WO2000055029A1 - Vorrichtung zur lenkung eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2000055029A1
WO2000055029A1 PCT/EP1999/009677 EP9909677W WO0055029A1 WO 2000055029 A1 WO2000055029 A1 WO 2000055029A1 EP 9909677 W EP9909677 W EP 9909677W WO 0055029 A1 WO0055029 A1 WO 0055029A1
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WO
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steering
booster
vehicle
control valve
driver
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/009677
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Kister
Original Assignee
Alstom Anlagen- Und Automatisierungstechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Alstom Anlagen- Und Automatisierungstechnik Gmbh filed Critical Alstom Anlagen- Und Automatisierungstechnik Gmbh
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/24—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted
    • B62D1/28—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle not vehicle-mounted non-mechanical, e.g. following a line or other known markers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/22—Alternative steering-control elements, e.g. for teaching purposes

Definitions

  • the invention relates to a device for steering a vehicle with a steering transmitter that can be operated by a driver and with a preferably hydraulic steering booster, wherein the steering transmitter can act on the steering angle of at least one wheel of the vehicle via the steering booster.
  • Such a device is generally known in motor vehicles.
  • a steering wheel is provided as the steering transmitter and a so-called power steering is provided as the steering booster.
  • a driver of the vehicle can act on the steering angle of the wheels of the vehicle via the power steering and thus steer the vehicle.
  • the steering angle of the wheels of the vehicle can also be influenced automatically as a function of the tracking.
  • Additional separate steering systems are available for this purpose, for example electrohydraulic additional steering systems. These additional steering systems require considerable effort, among other things, on additional components.
  • the object of the invention is to reduce the effort of such additional steering systems in a device for steering vehicles.
  • Another advantage of the use of the already existing power steering according to the invention is a considerable reduction in the weight and size of the entire device.
  • the manufacture of the device is also considerably simplified by the multiple use of the power steering.
  • both options that is, the steering via the steering transmitter by the driver, as well as the additional steering via the steering device can be operated in parallel next to one another and thus simultaneously and act on the steering.
  • the two options are fully available and can be used depending on the respective application.
  • the driver can thus have a corrective action on the automatic steering device at any time without immediately taking over the entire steering of the vehicle.
  • the steering booster is functionally arranged downstream of the steering device. It is particularly advantageous if the steering booster is designed hydraulically and if the steering device acts functionally on the steering force booster. So it is possible that also from the additional steering device generated influence on the steering angle of the wheels of the vehicle is supported by the power steering. This enables a simplification of the steering device and thus a further reduction in the effort required.
  • the steering booster has a cylinder with a piston which is pressurized on both sides, and the steering device is provided with controllable means for influencing the pressure on the two sides of the piston.
  • control valve preferably a 4/3 way valve or a 4/4 way valve
  • Such control valves are extremely reliable components that also meet high safety requirements.
  • control valve is closed in a preferably non-activated basic position. This ensures that in the event of a fault, for example in the event of a failure of the electrical control of the control valve, this changes into a state in which the steering device no longer has any influence on the steering of the vehicle.
  • the steering device has two control valves. In this way it is achieved that if one of the two control valves fails, the steering device can still be operated with the other control valve. Redundancy and thus increased functional reliability are achieved by means of the second control valve.
  • the two control valves can be controlled by two preferably independent electrical signals. For example, a vehicle with two driver seats that are independent of one another can thus be controlled from each of the two seats. By actuating the steering wheel at the respective place, the associated control valve is actuated, which then acts on the steering of the vehicle.
  • the two control valves can preferably be switched on and off by two further control valves.
  • the driver's seat at which the driver is actually located can thus be switched on by the two further control valves.
  • the influence of the other place can be prevented in this way and malfunctions can be avoided.
  • the action of the steering transmitter on the steering angle of the wheel has priority over the action of the steering device.
  • the steering sensor operated by the driver of the vehicle that is to say, for example, the steering wheel operated by the driver, therefore has higher priority than the additional steering device. This ensures that the driver can always intervene in the steering and ultimately determine the direction of travel of the vehicle. Malfunctions of the automatic steering device can thus be compensated or avoided by the driver.
  • the steering device is switched off by means of the further control valve or valves. To do this, it is sufficient if these further control valves are simply no longer activated when the driver intervenes and thereby automatically switch to their interrupting state.
  • Figure 1 shows a schematic sectional view of a first embodiment of an inventive device 1 for steering a vehicle.
  • Figure 2 shows a schematic sectional view of a second embodiment of an inventive device 2 for steering a vehicle.
  • Figure 3 shows a schematic sectional view of a third embodiment of an inventive device 3 for steering a vehicle.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional illustration of a fourth exemplary embodiment of a device 4 according to the invention for steering a vehicle.
  • the devices 1, 2, 3, 4 can be used in particular in a track-guided vehicle, for example a track-guided passenger transport vehicle.
  • Devices 1, 2, 3, 4 can also be used in remote-controlled vehicles or vehicles with a plurality of steering axles or vehicles which are provided with electronic steering sensors.
  • the device 1 in FIG. 1 has a hydraulic steering booster 5 and a hydraulic steering device 6.
  • the steering booster 5 is a so-called power steering, as is already available in most known vehicles.
  • the steering booster 5 is supplied with a drive shaft 7 which is connected to a steering transmitter (not shown).
  • the steering sensor can be a steering wheel or a so-called joy stick or the like. With the help of the steering transmitter, a driver can set the drive shaft 7 into a rotary movement.
  • the steering booster 5 is provided with an output shaft 8, which acts on a steering mechanism, not shown.
  • a rotary movement of the output shaft 8 has the result that the steering angle of the wheels of the vehicle is adjusted via the steering mechanism.
  • the driver of the vehicle thus has the possibility of adjusting the steering angle of the vehicle and thus steering the vehicle by actuating the steering transmitter via the drive shaft 7, the steering booster 5 and the output shaft 8.
  • the steering power amplifier 5 amplifies the rotary movement of the drive shaft 7 resulting from the actuation of the steering transmitter.
  • a pump 9 is provided conveys a liquid from a tank 10 to a cylinder 11, in which a piston 12 which can be pressurized on both sides is contained.
  • the inflow of the liquid to the two sides of the piston 12 is controlled by a control element 13 as a function of a rotary movement of the drive shaft 7 and thus as a function of an actuation of the steering transmitter by the driver.
  • the movement of the piston 12 resulting from the action leads to a sensible generation of a rotary movement of the output shaft 8 and thus to a support for the driver's actuation of the steering transmitter.
  • the hydraulic steering device 6 of Figure 1 has a control valve 14 which is designed as a 4/3 way valve.
  • the control valve 14 thus has four connections and three switching positions. The four connections form two connection pairs.
  • One of the two connection pairs of the control valve 14 is connected to the pump 9 in the same way as is already the case with the steering booster 5.
  • the other pair of connections is connected in the same way to the two sides of the piston 12, as is also the case with the steering booster 5.
  • the three switching positions of the control valve 14 are a non-crossing connection, a crossing connection and an interruption in the connection of the two connection pairs.
  • the control valve 14 can be transferred into the switch position mentioned by an electrical signal.
  • the steering device 6 If there is no connection between the two connection pairs of the control valve 14, the steering device 6 has no influence on the steering angle of the wheels of the vehicle. Through a crossing or non-crossing connection of the Coupling pairs of the control valve 14, however, the steering device 6 acts on the piston 12 of the steering booster
  • the steering angle is influenced by the steering device 6.
  • the steering booster 5 is thus arranged downstream of the steering device 6 and increases the action of the steering device
  • control valve 14 For example, in the case of a track-guided vehicle, it is thus possible to control the control valve 14 with an electrical signal as a function of the track guidance in such a way that the vehicle is automatically steered in accordance with the intended track.
  • the control valve 14 thereby displaced due to a krueuzenden or not -nchenden compound Abtri 'ebswelle 8 in a rotational movement.
  • the steering angle of the wheels of the vehicle is then adjusted by means of the output shaft 8 and the vehicle is thus steered.
  • FIGS. 2 to 4 identical reference symbols are used for components with the same effect. In the following description of FIGS. 2 to 4, only those components that differ from FIG. 1 are described. Otherwise, reference is hereby made to the description of FIG. 1.
  • the hydraulic steering device 6 of Figure 2 has a control valve 15 which is designed as a 4/4 way valve.
  • the control valve 14 thus has the two connection pairs and four switching positions already described.
  • a second switching position is provided in the control valve 15 of FIG. 2, in which the connection between the two connection pairs is interrupted.
  • This switching position is achieved in the control valve 15 in a non-activated basic position, for example by means of a spring 16.
  • the control valve In the event of a control failure, the control valve thus automatically switches to a switched-off state in which the steering device 6 has no influence on the steering of the vehicle.
  • the hydraulic steering device 6 of FIG. 3 has, in addition to the control valve 15 of FIG. 2, a further control valve 17 arranged in series with it.
  • the control valve 17 is a 4/2-way valve with which the function of the steering device 6 can be switched on and off by means of an electrical signal.
  • the interrupting switching position of the control valve 17 can be achieved by means of a spring 18, so that the steering device 6 automatically changes to the switched-off state in the event of a failure of the electrical signal.
  • a sensor or other means can be assigned to the steering transmitter and / or the drive shaft 7, with which an actuation of the steering transmitter by the driver and thus an influence of the driver on the steering angle of the wheels of the vehicle can be detected. If such action is found, the steering device 5 is automatically disconnected. This is achieved in that the control valve 17 is no longer subjected to an electrical signal. The control valve 17 is then automatically in its spring 18 interrupted state switched and the connection to the steering booster 5 is interrupted. This means that the steering device 6 can no longer automatically influence the steering.
  • the steering device 6 is arranged or provided parallel to the steering transmitter and thus parallel to the driver of the vehicle. This means that both the driver, as well as the steering device 6, can act on the steering angle of the wheels of the vehicle. However, the steering transmitter and thus the driver's influence take precedence over the influence of the steering device 6 on the steering of the vehicle.
  • the steering booster 5 is arranged downstream of the steering device 6, so that an action generated by the steering device 6 is supported or amplified by the steering booster 5.
  • control valves 15, 17; 15 ', 17' to control the steering device 6 with different electrical signals.
  • the steering can thus be automatically influenced by the steering device 6 by several different instances, for example by two driver seats which are independent of one another.
  • the control valves 17, 17 ' can each be controlled independently of one another.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zur Lenkung eines Fahrzeugs beschrieben, die mit einem von einem Fahrer bedienbaren Lenkgeber und mit einem vorzugsweise hydraulischen Lenkkraftverstärker (5) versehen ist. Der Lenkgeber kann über den Lenkkraftverstärker (5) auf den Lenkwinkel mindestens eines Rads des Fahrzeugs einwirken. Eine hydraulische Lenkeinrichtung (6) ist vorgesehen, die über den Lenkkraftverstärker (5) ebenfalls auf den Lenkwinkel des Rads einwirken kann.

Description

Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lenkung eines Fahrzeugs mit einem von einem Fahrer bedienbaren Lenkgeber und mit einem vorzugsweise hydraulischen Lenkkraftverstärker, wobei der Lenkgeber über den Lenkkraftverstärker auf den Lenkwinkel mindestens eines Rads des Fahrzeugs einwirken kann.
Eine derartige Vorrichtung ist bei Kraftfahrzeugen allgemein bekannt. Als Lenkgeber ist dabei ein Lenkrad vorgesehen und als Lenkkraftverstärker eine sogenannte Servolenkung. Durch eine Betätigung des Lenkrads kann ein Fahrer des Fahrzeugs über die Servolenkung auf den Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs einwirken und damit das Fahrzeug lenken.
Beispielsweise bei spurgeführten Fahrzeugen ist es erforderlich, daß der Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs auch automatisch in Abhängigkeit von der Spurführung beeinflußt werden kann. Hierzu sind zusätzliche separate Lenkanlagen, beispielsweise elektrohydraulische Zusatzlenkungen vorhanden. Diese Zusatzlenkungen verursachen einen beträchtlichen Aufwand unter anderem an zusätzlichen Bauteilen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung zur Lenkung von Fahrzeugen den Aufwand derartiger zusätzlicher Lenkanlagen zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine hydraulische Lenkeinrichtung vorgesehen ist, die über den Lenkkraftverstärker ebenfalls auf den Lenkwinkel des Rads einwirken kann. Es ist somit nicht erforderlich, eine vollständige elektrohydraulische Zusatzlenkung vorzusehen. Stattdessen wird erfindungsgemäß die vorhandene Servolenkung auch für die Zusatzlenkung mitverwendet. Damit besteht die Zusatzlenkung nur noch aus der hydraulischen Lenkeinrichtung. Besondere Bauteile für die Servolenkung sind damit für die Zusatzlenkung nicht mehr erforderlich. Die Reduzierung des erforderlichen Aufwands und der daraus resultierenden Kosten für die Zusatzlenkung ist offensichtlich.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung der bereits vorhandenen Servolenkung besteht in einer beträchlichen Reduktion des Gewichts und der Baugröße der gesamten Vorrichtung. Ebenfalls wird die Herstellung der Vorrichtung durch die mehrfache Verwendung der Servolenkung wesentliche vereinfacht. Dabei werden diese Vorteile erreicht, ohne daß hierzu grundlegende Änderungen der Servolenkung erforderlich wären.
Grundsätzlich können beide Möglichkeiten, also die Lenkung über den Lenkgeber durch den Fahrer, wie auch die zusätzliche Lenkung über die Lenkeinrichtung parallel nebeneinander und damit gleichzeitig betrieben werden und auf die Lenkung einwirken. Die beiden Möglichkeiten sind dabei in vollem Umfang verfügbar und können in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung entsprechend eingesetzt werden. Damit kann der Fahrer jederzeig korrigierend auf die automatische Lenkeinrichtung einwirken, ohne gleich die gesamte Lenkung des Fahrzeugs zu übernehmen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Lenkkraftverstärker funktioneil der Lenkeinrichtung nachgeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Lenkkraftverstärker hydraulisch ausgebildet ist, und wenn die Lenkeinrichtung funktionell auf den Lenkkraf verstärker einwirkt. Damit ist es möglich, daß auch die von der zusätzlichen Lenkeinrichtung erzeugte Einwirkung auf den Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs durch die Servolenkung unterstützt wird. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Lenkeinrichtung und damit eine weitere Verminderung des erforderlichen Aufwands.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Lenkkraftverstärker einen Zylinder mit einem beidseitig mit Druck beaufschlagten Kolben auf, und es ist die Lenkeinrichtung mit steuerbaren Mitteln zur Beeinflussung des Drucks auf den beiden Seiten des Kolbens versehen. Dies stellt eine besonders einfache und damit kostengünstige, aber trotzdem sehr effektive und zuverlässige Kopplung des Lenkkraftverstärkers und der Lenkeinrichtung dar.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lenkeinrichtung ein Steuerventil, vorzugsweise ein 4/3 -Wegeventil oder ein 4/4- Wegeventil, aufweist. Bei derartigen Steuerventilen handelt es sich um äußerst zuverlässige Bauteile, die auch hohen Sicherheitsanforderungen genügen .
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Steuerventil in einer vorzugsweise nicht-angesteuerten Grundstellung geschlossen. Damit wird gewährleistet, daß bei einem Fehler, beispielsweise bei einem Ausfall der elektrischen Ansteuerung des Steuerventils, dieses in einen Zustand übergeht, in dem die Lenkeinrichtung keinen Einfluß mehr auf die Lenkung des Fahrzeugs hat .
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Lenkeinrichtung zwei Steuerventile auf. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei einem Ausfall eines der beiden Steuerventile die Lenkeinrichtung immer noch mit dem anderen Steuerventil betrieben weden kann. Es wird mittels des zweiten Steuerventils eine Redundanz und damit eine erhöhte Funktionssicherheit erreicht . Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Steuerventile durch zwei vorzugsweise voneinander unabhängige elektrische Signale steuerbar. Damit kann beispielsweise ein Fahrzeug mit zwei voneinander unabhängigen Fahrerplätzen von jedem der beiden Plätze gesteuert werden. Durch eine Betätigung des Lenkrads an dem jeweiligen Platz wird das zugehörige Steuerventil angesteuert, das dann auf die Lenkung des Fahrzeugs einwirkt .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Steuerventile vorzugsweise durch zwei weitere Steuerventile zu- und abschaltbar sind. Es kann somit durch die beiden weiteren Steuerventile derjenige Fahrerplatz eingeschaltet werden, an dem sich der Fahrer tatsächlich befindet. Der Einfluß des anderen Platzes kann auf diese Weise unterbunden und damit Fehlfunktionen vermieden werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hat die Einwirkung des Lenkgebers auf den Lenkwinkel des Rads Vorrang vor der Einwirkung der Lenkeinrichtung. Der von dem Fahrer des Fahrzeugs betätigte Lenkgeber, also beispielsweise das von dem Fahrer bediente Lenkrad, hat somit die höhere Priorität als die zusätzliche Lenkeinrichtung. Damit ist gewährleistet, daß der Fahrer immer in die Lenkung eingreifen und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs letztlich bestimmen kann. Fehlfunktionen der automatischen Lenkeinrichtung können damit vom Fahrer kompensiert bzw. vermieden werden.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn Mittel vorgesehen sind zur Feststellung einer Einwirkung des Lenkgebers auf den Lenkwinkel des Rads, und wenn die Lenkeinrichtung abschaltbar ist, wenn eine Einwirkung des Lenkgebers vorhanden ist. Auf diese Weise wird die Vorrangstellung des Fahrers im Vergleich zu der zusätzlichen Lenkeinrichtung realisiert. Sobald die Mittel eine Betätigung des Lenkgebers durch den Fahrer feststellen, wird erfindungsgemäß die hydraulische Lenkeinrichtung abgeschaltet. Damit ist ein Durchgreifen des Fahrers auf die Lenkung des Fahrzeugs in jedem Fall gewährleistet .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abschaltung der Lenkeinrichtung mittels des bzw. der weiteren Steuerventile durchgeführt wird. Dazu genügt es, wenn diese weiteren Steuerventile bei einem Eingriff durch den Fahrer einfach nicht mehr angesteuert werden und dadurch automatisch in ihren unterbrechenden Zustand übergehen.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Lenkung einer Fahrzeugs .
Figur 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 zur Lenkung einer Fahrzeugs .
Figur 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 zur Lenkung einer Fahrzeugs .
Figur 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 zur Lenkung einer Fahrzeugs . Die Vorrichtungen 1, 2, 3, 4 können insbesondere bei einem spurgeführten Fahrzeug, beispielsweise einem spurgeführten Personentransportfahrzeug eingesetzt werden. Ebenfalls können die Vorrichtungen 1, 2, 3, 4 bei ferngesteuerten Fahrzeugen oder Fahrzeugen mit mehreren mitlenkenden Achsen oder Fahrzeugen, die mit elektronischen Lenkgebern versehen sind, verwendet werden.
Die Vorrichtung 1 der Figur 1 weist einen hydraulischen Lenkkraftverstärker 5 und eine hydraulische Lenkeinrichtung 6 auf. Bei dem Lenkkraftverstärker 5 handelt es sich um eine sogenannte Servolenkung, wie sie in den meisten bekannten Fahrzeugen bereits vorhanden ist .
Dem Lenkkraftverstärker 5 ist eine Antriebswelle 7 zugeführt, die mit einem nicht-dargestellten Lenkgeber verbunden ist. Bei dem Lenkgeber kann es sich um ein Lenkrad oder einen sogenannten Joy-Stick oder dergleichen handeln. Mit Hilfe des Lenkgebers kann ein Fahrer die Antriebswelle 7 in eine Drehbewegung versetzen.
Der Lenkkraftverstärker 5 ist mit einer Abtriebswelle 8 versehen, die auf einen nicht-dargestellten Lenkmechanismus einwirkt. Eine Drehbewegung der Abtriebswelle 8 hat zur Folge, daß über den Lenkmechanismus der Lenkwinkel von Rädern des Fahrzeugs verstellt wird.
Insgesamt hat damit der Fahrer des Fahrzeugs die Möglichkeit, durch eine Betätigung des Lenkgebers über die Antriebswelle 7, den Lenkkraftverstärker 5 und die Abtriebswelle 8 den Lenkwinkel des Fahrzeugs zu verstellen und damit das Fahrzeug zu lenken.
Durch den Lenkkraftverstärker 5 wird die aus der Betätigung des Lenkgebers resultierende Drehbewegung der Antriebswelle 7 verstärkt. Zu diesem Zweck ist eine Pumpe 9 vorgesehen, die eine Flüssigkeit aus einem Tank 10 zu einem Zylinder 11 fördert, in dem ein beidseitig mit einem Druck beaufschlagbarer Kolben 12 enthalten ist. Der Zufluß der Flüssigkeit zu den beiden Seiten des Kolbens 12 wird von einem Steuerelement 13 in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der Antriebswelle 7 und damit in Abhängigkeit von einer Betätigung des Lenkgebers durch den Fahrer gesteuert. Die aus der Beaufschlagung resultierende Bewegung des Kolbens 12 führt zu einer sinnrichtigen Erzeugung einer Drehbewegung der Abtriebswelle 8 und damit zu einer Unterstützung der von dem Fahrer ausgeführten Betätigung des Lenkgebers.
Die hydraulische Lenkeinrichtung 6 der Figur 1 weist ein Steuerventil 14 auf, das als 4/3 -Wegeventil ausgebildet ist. Das Steuerventil 14 besitzt damit vier Anschlüsse und drei Schaltstellungen. Die vier Anschlüsse bilden dabei zwei Anschlusspaare .
Eines der beiden Anschlusspaare des Steuerventils 14 ist in gleicher Weise mit der Pumpe 9 verbunden, wie dies bereits bei dem Lenkkraftverstärker 5 der Fall ist. Das andere Anschlusspaar ist in gleicher Weise mit den beiden Seiten des Kolbens 12 verbunden, wie dies ebenfalls bei dem Lenkkraftverstärker 5 der Fall ist.
Bei den drei Schaltstellungen des Steuerventils 14 handelt es sich um eine nicht-kreuzende Verbindung, eine kreuzende Verbindung und eine Unterbrechung der Verbindung der beiden Anschlusspaare. Das Steuerventil 14 kann dabei durch ein elektrisches Signal in die genannten Schaltstellung überführt werden .
Besteht keine Verbindung zwischen den beiden Anschlusspaaren des Steuerventils 14, so hat die Lenkeinrichtung 6 keinen Einfluß auf den Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs. Durch eine kreuzende oder nicht-kreuzende Verbindung der Anschlusspaare des Steuerventils 14 hingegen wirkt die Lenkeinrichtung 6 auf den Kolben 12 des Lenkkraftverstärkers
5 ein. Damit wird in diesen Fällen der Lenkwinkel durch die Lenkeinrichtung 6 beeinflußt. Der Lenkkraftverstärker 5 ist damit aus funktioneller Sicht der Lenkeinrichtung 6 nachgeordnet und verstärkt die Einwirkung der Lenkeinrichtung
6 auf den Lenkwinkel der Räder in gleicher Weise, wie die Einwirkung des Lenkgebers von derm Lenkkraftverstärker 5 unterstützt wird.
Beispielsweise bei einem spurgeführten Fahrzeug ist es damit möglich, in Abhängigkeit von der Spurführung das Steuerventil 14 derart mit einem elektrischen Signal anzusteuern, daß das Fahrzeug automatisch entsprechend der vorgesehenen Spur gelenkt wird. Das Steuerventil 14 versetzt dabei aufgrund einer krueuzenden oder nicht -kreuzenden Verbindung die Abtri'ebswelle 8 in eine Drehbewegung. Mittels der Abtriebswelle 8 wird dann der Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs verstellt und damit das Fahrzeug gelenkt .
Will der Fahrer des Fahrzeugs die Lenkung beeinflussen, so ist dies jederzeit über den Lenkgeber möglich. Durch eine Betätigung des Lenkgebers entsteht eine Drehbewegung der Antriebswelle 7, die von dem Lenkkraftverstärker 5 auf die Abtriebswelle 8 versärkt wird. Diese Drehbewegung überlagert sich einer möglicherweise vorhandenen, durch die Lenkeinrichtung 6 hervorgerufene Drehbewegung der Abtriebswelle 8.
In den Figuren 2 bis 4 sind gleichlautende Bezugszeichen für gleichwirkende Bauteile verwendet. In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren 2 bis 4 werden nur diejenigen Bauteile beschrieben, die sich von Figur 1 unterscheiden. Ansonsten wird hiermit auf die Beschreibung der Figur 1 verwiesen. Die hydraulische Lenkeinrichtung 6 der Figur 2 weist ein Steuerventil 15 auf, das als 4/4 -Wegeventil ausgebildet ist. Das Steuerventil 14 besitzt damit die bereits beschriebenen beiden Anschlusspaare und vier Schaltstellungen.
Im Unterschied zu dem Steuerventil 14 der Figur 1 ist bei dem Steuerventil 15 der Figur 2 eine zweite Schaltstellung vorgesehen, bei der die Verbindung zwischen den beiden Anschlusspaaren unterbrochen ist. Diese Schaltstellung wird bei dem Steuerventil 15 in einer nicht-angesteuerten Grundstellung beispielsweise mittels einer Feder 16 erreicht. Damit gelangt das Steuerventil bei einem Ausfall der Ansteuerung automatisch in einen abgeschalteten Zustand, in dem die Lenkeinrichtung 6 keinen Einfluß auf die Lenkung des Fahrzeugs hat .
Die hydraulische Lenkeinrichtung 6 der Figur 3 weist zusätzlich zu dem Steuerventil 15 der Figur 2 ein in Serie dazu angeordnetes weiteres Steuerventil 17 auf. Bei dem Steuerventil 17 handelt es sich um ein 4/2-Wegeventil , mit dem die Funktion der Lenkeinrichtung 6 mittels eines elektrischen Signals ein- und ausgeschaltet werden kann. Die unterbrechende Schaltstellung des Steuerventils 17 kann dabei mittels einer Feder 18 erreicht werden, so daß die Lenkeinrichtung 6 bei einem Ausfall des elektrischen Signals automatisch in den abgeschalteten Zustand übergeht .
Dem Lenkgeber und/oder der Antriebswelle 7 kann eine Sensor oder sonstige Mittel zugeordnet sein, mit dem eine Betätigung des Lenkgebers durch den Fahrer und damit eine Einwirkung des Fahrers auf den Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs erkannt werden kann. Wird eine derartige Einwirkung festgestellt, so wird die Lenkeinrichtung 5 automatisch abgetrennt. Dies wird dadurch erreicht, daß das Steuerventil 17 nicht mehr mit einem elektrischen Signal beaufschlagt wird. Das Steuerventil 17 wird daraufhin durch die Feder 18 automatisch in seinen unterbrechenden Zustand geschaltet und die Verbindung zu dem Lenkkraftverstärker 5 wird unterbrochen. Damit kann keine automatische Beeinflussung der Lenkung über die Lenkeinrichtung 6 mehr erfolgen.
Aus funktioneller Sicht ist die Lenkeinrichtung 6 parallel zu dem Lenkgeber und damit parallel zu dem Fahrer des Fahrzeugs angeordnet bzw. vorgesehen. Dies bedeutet, daß an sich beide, also der Fahrer, wie auch die Lenkeinrichtung 6 auf den Lenkwinkel der Räder des Fahrzeugs einwirken können. Der Lenkgeber und damit die Einwirkung des Fahrers hat jedoch Vorrang vor einer Einwirkung der Lenkeinrichtung 6 auf die Lenkung des Fahrzeugs. Schließlich ist aus funktioneller Sicht der Lenkkraftverstärker 5 der Lenkeinrichtung 6 nachgeordnet, so daß eine von der Lenkeinrichtung 6 erzeugte Einwirkung von dem Lenkkraftverstärker 5 unterstützt bzw. verstärkt wird.
Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen ist es möglich, anstelle der Steuerventile 15, 17 der Figur 3 bei der Lenkeinrichtung 6 jeweils zwei derartige Steuerventile (15, 15', 17, 17') zu verwenden, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist. Damit wird erreicht, daß auch bei Ausfall der beiden Steuerventile 15, 17 oder deren Ansteuersignale noch eine automatische Einwirkung auf die Lenkung des Fahrzeugs mittels der anderen beiden Steuerventile 15', 17' der Lenkeinrichtung 6 und damit z.B. eine Spurführung möglich ist .
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, verschiedene Steuerventile 15, 17; 15', 17' der Lenkeinrichtung 6 mit verschiedenen elektrischen Signalen anzusteuern. Damit kann die Lenkung durch mehrere verschiedene Instanzen, beispielsweise von zwei voneinander unabhängigen Fahrerplätzen, über die Lenkeinrichtung 6 automatisch beeinflußt werden. Zur Zu- und Abschaltung der verschiedenen Instanzen können die Steuerventile 17, 17' jeweils unabhängig voneinander angesteuert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1, 2, 3, 4) zur Lenkung eines Fahrzeugs mit einem von einem Fahrer bedienbaren Lenkgeber und mit einem Lenkkraftverstärker (5) , wobei der Lenkgeber über den Lenkkraftverstärker (5) auf den Lenkwinkel mindestens eines Rads des Fahrzeugs einwirken kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Lenkeinrichtung (6) vorgesehen ist, die über den Lenkkraftverstärker (5) ebenfalls auf den Lenkwinkel des Rads einwirken kann.
2. Vorrichtung (1, 2, 3, 4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkkraftverstärker (5) funktioneil der Lenkeinrichtung (6) nachgeordnet ist.
3. Vorrichtung (1, 2, 3, 4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkkraftverstärker (5) hydraulisch ausgebildet ist, und daß die Lenkeinrichtung (6) auf den Lenkkraftverstärker (5) einwirkt.
4. Vorrichtung (1, 2, 3, 4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkkraftverstärker (5) einen Zylinder (11) mit einem beidseitig mit Druck beaufschlagten Kolben (12) aufweist, und daß die Lenkeinrichtung (6) mit steuerbaren Mitteln zur Beeinflussung des Drucks auf den beiden Seiten des Kolbens (12) versehen ist.
5. Vorrichtung (1, 2, 3, 4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkeinrichtung (6) ein Steuerventil (14, 15), vorzugsweise ein 4/3 -Wegeventil oder ein 4/4 -Wegeventil , aufweist.
6. Vorrichtung (2, 3, 4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (15) in einer vorzugsweise nicht-angesteuerten Grundstellung geschlossen ist .
7. Vorrichtung (1, 2, 3, 4) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (14, 15) durch ein elektrisches Signal steuerbar ist.
8. Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkeinrichtung (6) zwei Steuerventile (15, 15') aufweist.
9. Vorrichtung (4) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerventile (15, 15') durch zwei vorzugsweise voneinander unabhängige elektrische Signale steuerbar sind.
10. -Vorrichtung (4) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerventile (15, 15') vorzugsweise durch zwei weitere Steuerventile (17, 17') zu- und abschaltbar sind.
11. Vorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung des Lenkgebers auf den Lenkwinkel des Rads Vorrang hat vor der Einwirkung der Lenkeinrichtung (6) .
12. Vorrichtung (3) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zur Feststellung einer Einwirkung des Lenkgebers auf den Lenkwinkel des Rads, und daß die Lenkeinrichtung (6) abschaltbar ist, wenn eine Einwirkung des Lenkgebers vorhanden ist.
13. Vorrichtung (1, 2, 3, 4) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung bei einem spurgeführten Fahrzeug, insbesondere Personentransportfahrzeug.
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