DE69416466T2

DE69416466T2 - Hydraulisches Ventil mit Steuerknüppel und Stellglied dafür

Info

Publication number: DE69416466T2
Application number: DE69416466T
Authority: DE
Inventors: William John Novacek; Kenneth Gary Rasmussen; Dwight Bruce Stephenson
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2014-07-29
Also published as: EP0881138A3; US5329969A; EP0881138A2; JPH0752813A; DE69416466D1; EP0636530A1; JP2709694B2; DE69431493D1; DE69431493T2; EP0636530B1; EP0881138B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fluidsteuergeräte, wie sie verwendet werden, um den Fluidstrom von einer Quelle von Druckfluid zu einer fluiddruckbetätigten Vorrichtung, wie beispielsweise einem Lenkzylinder zum Lenken eines Fahrzeugs, zu steuern. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein solches Lenksystem mit sowohl einem normalen Eingang, wie beispielsweise dem Fahrzeuglenkrad, und einem Hilfseingang, wie beispielsweise einem Steuerknüppel.
Obschon die vorliegende Erfindung in Verbindung mit vielen Typen von Fluidsteuergeräten bei verschiedenen Anwendungen verwendet werden kann, ist sie besonders vorteilhaft, wenn sie in Verbindung mit einem vollständig fluidverbundenen Lenksystem verwendet wird, wobei die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit einem solchen System beschrieben wird.
Ein typisches Fluidsteuergerät von dem Typ, auf welchen sich die vorliegende Erfindung bezieht, umfaßt ein Gehäuse mit verschiedenen Fluidanschlüssen und ferner einen Fluiddosierer, eine Ventilanordnung sowie eine Anordnung, welche für eine Nachlaufbewegung der Ventilanordnung in Abhängigkeit von dem Fluidstrom durch den Fluiddosierer sorgt. Der Strom durch die Steuergerätventilanordnung ist direkt proportional zu der Fläche von variablen Stromsteueröffnungen in dem Hauptfluidweg, wobei die Fläche der Stromsteueröffliungen wiederum typischerweise proportional zu der Rate ist, mit welcher das Lenkrad gedreht wird.
Eine typische Anwendung für ein vollständig fluidverbundenes Lenksystem des Typs, auf welchen sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist ein Fahrzeug, wie es beispielsweise auf Baustellen verwendet wird. Ein solches Fahrzeug wird hauptsächlich in einem von zwei Betriebsmodi verwendet: erstens wird das Fahrzeug in einem "Straßen"-Modus angetrieben, d. h. es wird auf der Straße bei normalen Straßengeschwindigkeiten angetrieben, um die Einsatzstelle zu erreichen. Zweitens wird das Fahrzeug in einem "Arbeits"-Modus an der Einsatzstelle betrieben und führt Arbeiten, wie beispielsweise das Bewegen von Erdhaufen und ähnliches, aus.
Die oben beschriebenen Straßen- und Arbeits-Beriebsmodi bringen sehr unterschiedliche Lenkanforderungen mit sich, wie dies dem Fachmann wohlbekannt ist. Im Straßenmodus ist eine relativ niedrige Verstärkungsrate erforderlich, während beim Betrieb in dem Arbeitsmodus eine relativ hohe Verstärkungsrate erforderlich ist. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "Verstärkungsrate" die Änderungsrate der Stellung eines gelenkten Rades für eine vorgegebene Lenkeingabe. Für den Fachmann versteht es sich, daß ein Lenksystem mit einer relativ hohen Verstärkungsrate im Straßenbetrieb des Fahrzeugs nicht erwünscht wäre, da dies zum Übersteuern führen könnte, was möglicherweise den Verlust der Kontrolle über das Fahrzeug verursachen könnte. Im Gegensatz dazu ist ein Lenksystem mit einer relativ niedrigen Verstärkungsrate unerwünscht, wenn sich das Fahrzeug in dem Arbeitsmodus befindet, da eine übermäßige Dre hung des Lenkrads schnell zur Ermüdung des Fahrers und zu geringerer Produktivität an der Einsatzstelle führt.
Seit einiger Zeit hat der Fachmann erkannt, daß es wünschenswert ist, für den Fahrer ein Lenkrad zur Verwendung im Straßenmodus des Fahrzeugs vorzusehen, während für den Fahrer ein Steuerknüppel zur Verwendung im Arbeitsmodus vorgesehen ist. Das Lenkrad gibt dem Fahrer in gewisser Weise das gleiche Gefühl wie beim Fahren eines Autos, was für den Straßenmodus wünschenswert ist, während der Steuerknüppel verwendet werden kann, um für relativ große Lenkänderungen mit relativ geringer Eingabebewegung durch den Fahrer zu sorgen, was bei der Verwendung in dem Arbeitsmodus wünschenswert ist.
Ein bekanntes kommerziell erhältliches Lenksystem umfaßt eine herkömmliche Lenksteuereinheit, welche von dem Lenkrad betätigt wird, sowie ein separates elektrisch betätigtes Proportionalstromsteuerventil, welches von einem Steuerknüppel betätigt wird. Die Ausgabe sowohl des Lenksteuerventils als auch des Proportionalventils gelangt in einer Parallelanordnung zu dem Lenkzylinder. Zwischen den beiden Untersystemen (d. h. dem von dem Lenkrad gesteuerten und dem anderen, von dem Steuerknüppel gesteuerten) gibt es weder eine Schnittstelle noch irgendeine Möglichkeit der Erhöhung des Ausgangsstroms des einen Untersystems durch den Ausgangsstrom von dem anderen Untersystem.
Einer der Nachteile von bekannten Lenkrad/Steuerknüppelsystemen ist die Komplikation und der Aufwand beim Koordinieren des von dem Lenkrad betätigten Systemteils mit dem von dem Steuerknüppel betätigten Systemteil. Als Beispiel sei genannt, daß, falls der Fahrer mittels des Steuerknüppels lenkt und dann beginnt, das Lenkrad zu drehen, eine Logik oder eine Schnittstelle vorgesehen sein muß, um zu bestimmen, ob die Lenkradbetätigung oder die Steuerknüppelbetätigung Vorrang haben sollen. Als zweites Beispiel sei genannt, daß, falls das Fahrzeug oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder oberhalb eines vorbestimmten Getriebeganges betrieben wird, es wünschenswert oder sogar rechtlich erforderlich ist, Lenken in Abhängigkeit von der Steuerknüppelbetatigung zu verhindern und es dem Fahrer nur zu erlauben, mittels des Lenkrads zu lenken.
US 5,016,672 und US 5,115,640, welche beide auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung überschrieben sind, offenbaren Fluidsteuergeräte, in welchen die Ventilanordnung, welche eine Spule und eine Hülse umfaßt, mittels Drehung eines Lenkrads auf herkömmliche Weise betätigt werden kann. Ferner kann die Ventilhülse axial relativ zu der Ventilspule verstellt werden, um einen Hilfsfluidweg zu bestimmen. Die Steuerung der Axialstellung der Ventilhülse erfolgt mittels einer Pilotdruckkammer, welche benachbart einem axialen Ende der Ventilhülse angeordnet ist, wobei der Druck in der Pilotdruckkammer von einem Magnetventil gesteuert wird. Obschon das Lenksystem und das Steuergerät, die in den oben genannten Patenten offenbart sind, für eine stark verbesserte Leistungsfähigkeit sorgen, stellte es sich heraus, daß die Pilotsteuerung der Axialstellung der Ventilhülse für die Art der zwischen der Lenkradeingabe und der Steuerknüppeleingabe erforderlichen Schnittstelle unter Umständen zu langsam ist. Es stellte sich auch heraus, daß Änderungen der Fluidtemperatur und der Fluidviskosität den genauen wiederholbaren Betrieb eines solchen Pilosteuersystems erschwerden können. Ferner sorgt das Steuergerät der oben erwähnten Patente, welches eine Pilotsteuerung verwendet, nicht ohne weiteres für eine Axialstellungs-Rückkopplung der Ventilhülse.

Zusammenfassung der Erfindung

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Lenksystem und ein Fluidsteuergerät zur Verwendung in diesem zu schaffen, welches in Abhängigkeit von entweder einer Lenkradbetätigung oder Steuerknüppelbetätigung betrieben werden kann.
Es ist eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches verbessertes Lenksystem und ein Fluidsteuergerät zur Verwendung in diesem zu schaffen, welches die oben erwähnte Aufgabe ohne das Erfordernis einer komplizierten und kostspieligen Schnittstelle zwischen dem von dem Lenkrad betätigten Systemteil und dem von dem Steuerknüppel betätigten Systemteil löst.
Es ist eine weitere damit verbundene Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches System zu schaffen, in welchem der von dem Steuerknüppel betätigte Systemteil eine Logikanordnung und verschiedene Systemunterbrechungen umfaßt, wobei das Lenken mittels des Steuerknüppels in Abhängigkeit von dem Erfassen von einer beliebigen von mehreren vorbestimmten Bedingungen verhindert werden kann.
Die obigen und weitere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch ein Steuergerät zum Steuern des Fluidstroms von einer Quelle von Druckfluid zu einer fluiddnickbetätigten Vorrichtung. Das Steuergerät ist von dem in US 5,016,672 offenbarten Typ, welcher den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, und umfaßt ein Gehäuse mit einem Einlaß zum Anschluß an die Quelle, einen Rücklaufanschluß zum Anschluß an den Vorratsbehälter sowie einen ersten und einen zweiten Steuerfluidanschluß zum Anschluß an die fluiddruckbetätigte Vorrichtung. Eine Ventilanordnung ist in dem Gehäuse angeordnet und umfaßt ein drehbares Hauptventilorgan und ein damit zusammenwirkendes relativ drehbares Nachlaufventilorgan, wobei das Haupt- und das Nachlaufventilorgan eine Neutraldrehstellung sowie eine Dreharbeitsstellung bestimmen, in welcher das Hauptventilorgan aus der Neutraldrehstellung relativ zu dem Nachlaufventilorgan drehverlagert ist. Das Gehäuse und die Ventilorgane wirken zusammen, um einen Hauptfluidweg zu bilden, der für eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem ersten Steuerfluidanschluß sowie zwischen dem zweiten Steuerfluidanschluß und dem Rücklaufanschluß sorgt, wenn sich die Ventilorgane in der Dreharbeitsstellung befinden. Die Ventilorgane bestimmen eine neutrale Axialstellung sowie eine Axialarbeitsstellung, in welcher das Nachlaufventilorgan aus der Neutralaxialstellung relativ zu dem Hauptventilorgan axial verlagert ist. Das Gehäuse und die Ventilorgane wirken zusammen, um einen Hilfsfluidweg zu bilden, welcher für eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und entweder dem ersten oder dem zweiten Steuerfluidanschluß sowie zwischen dem anderen der Steuerfluidanschlüsse und dem Rücklaufanschluß sorgt, wenn sich die Ventilorgane in der Axialarbeitsstellung befinden.
Das Steuergerät ist gekennzeichnet durch eine Anordnung für eine direkte mechanische axiale Betätigung des Nachlaufventilorgans, wobei die direkte mechanische Axialbetätigungsanordnung (a) eine Betätigungsanordnung, die mit dem Gehäuse in Wirkverbindung steht und betätigbar ist, um in Ansprechen auf ein vorbestimmtes elektrisches Eingangssignal einen vorbestimmten mechanischen Ausgang zu erzeugen; sowie (b) eine Anordnung umfaßt, die betätigbar ist, um den mechanischen Ausgang der Betätigungsanordnung in eine Axialbewegung des Nachlaufventilorgans zwischen der Neutralaxialstellung und der Axialarbeitsstellung umzuwandeln.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeuglenksystems.
Fig. 2 ist eine fragmentarische Schnittansicht des in Fig. 1 schematisch dargestellten Fluidsteuergeräts.
Fig. 3 ist eine Ansicht, teils als Aufsicht und teils als Schnittansicht gestaltet, der dem in Fig. 2 gezeigten Fluidsteuergerät zugeordneten Betätigungsanordnung, wobei Fig. 3 den gleichen Maßstab wie Fig. 2 aufweist.
Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Fig. 2 und 3, wobei die Darstellung in gleichem Maßstab erfolgt wie in Fig. 3.
Fig. 5 ist eine grafische Darstellung der Vorspannkraft über der Ventilhülsenstellung, wobei ein Aspekt der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist.
Fig. 6 ist eine Überlagerungsansicht der in dem in Fig. 2 gezeigten Fluidsteuergerät verwendeten Ventilausrüstung, wobei jedoch ein größerer Maßstab als in Fig. 2 gewählt ist und die Ventilausrüstung in der Drehneutral- und Neutralaxialstellung gezeigt ist.
Fig. 7 ist eine vergrößerte fragmentarische Überlagerungsansicht ähnlich zu Fig. 6, wobei jedoch die Ventilausrüstung in einer Dreharbeits- und Axialarbeitsstellung gezeigt ist.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm eines Steuerlogiksystems zur Verwendung mit dem schematisch in Fig. 1 gezeigten elektronischen Steuergerät.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche die Erfindung nicht beschränken sollen, zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines hydrostatischen Fahrzeugservolenksystems des Typs, auf welchen sich die vorliegende Erfindung bezieht. Das System umfaßt eine Fluidpumpe P, welche Fluid von einem Systemvorrat R erhält und unter Druck stehendes Fluid einem allgemein mit 11 bezeichneten Fluidsteuergerät zuführt. Das Steuergerät 11 führt dosiertes Druckfluid einem Lenkzylinder C, normalerweise in Ansprechen auf die Drehung eines Lenkrads W, zu.
Benachbart zu dem Lenkrad W, und typischerweise innerhalb der Kabine eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Traktors oder eines Mähdreschers, ist ein allgemein mit S bezeichneter Fahrersitz angeordnet. Ebenfalls benachbart zu dem Rad W sind in der Kabine ein Getriebeschalthebel G, ein Moduswahlschalter M sowie ein Steuerknüppel J angeordnet. Ein Sensor WS für das gelenkte Rad ist mit dem Lenkzylinder C verbunden. Ferner steht ein Radstellungssensor PS in Wirkverbindung mit dem Lenkrad W. Der Fahrersitz S umfaßt einen Schalter, dessen Funktion darin besteht, die Anwesenheit oder Abwesenheit des Fahrers anzuzeigen, und im folgenden wird der Schalter in dem Fahrersitz mit S bezeichnet. In ähnlicher Weise ist der Getriebeschalthebel G ausgerüstet, um ein Signal zu liefern, welches den gewählten Getriebegang anzeigt, und die Vorrichtung, welche das Signal erzeugt, wird im folgenden mit G bezeichnet.
Die Signale von dem Gangsensor G, dem Sitzschalter S, dem Stellungssensor PS, dem Modusschalter M und dem Steuerknüppel J werden alle einem elektronischen Steuergerät EC zugeführt. Nachfolgend werden die Signale von den fünf Eingabeelementen (Sensoren, Schalter und Steuerknüppel) mit dem Bezugszeichen ihres entsprechenden Elements bezeichnet. Das elektronische Steuergerät EC steht mittels eines Kommandosignals CS auch in Verbindung mit dem Fluidsteuergerät 11. Nachfolgend wird detaillierter beschrieben, wie die verschiedenen oben beschriebenen Eingangssignale in dem System von dem elektronischen Steuergerät EC verwendet werden.
Es ist ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß der Fahrer dem Druckfluidstrom von der Pumpe P durch das Steuergerät 11 hindurch zu dem Lenkzylinder C entweder mittels des Lenkrads W oder des Steuerknüppels J steuern kann. Wie im obigen Abschnitt "Hintergrund der Erfindung" beschrieben wurde, wird das Lenkrad W von dem Fahrer typischerweise in dem "Straßen"-Modus verwendet, während der Steuerknüppel von dem Fahrer typischerweise verwendet wird, wenn sich das Fahrzeug in dem Arbeitsmodus befindet. Bei einem solchen System ist es wünschenswert, daß das Lenkrad W das Fluidsteuergerät 11 bei einer relativ niedrigen Verstärkungsrate betätigt, während der Steuerknüppel J verwendet wird, um das Steuergerät 11 bei einer relativ hohen Verstärkungsrate zu betätigen. Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten System ist der Moduswahlschalter M vorgesehen, um es dem Fahrer zu erlauben, manuell zwischen der hohen und der niedrigen Verstärkungsrate zu wählen, wie dies nachfolgend detaillierter beschrieben wird.

Steuergerät

Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 2 wird das Fluidsteuergerät 11 mit einer gewissen Ausführlichkeit beschrieben. Das Fluidsteuergerät 11 kann von dem allgemeinen Typ sein, wie er in den oben erwähnten US-Patenten mit der Nummer 5,016,672 und 5,115,640 veranschaulicht und beschrieben ist, wobei auf diese Patente in vollem Umfang Bezug genommen wird. Das Fluidsteuergerät 11 umfaßt mehrere Abschnitte, einschließlich eines Ventilgehäuseabschnitts 13, einer Verschleißplatte 15, einem Abschnitt, der einen Fluiddosierer 17 bildet, sowie einer Abschlußkappe 19. Diese Abschnitte werden mittels einer Mehrzahl von Bolzen 21, welche in Schraubeingriff mit dem Ventilgehäuseabschnitt 13 stehen, in dichtem Eingriff zusammengehalten.
Der Ventilgehäuseabschnitt 13 weist einen Fluideinlaß 23, einen Fluidrucklaufanschluß 25, zwei Steuer(Zylinder)-Fluidanschlüsse 27 und 29 sowie einen Lasterfassungsfluidanschluß 31 auf.
Der Ventilgehäuseabschnitt 13 umfaßt auch eine Ventilbohrung 33, in welcher die Steuergerätventilausrüstung drehbar angeordnet ist, welche ein drehbares Hauptventilorgan 35 (welches im folgenden auch als "Spule" bezeichnet wird) und ein damit zusammenwirkendes relativ drehbares Nachlaufventilorgan 37 (im folgenden auch als "Hülse" bezeichnet) umfaßt. An dem vorderen Ende der Spule 35 ist ein Satz Innenkeilzähne 39 ausgebildet, der für eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Spule und dem Fahrzeuglenkrad W sorgt. Die Spule 35 und die Hülse 37 werden nachfolgend detaillierter beschrieben.
Der Fluiddosierer 17 kann von der dem Fachmann wohlbekannten Art sein und umfaßt bei einer solchen Ausführungsform ein innenverzahntes Ringbauteil 41 und ein außenverzahntes Sternbauteil 43. Das Sternbauteil 43 ist innerhalb des Ringbauteils 41 exzentrisch angeordnet, um relativ dazu umzulaufen und sich zu drehen. Das Sternbauteil 43 steht in verzahnter Verbindung mit dem hinteren Ende einer Hauptantriebswelle 45, welche an ihrem vorderen Ende einen umschlossenen langgestreckten Schlitz 47 aufweist. Quer durch den Schlitz 47 erstreckt sich ein Antriebsstift 49, welcher für eine Antriebsverbindung zwischen der Welle 45 und der Hülse 37 sorgt. Bei einer solchen Ausführungsform wird eine Anordnung, bei welcher das vordere Ende der Antriebswelle 45 den umschlossenen Schlitz 47 aufweist, der herkömmlichen Anordnung mit offenem Ende vorgezogen, was für ein größeres Gesamtdrehmomentübertragungsvermögen über die Welle 45 und den Stift 49 sorgt. Ferner kann der Durchmesser der Antriebswelle verringert werden, indem für eine stärkere Antriebswelle 45 gesorgt wird, und deshalb kann die radiale Dicke der Spule 35 erhöht werden, was das Anordnen von Rückschlagventilen innerhalb der Spule gemäß der Lehre des US-Patents Nr. 5,101,860, welches auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung überschrieben ist, erleichtert. Die Enden des Antriebsstifts 49 sind durch zwei in der Spule 35 ausgebildete Stiftöffnungen 51 (siehe Fig. 6) geführt und sind in relativ eng passenden Öffnungen in der Hülse 37 aufgenommen.
Wie dies dem Fachmann wohlbekannt ist, strömt Druckfluid durch die verschiedenen in der Spule 35 und der Hülse 37 ausgebildeten Durchlässe und Anschlüsse und strömt dann durch den Fluiddosierer 17, was für eine Umlauf und Drehbewegung des Sterns 43 innerhalb des Rings 41 sorgt. Eine solche Bewegung des Sterns 43 führt zu einer Drehnachlaufbewegung der Hülse 37 mittels der Antriebswelle 45 und des Antriebsstifts 49, um eine bestimmte relative Drehverlagerung (Ablenkung) zwischen der Spule 35 und der Hülse 37 aufrecht zu erhalten. Die bestimmte relative Verlagerung (im folgenden als "Dreharbeitsstellung" bezeichnet) ist allgemein proportional zu der Drehrate des Lenkrads W, d. h. der Drehrate der Spule 35.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 2 ist benachbart zu dem vorderen Ende (linkes Ende in Fig. 2) der Spule 35 und der Hülse 37 eine Neutral(dreh)zentrierfederanordnung mit einer Torsionsfeder 53 angeordnet, welche einen vorderen Abschnitt der Hülse 37 mit verringertem Durchmesser umgibt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, bilden die Spule 35 und die Hülse 37 überlappende Fenster 55, in welche sich die gegenüberliegenden Enden der Torsionsfeder 53 erstrecken und welche einen Sitz für diese bilden. Die Ausdehnung der Fenster 55 in Umfangsrichtung ist maximal, wenn sich die Spule und die Hülse in der in Fig. 2 und 6 gezeigten Drehneutralstellung befinden, jedoch verringern sich die Fenster in der Umfangsrichtung, wenn die Spule und die Hülse aus der Drehneutralstellung verlagert werden, wodurch die Feder 53 belastet wird. Somit besteht die Funktion der Torsionsfeder 53 darin, die Hülse 37 zu der "Drehneutralstellung" (dieser Begriff wird in Verbindung mit Fig. 6 definiert) hin relativ zu der Spule 35 vorzuspannen.
Die Ventilbohrung 33 des Ventilgehäuseabschnitts 13 bestimmt eine Mehrzahl von ringförmigen Fluidkammern, welche die Hülse 37 umgeben, um für eine Fluidverbindung zwischen den verschiedenen Anschlüssen (23 bis 31) und der Außenfläche der Hülse 37 zu sorgen. Eine ringförmige Kammer 23c erhält Druckfluid von dem Einlaß 23, während eine ringförmige Kammer 25c Rücklauffluid zu dem Rücklaufanschluß 25 leitet. Ringförmige Kammern 27c und 29c sorgen für eine Fluidverbindung zu und von dem Steueranschluß 27 bzw. 29. Schließlich steht eine ringförmige Kammer 31c in Verbindung mit dem Lastsignalfluidanschluß 31.
Die verzahnte Wechselwirkung des Sterns 43, der innerhalb des Rings 41 umläuft und sich dreht, bestimmt eine Mehrzahl von sich vergrößernden und sich verkleinernden Fluidvolumenkammern 57, und benachbart einer jeden solchen Kammer 57 weist die Verschleißplatte 15 einen Fluidanschluß 59 auf. Der Ventilgehäuseabschnitt 13 weist eine Mehrzahl von Axialbohrungen 61 auf (von denen nur eine in Fig. 2 gezeigt ist), von denen jede in offener Verbindung mit einem der Fluidanschlüsse 59 steht. Der Ventilgehäuseabschnitt 13 weist ferner zwei Radialbohrungen 63L und 63R auf, welche für eine Verbindung zwischen jeder der Axialbohrungen 61 und der Ventilbohrung 63 sorgt, wobei dies zu Zwecken geschieht, die dem Fachmann wohlbekannt sind und nachfolgend detaillierter beschrieben werden.
Es wird angenommen, daß die allgemeine Funktionsweise des Fluidsteuergeräts 11 dem Fachmann wohlbekannt ist. Wenn das Lenkrad W beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht wird, um das Fahrzeug nach rechts zu lenken, dreht sich die Spule 35 ebenfalls aus der Sicht des Fahrzeugfahrers im Uhrzeigersinn (bewegt sich aus der in Fig. 6 gezeigten Stellung "nach unten"), wodurch eine Reihe von variablen Stromsteueröffnungen zwischen der Spule 35 und der Hülse 37 geöffnet werden. Diese Öffnungen, welche nachfolgend detaillierter beschrieben werden, erlauben eine Fluidverbindung von dem Einlaß 23 über die Ventilausrüstung und dann durch die Radialbohrungen 63L und einige der Axialbohrungen 61 zu den sich vergrößernden Volumenkammern 57 des Fluiddosierers 17. Von den sich verkleinernden Volumenkammern des Dosierers 17 strömendes Fluid ("dosiertes Fluid") strömt dann durch die übrigen Axialbohrungen 61, durch die Radialbohrungen 65R durch die Ventilausrüstung und dann über den Zylinderanschluß 27 heraus. Von dem Lenkzylinder C zurücklaufendes Fluid tritt in den Zylinderanschluß 29 ein und strömt dann durch das Ventil und zu dem Rücklaufanschluß 25 heraus.
Wie oben erwähnt, kann das Fluidsteuergerät 11 von dem allgemeinen Typ sein, wie er in dem oben in Bezug genommenen US-Patent Nr. 5,115,640 veranschaulicht und beschrieben ist. Das Fluidsteuergerät 11 der vorliegenden Erfindung ist ähnlich zu dem oben erwähnten Patent insofern, als die Steuergerätventilausrüstung sowohl für den soeben beschriebenen Hauptfluidweg (MFP) als auch für einen parallelen oder Hilfsfluidweg (AFP) sorgt. Wie jetzt aus verschiedenen der oben in Bezug genommenen Patente bekannt ist, erlaubt der "parallele" Fluidweg eine Fluidverbindung von dem Einlaß 23 in die Ventilausrüstung und dann aus dem Zylinderanschluß 27 heraus parallel zu dem Hauptfluidweg, wobei jedoch der "parallele" Fluidweg nicht durch den Fluiddosierer 17 verläuft.
Das erfindungsgemäße Fluidsteuergerät 11 unterscheidet sich von den Steuergeräten der oben erwähnten Patente in mehrfacher wesentlicher Weise. Erstens ist in dem Steuergerät 11, wie dies nachfolgend detaillierter beschrieben wird, der parallele Fluidweg so ausgelegt, daß er einen wesentlichen Fluidstrom, und vorzugsweise einen größeren Strom als der Hauptfluidweg, aufnehmen kann. Zweitens ist es ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß die Axialbetätigung der Hülse 37 mittels direkter mechanischer Betätigung statt durch einen Pilotfluiddruck wie bei den in Bezug genommenen Patenten erfolgt, welcher auf die Enden der Hülse wirkt.

Betätigungsanordnung

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 in Verbindung mit Fig. 2 wird eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Betätigungsmechanismus beschrieben, der bei der direkten mechanischen Betätigung der Hülse 37 verwendet wird. Für den Fachmann versteht es sich, daß der hier veranschaulichte und beschriebene Betätigungsmechanismus nur beispielhaft zu verstehen ist und daß die vorliegende Erfindung im Rahmen der anhängenden Ansprüche nicht auf einen speziellen Typ oder eine spezielle Konfiguration des Betätigungsmechanismus beschränkt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 umfaßt der erfindungsgemäße Betätigungsmechanismus eine allgemein mit 65 bezeichnete Linearbetätigungsanordnung. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfaßt die Linearbe tätigungsanordnung 65 eine elektromagnetische Spule 67, welche mittels eines elektrischen Eingangssignals (Kommandosignal CS) von dem elektrischen Steuergerät EC betätigt wird. Wenn die Spule 67 betätigt wird, erzeugt sie ein Magnetfeld in einem Selten-Erd-Magnet 69, wodurch eine elektromagnetische Kraft auf ein Ankerbauteil 71 ausgeübt wird. Die Linearbetätigungsanordnung 65 hat eine bestimmte physikalische Neutralstellung, und wenn die Spule 67 betätigt ist, übt das Magnetfeld in dem Selten-Erd-Magneten 69 eine im wesentlichen konstante Kraft von annähernd 5 Pfund (2,25 kg) auf den Anker 71 aus, wodurch der Anker entweder nach vorn oder nach hinten in Fig. 3 in Abhängigkeit von der Polarität des Kommandosignals CS an die Betätigungsanordnung 65 vorgespannt wird. Ferner kann die Betätigungsanordnung 65 den Anker 71 aus der Neutralstellung bis zu annähernd einem halben Inch in jeder Richtung bewegen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 in Verbindung mit Fig. 3 ist das Ausgangsende (linkes Ende in Fig. 3) des Ankerbauteils 71 schwenkbar mit einem allgemein mit 73 bezeichneten Kurbelmechanismus verbunden, der innerhalb eines Kurbelgehäuses 74 angeordnet ist, welches eine Zugstange 75 umfaßt. Die Zugstange 75 weist einen langgestreckten horizontal ausgerichteten Abschnitt 77 auf, welcher um und in Eingriff mit einem drehbaren Betätigungsglied 79 angeordnet ist. Das Betätigungsglied 79 ist um seine Drehachse A drehbar, und es ist drehbar innerhalb eines Betätigungsgehäuses 81 abgestützt, wobei das Gehäuse 81 mit einem Außengewinde versehen ist und in Schraubeingriff mit einer mit einem Innengewinde versehenen Öffnung 83 steht, welche in dem Ventilgehäuseabschnitt 13 ausgebildet ist. Zu seinem oberen Ende hin ist das Betätigungsglied 79 mit einem Außengewinde versehen, und der horizontale Abschnitt 77 der Zugstange 75 wird von einer Mutter 85 auf dem Betätigungsglied 79 gehalten.
Das Betätigungsglied 79 umfaßt an seinem unteren Ende einen Antriebsstift 87, welcher vorzugsweise in Preßsitz in einer in dem Glied 79 ausgebildeten Öffnung sitzt. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Antriebsstift 87 aus nachfolgend zu erläuternden Gründen exzentrisch bezüglich der Drehachse A angeordnet. Der Antriebsstift 87 erstreckt sich in eine an der Hülse 37 ausgebildeten ringförmigen Nut 89, wodurch eine Drehung des Betätigungsglieds 79 im Uhrzeigersinn (in Fig. 4 von oben nach unten gesehen) die Hülse 37 nach vorn (in Fig. 2 nach links) und von der in Fig. 6 gezeigten Neutralaxialstellung in die in Fig. 7 gezeigten Axialbetriebstellung bewegt.
Wie am besten sowohl aus Fig. 3 als auch aus Fig. 4 ersichtlich ist, umgibt eine Torsionszentrierfeder 91 das obere Ende des Betätigungsgehäuses 81, deren oberes vertikales Ende 91b mit dem horizontalen Abschnitt 77 der Zugstange 75 in Eingriff steht und deren unteres vertikales Ende 91a mit dem Kurbelgehäuse 74 in Eingriff steht. Unter kurzer erneuter Bezugnahme auf Fig. 2 weist die Verschleißplatte 15 eine Mehrzahl von zylindrischen axial ausgerichteten Öffnungen (von denen nur eine in Fig. 2 gezeigt ist) auf, wobei innerhalb jeder dieser Öffnungen eine wendelförmige Kompressionsfeder 93 angeordnet ist. Unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die grafische Darstellung von Fig. 5 werden die auf die Hülse 37 ausgeübten Axialvorspannkräfte beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung der speziellen Vorspannkräfte ist nur exemplarisch, jedoch in keiner Weise beschränkend zu verstehen. Wenn sich die Hülse 37 in ihrer in Fig. 2 gezeigten Neutralaxialstellung befindet, übt die Torsionszentrierfeder 91 mittels des Betätigungsglieds 79 eine Vorspannkraft von etwa 5 Pfund (2,25 kg) aus, welche dazu neigt, die Hülse nach hinten (in Fig. 2 nach rechts) vorzuspannen. Die Umschließung durch die Feder 91 ist so gewählt, daß, wenn die Hülse 37 nach vorn bewegt wird (in Fig. 2 nach links), die Vorspannkraft in der Hülse 37 graduell auf etwa 10 Pfund (4,5 kg) ansteigt, wenn die Hülse mit dem Stiftanschlag 49 in Eingriff tritt. Falls die Hülse 37 über die Axialneutralstellung hinaus nach hinten bewegt wird, entspannt sich die Torsionsfeder 91 graduell, bis sie eine Vorspannkraft nach hinten auf die Hülse 37 ausübt, die im wesentlichen Null ist, wenn die Hülse gerade den Stiftanschlag in ihrer hintersten Stellung erreicht.
Die wendelförmige Kompressionsfeder 93 übt gemäß Fig. 5 keine Axialkraft auf die Hülse 37 aus, wenn sich die Hülse zwischen ihrer Axialneutralstellung und ihrer vorderen Stellung befindet. Wenn jedoch die Hülse aus ihrer Axialneutralstellung nach hinten verlagert wird, wird sofort eine Axialkraft von etwa 10 Pfund (4,5 kg) ausgeübt, welche dazu neigt, die Hülse in Fig. 2 nach links zu ihrer Neutralaxialstellung hin vorzuspannen. Wenn sich die Hülse 37 weiter nach hinten bewegt, nimmt die Vorspannkraft zu, bis die von den Federn 93 ausgeübte Axialkraft etwa 15 Pfund (6,75 kg) erreicht, gerade wenn die Hülse ihre hinterste Stellung erreicht und mit dem Stiftanschlag 49 in Eingriff tritt.
In der grafischen Darstellung von Fig. 5 ist auch eine "Netto"-Kraft gezeigt, die auf die Hülse 37 wirkt und dazu neigt, diese zu der Neutralaxialstellung hin vorzuspannen, wobei die "Netto"-Vorspannkraft die einfache arithmetische Summe aus den Vorspannkräften der Feder 91 und der Federn 93 ist. Es sollte für den Fachmann ersichtlich sein, daß für jede vorgegebene Axialstellung der Hülse 37 die von der Betätigungsanordnung 65 erzeugte Kraft die Netto-Kraft übersteigen muß, die von den Federn 91 und 93 ausgeübt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform multipliziert der Kurbelmechanismus 73 die Ausgangskraft der Betätigungsanordnung 65 um einen Faktor von etwa 4 zu 1, so daß die Kraft von 5 Pfund (2,25 kg) der Betätigungsanordnung zu einer Axialkraft auf die Hülse von etwa 20 Pfund (9,0 kg) führt.
Unter erneuter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 3 ist in zum Teil schematischer Weise ein allgemein mit 95 bezeichneter Hülsenstellungssensor gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfaßt der Sensor 95 die Axialstellung des Ankerbauteils 71 und sendet ein entsprechendes Signal zurück an die elektronische Steuereinheit EC. Es versteht sich für den Fachmann, daß einer der wichtigsten Aspekte des erfindungsgemäßen Fluidsteuergeräts 11 in der Fähigkeit besteht, in einem "geschlossene"-Schleife-Modus zu arbeiten, d. h. die elektronische Steuereinheit EC befiehlt eine gewünschte Axialstellung der Hülse 37 mittels Senden eines entsprechenden Kommandosignals CS an die Linearbetätigungsanordnung 65, welche dann auf direkte mechanische Weise die Hülse 37 in die entsprechende Axialrichtung bewegt. Wenn sich die Hülse 37 in axialer Richtung bewegt, wird gleichzeitig ein Signal zurück an das elektronische Steuergerät EC gesendet, solange bis die "Schleife" geschlossen ist und der Fehler (Unterschied zwischen der gewünschten Stellung und der tatsächlichen Stellung) auf Null reduziert ist.
Es sollte sich für den Fachmann verstehen, daß der Hülsenstellungssensor 95 viele unterschiedliche Formen annehmen kann und an mehreren verschiedenen Stellen angeordnet sein kann. Beispielsweise kann der Stellungssensor 95 im Rahmen der Erfindung innerhalb des Ventilgehäuseabschnitts 13 angeordnet sein, in welchem er in direkter physikalischer Weise die Stellung der Hülse 37 erfaßt. Alternativ kann der Hülsenstellungssensor in Wirkverbindung mit einem bestimmten Teil des Kurbelmechanismus 73 stehen und kann eine Einrichtung wie beispielsweise ein Drehpotentiometer umfassen, so daß er die Drehstellung des Betätigungsglieds 79 erfaßt und ein Signal an das elektronische Steuergerät EC sendet, welches in diesem Fall eine Software umfaßt, welche die Drehstellung des Betätigungsglieds 79 in die Axialstellung der Hülse 37 umwandeln kann. Schließlich kann der Hülsenstellungssensor 95, wie dies in Fig. 3 in etwas schematischer Weise gezeigt ist, in Wirkverbindung mit einem Teil des Betätigungsmechanismus stehen. Bei dieser Ausführungsform ist es hinsichtlich der Tatsache, daß die lineare Stellung des Ankerbauteils 71 keine direkte Anzeige der axialen Stellung der Hülse 37 ist, d. h. die Beziehung zwischen beiden Stellungen ist nicht streng linear, ebenfalls erforderlich, daß das elektronische Steuergerät EC mit entsprechender Software versehen ist. Es wird angenommen, daß die Wahl eines geeigneten Hülsenstellungssensors 95 sowie jeglicher in dem elektronischen Steuergerät EC vorzusehender Software innerhalb der allgemeinen Kenntnisse des Fachmanns liegt. Obschon das Vorsehen eines solchen Sensors bevorzugt wird, wodurch die Schleife geschlossen wird, ist dies kein wesentliches Merkmal der Erfindung, und der ausgewählte spezielle Sensor und die ausgewählte spezielle Software sind nicht wesentlich.

Ventilausrüstung

Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 6 werden nun die Spule 35 und die Hülse 37 hinsichtlich ihrer verschiedenen Durchlässe und Anschlüsse detaillierter beschrieben. In Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung sei angemerkt, daß bestimmte Anschlüsse und Durchlässe symmetrisch oder allgemein symmetrisch bezüglich einer imaginären zentralen Bezugsebene RP angeordnet sind, und solche Elemente werden durch Bezugszeichen beschrieben, auf welche ein "L" oder ein "R" folgt, um anzuzeigen, daß das Element entweder auf der linken oder der rechten Seite der Bezugsebene RP angeordnet ist. Andererseits haben bestimmte Elemente kein entsprechendes Element, welches bezüglich der Bezugsebene RP gegenüberliegend angeordnet ist, und diese Elemente werden unter Bezugnahme auf das Bezugszeichen allein bezeichnet.
Es sollte sich verstehen, daß die Überlagerungsansichten von Fig. 6 und 7 hauptsächlich die Grenzfläche zwischen der äußeren zylindrischen Oberfläche der Spule 35 (gestrichelte Linien) und der zylindrischen Innenfläche der Hülse 37 (durchgezogene Linien) veranschaulichen sollen. Folglich werden bestimmte strukturelle Merkmale, welche nur auf der Außenfläche der Hülse erscheinen, in Fig. 6 und 7 nicht gezeigt. Es sei angemerkt, daß in Fig. 6 die Spule 35 und die Hülse 37 in einer relativen Axialstellung entsprechend der in Fig. 2 dargestellten Neutralaxialstellung stehen und in einer relativen Drehstellung entsprechend der ebenfalls in Fig. 2 gezeigten Drehneutralstellung stehen.
Die Spule 35 weist zwei ringförmige Dosiernuten 97L und 97R auf, welche in axialer Richtung bezüglich der Radialbohrungen 63L bzw. 63R ausgerichtet sind. Ein Druckdurchlaß 99L steht in Verbindung mit der Dosiernut 97L, und ein Druckdurchlaß 99R steht in Verbindung mit der Dosiernut 97R. In Umfangsrichtung benachbart zu den Druckdurchlässen 99L befindet sich ein Rücklaufdurchlaß 101L, und in Umfangsrichtung benachbart zu den Druckdurchlässen 99R, jedoch in entgegengesetzter Richtung bezüglich dieser, befindet sich ein Rücklaufdurchlaß 101R. Zu dem linken Ende in Fig. 6 hin sind in der Spule 35 die Stiftöffnung 51 ausgebildet, und die Rücklaufanschlüsse 101L und 101R und die Stiftöffnungen 51 erstrecken sich in das Innere der Spule 35.
Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 6 weist die Hülse 37 zwei Druckanschlüsse 103 auf, die in der Bezugsebene RP angeordnet sind. Ein Stück nach links bezüglich der Druckanschlüsse 103 ist eine Mehrzahl von Lasterfassungsanschlüssen 105 vorgesehen, welche in offener Verbindung mit der von dem Ventilgehäuseabschnitt 13 bestimmten Lasterfassungskammer 31c stehen. Die Hülse 37 weist ferner einen Arbeitsanschluß 107L benachbart zu dem Rücklaufanschluß 101L sowie einen Arbeitsanschluß 107R benachbart zu dem Rücklaufanschluß 101R auf. In axialer Richtung weiter von der Bezugsebene RP entfernt weist die Hülse 37 eine Mehrzahl von Dosieranschlüssen 109L in kontinuierlicher Fluidverbindung mit der Dosiernut 94L sowie eine Mehrzahl von Dosieranschlüssen 109R in kontinuierlicher Fluidverbindung mit der Dosiernut 94R auf. Jeder der Dosieranschlüsse 109L und 109R umfaßt eine allgemein rechteckige Öffnung, die von der Außenfläche der Hülse (hier nicht gezeigt) bestimmt wird, wobei der Zweck der rechteckigen Öffnungen darin besteht, eine kommutierende Fluidverbindung zwischen den Dosieranschlüssen 109L und 109R und den Radialbohrungen 63L bzw. 63R zu erlauben, selbst wenn die Hülse 37 in der einen oder der anderen Richtung aus der in Fig. 6 gezeigten Neutralaxialstellung verlagert wurde. Die oben beschriebenen rechteckigen Öffnungen sind in dem oben in Bezug genommenen US-Patent Nr. 5,115,640 detaillierter veranschaulicht.
Schließlich weist die Hülse 37 eine Mehrzahl von Behälteranschlüssen 111 auf, die jeweils in kontinuierlicher Verbindung mit dem Rücklaufanschluß 25 (in Fig. 2 gezeigt) mittels der ringförmigen Kammer 25b stehen. Alle bisher beschriebenen Anschlüsse und Durchlässe betreffen eine Drehventilausrustung, welche, da sie dem Fachmann allgemein bekannt ist, im folgenden nur kurz beschrieben wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 strömt Druckfluid, falls das Lenkrad W und die Spule 35 im Uhrzeigersinn gedreht werden (die Spule bewegt sich in Fig. 7 "nach unten"), von dem Einlaß 23 zu der ringförmigen Kammer 23c und dann durch die Druckanschlüsse 103, welche nun mit den Druckdurchlässen 99L überlappen, um eine variable Hauptstromsteueröffnung (A1r) zu bestimmen, wobei die Bezeichnung "r" nach "A1" nur vorgesehen ist, um eine Öffnung zu bezeichnen, welche in Ansprechen auf relative Drehbewegung der Spule und der Hülse gebildet wurde. Gleichzeitig wird der Druck in dem Druckdurchlaß 99L (stromab der A1r-Öffnung) durch einen der Lasterfassungsanschlüsse 105 "erfaßt", welcher sich nun mittels eines in der Spule 35 ausgebildeten allgemein L-förmigen Lasterfassungsdurchlasses 113, der in offener Verbindung mit dem benachbarten Druckdurchlaß 99L steht, in Fluidverbindung mit dem Druckdurchlaß 99L bewegt hat.
Durch die A1r-Öffnung strömendes Fluid strömt dann in die Dosiernut 97L und dann durch die Dosieranschlüsse 109L zu dem Fluiddosierer 17 (in der zuvor beschriebenen Weise), kehrt von dem Fluiddosierer 17 zurück und strömt durch die Dosieranschlüsse 109R hindurch und in die Dosiernut 97R. Dieses "dosierte Fluid" tritt dann in die Druckdurchlässe 99R ein, welche nun mit den Arbeitsanschlüssen 107R überlappen, um eine variable Stromsteueröffnung (A4r) zu bilden. Dosiertes Fluid strömt von der A4r-Öffnung in die ringförmige Kammer 27c und von dort zu dem Zylinderanschluß 27c und dann zu dem Lenkzylinder C. Von der Auslaßseite des Lenkzylinders C zurückströmendes Fluid strömt zu dem Zylinderanschluß 29, dann in die ringförmige Kammer 29c und dann durch eine A5r-Öffnung, die von dem Überlapp zwischen den Arbeitsanschlüssen 107L und den Rücklaufdurchlässen 101 L gebildet wird. Dieses Rücklauffluid strömt dann durch das Innere der Spule 35 und dann radial nach außen durch die Stiftöffnung 51 und die Behälteranschlüsse 101 zu der ringförmigen Kammer 25c und dann zu dem Rücklaufanschluß 25 und schließlich zu dem Systemvorrat R. Der oben beschriebene Stromweg bildet somit den "Hauptfluidweg", der definiert ist, wenn die Spule und die Hülse aus der Neutraldrehstellung in eine Dreharbeitsstellung verlagert werden. Es sei angemerkt, daß in Fig. 7 die Spule und die Hülse auch axial verlagert sind, wobei jedoch für die Zwecke der obigen Beschreibung des "Hauptfluidwegs" und der Dreharbeitsstellung nur die relative Drehverlagerung zwischen der Spule und der Hülse maßgeblich ist. Es sei auch bemerkt, daß der oben beschriebene Hauptfluidweg, ebenso wie die Stromsteueröffnungen A1r, A4r und A5r, im wesentli chen nicht von der Axialstellung der Hülse 37 relativ zu der Spule 35 abhängt.

Axialventilausrüstung

Wie im Fall der oben erwähnten US-Patentschrift 5,115,640 ist es ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß die Ventilorgane so ausgelegt sind, daß ihre axiale Betätigung zu einem parallelen Fluidweg führt, der innerhalb des Fluidsteuergeräts definiert ist, wobei der parallele Weg vorzugsweise getrennt und unterschiedlich zu dem (soeben beschriebenen) Hauptfluidweg ist, welcher in Ansprechen auf eine relative Drehung der Spule und der Hülse definiert ist. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff "getrennt und unterschiedlich" bezüglich des Hauptfluidwegs und des parallelen Fluidwegs hauptsächlich die Tatsache, daß der Hauptfluidweg durch den Fluiddosierer 17 verläuft, während der parallele Fluidweg dies nicht tut. Offensichtlich sind der Hauptfluidweg und der parallele Fluidweg nicht vollständig getrennt und unterschiedlich unter dem Gesichtspunkt ausgebildet, daß beide Fluidwege in der ringförmigen Kammer 23c beginnen und sich die getrennten Wege in der ringförmigen Kammer 27c (im Falle einer Lenkbewegung nach rechts) wieder vereinigen. In Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung der Axialventilausrüstung und der anhängenden Ansprüche werden viele Elemente, wie beispielsweise Anschlüsse, Durchlässe, usw. mit dem Begriff "axial" bezeichnet. Es sollte sich für den Fachmann verstehen, daß eine solche Verwendung des Begriffs "axial" nicht notwendigerweise ein strukturelles Merkmal des betreffenden Elements oder ein bestimmtes Element bezeichnen soll, sondern es soll statt dessen angezeigt werden, daß das bestimmte Element in Bezug zu der Axialventilausrüstung steht und bei der Bestimmung des parallelen Fluidwegs beteiligt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 sei angemerkt, daß rechts und oberhalb von jedem der Rücklaufdurchlässe 101L ein Bereich von Anschlüssen und Durchlässen (von denen sich die meisten in Umfangsrichtung erstrecken) vorgesehen ist, der bisher nicht detailliert beschrieben wurde und der die Axialventilausrüstung bildet.
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 7 wird die Axialventilausrüstung teilweise detailliert beschrieben, und es sollte sich verstehen, daß, obschon die Spule und Hülse in Fig. 7 aus der Neutraldrehstellung drehverlagert wurden, die Axialventilausrüstung in Fig. 7 unabhängig von der relativen Drehstellung in gleicher Weise arbeitet. Somit ist es ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß die Drehventilausrüstung unabhängig von der momentanen Axialstellung der Hülse 37 arbeitet, während die Axialventilausrüstung unabhängig von der momentanen Drehstellung der Spule 35 und der Hülse 37 arbeitet.
Die Spule 35 weist zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Druckdurchlässe 115L und 115R auf, welche mittels eines in axialer Richtung verlaufenden Durchlasses 117 miteinander verbunden sind. Die Spule 35 weist ferner zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Arbeitsdurchlässe 119L und 119R auf, welche ebenfalls über den Axialdurchlaß 117 miteinander verbunden sind. In axialer Richtung außerhalb davon weist die Spule zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Rücklaufdurchlässe 121L und zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Rücklaufdurchlässe 121R auf.
Die Hülse 37 weist zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Druckanschlüsse 123, zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Arbeitsanschlüsse 125L und zwei sich in Umfangsrichtung erstreckende Arbeitsanschlüsse 125R auf. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 7 ist ersichtlich, daß, wenn sich die Hülse in ihrer Neutralaxialstellung befindet, die Druckanschlüsse 123 zwischen den benachbarten Druckdurchlässen 115L und 115R axial zentriert sind. In ähnlicher Weise sind die Arbeitsanschlüsse 125L zwischen dem Arbeitsdurchlaß 119L und dem Rücklaufdurchlaß 121L axial zentriert.
Schließlich sind die Arbeitsanschlüsse 125R zwischen den Arbeitsdurchlässen 119R und den Rücklaufdurchlässen 121 R axial zentriert.
Wenn die Hülse 37 aus der in Fig. 6 gezeigten Neutralaxialstellung zu der in Fig. 7 gezeigten Axialarbeitsstellung hin verschoben wird (wobei jedoch zu Zwecken der Erläuterung keine relative Drehbewegung angenommen wird), beginnen die Druckanschlüsse 123 mit den Druckduchlässen 115L zu überlappen, wobei der Gesamtüberlapp dazwischen eine A1a-Öffnung bestimmt, wobei die Bezeichnung "a" nach dem "A1" eine Öffnung bezeichnen soll, welche in Ansprechen auf eine relative axiale Bewegung der Spule und der Hülse gebildet wird. In die Druckdurchlässe 115L eintretendes Druckfluid strömt dann durch die Durchlässe 117 und in den Arbeitsdurchlaß 119R. Die Durchlässe 119R stehen nun in Fluidverbindung mit den Arbeitsanschlüssen 125R, wobei der Gesamtüberlapp dazwischen eine A4a-Öffnung bestimmt. Das durch die A4a-Öffnung und durch die Arbeitsanschlüsse 125R herausströmende Fluid strömt dann in die ringförmige Kammer 27c und vereinigt sich mit dem Fluid in dem Hauptfluidweg, falls gleichzeitig eine Drehbetätigung stattfindet. Wie oben beschrieben wurde, strömt das von dem Lenkzylinder C zurückströmende Fluid durch die ringförmige Kammer 29c, und von dort strömt das Fluid durch eine A5a-Öffnung, welche von dem Gesamtüberlapp zwischen den Arbeitsanschlüssen 125L und den Rücklaufdurchlässen 121L bestimmt wird. Dieses Rücklauffluid strömt dann in das Innere der Spule 35 und von dort in der oben beschriebenen Weise zu dem Systemvorrat.
Bei dem oben erwähnten US-Paten Nr. 5,115,640 bestand die allgemeine Absicht für den parallelen Stromweg darin, daß er hauptsächlich als ein "Fehler"-Korrekturstromweg dient, d. h. der größte Teil des erforderlichen Stroms zu dem Längszylinder strömt über den Hauptfluidweg, wobei der Strom durch den Parallel(Hilfs)-Fluidweg so gesteuert oder eingestellt wird, daß der Gesamtstrom den Lenkzylinder in einer der Bewegung des Lenkrads entsprechenden Weise bewegt. Im Gegensatz dazu ist es ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß der Parallel(Hilfs)-Fluidweg einen wesentlichen Fluidstrom aufnehmen kann, d. h. der Strom durch den von der Axialventilausrüstung bestimmten parallelen Weg ist allein ausreichend, um für einen Lenkvorgang in Abwesenheit eines jeglichen Stroms durch den Hauptfluidweg zu sorgen. Insbesondere bildet bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung der Strom über den Hauptfluidweg in Ansprechen auf eine Betätigung der Drehventilausrüstung einen relativ kleinen Strom, obschon es sich für den Fachmann versteht, daß der relativ kleine Strom über den Hauptfluidweg immer noch für ein normales Lenken ausreichend sein muß. Vorzugsweise sind der Fluiddosierer 17 und die verschiedenen Öffnungen der Drehventilausrüstung so dimensioniert, daß der Strom über den Hauptfluidweg geeignet ist, um einen normalen Lenkvorgang in dem Straßenmodus auszuführen. Jedoch sind bei der vorliegenden Ausführungsform die verschiedenen Stromsteueröffnungen, welche die Axialventilausrüstung bilden, so dimensioniert, daß der Strom über den parallelen Fluidweg einen relativ großen Strom bildet, d. h. einen Strom, welcher groß im Vergleich zu demjenigen in dem Hauptfluidweg ist. Vorzugsweise sind die Stromsteueröffnungen der Axialventilausrüstung so bemessen, daß der relativ große Strom über den parallelen Fluidweg für einen Betrieb in dem Arbeitsmodus, wie dieser Begriff oben definiert wurde, geeignet ist. Beispielsweise kann der relativ große Fluidstrom über den parallelen Fluidweg im Bereich des zwei- bis dreifachen des Stroms über den Hauptfluidweg liegen.
Im Falle eines Verlusts an Hydraulikleistung in dem Fluidsteuergerät 11 aus einem der dem Fachmann bekannten Gründe ist es dem Fahrer immer noch möglich, das Fahrzeug zu lenken. Da der Hauptfluidweg für den relativ geringen Strom sorgt, kann der Fluiddosierer 17 wie oben erwähnt für eine relativ kleine Verdrängung bemessen sein. Wie es sich für den Fachmann versteht, ermöglicht die Anwesenheit eines relativ kleinen Fluiddosierers ein manuelles Lenken, d. h. der Fahrer dreht das Lenkrad W, um eine Betätigung der Drehventilausrüstung zu erzielen, und der Fluiddosierer 17 arbeitet in der Art einer Handpumpe und pumpt Druckfluid zu dem Lenkzylinder C, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Beim Betrieb in dem Handlenkmodus befinden sich die Spule und die Hülse in der in Fig. 7 gezeigten Dreharbeitsstellung, jedoch in der in Fig. 6 gezeigten Neutralaxialstellung. Die Neutralaxialstellung wird typischerweise dadurch erreicht, daß die Linearbetätigungsanordnung 65 ein Null- oder AUS-Eingangssignal empfängt, wobei die Zentrierfeder 91 und die Kompressionsfeder 93 dann die Hülse 37 in ihre in Fig. 2 gezeigte Neutralaxialstellung zurückbringen.

Elektronischer Weitwinkel

Das US-Patent 5,080,135 mit dem Titel "Drehmodulationslenkventil mit großem Auslenkwinkel (Large Deflection Angle Rotary Modulation Steering Valve)" ist auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung überschrieben. Bei der in diesem Patent beschriebenen Vorrichtung sind die verschiedenen Anschlüsse und Durchlässe, welche die Öffnungen der Drehventilausrüstung bestimmen, so konfiguriert, daß eine Lenkwirkung über eine Drehverlagerung zwischen der Spule und der Hülse von bis zu 50 oder 60º stattfindet. Das "Weitwinkel"-Steuergerät des oben in Bezug genommenen Patents weist viele Vorteile auf, wie beispielsweise der vollständigen Eliminierung von ruckartigen Bewegungen, ohne daß irgendeine Art von Dämpfungsventil in dem System erforderlich wäre. Das "Weitwinkel"-Steuergerät des oben in Bezug genommenen Patents erfährt gegenwärtig einen wesentlichen kommerziellen Erfolg. Jedoch ist die zum Erzielen des Weitwinkellenkens erforderliche Konfiguration der Anschlüsse und Durchlässe so, daß das Weitwinkelmerkmal nicht ohne weiteres mit der Axialventilausrüstung des Typs kombiniert werden kann, welcher eine getrennte unabhängige Betätigung, wie beispielsweise eine Steuerknüppellenkung, beinhaltet. Insbesondere ist es physikalisch nicht möglich, das Weitwinkelmerkmal und das Axialventilausrüstungsmerkmal in einem Steuergerät mit normaler Größe zu kombinieren, d. h. mit einer Spule und mit einer Hülse, welche von normaler vernünftiger Größe sind.
Es ist ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung, daß das Lenksystem und das Fluidsteuergerät der vorliegenden Ausführungsform es ermöglichen, daß entweder eine normale Drehlenkung (Drehventilausrüstung) oder eine getrennte unabhängige Steuerknüppellenkung (Axialventilausrüstung) vorliegen, welche beide bereits beschrieben wurden, oder daß alternativ eine "elektronische Weitwinkel"-Lenkung vorliegt, was nachfolgend detaillierter in Verbindung mit dem Flußdiagramm von Fig. 8 beschrieben wird. Allgemein sei angemerkt, daß der Zweck der elektronischen Weitwinkellenkung darin besteht, in einem Steuergerät mit nur etwa 20 oder 22º Drehverlagerung im wesentlichen die gleiche Sromkurve zu erzielen, wie dies der Weitwinkeleinheit gemäß dem oben erwähnten US-Patent Nr. 5,080,135 möglich ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff "Stromkurve" auf eine Kurve oder einen Graphen von Q (Strom) über dΘ/dt (Rate der Drehauslenkung von Spule und Hülse).
Unter Bezugnahme auf das Steuerlogiksystem, welches im Blockdiagrammform in Fig. 8A und 8B gezeigt ist, wird ein weiterer wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sollte sich verstehen, daß die in den Fig. 8A und 8B veranschaulichte Steuerlogik sich nicht auf die Betriebssituation bezieht, in welcher die einzige Eingabe bzw. Betätigung mittels des Lenkrads W erfolgt. Statt dessen bezieht sich die Steuerlogik nur auf die Situation, in welcher das elektronische Steuergerät EC zusätzlich betätigt wird, beispielsweise mittels des Steuerknüppels J.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8A sei bemerkt, daß die Steuerlogik sechs verschiedene Eingangssignale erhält, wobei zwei davon durch die Eingaben von dem Steuerknüppel J und dem Lenkrad W gebildet werden. Ferner erfolgt ein Eingangssignal von dem Fahrersitz S, welches die Anwesenheit oder Abwesenheit des Fahrers anzeigt; ein Eingangssignal von einem mit der Pumpe P verbundenen Druckschalter, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Hydraulikleistung (Druck) an dem Ausgang der Pumpe P anzuzeigen; ein Eingangssignal von dem Getriebeschalthebel G, welches den momentan eingelegten Gang anzeigt; sowie ein Signal von dem Radstellungssensor PS, welches die Geschwindigkeit (dPS/dt) des Lenkrads W anzeigt.
Es sei bemerkt, daß das Radgeschwindigkeitssignal von dem Radstellungssensor PS an zwei unterschiedlichen Stellen gezeigt ist. Es sei ferner bemerkt, daß es typisch ist, wie in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 5,115,640 beschrieben, das Signal von dem Radstellungssensor abzuleiten, um das tatsächliche Geschwindigkeitssignal (dPS/dt) zu erhalten, welches als das in Fig. 8A gezeigte Eingangssignal dient.
Wenn man oben in Fig. 8A beginnt, betrachtet die Steuerlogik zuerst die Anwesenheit oder Abwesenheit des Fahrzeugfahrers. Auf jeder "Seite" der Logik (d. h. Steuerknüppel- oder Lenkradbetätigung) sendet das elektronische Steuergerät EC, falls das Eingangssignal von dem Fahrersitz S anzeigt, daß der Fahrer nicht anwesend ist (NEIN) ein entsprechendes Signal an die lineare Betätigungsanordnung 65, wodurch sich die Hülse 37 in die Neutralaxial("N.A.")-Stellung bewegt.
Falls der Fahrzeugfahrer anwesend ist ("JA"), besteht der nächste Schritt in der Logik darin, das Signal von dem Druckschalter an der Pumpe P zu betrachten. Falls das Signal anzeigt, daß die Hydraulikleistung nicht eingeschaltet ist ("NEIN"), kann die Hülse 37 in der oben beschriebenen Weise in ihre Neutralaxialstellung ("N.A.") gelangen oder sie wird entsprechend befehligt.
Falls Hydraulikleistung vorhanden ist ("JA"), besteht der nächste Schritt in der Logik im Falle einer Steuerknüppelbetätigung darin, das Eingangssignal von dem Getriebeschalthebel G zu betrachten. Falls das Eingangssignal G anzeigt, daß das Getriebe sich in einem der "Straßen"-Gänge befindet ("JA"), besteht die entsprechende Reaktion in einer Unterbrechung oder einem "Übersteuern". Wie hier verwendet, sollen die Begriffe "Unterbrechung" und "Übersteuern" so verstanden werden, daß sie entweder ein komplettes Abschneiden des Signals von dem elektronischen Steuergerät EC, was die Hülse 37 in eine axial verlagerte Stellung bringt, oder nur eine Verringerung der Verstärkung des Kommandosignals CS von dem elektronischen Steuergerät EC bezeichnen. Falls das Eingangssignal G anzeigt, daß sich das Getriebe in einem Straßengang befindet ("JA"), besteht die entsprechende Reaktion in einem vollständigen Übersteuern, so daß der Steuerknüppel J danach die Spule und die Hülse nicht mehr aus der Neutralaxialstellung verlagern könnte und eine Lenkbewegung nur in Ansprechen auf eine Drehung des Lenkrads W erfolgen könnte.
Falls das Eingangssignal G anzeigt, daß sich das Getriebe nicht in einem Straßengang befindet ("NEIN"), schreitet die Logik zu dem nächsten Schritt fort, in welchem die Logik das Eingangssignal PS empfängt, welches die Lenkradstellung oder wahrscheinlicher die Lenkradgeschwindigkeit angibt. Falls das Eingangssignal PS anzeigt, daß das Lenkrad W mit einer Rate gedreht wird, welche ein vorbestimmtes Minimum (z. B. fünf Umdrehungen pro Minute) überschreitet und das Ergebnis des Entscheidungsblocks ("JA") ist, ist die entsprechende Reaktion erneut ein "Übersteuern", was wiederum ein vollständiges Abschneiden des Kommandosignals oder eine Verringerung der Verstärkung desselben sein kann. Falls die Drehgeschwindigkeit des Lenkrads W unterhalb des vorbestimmten Minimums liegt ("NEIN"), fährt die Logik mit dem Schritt "Formen" fort, bei welchem das Eingangssignal von dem Steuerknüppel J "geformt" wird, um die geeignete vorbestimmte Beziehung von Strom ("Q") in dem Parallelweg und der Bewegungsrate des Steuerknüppels J, d. h. dΘ/dt, zu ergeben.
Wenn das Ausgangssignal von dem Steuerknüppel J in geeigneter Weise geformt wurde, besteht der nächste Schritt darin, ein entsprechendes Kommandosignal ("Kommandosignal CS") zu erzeugen, welches von dem elektronischen Steuergerät EC gesendet wird, um die Hülse 37 in die entsprechende Stellung zu bewegen. Ein zusätzliches Eingangssignal für die Steuereinheit ist das Rückkoppelsignal von dem Steuergerät 11 und in der vorliegenden Ausführungsform von der linearen Betätigungsanordnung 65. Falls dieses Rückkoppelsignal anzeigt, daß die Hülse 37 bewegt wurde ("JA"), beendet die Steuerlogik ihre Tätigkeit. Falls nicht ("NEIN"), springt die Steuerlogik an eine Stelle vor dem "Formen"-Schritt zurück.
In dem Teil der Logik, welcher sich auf die Lenkradbetätigung ("W") bezieht, empfängt die Logik nicht anfänglich das Eingangssignal G von dem Getriebeschalthebel (d. h. die Logik kümmert sich nicht wirklich darum, welcher Gang in dem Getriebe eingelegt ist). Nachdem festgestellt wurde, daß die Hydraulikleistung eingeschaltet ist ("JA"), fährt die Logik als nächstes mit dem "Formen"-Schritt fort, in welchem die Logik die Drehrate des Lenkrads W betrachtet ("d®/dt") und das Eingangssignal G von dem Getriebeschalthebel betrachtet und das Eingangssignal an das elektronische Steuergerät EC "formt", um die Hülse 37 in eine entsprechende aale Stellung zu befehligen. Mittels "entsprechend" bezüglich der Hülsenstellung ist eine Stellung gemeint, in welcher der Gesamtstrom (Hauptfluidweg plus Parallelweg) im wesentlichen gleich demjenigen ist, welcher in einem Weitwinkelsteuergerät für das gleiche dΘ/dt erzielt werden könnte. Alternativ kann das Kommandosignal CS von dem elektronischen Steuergerät EC in jeder gewünschten Weise geformt werden, um für jegliche gewünschte Beziehung zwischen dem Gesamtstrom ("Q") und der Drehrate des Lenkrads ("dΘ/dt") zu sorgen.
In gleicher Weise wie oben beschrieben besteht der nächste Schritt der Logik darin, das tatsächliche Kommandosignal ("Kommandosignal CS") zu erzeugen, welches an die Linearbetätigungsanordnung 65 gesendet wird. Nachfolgend betrachtet die Logik das Rückkoppelsignal von der Hülse 37, und falls die Hülse bewegt wurde ("JA"), beendet die Steuerlogik ihre Tätigkeit. Falls die Hülse nicht bewegt wurde ("NEIN"), springt die Logik an eine Stelle vor dem "Formen"-Schritt.
Bei dem in dem oben erwähnten US-Patent Nr. 5,016,672 veranschaulichten und beschriebenen Fluidsteuergerät wurde die Aalverstellung der Hülse mittels eines Pilotdrucks gesteuert, und es war keine Hülsenstellungsrückkopplung vorgesehen. Als ein Ergebnis der Verwendung von Pilotdruck zum Positionieren der Hülse würde das Gesamtsystem typischerweise langsamer reagieren, als dies tatsächlich gewünscht wäre. Beispielsweise wurde in Verbindung mit der Entwicklung der Struktur gemäß dem oben in Bezug genommenen Patent angenommen, daß die Systemantwort eine Bandbreite von annähernd 5 Hz haben würde. Im Gegensatz dazu wird aufgrund der direkten mechanischen Betätigung der Hülse 37 bei der vorliegenden Erfindung angenommen, daß die Gesamtsystemansprechzeit eine Bandbreite im Bereich von etwa 20 bis 40 Hz hat, d. h. das Steuergerät und die Logik sind zusammen in der Lage, etwa 20 bis 40 physikalische Änderungen oder Korrekturen pro Sekunde der Stellung der Hülse auszuführen.
Ein weiterer Aspekt der verbesserten Systemansprechzeit bei der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Stelle innerhalb des Gesamtssystems, an welcher die Logikschleife "geschlossen" ist. Es war bekannt, die Schleife mittels Erfassen der Stellung des gelenkten Rades ("WS") zu schließen, jedoch ermöglicht es die Erfassung der Hülsenstellung und das Beaufschlagen der Logik mit einem Rückkoppelssignal, welches diese Stellung wiedergibt, bei der vorliegenden Erfindung, daß das System schneller auf gewünschte Veränderungen der Stellung des gesteuerten Rades ansprechen kann.
Die Erfindung wurde in der obigen Beschreibung sehr detailliert beschrieben, und es wird angenommen, daß sich verschiedene Änderungen und Modifikationen der Erfindung dem Fachmann aus dem Lesen und Verstehen der Beschreibung ergeben. Alle solchen Änderungen und Modifikationen sollen von dem Rahmen der Erfindung gemäß der anhängenden Ansprüche umfaßt sein.

Claims

1. Steuergerät (11), das betätigbar ist, um den Fluidstrom von einer Quelle (P) von unter Druck stehendem Fluid zu einer fluiddruckbetätigten Vorrichtung (C) zu steuern; wobei das Steuergerät versehen ist mit einer Gehäuseanordnung (13), die einen Einlaß (23) zwecks Verbindung mit der Quelle, einen Rücklaufanschluß (25) zur Verbindung mit einem Speicherbehälter (R) sowie einen ersten (27) und einen zweiten (29) Steuerfluidanschluß zwecks Verbindung mit der fluiddruckbetätigten Vorrichtung (C) aufweist; einer Ventilanordnung, die in der Gehäuseanordnung angeordnet ist und ein drehbares Hauptventilorgan (35) und ein damit zusammenwirkendes relativ drehbares Nachlaufventilorgan (37) aufweist, wobei das Haupt- und das Nachlaufventilorgan eine Neutraldrehstellung (Fig. 6) und eine Dreharbeitsstellung (Fig. 7) bestimmen, in welcher das Hauptventilorgan aus der Neutraldrehstellung relativ zu dem Nachlaufventilorgan drehverlagert ist; wobei die Gehäuseanordnung (13) und die Ventilorgane (35, 37) zusammenwirken, um einen Hauptfluidweg (MFP) zu bestimmen, der für eine Fluidverbindung von dem Einlaß (23) zu dem ersten Steuerfluidanschluß (27) und von dem zweiten Steuerfluidanschluß (29) zu dem Rücklaufanschluß (25) sorgt, wenn sich die Ventilorgane in der Dreharbeitsstellung befinden; wobei das Haupt- und das Nachlaufventilorgan eine Neutralaxialstellung (Fig. 6) bestimmen, sowie eine Axialarbeitsstellung (Fig. 7), in welcher das Nachlaufventilorgan axial aus der Neutralaxialstellung gegenüber dem Hauptventilorgan verlagert ist; wobei die Gehäuseanordnung und die Ventilorgane zusammenwirken, um einen Hilfsfluidweg (AFP) zu bestimmen, der für eine Fluidverbindung zwischen dem Einlaß und dem ersten oder dem zweiten Steuerfluidanschluß sowie zwischen dem anderen der Steuerfluidanschlüsse und dem Rücklaufanschluß sorgt, wenn sich die Ventilorgane in der Axialarbeitsstellung befinden, gekennzeichnet durch

eine Anordnung (65, 79) zur direkten mechanischen axialen Betätigung des Nachlaufventilorgans (37), wobei die direkte mechanische Axialbetätigungsanordnung versehen ist mit:

(a) einer mit der Gehäuseanordnung (13) in Wirkverbindung stehenden Betätigungsanordnung (65), die betätigbar ist, um in Ansprechen auf ein vorbestimmtes elektrisches Eingangssignal (CS) einen vorbestimmten mechanischen Ausgang (71) zu erzeugen;

(b) einer Anordnung (79), die betätigbar ist, um den mechanischen Ausgang (71) der Betätigungsanordnung (65) in eine Axialbewegung des Nachlaufventilorgans (37) zwischen der Neutralaxialstellung (Fig. 6) und der Axialarbeitsstellung (Fig. 7) umzuwandeln.

2. Steuergerät (11) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine fluidbetätigte Anordnung (17), um das Nachlaufventilorgan (37) zu einer Nachlaufbewegung zu veranlassen, die proportional dem Volumen des Fluidstroms durch den Hauptfluidweg ist, wenn sich die Ventilorgane (35, 37) in der Dreharbeitsstellung (Fig. 7) befinden.

3. Steuergerät (11) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptfluidweg durch die fluidbetätigte Anordnung (17) verläuft, und der Hilfsfluidweg die fluidbetätigte Anordnung umgeht.

4. Steuergerät (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventilorgan (35) erste (99L) und zweite (99R) Fluiddurchlässe aufweist, und das Nachlaufventilorgan (37) einen ersten Fluidanschluß (103) aufweist, der in kontinuierlicher Fluidverbindung mit dem Einlaß (23) steht, sowie einen zweiten Fluidanschluß (107R), der in kontinuierlicher Fluidverbindung mit dem ersten Steuerfluidanschluß (27) steht; wobei die Fluidverbindung zwischen dem ersten bzw. dem zweiten Fluidanschluß und den ersten bzw. zweiten Fluiddurchlässen blockiert ist, wenn die Ventilorgane sich in der Neutraldrehstellung (Fig. 6) befinden; und wobei der erste bzw. zweite Fluidanschluß in Fluidverbindung mit den ersten bzw. zweiten Fluiddurchlässen steht, um eine erste (A1r) bzw. eine zweite (A4r) verstellbare Stromsteueröffnung zu bestimmen, wenn sich die Ventilorgane in der Dreharbeitsstellung (Fig. 7) befinden, wobei der Hauptfluidweg die erste und zweite verstellbare Stromsteueröffnung beinhaltet.

5. Steuergerät (11) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventilorgan (35) erste (115L) und zweite (119R) Axialfluiddurchlässe bestimmt, und das Nachlaufventilorgan (37) einen ersten Axialfluidanschluß (123), der in kontinuierlicher Fluidverbindung mit dem Einlaß (23) steht, sowie einen zweiten Axialfluidanschluß (125R) bestimmt, der in kontinuierlicher Fluidverbindung mit dem ersten (27) oder dem zweiten (29) Steuerfluidanschluß steht; wobei die Fluidverbindung des ersten bzw. des zweiten Axialfluidanschlusses mit den ersten bzw. den zweiten Axialfluiddurchlässen blockiert ist, wenn sich die Ventilorgane in der Neutralaxialstellung (Fig. 6) befinden, und wobei der erste bzw. der zweite Axialfluidanschluß mit den ersten bzw. zweiten Axialfluiddurchlässen in Fluidverbindung steht, um eine erste (A1a) und eine zweite (A4a) verstellbare Axialstromsteueröffnung zu bestimmen, wenn sich die Ventilorgane in der Axialarbeitsstellung (Fig. 7) befinden, wobei der Hilfsfluidweg die erste und die zweite verstellbare Axialstromsteueröffnung beinhaltet.

6. Steuergerät (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Axialfluidanschluß (125R) in kontinuierlicher Fluidverbindung mit dem ersten Steuerfluidanschluß (27) steht, wenn sich die Ventilorgane in der Axialarbeitsstellung (Fig. 7) befinden, wobei der Fluidstrom zu der fluiddruckbetätigten Vorrichtung (C) die Summe des Haupt- und des Hilfsfluidwegs umfaßt, wenn sich die Ventilorgane sowohl in der Dreh- als auch der Axialarbeitsstellung befinden.

7. Steuergerät (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Axialfluidanschluß (125R) in kontinuierlicher Fluidverbindung mit dem zweiten Steuerfluidanschluß (29) steht, wenn sich die Ventilorgane in der Axialarbeitsstellung befinden, wobei der Fluidstrom zu der fluiddruckbetätigten Vorrichtung (C) die Differenz der Ströme in dem Haupt- und dem Hilfsfluidweg ausmacht, wenn sich die Ventilorgane gleichzeitig sowohl in der Dreh- als auch der Axialarbeitsstellung befinden.

8. Steuergerät (11) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreharbeitsstellung (Fig. 7) eine relative Drehung der Ventilorgane (35, 37) um mindestens etwa 20º umfaßt.

9. Steuergerät (11) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (115L) und zweiten (119R) Axialfluiddurchlässe sowie der erste (123) und der zweite (125R) Axialfluidanschluß so ausgelegt sind, daß mittels der Bewegung der Ventilorgane zu der Axialarbeitsstellung (Fig. 7) für jede relative Drehstellung der Ventilorgane (35, 37) eine erste (A1a) und eine zweite (A4a) verstellbare Axialstromsteueröffnung bestimmt werden kann.

10. Steuergerät (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsanordnung eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung (65) umfaßt, deren zentrierte Position der Neutralaxialstellung (Fig. 6) des Nachlaufventilorgans (37) relativ zu dem Hauptventilorgan (35) entspricht.

11. Steuergerät (11) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung (65) betätigbar ist, um den vorbestimmten mechanischen Ausgang (71) in Ansprechen auf ein vorbestimmtes elektrisches Eingangssignal (CS) in einer von zwei entgegengerichteten Richtungen von der zentrierten Stellung zu erzeugen.

12. Steuergerät (11) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Anordnung (91, 93), die betätigbar ist, um das Nachlaufventilorgan (37) in Richtung auf die Neutralaxialstellung (Fig. 6) in Abwesenheit des elektrischen Eingangssignals (CS) vorzuspannen, wobei die Vorspannanordnung mindestens ein Federbauteil (91 oder 93) umfaßt.

13. Steuergerät (11) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, die betätigbar ist, um den mechanischen Eingang (71) in eine Axialbewegung des Nachlaufventilorgans (37) umzuwandeln, ein Kurbelbauteil (73) umfaßt, welches eine Drehachse (A) bestimmt und während der Umwandlung von einer zentrierten Position, die der zentrierten Position der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung (65) und der Neutralaxialstellung (Fig. 6) des Nachlaufventilorgans (37) entspricht, um die Drehachse drehbar ist.

14. Steuergerät (11) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Federbauteil ein Torsionsfederbauteil (91) ist, welches um die Drehachse (A) angeordnet ist, wobei ein Ende (91a) desselben mit Bezug auf die Gehäuseanordnung festgelegt ist, während ein anderes Ende (91b) befestigt ist, um sich mit dem Kurbelbauteil (73) zu drehen, so daß eine Axialbewegung des Nachlaufventilorgans (37) von der Neutralaxialstellung und eine Drehung des Kurbelbauteils (73) von der zentrierten Position entgegengerichtet dem Torsionsfederbauteil (91) verlaufen.

15. Steuergerät (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Hauptventilorgan (35) und das Nachlaufventilorgan (37) bei jeder vorgegebenen Dreharbeitsstellung (Fig. 7) beide mit Bezug auf die Gehäuseanordnung (13) drehen, und daß die Anordnung (79), die betätigbar ist, um den mechanischen Ausgang (71) der Betätigungseinrichtung (65) in eine Axialbewegung des Nachlaufventilorgans umzuwandeln, betätigbar ist, um das Nachlaufventilorgan axial zwischen der Neutralaxialstellung (Fig. 6) und der Axialarbeitsstellung (Fig. 7) zu bewegen, während sich die Ventilorgane mit Bezug auf die Gehäuseanordnung drehen.

16. Steuergerät (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung (65) umfaßt, die ein Ausgangsbauteil (71) aufweist, welches eine lineare Bewegung ausführt, die dem mechanischen Ausgang entspricht, wobei diese li neare Bewegung des Ausgangsbauteils im wesentlichen proportional zu Änderungen in dem elektrischen Eingangssignal (CS) ist.

17. Steuergerät (11) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung, die betätigbar ist, um den mechanischen Ausgang in eine Axialbewegung des Nachlaufventilorgans (37) umzuwandeln, eine Kurbelbaugruppe (73) umfaßt, die eine Drehachse (A) bestimmt, wobei die Kurbelbaugruppe in Wirkverbindung mit dem Ausgangsbauteil (71) steht, um sich in Ansprechen auf die Linearbewegung des Ausgangsbauteils um die Drehachse zu drehen.

18. Steuergerät (11) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Nachlaufventilorgan (37) eine Ringnut (89) auf dessen Außenseite aufweist, wobei die Kurbelbaugruppe ein Antriebsbauteil (87) aufweist, welches von der Drehachse (A) der Kurbelbaugruppe versetzt angeordnet ist, wobei das Antriebsbauteil in der Ringnut aufgenommen ist und angeordnet ist, um das Nachlaufventilorgan in Ansprechen auf eine Drehung der Kurbelbaugruppe um die Drehachse axial zu bewegen.

19. Steuergerät (11) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steueranordnung (EC), die betätigbar ist, um Steuersystemeingangssignale (S, J, M, PS, G, P) zu erhalten und in Ansprechen darauf ein geeignetes vorbestimmtes elektrisches Eingangssignal (CS) für die elektromagnetische Betätigungseinrichtung (65) zu erzeugen.

20. Steuergerät (11) nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch eine Sensoranordnung (95), die mit der elektromagnetischen Betätigungseinrichtung (65), der Umwandlungsanordnung (79) oder dem Nachlaufventilorgan (37) in Wirkverbindung steht und betätigbar ist, um eine Position davon zu erfassen, die der Axialposition des Nachlaufventilorgans entspricht, wobei die Sensoranordnung (95) ferner betätigbar ist, um ein Positionsrückkopplungssignal zu erzeugen, welches repräsentativ für die Axialstellung des Nachlaufventilorgans ist, wobei das Positionsrückkopplungssignal eines der Steuersystemeingangssignale ausmacht.

21. Steuergerät (11) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Betätigungseinrichtung (65) ein Ausgangsbauteil (71) aufweist, welches eine Linearbewegung ausführt, die den mechanischen Ausgang ausmacht, wobei die Sensoranordnung (95) in Wirkverbindung mit dem Ausgangsbauteil steht, um die Linearbewegung zu erfassen und das diesem entsprechende Positionsrückkopplungssignal zu erzeugen.

22. Steuergerät (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) die Betätigungsanordnung eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung (65) umfaßt;

(b) eine Erfassungsanordnung (S, PS, G, P) vorgesehen ist, die betätigbar ist, um die Existenz eines vorbestimmten Zustands zu erfassen und in Ansprechen auf den vorbestimmten Zustand ein Unterbrechungssignal zu erzeugen; und

(c) eine Unterbrechungsanordnung vorgesehen ist, die betätigbar ist, um in Ansprechen auf das Unterbrechungssignal das vorbestimmte elektrische Eingangssignal (CS) zu unterbrechen.

23. Steuergerät (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskapazität des Hauptfluidwegs (MFP) dann, wenn die Ventilorgane (35, 37) sich in der Dreharbeitsstellung befinden, relativ kleiner ist, und daß die Strömungskapazität des Hilfsfluidwegs (AFP) dann, wenn die Ventilorgane (35, 37) sich in der Axialarbeitsstellung befinden, relativ größer ist.

24. Steuergerät (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventilorgan (35) ausgelegt ist, um in Ansprechen auf eine Bewegung der ersten Eingangsanordnung (W) aus der Neutraldrehstellung relativ zu dem Nachlaufventilorgan (37) drehverlagert zu werden, und daß das Nachlaufventilorgan (37) ausgelegt ist, um in Ansprechen auf eine Bewegung einer zweiten Eingangsanordnung (J) axial von der Neutralaxialstellung relativ zu dem Hauptventilorgan (35) verlagert zu werden.

25. Steuergerät (11) nach Anspruch 22 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zustand eine Bewegung der ersten Eingangsanordnung (V) bei einer Rate umfaßt, die eine vorbestimmte Minimalrate übersteigt.

26. Steuergerät (11) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (P) von unter Druck stehendem Fluid eine Druckerfassungsanordnung (P) umfaßt, die betätigbar ist, um den Fluiddruck zu erfassen, der von der Quelle abströmt, wobei der vorbestimmte Zustand das Erfassen eines Fluiddrucks unterhalb eines vorbestimmten Minimaldrucks umfaßt.

27. Steuergerät (11) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät für einen Gebrauch bei einem Fahrzeug ausgelegt ist, welches von einem Fahrzeugbediener zu bedienen ist, wobei mit dem Steuergerät eine Erfassungsanordnung (S) verbunden ist, die betätigbar ist, um die Anwesenheit oder die Abwesenheit des Fahrzeugbedieners zu erfassen, und wobei der vorbestimmte Zustand die Abwesenheit des Fahrzeugbedieners umfaßt.

28. Steuergerät (11) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät für einen Gebrauch bei einem Fahrzeug ausgelegt ist, welches ein Antriebsaggregat und ein Getriebe sowie eine Anordnung (G), die betätigbar ist, um das Getriebeverhältnis auszuwählen, und eine Anordnung aufweist, die betätigbar ist, um das gewählte Getriebeverhältnis zu erfassen, wobei der vorbestimmte Zustand die Auswahl eines Getriebeverhältnisses umfaßt, das über einem vorbestimmten Maximalverhältnis liegt.

29. Steuergerät (11) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventilorgan (35) und das Nachlaufventilorgan (37) so konfiguriert sind, daß:

(i) für jede vorgegebene Dreharbeitsstellung die Ventilorgane einen bekannten Hauptfluidweg (MPF) unabhängig von der relativen Axialstellung der Ventilorgane bestimmen; und

(ii) für jede gegebene Axialarbeitsstellung die Ventilorgane einen bekannten Hilfsfluidweg (APF) unabhängig von der relativen Drehstellung der Ventilorgane bestimmen.

30. Steuergerät (11) nach Anspruch 22 und 24, gekennzeichnet durch eine Anordnung (PS), die betätigbar ist, um die Bewegung der ersten Eingangsanordnung (W) zu erfassen und ein Interruptsignal zu erzeugen, welches betätigbar ist, um das vorbestimmte elektrische Eingangssignal (CS) zu der zweiten Eingangsanordnung (J) in Ansprechen auf eine Bewegung der ersten Eingangsanordnung (V), die einen vorbestimmten minimalen Bewegungspegel übersteigt, zu unterbrechen.