DE4115880C2

DE4115880C2 -

Info

Publication number: DE4115880C2
Application number: DE4115880A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Davis Calif. Us Yasui
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1990-05-16
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1993-06-17
Also published as: GB2244245A; GB2244245B; DE4115880A1; US5141069A; JPH04228370A; GB9110609D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vorspursteuer mechanismus für eine Lenkvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE 39 30 445 A1 ist eine gattungsgemäße Hilfskraftlenkung bekannt, bei der die lenkbaren Räder mit dem Lenkrad sowie zusätzlich unabhängig von der Lenkraddrehung aber nicht die Vorspur beeinflussend auslenkbar sind, um im Sinne der Verbesserung der Fahrstabilität eine Ist-Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs an eine vorbestimmte Soll-Giergeschwindigkeit anzupassen.

Ferner ist aus der DE 33 00 640 C2 eine Einrichtung zum Lenken von Kraftfahrzeugen bekannt, bei der alle Räder für sich und unabhängig aber nicht die Vorspur beeinflussend lenkbar sind, so daß sich ein in einer Kurvenfahrt möglicherweise ausbrechendes Fahrzeug selbsttätig wieder fangen kann.

Wenn sich ein Kraftfahrzeug im wesentlichen geradeaus bewegt, ist es wünschenswert, daß die gelenkten Vorderräder geringfügig in Richtung aufeinander zu gestellt werden, so daß die Räder vorne einen geringeren Abstand voneinander besitzen als hinten. Diese Anordnung, die als Vorspur (Ver kantung nach innen) bekannt ist, sorgt für eine erhöhte Stabilität des Fahrzeuges. Wenn das Fahrzeug jedoch eine Kurve durchfahren muß, neigt diese Anordnung der Vorderräder dazu, der Lenksteuerung entgegenzuwirken, so daß das Kraft fahrzeug die gewünschte Kurvenbahn nicht durchläuft. Wenn man daher beim Stand der Technik eine erhöhte Fahrzeug stabilität während einer Geradeausfahrt durch Anordnung einer solchen Vorspur erzielen wollte, muß man Kompromisse in bezug auf die Manövrierfähigkeit des Kraftfahrzeuges machen.

Darüber hinaus wird während einer Fahrzeugbewegung, bei spielsweise einer Kurvenfahrt, die Fahrzeughandhabungs dynamik durch verschiedene Parameter, wie beispielsweise den Straßenzustand, die Reifeneigenschaften, die Gewichtsvertei lung, Bremsen, Beschleunigen etc., beeinflußt, die zu einem Übersteuern oder einem Untersteuern führen können. Um dieses Problem zu lösen und zu versuchen, die Fahrzeughandhabungs dynamik konstant zu halten, hat man bislang komplex ausge bildete Aufhängungssysteme, Antriebszüge und Bremssysteme vorgeschlagen. Derartige Systeme besitzen jedoch eine Viel zahl von Teilen, die deren Komplexität und Größe in uner wünschter Weise erhöhen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vorspursteuermecha nismus für eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeuges. Die Lenkvorrichtung umfaßt eine seitlich bewegbare Spurstange, und die lenkbaren Räder des Fahrzeuges sind mit den Enden der Spurstange ver bunden. Der Vorspursteuermechanismus besitzt ein benachbart zu mindest einem Ende der Lenkstange angeordnetes Gehäuse. Ein Verbindungselement ist innerhalb des Gehäuses angeordnet und an einem Ende mit einem lenkbaren Rad und am anderen Ende mit dem anderen lenkbaren Rad verbunden. Das Verbin dungselement ist in seitlicher Richtung relativ zur Spur stange bewegbar. Der Mechanismus umfaßt des weiteren einen Betätigungsmechanismus, der bewirkt, daß sich das Verbin dungselement in Richtung auf die Spurstange bewegt, wenn das Fahrzeug durch die Lenkvorrichtung zu einer Kurvenfahrt ver anlaßt wird, so daß die Bewegung des Verbindungselementes in Richtung auf die Spurstange die Gesamtentfernung entlang der Achse der Spurstange zwischen den lenkbaren Rädern verrin gert und hierdurch den Vorspureffekt aufhebt.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Gehäuse benach bart zu jedem Ende der Spurstange angeordnet und damit ver bunden. Jedes Gehäuse ist einem getrennten Verbindungsele ment und einem Betätigungsmechanismus zugeordnet.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Kolben derart um das Verbindungselement angeordnet, daß er auf einer Seite eine Strömungsmittelkammer im Gehäuse begrenzt. Ein zusam mendrückbares Element ist zwischen der zweiten Seite des Kolbens und einer Innenwand des Gehäuses angeordnet. Des weiteren besitzt der Betätigungsmechanismus eine Strömungs mitteldruckquelle, die mit der Strömungsmittelkammer in Strömungsmittelverbindung steht und die Kammer mit einem erhöhten Strömungsmitteldruck beaufschlagt, wenn das Fahr zeug durch den Lenkmechanismus zur Kurvenfahrt veranlaßt wird, so daß sich der Kolben seitlich bewegt, das zusammen drückbare Element zusammendrückt und das Verbindungselement in Richtung auf die Spurstange bewegt und auf diese Weise den Vorspureffekt herabsetzt.

Bei einer weiteren Ausführungsform bezieht sich die Erfin dung auf einen Vorspursteuerme chanismus, bei dem die Spurstange innerhalb eines Zahnstangengehäuses angeordnet und hierzu seitlich bewegbar ist. Zwei Kolben sind im Gehäuse angeordnet, einer am Ende der Lenkstange und der andere am Ende des Verbindungselementes, so daß zwei Strömungsmittelkammern gebildet werden. Das zusammendrückbare Element befindet sich zwischen den Kolben. Der Mechanismus umfaßt des weiteren ein Steuerelement, das erfaßt, wenn das Fahrzeug eine Kurvenfahrt durchführt, und das einen tatsächlichen Lenkzustand des Fahrzeuges mißt und einen gewünschten Lenkzustand des Fahrzeuges festlegt. Wenn das Steuerelement erfaßt, daß das Fahrzeug eine Kurvenfahrt durchführt, bewirkt es, daß eine Strömungsmitteldruckquelle beide Kammern bis auf einen vorgegebenen minimalen Schwel lenwert unter Druck setzt, so daß sich die Kolben aufein ander zu bewegen und das dazwischen befindliche zusammen drückbare Element zusammenpressen, so daß auf diese Weise der Vorspureffekt vermieden wird. Wenn darüber hinaus der tatsächliche Lenkzustand vom gewünschten Lenkzustand ver schieden ist, bewirkt das Steuerelement, daß die Strömungs mitteldruckquelle eine Kammer relativ zur anderen weiter unter Druck setzt, so daß auf diese Weise sowohl die Lenk stange als auch das Verbindungselement gemeinsam relativ zur Zahnstange bewegt werden, um die Lenkstabilität aufrechtzu erhalten.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit, daß sich das Fahrzeug während einer normalen Geradeausfahrt im Vorspur zustand befindet, während bei einer Drehung des Fahrzeuges der Vorspureffekt ausgeschaltet wird. Somit wird die Fahr zeugstabilität ohne Verlust an Manövrierfähigkeit gesichert. Des weiteren sorgt die vorliegende Erfindung während einer Kurvenfahrt für eine Korrektur in bezug auf Untersteuern und Übersteuern, stellt jedoch eine erhöhte Stabilität zur Ver fügung, die durch den Vorspureffekt während einer Gerade ausfahrt erreicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen er läutert. Es zeigen:

Fig. 1a einen Schnitt durch einen erfindungs gemäß ausgebildeten Vorspursteuerme chanismus;

Fig. 1b eine Ansicht des in Fig. 1a darge stellten Mechanismus, wobei sich die Vorspursteuerung in einem zweiten Be triebszustand befindet;

Fig. 2a eine Gesamtansicht einer Lenkvorrichtung, bei der der in Fig. 1a dargestellte Vor spursteuermechanismus Verwendung findet und sich das Fahrzeug geradeaus bewegt;

Fig. 2b eine Gesamtansicht der in Fig. 2a dar gestellten Lenkvorrichtung, wobei sich das Fahrzeug dreht;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Vorspursteuer mechanismus gemäß einer zweiten Aus führungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Lenk vorrichtung zum Lenken der lenkbaren Räder eines Fahrzeuges gemäß der vorlie genden Erfindung, wobei keine Vorspur steuerung vorgesehen ist;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Systems zum Steuern der in Fig. 4 dargestellten Lenkvorrichtung;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm für das System der Fig. 5;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer zwei ten Ausführungsform eines Systems zum Steuern der in Fig. 4 gezeigten Lenk vorrichtung;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm des in Fig. 7 ge zeigten Systems;

Fig. 9 eine schematische perspektivische An sicht einer zweiten Ausführungsform einer Lenkvorrichtung zum Lenken der lenkbaren Räder eines Fahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei keine Vorspursteuerung vorgesehen ist;

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Tei les der Lenkvorrichtung der Fig. 9;

Fig. 11 einen Längsschnitt durch einen ersten Mechanismus, der gemäß der in den Fig. 9-10 gezeigten zweiten Ausführungs form arbeitet;

Fig. 11A einen Schnitt entlang Linie 11A-11A in Fig. 11;

Fig. 11B eine Schnittansicht, die die Art und Weise zeigt, gemäß der ein Lenkritzel bei der in Fig. 11 gezeigten Aus führungsform mit einer Zahnstange in Eingriff steht;

Fig. 12 einen Längsschnitt durch einen zweiten Mechanismus, der gemäß der in den Fig. 9-10 gezeigten zweiten Ausführungsform arbeitet;

Fig. 13 einen Längsschnitt durch einen Mechanis mus, der gemäß der in den Fig. 4-5 gezeigten Ausführungsform arbeitet;

Fig. 14 eine schematische perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform einer Lenk vorrichtung zum Lenken der lenkbaren Räder eines Fahrzeuges gemäß der vorlie genden Erfindung, wobei keine Vorspur steuerung vorgesehen ist;

Fig. 15 eine schematische perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform einer Lenk vorrichtung zum Lenken der lenkbaren Räder eines Fahrzeuges gemäß der vorlie genden Erfindung, wobei keine Vorspur steuerung vorgesehen ist;

Fig. 16 eine schematische Ansicht eines Teiles der Lenkvorrichtung der Fig. 15;

Fig. 17 einen Längsschnitt durch den in Fig. 11 gezeigten Mechanismus, der eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Vorspursteuermechanismus aufweist, der in dem in den Fig. 11-12 gezeigten Lenkmechanismus verwendbar ist;

Fig. 18 einen Schnitt durch die dritte Aus führungsform des in Fig. 17 gezeigten Vorspursteuermechanismus;

Fig. 19 einen Schnitt durch eine vierte Aus führungsform eines Vorspursteuermecha nismus, der bei dem in den Fig. 11-12 gezeigten Lenkmechanismus Verwendung finden kann; und

Fig. 20 die Darstellung eines Strömungsmittel kreises zum Steuern der in den Fig. 17-19 gezeigten Ausführungsformen.

Die Fig. 1a, 1b, 2a und 2b zeigen eine erste Ausführungs form eines Vorspursteuermechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Spurstange 704 besitzt einen Vorspursteuer mechanismus 707, der ein an beiden Enden angeordnetes hohl zylindrisches Gehäuse 711 umfaßt. Die Spurstange 704 ist an weitere Elemente eines herkömmlich ausgebildeten Lenkmecha nismus angeschlossen. Beispielsweise kann die Spurstange 704 einen Zahnstangenabschnitt aufweisen und zur Durchführung einer seitlichen Bewegung in einem Lenkgetriebegehäuse 706 angeordnet sein. Ein herkömmlich ausgebildetes Ritzel ist im Gehäuse 706 angeordnet, um mit dem Zahnstangenabschnitt zu kämmen. Das Ritzel ist des weiteren mit einem Lenkrad 705 verbunden, so daß bei einer Drehung des Lenkrades 705 das Ritzel gedreht wird und eine seitliche Bewegung der Spur stange 704 relativ zum Gehäuse 706 verursacht.

Kugelgelenke 710 sind mit den Enden der Spurstange 704 über Verbindungsstangen 710a, die durch das zylindrische Gehäuse 711 angeordnet sind und einstückig ausgebildete Verbindungs stangen oder Verbindungsabschnitte 710b aufweisen, die sich außerhalb des Gehäuses 711 und in Schlitze 704a erstrecken, die in den Enden der Spurstange 704 ausgebildet sind, ver bunden. Die Kugelgelenke 710 sind über eine kleine Strecke relativ zum zylindrischen Gehäuse 711 bewegbar. In ent sprechender Weise sind Verbindungsstangen 710a innerhalb der zylindrischen Gehäuse 711 bewegbar, und Abschnitte 710b sind in Schlitzen 704a bewegbar. Die Kugelgelenke 710 sind an ihren anderen Enden mit Führungsstangen 703 verbunden, die des weiteren über Lenkarme 702 mit lenkbaren Rädern 701 verbunden sind.

Ein Kolben 715 ist fest um die Verbindungsstange 710a im hohlzylindrischen Gehäuse 711 angeordnet. Ein zusammen drückbares Element, beispielsweise das elastische Element 716, ist zwischen der Innenwand des Gehäuses 711 und einer Seite des Kolbens 715 angeordnet, und ein Anschlag 718 befindet sich über der Verbindungsstange 710a auf der gegen überliegenden Seite des Kolbens 715 vom elastischen Element 716. Auf diese Weise wird eine Ringkammer 721 um die Ver bindungsstange 710a zwischen dem Kolben 715 und dem Anschlag 718 gebildet. Ein Dichtungsring 720 ist um den Kolben 715 angeordnet, und eine Buchse 717 befindet sich an dem Ende des zylindrischen Gehäuses 711, das der Innenwand gegen überliegt, und wird über einen Sprengring 712 in Position gehalten. Die Buchse 717 ist um das Ende der Verbindungs stange 710a angeordnet und schließt das offene Ende des zylindrischen Gehäuses 711. Eine ringförmige Öldichtung 719 ist zwischen der Buchse 717 und dem Anschlag 718 vorgesehen. Das zylindrische Gehäuse 711 besitzt des weiteren eine Durchtrittsöffnung, in der ein Leitungssitz 714 angeordnet ist. Der Leitungssitz 714 ist über eine Strömungsmittel leitung 713 an eine nicht gezeigte Strömungsmitteldruck quelle angeschlossen. Unter Druck stehendes Strömungsmittel kann durch die Strömungsmittelleitung 713 von der Druck quelle und durch den Leitungssitz 714 in die Kammer 721 fließen. Sowohl die Strömungsmitteldruckquelle als auch das zentrale Steuerelement, das den Strömungsmittelfluß von dieser steuert, sind nicht gezeigt, können jedoch ent sprechende Elemente, wie gezeigt, umfassen und werden in Verbindung mit den Fig. 9-10 erläutert. Das zylindrische Gehäuse 711 und sämtliche darin angeordnete Elemente bilden zusammen den Vorspursteuermechanismus 707.

Im Normalbetrieb des Fahrzeuges, wenn sich dieses geradeaus bewegt, wird kein erhöhter Strömungsmitteldruck der Kammer 721 zugeführt. Das elastische Element 716 befindet sich in seinem ausgeweiteten Zustand, wie in Fig. 1a gezeigt, und drückt den Kolben 715 nach links. Somit wird die Verbin dungsstange 710a in die linke Position gedrückt, so daß ein äquivalenter Spalt zwischen dem Kugelgelenk 710 und der Außenwand des zylindrischen Gehäuses 711 aufrechterhalten wird. Natürlich wird der gleiche Spalt zwischen dem Kugel gelenk 710 und dem Gehäuse 711, die sich auf der rechten Seite der Spurstange 704 befinden und nicht gezeigt sind, auf rechterhalten. Da sich hierbei die Gesamtlänge der Lenk vorrichtung zwischen den lenkbaren Rädern einschließlich der Spurstange 704, dem zylindrischen Gehäuse 711 und dem Kugelge lenk 710 in ihrem Maximum befindet, sind die lenkbaren Räder 701 geringfügig nach innen aufeinander zu verkantet und nehmen die in Fig. 2a dargestellte Vorspurposition ein.

Wenn jedoch das Lenkrad gedreht wird, wenn man mit dem Fahr zeug eine Kurve fahren will, wird dessen Drehung von einem Lenkwinkelsensor, beispielsweise dem Sensor 25 in Fig. 4, erfaßt. Dieser Lenkwinkelsensor sorgt für ein Ausgangssig nal, das anzeigt, daß das Fahrzeug eine Lenkbewegung er fährt, und dieses Signal wird von einer zentralen Prozeß einheit, beispielsweise der Steuereinheit 32 in Fig. 9, erfaßt. Die zentrale Prozeßeinheit gibt einen Befehl ab, daß erhöhter Strömungsmitteldruck von der Strömungsmittelquelle, beispielsweise der Pumpe 60, und einem in Fig. 10 gezeigten Speicher der Ringkammer 721 in jedem Gehäuse 711 zugeführt wird. Durch den erhöhten Druck in der Kammer 721 wird der Kolben 715 so unter Druck gesetzt, daß er sich in Fig. 1b nach rechts bewegt, wodurch das elastische Element 716 zu sammengedrückt wird, bis es die in Fig. 1b gezeigte Posi tion einnimmt. Natürlich bewegt sich der im rechten Zylin der 711 vorgesehene Kolben gleichzeitig damit nach links. Durch die Bewegung beider Kolben 715 wird eine entsprechende Bewegung der Verbindungsstangen 710a in Richtung auf die Spurstange 704 bewirkt, wodurch die Kugelgelenke 710 näher an das zylindrische Gehäuse 711 herangezogen werden und da durch die Gesamtlänge der Lenkvorrichtung zwischen den lenk baren Rädern verringert wird. Somit werden die lenkbaren Räder 701 relativ zueinander geringfügig nach außen ver schwenkt und nehmen die in Fig. 1b gezeigte nahezu paral lele Anordnung ein. Zu Beginn einer Kurvenfahrt wird daher der Vorspureffekt vermieden, und die Manövrierfähigkeit des Fahrzeuges während der Kurvenfahrt bewahrt, obwohl während des Geradeausfahrens ein Vorspureffekt erreicht wird.

Nach der Beseitigung des Vorspureffektes werden die lenk baren Räder mit einer Schwenkbewegung für eine normale Kurvenfahrt beaufschlagt, die auf eine seitliche Bewegung der Spurstange 704 zurückzuführen ist, welche auf zwei unterschiedliche Weisen auf die Verbindungsstangen 710a für jedes Rad übertragen wird, je nachdem, ob das Fahrzeug nach rechts oder nach links fährt. In bezug auf das in den Figuren dargestellte linke Gehäuse 711 wird bei einer seit lichen Bewegung der Spurstange 704 nach links diese seit liche Bewegung über das Gehäuse 711, das an der Spurstange 704, fixiert ist, das zusammendrückbare Element 716 und den Kolben 715 auf die Verbindungsstange 710a weiter übertragen. Die Bewegung der Verbindungsstange 710a wird über das daran befestigte Kugelgelenk 710, den Lenkarm 702 und die Führungsstange 703 weiter auf das lenkbare Rad übertragen. In bezug auf das Gehäuse 711 auf der rechten Seite wird die seitliche Bewegung der Spurstange 704 über das Gehäuse 711, den Sprengring 712, die Buchse 717, die Öldichtung 719, den Anschlag 718, den Strömungsmitteldruck in der Kammer 721 und den Kolben 715 auf die Verbindungsstange 710a übertragen. Natürlich findet eine entgegengesetzte Bewegungsübertragung für jedes Gehäuse statt, wenn die Spurstange nach rechts bewegt wird. Nachdem das Lenkrad 705 in eine Position zu rückgedreht worden ist, in der das Fahrzeug im wesentlichen geradeaus gelenkt wird, wird der erhöhte Strömungsmittel druck in der Kammer 721 zum Speicher hin freigegeben, und das Element 716 expandiert, wodurch die Kolben 715 in ent gegengesetzte Richtungen gedrückt werden, so daß sich die Verbindungsstangen 710 von der Spurstange 704 weg bewegen. Auf diese Weise wird die Gesamtlänge der Lenkvorrichtung erhöht und der Vorspureffekt wiederhergestellt.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Vorspur steuermechanismus, bei dem das elastische Element 716 durch ein Federelement 728 ersetzt ist. In sämtlichen anderen Aspekten entspricht der Aufbau und die Funktionsweise dieses Vorspursteuermechanismus im wesentlichen dem in Verbindung mit den Fig. 1a, 1b, 2a und 2b beschriebenen Mechanismus.

Fig. 4 zeigt eine Lenksteuervorrichtung 10 für ein Fahr zeug, das ein Paar von lenkbaren Rädern 12 aufweist, die über einen Lenkmechanismus mit einem Lenkrad 14 in Verbin dung stehen. Bei dem Lenkmechanismus handelt es sich um eine Zahnstangenlenkung, bei der die Lenkwelle 16 ein Ritzel 18 trägt, das mit den Zähnen auf einer hin- und herbeweglichen Zahnstange 20 kämmt. Auf einer Verlängerung 20A der Zahn stange ist das Gehäuse 22 eines Elektromotors fixiert. Der Motor besitzt eine Ausgangswelle, die ein Ausgangszahnrad 24 antreibt. Das Ausgangszahnrad kämmt mit dem Schraubengewinde einer Mutter 26, die an einer Zugstange 28 fixiert ist. Die Enden der Zugstange 28 sind mit einem Paar von Lenkarmen 30 verbunden, die die Lenkbewegung auf die lenkbaren Räder 12 übertragen.

Somit erzeugen in der Praxis die Welle 16 und das Ritzel eine Linearbewegung der Zahnstange 20 und der Zahnstangen verlängerung 20A. Diese Linearbewegung wird auf das Motor gehäuse und das Ausgangszahnrad 24 übertragen. Das Zahnrad erzeugt eine Linearbewegung der Mutter 26 aufgrund der Kopplung zwischen dem Ausgangszahnrad 24 und der Mutter 26. Die Linearbewegung der Mutter 26 wird direkt auf die Zug stange 28 übertragen. Auf diese Weise kann die Orientierung der Räder 12 durch Drehen des Lenkrades verändert werden.

Um ein übermäßig hohes Übersteuern oder Untersteuern zu verhindern, macht es vorliegende Erfindung möglich, daß die Radorientierung unabhängig von der Position des Lenkrades verstellt wird, indem der Motor 22 betätigt wird, um eine Drehung des Ausgangszahnrades 24 und eine hieraus resultie rende Linearbewegung der Mutter 26 und der Stange 28 zu erzeugen. Somit kann eine erhöhte oder angepaßte Lenksteue rung vorgesehen werden, um sicherzustellen, daß sich das Fahrzeug auf der gewünschten Bahn bewegt.

Die Betätigung des Motors 22 wird durch elektrische Signale von einer Steuereinheit 32 erzeugt, die Signale benutzt, die vom Lenkwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig sind, um eine gewünschte Gierrate zu ermitteln, und die die gewünschte Gierrate mit einer tatsächlichen Gierrate ver gleicht, um den Reifenwinkel zu steuern. Als Gierrate kann die Größe der Drehung des Fahrzeuges um eine Vertikalachse definiert werden.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, wird das Lenkwinkelsignal durch einen herkömmlich ausgebildeten Lenkradwinkelsensor 25 zur Verfügung gestellt, der mit der Lenkwelle 16 des Fahrzeu ges verbunden ist. Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V wird durch herkömmlich ausgebildete Radgeschwindigkeitssensoren 28A zur Verfügung gestellt, die mit sämtlichen mit der Erde in Kontakt stehenden Rädern des Fahrzeuges verbunden sind. Wenn die Radgeschwindigkeiten unterschiedlich sind, erhält die Steuereinheit hiervon einen Durchschnittswert. Die tatsächliche Gierrate wird durch einen herkömmlich ausge bildeten Giersensor, wie beispielsweise einen Gyro 29, gemessen.

Die gewünschte Gierrate (R_d) wird durch die Steuereinheit gemäß der nachfolgenden Beziehung errechnet:

wobei R_d die gewünschte Gierrate, L die Länge der Radbasis des Fahrzeuges (d. h. die Entfernung zwischen der Vorder- und Hinterachse), g die Erdbeschleunigung, δ der Lenkwinkel, V die Fahrzeuggeschwindigkeit und K eine Konstante größer als 0 und nicht größer als 1°, um einen neutralen oder ge ringfügig untersteuernden Zustand zu erhalten, ist.

Nach dem Ermitteln der gewünschten Gierrate R_d in der vor stehend beschriebenen Weise vergleicht die Steuereinheit die gewünschte Gierrate mit der tatsächlichen Gierrate R_a . Wenn R_a=R_d ist, ist keine Lenkverstellung erforderlich; wenn R_a<R_d ist, existiert ein Zustand des Untersteuerns, wodurch der Reifenwinkel erhöht werden muß. Wenn R_a < R_d ist, ist ein Zustand des Übersteuerns vorhanden, wodurch der Reifen winkel erniedrigt werden muß. Die Richtung, in der sich das Ausgangszahnrad 24 dreht, ist davon abhängig, welcher der Werte R_a und R_d größer ist, und die Größe der Drehung des Ausgangszahnrades 24 hängt von der Größe der Differenz zwischen den Werten R_a und R_d ab. Die Drehung des Ausgangs zahnrades 24 setzt sich fort, bis die Steuereinheit fest stellt, daß R_a=R_d ist. Somit wird eine anpassungsfähige Lenksteuerung vorgesehen, um Untersteuern oder Übersteuern zu korrigieren.

In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere bevorzugte Aus führungsform der erfindungsgemäßen Steuerung dargestellt, wobei hier eine alternative Methode zur Ermittlung der tat sächlichen Gierrate verwendet wird. Anstelle eines Gierra tensensors werden hier herkömmliche Sensoren 40, 42 zur Ermittlung der vorderen und hinteren seitlichen Beschleu nigung (G-Kraft) verwendet. Die gemessenen vorderen und hinteren seitlichen Beschleunigungen werden von der Steuer einheit in vordere und hintere seitliche Geschwindigkeits werte V_f, V_r umgewandelt, wodurch die tatsächliche Gierrate R_a durch die folgende Gleichung ermittelt werden kann:

wobei N die Entfernung zwischen dem vorderen und hinteren Sensor 40, 42 ist.

In den Fig. 9 und 10 ist eine zweite bevorzugte Aus führungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Lenkvor richtung gezeigt, bei der der Elektromotor durch einen mit einem unter Druck stehenden Strömungsmittel arbeitenden Motor 50 ersetzt ist. Der Fluidmotor umfaßt einen Strömungs mittelzylinder 52, in dem ein hin- und hergehender Kolben 54 angeordnet ist. Zwei Kolbenstangen 56, 56′ sind mit gegen überliegenden Seiten des Kolbens 54 verbunden und stehen von gegenüberliegenden Enden des Zylinders vor. Zwei Federn 58, 58′, die im Zylinder angeordnet sind, spannen den Kolben 54 in eine mittlere Lage innerhalb des Zylinders 52 vor. Eine Strömungsmittelpumpe 60, die vom Motor betätigt wird, liefert unter Druck stehendes Strömungsmittel zu einem Drei wege-Solenoidventil 62, dessen Stellung durch ein Signal von der Steuereinheit 32 bestimmt wird. Ein Druckspeicher 64 kann in der Strömungsmittelleitung zwischen der Pumpe 60 und dem Ventil 72 vorgesehen sein, um Schwankungen im Strömungs mitteldruck zu dämpfen.

Im Betrieb werden die Räder 12 durch das Lenkrad 14 und die Zahnstangen- und Ritzel-Kupplung 18, 20 gelenkt. Die lineare Bewegung der Zahnstange 20 wird auf den Zylinder 52 übertra gen, der fest an der Zahnstangenverlängerung 20A montiert ist. Die Linearbewegung des Zylinders wird auf die Spur stangen 66 übertragen, die mit den äußeren Enden der Kolben stangen 56, 56′ verbunden sind. Falls die Steuereinheit 32 einen Untersteuerungs- oder Übersteuerungszustand erfaßt, wird das elektrisch betätigbare Solenoidventil 62 durch ein elektrisches Ausgangssignal von der Steuereinheit 32 betä tigt, um den Kolben in einer von zwei Richtungen zu ver schieben und dadurch die Räder 12 unabhängig von der Posi tion des Lenkrades zu drehen, wodurch die erforderliche Korrektur des Reifenwinkels hergestellt wird.

Die Fig. 11-12 zeigen eine Reihe von bevorzugten Mecha nismen, die gemäß dem in Verbindung mit den Fig. 9 und 10 beschriebenen System arbeiten. Die Fig. 11, 11A und 11B zeigen einen dieser Mechanismen 80, bei dem eine Spurstange 82 axial gleitfähig in einer Zahnstange 84 in der Form eines Hohlzylinders montiert ist. Die Zahnstange besitzt Zähne 86, die an einem Abschnitt ihres Außenumfanges ausgebildet sind (siehe Fig. 11B). Die Zahnstange 84 ist exzentrisch relativ zur Spurstange 82 angeordnet, wobei die Zähne 86 am dickeren Abschnitt der Zahnstange 84 ausgebildet sind, um die Vor richtung richtig auszugleichen. Die Zahnstange 84 ist in einem Gehäuse axial gleitbar montiert, das durch das axial ausgerichtete Servolenkgehäuse 88 und Lenkgetriebegehäuse 90 gebildet wird.

Im Lenkgetriebegehäuse 90 ist ein herkömmlich ausgebildetes Ritzel 92 montiert, das mechanisch mit der Lenkwelle gekop pelt ist. Das Ritzel 92 kämmt mit den Zähnen der Zahnstange (siehe Fig. 11B). Das Lenkgetriebegehäuse 90 besitzt ein Servolenkventilgehäuse 94, von dem sich zwei Strömungsmit telleitungen 96, 98 aus erstrecken. Diese Leitungen sind an Fittings 100, 102 angeschlossen, die vom Servolenkgehäuse 88 getragen werden, um eine Verbindung mit einer Servolenkkam mer 104 auf gegenüberliegenden Seiten eines Servolenkkolbens 106, der in der Kammer 104 angeordnet ist, herzustellen. Mit dem Ritzel 982 verbunden ist ein herkömmlich ausgebildetes Servolenksteuerventil 93, das den Zufluß eines Servo lenkströmungsmittels von einer Pumpe (nicht gezeigt) zu einer der Leitungen 96, 98 in Abhängigkeit von der Richtung, in der das Lenkrad gedreht wird, steuert.

Die Gehäuseeinheit 80 ist an einem starren Rahmen 110 des Fahrzeuges mit Hilfe eines Paares von elastischen Elementen 112, 114 montiert. Jedes dieser Elemente besitzt die Form eines Hohlzylinders, durch den sich ein entsprechender Teil des Gehäuses erstreckt. Das Element 112 nimmt das Servolenk gehäuse 88 auf, während das andere Element 114 das Lenkge triebegehäuse 90 aufnimmt. Jedes Element ist mit Hilfe eines Armes 116 mit dem Rahmen 110 verbolzt. Vibrationen des Ge häuses werden durch die elastischen Elemente gedämpft.

An gegenüberliegenden Enden der Spurstange 82 sind Kugel gelenke 120 befestigt, die über Lenkarme 122 an den lenk baren Rädern befestigt sind. Durch die axiale Verschiebung der Spurstange 82 in jeder Richtung werden die lenkbaren Räder gelenkt. Die axiale Verschiebung der Spurstange 82 kann durch das Lenkritzel 92 erzeugt werden, das eine axiale Verschiebung der Zahnstange 84 bewirkt. Die axiale Verschie bung der Zahnstange 84 wird über einen Mechanismus, der einen Strömungsmittelmotor 130 aufweist, auf die Spurstange 82 übertragen. Der Strömungsmittelmotor 130 besitzt einen Steuerzylinder 132, der mit der Zahnstange 84 verbunden ist, und einen Kolben 134, der einstückig mit der Spurstange 82 aus gebildet ist. Der Kolben 134 ist in der durch den Steuer zylinder 132 gebildeten Kammer 136 axial gleitbar. Mit der Kammer 136 auf gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 134 stehen Fittings 138, 140 in Verbindung, die an flexible Strömungsmittelleitungen 142, 144 gekoppelt sind. Die Lei tungen 142, 144 sind so angeordnet, daß sie unter Druck stehendes Strömungsmittel von einer Pumpe 146 aufnehmen, nachdem das Strömungsmittel ein Ventil 148, beispielsweise ein Dreiwege-Solenoidventil, passiert hat. Das Ventil 148 wird von der Steuereinheit 82 in der vorstehend beschrie benen Weise so betätigt, daß es unter Druck stehendes Strö mungsmittel zu einer oder keiner der Leitungen 142 oder 144 leitet.

Wenn keine der Leitungen 142 oder 144 mit der Pumpe 146 in Verbindung steht, ist das in der Kammer 136 auf gegenüber liegenden Seiten des Kolbens 134 verbleibende Strömungs mittel in der Lage, eine Axialkraft vom Steuerzylinder 132 auf den Kolben 134 zu übertragen. Somit wird die Axialbewe gung der Zahnstange 84, die vom Hauptlenkmechanismus 92, 106 und von der Servolenkeinheit erzeugt wird, über den Steuer zylinder 132, das Strömungsmittel in der Kammer 136 und den Kolben 134 auf die Spurstange 82 übertragen. Mit anderen Worten, das Strömungsmittel im Steuerzylinder 132 verhin dert, daß sich die Spurstange 82 relativ zur Zahnstange 84 bewegt, wenn die Pumpe 146 nicht mit der Kammer 136 in Ver bindung steht.

Wenn die Steuereinheit 32 feststellt, daß die Orientierung der lenkbaren Räder verstellt werden muß, um ein übermäßiges Übersteuern oder Untersteuern zu verhindern, wie in Verbin dung mit den Fig. 6 bis 8 beschrieben, wird das Ventil 148 betätigt, um unter Druck stehendes Strömungsmittel von der Pumpe 146 zu einer Seite des Kolbens 134 zu führen. Als Folge hiervon wird der Kolben 134 in Axialrichtung relativ zum Steuerzylinder 132 verschoben, wodurch die Spurstange 82 relativ zur Zahnstange 84 seitlich bewegt wird und die lenk baren Räder unabhängig von der Bewegung der Zahnstange 84 gelenkt werden.

Um den Grad der Verschiebung der Spurstange 82 relativ zur Zahnstange 84 zu messen, der die Größe darstellt, um die die Spurstange von der Steuereinheit 32 verschoben wird, ist ein Potentiometer 150 an die Spurstange angeschlossen. Das Potentiometer 150 ist vom linearen Typ und besitzt ein Ge häuse 152, das am Steuerzylinder 132 montiert ist und sich zusammen mit diesem bewegt, und eine Stange 154, die mit Hilfe eines Armes 156 mit der Spurstange 82 verbunden ist. Die Stange 154 wird relativ zum Gehäuse 152 in Abhängigkeit von einer Relativverschiebung zwischen der Spurstange und der Zahnstange verschoben, woraufhin das Potentiometer 150 ein Signal erzeugt, das zur Steuereinheit zurückgeführt wird.

Um den Grad der Verschiebung der Zahnstange 84 zu messen und auf diese Weise eine Anzeige für die Orientierung der lenk baren Räder zu erhalten, ist ein Drehpotentiometer 160 mit dem Ritzel 92 gekoppelt. Ein vom Drehpotentiometer erzeugtes Signal wird zur Steuereinheit 32 zurückgeführt.

Der in Fig. 12 dargestellte bevorzugte Mechanismus ent spricht dem Mechanismus der Fig. 11, mit der Ausnahme, daß kein Servolenkmechanismus vorgesehen und der Steuerzylinder 132′ des Motors 130′ zwischen den axialen Enden der Zahn stange 84 montiert ist. Fittings 138′ und 140′ sind zur Verschiebung innerhalb eines im Gehäuseteil 88′ ausgebil deten Schlitzes 170 angeordnet. Ein lineares Potentiometer und ein Drehpotentiometer sind nicht gezeigt, sind jedoch vorgesehen. Die Ausführungsform der Fig. 12 funktioniert in der gleichen Weise wie die der Fig. 11, wobei die Lenk kräfte über die Zahnstange 84 und den Kolben 134′ auf die Lenkarme übertragen werden.

Der in Fig. 13 dargestellte bevorzugte Mechanismus ent spricht dem der Fig. 12, mit der Ausnahme, daß anstelle des Strömungsmittelmotors 130′ ein Elektromotor 200 vorgesehen ist. Der Elektromotor 200 umfaßt ein Gehäuse 201, das mit der Zahnstange 84 verbunden ist, und ein Ausgangselement in der Form einer Drehmutter 202 mit Innengewinde, die gedreht wird, wenn eine elektrische Stromquelle 204 einen Stator des Motors 200 in Abhängigkeit von einem Signal von der Steuer einheit 32 erregt. Die Mutter 202 kämmt mit einem Außenge winde auf der Spurstange 82′′, um die Spurstange relativ zur Zahnstange 84 axial zu verschieben. Obwohl nicht gezeigt, sind Potentiometer zum Messen der Verschiebung der Zahn stange und der Relativverschiebung zwischen der Spurstange und der Zahnstange vorgesehen. Die Lenkkräfte vom Ritzel 92 werden über die Zahnstange 84 und die Ausgangsmutter 202 des Elektromotors auf die Lenkarme übertragen.

Fig. 14 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform eines Lenkmechanismus, bei dem keine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad 14 und den lenkbaren Rädern 12 vor handen ist. Statt dessen werden die Zahnstange und das Ritzel allein durch elektrische Signale von der Steuer einheit 32 gesteuert. Die Steuereinheit 32 ist an einen Elektromotor 270 elektrisch angeschlossen, dessen Aus gangswelle 272 mit dem Ritzel 274 verbunden ist. Das Ritzel kämmt mit den Zähnen einer Zahnstange 276, deren Enden mit Spurstangen 278 verbunden sind. Die Spurstangen 278 sind mit Lenkarmen 280 verbunden.

Im Betrieb führt die Drehung des Lenkrades 14 zu einem Signal, das vom Lenkradwinkelsensor 225 erzeugt wird. Dieses Signal wird in der gleichen Weise, wie in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben, der Steuereinheit zugeführt. Wann immer das Lenkrad gedreht wird, liefert somit die Steuereinheit dem Motor 70 ein Steuersignal, um die lenkbaren Räder 12 um einen Betrag zu drehen, durch den ein beträchtliches Über steuern oder Untersteuern verhindert wird.

Die Fig. 15-16 zeigen eine vierte bevorzugte Ausführungs form eines Lenkmechanismus, der eine Variante des in Ver bindung mit Fig. 14 beschriebenen Mechanismus darstellt, da die Steuereinheit 32 einen Strömungsmittelmechanismus in entsprechender Weise steuert, wie in Verbindung mit den Fig. 9 und 10 beschrieben. Ein Strömungsmittelzylinder 290 besitzt hierbei Kolbenstangen 292, 292′, die mit Spur stangen 294 verbunden sind. Das Ausgangssignal von der Steuereinheit 32 wird einem Dreiwege-Solenoidventil 296 zu geführt, damit unter Druck stehendes Strömungsmittel von der Pumpe 295 dem Strömungsmittelzylinder 290 zum Lenken der lenkbaren Räder 12 zugeführt wird.

Obwohl der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorspur steuermechanismus bei den in den Fig. 4-16 gezeigten Lenksteuervorrichtungen nicht gezeigt ist, versteht es sich von selbst, daß diese Vorrichtungen in einfacher Weise so angepaßt werden können, daß damit Vorspursteuermechanismen verwendet werden können. Beispielsweise kann bei jeder dieser Ausführungsformen ein Vorspursteuermechanismus 707, der ein zylindrisches Gehäuse 711 und die zugehörigen Ele mente umfaßt, zwischen dem Ende der Spurstange und den Kugelgelenken einer dieser Ausführungsformen angeordnet sein, um eine Vorspursteuerung vorzusehen. Dieser Vorspur steuermechanismus wird durch die gleiche zentrale Prozeß einheit gesteuert, die den anpassungsfähigen Lenkmechanis mus in jedem Fall steuert. Wann immer der anpassungsfähige Lenkmechanismus dieser Ausführungsformen ein übermäßiges Untersteuern oder Übersteuern verhindert, wird der Strö mungsmitteldruck gleichzeitig der Kammer 721 zugeführt, um das elastische Element 716 zusammenzudrücken und dadurch einen Vorspursteuereffekt während der anpassungsfähigen Lenksteuerung auszuschalten.

Um eine Vorspursteuerung für die vorstehend beschriebenen anpassungsfähigen Lenkmechanismen vorzusehen, müssen die Vorspursteuermechanismen 707 an beiden Enden der Spurstange vorgesehen sein. Wie die Fig. 17-18 zeigen, ist ein Vor spursteuermechanismus dargestellt, der mit der anpassungs fähigen Lenksteuervorrichtung kombiniert ist. Gemäß Fig. 17 ist eine aus einem Vorspursteuermechanismus und einer an passungsfähigen Lenksteuervorrichtung bestehende Vorrichtung 707′ an einem Ende der Spurstange 704 anstelle des in Fig. 11 gezeigten Strömungsmittelmotors 130 vorgesehen. In jeg licher anderer Hinsicht ist die Vorrichtung der Fig. 17 mit der der Fig. 11 identisch. Obwohl die Vorrichtung 707′ speziell so gezeigt ist, daß sie zusammen mit der Aus führungsform der Fig. 11 der Lenkvorrichtung verwendet wird, kann sie zusammen mit irgendeiner der Lenkvorrichtun gen Verwendung finden, bei denen Strömungsmitteldruck Ver wendung findet, um eine seitliche Bewegung der Spurstange relativ zur Zahnstange während der anpassungsfähigen Lenk steuerung zu bewirken. Darüber hinaus sorgt die Verwendung der Vorrichtung 707′ nicht nur für eine Vorspur- und anpas sungsfähige Lenksteuerung innerhalb eines zylindrischen Gehäuses, sondern bringt auch die Notwendigkeit in Fortfall, einen Vorspursteuermechanismus des in den Fig. 1-3 ge zeigten Typs an jedem Ende der Spurstange vorsehen zu müs sen, da sich die Spurstange in seitlicher Richtung relativ zur Zahnstange bei diesen anpassungsfähigen Lenkvorrichtun gen frei bewegt.

Wie man des weiteren den Fig. 17-18 entnehmen kann, erstreckt sich die Spurstange 704 innerhalb des zylin drischen Gehäuses 711′, und die Verbindungsstange 710a, die mit dem Kugelgelenk 710 verbunden ist, verläuft ebenfalls in das zylindrische Gehäuse 711′. Das zylindrische Gehäuse 711′ ist fest an einem Ende der Zahnstange 84 angeordnet. Der Verlängerungsabschnitt 710b der Verbindungsstange 710a erstreckt sich innerhalb eines Schlitzes 704a, der am Ende der Spurstange 704 ausgebildet ist. Ein erster Kolben 715 ist an der Spurstange 704 fixiert und erstreckt sich um deren Umfang an derem Ende, und ein zweiter Kolben 715 ist an der Verbindungsstange 710a fixiert und erstreckt sich von dieser aus. Ein elastisches Element 716 ist zwischen den beiden Kolben 715 angeordnet. Die Kolben 715 unterteilen das Innere des zylindrischen Gehäuses 711′ in eine rechte und linke Kammer, die jeweils über Strömungsmittelleitungen 713 und Leitungsschlitze 714 mit Steuerventilen 742 verbunden sind, wie in Fig. 20 gezeigt. Dichtungsringe 720 sind in der in Fig. 1 gezeigten Art und Weise um die Kolben 715 angeord net. Des weiteren ist eine erste Öldichtung 719 benachbart zur Innenwand des Gehäuses 711′ und eine zweite Öldichtung 719 benachbart zur Buchse 717 angeordnet.

In Fig. 20 ist ein Strömungsmittelkreis zum Steuern der in den Fig. 17-18 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Der Kreis umfaßt ein erstes und zweites Paar von seriell ange ordneten EIN/AUS-Ventilen 742a und 742b und 742c und 742d, die parallel zwischen der Ölpumpe 60 und dem Speicher 740 angeordnet sind. Die im Gehäuse 711′ ausgebildete linke Strömungsmittelkammer ist mit dem Strömungsmittelkreis zwischen den Ventilen 742c und 742d verbunden, während die im Gehäuse 711′ ausgebildete rechte Strömungsmittelkammer mit dem Strömungsmittelkreis zwischen den Ventilen 742a und 742b verbunden ist. Veränderliche Öffnungen 746a und 746b sind zwischen den Ventilen 742c und 742d und dem Speicher 740 angeordnet. Ein Entlastungsventil 748 ist in einer Umgehungsleitung angeordnet, die direkt zwischen der Öl pumpe 60 und dem Speicher 740 geführt ist, und ermöglicht, daß das Öl direkt dazwischen fließt und den restlichen Teil des Kreises einschließlich des zylindrischen Gehäuses 711′ umgeht, wann immer der Druck am Auslaß der Ölpumpe 60 ein vorgegebenes Niveau übersteigt. Druckumformer 744 sind ange ordnet, um den Strömungsmitteldruck in der rechten und lin ken Strömungsmittelkammer zu erfassen. Sämtliche EIN/AUS- Ventile 742 und Öffnungen 746 sind mit der Steuereinheit 32 verbunden, die deren Betriebsstellung steuert. Die Umformer 744 sind ebenfalls mit der Steuereinheit 32 verbunden. Schließlich empfängt die Steuereinheit 32 die Gierrate, die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Lenkradwinkel und die Relativ position der Kolben 715 im zylindrischen Gehäuse 711′ von verschiedenen Detektoren, wie in Verbindung mit den Fig. 5, 6 und 11 erläutert.

Im Betrieb verbleiben während der normalen Geradeausfahrt die Ventile 742c und 742a im geschlossenen Zustand, und unter Druck stehendes Strömungsmittel von der Ölpumpe 60 fließt direkt zum Speicher 740 über das Entlastungsventil 748. Der Druck auf beiden Seiten der Kolben 715 ist im wesentlichen gleich, und das elastische Element 716 wird dicht zusammengedrückt. Daher nehmen die Räder einen gegen einander verkanteten Zustand (Vorspurzustand) ein, wie in Fig. 2a gezeigt. Wenn das Lenkrad während einer Kurven fahrt gedreht wird, wird die Drehung vom Lenkwinkelsensor erfaßt, und die Steuereinheit 32 führt die Ventile 742a und 742c in die offene Position, so daß Strömungsmittel in beide Kammern des zylindrischen Gehäuses fließen kann und diese unter gleichem Druck stehen, der einem minimalen Schwellen wert entspricht, der von den Umformern 744 erfaßt wird. Der erhöhte Druck wirkt auf beide Kolben 715 ein, so daß sich die Kolben aufeinander zu bewegen, die Verbindungsstange 710a bewegt sich in Richtung auf die Spurstange 704 im Schlitz 704a, und das elastische Element 716 wird kompri miert. Somit bewegt sich wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 das Kugelgelenk 710 in Richtung auf das Gehäuse 711′, wodurch der Gesamtabstand zwischen den lenkbaren Rädern entlang der Achse der Spurstange 704 reduziert und der Vorspureffekt der Räder ausgeschaltet wird. Die Räder nehmen eine allgemein parallele Anordnung ein. Danach werden auch die Ventile 742b und 742a geöffnet, um sicherzustellen, daß die Kammern nicht unter Überdruck gesetzt werden. Der Strömungsmittelfluß aus den Kammern heraus, um sicher zustellen, daß der minimale Schwellenwert aufrechterhalten wird und die Kammern nicht unter Überdruck gesetzt werden, wird durch die Öffnungen 746a und 746b gesteuert, die unter der Steuerung der Steuereinheit 32 den Strömungsmittelfluß aus den Kammern heraussteuern.

Solange wie der Lenkwinkelsensor erfaßt, daß das Fahrzeug um eine Kurve gelenkt wird, wird der Druck in beiden Kammern auf dem minimalen Schwellenwert gehalten, um einen Vorspur effekt auszuschalten. Wenn kein Untersteuern oder Über steuern erfaßt wird, d. h. die tatsächliche und die ge wünschte Gierrate sind gleich, wird das Fahrzeug normaler weise mit einer seitlichen Bewegung der Zahnstange 84 ge lenkt, die aufgrund des auf die Kolben 715 einwirkenden Strömungsmittels auf die Spurstange 704 und die Verbindungs stange 710a übertragen wird. Sollte jedoch ein Untersteue rungs- und Übersteuerungszustand erfaßt werden, wie vor stehend erläutert, wird eine der Innenkammern über den Schwellenwert hinaus weiter unter Druck gesetzt, was eine gemeinsame seitliche Bewegung der Kolben 715 in der gleichen Richtung und damit eine gemeinsame seitliche Bewegung der Spurstange 704 und der Verbindungsstange 710a relativ zur Zahnstange 84 bewirkt, wodurch die erforderliche Korrektur des Untersteuerns oder Übersteuerns erreicht wird. Die erhöhte Druckbeaufschlagung der einen Kammer über den Schwellenwert hinaus und relativ zur anderen Kammer wird durch Einengung der geeigneten veränderlichen Öffnung 746a oder 746b durch die Steuereinheit 32 erreicht, damit weniger Strömungsmittel aus der gewählten Kammer durch diese fließen kann. Somit wird der Druck in der Kammer über den Schwellen wert hinaus und relativ zur anderen Kammer erhöht, wodurch beide Kolben 715 in seitlicher Richtung bewegt werden, wie dies erforderlich ist, um die entsprechende notwendige seit liche Bewegung der Spurstange 704 und der Verbindungsstange 710a relativ zum Gehäuse 711′ und zur Zahnstange 84 vorzu sehen. Da der minimale Schwellendruck in beiden Kammern während der anpassungsfähigen Steuerung zu allen Seiten auf rechterhalten wird, bleibt das elastische Element 716 zwischen den Kolben 715 im zusammengepreßten Zustand, und der Vorspureffekt wird während der gesamten Zeit der anpas sungsfähigen Steuerung ausgeschaltet.

Wenn die gewünschte Kurvenbahn erreicht ist, d. h. eine an passungsfähige Steuerung nicht länger erforderlich ist, wird die Kammer, in der der Druck erhöht worden ist, durch Er weitern der Fläche der Öffnung wieder auf den Schwellenwert reduziert. Ferner wird der Druck in der anderen Kammer ge ringfügig über den Schwellenwert erhöht, da dies erforder lich ist, um eine Rückkehr der Kolben in ihre mittlere Position im zylindrischen Gehäuse 711′ zu bewirken, wenn die anpassungsfähige Lenksteuerung allmählich aufgehoben wird. Natürlich werden die Drücke in beiden Kammern auf dem Schwellenwert gehalten, um den Vorspureffekt so lange auszu schalten, wie das Fahrzeug um eine Kurve bewegt wird. Wenn der Lenkwinkelsensor erfaßt, daß das Fahrzeug nicht mehr um eine Kurve gelenkt wird, wird der Druck in beiden Kammern auf das normale Niveau abgesenkt, das elastische Element 716 expandiert, und die Vorspur wird wiederhergestellt.

Die Ausführungsform der Fig. 19 ist identisch mit der Aus führungsform der Fig. 18, mit der Ausnahme, daß eine Feder 728 das elastische Element 716 ersetzt. Die Feder 728 ist um den Verlängerungsabschnitt 710b der Verbindungsstange 710a in dem in der Spurstange 704 ausgebildeten Schlitz 704a an geordnet. Es versteht sich, daß die den Vorspursteuermecha nismus und die anpassungsfähige Lenksteuervorrichtung ent haltende Vorrichtung 707′ den in Fig. 12 gezeigten Strö mungsmittelmotor 130′ ersetzen kann. Die Spurstange 82′ besitzt daher einen linken und einen rechten Spurstangen abschnitt, die Enden aufweisen, die im zylindrischen Gehäuse enden, so daß ein Kolben um das Ende eines jeden Stangenab schnittes innerhalb des zylindrischen Gehäuses fest ange ordnet ist. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung ist iden tisch mit der in Fig. 17 gezeigten Vorrichtung.

Die Lenkstabilität eines sich bewegenden Fahrzeuges wird somit durch Messen der tatsächlichen Gierrate des Fahrzeuges und durch Bestimmen einer gewünschten Gierrate des Fahrzeu ges sowie Erzeugen eines Ausführungssignales in Abhängig keit von einem Vergleich der tatsächlichen und gewünschten Gierrate aufrechterhalten. Der Lenkwinkel der lenkbaren Räder des Fahrzeuges wird in Abhängigkeit von diesem Aus gangssignal so gesteuert, daß sich die tatsächliche Gier rate im wesentlichen an die gewünschte Gierrate anpaßt und auf diese Weise die Fahrzeugstabilität aufrechterhalten wird. Die lenkbaren Räder werden durch ein Lenkrad und un abhängig davon durch einen Motor in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal gelenkt. Dieser Motor umfaßt einen Strömungs mittelmotor. Ein Vorspursteuermechanismus wird ebenfalls beschrieben und dient dazu, einen Vorspureffekt auszuschal ten, wann immer das Fahrzeug um eine Kurve gelenkt wird.

Claims

1. Vorspursteuermechanismus für die Lenkvorrichtung eines Fahrzeuges, die eine Spurstange aufweist, mit deren Enden die lenkbaren Räder des Fahrzeuges verbunden sind, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (711), das benachbart zu mindestens einem Ende der Spurstange (704) angeordnet ist;
eine im Gehäuse (711) angeordnete Verbindungseinrichtung, (710, 710a, 710b), die an einem Ende mit einem lenkbaren Rad (701) und am anderen Ende mit der Spurstange (704) verbunden ist und die in seitlicher Richtung relativ zur Spurstange (704) bewegbar ist; und
eine Betätigungseinrichtung (714-721), die eine Bewegung der Verbindungseinrichtung in Richtung auf die Spurstange (704) bewirkt, wenn das Fahrzeug vom Lenkmechanismus zu einer Kurvenfahrt veranlaßt wird, wobei die Bewegung der Verbindungseinrichtung in Richtung auf die Spurstange einen Vorspureffekt ausschaltet.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu jedem Ende der Spurstange (704) ein Gehäuse (711) angeordnet und fest damit verbunden ist, wobei jedes Gehäuse einer Verbindungseinrichtung und einer Betätigungseinrichtung zugeordnet ist.

3. Mechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß er des weiteren umfaßt:
einen Kolben (715), der fest um jede Verbindungseinrichtung angeordnet ist und in jedem Gehäuse (711) auf einer Seite eine Strömungsmittelkammer bildet;
ein zusammenpreßbares Element (716), das zwischen der zweiten Seite des Kolbens (715) und einer Innenwand eines jeden Gehäuses (711) angeordnet ist; und
wobei die Betätigungseinrichtung eine Strömungsmitteldruckquelle umfaßt, die in Strömungsmittelverbindung mit der Strömungsmittelkammer steht, um diese mit Strömungsmitteldruck zu beaufschlagen, so daß der Strömungsmitteldruck in der Kammer erhöht wird, wenn das Fahrzeug durch die Lenkvorrichtung eine Kurvenfahrt ausführt, derart, daß sich die Kolben (715) seitlich in den Gehäusen (711) bewegen, die zusammenpreßbaren Elemente (716) zusammengepreßt werden und die Verbindungseinrichtung in Richtung auf die Spurstange (704) bewegt wird.

4. Mechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammenpreßbare Element ein Federelement umfaßt.

5. Mechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammenpreßbare Element (716) ein elastisches Element umfaßt.

6. Mechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung eine Verbindungsstange (710a) aufweist, die einen Abschnitt (710b) besitzt, der sich durch das Gehäuse (711) erstreckt, wobei die Spurstange einen Schlitz (704a) umfaßt, in den der sich durch das Gehäuse erstreckende Abschnitt (710b) eingepaßt ist.

7. Mechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kugelgelenk (710) fest mit der Verbindungsstange (710a) verbunden ist, und zwar an dem Ende, das dem sich durch das Gehäuse erstreckenden Abschnitt gegenüberliegt, wobei das Kugelgelenk (710) des weiteren mit dem lenkbaren Rad (701) verbunden ist.

8. Mechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er des weiteren einen Lenkwinkelsensor (25) aufweist, der abtastet, wenn das Fahrzeug durch die Lenkvorrichtung eine Kurvenfahrt durchführt, und daß die Betätigungseinrichtung des weiteren eine zentrale Prozeßeinheit (32) aufweist, die ein Ausgangssignal vom Lenkwinkelsensor (25) empfängt und die Betätigungseinrichtung so steuert, daß die Verbindungseinrichtung bewegt wird.

9. Mechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er die folgenden Bestandteile umfaßt:
einen ersten Kolben (715), der um die Verbindungseinrichtung herum angeordnet ist, wobei sich ein Abschnitt der Lenkstange (704) in das Gehäuse (711) erstreckt, und einen zweiten Kolben (715), der um diesen Abschnitt herum angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Kolben eine erste und zweite Strömungsmittelkammer im Gehäuse (711) bilden; und ein zusammenpreßbares Element (716), das zwischen dem ersten und zweiten Kolben (715) angeordnet ist;
wobei die Betätigungseinrichtung eine Strömungsmitteldruckquelle aufweist, die in Strömungsmittelverbindung mit der ersten und zweiten Strömungsmittelkammer steht, um diese mit Strömungsmitteldruck zu beaufschlagen, und wobei der Strömungsmitteldruck in beiden Kammern erhöht wird, wenn das Fahrzeug durch den Lenkmechanismus eine Kurvenfahrt durchführt, so daß sich die Kolben (715) seitlich in Richtung aufeinander zu bewegen, das zusammenpreßbare Element (716) dazwischen zusammenpressen und die Verbindungseinrichtung in Richtung auf die Lenkstange (704) bewegen.

10. Mechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkvorrichtung einen äußeren Gehäuseabschnitt umfaßt, an dessen Ende das Gehäuse (711) fest angeordnet ist.

11. Mechanismus nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Lenkwinkelsensor (25) aufweist, der abtastet, wenn das Fahrzeug durch die Lenkvorrichtung eine Kurvenfahrt ausführt, und daß die Betätigungseinrichtung des weiteren eine zentrale Prozeßeinheit (32) umfaßt, die ein Ausgangssignal vom Sensor (25) empfängt und die Strömungsmitteldruckquelle derart steuert, daß diese die Kammern unter Druck setzt.

12. Mechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche gekennzeichnet durch
eine bewegliche Zahnstange (84), die eine seitliche Bewegung relativ zum Fahrzeug ausführt und an deren einem Ende ein Gehäuse (711′) fixiert ist,
eine Spurstange (704), die innerhalb der Zahnstange (84) angeordnet und mit dieser und relativ zu dieser seitlich bewegbar ist, wobei ein Ende der Spurstange (704) in dem Gehäuse (711′) endet.

13. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch
eine bewegliche Zahnstange (84), die eine seitliche Bewegung relativ zum Fahrzeug ausführt und ein Gehäuse (711) in einer Zwischenlage umfaßt,
eine Spurstange (704), die innerhalb der Zahnstange (84) angeordnet ist und mit dieser und relativ zu dieser seitlich bewegbar ist sowie einen ersten und einen zweiten Spurstangenabschnitt aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei ein Ende jedes Spurstangenabschnittes innerhalb des Gehäuses (711) endet, während das andere Ende jedes Spurstangenabschnitts mit einem lenkbaren Rad (701) des Fahrzeugs verbunden ist.

14. Mechanismus nach einem der Ansprüche 12 oder 13, gekennzeichnet durch
eine Lenkeingabeeinrichtung (705), um eine gemeinsame Bewegung der Spurstange (704) und der Zahnstange (84) in seitlicher Richtung zu bewirken und
eine Steuereinrichtung zur Erfassung einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs und zur Messung des tatsächlichen Lenkzustandes des Fahrzeuges sowie zur Bestimmung eines gewünschten Lenkzustandes des Fahrzeugs, die die Betätigungseinrichtung (714-721) so steuert, daß sich die Verbindungseinrichtung (710, 710a, 710b) in Richtung auf die Spurstange (704) bewegt, wenn die Steuereinrichtung den Beginn einer Kurvenfahrt des Fahrzeuges erfaßt, um den Vorspureffekt auszuschalten,
wobei die Steuereinrichtung ferner bewirkt, daß sich die Spurstange (704) relativ zur Zahnstange (84) in seitlicher Richtung bewegt, wenn sich der tatsächliche Lenkzustand vom gewünschten Lenkzustand unterscheidet, um die Lenkstabilität aufrechtzuerhalten.

15. Mechanismus nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung bei erfaßter Kurvenfahrt die Strömungsmitteldruckquelle so steuert, daß beide Strömungsmittelkammern bis zu einem vorgegebenen minimalen Schwellenwert unter Druck gesetzt sind, um die Kolben (715) auseinanderzuzubewegen und daß die Steuereinrichtung die Strömungsmitteldruckquelle bei einem Unterschied zwischen erfaßten und gewünschten Lenkzustand so steuert, daß eine der beiden Strömungsmittelkammern relativ zur anderen unter Druck gesetzt, so daß sich die Spurstange (704) relativ zur Zahnstange (84) bewegt, um die Lenkstabilität aufrechtzuerhalten.

16. Mechanismus nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammenpreßbare Element (716) im Schlitz (704a) um den Abschnitt (710b) herum angeordnet ist.

17. Mechanismus nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die tatsächliche Gierrate des Fahrzeugs mißt und eine gewünschte Gierrate für das Fahrzeug bestimmt.

18. Mechanismus nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung den Lenkwinkelsensor (25) umfaßt.