DE4103067C2 - Vorrichtung zur Regelung eines Lenkungssystems - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Lenkvorrichtung ist bekannt (DE 36 08 420 A1). Bei dieser bekannten Lenkvorrichtung wird der Einschlagwinkel der gelenkten Räder nicht allein durch den Drehwinkel des Lenkrades, sondern zusätzlich durch zumindest einen mittels der Meßeinrichtung gemessenen Ist-Zustandswert des Bewegungszustandes des Fahrzeuges bestimmt. Zu diesem Zweck wird die Steuereinrichtung einerseits mit einem dem Drehwinkel des Lenkrads entsprechenden Signal gespeist und andererseits mit dem von der Meßeinrichtung gelieferten Ist-Zustandswert des Bewegungszustandes des Fahrzeugs, bei dem es sich beispielsweise um den Giergrad des Fahrzeugs handeln kann. Die Steuereinrichtung bestimmt aufgrund dieser Eingangssignale einen solchen Einschlagwinkel für die gelenkten Räder, daß durch diesen Einschlagwinkel unter den gegebenen Umständen einem Übersteuern bzw. Untersteuern möglichst vorgebeugt wird, um dadurch wiederum das Fahrzeugverhalten bei Kurvenfahrt zu verbessern. Bei der bekannten Lenkvorrichtung besteht die Antriebseinrichtung beispielsweise aus einem hydraulischen Stellantrieb und wird die Antriebseinrichtung ausschließlich aufgrund des Ausgangssignals der Steuereinrichtung gesteuert. Letzteres ist insofern nachteilig, als die Lenkbarkeit des Fahrzeugs stets die Funktionsfähigkeit der Steuereinrichtung voraussetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Lenkvorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß die Lenkbarkeit des Fahrzeugs nicht von der Funktionsfähigkeit der Steuereinrichtung abhängt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lenkvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Ausbildung vorgesehen, die einen mechanischen Antrieb des Lenkgestänges mittels des Lenkrades ermöglicht. Dieser mechanische Teil der Betriebseinrichtung ist durch die Verschiebbarkeit des Gehäuses der Spurstange derart ausgebildet, daß die Spurstange zusätzlich zusammen mit dem Gehäuse aufgrund des Ausgangssignals der Steuereinrichtung verschoben wird. Auf diese Weise ist der resultierende Einschlagwinkel der gelenkten Räder sowohl abhängig vom Drehwinkel des Lenkrades als auch vom Ausgangssignal der Steuereinrichtung und somit von dem gemessenen Ist-Zustandswert, so daß nach wie vor das Fahrzeugverhalten verbessert ist. Die Steuerung aufgrund des Ausgangssignals der Steuereinrichtung kann jedoch manuell übersteuert werden, so daß ein Versagen oder ein Ausfall der Steuereinrichtung das Fahrzeug nicht unlenkbar machen.

Zum Stand der Technik gehört auch der Inhalt der nachveröffentlichten Patentanmeldung P 39 30 445.0. Bei diesem Stand der Technik ist ein Gehäuse für die Spurstange, das verschiebbar am Fahrzeug angeordnet ist und mittels der Stellvorrichtung in seiner Position eingestellt wird, nicht vorgesehen. Ferner gehört zum Stand der Technik der Inhalt der nachveröffentlichten Patentanmeldung P 39 24 324.9. Von diesem Stand der Technik unterscheidet sich die Erfindung gemäß Patentanspruch 1 in gleicher Weise wie vom Stand der Technik gemäß der nachveröffentlichten Patentanmeldung P 39 30 445.0.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Stellvorrichtung entweder einen Fluidmotor oder einen Elektromotor aufweist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung;

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer Steuereinrichtung der Lenkvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Abwandlung der Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Fig. 2 ähnliches Ablaufdiagramm, das bei der Abwandlung gemäß Fig. 3 zur Anwendung kommt;

Fig. 5 eine Ansicht von Elementen der Lenkvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 5a einen Schnitt gemäß A-A in Fig. 5;

Fig. 5b einen Axial-Teilschnitt eines Lenkgetriebes der Lenkvorrichtung gemäß Fig. 5 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 eine ausschnittsweise schematische Darstellung von Elementen der Lenkvorrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Fig. 5 ähnliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 7a einen Schnitt gemäß A-A in Fig. 7;

Fig. 7b einen Schnitt gemäß B-B in Fig. 7;

Fig. 8 eine Fig. 5 ähnliche Darstellung einer dritten Ausführungsform;

Fig. 8a einen Schnitt gemäß A-A in Fig. 8;

Fig. 8b einen Schnitt gemäß B-B in Fig. 8, der eine erste Ausbildungsmöglichkeit erläutert; und

Fig. 8c einen Schnitt gemäß B-B in Fig. 8, der eine zweite Ausbildungsmöglichkeit erläutert.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, das ein Paar von lenkbaren Rädern 12 besitzt, die über ein Lenkgestänge und eine Antriebseinrichtung mit einem Lenkrad 14 verbunden sind. Die Antriebseinrichtung weist eine Lenkwelle 16 und ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Ritzel auf, das mit Zähnen eines ebenfalls nicht dargestellten Zahnstangenabschnitts einer Spurstange 307 kämmt. Die Spurstange 307 ist innerhalb eines Gehäuses 302 verschiebbar, in dem das Ritzel gelagert ist. Die Spurstange 307 ist an ihren Enden mit einem Paar von Lenkhebeln 308 verbunden, welche die Lenkbewegungen auf die lenkbaren Räder 12 übertragen.

Somit erzeugt im Betrieb die Lenkwelle 16 eine lineare Bewegung der Spurstange 307, so daß durch ein Drehen des Lenkrades 14 die Ausrichtung bzw. der Einschlagwinkel der Räder 12 verändert werden kann.

Um eine übermäßige Über- oder Untersteuerung zu vermeiden, ist vorgesehen, den Einschlagwinkel zusätzlich dadurch zu justieren oder einzustellen, daß mittels einer Stellvorrichtung, von der in Fig. 1 lediglich ein Zylinder 318 gezeigt ist, das Gehäuse 302 relativ zum Fahrzeug verschoben werden kann, um eine daraus resultierende, überlagerte lineare Bewegung der Spurstange 307 hervorzurufen.

Die Steuerung der Stellvorrichtung wird durch elektrische Signale von einer Steuereinrichtung 32 bewirkt, welche Signale, die von einem Drehwinkel des Lenkrades sowie der Fahrgeschwindigkeit abhängen, verarbeitet, um als Soll-Zustandswert des Bewegungszustandes des Fahrzeugs einen Soll-Giergrad zu bestimmen, und diesen Soll-Giergrad mit einem Ist-Giergrad vergleicht, um den Einschlagwinkel zu regeln. Der Giergrad kann als der Drehungsgrad des Fahrzeugs um eine vertikale Achse bestimmt werden.

Das Signal für den Drehwinkel δ wird von einem üblichen Drehwinkelfühler 25 geliefert, siehe Fig. 2, der mit der Lenkwelle 16 des Fahrzeugs in Wirkverbindung steht. Das Signal für die Fahrgeschwindigkeit V wird durch übliche Raddrehzahlfühler 28A erzeugt, die betrieblich mit allen Rädern des Fahrzeugs verbunden sind. Wenn die Raddrehzahlen unterschiedlich sind, so wird die Steuereinrichtung einen Mittelwert aus diesen ableiten. Der Ist-Giergrad wird durch einen üblichen Giergradfühler 27 gemessen.

Der Soll-Giergrad Θ_d wird durch die Steuereinrichtung nach der folgenden Beziehung errechnet (siehe Fig. 3):

Hierin ist Θ_d der Soll-Giergrad, L der Radstand des Fahrzeugs, d. h. der Abstand zwischen der Vorder- und Hinterachse, g die Erdbeschleunigung, δ der Drehwinkel des Lenkrades, V die Fahrgeschwindigkeit und K eine Konstante größer als 0° und nicht größer als 1°, um einen neutralen oder gering untersteuerten Zustand zu erlangen.

Nach Bestimmen des Soll-Giergrades Θ_d in der obigen Weise vergleicht die Steuereinrichtung den Soll-Giergrad Θ_d mit dem Ist-Giergrad Θ_a. Ist Θ_a=Θ_d, so ist eine Justierung des Einschlagwinkels nicht notwendig. Ist Θ_a<Θ_d, dann ist ein Untersteuerungszustand vorhanden, der erfordert, daß die Größe des Einschlagwinkels vergrößert wird. Ist Θ_a<Θ_d, dann ist ein Übersteuerungszustand gegeben, der es notwendig macht, die Größe des Einschlagwinkels zu vermindern. Die Richtung, in der das Gehäuse 302 verschoben wird, ist davon abhängig, welcher der Werte Θ_a und Θ_d größer ist, und das Ausmaß der Verschiebung hängt von der Größe des Unterschieds zwischen den Werten Θ_a sowie Θ_d ab. Die Verschiebung des Gehäuses 302 dauert an, bis die Steuereinrichtung feststellt, daß Θ_a=Θ_d ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 kommt eine andere Art und Weise zur Bestimmung des aktuellen Ist-Giergrades zur Anwendung. Anstelle eines Giergradfühlers werden in diesem Fall übliche vordere und hintere Querbeschleunigungsfühler 40 und 42 benutzt. Die gemessene vordere und hintere Querbeschleunigung werden in einen vorderen bzw. hinteren Quergeschwindigkeitswert V_f bzw. V_r durch die Steuereinrichtung umgewandelt, so daß der Ist-Giergrad Θ_a gemäß der folgenden Beziehung bestimmt werden kann:

worin N der Abstand zwischen dem vorderen und hinteren Querbeschleunigungsfühler 40, 42 ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 5a und 5b werden Einzelheiten einer ersten Ausführungsform erläutert, die das vorstehend anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterte Prinzip realisiert. Die Lenkvorrichtung 300 umfaßt das hohlzylindrische Gehäuse 302, das in Schellen 304, die am Rahmen des Kraftfahrzeugs befestigt sind, aufgenommenen Geradführungen 303 gelagert ist. Die Geradführungen 303 lassen eine freie seitliche Bewegung des Gehäuses 302 in einem begrenzten Ausmaß zu. Bei einer konkreten Ausführungsform hat es sich herausgestellt, daß für eine wirksame und leistungsfähige Lenkungssteuerung dem Gehäuse 302 eine freie Bewegung über etwa 12 mm erlaubt werden soll. Selbstverständlich werden für Fahrzeuge eines anderen Typs unterschiedliche Bereiche für eine zulässige Bewegung verwendet. Innerhalb der Schellen 304 und um die Geradführungen 303 herum sind elastische Lagermuffen 322 angeordnet, um Vibrationen des Gehäuses 302 zu dämpfen. Die Schellen 304 sind mit Hilfe von Schrauben 305 am Fahrzeugrahmen befestigt.

Im folgenden wird die Antriebseinrichtung zum Antreiben des Lenkgestänges näher erläutert. Die Antriebseinrichtung umfaßt ein Lenkgetriebe 310 und eine Stellvorrichtung zum Verschieben des Gehäuses 302.

Die Fig. 5b zeigt das Lenkgetriebe 310 im einzelnen, zu dem ein einstückig am Gehäuse 302 ausgebildetes seitwärts ragendes Teil 302a gehört. Die Lenkwelle 16 ist an ihrem einen Ende mit dem Lenkrad und an ihrem anderen Ende mit einer unteren Lenkwelle 327 gekoppelt, die innerhalb des Gehäuses 302 angeordnet ist und von mehreren Lagern 329 abgestützt wird. Um die untere Lenkwelle 327 herum ist das mit dieser drehbare, bereits vorstehend erwähnte, Ritzel 324 angeordnet.

Die Spurstange 307 ist innerhalb des Gehäuses 302 derart angeordnet, daß sie mit Bezug zu diesem in der axialen Längsrichtung frei bewegbar ist. An jedem ihrer Enden ist die Spurstange 307 mit außerhalb des Gehäuses 302 befindlichen Kugelgelenken 309 versehen. Die Öffnungen aufweisenden Stirnseiten des Gehäuses 302 sind durch Faltenbalgmanschetten 306 abgedeckt. Die Kugelgelenke 309 sind mit den Lenkhebeln 308 verbunden, die mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs verbunden sind.

Die Spurstange 307 weist einen an ihrer Außenfläche über einen Teil ihrer Länge ausgebildeten Zahnstangenabschnitt 307′ auf, der mit dem Ritzel 324 kämmt, so daß ein Drehen des Lenkrades eine entsprechende Drehung der Lenkwellen 16 sowie 327 und eine Drehung des Ritzels 324 hervorruft. Diese Drehung des Ritzels 324 bewirkt auf Grund des Eingriffs mit dem Zahnstangenabschnitt 307′ eine Querbewegung der Spurstange 307 innerhalb des Gehäuses 302. Durch diese Bewegung der Spurstange 307 mit Bezug zum Fahrzeug wird eine entsprechende, in Querrichtung verlaufende Bewegung der Lenkhebel 308 durch die Kugelgelenke 309 erzeugt, so daß die gelenkten Räder des Fahrzeugs eine Schwenkbewegung ausführen. Da die Lenkwelle 327 und das Ritzel 324 gegen eine Querbewegung mit Bezug zum Gehäuse 302 festgelegt sind und das Ritzel 324 mit dem Zahnstangenabschnitt 307′ kämmt, wird zusätzlich die Spurstange 307 zusammen mit dem Gehäuse 302 in der Querrichtung bewegt, wenn das Gehäuse 302 eine Querbewegung innerhalb der Schellen 304 ausführt.

Wie die Fig. 5 zeigt, ist eine Platte 312 fest an der Außenfläche des Gehäuses 302 an einer Stelle zwischen den Schellen 304 angebracht und steht vom Gehäuse aus vor. Die Stellvorrichtung umfaßt einen Zylinder 318, der im wesentlichen parallel zum Gehäuse 302 angeordnet ist und einen Kolben 317 enthält, der das Innere des Zylinders 318 in eine linke sowie rechte Kammer 318a bzw. 318b unterteilt. Der Zylinder 318 ist durch Träger 320 am Fahrzeugrahmen befestigt. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, sind im Zylinder zwei Federn 58 und 58′ enthalten, um den Kolben 317 innerhalb des Zylinders 318 in eine Mittenlage zu drücken.

An der einen Stirnfläche des Kolbens 317 ist eine Stange 316 befestigt, die einen äußeren Endabschnitt 316a aufweist, welcher durch eine Öffnung in einer Stirnfläche des Zylinders 318 aus diesem herausragt und sich durch ein Loch in der Platte 312 erstreckt. Die Stange 318 ist durch Muttern 314 an der Platte 312 befestigt, so daß eine Bewegung der Stange 316 eine entsprechende Axialbewegung des Gehäuses 302 in der Querrichtung hervorruft. Der Zylinder 318 umfaßt ein Paar von durch seine Außenfläche sich erstreckende Öffnungen, von denen je eine auf jeweils einer Seite des Kolbens 317 vorhanden ist. Eine Fluidleitung 313a bzw. 313b verbindet durch diese Öffnungen jede Kammer 318a bzw. 318b mit einem Dreiwege-Magnetventil 62, das auch in Fig. 6 gezeigt ist, und zwar auf dessen einer Seite. Die andere Seite des Magnetventils 62 ist durch weitere Fluidleitungen 315a und 315b mit einem Vorratsbehälter 67 verbunden. Eine Pumpe 60 liegt in der Leitung 315b zwischen dem Vorratsbehälter 67 und dem Magnetventil 62.

Das Magnetventil 62 wird von der Steuereinrichtung 32 betätigt, um es in eine seiner drei Stellungen auf der Grundlage des Vergleichs des Ist-Giergrades mit dem Soll-Giergrad, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert wurde, zu bringen. Wenn der Soll-Giergrad kleiner als der Ist- Giergrad ist, d. h., das Fahrzeug dreht stärker als gewünscht um die Hochachse, so ist es notwendig, die gelenkten Räder in eine Richtung zu schwenken, die zu der durch die Lenkwelle vorgegebenen Richtung entgegengesetzt ist. Wenn beispielsweise das Fahrzeug so gelenkt wird, daß die Räder entgegen dem Uhrzeigersinn eingeschlagen werden, so ist es notwendig, die Räder mittels der Stellvorrichtung im Uhrzeigersinn einzuschlagen, um die Übersteuerung zu kompensieren. Deshalb wird das Magnetventil 62 durch die Steuereinrichtung in eine derartige Position gebracht, in welcher die die Pumpe 60 enthaltende Leitung 315b mit der linken Kammer 318b und die unmittelbar an den Vorratsbehälter 67 angeschlossene Leitung 315a mit der rechten Kammer 318a verbunden werden. Der Druck in der Kammer 318b wird sich gegenüber dem Druck in der Kammer 318a erhöhen, wodurch der Kolben 317 nach rechts bewegt wird. Diese Bewegung des Kolbens 317 bewirkt eine entsprechende, nach rechts gerichtete Querbewegung des Gehäuses 302 auf Grund der durch die Stange 316 und die Platte 312 bewirkten Kopplung. Da sich die Spurstange 307 mit dem Gehäuse bewegt, werden auch die Spurstange 307 und die Lenkhebel 308 nach rechts bewegt, was das gewünschte Einschlagen der Räder im Uhrzeigersinn bewirkt.

Wenn dagegen der Soll-Giergrad größer als der Ist- Giergrad ist, so ist es notwendig, die gelenkten Räder in der gleichen Richtung zusätzlich einzuschlagen, wie sie durch die Lenkwelle vorgegeben ist. Wird beispielsweise das Fahrzeug so gelenkt, daß die Räder entgegen dem Uhrzeigersinn eingeschlagen werden, so ist es notwendig, die Räder noch weiter entgegen dem Uhrzeigersinn einzuschlagen, um die Untersteuerung zu kompensieren. Deshalb wird das Magnetventil 62 durch die Steuereinrichtung 32 in eine Stellung gebracht, in welcher die die Pumpe 60 enthaltende Leitung 315b an die rechte Kammer 318a und die Leitung 315a von der linken Kammer 318b unmittelbar an den Vorratsbehälter 67 angeschlossen wird. Der Druck in der Kammer 318b wird sich gegenüber dem Druck in der Kammer 318a vermindern, so daß der Kolben 317 nach links bewegt wird. Diese Bewegung des Kolbens 317 führt zu einer entsprechenden, nach links gerichteten Querbewegung des Gehäuses 302 aufgrund der durch die Stange 316 und die Platte 312 bewirkten Kopplung. Da die Spurstange 307 eine Bewegung mit dem Gehäuse 302 ausführt, werden die Spurstange 307 und die Lenkhebel 308 ebenfalls nach links bewegt, so daß der gewünschte Einschlag der Räder entgegen dem Uhrzeigersinn hervorgerufen wird.

Wenn schließlich der Soll-Giergrad und der Ist-Giergrad einander gleich sind, so ist es nicht notwendig, die Spurstange 307 zusätzlich zu der oder gegen die Bewegung, die durch den üblichen Lenkvorgang hervorgerufen wird, zu bewegen. Deshalb wird das Magnetventil 62 durch die Steuereinrichtung 32 in eine Position gebracht, in welcher die Leitungen 315a und 315b von den Leitungen 313a und 313b getrennt sind, und damit wird sich der Druck in den Kammern 318a und 318b nicht ändern und keine weitere Bewegung des Gehäuses 302 auftreten. Wenn der durch das Lenkgetriebe 310 hervorgerufene Einschlag der Räder im Uhrzeigersinn erfolgt, dann wird selbstverständlich die umgekehrte Steuerung zur Durchführung kommen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7, 7a und 7b wird eine zweite Ausführungsform erläutert, die der ersten Ausführungsform ähnlich ist, weshalb gleiche Bezugszahlen für gleiche Elemente wie in Fig. 5, 5a und 5b benutzt werden. Obwohl das im einzelnen nicht gezeigt ist, gleicht das Lenkgetriebe 310 demjenigen der Fig. 5b. Gehäuse 402 umfaßt zwei Teile, nämlich ein linkes Teil 402a und ein rechtes Teil 402b, die innerhalb eines Außengehäuses 408 untereinander verbunden sind. Am linken Teil 402a ist ein von einem Umfangsbereich einer offenen Stirnfläche dieses Teils ausgehendes ringförmiges und vorstehendes Kragenteil 406 ausgebildet, dessen Inneres mit einem Gewinde versehen ist. Vom rechten Teil 402b geht ein ringförmiges, vorragendes Halsteil 404 im inneren Bereich der offenen Stirnfläche aus. Dieses Halsteil 404 weist an seinem äußersten Ende 404a ein Außengewinde auf. Das Außengewinde am Endstück 404a wird in das Innengewinde des Kragenteils 406 eingeschraubt, um die beiden Teile miteinander zu verbinden, wodurch auf Grund der abgestuften Ausbildung des Halsteils 404 eine Ringkammer 407 im Gehäuse 402 entsteht. Das Außengehäuse 408 ist fest am Fahrzeugrahmen angebracht und weist einen mittig an der Innenfläche ausgebildeten, einwärts ragenden Ringbund 408a auf. Das Gehäuse 402 ist innerhalb des Außengehäuses 408 so angeordnet, daß der Ringbund 408a innerhalb der Ringkammer 407 liegt, so daß zwischen dem Außengehäuse 408 und dem Gehäuse 402 beidseits des Ringbundes 408a eine linke und eine rechte Fluidkammer 412a bzw. 412b gebildet werden. Bei der Montage wird zuerst das linke Teil 402a von der einen Seite des Außengehäuses 408 her eingesetzt, worauf das rechte Teil 402b von der anderen Seite her durch den Ringbund 408a hindurch eingeführt wird, so daß die beiden Teile miteinander verschraubt werden können.

Zwischen dem Gehäuse 402 und dem Außengehäuse 408 sind Kugeln 413 angeordnet, die dem Gehäuse 402 eine freie Bewegung in Querrichtung erlauben. Dichtungselemente 416 verhindern ein Durchlecken des Fluids von den Fluidkammern 412a und 412b. Im Außengehäuse 408 befinden sich auf jeder Seite des Ringbundes 408a Öffnungen 414, über welche die Fluidkammern 412a sowie 412b mit Hilfe von Leitungen 416a und 416b mit dem Magnetventil 62 wie im Fall der Fig. 5 verbunden sind. Dieses Magnetventil 62 ist darüber hinaus mit dem Vorratsbehälter 67 durch Fluidleitungen 418a und 418b verbunden, wobei in der Leitung 418b eine Pumpe 60 liegt.

Der Lenkvorgang wird in gleicher Weise, wie das mit Bezug zur Fig. 5 beschrieben wurde, durchgeführt derart, daß das Magnetventil 62 auf der Grundlage des Vergleichs zwischen dem Ist-Giergrad und dem Soll-Giergrad zwischen seinen Stellungen umgeschaltet wird, um den Druck in der einen der Fluidkammern relativ zum Druck in der anderen dieser Kammern zu erhöhen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß beispielsweise dann, wenn der Druck in der Fluidkammer 412a gegenüber demjenigen in der Fluidkammer 412b erhöht wird, das Gehäuse 402 nach links bewegt wird, so daß die Fluidkammer 412a in ihrem Volumen zunimmt, während das Volumen der Fluidkammer 412b verkleinert wird. In allen anderen Punkten verläuft der Lenkvorgang gleich wie der in Verbindung mit Fig. 5 erläuterte Lenkvorgang.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 8a, 8b und 8c wird eine dritte Ausführungform erläutert und gezeigt. Die Lenkvorrichtung 300′ umfaßt das Gehäuse 302, das dem Gehäuse 302 von Fig. 5 völlig gleich ist. Platte 312 ragt von der Außenfläche des Gehäuses 302 vor und hat ein Loch. Die dritte Ausführungsform umfaßt zwei Ausbildungsmöglichkeiten, die in den Fig. 8b bzw. 8c dargestellt sind. Gemäß diesen Ausbildungsmöglichkeiten erstreckt sich entweder eine Gewindespindel 332′ oder eine Gewindestange 332 durch das Loch oder die Bohrung in der Platte 312. Gewindespindel und -stange sind im wesentlichen parallel zum Gehäuse 302 angeordnet, und ihre Drehung bewirkt jeweils eine Bewegung der Platte 312 in der Querrichtung, so daß das Gehäuse 302 in dieser Querrichtung verschoben wird. In beiden Ausführungsmöglichkeiten wird die Spindel oder Stange durch einen Elektromotor 338 gedreht, der am Fahrzeugaufbau durch Träger 320 gehalten ist. Der Elektromotor 338 wird von einer Energiequelle 340 geregelt, die ihrerseits vom Steuer 32 auf der Grundlage eines Vergleichs des Ist-Giergrades mit dem Soll-Giergrad gesteuert wird, um die Platte 312 sowie das Gehäuse 302 in der Weise zu bewegen, wie dies im Zusammenhang mit den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 7 beschrieben wurde.

Die Fig. 8b zeigt die erste Ausführungsmöglichkeit. Ein Kugelumlaufmechanismus 334 umfaßt einen Kugelkäfig 330, der fest in der Bohrung der Platte 312 angeordnet ist. Der Kugelkäfig 330 umgreift die Gewindestange 332, und eine Mehrzahl von Kugeln 336 ist innerhalb des Kugelkäfigs 330 untergebracht. Diese Kugeln 336 befinden sich auch innerhalb der Gänge der Gewindestange 332, und deren Drehung führt dazu, daß die Kugeln 336 um die Stange 332 und in deren Gewindegängen umlaufen, wodurch eine Bewegung des Kugelkäfigs 330 und der an diesem angebrachten Platte 312 in der Querrichtung bewirkt wird, was eine Bewegung des Gehäuses 302 in der Querrichtung zur Folge hat.

Die Fig. 8c zeigt die zweite Ausführungsmöglichkeit, wobei eine Spindelmutter 334′ fest im Loch der Platte 312 gehalten ist. Die Platte 312 bzw. die Spindelmutter 334′ umgreifen die Gewindespindel 332′, welche im wesentlichen parallel zum Gehäuse 302 angeordnet ist. Eine Drehung der Gewindespindel 332′ führt zu einer Bewegung der Spindelmutter 334′ und der mit dieser verbundenen Platte 312 in der Querrichtung, so daß auch das Gehäuse 302 quer verfahren wird.

Wenngleich die Erfindung im einzelnen anhand ihrer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, so dient das nur Erläuterungszwecken, denn die Erfindung kann in anderer Weise mit verschiedenen Änderungen und Abwandlungen, die dem Fachmann bei Kenntnis der vermittelten Lehre naheliegen und in den Rahmen der Erfindung fallen, verwirklicht werden.

Claims (14)

1. Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest zwei lenkbaren Rädern (12), einem manuell betätigbaren Lenkrad (14), einem Lenkgestänge (307, 308) mit einer Spurstange (307) und mit den Rädern verbundenen Lenkhebeln (308), einer Meßeinrichtung (27, 40, 42) zum Messen zumindest eines Ist-Zustandswertes des Bewegungszustandes des Fahrzeugs, einer Steuereinrichtung (32) zur Bestimmung eines Soll-Zustandswertes des Bewegungszustandes des Fahrzeugs und zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von einem Vergleich des Soll-Zustandswertes mit dem Ist-Zustandswert und mit einer Antriebseinrichtung (62, 302, 307′, 310, 318, 338, 338′, 402, 408) zum Antreiben des Lenkgestänges sowohl in Abhängigkeit von der Lenkradstellung als auch in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Steuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Gehäuse (302, 402), innerhalb dessen die Spurstange (307) in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist, einen an der Spurstange (307) ausgebildeten Zahnstangenabschnitt (307′), ein mechanisch mit dem Lenkrad gekoppelten Ritzel (324), das im Gehäuse (302, 402) gelagert ist und mit dem Zahnstangenabschnitt (307′) kämmt, sowie eine aufgrund des Ausgangssignals der Steuereinrichtung (32) gesteuerte Stellvorrichtung (62, 318, 338, 338′, 340, 408) aufweist, daß das Gehäuse (302, 402) in Längsrichtung der Spurstange relativ zum Fahrzeug verschiebbar an diesem angeordnet ist und daß mittels der Stellvorrichtung (62, 318, 338, 338′, 340, 408) die Stellung des Gehäuses (302, 402) relativ zum Fahrzeug einstellbar ist.

2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von einer Außenfläche des Gehäuses (302) radial vorstehende Platte (312), an der die Stellvorrichtung (62, 318, 338, 338′, 340) zum Verschieben des Gehäuses angreift.

3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (62, 318) einen Zylinder (318), einen in diesem angeordneten, das Innere des Zylinders in eine erste Kammer (318a) sowie zweite Kammer (318b) teilenden Kolben (317) und eine mit dem Kolben sowie der Platte (312) verbundene Stange (316) aufweist, wobei eine Bewegung des Kolbens (317) im Zylinder (318) eine Bewegung der Stange (316) sowie der Platte (312) bewirkt.

4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (318) Fluid in der ersten sowie in der zweiten Kammer (318a, 318b) enthält und daß die Stellvorrichtung (62, 318) eine Drucksteuereinrichtung (62) aufweist, die mit beiden Kammern verbunden ist und den Druck in diesen steuert.

5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung ein Magnetventil (62) mit drei Stellungen umfaßt, daß mit dem Magnetventil (62) ein Vorratsbehälter (67) verbunden und zwischen den Vorratsbehälter sowie das Magnetventil eine Pumpe (60) eingeschaltet ist, daß das Magnetventil in seiner ersten Stellung die Pumpe (60) mit der ersten Kammer (318a) und die zweite Kammer (318b) mit dem Vorratsbehälter verbindet, so daß unter Druck stehendes Fluid vom Vorratsbehälter in die erste Kammer gefördert wird, daß das Magnetventil (62) in seiner zweiten Stellung die erste sowie die zweite Kammer von der Pumpe (60) trennt und daß das Magnetventil in seiner dritten Stellung die Pumpe (60) mit der zweiten Kammer (318b) und die erste Kammer (318a) mit dem Vorratsbehälter (67) verbindet, so daß unter Druck stehendes Fluid vom Vorratsbehälter in die zweite Kammer gefördert wird.

6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (338, 340) eine drehbare, durch eine Öffnung in der Platte (312) im Eingriff mit dieser die geführte Gewindestange (332) aufweist, die im wesentlichen parallel zu dem Gehäuse (302) angeordnet ist, wobei eine Drehung der Gewindestange (332) die Platte (312) längs der Gewindestange (332) bewegt.

7. Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (338, 340) ferner einen Kugelumlaufmechanismus (334) mit einem in der Öffnung der Platte (312) fest und um die Gewindestange (332) herum angeordneten Kugelkäfig (330) sowie einer Mehrzahl von im Kugelkäfig sowie in den Gängen der Gewindestange (332) befindlichen Kugeln (336) aufweist, wobei eine Drehung der Gewindestange (332) einen Umlauf der Kugeln um die Gewindestange herum sowie in dem Kugelkäfig und dadurch eine Bewegung des Kugelkäfigs sowie der Platte (312) hervorruft.

8. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (338′, 340) eine drehbare, im wesentlichen parallel zum Gehäuse (302) angeordnete Gewindespindel (322′) sowie eine in einer Öffnung der Platte (312) feste Spindelmutter (334′) aufweist, wobei eine Drehung der Gewindespindel (322′) eine Bewegung der Spindelmutter (334′) und der Platte (312) bewirkt.

9. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein am Fahrzeug fest angebrachtes, zylindrisches Außengehäuse (408), in welchem das Gehäuse (402) verschiebbar angeordnet ist.

10. Lenkvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (62, 408) einen von einer Innenfläche des zylindrischen Außengehäuses (408) einwärts ragenden Ringbund (408a) sowie einen an der Außenfläche des Gehäuses (402) ausgebildeten Ringraum (407), in welchem der Ringbund (408a) angeordnet ist und den dieser in eine erste sowie zweite Fluidkammer (412a, 412b) unterteilt, die auf je einer Seite des Ringbundes sowie zwischen dem Gehäuse (402) und des zylindrischen Außengehäuses (408) abgegrenzt sind, und ferner eine Drucksteuereinrichtung (62) aufweist, die den Druck in den Fluidkammern so steuert, daß zwischen beiden Fluidkammern ein Druckunterschied entsteht, welcher eine Querbewegung des Gehäuses (402) innerhalb des zylindrischen Außengehäuses (408) hervorruft.

11. Lenkvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucksteuereinrichtung ein Magnetventil (62) mit drei Stellungen umfaßt, daß mit dem Magnetventil (62) ein Vorratsbehälter (67) verbunden und zwischen den Vorratsbehälter sowie das Magnetventil eine Pumpe (60) eingeschaltet ist, daß das Magnetventil in seiner ersten Stellung die Pumpe (60) mit der ersten Fluidkammer (412a) und die zweite Fluidkammer (412b) mit dem Vorratsbehälter verbindet, so daß unter Druck stehendes Fluid vom Vorratsbehälter in die erste Fluidkammer gefördert wird, daß das Magnetventil (62) in seiner zweiten Stellung die erste sowie zweite Fluidkammer von der Pumpe (60) trennt und daß das Magnetventil in seiner dritten Stellung die Pumpe (60) mit der zweiten Fluidkammer (412b) und die erste Fluidkammer (412a) mit dem Vorratsbehälter (67) verbindet, so daß unter Druck stehendes Fluid vom Vorratsbehälter in die zweite Kammer gefördert wird.

12. Lenkvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (402) ein erstes Teil (402a) und ein zweites Teil (402b) umfaßt, daß das zweite Teil ein axial gerichtetes Halsteil (404) mit verringertem Außendurchmesser besitzt und daß ein Endstück (404a) des Halsteils in einem offenen Kragenteil (406) des ersten Teils (402a) aufgenommen ist, wobei zwischen axial gerichteten Stirnflächen der beiden Teile des Gehäuses, der Außenfläche des Halsteils (404) und der Innenfläche des zylindrischen Außengehäuses (408), die die Fluidkammern (412a, 412b) bildende Ringkammer (407) abgegrenzt ist.

13. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (324) innerhalb des Gehäuses derart gelagert ist, daß es translatorisch unbewegbar in Längsrichtung der Spurstange (307) ist.

14. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen Giergradfühler (27) aufweist und als Ist-Zustandswert des Bewegungszustandes des Fahrzeugs den Giergrad mißt.