DE4017615A1

DE4017615A1 - Steuerventil fuer eine hydraulikeinrichtung

Info

Publication number: DE4017615A1
Application number: DE19904017615
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Nishimori; Hiroyuki Masuda
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1991-01-03
Anticipated expiration: 2010-06-01
Also published as: US5052506A; GB9009095D0; JPH085392B2; JPH0321562A; GB2235994A; GB2235994B; KR930002435B1; DE4017615C2; KR910000463A

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine Hydraulik einrichtung, das insbesondere eine Differentialsteuerung ausführen kann, sowie ein mit diesem Steuerventil arbei tendes Vierradlenksystem.

Eine Hydraulikeinrichtung, die eine Differentialsteuerung ausführen kann, ist aus Fig. 6 der FR-PS 20 88 803 bekannt.

Bei dieser Einrichtung steht eine Druckkammer eines Druck zylinders, der einen an einer Lenkstange einer Lenkeinheit eines Fahrzeugs befestigten Kolben aufweist, mit einer Druckkammer eines Arbeitszylinders in Verbindung, der einen mit einem hydraulischen Steuerventil verbundenen Kolben aufweist, und der Arbeitszylinder wird durch Druck betä tigt, der nach Maßgabe einer Volumenänderung im Druckzylin der beim Lenken des Fahrzeugs auftritt, wodurch der Öff nungsgrad des Ventils gesteuert wird. Da im Kolben des Ar beitszylinders eine Öffnung vorgesehen ist, wird der Be trieb des Arbeitszylinders nach Maßgabe einer Druckände rungsrate, d. h. des Lenkbetrags eines Lenkrads, geändert.

Bei der oben angegebenen konventionellen Einrichtung ist jedoch der Arbeitszylinder mit dem hydraulischen Steuer ventil über ein Seil zum Antreiben des Ventils gekoppelt. Um also einen sehr guten Betrieb zu erreichen, sind die Befestigungslage und der Befestigungswinkel des Ventils und des Arbeitszylinders weitgehend eingeschränkt, und der Freiheitsgrad hinsichtlich der Befestigung und der Aus legung der Einrichtung ist unerwünscht klein. Ferner stehen zwei Druckkammern des Druckzylinders, die als Quelle zur Erzeugung eines Steuerdrucks dienen, miteinander durch die Öffnung in Verbindung. Wenn daher von einer anderen hydrau lischen Steuereinrichtung, die als Quelle zur Erzeugung von Steuerdruck dient, gelieferter Druck genützt wird, tritt der von der anderen hydraulischen Steuereinrichtung gelie ferte Druck aus der Öffnung aus. Im praktischen Gebrauch dieser konventionellen Einrichtung kann von einer anderen hydraulischen Steuereinheit gelieferter Druck nicht als Steuerdruck genützt werden, sondern es muß eine gesonderte Steuerdruckerzeugungseinrichtung vorgesehen sein.

Angesichts dieser Überlegungen ist es Aufgabe der Erfin dung, ein Steuerventil anzugeben, das mit einem hohen Frei heitsgrad gebaut werden kann und eine Differentialsteuerung ohne nachteilige Beeinflussung anderer hydraulischer Ein richtungen auch dann ausführen kann, wenn die andere hydraulische Einrichtung als Steuerdruckquelle genützt wird.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein Steuerventil angegeben mit einem Kolben, der verschieb bar in einem Zylinder angeordnet ist und das Zylinderinnere in eine Druckaufnahmekammer und ein Paar von Ausgangsdruck kammern unterteilt, mit einer Drosselvorrichtung, die die beiden Ausgangsdruckkammern miteinander in Verbindung bringt, und mit einer Hauptventilvorrichtung mit einem Hauptventilkörper, der nach Maßgabe einer Druckdifferenz zwischen den beiden Ausgangsdruckkammern verlagerbar ist, wobei der Kolben entsprechend einem auf die Druckaufnahme kammer aufgebrachten Steuerdruck verschiebbar ist, um das Volumen der einen Ausgangsdruckkammer zu vergrößern und dasjenige der anderen zu verkleinern, und wobei der Haupt ventilkörper der Hauptventilvorrichtung zwischen Ein- und Ausgangskanälen der Hauptventilvorrichtung liegt, um den am Ausgangskanal abgegebenen hydraulischen Druck nach Maßgabe seiner Verlagerungsposition zu steuern.

Gemäß der Erfindung wird dabei der Kolben entsprechend dem auf die Druckaufnahmekammer im Zylinder aufgebrachten Steuerdruck verschoben, um das Volumen der einen Ausgangs druckkammer zu vergrößern und das der anderen zu verklei nern. Daher tritt eine Druckdifferenz zwischen beiden Aus gangsdruckkammern auf, und der Hauptventilkörper der Haupt ventilvorrichtung wird nach Maßgabe dieser Druckdifferenz betätigt. Da die beiden Ausgangsdruckkammern miteinander über die Drosselvorrichtung kommunizieren, ändert sich die Druckdifferenz entsprechend einer Änderungsrate der Volu mina der Ausgangsdruckkammern, d. h. einer Änderungsrate des Steuerdrucks, wodurch die Hauptventilvorrichtung steu erbar ist. Insbesondere wird die Hauptventilvorrichtung unter Differentialregelung in bezug auf den Steuerdruck angetrieben. Da ferner die Hauptventilvorrichtung von der Druckdifferenz zwischen den beiden Ausgangsdruckkammern betätigt wird, sind die Befestigungslagen der Hauptventil vorrichtung und des Kolbens relativ frei bestimmbar. Die Druckaufnahmekammer ist von den beiden Ausgangsdruckkammern durch den Kolben getrennt, und die Drosselvorrichtung ist zwischen den Ausgangsdruckkammern angeordnet. Selbst wenn daher die Druckaufnahmekammer mit einem von einer anderen hydraulischen Steuereinrichtung abgegebenen Druck als dem Steuerdruck beaufschlagt wird, gelangt die andere hydrau lische Steuereinrichtung nicht mit der Drosselvorrichtung in Verbindung, so daß eine schädliche Auswirkung auf die andere hydraulische Steuereinrichtung vermieden wird.

Gemäß der Erfindung wird also ein Steuerventil mit einem relativ einfachen Aufbau angegeben, das mit einem hohen Freiheitsgrad konstruiert werden kann und eine andere hy draulische Steuereinrichtung auch dann nicht schädlich be einflußt, wenn der von letzterer gelieferte hydraulische Druck als Steuerdruck genützt wird.

Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die Dros selvorrichtung von einer verstellbaren Drosseleinheit ge bildet, deren Drosselungsbetrag gemäß der Verlagerung eines in einem Gehäuse verschiebbar angeordneten beweglichen Ele ments änderbar ist, und die Verlagerung des beweglichen Elements wird von dem hydraulischen Druck bestimmt, der auf die Druckkammer angrenzend an das bewegliche Element auf gebracht wird. Somit kann eine Differentialregelung nach Maßgabe des Steuerdrucks und eine Proportionalregelung nach Maßgabe des auf die Druckkammer aufgebrachten hydraulischen Drucks gleichzeitig erreicht werden.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die Verlagerungsrichtung des Ventilhauptkörpers der Haupt ventilvorrichtung parallel zu derjenigen des Kolbens, und der Kolben, die Drosseleinheit und die Hauptventilvorrich tung sind in einem gemeinsamen Ventilgehäuse untergebracht, so daß die Größe der Vorrichtung effektiv verringert werden kann.

Gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt der Erfindung umfaßt die Druckaufnahmekammer eine erste und eine zweite Druck aufnahmekammer, die voneinander durch den Kolben getrennt sind, und die Verlagerungsrichtung des Kolbens durch den auf die erste Druckaufnahmekammer aufgebrachten Steuerdruck ist entgegengesetzt zu der Verlagerungsrichtung des Kolbens aufgrund des auf die zweite Druckaufnahmekammer aufgebrach ten Steuerdrucks. Daher kann die Verlagerung des Kolbens durch die Druckdifferenz zwischen den Steuerdrücken, die auf die jeweiligen Druckaufnahmekammern aufgebracht werden, bestimmt werden.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Vierradlenk systems mit einem Steuerventil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Hauptteil des Steuer ventils;

Fig. 3 einen Schnitt III-III nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Steuerventils, gesehen aus der Richtung eines Pfeils IV von Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt V-V nach Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI nach Fig. 2;

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Steuerventil, gesehen aus der Richtung eines Pfeils VII von Fig. 2;

Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII nach den Fig. 4 und 7;

Fig. 9 ein Diagramm, das die Charakteristik einer Ölpumpen-Durchflußmenge zeigt;

Fig. 10 eine größere Ansicht eines Drosselabschnitts;

Fig. 11 ein Diagramm, das die Charakteristiken des Drosselabschnitts von Fig. 10 zeigt;

Fig. 12 und 13 einen Schnitt bzw. eine Perspektivansicht einer Abwandlung des Drosselabschnitts;

Fig. 14 ein Diagramm der Charakteristik des Drossel abschnitts der Fig. 12 und 13;

Fig. 15 ein Diagramm einer Beziehung zwischen dem Steuerdruck und dem hydraulischen Ausgangs druck in dem Steuerventil;

Fig. 16 ein Diagramm, das die Charakteristiken von Gleich- und Gegenphasen-Lenkkräften erläutert, die auf einen hinteren Servozylinder wirken;

Fig. 17 ein Diagramm, das die Charakteristiken eines Lenkeinschlags von Hinterrädern zeigt; und

Fig. 18 ein Diagramm, das die Charakteristiken eines Lenkeinschlags von Vorderrädern zeigt.

Die Fig. 1-11 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Steuer ventils, das in einem Vierradlenksystem zur Steuerung des Lenkeinschlags von Vorder- und Hinterrädern eines Fahrzeugs unter Anwendung von hydraulischem Druck vorgesehen ist.

Nach Fig. 1 sind ein linkes und ein rechtes Vorderrad 1L und 1R eines Fahrzeugs an Achsschenkeln 2L bzw. 2R drehbar gehaltert. Die Achsschenkel 2L und 2R sind mit einem linken bzw. einem rechten Ende einer Kolbenstange 5 einer Servo lenkung 4 über Spurstangen 3L bzw. 3R verbunden. Die Kol benstange 5 durchsetzt einen Zylinder 6 und hat einen Kol ben 8, der das Innere des Zylinders 6 in eine linke und eine rechte Druckkammer 7L bzw. 7R unterteilt. Die Kolben stange 5 hat ferner eine Zahnstange, die mit einem Ritzel (nicht gezeigt) in einem Lenkgehäuse 9 kämmt. Ein Überset zungsverhältnis-Wechselmechanismus 14 ist zwischen einer ersten Lenkspindel 12, die über eine Lenksäule 11 eine Lenkeingangsgröße von einem Lenkrad 10 empfängt, und einer zweiten Lenkspindel 13, die mit dem Lenkgehäuse 9 gekoppelt ist, angeordnet. Daher wird die Lenkeingangsgröße vom Lenk rad 10 über den Mechanismus 14 auf das Lenkgehäuse 9 über tragen. Ein bekanntes Servolenkungsventil ist zwischen der zweiten Lenkspindel 13 und dem Ritzel im Lenkgehäuse 9 an geordnet. Dieses Ventil regelt die Zufuhr von hydraulischem Druck zu dem Druckkammern 7L und 7R. Eine Ölpumpe 15 zur Zuführung von hydraulischem Druck zu der Servolenkung 4 wird von einer Brennkraftmaschine 16 angetrieben. Die Pumpe 15 ist von der Bauart, deren Auslaßdurchflußmenge mit stei gender Drehzahl der Maschine 16 abnimmt, nachdem die Ma schinendrehzahl einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

Nachstehend wird der Übersetzungsverhältnis-Wechselmecha nismus 14 beschrieben. Am unteren Ende der ersten Lenkspin del 12 ist ein erster Läufer 18 befestigt, und am oberen Ende der zweiten Lenkspindel 13 ist ein zweiter Läufer 20 befestigt. Ein erster Kolben 22 ist an einer Seitenfläche des ersten Läufers 18 vorgesehen. Der Kolben 22 wird von hydraulischem Druck betätigt und liegt an der entgegenge setzten Seitenfläche des zweiten Läufers 20 an. Ein zweiter Kolben 22 ist an einer Seitenfläche des zweiten Läufers vorgesehen und wird von hydraulischem Druck in Anlage an die entgegengesetzte Seitenfläche des ersten Läufers 18 betätigt. Im ersten Läufer 18 ist eine Hydraulikkammer 24 definiert, die die Ausfahrstrecke des ersten Kolbens 22 bestimmt. Ebenso ist im zweiten Läufer 20 eine Hydraulik kammer 25 definiert, die die Ausfahrstrecke des zweiten Kolbens 23 bestimmt. Wenn Drucköl aus einer ersten Öffnung 33 der Hydraulikkammer 24 zugeführt wird und der erste Kol ben 22 ausfährt, läuft der zweite Läufer 20 relativ zum ersten Läufer 18 im Uhrzeigersinn in Fig. 1 um. Wenn dage gen Drucköl aus einer zweiten Öffnung 34 der Hydraulikkam mer 25 zugeführt wird, fährt der zweite Kolben 23 aus, und der zweite Läufer 20 läuft relativ zum ersten Läufer 18 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 1 um.

Nachstehend wird die Hinterradlenkvorrichtung der Vierrad lenkung beschrieben. Ein linkes und ein rechtes Hinterrad 82L bzw. 82R sind an den Hinterenden von Längslenkern 87 einer Doppelquerlenker-Hinterradaufhängung mit Zugeinstell vorrichtung drehbar gehaltert. Insbesondere umfaßt die Hinterradaufhängung einen Querträger 83, ein Paar von obe ren und unteren Seitenarmen, die von oberen und unteren Armen 84 und 85 am Querträger 83 gebildet sind, und Zugein stellarme 86, die am Querträger 83 befestigt sind. Jeder Zugeinstellarm 86 ist mit dem Vorderende des jeweiligen Längslenkers 87 über ein Zwischengelenk verbunden. Jeder seitliche Arm 84 und 85 ist mit dem Hinterende des jeweili gen Längslenkers 87 über ein Kugelgelenk verbunden. Jedes Zwischengelenk umfaßt eine axiale Tragwelle 89, etwa einen Bolzen, dessen Rotationsachse in Vertikalrichtung verläuft. Daher können die Hinterräder durch die Verlagerung des Zwi schengelenks in Breitenrichtung des Fahrzeugs eingeschlagen werden.

Die Vorderenden der Längslenker 87 sind jeweils mit dem linken bzw. rechten Ausgangsende einer Kolbenstange 95 in einem hinteren Servozylinder 90 über die linke bzw. die rechte Spurstange verbunden. Der Zylinder 90 ist am Quer träger 83 befestigt. Der Zylinder 90 ist ein Doppelzylinder und umfaßt einen Zylinder 94 und die darin verschiebbare Kolbenstange 95. Der Zylinder 94 hat eine durchmessergroße Zylinderkammer 91 und durchmesserkleine Zylinderkammern 92R und 92L, die jeweils auf der rechten bzw. linken Seite der Zylinderkammer 91 gebildet sind. Die Kolbenstange 95 hat einen Kolbenabschnitt 95a, dessen Durchmesser der mittigen Zylinderkammer 91 entspricht, und Kolbenabschnitte 95b, deren Durchmesser jeweils den Zylinderkammern 92L bzw. 92R auf der rechten bzw. linken Seite des Kolbenabschnitts 95a entsprechen. Das Innere der Zylinderkammer 91 ist in eine linke und eine rechte Druckkammer 97L und 97R unterteilt, denen für gleichphasiges Lenken hydraulischer Druck zuführ bar ist. Hydraulischer Druck zum gegenphasigen Lenken be aufschlagt die Zylinderkammern 92L und 92R. Die Hinterräder 82L und 82R werden nach links oder rechts nach Maßgabe der Verlagerung der Kolbenstange 95 in Breitenrichtung des Fahrzeugs eingeschlagen. Die linke und die rechte Druck kammer 97L und 97R sind mit einem Gleichphasen-Lenksteuer ventil 98 durch Ölleitungen 99L bzw. 99R verbunden. Die Zylinderkammern 92R und 92L sind mit einem Hilfslenksteuer ventil 100 durch Ölleitungen 142A und 142B verbunden.

Das Steuerventil 98 besteht aus einem Drosselschieberventil und hat ein zylindrisches Gehäuse 102 und einen darin ange ordneten Schieber 221. Das linke und das rechte Ende des Schiebers 221 sind von einem Paar Federn 220 beaufschlagt, so daß der Schieber in einer Neutralstellung gehalten ist. Ferner hat der Schieber 221 drei Steuerabschnitte. Das Ge häuse 102 hat zwei Einlaßbohrungen 225L und 225R zum Emp fang von Drucköl, eine Rücklaufbohrung 224 zwischen den Einlaßbohrungen 225L und 225R zum Fördern des Drucköls sowie eine linke und eine rechte Auslaßbohrung 226L und 226R, die jeweils zwischen den Einlaßbohrungen 225L und 225R und der Rücklaufbohrung 224 gebildet sind. Die drei Steuerabschnitte ändern die Verbindungs- und Drosselungs beträge zwischen den benachbarten Bohrungen nach Maßgabe der Verlagerung des Schiebers 221. Daher wird die Druck differenz zwischen der linken und der rechten Auslaßbohrung 226L und 226R geregelt. Auf der linken und der rechten Sei te des Schiebers 221 sind im Gehäuse 102 eine linke und eine rechte Steuerdruckkammer 228L und 228R definiert. Steuerdruck beaufschlagt die Steuerdruckkammern 228L und 228R zur Steuerung der Verlagerung des Schiebers 221. Die Steuerdruckkammern 228L und 228R kommunizieren jeweils mit der linken bzw. der rechten Druckkammer 7L bzw. 7R in der Servolenkung 4 über Steuerfluidleitungen 103L und 103R. Die beiden Einlaßbohrungen 225L und 225R kommunizieren mit einer Auslaßöffnung einer Ölpumpe 105 über eine Ölleitung 222. Die Ölpumpe 105 wird von einem Tellerrad in einem Aus gleichgetriebe zum Antrieb der Hinterräder angetrieben. Die Ölpumpe 105 erhält Öl von einem Vorratsbehälter 106 durch eine Ölleitung 223 und fördert eine der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechende Ölmenge. Ein Entlastungsventil (nicht gezeigt) ist an der Ausläßöffnung der Ölpumpe 105 vorgesehen, um die Durchflußmenge konstant zu halten, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert inner halb eines relativ hohen Geschwindigkeitsbereichs über steigt. Die Rücklaufbohrung 224 ist mit dem Vorratsbehälter 106 über eine Ölleitung 229 verbunden. Die linke und die rechte Auslaßbohrung 226L und 226R sind mit der linken und der rechten Druckkammer 97L und 97R des hinteren Servozy linders 90 über die Ölleitungen 99L bzw. 99R verbunden.

Bei dem so ausgelegten Gleichphasenlenksteuerventil 98 wird die Verlagerung (der Drosselbetrag) des Schiebers 221 von hydraulischem Druck geregelt, der von der Servolenkung 4 erzeugt wird, und eine in das Ventil 98 strömende Ölmenge wird nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt. Daher ist die Druckdifferenz zwischen der linken und der rechten Auslaßbohrung 226L und 226R (zwischen den Druck kammern 97L und 97R) um so höher, je höher der von der Ser volenkung 4 erzeugte hydraulische Druck (je größer die Lenkkraft) oder je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Die vom hinteren Servozylinder 90 erzeugte Ausgangsgröße in Gleichphasenlenkrichtung erhöht sich nach Maßgabe dieser Druckdifferenz.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt das Hilfslenksteuerventil 100 einen Kolben 110, der durch Druck von der Servolenkung 4 betätigbar ist, ein Drosselsteuerventil 112 zum Steuern eines Verbindungs- und Drosselungsbetrags zwischen einem Paar von Ausgangsdruckkammern 111L und 111R, deren Volumina sich nach Maßgabe der Verlagerung des Kolbens 110 ändern, und ein Hauptventil 113, das durch den Empfang von hydrau lischem Druck betätigbar ist, der von den Ausgangsdruck kammern 111L und 111R als Steuerdruck erzeugt wird.

Die Fig. 2-8 zeigen im einzelnen den Aufbau des Steuerven tils 100. Nach den Fig. 2 und 3 besteht der Kolben 110 aus der Verbindung eines linken und eines rechten becherförmi gen Kolbenelements 114L und 114R miteinander derart, daß ihre Bodenteile einander kontaktieren. Der Kolben 110 ist in einen Zylinder 117 in einem Ventilgehäuse 116 einge setzt. Daher hat der Kolben 110 einen durchmesserkleinen Mittenabschnitt und durchmessergroße abgestufte Endab schnitte. Zwischen dem linken und dem rechten Endabschnitt ist beim Verbinden des linken und des rechten Kolbenteils 114L und 114R eine Neutralfeder 119 über ein Paar von Scheiben 118 eingefügt. Ein linker und ein rechter zylin drischer Adapter 120L und 120R sind zwischen den Außenflä chen des linken und des rechten Endes des Kolbens 110 und den Innenflächen des linken und des rechten Endes des Zy linders 117 integral mit dem Ventilgehäuse 116 angeordnet. Der Kolben 110 ist so angeordnet, daß er in bezug auf die Adapter 120L und 120R verschiebbar ist. Ferner sind ein linker und ein rechter Stopfen 121L und 121R am Ventilge häuse 116 über Bolzen 123 von den äußeren Endseiten her befestigt. In diesem Zustand liegen die Adapter 120L und 120R an den Scheiben 118 an. Die inneren Endabschnitte der Stopfen 121L und 121R sind in den Kolben 110 eingesetzt, und der Kolben 110 ist in bezug auf die Stopfen 121L und 121R verschiebbar. Die Stopfen 121L und 121R wirken mit dem Kolben 110 zusammen zur Bildung einer linken und einer rechten Druckaufnahmekammer 122L und 122R im Ventilgehäuse 116. Die Stopfen 121L und 121R wirken ferner mit dem linken und dem rechten Ende des Kolbens 110 und den Innenflächen der Adapter 120L und 120R zusammen zur Bildung der linken und der rechten Ausgangsdruckkammern 111L und 111R. Ferner sind, wie Fig. 3 zeigt, ein linker und ein rechter Ein gangskanal F_L und F_R, die jeweils mit den Druckaufnahme kammern 122L und 122R kommunizieren, in den Stopfen 121L und 121R gebildet. Wie Fig. 1 zeigt, sind diese Eingangs kanäle F_L und F_R mit der linken und der rechten Druckkammer 7L und 7R in der Servolenkung über Ölleitungen 125L bzw. 125R verbunden. Daher wird der Kolben 110 nach Maßgabe des in die Druckaufnahmekammern 122L und 122R eingeführten Steuerdrucks verlagert. Mit dieser Verlagerung werden die Volumina der Ausgangsdruckkammern 111L und 111R größer und kleiner bzw. umgekehrt. Es ist zu beachten, daß in den Stopfen 121L und 121R Entlüfter 171L und 171R, die mit den Druckaufnahmekammern 122L und 122R in Verbindung bringbar sind, und im Ventilgehäuse 116 Entlüfter 172L und 172R, die jeweils mit den Ausgangsdruckkammern 111L und 111R in Ver bindung bringbar sind, vorgesehen sind. Mit 180 in Fig. 3 ist eine Gewindebohrung bezeichnet, die dem Befestigen des Ventilgehäuses 116 an einer Befestigungsvorrichtung dient.

Die Ausgangsdruckkammern 111L und 111R kommunizieren je weils mit der linken und der rechten Ölkammer 129L und 129R, die im Drosselsteuerventil 112 gebildet sind, und zwar über Ausschnitte 126L bzw. 126R in den äußeren Enden der Adapter 120L und 120R, Ringnuten 127L und 127R in der Innenfläche des Zylinders 117 und Ölleitungen 128L und 128R im Ventilgehäuse 116. Das Drosselsteuerventil 112 bestimmt den Drosselungsbetrag zwischen der linken und der rechten Ölkammer 129L und 129R und steuert dadurch den Drosselungs betrag der Ausgangsdruckkammern 111L und 111R. Insbesondere wird das Steuerventil 112 durch hydraulischen Druck betä tigt, der von der vom Ausgleichgetriebe angetriebenen Öl pumpe zugeführt wird, deren Durchflußmenge mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Daher ändert sich der Drosselungsbetrag des Steuerventils 112 nach Maßgabe der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Wie Fig. 5 zeigt, steuert das Drosselsteuerventil 112 einen Überlappungsbetrag eines Drosselabschnitts 190, der von der Außenfläche eines auf die Fahrzeuggeschwindigkeit anspre chenden Schiebers 130 und der Innenfläche des Ventilgehäu ses 116 zwischen den Ölkammern 129L und 129R definiert ist, wodurch ein Drosselungsbetrag zwischen den Ölkammern 129L und 129R bestimmt wird. Insbesondere sind Ölkammern 173P und 173R auf der rechten und der linken Seite des auf die Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechenden Schiebers 130, der in den Fig. 1 und 5 von einer Feder 49 nach rechts vorgespannt und verschiebbar angeordnet ist, definiert. In der von der Ölpumpe 105 kommenden Ölleitung 222 ist eine Drossel 50 angeordnet. Drücke V_P und V_R in der Ölleitung 222 auf- und abstrom von der Drossel 50 werden auf im Ventilgehäuse 116 gebildete Kanäle P_V und R_V aufgebracht, wobei diese Kanäle mit den Ölkammern 173P und 173R über Ölleitungen 51 und 52 in Verbindung stehen. Somit wird der Schieber 130 von der Druckdifferenz zwischen dem aufstromseitigen Druck V_P und dem abstromseitigen Druck V_R betätigt. Der Schieber 130 wird gegen die Vorspannkraft der Feder 49 nach Maßgabe der Druckdifferenz (V_P - V_R), die mit steigender Fahrzeugge schwindigkeit größer wird, verlagert. Die Länge des Dros selabschnitts 190 nimmt daher mit steigender Fahrzeugge schwindigkeit ab, und der Drosselungsbetrag des Ventils 112 wird kleiner. Bei dem Steuerventil 112 kann durch Einstel len der Einschraubtiefe eines Stopfens 174, der die Ölkam mer 173R definiert, die Vorspannung der Feder 49 bestimmt werden. Daher können die Fahrzeuggeschwindigkeits-Charak teristiken des Schiebers 130 bestimmt werden.

Das Hauptventil 113 dient als Vierkanal-Drosselschaltventil vom Schiebertyp. Insbesondere, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, hat das Ventil 113 einen im Ventilgehäuse 116 gebildeten Zylinderabschnitt 131 und einen Hauptschieber 132, der als Ventilhauptkörper mit drei Steuerabschnitten dient. Der Hauptschieber 132 ist in Axialrichtung verschiebbar im Zy linderabschnitt 131 angeordnet. Das linke und das rechte Ende des Zylinderabschnitts 131 sind mit Stopfen 133L und 133R dicht verschlossen, die in die Stopfen 121L bzw. 121R geschraubt sind. Ein Paar von Federn 134L und 134R ist je weils zwischen diesen Stopfen 133L und 133R und dem linken und rechten Ende des Hauptschiebers 132 angeordnet, um den Hauptschieber 132 in eine Neutrallage zu beaufschlagen. Durch Justieren der Einschraubtiefe der Stopfen 133L und 133R kann die Vorspannkraft der Federn 134L und 134R auf den Hauptschieber 132 eingestellt werden. Diese Federn 134L und 134R sind in der linken und der rechten Steuerdruckzu führkammer 135L und 135R enthalten, die von dem linken und dem rechten Ende des Hauptschiebers 132, dem linken und dem rechten Ende des Zylinderabschnitts 131 und den Stopfen 133L und 133R definiert sind. Die Steuerdruckzuführkammern 135L und 135R kommunizieren mit der obengenannten linken und rechten Ausgangsdruckkammer 111L und 111R durch Öllei tungen 136L und 136R , die im Ventilgehäuse 116 gebildet sind. In diesem Fall können, wie Fig. 1 zeigt, die Steuer druckzuführkammern 135L und 135R mit den Ausgangsdruckkam mern 111L und 111R durch die Ölkammern 129L und 129R des Drosselsteuerventils 112 kommunizieren.

Zwei Kammern 137L und 137R, die jeweils von einer Ringnut gebildet sind, die zwischen zwei benachbarten Steuerab schnitten liegt, sind an der Außenfläche des Hauptschiebers 132 gebildet. Ferner sind drei Kammern 138, 139 und 140, die jeweils von einer Ringnut gebildet sind, an der Innen fläche des Zylinderabschnitts 131 gebildet und legen Grenz abschnitte der Kammern 137L und 137R fest. Wie die Fig. 1, 2 und 7 zeigen, kommunizieren die Kammern 137L und 137R jeweils mit einem linken und einem rechten Auslaßkanal A und B, die in der Außenfläche des Ventilgehäuses 116 ge formt sind, durch im Ventilgehäuse 116 gebildete Ölleitun gen. Diese Auslaßkanäle A und B sind mit den Zylinderkam mern 92R und 92L des hinteren Servozylinders 90 durch Öl leitungen 142A bzw. 142B verbunden. Ferner steht die Kammer 139 mit einem Einlaßkanal P in Verbindung. Der Einlaßkanal P ist durch die Ölleitung 144 mit einem Auslaßkanal einer Konstantdurchfluß-Ölpumpe 143 verbunden, die von der Ma schine 16 gemeinsam mit der bereits genannten Ölpumpe 15 angetrieben wird. Die Ölpumpe 143 hat die in Fig. 9 gezeig ten Auslaßstrom-Charakteristiken und führt dem Kanal P Öl mit konstanter Durchflußmenge zu. Die übrigen Kammern 138 und 140 kommunizieren mit einem Rücklaufkanal R in der Außenfläche des Gehäuses 116 durch eine im Ventilgehäuse 116 gebildete Ölleitung 146 (Fig. 8). Der Rücklaufkanal R ist mit dem Vorratsbehälter 106 durch eine Ölleitung 145 verbunden.

Die Ölleitung 146 im Ventilgehäuse 116 ist mit Ölleitungen 147L und 147R verbunden, die jeweils mit der linken und der rechten Auslaßdruckkammer 111L und 111R über Absperrorgane 148L und 148R kommunizieren. Die Absperrorgane 148L und 148R bilden eine Sicherheitseinheit. Insbesondere werden die Absperrorgane 148L und 148R geöffnet, wenn die linke und die rechte Auslaßdruckkammer 111L und 111R einen anoma len Unterdruck führen, so daß aus dem Vorratsbehälter 106 eine erforderliche Menge Arbeitsfluid zu den Auslaßdruck kammern 111L und 111R geliefert wird. Wie Fig. 8 zeigt, kann durch Justieren der Einschraubtiefe eines Stopfens 175 ein Ventilöffnungsdruck des Absperrorgans 148 eingestellt werden.

Der Betrieb des Steuerventils 100 gemäß der obigen Ausle gung wird nachstehend theoretisch erläutert, und zwar unter Bezugnahme auf ein Beispiel, bei dem hoher Steuerdruck auf den Kanal F_L aufgebracht wird. Wenn auf den Kanal F_L ein hoher Steuerdruck aufgebracht wird, wird der Kolben 110 nach rechts in den Fig. 1-3 um eine dem angelegten Druck proportionale Strecke verlagert. Wenn man diese Verlagerung mit x₁ bezeichnet, ist das Produkt der Querschnittsfläche A₁ einer Endfläche des Kolbens 110 und der Druckdifferenz P₁ zwischen den Kanälen F_L und F_R gleich der Federkraft der Feder 119. Daher kann die folgende Beziehung erhalten wer den:

A₁ · P₁ = K₁ · x₁ + f₁; x₁ = (A₁ · P₁ - f₁)/K₁ (1)

wobei
K₁ = eine Federkonstante der Feder 119 und
f₁ = ein Vorspannungswert der Feder 119.

Zu diesem Zeitpunkt muß Öl aus der Auslaßdruckkammer 111R in die Auslaßdruckkammer 111L nach Maßgabe der Verlagerung des Kolbens 110 eingeleitet werden. Da das Drosselsteuer ventil 112 jedoch zwischen den Kammern 111R und 111L liegt, wird zwischen diesen Kammern eine Druckdifferenz ΔP₁ er zeugt. Die Druckdifferenz ΔP₁ ist wie folgt definiert:

ΔP₁ = 8πµ · l · Q₂/d² (2)

wobei
Q₂ = der Öldurchsatz durch den Drosselabschnitt,
d = der Querschnitt des Drosselabschnitts,
l = die Länge des Drosselabschnitts und
µ = der Viskositätskoeffizient des Öls.

Die Druckdifferenz ΔP₁ verlagert den Hauptschieber 132 des Hauptventils 113 nach links in den Fig. 1-3. Wenn man diese Verlagerung mit Y₁ bezeichnet, wird die folgende Beziehung erhalten:

Y₁ = (ΔP₁ · D₂ - f₂)/K₂ (3)

wobei
D₂ = ein Querschnitt der Endfläche des Hauptschiebers,
K₂ = eine Federkonstante der Feder 134 und
f₂ = ein Vorspannwert der Feder 134.

Das Vierkanal-Drosselschaltventil ist zwischen dem Haupt schieber 132 und dem Ventilgehäuse 116 gebildet, und die zwischen den Kanälen A und B erzeugte Druckdifferenz ΔP₂ ist der Verlagerung Y₁ des Hauptschiebers 132 proportional.

Die Verlagerung Y₁ des Hauptschiebers 132 genügt der Be ziehung

Y₁ ∝ ΔP₁ ∝ Q₂ ∝ l ∝ 1/d²

nach Maßgabe der obigen Gleichungen (2) und (3), und die folgende Beziehung wird ferner definiert:

Q₂ = B · x₁/t (4)

wobei

B = Querschnitt der Auslaßdruckkammer und
t = Zeit.

Da aus der obigen Gleichung (1) die Beziehung x₁ ∝ P₁ erhal ten wird, ist der am Hauptventil 113 erzeugte Öldruck pro portional einer zeitlichen Änderungsrate P₁/t der Druck differenz ΔP₁ zwischen den Kanälen F_L und F_R.

Da der Öldruck ferner der Länge 1 des Drosselabschnitts 190 des Drosselsteuerventils 112 proportional ist, kann der am Hauptventil 113 erzeugte Öldruck aufgrund eines weiteren Eingangssignals geregelt werden (Steuerdruck proportional einer Fahrzeuggeschwindigkeit, d. h. der Druckdifferenz zwischen den Kanälen P_V und R_V).

Auf diese Weise bestimmt das Steuerventil 100 die zwischen den Kanälen A und B erzeugte Druckdifferenz aufgrund von zwei Arten von Signaleingängen (Steuerdruck).

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist der am Hauptventil 113 erzeugte hydraulische Druck dem Querschnitt d des Drosselabschnitts 190 umgekehrt proportional. Wenn daher, wie Fig. 10 zeigt, der Drosselabschnitt 190 parallel so gebildet ist, daß die Querschnittsfläche des Drosselab schnitts 190 bei Verschiebung des auf die Fahrzeuggeschwin digkeit ansprechenden Schiebers 130 nicht geändert wird, können die Charakteristiken von Fig. 11 (Fahrzeuggeschwin digkeits-Ansprechcharakteristiken) erhalten werden. Wenn, wie die Fig. 12 und 13 zeigen, ein auf die Fahrzeugge schwindigkeit ansprechender Schieber 130 verwendet wird, der einen verjüngten Drosselabschnitt 190 definiert, so daß sich die Querschnittsfläche des Abschnitts 190 bei Verla gerung des Schiebers 130 vergrößert, können die in Fig. 14 gezeigten Charakteristiken (Fahrzeuggeschwindigkeits-An sprechcharakteristiken) erhalten werden. Auf diese Weise können durch Änderung der Form des Drosselabschnitts will kürliche Fahrzeuggeschwindigkeits-Charakteristiken erhalten werden.

Es ist zu beachten, daß bei Verwendung eines Drosselsteuer ventils mit Blendenkonstruktion die folgende Beziehung er halten wird:

ΔP = ρQb/(2Cd² · d²)

wobei

ρ = Fluiddichte und
Cd = Durchflußmengenkoeffizient.

Wenn der hydraulische Druck im Kanal F_R nach einer Erhöhung verringert wird oder der Kanal F_R mit Steuerdruck beauf schlagt ist (Druckanstieg), wird das Steuerventil 100 in eine Richtung entgegengesetzt zur obengenannten Richtung betätigt, und auch die Druckdifferenz zwischen den Kanälen A und B wird umgekehrt.

Nachstehend wird nochmals kurz der Betrieb des Steuerven tils 100 beschrieben. Der Kolben 110 wird entsprechend dem erzeugten hydraulischen Druck verlagert, der von der Ser volenkung 4 dem Druckaufnahmekammern 122L und 122R als Steuerdruck zugeführt wird, wodurch eine Volumenänderung zwischen den Auslaßdruckkammern 111L und 111R bewirkt wird. Da die Auslaßdruckkammern 111L und 111R miteinander durch das Drosselsteuerventil 112 in Verbindung stehen, wird zwi schen ihnen eine große Druckdifferenz erzeugt, wenn die Verlagerungsrate des Kolbens 110 groß ist. Wenn die Ver lagerungsrate des Kolbens 110 jedoch klein ist, ist die zwischen den Auslaßdruckkammern 111L und 111R erzeugte Druckdifferenz klein. Somit wird der Verlagerungsrate des Kolbens 110 entsprechender hydraulischer Druck den Steuer druckzuführkammern 135L und 135R des Hauptventils 113 als Druckdifferenz zugeführt. Der Hauptschieber 132 wird nach Maßgabe dieser Druckdifferenz verlagert, und der Verlage rung des Hauptschiebers 132 entsprechende hydraulische Drücke werden an den Auslaßkanälen A und B geliefert. Ins besondere erhöht sich der vom Steuerventil 100 abgegebene hydraulische Druck mit größerer relativer Verlagerung des Hauptschiebers 132 und größer werdender Änderungsrate des von der Servolenkung 4 erzeugten hydraulischen Drucks, der die Verlagerungsrate des Kolbens 110 beeinflußt. Ferner nimmt mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit der Drossel betrag (die Länge des Drosselabschnitts 190) des Drossel steuerventils 121, der als Verlagerungswiderstand für den Kolben 110 dient, ab. Daher ist der vom Ventil 100 gelie ferte hydraulische Druck um so größer, je niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Der hydraulische Ausgangsdruck des Steuerventils 100 wird auf die Zylinderkammern 92R und 92L des hinteren Servozylinders 90 aufgebracht und wirkt als Kraft zum Einschlagen der Hinterräder in Gegenrichtung in bezug auf die Vorderräder. Es ist zu beachten, daß das Drosselsteuerventil 112 als Differentialelement wirkt. Wenn daher eine Änderung des hydraulischen Drucks von der Ser volenkung 4, wie im Fall eines konstantgehaltenen Lenkein schlags, auch bei einem Einschlagen der Vorderräder nicht auftritt, wird der Kolben 110 von der Feder 119 in die Neutrallage zurückgebracht. Somit kehrt auch der Haupt schieber 132 des Steuerventils 112 in die Neutrallage zu rück, und es wird kein hydraulischer Druck erzeugt. Infol gedessen wird der hydraulische Ausgangsdruck des Steuer ventils 100 annähernd nach Maßgabe einer Einschlaggeschwin digkeit des Lenkrads gesteuert.

Die Arbeitsrichtung und der Arbeitsbetrag des hinteren Ser vozylinders 90 werden von einer zusammengesetzten Kraft bestimmt, die aus einer Gleichphasenlenkkraft, die vom Gleichphasenlenksteuerventil 90 auf die Druckkammern 97L und 97R aufgebracht wird, und einer Gegenphasenlenkkraft, die vom Hilfslenksteuerventil 100 auf die Zylinderkammern 92R und 92L aufgebracht wird, besteht. Mit anderen Worten werden die Hinterräder nach Maßgabe des kombinierten Werts der beiden in Gegenrichtung wirkenden Eingangskräfte einge schlagen.

Der erste und der zweite Schlitz 33 und 34 des eingangs erwähnten Übersetzungsverhältnis-Wechselmechanismus 14 stehen über Ölleitungen 140A und 140B mit den Zwischenab schnitten der Ölleitungen 142A und 142B in Verbindung, die an die Auslaßkanäle A und B des Steuerventils 100 ange schlossen sind. Vom Steuerventil 100 abgegebener hydrauli scher Druck beaufschlagt auch den Übersetzungsverhältnis- Wechselmechanismus 14 in eine solche Richtung, daß der Lenkeinschlag der Vorderräder zusätzlich vergrößert wird. Somit steuert das Steuerventil 100 integral das gegenpha sige Einschlagen der Hinterräder und das Voreilungsphasen einschlagen (zusätzlicher Lenkvorgang) der Vorderräder.

Nachstehend wird der Betrieb der gesamten Vierradlenkung mit der oben beschriebenen Anordnung erläutert.

Wenn das Lenkrad 10 beim Geradeausfahren nach rechts einge schlagen wird, beaufschlagt hydraulischer Druck vom Servo lenkventil die Druckkammer 7R auf der rechten Seite des Zylinders 6 der Servolenkung 4, um das Einschlagen der Vor derräder nach rechts mit einer Hilfskraft zu unterstüzen. In diesem Zustand hat die Druckkammer 7R auf der rechten Seite des Zylinders 6 einen Hochdruckzustand, und die Druckkammer 7L auf der linken Seite befindet sich in einem Niederdruckzustand. Die Drücke in diesen Druckkammern 7L und 7R werden dem Gleichphasenlenksteuerventil 98 und dem Hilfslenksteuerventil 100 als Steuerdrücke durch die Öllei tungen 103L und 103R sowie 125L und 125R zugeführt.

Im Steuerventil 98 ist der Druck in der Steuerdruckkammer 228R hoch, und der Druck in der Steuerdruckkammer 228L ist niedrig. Der Schieber 221 wird nach links in Fig. 1 ent sprechend dem von der Servolenkung 4 erzeugten hydrauli schen Druck verlagert. Somit werden an den Ausgangskanälen 226L und 226R ein hoher und ein niedriger hydraulischer Druck nach Maßgabe der Verlagerung des Schiebers 221 und der von der Ölpumpe 105 zugeführten Ölmenge erzeugt. Die hydraulischen Drücke beaufschlagen die linke bzw. die rech te Druckkammer 97L und 97R des hinteren Servozylinders 90 über die Ölleitungen 99L und 99R. Daher empfängt die Kol benstange 95 des hinteren Servozylinders 90 von der links seitigen Druckkammer 97L den hydraulischen Druck zum Ein schlagen der Hinterräder nach rechts (Gleichphasenrich tung). Dieser hydraulische Druck entspricht dem von der Servolenkung 4 erzeugten hydraulischen Druck und der Fahr zeuggeschwindigkeit.

Im Steuerventil 100 werden die Drücke in den Druckaufnahme kammern 122R und 122L hoch bzw. niedrig nach Maßgabe des von der Servolenkung 4 auf die Kanäle F_L und F_R durch die Ölleitungen 125L und 125R aufgebrachten hydraulischen Drucks. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Zu stand des Ventils 100 selbst wird der Kolben 110 nach links in Fig. 1 nach Maßgabe des von der Servolenkung 4 erzeugten hydraulischen Drucks verlagert. Die Verlagerungsstrecke des Kolbens 110 entspricht der Änderungsrate des von der Servo lenkung 4 erzeugten hydraulischen Drucks. Die Ausgangs druckkammern 111L und 111R kommunizieren jedoch miteinander durch das Drosselsteuerventil 112. Das Drosselsteuerventil 112 dient als Widerstand bei einer Volumenänderung der Aus gangsdruckkammern 111L und 111R. Daher wird eine Druckän derung, die nach Maßgabe der Volumenänderung der Ausgangs druckkammern 111L und 111R auftritt, mit zunehmender Ver lagerungsstrecke des Kolbens 110 größer (die Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks wird größer), oder der Drosselbetrag wird größer (die Länge des Drosselabschnitts 190 ist größer, d. h. die Fahrzeug geschwindigkeit ist niedriger). Der Hauptschieber 132 des Hauptventils 113 wird nach Maßgabe der Druckdifferenz zwi schen den Ausgangsdruckkammern 111L und 111R, die aufgrund der Druckänderung auftritt, verlagert. Da die von der Öl pumpe 143 zugeführte Ölmenge konstant ist, erzeugt das Hauptventil 113 hydraulischen Druck, der nur der Verlage rung des Hauptschiebers 132 entspricht, und die Drücke an den Ausgangskanälen A und B sind jeweils hoch und niedrig vorgegeben. Die hydraulischen Drücke beaufschlagen die Zy linderkammern 92R und 92L des hinteren Servozylinders 90 durch die Ölleitungen 142A bzw. 142B. Daher empfängt die Kolbenstange 25 des hinteren Servozylinders 90 aus der Zy linderkammer 92R auf der rechten Seite den hydraulischen Druck zum Einschlagen der Hinterräder nach links (Gegen phasenrichtung). Je niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit oder je größer die Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks, um so höher ist der Öldruck zum Einschlagen der Hinterräder in Gegenphasenrichtung. Es ist zu beachten, daß die Beziehung zwischen dem Eingangs steuerdruck und dem vom Steuerventil 100 erzeugten Öldruck in Fig. 15 gezeigt ist.

Im hinteren Servozylinder 90 werden der hydraulische Druck, der auf die Druckkammer 97L zum Einschlagen der Hinterräder nach rechts (Gleichphasenrichtung) wirkt, und der hyrauli sche Druck, der auf die Zylinderkammer 92R zum Einschlagen der Hinterräder nach links (Gegenphasenrichtung) wirkt, auf die Kolbenstange 95 in entgegengesetzten Richtungen aufge bracht. Somit wird der Betrieb der Kolbenstange 95 durch die kombinierte Kraft der beiden hydraulischen Drücke be stimmt. Inbesondere zeigt Fig. 16 eine Beziehung zwischen einer Gleichphasenlenkkraft, die entsprechend dem von der Servolenkung erzeugten Öldruck erzeugt wird, und einer Gegenphasenlenkkraft, die entsprechend einer Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten Öldrucks erzeugt wird. Wenn beide Lenkkräfte miteinander synthetisiert sind, wird ein Lenkeinschlag jedes Hinterrads mit den Charakteristiken nach Fig. 17 erhalten.

Wenn der von der Servolenkung erzeugte hydraulische Druck höher wird, etwa wenn das Lenkrad aus seiner Neutrallage eingeschlagen wird, nimmt der Lenkeinschlag der Hinterräder in Gleichphasenrichtung, der aufgrund der Erhöhung des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks zum Anstei gen tendiert, entsprechend der Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks ab. Im wesent lichen werden die Hinterräder beim Beginn des Einschlagens der Vorderräder vorübergehend in Gegenphasenrichtung und anschließend in Gleichphasenrichtung eingeschlagen. Je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit, um so niedriger ist die Gegenphasenlenkkraft. Ein Lenkeinschlag in Gegenphasenrich tung beim Beginn des Lenkvorgangs wird mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, und ein Lenkeinschlag in Gleichphasenrichtung wird vergrößert. Wenn dagegen die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, wird die Gleichphasen lenkkraft verringert, und die Gegenphasenlenkkraft wird erhöht. Daher wird ein Lenkeinschlag in Gegenphasenrichtung beim Beginn des Lenkbetriebs vergrößert, und ein Lenkein schlag in Gleichphasenrichtung wird vermindert.

Der von der Servolenkung erzeugte hydraulische Druck ändert sich nicht, wenn z. B. das Ventil 100 keinen hydraulischen Druck erzeugt. Daher werden die Hinterräder in Gleichpha senrichtung um einen Winkel eingeschlagen, der dem von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Druck entspricht.

Wenn der von der Servolenkung erzeugte hydraulische Druck abnimmt, wenn etwa das Lenkrad aus einer eingeschlagenen Stellung in die Neutrallage zurückgebracht wird, werden die hydraulischen Ausgangsdrücke des Steuerventils 100 umge kehrt. Daher wird der Lenkeinschlag der Hinterräder in Gleichphasenrichtung, der aufgrund der Verringerung des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks abnimmt, nach Maßgabe der Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks vergrößert.

Der vom Steuerventil 100 gelieferte hydraulische Druck be aufschlagt den hinteren Servozylinder 90, wie oben be schrieben, um den Lenkeinschlag der Hinterräder in Gegen phasenrichtung zu korrigieren. Ferner beaufschlagt dieser hydraulische Druck den Übersetzungsverhältnis-Wechselme chanismus 14 durch die Ölleitungen 150A und 150B. Hoher hydraulischer Druck, der am Ausgangskanal A des Steuerven tils 100 beim Rechtseinschlagen des Lenkrads 10 erzeugt wird, wird in den ersten Schlitz 33 durch die Ölleitung 150A eingeführt und beaufschlagt die Druckkammer 24 des ersten Läufers 18. Die Druckkammer 25 des zweiten Läufers 20 kommuniziert mit dem Ausgangskanal B des Steuerventils 100 durch die Ölleitung 150B und hat daher einen Nieder druckzustand. Der erste Kolben 22 wird von dem der Druck kammer 24 zugeführten hydraulischen Druck ausgefahren, und zwischen dem ersten und dem zweiten Läufer 18 und 20 findet eine relative Verlagerung statt. Der zweite Kolben 23 wird in die in einem Niederdruckzustand befindliche Druckkammer gezogen. In diesem Zustand wird die zweite Lenkspindel 13 weiter im Uhrzeigersinn in bezug auf die erste Lenkspindel 12 gedreht, die aufgrund eines Eingangswerts vom Lenkrad im Uhrzeigersinn nach rechts gedreht wird, so daß die zweite Lenkspindel 13 um einen größeren Winkel als der Einschlag winkel des Lenkrads 13 gedreht wird. Daher wird eine äqui valente Lenkgetriebeübersetzung geändert, um eine Phasen voreilungsregelung zur Vergrößerung des Lenkeinschlags der Vorderräder entsprechend der Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks zu erreichen. Das Steuerventil 100 erzeugt nur dann hydraulischen Druck, wenn sich der von der Servolenkung erzeugte hydraulische Druck ändert. Daher wird, wie Fig. 18 zeigt, die oben be schriebene Phasenvoreilungsregelung nur ausgeführt, wenn das Lenkrad eingeschlagen wird, und wird unterbrochen, wenn das Lenkrad unter einem bestimmten Winkel gehalten wird. Wenn der von der Servolenkung erzeugte hydraulische Druck abnimmt, wenn etwa das Lenkrad in die Neutrallage zurück gedreht wird, werden die vom Steuerventil 100 abgegebenen hydraulischen Drücke umgekehrt. Daher nimmt der Lenkein schlag der Vorderräder entsprechend der Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks ab.

Bei der Vierradlenkung gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel wird die Gleichphasenlenksteuerung für die Hinterräder nach Maßgabe des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks ausgeführt, der im wesentlichen der Lenkkraft des Lenkrads entspricht. Die Gegenphasenlenksteuerung der Hin terräder und die Phasenvoreilungsregelung der Vorderräder wird entsprechend der Änderungsrate des von der Servolen kung erzeugten hydraulischen Drucks ausgeführt, der im we sentlichen der Einschlaggeschwindigkeit des Lenkrads ent spricht. Daher können sowohl das Gier-Ansprechverhalten als auch das Querbeschleunigungs-Ansprechverhalten des Fahr zeugs verbessert werden, so daß in effektiver Weise und gleichzeitig eine ausgezeichnete Lenkreaktion und sehr gute Fahrstabilität erhalten werden. Ein schwerkraftbedingter Schlupf-Winkel beim Umlenken aus einer Richtung in die andere wird außerdem Null angenähert, und das Kurvenfahr gefühl wird effektiv verbessert. Ferner können hohe Zuver lässigkeit und Dauerhaftigkeit erzielt werden, da sämtliche Betriebsvorgänge der genannten Vierradlenkung unter Anwen dung von hydraulischen Drücken gesteuert werden.

Insbesondere kann bei dem Steuerventil 100 gemäß dem obigen Ausführungsbeispiel der vom Hauptventil 113 zu erzeugende hydraulische Druck nach Maßgabe einer Änderungsrate eines ersten Steuerdrucks (eines von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks) und eines zweiten Steuerdrucks (eines der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden hydraulischen Drucks) gesteuert werden. Wenn daher eine Differentialre gelung und eine umgekehrte Proportionalregelung (oder Pro portionalregelung) in bezug auf die beiden Steuerdrücke ausgeführt wird, kann eine komplexe und hochgenaue Öldruck einstellung wirksam realisiert werden.

Bei dem Steuerventil 100 wird der Kolben 110 durch den von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Druck, der als Steuerdruck zugeführt wird, verlagert, und der Betrieb des Hauptventils 113 wird durch den hydraulischen Druck ge steuert, der in den Ausgangsdruckkammern 111L und 111R erzeugt wird, deren Volumina sich nach Maßgabe der Verla gerung des Kolbens 110 ändern. Daher kann der Steuerdruck ohne nachteilige Beeinflussung der Servolenkung 4 erhalten werden, und der Freiheitsgrad hinsichtlich der Auslegung der Lagebeziehung zwischen dem Kolben 110 und dem Haupt ventil 113 kann vergrößert werden.

Durch Ändern der Querschnitte der Druckaufnahme- und Aus gangsdruckkammern, der Vorspannung und der Federkonstanten jeder Feder oder der Form des Drosselabschnitts können die verschiedensten Charakteristiken erhalten werden. Da der Kolbenabschnitt, der Drosselsteuerabschnitt und der Haupt ventilabschnitt jeweils unabhängig angeordnet sind, kann die Einstellung jedes Abschnitts separat erfolgen, so daß effektiv eine gute Abstimmung erzielbar ist. Ferner sind diese Abschnitte jeweils unabhängig angeordnet, so daß eine gute Bearbeitung und Montage der Teile ermöglicht wird.

Claims

1. Steuerventil für eine Hydraulikeinrichtung, gekennzeichnet durch
eine erste Ventilvorrichtung mit einem Zylinder (117) und einem darin angeordneten Kolben (110), der im Zylinder eine Druckaufnahmekammer zur Aufnahme von Steuerdruck sowie eine erste und eine zweite Ausgangsdruckkammer (111L, 111R) definiert, wobei der Kolben nach Maßgabe des die Druckauf nahmekammer beaufschlagenden Steuerdrucks verschiebbar ist, um das Volumen der ersten Ausgangsdruckkammer zu vergrößern und das Volumen der zweiten Augangsdruckkammer zu verklei nern, und umgekehrt;
eine Drosselvorrichtung (112) zur Erzeugung einer einer Änderungsrate der Volumina der ersten und der zweiten Aus gangsdruckkammer entsprechenden Druckdifferenz zwischen diesen Ausgangsdruckkammern; und
eine Hauptventilvorrichtung (113) mit einem Eingangs kanal (P) zum Empfang von hydraulischem Druck, mit einem Ausgangskanal (A, B) zur Abgabe von hydraulischem Druck und mit einem Ventilkörper (132), der zwischen den Eingangs- und Ausgangskanälen angeordnet und nach Maßgabe der Druck differenz zwischen der ersten und der zweiten Ausgangs druckkammer verlagerbar ist zur Steuerung des von dem Aus gangskanal abgegebenen hydraulischen Drucks entsprechend der Stellung des Ventilkörpers.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (112) eine verstellbare Dros seleinrichtung mit Mitteln zum Verbinden der ersten und der zweiten Ausgangsdruckkammer (111L, 111R) miteinander und einen Drosselkörper (130) aufweist, der in den Verbindungs mitteln verlagerbar angeordnet ist, um einen Drosselbetrag der Verbindungsmittel nach Maßgabe der Verlagerung des Drosselkörpers zu ändern.

3. Steuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Drosseleinrichtung Druckkammern (173R, 173P) aufweist, die in den Verbindungsmitteln auf beiden Seiten des Drosselkörpers (130) definiert sind und Steuerdruck empfangen, und daß der Drosselköper nach Maß gabe des den Druckkammern zugeführten Steuerdrucks verla gerbar ist.

4. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (110) der ersten Ventilvorrichtung und der Ventilkörper (132) der Hauptventilvorrichung (113) so angeordnet sind, daß sie in zueinander parallele Richtungen bewegbar sind, und
daß ein gemeinsames Ventilgehäuse (116) vorgesehen ist, das die erste Ventilvorrichtung, die Drosselvorrichtung (112) und die Hauptventilvorrichtung enthält.

5. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaufnahmekammer der ersten Ventilvorrichtung eine erste und eine zweite Druckaufnahmekammer (122L, 122R) zum Empfang von Steuerdrücken umfaßt und daß der Kolben (110) so ausgelegt ist, daß er durch den auf die erste Druckaufnahmekammer wirkenden Steuerdruck in eine erste Richtung und durch den auf die zweite Druckaufnahmekammer wirkenden Steuerdruck in eine der ersten Richtung entge gengesetzte zweite Richtung verlagerbar ist.

6. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptventilvorrichtung (113) ein Paar von Druck kammern (135L, 135R) aufweist, die auf beiden Seiten des Ventilkörpers (132) definiert sind und mit der ersten bzw. der zweiten Ausgangsdruckkammer (111L, 111R) der ersten Ventilvorrichtung kommunizieren, und daß der Ventilkörper (132) nach Maßgabe einer Druckdifferenz zwischen diesen Druckkammern verlagerbar ist.

7. Vierradlenksystem für ein Fahrzeug, das lenkbare Vorder- und Hinterräder aufweist, mit
einer Servolenkung (4), die zur Lenkunterstüzung der Vorderräder (1L, 1R) einen hydraulischen Druck nach Maßgabe einer Lenkstellung eines Lenkrads erzeugt;
einer Gleichphasenlenkvorrichtung, die hydraulischen Druck zum Einschlagen der Hinterräder (82L, 82R) in die gleiche Richtung wie die Vorderräder nach Maßgabe des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks erzeugt;
einer Gegenphasenlenkvorrichtung, die hydraulischen Druck zum Einschlagen der Hinterräder entgegengesetzt zur Richtung der Vorderräder nach Maßgabe einer Änderungsrate des von der Servolenkung erzeugten hydraulischen Drucks erzeugt; und
einer hydraulischen Stelleinheit (90) zum Einschlagen der Hinterräder nach Maßgabe der von der Gleichphasenlenk vorrichtung und der Gegenphasenlenkvorrichtung erzeugten hydraulischen Drücke, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegenphasenlenkvorrichtung ein Steuerventil (100) umfaßt, das aufweist:
eine erste Ventilvorrichtung mit einer Druckaufnahme kammer zum Empfang des von der Servolenkung (4) erzeugten hydraulischen Drucks als Steuerdruck, einen Kolben (110), der nach Maßgabe des auf die Druckaufnahmekammer aufge brachten Steuerdrucks verlagerbar ist, und eine erste und eine zweite Ausgangsdruckkammer (111L, 111R), deren Volu mina durch die Verlagerung des Kolbens vergrößert und ver kleinert werden bzw. umgekehrt,
eine Drosselvorrichtung (112), die nach Maßgabe einer Änderungsrate der Volumina der Ausgangsdruckkammern eine Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Aus gangsdruckkammer erzeugt, und
eine Hauptventilvorrichtung (113) mit einem Eingangs kanal (P) zum Empfang von hydraulischem Druck, mit einem Ausgangskanal (A, B) zur Abgabe von hydraulischem Druck und mit einem zwischen den Ein- und Ausgangskanälen liegenden Ventilkörper (132), der nach Maßgabe der Druckdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Ausgangsdruckkammer verlagerbar ist zur Steuerung des von dem Ausgangskanal abgegebenen hydraulischen Drucks entsprechend der Lage des Ventilkörpers; und
wobei die hydraulische Stelleinheit (90) Mittel zur Syn thetisierung der hydraulischen Ausgangsdrücke der Gleich- und der Gegenphasenlenkvorrichtung und zum Einschlagen der Hinterräder (82L, 82R) nach Maßgabe des kombinierten Aus gangsdrucks aufweist.

8. Vierradlenksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (112) verstellbare Drossel mittel umfaßt, die Verbindungsmittel zum Verbinden der ersten und der zweiten Ausgangsdruckkammer (111L, 111R) miteinander sowie einen in den Verbindungsmitteln angeord neten Drosselkörper (130) zum Ändern eines Drosselbetrags der Verbindungsmittel nach Maßgabe der Verlagerung des Drosselkörpers aufweisen.

9. Vierradlenksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Einheit (105) vorgesehen ist zum Erzeugen von hydraulischem Druck, der sich nach Maßgabe der Fahr zeuggeschwindigkeit ändert,
daß die verstellbare Drosselvorrichtung in den Verbin dungsmitteln auf beiden Seiten des Drosselkörpers (130) definierte Druckkammern (173R, 173L) aufweist, die den hydraulischen Druck von der ersten Einheit als Steuerdruck empfangen, und
daß der Drosselkörper nach Maßgabe des den Druckkammern zugeführten Steuerdrucks verlagerbar ist.

10. Vierradlenksystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, eine zweite Druckerzeugungseinheit (143) den Eingangs kanal der Hauptventilvorrichtung (113) mit einem konstanten hydraulischen Druck beaufschlagt.

11. Vierradlenksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (110) der ersten Ventilvorrichtung und der Ventilkörper (132) der zweiten Ventilvorrichtung (113) so angeordnet sind, daß sie in zueinander parallelen Rich tungen verlagerbar sind, und
daß das Steuerventil (100) ein gemeinsames Ventilgehäuse (116) umfaßt, das die erste Ventilvorrichtung, die Drossel vorrichtung (112) und die Hauptventilvorrichtung enthält.

12. Vierradlenksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckaufnahmekammer der ersten Ventilvorrichtung eine erste und eine zweite Druckaufnahmekammer (122L, 122R) zur Aufnahme von Steuerdrücken aufweist und der Kolben (110) so ausgelegt ist, daß er von dem auf die erste Druck aufnahmekammer aufgebrachten Steuerdruck in eine erste Richtung und von dem auf die zweite Druckaufnahmekammer aufgebrachten Steuerdruck in eine zweite, der ersten Rich tung entgegengesetzte Richtung verlagerbar ist.

13. Vierradlenksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptventilvorrichtung (113) ein Paar von Druck kammern (135L, 135R) aufweist, die auf beiden Seiten des Ventilkörpers (132) definiert sind und mit der ersten bzw. der zweiten Ausgangsdruckkammer (111L, 111R) der ersten Ventilvorrichtung kommunizieren, und der Ventilkörper (132) nach Maßgabe einer Druckdifferenz zwischen diesen Druck kammern verlagerbar ist.