EP0390811A1

EP0390811A1 - Lenkvorrichtung für lenkbare vorder- und hinterräder von fahrzeugen

Info

Publication number: EP0390811A1
Application number: EP19880910010
Authority: EP
Inventors: Armin Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1990-10-10
Also published as: JPH03500758A; WO1989004269A1

Description

Lenkvorrichtung für lenkbare Vorder- und Hinterräder von Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für lenkbare Vorder- und Hinterräder mit je einem Lenksystem zum Lenken der Vorder- und Hinterräder. Die elektrischen Signale eines Vorderrad- Lenkwinkelsensors, eines Hinterrad-Lenkwinkelsensors und eines Fahrgeschwindigkeitsensors werden einer elektronischen Steuereinheit zugeführt. Dort werden sie zur elektrischen Betätigung eines Steuerventils des Hinterrad-Lenksystems aufbereitet. Das Übersetzungsverhältnis der Lenkausschläge der Vorderräder und der Hinterräder ist in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbar. Eine derartige Lenkvorrichtung ist bekannt aus der DE-OS 35 06 048.

Die fehlenden mechanischen Verbindungselemente zwischen den Vorderrad- und Hinterrad-Lenksystemen ergeben eine einfache Installation der Lenkvorrichtung im Fahrzeug. Es besteht jedoch die Gefahr, daß bei etwaigen Fehlern in der Steuerung der Hydraulik ein schneller und unkontrollierter Lenkausschlag der Hinterräder auftreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung für lenkbare Vorder- und Hinterräder der bekannten Art derart zu verbessern, daß trotz fehlender mechanischer Verbindung zwischen den Vorderrad- und Hinterrad- Lenksystemen und ohne spürbare Belastung der Vorderradlenkung eine schnelle, sichere und genaue Verstellung der Hinterräder möglich ist. Die Zuordnung der Lenkausschläge der Hinterräder und der Vorderräder soll dabei in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit veränderbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Lenkvorrichtung gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Merkmalskombinationen der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen, aus der Aufgabenstellung.

Die Lösung der Aufgabe besteht vor allem darin, daß dem Steuerventil für die Steuerung des Lenkmotors des Hinterrad- Lenksystems zusätzlich zu den elektrischen Steuersignalen hydraulische Steuersignale von einem mit dem Vorderrad-Lenksystem in Antriebsverbindung stehenden Geberzylinder zugeführt werden. Dadurch entsteht zusätzlich zu dem elektrischen Kreis, der eine sehr genaue Verstellung der Hinterräder ausführen kann, ein schneller und sicherer hydraulischer Regelkreis.

über das Steuerventil wird bei einer Bewegung des GeberZylinders der sich verkleinernde Druckraum des Geberzylinders mit dem einen Druckraum des Lenkmotors verbunden, während der sich vergrößernde Druckraum des Geberzylinders mit der Druckseite der Servopumpe des Hinterrad-Lenksystems verbunden wird. Damit wird die Bewegung des Geberzylinders durch das von der Servopumpe geförderte Druckmittel unterstützt, und die Kolbenstange des Geberzylinders bleibt im wesentlichen kräftefrei.

Durch eine Anpassung der Kolbenflächen der Betätigungskolben des Steuerventils an das Flächenverhältnis des Geberzylinders und des Lenkmotors wird die Verwendung sowohl von ausgeglichenen als auch von nicht ausgeglichenen Geberzylindern bzw. Lenkmotoren ermöglicht.

Für den Ausgleich von Gleichlauffehlem, die einen bestimmten Grenzwert übersteigen, ist wenigstens eine, von einem Elektromotor angetriebene Pumpe vorgesehen, die von der elektronischen Steuereinheit gesteuert wird. Mit dem Förderstrom der Pumpe kann dem Hydraulikkreislauf eine genau definierte Druckmittelmenge zum Ersatz von eventuellen hydrostatischen Leckverlusten zugeführt werden. Die Einrichtung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Lenkausschläge der Vorderräder und der Hinterräder wird durch einen Lenkhebel mit den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 gebildet. Durch diese Ausgestaltung wird die Kolbenstange des Lenkmotors auch in vertikaler Richtung geführt, so daß an der Drehachse keine vertikalen Bewegungen auftreten.

Um bei Störfällen, bei denen die elektronische Steuereinheit nicht mehr in der Lage ist, die Stellungsabweichung zwischen dem Vorderrad-Lenksystem und dem Hinterrad-Lenksystem innerhalb einer vorgegebenen Toleranz zu halten, eine Fehlfunktion zu verhindern, wird zur weiteren Erhöhung der Sicherheit der Lenkvorrichtung eine zusätzliche Fangschaltung vorgesehen. Diese Fangschaltung enthält je einen zusätzlichen redundanten Vorderrad- und Hinterrad-Lenkwinkelsensor, einen Fahrgeschwindigkeitssensor und einen Lagesensor für die Lage der Drehachse des Lenkhebels. Die ^• elektrischen Signale dieser Sensoren werden einer zusätzlichen elektronischen Steuereinheit zugeführt und dort zur elektrischen Betätigung einer mechanischen Arretiereinrichtung für das Hinterrad- Lenksystem bzw. zur elektrischen Betätigung einer hydraulischen Steuereinrichtung für eine Rückführung der Hinterräder in ihre Geradeausfahrtstellung aufbereitet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Lenkvorrichtung in schematischer Darstellung;

Fig. 2 die Lenkvorrichtung nach Fig. 1 in erweiterter Form und mit einem Längsschnitt durch das Steuerventil;

Fig. 3 einen Teil der in Fig. 2 dargestellten

Lenkvorrichtung mit einer vereinfachten Form der Ausgleichspumpe; Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Lenkausschläge der Vorderräder und der Hinterräder;

Fig. 5 den Schnitt durch die Einrichtung nach Fig. 4 entsprechend der Linie V-V;

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der

Lenkvorrichtung entsprechend Fig. 1, jedoch mit einer zusätzlichen Fangschaltung;

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der

Lenkvorrichtung in schematischer Darstellung mit einem durch zwei Ventile blockierbaren Lenkmotor;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Lenkvorrichtung entsprechend dem

Ausführungsbeispiel nach Fig. 7, jedoch mit einem in einer Schaltstellung der beiden Ventile frei beweglichen Lenkmotor.

Ein Vorderrad-Lenksystem 1 weist ein Lenkgetriebe 2 und ein mit lenkbaren Vorderrädern 3 in Verbindung stehendes Lenkgestänge 4 auf. Das Lenkgetriebe 2 wird im Ausführungsbeispiel durch eine Servopumpe 5 hydraulisch unterstützt. Das Lenkgetriebe 2 kann jedoch ebenso ein normales mechanisches Lenkgetriebe sein.

Ein Hinterrad-Lenksystem 6 enthält einen Lenkmotor 7, durch den über einen Lenkhebel 8 und ein Lenkgestänge 9 Hinterräder 10 verstellbar sind.

Am Vorderrad-Lenksystem 1, im Ausführungsbeispiel an dem Lenkgetriebe 2, ist ein Vorderrad-Lenkwinkelsensor 11 angeordnet. Am Hinterrad-Lenksystem 6, im Ausführungsbeispiel an dem Lenkmotor 7, ist ein Hinterrad-Lenkwinkelsensor 12 angeordnet. Elektrische Signale des Vorderrad-Lenkwinkelsensors 11 und des Hinterrad-Lenkwinkelsensors 12 werden zusammen mit den elektrischen Signalen eines mit einem Tachometer 13 des Fahrzeugs in Verbindung stehenden Fahrgeschwindigkeitssensors 14 einer elektronischen Steuereinheit 15 zugeführt. Die elektrischen Signale werden in der elektronischen Steuereinheit 15 aufbereitet und für die magnetische Betätigung eines Steuerventils 16 verwendet, das zur Steuerung des Lenkmotors 7 dient.

Mit dem Lenkgestänge 4 des Vorderrad-Lenksystems 1 steht ein GeberZylinder 17 in Verbindung, von dem über Stεuerleitungen 18 und 19 dem Steuerventil 16 hydraulische Steuersignale zugeführt werden.

Im folgenden wird der Aufbau des Steuerventils 16 anhand des in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Ein Ventilkolben 21 ist in einem Ventilgehäuse 22 verschiebbar angeordnet. Ausgehend von einer zentralen Kolbennut 23, die mit dem Rücklauf zu einem Behälter 24 verbunden ist, weist das Steuerventil 16 nach beiden Seiten folgende Nuten auf: je eine Gehäusenut 25 bzw. 26, die zusammen mit je einer Kolbennut 27 bzw. 28, an die eine Druckleitung 29 einer Servopumpe 30 angeschlossen ist, zur Druckanregelung dienen. Daran anschließend ist je eine Gehäusenut 31 bzw. 32 angeordnet, von denen jede über die Steuerleitung 18 bzw. 19 mit einem der Druckräume des Geberzylinders 17 in Verbindung steht. Je eine daran anschließende Kolbennut 33 bzw. 34 steht über je eine Arbeitsleitung 35 bzw. 36 mit je einem Druckraum des Lenkmotors 12 in Verbindung. Zwei mit den Stirnseiten 37 und 38 des Ventilkolbens 21 in Verbindung stehende Gehäuseräume 39 und 40 sind mit dem Rücklauf zu dem Behälter 24 verbunden.

Die Betätigung des Steuerventils 16, d. h. die Verstellung des Ventilkolbens 21, erfolgt über zwei mit den Stirnseiten 37 und 38 des Ventilkolbens 21 in Verbindung stehende Betätigungskolben 41 und 42. Die außenliegenden Stirnflächen 43 und 44 der Betätigungskolben 41 und 42 werden über je eine Betätigungsleitung 45 bzw. 46, die mit den Steuerleitungen 18 bzw. 19 in Verbindung stehen, mit dem in den Druckräumen des Geberzylinders 17 herrschenden Druck beaufschlagt.

Die Nuten des Steuerventils 16 und die zwischen ihnen liegenden Stege weisen im einzelnen Breiten auf, mit denen - ausgehend von der Neutralstellung des Steuerventils 16 - folgende Steuerfolge erreicht wird: In der Neutralstellung ist ein freier Durchlauf möglich von der Servopumpe 30 über die Kolbennuten 27 bzw. 28, die Gehäusenuten 25 bzw. 26 und die Kolbennut 23 zu dem Behälter 24. Wird der Ventilkolben 21 aus seiner Neutralstellung beispielsweise nach rechts verschoben, so wird zunächst die Verbindung zwischen der Gehäusenut 25 und der zentralen Kolbennut 23 verkleinert. Danach erfolgt die Druckeinspeisung von der Kolbennut 28 über die Gehäusenut 32 in ^■ den rechten Druckraum des Geberzylinders 17. Darauf folgt die Durchschaltung von der linken Steuerleitung 18 über die Gehäusenut 31 und die Kolbennut 33 zu der linken

Arbeitsleitung 35. Zum Schluß wird die Verbindung von der rechten Arbeitsleitung 36 über die Kolbennut 34 und den Gehäuseraum 40 zum Behälter 24 geöffnet. Zweckmäßigerweise sind die Steuerkanten an den Kolbennuten des Ventilkolbens 21 mit Steuerphasen versehen, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Für eine Bewegung des Ventilkolbens 21 nach links gilt die entsprechende Steuerfolge.

Die elektrische Betätigung des Steuerventils 16 ist in Fig. 1 vereinfacht dargestellt, dadurch, daß von der elektronischen Steuereinheit 15 eine elektrische S euerleitung 47 zu dem Steuerventil 16 führt. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die elektrische Steuerleitung 47 aufgeteilt in zwei Teilleitungen 47A und 47B, die zur Ansteuerung zweier Elektromotoren 48A und 48B dienen. Durch die Elektromotoren 48A und 48B sind zwei Ausgleichspumpen 49A und 49B antreibbar. Die Druckseite der Ausgleichspumpe 49A ist über ein Rückschlagventil 50 an die Betätigungsleitung 45 bzw. an die Steuerleitung 18 angeschlossen. Entsprechend ist die Ausgleichspumpe 49B über ein Rückschlagventil 51 an die Betätigungsleitung 46 bzw. an die Steuerleitung 19 angeschlossen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die beiden Ausgleichspumpen 49A und 49B zu einer einzigen, in beiden Drehrichtungen fördernden Ausgleichspumpe 49 zusammengefaßt. Die Ausgleichspumpe 49 wird durch einen einzigen Elektromotor 48 angetrieben, der über die elektrische Steuerleitung 47 angesteuert wird. Bei dieser Ausführung muß in die beiden Ansaugleitungen je ein in Richtung auf die Ansaugseite der Ausgleichspumpe 49 öffnendes Rückschlagventil 52 bzw. 53 eingebaut sein.

Die Betätigungsflächen der beiden Betätigungskolben 41 und ■ 42 stehen zueinander in demselben Flächenverhältnis, wie die wirksamen Flächen des Geberzylinders 17 und die wirksamen Flächen des Lenkmotors 7.

Im folgenden wird der Aufbau des Lenkhebels 8 anhand der prinzipiellen Darstellung gemäß Fig. 1 und anhand eines besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispieles gemäß den Fig. 4 und 5 beschrieben. Der Lenkhebel 8 weist an seinem einen Ende einen Anlenkpunkt 55 auf, der mit einer Kolbenstange 56 des Lenkmotors 7 verbunden ist. In einem bestimmten Abstand von dem anderen Ende des Lenkhebels 8 sind zwei Anlenkpunkte 57 und 58 angeordnet, an denen zwei SpurStangen 59 bzw. 60 angelenkt sind, die zu den lenkbaren Hinterrädern 10 führen. Eine Drehachse 61 des Lenkhebels 8 ist in dessen Längsrichtung in einem Schlitz 62 verschiebbar. Die Verschiebbarkeit der Drehachse 61 ist beispielsweise möglich durch ein Schraubengetriebe, das von einem Verstellmotor 63 angetrieben wird. Der Versteilmotor 63 wird durch ein in einer elektronischen Steuereinheit 64 aufbereitetes elektrisches Steuersignal des Fahrgeschwindigkeitssensors 14 angesteuert. Gemäß Fig. 4 trägt ein mit dem Fahrzeugrahmen fest verbundenes Gehäuse 65 den Verstellmotor 63. Der Verstellmotor 63 treibt über zwei Stirnräder 66 und 67 und über ein in dem Stirnrad 67 angebrachtes Keilwellenprofil 68 eine erste Gewindespindel 69 an. Die Gewindespindel 69 ist bei ihrer Drehung durch ein in dem Gehäuse 65 angebrachtes Gewindeprofil 70 axial gegenüber dem Gehäuse 65 verschiebbar. Mit der Gewindespindel 69 ist ein erstes Kegelradgehäuse 71 drehbar, jedoch axial unverschiebbar, verbunden. In dem ersten Kegelradgehäuse 71 ist ein erster Kegeltrieb 72 enthalten, der aus einem ersten, mit der Gewindespindel 69 fest verbundenen Kegelrad 73 und einem mit diesem kämmenden zweiten Kegelrad 75 besteht. Das zweite Kegelrad 75 ist über eine Zwischenwelle 76 mit einem dritten Kegelrad 77 verbunden, das zusammen mit einem vierten Kegelrad 78 einem zweiten Kegeltrieb 79 bildet. Das vierte Kegelrad 78 ist über ein Gewindeprofil 80 mit einer zweiten Gewindespindel 81 verbunden. Das Gewindeprofil 80 der zweiten Gewindespindel 81 besitzt die gleiche, jedoch entgegengesetzte Steigung wie das Gewindeprofil 70 der ersten Gewindespindel 69.

Der zweite Kegeltrieb 79 ist in einem zweiten Kegelradgehäuse 82 gelagert. Das zweite Kegelradgehäuse 82 weist einen Zapfen 83 auf, über den es in einem Schlitz 84 des Gehäuses 65 gegenüber dem Gehäuse 65 parallel zu der ersten Gewindespindel 69 verschiebbar gelagert ist. Das zweite Kegelradgehäuse 82 ist gegenüber dem ersten Kegelradgehäuse 71 über ein Lager 85 drehbar abgestützt.

Die zweite Gewindespindel 81 ist mit einem Bügelhebel 86 fest verbunden. Der Bügelhebel 86 stellt den Lenkhebel 8 dar. An einem Ende des Bügelhebels 86 ist der Anlenkpunkt 55 angeordnet. Die Kolbenstange 56 des Lenkmotors 7 ist über einen Gabelkopf 87 an dem Anlenkpunkt 55 angelenkt. Durch diese Verbindung ist die zweite Gewindespindel 81 gegenüber dem Gehäuse 65 verdrehfest gehalten. An den beiden Längsseiten des Bügelhebels 86 sind die beiden Anlenkpunkte 57 und 58 für die Befestigung der Spurstangen 59 und 60 angebracht. Die Achsen des Zapfens 83 und der Zwischenwelle 76 bilden zusammen die Drehachse 61 für den Bügelhebel 86. Zur Vermeidung einer Verschmutzung der Gewindespindeln 69 und 81 sind Faltbälge 88 und Gehäusefortsätze 89 und 90 vorgesehen.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit der in Fig. 1 dargestellten Lenkvorrichtung ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 eine zusätzliche Fangschaltung vorgesehen. In Fig. 6 sind gleiche oder gleichwertige Teile mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet. Zusätzliche redundante Bauelemente sind mit um 100 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet. Insbesondere sind folgende zusätzliche redundante Bauelemente zu nennen: ein Vorderrad-Lenkwinkelsensor 111, ein Hinterrad- Lenkwinkelsensor 112, ein Fahrgeschwindigkeitssensor 114 und eine elektronische Steuereinheit 115. Dazu kommt noch eine Lagesensor 91, der zweckmäßigerweise in dem Gehäusefortsatz 90 des Gehäuses 65 angeordnet ist. Der Lagesensor 91 liefert ein elektrisches Signal an die zusätzliche redundante, elektronische Steuereinheit 115. Mit diesem Steuersignal wird die Stellung der ersten Gewindespindel 69 und damit die Lage der Drehachse 61 des Lenkhebels 8 zur Verarbeitung an die elektronische Steuereinheit 115 weitergegeben. Die elektronische Steuereinheit 115 liefert elektrische Steuersignale über eine Leitung 92 zu einer hydraulischen Steuereinrichtung 93 und über eine Leitung 94 zu einer mechanischen Arretiereinrichtung 95. In einem Störungsfall bleiben die elektrischen Signale der elektronischen Steuereinheit 115 aus. Dadurch wird die mechanische Arretiereinrichtung 95 und die hydraulische Steuereinrichtung 93 in Funktion gesetzt.

In den Fig. 7 und 8 sind zwei Ausführungsbeispiele für die hydraulische Steuereinrichtung 93 in der schematisch, wie in Fig. 2, dargestellten Lenkvorrichtung gezeigt. In die beiden Arbeitsleitungen 35 und 36 ist je ein über die Leitung 92A bzw. 92B magnetisch betätigbares Schaltventil 93A bzw. 93B angeordnet. Die beiden Schaltventile 93A und 93B sind hier der Übersichtlichkeit halber, als zwei getrennte Ventile gezeichnet, sie können aber auch als ein gemeinsames Ventil ausgeführt sein. In der in Fig. 7 gezeichneten Stellung sind die beiden Schaltventile 93A und 93B bestromt und geben den Durchgang von dem Steuerventil 16 zu dem Lenkmotor 7 frei. Wird der Strom unterbrochen, so wird durch Federkraft der Lenkmotor 7 - hydraulisch blockiert und die Arbeitsleitungen 35 und 36 zum Behälter 24 entlastet. Dadurch bleibt der Geberzylinder 17 trotz blockiertem Lenkmotor 7 frei bewegbar.

Als Alternative zu Fig. 7 zeigt Fig. 8 die Lösung für einen im Störungsfall hydraulisch freien Lenkmotor 7. In der durch die Federkraft eingestellten stromlosen Stellung der Schaltventile 93C und 93D sind die beiden Druckräume des Lenkmotors 7 miteinander und mit dem Behälter 24 verbunden. Der Lenkmotor 7 wird dann durch die mechanische Arretiervorrichtung 95 mechanisch in seine Mittelstellung gebracht.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung beschrieben: Wird bei einem durch das Lenkgetriebe 2 eingeleiteten Lenkvorgang des

Vorderrad-Lenksystems 1 die Kolbenstange des Geberzylinders 17 beispielsweise nach links verschoben, so wird über die Steuerleitung 18 und die Betätigungsleitung 45 die Stirnfläche 43 des linken Betätigungskolbens 41 mit dem in dem linken Druckraum des Geberzylinders 17 herrschen Druck beaufschlagt. Dadurch wird der Betätigungskolben 41 und der Ventilkolben 21 nach rechts verschoben. Entsprechend der oben beschriebenen Steuerfolge wird der rechte Druckraum des Geberzylinders mit dem von der Servopumpe 30 geförderten Druckmittel über die Druckleitung 29, die Kolbennut 28, die Gehäusenut 32 und die Steuerleitung 19 beaufschlagt. Der in den rechten Arbeitsraum des

Geberzylinders 17 eingeleitete Druck unterstützt die ursprünglich eingeleitete Bewegung der Kolbenstange, so daß die Kolbenstange des GeberZylinders 17 immer kräftefrei ist. Nach dem öffnen der Verbindungen zwischen der Gehäusenut 31 und der Kolbennut 33 einerseits und der Kolbennut 34 und dem Gehäuseraum 40 andererseits wirkt auf den Lenkmotor 7 die volle Druckdifferenz zwischen dem Druck der in den Geberzylinder 17 fördernden Servopumpe 30 und dem Behälter 24. Die Verstellgeschwindigkeit dieser Anordnung hängt im wesentlichen von der Förderkapazität der Servopumpe 30 ab und kann sehr hoch sein. Dabei ist sichergestellt, daß Amplitude und Richtung der Verstellung des Lenkmotors 7 eindeutig der Verstellung des Geberzylinders 17 zugeordnet ist. Dies bedeutet, daß der Lenkmotor 7 - abweichend vom Stand der Technik - auch ohne besondere Maßnahmen keine unkontrollierten Bewegungen ausführen kann. Eine Bewegung des Lenkmotors 7 setzt immer auch eine Lenkbewegung im Lenkgetriebe 2 des Vorderrad-Lenksystems 1 voraus. Selbst bei einem Ausfall der Servopumpe 30 ist immer noch eine sinnvolle Bewegung der Hinterräder gegeben, allerdings ohne Servounterstützung und daher mit erhöhtem Lenkaufwand im Vorderrad-Lenksystem 1.

Störend sind allerdings die unvermeidbaren Leckverluste, wodurch ohne zusätzliche Maßnahmen die Synchronisation zwischen dem Vorderrad-Lenksystem 1 und dem Hinterrad-Lenksystem 6 allmählich verloren gehen würde.

Deshalb wird parallel zu dem oben beschriebenen Lenkvorgang von der eingebauten Elektronik ständig in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit die Stellung des Vorderrad- Lenkwinkelsensors 11 mit der Stellung des Hinterrad- Lenkwinkelsensors 12 mit Hilfe der elektronischen Steuereinheit 15 verglichen. Beim Auftreten eines Gleichlauffehlers, der eine zulässige Fehlergrenze überschreitet, wird als elektrisches Stellglied der Elektromotor 48A bzw. 48B betätigt und über die als Synchronisiereinrichtung wirkende Ausgleichspumpe 49A bzw. 49B ein entsprechender hydraulischer Ausgleich zwischen den Steuerleitungen 18 und 19 geschaffen. Im Gegensatz zur Funktion der hydrostatischen Steuerung wird hierbei der Ausgleichsstrom von der Ausgleichspumpe 49A bzw. 49B bewußt nur so groß gehalten, daß eventuelle hydrostatische Leckverluste gerade ausgeglichen werden. Dadurch wird gewährleistet, daß auch bei einer Fehlfunktion der in diesem Fall als Synchronisationseinrichtung wirkenden elektronischen Steuereinheit 15 ein plötzliches, unkontrolliertes Auslenken der Hinterräder 10 sicher vermieden wird.

Durch eine Verstellung der Lage der Drehachse 61 des Lenkhebels 8 ist eine ümschaltung von einer normalen Vierradlenkung zur einer Hundeganglenkung möglich. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Drehachse 61 werden die Hinterräder 10 gleichsinnig verstellt wie die Vorderräder 3 (Hundeganglenkung) . Wird dagegen die Drehachse 61 durch den Verstellmotor 63 in eine Lage unterhalb der Anlenkpunkte 57 und 58 verstellt, so werden die Hinterräder 10 gegensinnig zu den Vorderrädern 3 ausgelenkt (Vierradlenkung) .

Die Verstellung der Lage der Drehachse 61 ist gemäß Fig. 4 beispielsweise folgendermaßen möglich: Wird der Verstellmotor 63 angetrieben, so wird über die beiden Stirnräder 66 und 67 und das Keilwellenprofil 68 die erste Gewindespindel 69 in eine Drehbewegung versetzt. Über das Gewindeprofil 70 wird die Drehbewegung in eine Verschiebebewegung der Gewindespindel 69 umgesetzt. Zusammen mit der Gewindespindel 69 wird das erste Kegelradgehäuse 71 und über die beiden Kegeltriebe 72 und 79 und die Zwischenwelle 76 auch das zweite Kegelradgehäuse 82 parallel zu der ersten Gewindespindel 69 verschoben. Die zweite Gewindespindel 81 ist gegenüber dem Gehäuse 65 unverschiebbar, jedoch um die Drehachse 61 drehbar. Die Zuordnung der Lenkungsart zur Stellung der Drehachse 61 entspricht bei dem Bügelhebel in Fig. 4 und 5 der Beschreibung der Verstellung der Drehachse 61 in dem Lenkhebel 8 in Fig. 1. Bezu szeichen

71 Erstes Kegelradgehäuse

72 Erster Kegeltrieb

73 Erstes Kegelrad 74

75 Zweites Kegelrad

76 Zwischenwelle

77 Drittes Kegelrad

78 Viertes Kegelrad

79 Zweiter Kegeltrieb

80 Gewindeprofil

81 Zweite Gewindespindel

82 Zweites Kegelradgehäuse

83 Zapfen

84 Schlitz

85 Lager

86 Bügelhebel

87 Gabelkopf

88 Faltenbalg

89 Gehäusefortsatz

90 Gehäusefortsatz

91 Lagesensor 92, 92A, 92B Leitung

93 Hydraulische Steuereinrichtung 93A, 93B,93B, 93D Schaltventil

94 Leitung

95 Mechanische Arretiereinrichtung

Claims

A n s p r ü c h e

1. Lenkvorrichtung für lenkbare Vorder- (3) und Hinterräder (10) von Fahrzeugen, mit einem Vorderrad-Lenksystem (1) , mit einem hydraulisch unterstützten Hinterrad-Lenksystem (6) , mit einem Vorderrad-Lenkwinkelsensor (11) , einem Hinterrad- Lenkwinkelsensor (12) und einem

Fahrgeschwindigkeitssensor (14) , deren elektrische Signale einer elektronischen Steuereinheit (15) zugeführt und dort zur elektrischen Betätigung eines Steuerventils (16) des Hinterrad-Lenksystems (6) aufbereitet werden, mit einer Einrichtung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Lenkausschläge der Vorderräder (3) und der Hinterräder (10) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und - mit einem zwischen einem Lenkmotor (7) des Hinterrad- Lenksystems (6) und den lenkbaren Hinterrädern (10) angeordneten Lenkgestänge (9) , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Steuerventil (16) für die Steuerung des Lenkmotors (7) des Hinterrad-Lenksystems (6) zusätzlich zu den elektrischen Steuersignalen hydraulische Steuersignale von einem mit dem Vorderrad-Lenksystem (1) in AntriebsVerbindung stehenden Geberzylinder (17) zugeführt werden.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuerventil (16) einen solchen Aufbau hat, daß bei Bewegung des Geberzylinders (17) der sich verkleinernde Arbeitsraum des Geberzylinders (17) mit dem einen Arbeitsraum des Lenkmotors (7) verbunden ist, die Druckseite einer Servopumpe (30) des Hinterrad-Lenksystems (6) mit dem sich vergrößernden Arbeitsraum des Geberzylinders (17) verbunden ist und der andere Ärbeitsraum des Lenkmotors (7) mit dem Rücklauf zu einem Behälter (24) verbunden ist.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuerventil (16) mit zwei Betätigungskolben (41, 42) ausgestattet ist, deren Kolbenflächen in demselben Flächenverhältnis zueinander stehen, wie die wirksamen Flächen des Geberzylinders (17) und die wirksamen Flächen des Lenkmotors (7) .

4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Ausgleich von, einen bestimmten Grenzwert übersteigenden, Gleichlauffehlem wenigstens eine von der elektronischen Steuereinheit (15) steuerbare, elektrisch angetriebene Ausgleichspumpe (49) vorgesehen ist, deren Förderström jeweils einer der

Steuerleitungen (18, 19) zwischen dem Geberzylinder (17) und dem Steuerventil (16) zuführbar ist.

5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei Ausgleichspumpen (49A, 49B) vorgesehen sind, von denen je eine an eine der Verbindungsleitungen angeschlossen ist.

6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ausgleichspumpe (49) eine in beiden Drehrichtungen fördernde Pumpe ist, bei der jede Anschlußseite über ein Rückschlagventil (52, 53) mit dem Behälter (24) verbunden ist.

7. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Lenkausschläge der Vorderräder (3) und der Hinterräder (10) durch einen Lenkhebel (8, 86) gebildet ist, der einen Anlenkpunkt (55) für eine verschiebbares Teil des Lenkmotors (7) , wenigstens einen Anlenkpunkt (57, 58) für zu den Hinterrädern (10) führende Spurstangen (59, 60) und eine durch einen Verstellmotor (63) gegenüber dem Lenkhebel (8, 86) verschiebbare Drehachse (61) aufweist, wobei bei einer in Geradeausfahrtstellung der Hinterräder (10) erfolgenden Verschiebung der Drehachse (61) die Anlenkpunkte (55, 57, 58) für den Lenkmotorteil (Kolbenstange 56) und für die SpurStangen (59, 60) unveränderlich sind.

8. Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merkmale:

Eine erste Gewindespindel (69) ist in einem Gehäuse (65) durch den Drehantrieb des VerStellmotors (63) längs verschiebbar gelagert; - ein erstes Kegelradgehäuse (71) enthält einen ersten Kegeltrieb (72) und ist zusammen mit der ersten Gewindespindel (69) gegenüber dem Gehäuse (65) verschiebbar; ein zweites Kegelradgehäuse (82) ist durch eine aus dem ersten Kegelradgehäuse (71) herausführende Zwischenwelle (76) des ersten Kegeltriebes (72) und durch einen in einem Schlitz (84) des Gehäuses (65) geführten Zapfen (83) drehbar gelagert und parallel zu der ersten Gewindespindel (69) verschiebbar, so daß die Achsen der Zwischenwelle (76) und des Zapfens (83) die Drehachse (61) des Lenkhebels (8, 86) bilden; eine zweite Gewindespindel (81) ist über ein Gewindeprofil (80) mit einem in dem zweiten Kegelradgehäuse (82) angeordneten zweiten Kegeltrieb (79) verbunden und dadurch gegenüber dem Gehäuse (65) unverschiebbar, jedoch um die Drehachse (61) schwenkbar gelagert; ein Bügelhebel (86) ist mit der zweiten Gewindespindel (81) fest verbunden und bildet den Lenkhebel (8) .

9. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß je ein zusätzlicher, redundanter Vorderrad-Lenkwinkelsensor (111) , ein Hinterrad- Lenkwinkelsensor (112) und ein Fahrgeschwindigkeitssensor (114) und in Verbindung mit dem Verstellmotor (63) ein Lagesensor (91) für die Lage der Drehachse (61) vorgesehen sind, deren elektrische Signale,einer zusätzlichen elektronischen Steuereinheit (115) zugeführt und dort zur elektrischen Betätigung einer mechanischen Arretiereinrichtung (95) für das Hinterrad-Lenksystem (6) bzw. zur elektrischen Betätigung einer hydraulischen Steuereinrichtung (93) für eine Zurückführung der Hinterräder (10) in ihre GeradeausfahrtStellung aufbereitet werden.

10. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in den das Steuerventil (16) mit dem Lenkmotor (7) verbindenden Arbeitsleitungen (35, 36) je ein magnetisch betätigbares Schaltventil (93A, 93B; 93C, 93D) angeordnet ist, derart daß durch die Schaltventile bei einem Störfall die beiden Arbeitsräume des Lenkmotors (7) blockierbar bzw. miteinander verbindbar sind.