssigkeitsdruck angesteuert, dessen Cha­ rakteristik in Fig. 9 dargestellt ist und den die Pumpe 105 liefert; dabei verändert sich die Öffnungsweite der Drossel­ öffnung 141 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Drosselöffnung 141 ist so gebaut, daß sie einen Überlage­ rungsbereich zwischen einem veränderlichen Schiebekörper und einem Gehäuse (beide nicht abgebildet) steuert und dabei die Drosselöffnungsweite in der Verbindungsleitung 142 einstellt. Im einzelnen ist dieser veränderliche Schieber in der Verbin­ dungsleitung 142 angeordnet und wird durch eine Feder in eine Richtung gespannt, in die der Drosselöffnungsbetrag in der Verbindungsleitung 142 ansteigt. In der Förderölleitung der Ölpumpe 105 ist außerdem eine (nicht dargestellte) Drossel angeordnet.

Die Differenz zwischen den Druckwerten auf der Anströmseite und der Abströmseite der Drossel wird an zwei einander gegen­ überliegenden Enden des veränderlichen Schiebers so wirksam, daß die Öffnungsweite der Drossel 141 entsprechend einem An­ stieg der Fahrzeuggeschwindigkeit vergrößert wird.

In dem Steuerventil 100 mit dem vorstehend erläuterten Aufbau wird der Schiebekörper 110 entsprechend dem Flüssigkeitsdruck verschoben und verlagert, den die Servolenkung 6 erzeugt und der in die Vorsteuerdruckkammern 108L und 108R eingeleitet wird. Da jedoch die Druckaufnahmekammern 117 und 118 über die Drosselöffnung 141 miteinander in Verbindung stehen, kann bei hoher Verlagerungsgeschwindigkeit des Schiebekörpers 110 die Hülse 114 nicht sofort der Verschiebung des Schiebekörpers 110 folgen und wird gegenüber dieser Bewegung verzögert. Liegt zwischen dem Schiebekörper 110 und der Hülse 114 auf diese Weise eine relative Verschiebung vor, so wird der die­ ser relativen Verschiebung entsprechende Flüssigkeitsdruck in Form einer Druckdifferenz an die Ausströmöffnungen 126 und 127 mit Hilfe des Ventils übermittelt, das durch die Außen­ fläche des Schiebekörpers 110 und durch die Innenfläche der Hülse 114 gebildet wird. Mit anderen Worten steigt mit zuneh­ mend größer werdender relativer Verschiebung zwischen Schie­ bekörper 110 und Hülse 114 der vom Steuerventil 110 abgegebe­ ne Flüssigkeitsdruck. Bei einem Anstieg der Veränderungsge­ schwindigkeit bezüglich des Flüssigkeitsdrucks zur Servolen­ kung, der sich auf die Geschwindigkeit, mit der sich der Schiebekörper 110 verlagert, auswirkt, bzw. bei einer Abnahme der Geschwindigkeit zur Ansteuerung der Öffnungsweite der veränderlichen Drossel 141, die als Verlagerungswiderstand für die Hülse 114 dient, steigt der vom Ventil 110 abgegebene Flüssigkeitsdruck an.

Der vom Steuerventil 110 abgegebene Flüssigkeitsdruck wird an die Zylinderräume 92R und 92L des hinteren Servozylinders 90 übermittelt und dient als Lenkkraft zum Einschlagen der Hin­ terräder in einer zur Einschlagrichtung der Vorderräder ent­ gegengesetzten Richtung. Die veränderliche Öffnung 141 dient dabei als Differentialteil. Damit wird in dem Fall, daß keine Veränderung im Flüssigkeitsdruck für die Servolenkung vor­ liegt, d.h. daß während des Einschlags der Vorderräder der Einschlag des Lenkrads konstant bleibt, die Hülse 114 durch die Federn 115 und 116 in ihre neutrale Stellung bezüglich des Schiebekörpers 110 zurückgeführt. Auf diese Weise erzeugt das Ventil 100 keinen Flüssigkeitsdruck mehr. Aus diesem Grund wird der vom Steuerventil 110 erzeugte Flüssigkeits­ druck in etwa entsprechend der Lenkgeschwindigkeit des Lenk­ rades gesteuert.

Die Arbeitsrichtung und die Betätigungsgröße des hinteren Servozylinders 90 werden durch eine Kraft gesteuert, die aus der Lenkkraft zur phasengleichen Lenkung, die vom Lenksteuer­ ventil 98 zur phasengleichen Lenkung an die Druckräume 97L und 97R übermittelt wird, und einer Lenkkraft zur gegenphasi­ gen Lenkung kombiniert wird, welche vom Hilfslenksteuerventil 100 an die Zylinderräume 92L und 92R übermittelt wird. Mit an­ deren Worten werden die Hinterräder durch die kombinierte Kraft zweier entgegengerichteter Eingangsdrücke gelenkt.

Der vom Steuerventil 100 abgegebene Flüssigkeitsdruck wirkt auch auf den Voreilmechanismus 14 da­ hingehend ein, daß der Einschlagwinkel der Vorderräder größer wird. Auf diese Weise steuert das Steuerventil 100 sowohl den gegenphasigen Einschlag der Hinterräder als auch den Voreil-Ein­ schlag der Vorderräder.

Nachstehend wird nun der Funktionsablauf der Vierrad-Lenkvor­ richtung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau näher erläu­ tert.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs wird das Lenkrad 17 in neu­ traler Stellung gehalten, so daß die Vorderräder 1a und 1b und die Hinterräder 82a und 82b geradeaus gerichtet sind.

Wird das Lenkrad 17 eingeschlagen, beispielsweise im Uhrzei­ gersinn, um das Fahrzeug nach rechts zu wenden (im mittleren und oberen Fahrgeschwindigkeitsbereich), werden die Hinterrä­ der 82a und 82b entsprechend der Winkelgeschwindigkeit beim Einschlag des Lenkrads und in Abhängigkeit von der Fahrzeug­ geschwindigkeit kurzzeitig gegenphasig zu den Vorderrädern eingeschlagen, während der Einschlagwinkel der Vorderräder 1a und 1b abhängig vom Einschlagwinkel des Lenkrads vergrößert wird.

Vom Umlaufventil 7 wird auf die rechte Kammer 19 des Servozylinders 10 ein Flüssigkeitsdruck übertragen, der dem Betrag der Torsionsbewegung des Drehstabs 8 (d.h. der Lenkkraft am Lenkrad 17) entspricht, wodurch das Einschlagen des Lenkrades 17 unterstützt wird. In diesem Zustand herrscht in der rechten Kammer 19 des Arbeitszylinders 11 ein hoher Druck, während der Druck in der linken Kammer 18 niedrig ist. Der in der linken und rechten Kammer 18 bzw. 19 herrschende Druck wird als Vorsteuerdruck zu dem Lenksteuerventil 98 zur phasengleichen Lenkung und zu dem Hilfslenksteuerventil 100 über die Ölleitungen 103L bzw. 103R übertragen.

In dem Lenksteuerventil 98 zur phasengleichen Lenkung wird die Vorsteuerdruckkammer 228R mit hohem Druck beaufschlagt, während in der Vorsteuerdruckkammer 228L ein niedriger Druck herrscht. Der Schiebekörper 221 wird anschließend entspre­ chend dem Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung nach links ver­ schoben. Aus diesem Grund beaufschlagt der entsprechend der Verschiebung des Schiebekörpers und entsprechend der von der Ölpumpe 105 zugeführten Ölmenge erzeugte Flüssigkeitsdruck die Ausströmöffnung 226 mit hohem Druck. Diese Drücke beauf­ schlagen die linke und die rechte Druckkammer 97L bzw. 97R des hinteren Servozylinders 90 über die Ölleitungen 99L bzw. 99R. Aus diesem Grund wird der Kolben 95 des hinteren Servo­ zylinders 90 mit dem von der linken Druckkammer 97L kommenden Flüssigkeitsdruck beaufschlagt, bei dem die Hinterräder im Uhrzeigersinn (also phasengleich) eingeschlagen werden. Auf diese Weise verändert sich der Flüssigkeitsdruck zur phasen­ gleichen Lenkung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsdruck, den die Servolen­ kung erzeugt.

Im Hilfslenksteuerventil 100 nimmt unter dem von der Servo­ lenkung über die Ölleitungen 132L und 132R übermittelten Flüssigkeitsdruck der in der Vorsteuerdruckkammer 198R herr­ schende Druck einen hohen Wert an, während der in der Vor­ steuerdruckkammer 108L herrschende Druck absinkt. Damit wird der Schiebekörper 110 entsprechend dem Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung nach links (in Fig. 3) verschoben. Die Geschwin­ digkeit, mit der dieser Schiebeventilkörper 110 verlagert wird, hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sich der Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung verändert. Die Hülse 114 wird jedoch durch die Federn 115 und 116 in ihre neutrale Stellung gegenüber dem Schiebekörper 110 gespannt ist, und die Druckaufnahmeräume 117 und 118 beiderseits der Hülse 114 stehen über die Drossel 141 miteinander in Verbindung. Die Drossel 141 dient als Widerstandselement gegenüber einer Ver­ änderung des Raumvolumens der Druckaufnahmekammern 117 und 118. Dementsprechend kann die Hülse 114 einer Verlagerung des Schiebekörpers 110 nicht sofort folgen. Aus diesem Grund wird nur der Schiebekörper 110 um einen erheblichen Betrag nach links verschoben, um eine Verlagerung relativ zur Hülse 114 herbeizuführen. Die Hülse 114 folgt jedoch allmählich un­ ter Einwirkung der Federkraft der Bewegung des Schiebekörpers 110 nach links. Die zeitweilige relative Verschiebung ist um so größer, je höher die Geschwindigkeit bei der Verschiebung des Schiebekörpers 110 ist (d.h. je höher die Geschwindigkeit ist, mit der sich der Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung ver­ ändert) bzw. je größer die Drosselöffnungsweite der Drossel 141 ist (d.h. je höher die Fahrgeschwindigkeit ist).

In einem Zustand, bei dem es zu der relativen Verschiebung kommt, wird ein Flüssigkeitsdruck erzeugt, der hauptsächlich dieser Verschiebung entspricht, da die Ölpumpe 131 eine gleichbleibende Ölmenge zuführt. Der Ausgangsdruck des Ven­ tils 100 ist an der Ausströmöffnung 127 hoch und an der Aus­ strömöffnung 126 niedrig. Der Ausgangsdruck an der Öffnung 127 und an der Öffnung 126 wird über die Ölleitungen 101R und 101L zu den Zylinderräumen 92R und 92L des hinteren Servozy­ linders 90 übertragen. Damit übernimmt der Kolben 95 des hin­ teren Servozylinders 90 den Flüssigkeitsdruck von der rechten Zylinderkammer 92R, um die Hinterräder entgegen dem Uhrzei­ gersinn (also gegenphasig) einzuschlagen. Dieser Flüssig­ keitsdruck ist um so höher, je niedriger die Fahrzeuggeschwin­ digkeit ist bzw. je höher die Änderungsrate des Flüssigkeitsdruckes zur Servolenkung ist.

Nachstehend wird nun das Prinzip der Funktionsweise des Steu­ erventils 100 beschrieben. Die Verlagerung der Schiebekörpers 110 im Ansprechen auf den Flüssigkeitsdruck, der von der Ser­ volenkung als Vorsteuerdruck ankommt, sei x₁; dieser Verlage­ rung x₁ werden das Produkt aus der Fläche der Stirnfläche des Schiebekörpers 110 und aus dem Vorsteuerdruck sowie die ela­ stischen Kräfte der Federn 112 und 113 zugeordnet, so daß diese Bauelemente der folgenden Beziehung entsprechen:

a₁ · F₁ = K₁ · x₁+f₁,

anders ausgedrückt:

x₁ = (a₁ · F₁- f₁)/K₁,

wobei a₁ die Fläche der Stirnfläche des Schiebekörpers ist, K₁ der Federkonstante jeder der Federn 112 und 113 ent­ spricht, f₁ den Vorspannwert der Feder darstellt, und F₁ den Vorsteuerdruck angibt.

Die Hülse 114 wird zu einer Bewegung in gleicher Richtung wie der Schiebekörper 110 nach dessen Verlagerung gespannt. Zu diesem Zweck muß das Öl aus der Druckaufnahmekammer 117 in die Druckaufnahmekammer 118 über die Verbindungsleitung 142 fließen. Da jedoch in der Verbindungsleitung 142 die verän­ derliche Drossel 141 vorgesehen ist, entsteht zwischen dem Zulaufende und dem Auslaufende der Drossel 141 eine Druckdif­ ferenz ΔP. Diese Druckdifferenz ΔP kann folgendermaßen defi­ niert werden:

ΔP=δ · Q_b ²/2 · C_d · d²

wobei δ der Dichte des Hydraulikmittels und Q_b der Strömungs­ geschwindigkeit des durch die Drossel fließenden Öls ent­ spricht, d die Querschnittsfläche der Drossel bezeichnet und C_d den Koeffizient der Strömungsgeschwindigkeit angibt.

Wird für diese veränderliche Öffnung bzw. Blende eine Dros­ selkonstruktion verwendet, so definiert sich die Druckdiffe­ renz ΔP folgendermaßen:

ΔP = 8 · π · μ · L/d²

wobei L der Länge der Blende bzw. Drossel entspricht und μ die spezifische Viskosität des Öls bezeichnet.

Die Hülse wird relativ zum Schiebekörper 110 um den Druckdif­ ferenzbetrag ΔP nach rechts verlagert. In diesem Fall be­ stimmt sich die relative Verschiebung y der Hülse 114 folgen­ dermaßen:

y = (ΔP · b₂-f₂)/K₂

wobei b₂ der Fläche der Stirnfläche der Hülse entspricht, K₂ die Federkonstante beider Federn 115 und 116 angibt, und f₂ dem Vorspannungswert der Feder entspricht.

Da von der Ölpumpe 131 über die Einströmöffnung 129 Öl mit einer vorgegebenem Strömungsgeschwindigkeit zum Ventil 100 gefördert wird, liegt an den Ausströmöffnungen 126 und 127 eine Druckdifferenz an, die proportional zur relativen Ver­ schiebung y ist. Mit anderen Worten ist die relative Ver­ schiebung y eine Funktion von

y α ΔP α Q_b α L α 1/d²

und damit erhält man:

Q_b = b² · (x₁-y)/t

wobei t die Zeit angibt.

Da der Term (x₁-y) proportional zum Vorsteuerdruck ist, nimmt abhängig von der Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit der Flüssigkeitsdruck (Druckdifferenz), der an den Ausström­ öffnungen 126 und 127 abgegeben wird, ab und wird proportio­ nal zu der Geschwindigkeit gesteuert, mit der sich der von der Servolenkung 6 abgegebene Flüssigkeitsdruck verändert (d.h. mit der sich die Lenkkraft am Lenkrad 17 verändert).

Dieser Flüssigkeitsdruck (Druckdifferenz) wird als hydrauli­ sche Kraft auf die Zylinderräume 92R und 92L des hinteren Servozylinders 90 zur Lenkung der Hinterräder entgegengesetzt zu den Vorderrädern übertragen. Gleichzeitig wird dieser Flüssigkeitsdruck auch auf das Absperrteil 54 des Voreilme­ chanismus 14 als Ausgangssignal übermittelt, um den Ein­ schlagwinkel der Vorderräder 1a und 1b zu vergrößern.

Im hinteren Servozylinder 90 wird mit dem Flüssigkeitsdruck, der zur Lenkung der Hinterräder im Uhrzeigersinn (phasenglei­ che Richtung) in die Druckkammer 97L gepumpt wird, und dem Flüssigkeitsdruck, der der Zylinderkammer 92R zum Einschlagen der Hinterräder entgegen dem Uhrzeigersinn (also in gegenpha­ siger Richtung) zugeführt wird, der Kolben 95 in entgegenge­ setzte Richtungen beaufschlagt, während die beiden Drücke kombiniert werden. Damit wird der Kolben 95 durch diesen kom­ binierten Druck gesteuert. Fig. 11 zeigt die Beziehung zwi­ schen der entsprechend dem Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung erzeugten Lenkkraft zur phasengleichen Lenkung und der Lenk­ kraft zur gegenphasigen Lenkung, die entsprechend der Ge­ schwindigkeit erzeugt wird, mit der sich der Flüssigkeits­ druck zur Servolenkung verändert. Durch die Kombination die­ ser beiden Lenkkräfte läßt sich ein Einschlagwinkel für die Hinterräder erreichen, dessen Charakteristik in Fig. 8 dar­ gestellt ist.

Steigt der Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung an, beispiels­ weise wenn das Lenkrad 17 aus seiner neutralen Stellung ge­ dreht wird, so wird der Einschlagwinkel zur Lenkung der Hin­ terräder in phasengleicher Richtung, der bei ansteigendem Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung größer wird, entsprechend der jeweiligen Abnahme der Geschwindigkeit, mit der sich der Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung verändert, auch entspre­ chend kleiner. Für die Praxis bedeutet dies, daß nach vor­ übergehendem Einschlagen der Hinterräder in einer zur Ein­ schlagrichtung der Vorderräder entgegengesetzten Richtung in der Anfangsphase der Vorderradlenkung die Hinterräder phasen­ gleich mit den Vorderrädern eingeschlagen werden. Bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt die Lenkkraft zur phasenglei­ chen Lenkung zu, während die Lenkkraft zur gegenphasigen Len­ kung abnimmt. Damit läßt sich entsprechend dem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit der Betrag, um den die Räder in der Anfangsphase des Lenkeinschlags gegensinnig zu den Vorderrä­ dern eingeschlagen werden, verringern, während der Einschlag­ winkel zur phasengleichen Lenkung größer wird. Bei niedriger Fahrgeschwindigkeit sinkt die Lenkkraft zur phasengleichen Lenkung ab, während die Lenkkraft zur gegenphasigen Lenkung ansteigt. In diesem Fall erhöht sich der Betrag des Lenkein­ schlags zur gegenphasigen Lenkung in der Anfangsphase des Lenkvorgangs, während der Einschlagwinkel bei der phasenglei­ chen Lenkung kleiner wird.

Verändert sich der Servolenk-Flüssigkeitsdruck nicht, bei­ spielsweise in dem Fall, daß das Lenkrad in unveränderter La­ ge gehalten wird, so erzeugt das Steuerventil 100 kein hy­ draulisches Ausgangssignal. Damit erhält man in diesem Fall einen Einschlagwinkel zur phasengleichen Hinterradlenkung, der dem Flüssigkeitsdruck der Servolenkung entspricht.

Nimmt der Flüssigkeitsdruck zur Servolenkung soweit ab, daß das Lenkrad aus der eingeschlagenen Stellung wieder in seine neutrale Stellung zurückgestellt wird, erfolgt eine Phasenum­ kehr im hydraulischen Ausgangssignal des Steuerventils 100. In diesem Fall wird der Einschlagwinkel der Hinterräder in phasengleicher Richtung, der bei abnehmendem Flüssigkeits­ druck der Servolenkung ebenfalls abnimmt, entsprechend der Geschwindigkeit größer, mit der sich der Flüssigkeitsdruck der Servolenkung verändert.

Der vom Hilfslenksteuerventil 100 abgegebene Flüssigkeits­ druck beaufschlagt den hinteren Servozylinder 90 in der Wei­ se, daß der Einschlagwinkel der Hinterräder in gegenphasiger Richtung korrigiert wird, während er auch über die Ölleitun­ gen 145L und 145R den Voreilmechanismus 14 beaufschlagt.

Der Grundgedanke einer Steuerung für die vorstehend beschrie­ bene Vierradlenkung wird anhand des Schemas aus Fig. 13 er­ läutert. Bei dieser Steuerung läßt sich in der Anfangsphase der Kurvenfahrt des Fahrzeugs entsprechend der Geschwindig­ keit, mit der sich der von der Servolenkung 6 erzeugte Flüs­ sigkeitsdruck verändert, eine Reaktion in Form einer scharfen Wende durch gegenphasige und phasenvoreilende Steuerung er­ reichen. Im nächsten Augenblick, zu dem sich die Geschwindig­ keit, mit der sich der Flüssigkeitsdruck in der Servolenkung verändert, soweit verringert, daß die Druckdifferenz aufgeho­ ben wird, wird zur Stabilisierung des Fahrzeugverhaltens und damit zur Kurvenfahrt des Fahrzeugs die ursprüngliche stetige Vierradlenkung (Vorderradlenkung mit der Servolenkung 6 und phasengleiche Hinterradlenkung entsprechend dem hydraulischen Druck der Servolenkung und der Fahrzeuggeschwindigkeit) so­ fort wieder aufgenommen. In Fig. 13 ist mit dem Bezugsbuch­ staben N das Lenkverhältnis angegeben, während K₁ einem pha­ sengleichen Koeffizienten für die Hinterräder und K₂ einem Voreilkoeffizienten für die Vorderräder entspricht, K₃ den gegenphasigen Koeffizienten für die Hinterräder bezeichnet, CK eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist, und PF die Geschwindigkeit bezeichnet, mit der sich der Flüssigkeits­ druck in der Servolenkung verändert.

Kehrt das Lenkrad 17 wieder in seine neutrale Stellung zurück bzw. wird es entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie Fig. 14 dies zeigt, so laufen die einzelnen Abläufe entgegengesetzt zum vorbeschriebenen Funktionsablauf ab. Darüber hinaus wird nach Einstellung der Vorspannwerte der Federn 115 und 116 des Steuerventils bei langsamer Drehung des Lenkrades 17 der zur gegenphasigen Steuerung und zur Voreilung abgegebene Flüssig­ keitsdruck nicht erzeugt, während eine normale Vierradlenkung wieder aufgenommen wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Vierrad-Lenkvorrichtung erfolgt die phasengleiche Steuerung in Abhängigkeit von dem Flüssigkeitsdruck in der Servolenkung, der im wesentlichen der Lenkkraft entspricht, während der Einschlagwinkel bei den Hinterrädern kleiner und der Ein­ schlagwinkel der Vorderräder größer wird, was von der Ge­ schwindigkeit abhängt, mit der sich der Flüssigkeitsdruck der Servolenkung verändert, die ihrerseits wieder der Lenkge­ schwindigkeit im wesentlichen entspricht. Aus diesem Grunde lassen sich die Anforderungen an die Reaktionen des Fahrzeugs bezüglich der Gierung und der Lenkstabilität in hohem Maße erfüllen. Daneben kann der Schlupfwinkel im Schwerpunkt wäh­ rend des Wendeübergangs auf nahezu Null verringert werden, wodurch sich das Lenkgefühl am Fahrzeug noch verbessert.

Des weiteren läßt sich diese Vierrad-Lenkvorrichtung allein durch den Flüssigkeitsdruck der Hydraulik steuern, was im Sinn einer hohen Betriebssicherheit und einer sehr langen Lebensdauer Vorteile bietet.

Bei dieser Vierrad-Lenkvorrichtung werden die Ausgangssignale des Steuerventils 98 zur phasengleichen Lenkung und des Steu­ erventils 100 zur gegenphasigen Lenkung so miteinander kombi­ niert, daß sie den Einschlagwinkel für die Hinterräder zusam­ men festlegen. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, ein eigenes Ausgangssignal zur Phasenumkehr vorzusehen, mit dem die Lenksteuerung für die Hinterräder aus dem phasengleichen in den gegenphasigen Betrieb umgeschaltet wird. Im Vergleich zu Systemen, bei denen zur Phasenumkehr der Hinterräder ein eigenes Steuerventil vorgesehen ist, läßt sich auf diese Wei­ se die Steuerung noch weiter vereinfachen, während außerdem eine reibungslose Steuerung des Einschlagwinkels ablaufen kann.

Des weiteren beaufschlagen bei dieser Vorrichtung die Aus­ gangssignale zur phasengleichen Lenkung der Hinterräder 82a und 82b mit den Vorderrädern 1a und 1b und zur Lenkung der Hinterräder 82a und 82b entgegengesetzt zu den Vorderrädern 1a und 1b gleichzeitig den hinteren Servozylinder 90 in ein­ ander entgegengesetzten Richtungen, wodurch sie den Ein­ schlagwinkel der Hinterräder gemeinsam festlegen. Damit läßt sich bei der Phasenumkehr eine feinfühlige Reaktion errei­ chen.

Außerdem wird die Betriebsanlage zur phasengleichen Lenkung aus einem Hydraulikkreis aufgebaut, der unabhängig von der Betriebsanlage für die gegenphasige Lenkung ist. Deshalb läßt sich eine Vierrad-Lenkvorrichtung, bei der die Hinterräder phasengleich und gegenphasig eingeschlagen werden können, da­ durch realisieren, daß die herkömmliche Vierrad-Lenkvorrich­ tung zur phasengleichen Lenkung teilweise mit einbezogen wird.

Die erfindungsgemäße Vierrad-Lenkvorrichtung ist in hohem Maße störsicher und zuverlässig im Betrieb, während sie auch in einer rückführlosen Steuerung hochzuverlässig arbeiten kann. Mit anderen Worten wird beim Auftreten eines Fehlers in der gegenphasigen Lenkeinrichtung die normale phasengleiche Vier­ radlenkfunktion wieder aufgenommen. Tritt in der phasenglei­ chen Lenkeinrichtung ein Fehler auf, so werden die Hinterrä­ der 82a und 82b auf gegenphasige Lenkung umgeschaltet. In diesem Fall besteht keinerlei Gefahr, da die Hinterräder au­ genblicklich mit einem kleinen Einschlagwinkel gesteuert wer­ den (nur wenn der Einschlagwinkel des Lenkrades 17 sich ver­ ändert).

Die Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehend beschriebe­ ne erste Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auch in weiteren Ausführungsbeispielen realisiert wer­ den, die nachstehend erläutert werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 bis 13 wird der Flüssigkeitsdruck, der sich in Abhängigkeit von der Fahr­ zeuggeschwindigkeit verändert, dem Hilfssteuerventil 100 ohne Zwischenschaltung der veränderlichen Blende bzw. Drossel 141 zugeführt.

Im einzelnen ist in den Hydraulikkreis des Steuerventils 100 anstelle der veränderlichen Öffnung 141 eine (nicht darge­ stellte) feststehende Öffnung bzw. eine unveränderliche Dros­ sel geschaltet. Auf einer Ölpumpe 105 ist ein Durchflußregler 150 so vorgesehen, daß als Steuergröße die Durchflußmenge der Pumpe 105 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen der Anström- und der Abströmseite einer (nicht dargestellten) Meßblende dient, die in der Pumpe 105 vorgesehen ist. Mit dem Einlaß des Reglers 150 ist eine vom Motor angetriebene Ölpumpe 131 verbunden. Der Auslaß des Reglers 150 ist mit einer Öff­ nung 129 des Steuerventils 100 verbunden. Der Durchflußregler 150 wird so angesteuert, daß er die von der Ölpumpe 131 mit gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit geförderte Ölmenge entsprechend dem jeweiligen Anstieg der Fahrzeuggeschwindig­ keit verringert und anschließend die verringerte Ölmenge dem Steuerventil 100 zur gegenphasigen Lenksteuerung zuführt. Fig. 12 veranschaulicht die Strömungscharakteristik am Einlaß des Reglers 150, während Fig. 13 die Strömungscharakteristik am Auslaß des Reglers 150 zeigt.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 14 bis 16 wird anstelle des Steuerventils 100 ein Servoventil 160 mit Druckrückführung verwendet. Dieses Servoventil 160 wird durch elektrische Signale von einer Zentraleinheit 161 entsprechend der Winkelgeschwindigkeit des Lenkrads 17 und der Fahrzeugge­ schwindigkeit angesteuert und erzeugt dabei einen Steuerdruck (Druckdifferenz), der zur gegenphasigen Lenkung (Phasenum­ kehr) und zur Voreillenkung erforderlich ist.

Im einzelnen umfaßt das Servoventil 160 ein direkt von einem Leistungsmotor gemäß Fig. 15 angetriebenes Servoventil. Mit anderen Worten umfaßt das Servoventil 160 einen Ventilkörper 162, in welchem ein beweglicher Ventilschieber 163 gleitend durch Federn 164 gehalten wird. Eine Antriebstauchspule 164a ist auf einer Seite des beweglichen Schiebekörpers 163 an­ geordnet, während in einem Hohlraum im Ventilkörper 162 ein Magnet 165 und ein Magnetjoch 166 zur Erzeugung eines kon­ stanten Magnetfelds angeordnet sind. Liegt an der Tauchspule 165 ein Steuerstrom an, so wird entsprechend der Größe und Richtung des Stroms eine Antriebskraft erzeugt, die durch ei­ nen Rückmeldezylinder 167 für den Vorspanndruck zum Ausgleich des Arbeitsdrucks geregelt wird. Eine Hülse 168 ist um den beweglichen Schiebekörper 163 herum so angeordnet, daß ein Vierwegeventil entsteht, mit dem Druck und Strömungsgeschwin­ digkeit entsprechend der Verlagerung des Schiebekörpers 163 gesteuert werden können.

Eine Ölpumpe 131 mit gleichbleibender Förderleistung ist mit einer Mittelnut der Hülse 168 verbunden, während jeweils Öl­ leitungen 101L und 101R mit den Regelöffnungen 169 und 170 im Ventilkörper 162 verbunden sind. Nuten beiderseits der Hül­ senmitte stehen mit dem Sammelbehälter 106 in Verbindung.

Mit der Zentraleinheit 161 sind ein Geschwindigkeitsmesser auf der Lenkspindel 16 zur Erfassung der Winkelgeschwindig­ keit des Lenkrads 17 und ein Geschwindigkeitsmesser 172 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit verbunden. Ausgangssei­ tig ist die Zentraleinheit 161 mit dem Servoventil 160 ver­ bunden. Der zur Phasenumkehr und zur Phasenvoreilung erfor­ derliche Strom wird von der Zentraleinheit 161 in Abhängig­ keit von verschiedenen Eingangssignalen geliefert, beispiels­ weise den Winkelgeschwindigkeitssignalen vom Sensor 171 und den Fahrzeuggeschwindigkeitssignalen vom Sensor 172, wobei die Druckdifferenz zwischen den Regelöffnungen 169 und 170 wie beim ersten Ausführungsbeispiel gesteuert wird. Fig. 16 veranschaulicht dabei die Beziehung zwischen der Druckdiffe­ renz ΔP und der Stromstärke i.

Ein Entlastungsventil 200 und ein Druckschalter 202 sind in einen Hydraulikkreis zwischen das Servoventil 160 und die Öl­ pumpe 131 geschaltet. Ein Druckschalter 201 ist am Förderteil einer Ölpumpe 105 angeordnet. Diese Bauteile sind an die Zen­ traleinheit 161 angeschlossen. Erfassen die Druckschalter 201 und 202 eine Druckanomalie (z.B. Hydraulikfehler in der pha­ sengleichen Lenkung oder eine Hydraulikveränderung im Hilfs­ lenksteuersystem), wird auf einen entsprechenden Befehl von der Zentraleinheit 161 hin ein Signal für das Entlastungsven­ til 200 so außer Funktion gesetzt, daß die Zufuhr von Drucköl zum Servoventil 160 unterbrochen wird, wobei die Vorrichtung auf den normalen phasengleichen Vierradlenkbetrieb umgeschal­ tet wird.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 17 bis 19 ist auf der Antriebswelle 24 für einen Phasenvoreilmechanis­ mus 14 ein mechanischer Lenksensor 180 zur Erfassung der Win­ kelgeschwindigkeit beim Lenkvorgang angeordnet, während im Sensor 180 eine entsprechende Ventileinrichtung 181 vorgesehen ist; auf diese Weise erhält man den zur Phasenumkehr und Pha­ senvoreilung erforderlichen Steuerdruck.

Im einzelnen weist der Lenksensor 180 eine hydraulische (Vis­ kositäts-)Kupplung 182 auf, die auf dem Umfang der Antriebs­ welle 24 angebracht ist und deren Innenumfangsfläche die An­ triebsseite darstellt, während ihre Außenumfangsfläche die Abtriebsseite ist, wie Fig. 18 dies zeigt. Wird das Lenkrad 17 eingeschlagen, so wird an einem Ausgangsteil 187 der hy­ draulischen Kupplung 182 über ein Innengehäuse 184 und eine Vielzahl von Antriebs-/Abtriebsscheiben 185 und 186 (Kupp­ lungsscheiben) entsprechend dem Viskositätswiderstand des in das Gehäuse eingefüllten Silikonöls 183 ein Drehmoment abge­ geben, das der Winkelgeschwindigkeit beim Einschlagen des Lenkrads entspricht.

Aus Fig. 18 und 19 ist zu entnehmen, daß die Ventileinrichtung 181 eine langgestreckte Ventilkammer 188 aufweist, die senk­ recht zur Achse der hydraulischen Kupplung 182 verläuft und in dem Wandabschnitt des Gehäuses 37 des Voreilmechanismus 14 ausgebildet ist, der der hydraulischen Kupplung 182 benach­ bart liegt. Ein Teil des Mittelabschnitts der Ventilkammer 188 liegt gegenüber der äußeren Umfangsfläche des Ausgangsteiles 187 der hydraulischen Kupplung 182, während in eine Stel­ le auf der Außenumfangsfläche des Ausgangsteiles 187 ein Stift 189 eingesetzt ist. Ein Paar Kolben 190a und 191 ist gleitend in die Ventilkammer 188 so eingesetzt, daß der Stift 189 zwi­ schen ihnen liegt. Die Kolben 190a und 191 werden durch ein Paar Federn 192 zum Stift hin gespannt. Auf den Kolben 190a und 191 sind Nuten 197 ausgebildet, die eine Verbindung zwi­ schen einer Ölzuführöffnung 193 im Gehäuse 37 und einer Tank­ öffnung 194 im Gehäuse herstellen, wenn die hydraulische Kupplung 182 keine Verschiebung erfährt. Werden die Kolben 190a und 191 langsam verlagert, so sperren die Nuten die Ver­ bindung zwischen den Öffnungen 193 und 194, während sie eine linke und eine rechte Regelöffnung 195 bzw. 196 öffnen bzw. schließen. Auf diese Weise wird an den Öffnungen 195 und 196 entsprechend der Einschlagrichtung und der Winkelgeschwindig­ keit beim Lenkradeinschlag ein Steuerdruck erzeugt.

Die Ölzuführöffnung 193 ist mit einer mit gleichbleibender Strömungsgeschwindigkeit fördernden Ölpumpe 131 verbunden. Die Regelöffnungen 195 und 196 stehen mit den Zylinderräumen 92a und 92b eines hinteren Servozylinders 90 über Ölzuführ­ leitungen 199 in Verbindung. Ein jeweiliger Mittelabschnitt in jeder Ölzuführleitung 199 ist mit dem Absperrteil 54 bzw. 56 des Phasenvoreilmechanismus 14 über Nebenleitungen 199a jeweils verbunden. Damit wird der entsprechend der Lenkrich­ tung und der Winkelgeschwindigkeit beim Lenkeinschlag erzeug­ te Steuerdruck als Voreildruck und Druck zur gegenphasigen Lenkung dem Voreilmechanismus 14 und dem hinteren Servozylin­ der 90 zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Öl­ pumpe 13 für die Servolenkung direkt mit dem Umlaufventil 7 verbunden.

Bei einem fünften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 20 und 21 umfaßt eine Vierrad-Lenkvorrichtung einen Druckzylinder 210, der in Verbindung mit einem Kolben 12 der Servolenkung 6 betrieben wird, sowie eine Steuerventileinrichtung 100, bei dem ein Ventil eingebaut ist, das genauso wie das Steuerventil zur phasen­ gleichen Lenkung aufgebaut ist; auf diese Weise wird ein Steuerdruck erzeugt, der der Winkelgeschwindigkeit des Lenk­ rads und der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.

Im einzelnen steht ein Kolben 211 des Druckzylinders 210 über eine Kolbenstange 211a mit einer Kolbenstange 12a der Servolenkung 6 in Verbindung. Beiderseits des Kolbens 211 ausgebildete Druckkammer bzw. Kammern 212a und 212b stehen über eine Einrichtung 214 mit Drossel 213 miteinander in Verbindung. Damit wird ausgehend von den Kammern 212a und 212b des Druckzylinders 210 eine Druckdifferenz erzeugt, die der Winkelgeschwin­ digkeit des Lenkrades entspricht. Die Kammern 212a und 212b sind jeweils mit Vorsteuerdruckkammern beiderseits des Schie­ bekörpers des Steuerventils 100 verbunden. Eine Ölpumpe 215a, die von einem Differential 104 betrieben wird, ist an die Öl­ pumpe 105 angeschlossen. Die Ölpumpe 215a weist eine solche Charakteristik auf, daß bei zunehmender Fahrzeuggeschwindig­ keit die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflußmenge ab­ nimmt, wie gestrichelt in Fig. 21 eingezeichnet ist. Die Öl­ pumpe 215a ist über ihre Förderseite an eine Pumpöffnung des Steuerventils 100 so angeschlossen, daß dieses Steuerventil einen Flüssigkeitsdruck erzeugt, welcher der Winkelgeschwin­ digkeit des Lenkrades und der Fahrzeuggeschwindigkeit ent­ spricht. Der Flüssigkeitsdruck wird an die Zylinderkammer 92L und 92R eines hinteren Servozylinders 90 übermittelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nur eine Ölpumpe 13 für die Servolenkung durch den Motor 20 angetrieben.

Das in Fig. 22 dargestellte sechste Ausführungsbeispiel stellt eine modifizierte Ausführung des fünften Ausführungs­ beispiels dar. Hierbei wird der in den Kammern 18 und 19 ei­ ner Servolenkung 6 erzeugte Flüssigkeitsdruck den Kammern 212a und 212b eines Druckzylinders 210 zugeleitet, wobei ein Flüs­ sigkeitsdruck in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der sich der von der Servolenkung abgegebene Flüssigkeits­ druck ändert, und von der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt wird. In einer Einrichtung 214 ist dabei ein Ölnach­ fließkreis in Form einer Ölnachflußleitung 216 angeordnet, die verhindert, daß eine Kammer, die der mit der Bewegung ei­ nes Kolbens 211 des Druckzylinders 210 verbundenen Kammer gegenüber­ liegt, mit Unterdruck beaufschlagt wird. Die Ölnachflußlei­ tung 216 weist zwei Rückschlagventile 215 auf und steht mit einem Sammeltank 106 in Verbindung.

Bei dem siebten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 23 handelt es sich um eine modifizierte Ausführungsform des sechsten Aus­ führungsbeispiels. Anstelle der unveränderlichen Drossel 213 des Druckzylinders 210 ist hier eine veränderliche Drossel bzw. Blende 217 vorgesehen. Ein auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechender Druckerzeuger 218 mit gleichem Aufbau wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist in einer Ölpumpe 105 instal­ liert, die von einem Differential 104 angetrieben wird, be­ ziehungsweise in einem Hydraulikkreis für diese Pumpe 105, so daß die Öffnungsweite dieser veränderlichen Drossel 217 durch den Vorsteuerdruck oder die Druckdifferenz zwischen der An­ ström- und der Abströmseite der feststehenden Öffnung in Ab­ hängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert werden kann.

Bei dem zweiten bis siebten Ausführungsbeispiel bezeichnen die gleichen Bezugszahlen wie beim ersten Ausführungsbeispiel auch die gleichen Teile, so daß auf eine ausführliche Be­ schreibung derselben hier verzichtet werden kann.

Auch wenn die Erfindung vorstehend anhand spezifischer Aus­ führungsbeispiele erläutert und dargestellt wurde, ist sie doch keinesfalls hierauf beschränkt. Es sind vielmehr im Rah­ men der Erfindung, wie er in den Ansprüchen um­ rissen ist, zahlreiche Modifizierungen und Veränderungen mög­ lich. Daneben umfaßt die Erfindung auch das zugehörige Ver­ fahren zur Steuerung der verschiedenen Teile der erfindungs­ gemäßen Vierradlenkung.

Claims (15)

1. Vierrad-Lenkvorrichtung für Fahrzeuge mit lenkbaren Vor­ der- und Hinterrädern, welche eine hydraulische Betäti­ gungseinrichtung zum Lenken der Hinterräder sowie eine Lenksteuereinrichtung zur Erzeugung eines hydraulischen Ausgangsdrucks zur Betätigung der hydraulischen Betäti­ gungseinrichtung dahingehend aufweist, daß die Lenkung der Hinterräder in gleicher Richtung wie bei den Vorder­ rädern oder in einer zur Einschlagrichtung der Vorderrä­ der entgegengesetzten Richtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksteuereinrichtung eine phasengleiche Lenksteuereinrichtung zur Erzeugung eines hydraulischen Ausgangsdrucks zum Lenken der Hinterräder in gleicher Richtung wie die Vorderräder entsprechend dem jeweiligen Einschlagzustand der Vorderräder aufweist, sowie
eine parallel zur phasengleichen Lenksteuereinrichtung vorhandene gegenphasige Lenksteuereinrichtung zur Erzeugung eines hydraulischen Ausgangsdrucks zum Lenken der Hinterräder in einer zur Einschlagrichtung der Vorderrä­ der entgegengesetzten Richtung entsprechend der jeweili­ gen Geschwindigkeit, mit der sich der Einschlagzustand der Vorderräder verändert, und daß die hydraulische Betätigungseinrichtung (90) einen mit den Hinterrädern verbundenen Kolben (95) zur Aufnahme der hydraulischen Ausgangsdrücke von der phasengleichen und gegenphasigen Lenksteuereinrichtung aufweist, wobei die hydraulische Betätigungseinrichtung (90) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den hydraulischen Ausgangsdrücken wirksam wird.

2. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Betätigungseinrichtung (90) ein Paar erster Hydraulikkammern (97L, 97R) zur Aufnahme des hydraulischen Ausgangsdrucks von der phasengleichen Lenksteuereinrichtung und ein Paar zweiter Hydraulikkammern (92L, 92R) zur Aufnahme des hydraulischen Ausgangsdrucks von der gegenphasigen Lenksteuereinrichtung aufweist.

3. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche jeder der beiden zweiten Hydraulikkammern (92L, 92R) kleiner ist als die der ersten Hydraulikkammern (97L, 97R).

4. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Betätigungseinrichtung (90) weiterhin einen Zylinder (94) mit einem dicken Abschnitt und mit dünnen Abschnitten beiderseits des dicken Abschnittes aufweist sowie einen Kolben (95) mit einem ersten Kolbenabschnitt (95A), der gleitend im dicken Abschnitt angeordnet ist, und ein Paar zweite Kolbenabschnitte (95b), die gleitend in den dünnen Abschnitten angeordnet sind, wobei die ersten Hydraulikkammern (97L, 97R) auf beiden Seiten des ersten Kolbenabschnitts im dicken Abschnitt ausgebildet sind, während die zweiten Hydraulikkammern (92L, 92R) auf beiden Seiten der zweiten Kolbenabschnitte in den dünnen Abschnitten vorgesehen sind.

5. Vierrad-Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Servolenkeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdrucks entsprechend dem jeweiligen Lenkvorgang und zur Unterstützung bei der Lenkung der Vorderräder (1a, 1b) entsprechend dem erzeugten Flüssigkeitsdruck vorgesehen ist und daß die gegenphasige Lenksteuereinrichtung eine Einrichtung zur Erhöhung des Flüssigkeitsausgangsdrucks entsprechend dem jeweiligen Anstieg der Geschwindigkeit, mit dem sich der Einschlagzustand der Vorderräder verändert, aufweist.

6. Vierrad-Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Servolenkeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdrucks entsprechend dem jeweiligen Lenkvorgang und zur Unterstützung bei der Lenkung der Vorderräder (1a, 1b) entsprechend dem erzeugten Flüssig­ keitsdruck vorgesehen ist und daß die phasengleiche Lenksteuereinrichtung eine Einrichtung zur Erhöhung des Flüssig­ keitsausgangsdrucks entsprechend dem jeweiligen Anstieg des von der Servolenkeinrichtung erzeugten Flüssigkeits­ drucks aufweist.

7. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die phasengleiche Lenksteuereinrichtung eine Einrichtung zur Erhöhung des Flüssigkeitsausgangsdrucks entsprechend dem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf­ weist.

8. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die phasengleiche und die gegenphasige Lenksteuereinrichtung eine Einrichtung zur Erhöhung eines Quotienten aus dem Flüssigkeitsausgangsdruck der phasengleichen Lenksteuereinrichtung und dem Flüssigkeitsausgangsdruck der gegenphasigen Lenksteuereinrichtung entsprechend dem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs aufweist.

9. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Servolenkeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Flüs­ sigkeitsdrucks entsprechend dem jeweiligen Lenkvorgang und zur Unterstützung bei der Lenkung der Vorderräder (1a, 1b) entsprechend dem erzeugten Flüssigkeitsdruck vorgesehen ist und daß die phasengleiche Lenksteuerein­ richtung die folgenden Einrichtungen aufweist:

• - eine Pumpeinrichtung (105) zur Förderung einer der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Ölmenge sowie
• - eine Schiebeventileinrichtung (98) mit einem Hülsenkörper (221), der so angeordnet ist, daß er den von der Servolenkeinrichtung als Vorsteuerdruck erzeugten Flüssigkeitsdruck aufnimmt und unter dessen Einfluß so verschiebbar ist, daß dadurch die Größe des Flüssigkeitsausgangsdrucks entsprechend der Verschiebung des Hülsenkörpers und in Abhängigkeit von der von der Pumpeinrichtung abgegebenen Ölmenge steuerbar ist.

10. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Servolenkeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Flüs­ sigkeitsdrucks entsprechend dem jeweiligen Lenkvorgang und zur Unterstützung bei der Lenkung der Vorderräder (1a, 1b) entsprechend dem erzeugten Flüssigkeitsdruck vorgesehen ist und daß die gegenphasige Lenksteuerein­ richtung die folgenden Einrichtungen aufweist:

• - eine Ölpumpeinrichtung (131) zur Abgabe eines vorgegebenen Flüssigkeitsdrucks sowie
• - eine Steuerventileinrichtung (100, 160) mit einem ersten Ventilelement (110), das als Vorsteuerdruck den von der Servolenkeinrichtung erzeugten Flüssigkeitsdruck übernimmt und unter dessen Einfluß verschiebbar ist, mit einem zweiten Ventilelement (114), einer Vorspanneinrichtung (115, 116) zum Vorspannen des zweiten Ventilelements in der Weise, daß es dem ersten Ventilelement folgt, mit einem Paar Druckräume (117, 118), deren Volumen sich entsprechend der Verschiebung des zweiten Ventilelements verändert, mit einer Verbindungsleitung (142), die mit dem Paar Druckräume in Verbindung steht, und mit einer veränderlichen Drosseleinrichtung (141), die in der Verbindungsleitung angeordnet ist und deren Drosselöffnungsgröße sich entsprechend einem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verringert, wobei die Steuerventileinrichtung (100, 160) den Flüssigkeitsdruck von der Ölpumpeinrichtung (131) übernimmt und einen Flüssigkeitsdruck entsprechend einer relativen Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilelement (110, 114) abgibt.

11. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenphasige Lenksteuereinrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung des Flüssigkeitsausgangsdrucks entsprechend der jeweiligen Lenkgeschwindigkeit der Vorderräder aufweist.

14. Vierrad-Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß selbige weiterhin eine Servolenkeinrichtung (6) zur Erzeugung eines Flüssigkeitsdrucks entsprechend dem jeweiligen Lenkvorgang und zur Unterstützung bei der Lenkung der Vorderräder entsprechend dem erzeugten Flüssigkeitsdruck aufweist und daß die phasengleiche Lenksteuereinrichtung eine Einrichtung (98) zur Übernahme des von der Servolenkeinrichtung erzeugten Flüssigkeitsdrucks als Vorsteuerdruck zur Steuerung des Flüssigkeitsausgangsdrucks aufweist und daß ferner die gegenphasige Lenksteuereinrichtung eine Einrichtung (171) zur Erfassung der Lenkgeschwindigkeit der Vorderräder sowie eine Einrichtung (160, 161, 200) zur elektronischen Steuerung des Flüssigkeitsausgangsdrucks entsprechend einem von der Erfassungseinrichtung ausgehenden Signal aufweist.

13. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lenkrad (17) und ein Lenkungsmechanismus (9) zum Lenken der Vorderräder entsprechend dem Einschlagzustand des Lenkrades vorgesehen sind und daß die gegenphasige Lenksteuereinrichtung die folgenden Einrichtungen aufweist:

• - eine Hydraulikkupplung (182) mit einem mit dem Lenkungsmechanismus für die Vorderräder gekoppelten Eingangsteil, das sich mit diesem Mechanismus dreht, und mit einem Ausgangsteil (187), welches sich in Abhängigkeit von der Drehung des Eingangsteils bewegt, sowie
• - eine Ventileinrichtung (181), die mit dem Ausgangsteil (187) der Hydraulikkupplung (182) verbunden ist und den Flüssigkeitsausgangsdruck entsprechend der Drehbewegung des Ausgangsteils (187) steuert.

14. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenphasige Lenksteuereinrichtung einen Druckzylinder (210) mit einem Paar Druckräume (212a, 212b), deren Volumen sich entsprechend der Lenkbewegung der Vorderräder (1a, 1b) verändert, sowie eine Einrichtung (214) aufweist, welche eine Verbindung zwischen dem Paar Druckräume über eine Drossel (213) herbeiführt, und eine Steuerventileinrichtung (100) zur Steuerung des Flüssigkeitsausgangsdrucks entsprechend einer Druckdifferenz zwischen den paarweisen Druckräumen aufweist.

15. Vierrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel eine veränderliche Drossel (217) ist, deren Drosselöffnungsweite sich entsprechend einem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges verringert.