DE69121764T2

DE69121764T2 - Servolenkung und System zur Schlupfregelung des Differentials

Info

Publication number: DE69121764T2
Application number: DE69121764T
Authority: DE
Inventors: Kohji Harada; Fujio Momiyama; Kenichi Ohmori; Shinichi Oku; Noriaki Tokuda
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1991-05-03
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2011-05-04
Also published as: DE69121764D1; EP0456564A1; EP0456564B1; US5301766A; JPH0415169A; JP2649857B2

Description

Diese Erfindung betrifft ein Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System, das sich für Fahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen und Busse eignet.
Allgemein nehmen Phasenverzögerung und verstärkung der Reaktion auf die Bedienung eines Fahrzeugs mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Eine übermäßig große Phasenverzögerung verursacht eine Verzögerung, bis das Fahrzeug den vom Fahrer beabsichtigten Kurs erreicht, was zu einem Übersteuern führt, während eine übermäßig große verstärkung das Übersteuern intensiviert, was das Fahrzeug hin und her pendeln läßt.
Weiter verlängert eine große Phasenverzögerung auch die Zeit, die erforderlich ist, bis eine Störung, wie beispielsweise eine Straßenoberflächenrauhigkeit, als Reaktion zur Hand des Fahrers auf dem Lenkrad übertragen wird, was ein korrigierendes Lenken verzögert und ein Hin- und Herpendeln des Lenkrads erzeugt. Insbesondere im Fall von Lastkraftwagen und Bussen kann die Größenordnung der Phasenverzögerung das Vier- oder Fünffache von derjenigen von Personenkraftwagen erreichen.
Darüber hinaus geht es um Mitternacht auf Schnellstraßen zu, als ob riesige Bandförderer mit Gruppen von Lastkraftwagen gefüllt wären. Diese Lastkraftwagen strömen in Richtung der Metropole Tokio und kommen vor Tagesanbruch an Großmärkten usw. an. Ein gegenseitiger Abstand in diesen Lastkraftwagengruppen ist allgemein kurz und ihre Geschwindigkeit ist hoch. Weiter wird die Aufmerksamkeit auf Autobahn-Busverbindungen zwischen Städten gelenkt. Wegen ihrer Vorteile, wie beispielsweise preiswerter Tarife und Bequemlichkeit, einer Unterbringung mit viel Sinn und hoher Qualität und einem aufmerksamen Service nimmt nicht nur die Anzahl der Nachtbusdienste zu, welche anfänglich als Ergänzung zu Eisenbahn-Diensten begriffen wurden, sondern auch die der am Tag verkehrenden Autobahnbusdienste. Was dies betrifft, so ist einerseits die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits- und Langstrecken-Diensten durch die Lastkraftwagen und Busse aktiv, jedoch herrscht andererseits insbesondere im Hinblick auf Lastkraftwagen ein ernstlicher Mangel an Lastwagenfahrern, und zusätzlich ist auch das Alter der Fahrer gestiegen.
Aus diesen Gründen erscheint eine Ausweitung auf weibliche Fahrer angesagt.
Je höher die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs ist, umso mehr nimmt außerdem die Reaktionsleistung der Fahrer ab. Darüber hinaus sind die physiologischen Fähigkeiten hinsichtlich der Fahrkünste von Fahrern mit fortgeschrittenem Alter und weiblichen Fahrern im Vergleich mit demjenigen von jungen Männern verhältnismäßig gering (vgl. Fig. 1).
Daher ist ein System erwünscht, das einen Ausgleich für die Abnahme der Reaktionsleistung im Bereich hoher Geschwindigkeit und den Unterschied der physiologischen Fähigkeit der Fahrer innerhalb des Fahrzeugs verwirklicht. Außerdem müssen große Fahrzeuge, welche im Vergleich zu Personenkraftwagen auf der Fahrstraße einen verhältnismäßig großen Platz benötigen, sogar noch mit einer hervorragenderen Reaktionsleistung als Personenkraftfahrzeuge versehen werden.
Im Hinblick auf wünschenswerte Fahrzeugreaktionseigenschaften müssen weiter die Steuerbarkeit und Stabilität von Fahrzeugen von beiden Seiten her untersucht werden, das heißt, die Reaktionsleistung des Fahrzeugs in Verbindung mit der Bedienung durch den Fahrer und die Reaktionsleistung des Fahrzeugs in Verbindung mit Störungen, wie beispielsweise denjenigen, die durch eine Rauhigkeit der Straßenoberfläche verursacht werden.
Zuerst gibt es im Hinblick auf eine Bedienungsreaktions- Eigenschaft Berichte, von denen einer einen Faktor Tβ definiert, der dem Produkt aus der Zeitkonstanten und Gierungsverstärkung entspricht und darauf hindeutet, daß je kleiner der Faktor ist, umso höher die subjektive Beurteilung von Fahrern ist, und der andere deutet darauf hin, daß es in einem Bereich von kleinen Zeitkonstanten und von gewissen Beträgen einer Gierungsbeschleunigungsverstärkung einen optimalen Bereich einer Spurverfolgungseigenschaft gibt.
Diese Daten betreffen Personenkraftfahrzeuge, jedoch sind diese Tendenzen bei Lastkraftwagen und Bussen ähnlich.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel der Reaktionseigenschaft von einem Lastkraftwagen und einem Bus.
Der Lastkraftwagen ist mit einem Frontmotor und Blattfederung ausgestattet, während der Bus mit einem Heckmotor und Luftfederung ausgestattet ist, und die Verstärkung und Phasenverzögerung des Lastkraftwagens sind kleiner als diejenigen als beim Bus. Außerdem ist die subjektive Beurteilung des Lastkraftwagens besser als beim Bus.
Diese Verstärkung und Phasenverzögerung nehmen ansprechend auf eine Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit zu, und damit nehmen die Belastungen für die Fahrer zu. Dies legt es nahe, daß ein wünschenswerter Bereich einer Reaktion auf eine Bedienung in einer Richtung liegt, in der sowohl die Verstärkung und die Phasenverzögerung auf Werte verringert werden, die kleiner als die jetzigen sind.
Diese Tendenz trifft mit der früheren Tendenz im Hinblick auf die Personenkraftwagendaten zusammen, wenn man annimmt, daß die Phasenverzögerung zur Zeitkonstanten-Eigenschaft gehört. Wenn die Phasenverzögerung groß ist, wird eine Annäherung an einen von einem Fahrer angestrebten Kurs so verzögert, daß ein Übersteuern hervorgerufen wird, und wenn die Verstärkung viel größer ist, wird das Übersteuern verstärkt, so daß das Fahrzeug hin und her pendelt. Darüber hinaus können die aus dem Unterschied der physiologischen Fähigkeiten herrührenden Probleme kompensiert werden, indem man die Zeitkonstante im Lenksystem verringert.
Im Hinblick auf die Störungsreaktions-Eigenschaft ist es als nächstes wünschenswert, die durch Störungen hervorgerufenen Auswirkungen so stark wie möglich zu verringern. Zum Beispiel verursacht die Unregelmäßigkeit der Straßenoberfläche eine aufeinanderfolgende Verschiebung der Achsen und des Fahrgestells, der Fahrer spürt dieselbe, und danach beginnt das korrigierende Lenken des Fahrers. Eine kleinere Verzögerung bis zum korrigierenden Lenken und eine größere Dämpfung der Störungen sind wünschenswert, jedoch wird es darüber hinaus als der beste Weg angesehen, wenn man die Störungen am Eingang abfangen kann, so daß ihr Eindringen nicht zugelassen wird.
Vergleicht man weiter im Hinblick auf die Bedienungsreaktion die Bedienungsreaktionsleistungen von Lastkraftwagen und Bussen mit denjenigen von Personenkraftwagen, so gibt es einen signifikanten Unterschied im Zusammenhang mit der Phasenverzögerung, die bei Lastkraftwagen und Bussen sehr groß ist (vgl. Fig. 3). Um herauszufinden, welche Ursachen die Phasenverzögerung derart groß machen, wurde die Zeitverzögerung vom Einleiten des Lenkvorgangs bis zum Beginn der Kursänderung des Fahrzeugs entlang seiner Fahrtstrecke gemessen (vgl. Figuren 4 und 7).
Als Ergebnis hat man herausgefunden, daß die Zeitverzögerung im Lenksystem 50% der gesamten Verzögerung ausmacht. Im Hinblick auf das Fahrgestellsystem ist weiter die Zeitverzögerung der Busse größer als diejenige der Lastkraftwagen, wobei man annimmt, daß die Gründe auf den Einfluß von Unterschieden zum Beispiel ihrer Federungsstruktur und ihrer Gewichtsverteilung auf die Vorder- und Hinterachse zuruckzuführen sind.
Dieser Lastkraftwagen und dieser Bus verwenden die gleichen Lenksysteme, so daß es im Hinblick auf die Zeitverzögerung in ihren Lenksystemen keinen Unterschied gibt.
Weiter haben mehrere Untersuchungen berichtet, daß es ihnen gelungen ist, die Zeitverzögerung im Lenksystem zu verkürzen, welche bis zu 60% der gesamten Zeitverzögerung beträgt. Einige von diesen gingen noch weiter und schlugen spezielle Systemstrukturen vor, es gelang ihnen jedoch nicht, eine praktische Verwendung zu erreichen.
Für das Mißlingen werden zwei Gründe vermutet. Einer der vermuteten Gründe ist, daß die Phasenverzögerung verkürzt worden ist, jedoch gleichzeitig die Verstärkung groß wird, wodurch das Lenkrad empfindlich wird und das Bedienungsgefühl verschlechtert wird. Als der andere Grund wird vermutet, daß Probleme in Verbindung mit der Sicherheit ungelöst sind, weil die mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Vorderrädern unterbrochen worden ist.
Im Hinblick auf das oben gesagte, sind solche Maßnahmen erforderlich, welche die Phasenverzögerung verringern, ohne die Zeitverzögerung zu vergrößern und anwendbar sind, ohne die mechanische Verbindung zu unterbrechen.
Im Hinblick auf die Störungsreaktion, wie oben angegeben, werden andererseits die Störungen am Eingang abgefangen. Mit anderen Worten ist es wünschenswert, das Eindringen von störungen an den Reifen abzufangen, von denen aus die Störungen eindringen. Die Gegenmaßnahmen dazu sind die Nachgiebigkeits-Lenkungssteuerung der Hinterräder und die Drehmomentverzweigungssteuerung zwischen dem rechten und linken Hinterrad, wobei insbesondere im Fall der bei vielen großen Nutzfahrzeugen verwendeten starren Hinterachsstruktur mit Blattfedern, die Drehmomentverzweigungssteuerung vorzuziehen ist.
Das US Patent Nr. 4,796,714 zeigt ein Servolenkungssystem, bei welchem ein Hilfskraftverstärker gleichzeitig mit einem Hauptkraftverstärker angetrieben wird, wenn ein großes Fahrzeug anhält oder mit geringer Geschwindigkeit fährt, und einen freien Zustand einnimmt, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt. Dieses System verbessert nicht die Bedienungsreaktionsleistung und die Störungsreaktionsleistung, um die Steuerungsstabilität des Fahrzeugs zu verbessern.
Es ist daher ein Ziel und ein Problem der vorliegenden Erfindung, ein Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential- System bereitzustellen, das die Bedienungsreaktionsleistung und die Störungsreaktionsleistung verbessert, um die Steuerungsstabilität von Fahrzeugen zu verbessern.
Im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Ziel und Problem bei einem Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System, wie im US Patent Nr. 4,796,714 beschrieben, umfassend einen Hauptkraftverstärker, der eine Lenkkraft für Vorderräder erzeugt, ein Richtungssteuerventil, das mindestens eine Reaktionskammer aufweist und das die Richtung des Betriebsdrucköls steuert, welches von einer Hydraulikpumpe zum Hauptkraftverstärker zugeführt und gleichzeitig vom Hauptkraftverstärker zu einem Ölbehälter abgegeben wird, einen Hilfskraftverstärker, der eine Ausgleichslenkkraft für die Vorderräder erzeugt, besteht die vorliegende Erfindung in der Einbeziehung einer zwischen dem Differentialgehäuse eines Differentialgetriebemechanismus und einer Antriebsradachse für Hinterräder angeordneten Reibkupplung, wobei das Richtungsventil ein Paar Reaktionskammern aufweist, eines Drucköleinstellventils, das den Druck des zum Hauptkraftverstärker zugeführten Betriebsdrucköls und den Druck eines zum Hilfskraftverstärker und den Reaktionskammern des Richtungssteuerventils zugeführten Ausgleichsdrucköls einstellt; eines Injektionsdrucksteuerventils, das ansprechend auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit und die Lenkkraft beim Beginn eines Lenkens und Zurücklenkens bei der Bedienung das Ausgleichsdrucköl in die Reaktionskammern des Richtungssteuerventils und des Hilfskraftverstärkers injiziert und gleichzeitig den Druck des injizierten Ausgleichsdrucköls steuert; eines Kupplungssteuerungsluftzylinders zum Einrücken und Ausrücken der Reibkupplung; und eines Luftdrucksteuerventils, das ansprechend auf die Fahrgeschwindigkeit und den Lenkwinkel der Vorderräder und weiter ansprechend auf das Durchrutschen von einer Seite oder der beiden Seiten der Hinterräder Betriebsdruckluft zum Kupplungssteuerungsluftzylinder zuführt und aus diesem abführt und den Luftdruck des Kupplungssteuerungsluftzylinders steuert.
Weiter wird beim Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential- System gemäß der vorliegenden Erfindung der Druck des Ausgleichsdrucköls, welches in die Reaktionskammern des Richtungssteuerventils und den Hilfskraftverstärker injiziert wird, mittels des Injektionsdrucksteuerventils ansprechend auf den Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Zunahme des Differenzwerts der Lenkkraft vergrößert, um einen Ausgleich für die Lenkverzögerung bei der Bedienung durchzuführen, was die Phasenverzögerung verringert ohne die Verstärkung zu vergrößern, und ebenso wird der Luftdruck des Kupplungssteuerungsluftzylinders mittels des Luftdrucksteuerventils ansprechend auf die Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Zunahme des Vorderradlenkwinkels in einem Bereich geringer Geschwindigkeit verringert, wird ansprechend auf die Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Abnahme des Vorderradlenkwinkels in einem Bereich hoher Geschwindigkeit erhöht, wird bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechend auf das Durchrutschen von einer Seite der Hinterräder erhöht und wird bei einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit ansprechend auf das Durchrutschen von beiden Seiten der Hinterräder verringert, so daß die Differentialwirkung begrenzt und die Antriebskraft vergrößert und verkleinert wird, was Störungen des Kurshaltens des Fahrzeugs unterdrückt, ein Loskommen des Fahrzeug von einer Straßenoberfläche mit einem kleinen Straßenoberflächen- Reibungskoeffizienten µ unterstützt und Schleuderbewegungen verringert.
Um das Verständnis der Erfindung zu fördern, wird eine spezielle konkrete Ausführungsform derselben nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Schaubild ist, welches geschlechts- und altersbezogen den Unterschied der Reaktionszeit auf Licht- und Schallreize veranschaulicht,
Fig. 2 ein Schaubild ist, welches den Unterschied der Giergeschwindigkeitsreaktion zwischen einem Lastkraftwagen und einem Bus veranschaulicht,
Fig. 3 ein Schaubild ist, welches den Unterschied der Zeitverzögerung der Giergeschwindigkeitsreaktion bei einem Lastkraftwagen, einem Bus und einem Personenkraftwagen zeigt,
Fig. 4 ein Schaubild ist, welches die Verteilung der Zeitverzögerung auf ein Lenksystem und ein Fahrgestell veranschaulicht,
Fig. 5 eine Ansicht ist, welche ein Fahrzeugmodell veranschaulicht,
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Lenksystems des Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 7 Schaubilder sind, welche zum Vergleich und zur Überprüfung die Daten eines tatsächlichen Fahrzeugs und das Simulationsergebnis veranschaulichen,
Fig. 8 Schaubilder sind, welche eine Untersuchung im Hinblick auf eine zeitliche Abfolge einer Druckölinjektion durch Simulation erläutern,
Fig. 9 ein Schaubild ist, welches eine Untersuchung im Hinblick auf eine Breite einer Druckölinjektion durch Simulation erläutert,
Fig. 10 Schaubilder sind, die ein abschließendes Simulationsergebnis im Hinblick auf die zeitliche Abfolge und Breite der Druckölinjektion veranschaulichen,
Fig. 11 ein Schaubild ist, welches Betätigungsumstände des Differentialsystems unter tatsächlichen Straßenbedingungen veranschaulicht,
Fig. 12 ein Schaubild ist, welches die Störungsunterdrückungswirkung durch das Selbstsperrdifferential-Drehmoment veranschaulicht,
Fig. 13 ein Schaubild ist, welches das Steuerungssystem veranschaulicht,
Fig. 14 eine schematische Übersicht über das Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 15 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf ein Lenkrad ist,
Fig. 16 ein Schaubild ist, um die Massendämpfungswirkung und den aktiven Tiefpaßfilter zu erläutern,
Fig. 17 eine Querschnittsansicht ist, welche das Differential- System des Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
Fig. 18 Schaubilder sind, welche Daten im Hinblick auf einen Spurwechsel veranschaulichen,
Fig. 19 Schaubilder sind, welche Auswirkungen auf die Verstärkung und Phasenverzögerung veranschaulichen, und
Fig. 20 ein Schaubild ist, welches eine Lenkkorrekturfrequenz veranschaulicht.
Die Figuren 6, 13, 14, 15, 16 und 17 zeigen die konkrete Ausführungsform des Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-Systems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, welches bei einem Bus mit Heckmotor Anwendung findet.
Das System 10 besteht aus einer Servolenkungsanordnung 11 und einer Selbstsperrdifferentialanordnung 12, wobei die Servolenkungsanordnung 11 unter anderem einen Hauptkraftverstärker 14, einen Hilfskraftverstärker 15, ein Richtungssteuerventil 16, ein Drucköleinstellventil 17, Injektionsdrucksteuerventile 18, 19, ein Reaktionsregulierventil 20, eine mit einem Ölbehälter versehene Hydraulikpumpe 21 und ein Lenkrad 23 einschließt, das dem Richtungssteuerventil 16 eine Lenkeingangsgröße liefert; auf der anderen Seite umfaßt die Selbstsperrdifferential-Anordnung 12 unter anderem einen mit einem Untersetzungsgetriebemechanismus 91 kombinierten Differentialgetriebemechanismus 25, eine Reibkupplung 26, einen Kupplungssteuerungsluftzylinder 27, ein Luftdrucksteuerventil 28, einen Luftbehälter 29 und ein Sicherheitsventil 30, und die Servolenkungs-Anordnung 11 und die Selbstsperrdifferential-Anordnung 12 sind zusammengebaut, um eine elektronische Steuerung mit einem Mikrocomputer 13 zu erleichtern. Der Mikrocomputer 13 ist an seiner Eingangsseite elektrisch mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31, einem Lenkkraftsensor 32, Raddrehungssensoren 33, 34, 35, 36, einem Drucksensor 37, einem Handschalter 38 und einem Bremsschalter 39 verbunden, und ist an seiner Ausgangsseite elektrisch mit den Elektromagnetwicklungen (nicht dargestellt) der Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 bzw. dem elektrischen Stellglied (nicht dargestellt) des Luftdrucksteuerventils 28 verbunden, steuert die Servolenkungs-Anordnung 11, so daß sie einen Lenkvorgang ausführt, dem ein Lenkverzögerungsausgleich hinzugefügt ist, welcher die Phasenverzögerung verringert ohne die Verstärkung zu vergrößern, und steuert auch die Selbstsperrdifferential-Anordnung 12, um die Differentialwirkung zu begrenzen und die Antriebskraft (übertragenes Drehmoment) zu vergrößern und zu verkleinern, um weiter zusammen mit der Servolenkungs-Anordnung 11 die Servolenkungskraft während eines stationären Lenkens und bei einer Fahrt mit geringer Geschwindigkeit leichter zu machen, und um das Bedienungs-Reaktionsgefühl während einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit auf ein Niveau einer etwas schwereren Lenkkraft zu verändern.
Der Hauptkraftverstärker 14 schließt das Richtungssteuerventil 16 ein, erzeugt eine Lenkkraft für Vorderräder 121, 122 und ist als integrierter Typ konstruiert, der ein manuelles Lenken ermöglicht.
Der Hauptkraftverstärker 14 umfaßt einen Zylinderkörper 40, innerhalb dessen eine Zylinderbohrung 41 ausgebildet ist, einen in die zylinderbohrung 41 eingepaßten Zahnstangenkolben 42, der eine verschiebbare Hin- und Herbewegung ermöglicht, um ein Paar Zylinderkaminern 43, 44 in der Zylinderbohrung 41 zu bilden, sowie einen Zahnbogen (nicht dargestellt), der mit der Zahnstange des Zahnstangenkolbens 42 im Eingriff steht und mit den Vorderrädern 121, 122 über einen Lenkhebel 45 gelenkig verbunden ist, welcher starr mit der Welle (nicht dargestellt) des Zahnbogens und einem Gelenkmechanismus 46 verbunden ist, und selbstverständlich sind am Zylinderkörper 40 Ölöffnungen 47, 48 ausgebildet, welche sich zu den entsprechenden Zylinderkammern 43, 44 öffnen.
Der Hilfskraftverstärker 15 ist als doppelt wirkender Zylinder konstruiert, der eine Hilfslenkkraft für die Vorderräder 121, 123 erzeugt.
Der Hilfskraftverstärker 15 umfaßt einen Zylinderkörper 49, innerhalb dessen eine Zylinderbohrung (nicht dargestellt) ausgebildet ist, einen in die Zylinderbohrung eingepaßten Kolben (nicht dargestellt), der eine verschiebbare Hin- und Herbewegung gestattet, um in der Zylinderbohrung ein Paar Zylinderkammern (nicht dargestellt) zu bilden, und eine Kolbenstange 50, deren eines Ende starr mit dem Kolben verbunden ist und deren anderes Ende sich aus dem Zylinderkörper heraus erstreckt und ihr Einziehen und Ausfahren ermöglicht, und das andere Ende der Kolbenstange 50 ist über einen Gelenkmechanismus 46a gelenkig mit den Vorderrädern 121, 122 verbunden. Selbstverständlich sind am Zylinderkörper 49 Ölöffnungen 51, 52 ausgebildet, welche sich zu dem entsprechenden Paar Zylinderkammern öffnen.
Das Richtungssteuerventil 16 ist mit einem Paar Reaktionskammern 56, 57 versehen, ist in den Zylinderkörper 40 des Hauptkraftverstärkers eingebaut und ist als hydraulisches Reaktions-Spindelventil konstruiert, in welchem eine Spindel 55 durch eine Verschiebewelle (nicht dargestellt) verschoben wird, die an der Eingangsachse (nicht dargestellt) befestigt ist, welche mit der Lenkwelle 24 verbunden ist, und das Betriebsdrucköl, welches von der Hydraulikpumpe 21 über eine Zuführnebendruckölleitung 74 zum Hauptkraftverstärker 14 zugeführt und gleichzeitig aus dem Hauptkraftverstärker 14 über eine Rückführnebenöldruckleitung 75 zum Ölbehälter 22 abgeführt wird, wird richtungsgesteuert.
Das Richtungssteuerventil 16 schließt einen Ventilkörper 53 ein, innerhalb dessen eine Ventilbohrung 54 vorgesehen und in den Zylinderkörper 40 des Hauptkraftverstärkers 14 eingearbeitet ist, wobei die in die Ventilbohrung 54 eingepaßte Spindel 55 eine verschiebbare Hin- und Herbewegung ermöglicht, um das Paar Reaktionskammern 56, 57 zu bilden, und die Spindel 55 wird vom Lenkrad 23 über die Lenkwelle 24, die Eingangsachse und die Verschiebewelle verschiebbar innerhalb der Ventilbohrung 54 bewegt und steuert die Richtung des Betriebsdrucköls, so daß es von der Hydraulikpumpe 21 über die Zuführnebendruckölleitung 74 zu einer der beiden Zylinderkammern 43, 44 im Hauptkraftverstärker 14 strömt und gleichzeitig aus einer anderen der Zylinderkammern 43, 44 im Hauptkraftverstärker 14 über die Rückführdruckölleitung 75 zum Ölbehälter 22 strömt, und in diesem Fall wird der Betrag der Lenkung im Hauptkraftverstärker 14 rückgekoppelt.
Weiter sind im Ventilkörper 53 des Richtungssteuerventils 16 an vorbestimmten Stellen eine Pumpenöffnung 58, Behälteröffnungen 59, 60, Zylinderöffnungen 61, 62, Reaktionsöffnungen 63, 64 und Injektionsöffnungen 65, 66 ausgebildet, welche sich zur Ventilbohrung 54 hin öffnen, wobei die Pumpenöffnung 58 mit der Zuführnebenöldruckleitung 74 bzw. die Behälteröffnungen 59, 60 mit der Rückführnebendruckölleitung verbunden sind und weiter die Zylinderöffnungen 61, 62 über Verbindungskanäle 67, 68 mit den entsprechenden Ölöffnungen 47, 48 verbunden sind.
Darüber hinaus sind in der Spindel 55 des Richtungssteuerventils 16 Reaktionsverbindungsöffnungen 69, 70 ausgebildet, welche das Betriebsdrucköl aus der Hydraulikpumpe 21 ansprechend auf die Verschieberichtung der Spindel 55 in eine der beiden Reaktionskammern 56, 57 zuführen, sowie das Betriebsdrucköl aus einer anderen der Reaktionskammern 56, 57 zum Ölbehälter 22 zurückführen, wenn die Spindel 55 innerhalb der Ventilbohrung 54 verschoben wird.
Das Drucköleinstellventil 17 ist in Strömungsrichtung vor dem Richtungssteuerventil 16 der Zuführnebendruckölleitung 74 angeordnet und stellt den Druck des zum Hauptkraftverstärker 14 zugeführten Betriebsdrucköls und den Druck des zum Hilfskraftverstärker 15 und den Kammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 zugeführten Ausgleichsdrucköls ein.
Die Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 sind lineare Elektromagnetventile und sind in Ausgleichsdruckölleitungen 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83 angeordnet, welche das Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 und das Paar Reaktionskammern des Richtungssteuerventils 16 mit der Hydraulikpumpe 21 und dem Ölbehälter 22 verbinden, und weiter sind ihre Elektromagnetspulenwicklungen (nicht dargestellt) elektrisch mit der Ausgangsseite des Mikrocomputers 13 verbunden.
Weiter werden die Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 durch den Strom betätigt, der vom Mikrocomputer 13 ansprechend auf die Fahrtgeschwindigkeit des Busses und die beim Beginn des Lenkens und Zurücklenkens auf das Lenkrad 23 aufgebrachte Lenkkraft zugeführt wird, und injizieren zu Beginn des Lenkens in ihrer vorbestimmten Richtung das Ausgleichsdrucköl in die Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 und die Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16, und injizieren im Zeitpunkt des Zurücklenkens in ihrer vorbestimmten Richtung das Ausgleichsdrucköl in die Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 und die Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 und steuern auch den Druck des injizierten Ausgleichsdrucköls. Selbstverständlich verbinden die Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 in einem Normalzustand die Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 mit dem Ölbehälter 22 und trennen auch die Reaktionskammern des Richtungssteuerventils 16 von der Hydraulikpumpe 21 und vom Ölbehälter 22.
Da die Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 einen solchen Aufbau besitzen, daß das Ausgleichsdrucköl in die Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 und die Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 injiziert wird, sind darüber hinaus im Hinblick auf die Beziehung zwischen den Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 und die Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 Öffnungen 71, 72 in den Ausgleichsdruckölleitungen 80, 81 angeordnet.
Das Reaktionsregulierventil 20 ist in einem Bypasskanal 73 angeordnet, der das Paar Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 miteinander verbindet, und sein elektrisches Stellglied ist elektrisch mit dem Mikrocomputer 13 verbunden.
Weiter wird im Reaktionsregulierventil 20 das elektrische Stellglied von dem vom Mikrocomputer 13 gelieferten Strom angetrieben, und seine Öffnung wird so reguliert, daß die Bedienungsreaktion in einer solchen Weise verändert wird, daß sich die Lenkkraft während eines stationären Lenkens und einer Fahrt mit geringer Geschwindigkeit leichter anfühlt, und daß sich die Lenkkraft whrend einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit stärker anfühlt.
Der Differentialgetriebemechanismus 25 ist mit dem Untersetzungsgetriebemechanismus 91 vereinigt, welcher ein Antriebskegelrad 92 und ein Tellerrad 93 einschließt, die im Differentialträger 84 miteinander im Eingriff stehen, und umfaßt vier Ausgleichskegelräder 88, 88 und ein Paar Achswellenräder 89, 89, die in Verbindung mit dem Untersetzungsgetriebemechanismus in einem Differentialgehäuse 86 angeordnet sind. Selbstverständlich sind die Ausgleichskegelräder 88, 88 drehbar an den beiden Enden eines Gelenkkreuzes 90 angebracht, auf der anderen Seite sind die Achswellenräder 89, 89 formschlüssig mit Antriebsradachsen 119, 120 für die Hinterräder 123, 124 verbunden und stehen mit den Ausgleichskegelrädern 88, 88 im Eingriff.
Die Reibkupplung 26 ist zwischen dem Differentialgehäuse 86 und der Antriebsradachse 119 angeordnet und ist so montiert, daß sie die im Differentialgehäuse 86 ausgebildete Bohrung 94, einen die Bohrung 94 des Differentialgehäuses 86 zu einer Ringkammer 95 ausbildenden, formschlüssig mit der Antriebsradachse 119 verbundenen Kupplungsring 96 und viele abwechselnd in der Ringkammer 95 angeordnete Kupplungslamellen 97 mit Außenverzahnung und Kupplungslamellen 98 mit Innenverzahnung und einen die Kupplungslamellen 97, 98 mit Außen- und Innenverzahnung zusammendrückenden Druckring 99 einschließt. Selbstverständlich ist diese Reibkupplung 26 in einer Position montiert, in der die Kupplungslamellen 97 mit Außenverzahnung formschlüssig mit dem Differentialgehäuse 86 und die Kupplungslamellen 98 mit Innenverzahnung formschlüssig mit dem Kupplungsring 96 verbunden sind, wobei die Differentialwirkung des Differentialgetriebemechanismus begrenzt ist und das übertragene Drehmoment der Antriebsradachsen 119, 120 in Richtung einer Zunahme und Abnahme gesteuert wird.
Der Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 ist in das Differentialgehäuse 86 eingebaut und über eine Druckluftleitung 111 mit dem Luftbehälter 29 verbunden und steuert das Einrücken und Ausrücken der Reibkupplung 26 durch Zuführen und Abführen der vom Luftbehälter 29 gelieferten Betriebsdruckluft.
Dieser Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 ist als Innenzylinder-Führungsstruktur verkörpert, welche einen Ringzylinder 100 enthält, der sich zur Ringkammer 95 hin öffnet und im Differentialgehäuse 86 ausgebildet ist, sowie einen Ringkolben 102, der in den Ringzylinder 100 eingepaßt ist, während er zum Druckring 99 hin weist und eine verschiebbare Hin- und Herbewegung ermöglicht, um im Ringzylinder 100 eine Zylinderkammer 101 zu bilden, und ist in einer solchen Weise montiert, daß eine Luftöffnung 103, welche sich zur Zylinderkammer 101 hin öffnet, über eine Druckluftkupplung 104 mit der Druckluftleitung 111 verbunden ist, daß die Betriebsdruckluft vom Luftbehälter 29 zur Zylinderkammer 101 zugeführt wird und aus der Zylinderkammer 101 in die Umgebungsluft abgeführt wird, und das Kupplungs- Einrücken und Ausrücken der Reibkupplung 26 wird durchgeführt, indem die Kupplungslamellen 97, 98 mit Außen- und Innenverzahnung über den Druckring 99 zusammengedrückt bzw. voneinander getrennt werden.
Selbstverständlich ist die Druckluftkupplung 104 mit einem abgedichteten Schleifring 105 zusammen montiert, der auf einen Vorsprung 87 des Differentialgehäuses 86 aufgepaßt ist, so daß er eine relative Drehbewegung gegenüber diesem zuläßt, und der in einen Hohlradvorsprung 85 eines Differentialträgers 84 eingepaßt ist, so daß er eine Drehung gegenüber diesem verhindert, und ein Luftleitungsrohr 106 verbindet den Abschirmungsschleifring 105 mit der Druckluftleitung 111 außerhalb des Differentialträgers 84, und das Luftleitungsrohr 106 umfaßt weiter einen Rohrverbinder 107 und ist über den Rohrverbinder 107 mit der Druckluftleitung 111 verbunden.
Das Luftdrucksteuerventil 28 ist in der Druckluftleitung 111 angeordnet, welche den Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 mit dem Luftbehälter 29 verbindet, wird ansprechend auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Vorderradlenkwinkel und ansprechend auf das Durchdrehen an einer Seite und an beiden Seiten der Hinterräder von dem vom Mikrocomputer 13 gelieferten Strom angetrieben, führt die Betriebsdruckluft zum Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zu und aus diesem ab und steuert den Luftdruck des Kupplungssteuerungsluftzylinders 27.
Dieses Luftdrucksteuerventil 28 wird von einer Kombination aus einem normalerweise geschlossenen Zwei-Wege- Elektromagnetventil 109 und einem normalerweise offenen Zwei- Wege-Elektromagnetventil 110 gebildet, wobei im besonderen das normalerweise offene Zwei-Wege-Elektromagnetventil 110 in Strömungsrichtung hinter dem normalerweise geschlossenen Zwei- Wege-Elektromagnetventil 109 angeordnet und damit kombiniert ist, wobei weiter die Elektromagnetspulenwicklungen (nicht dargestellt) des normalerweise geschlossenen und des normalerweise offenen Zwei-Wege-Elektromagnetventils 109 und 110 elektrisch mit der Ausgangsseite des Mikrocomputers 13 verbunden sind.
Weiter wird bei diesem Luftdrucksteuerventil 28 das normalerweise geschlossene Zwei-Wege-Elektromagnetventil 109 verwendet, um die Betriebsdruckluft vom Luftbehälter 29 zum Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zuzuführen, während auf der anderen Seite das normalerweise offene Zwei-Wege- Elektromagnetventil 110 zum Abführen der Betriebsdruckluft aus dem Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zur Umgebungsluft dient.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 ist an dein auf dem Bus angebrachten Dieselmotor (nicht dargestellt) angeordnet.
Der Lenkkraftsensor 32 dient zur Ermittlung der auf das Lenkrad 23 ausgeübten Kraft und ist in das Lenkrad eingebaut.
Da das Lenkrad 23, wie in Fig. 15 dargestellt, eine Nabe 112, einen über eine Speiche 114 als Einheit mit der Nabe 112 ausgebildeten Radkranzkern 113 und eine Radkranzumhüllung 115 einschließt, welche den Radkranzkern 113 über eine Rolle 116 überzieht, so daß sie eine geringfügige, freie, verschiebbare Drehung in Lenkrichtung gestattet, und mit diesem zusammengebaut ist, umfaßt der Lenkkraftsensor 32 weiter einen Biegebalken, dessen Fußteil an der Seite des Radkranzkerns 113 befestigt ist und dessen Kopfteil in eine Nut 118 an der Seite der Radkranzumhüllung 115 eingepaßt ist, so daß er durch seine Biegung den Betrag der Verschiebung wiedergibt, sowie einen elektromagnetischen Induktorsensor (nicht dargestellt) zum Ermitteln der Biegung des Biegebalkens 117, und der elektromagnetische Induktorsensor ist elektrisch mit der Eingangsseite des Mikrocomputers 13 verbunden.
Die Raddrehungssensoren 33, 34, 35, 36 sind jeweils entsprechend den Vorderrädern und den Hinterrädern angeordnet und sind elektrisch mit dem Mikrocomputer 13 verbunden.
Der Drucksensor 37 ist an der Stelle, wo der Luftdruck des Kupplungssteuerungsluftzylinders 27 ermittelt werden kann, mit dem Luftdrucksteuerventil 28 kombiniert und ist elektrisch mit dem Mikrocomputer 13 verbunden.
Da das Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System 10 wie oben erläutert zusammengebaut worden ist, wurde als nächstes ein Computerprogramm zur Bestimmung einer optimalen Steuerung vorbereitet, welches es ermöglicht, das System 10 zu simulieren, und das Simulationsergebnis wurde mit tatsächlichen Fahrzeugdaten verglichen und anhand derselben überprüft, woraufhin Steuerungsverfahren zur Verringerung der Phasenverzögerung ohne eine Vergrößerung der Verstärkung untersucht wurden.
Für diese Simulation wurden das Fahrzeugmodell, wie in Fig. 5 dargestellt, und das Lenksystemmodell, wie in Fig. 6 dargestellt, verwendet.
Weiter wurden Gleichungen von Bewegungs- und Hydraulikdruck- Berechnungsgleichungen formuliert und wurden unter Verwendung von CSSL (Continuous System Simulation Language = Kontinuierliche Systemsimulationssprache) gelöst. Die Ergebnisse der Berechnung zeigten fast dieselbe Tendenz wie die tatsächlich gemessenen Daten, so daß die Untersuchung hinsichtlich der optimalen Steuerung unter Verwendung der Ergebnisse durchgeführt wurde.
Diese Untersuchung hinsichtlich der optimalen Steuerung wird unten erläutert.
Zuerst wird die Steuerung des Lenksystems erläutert, wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, wobei eine Erzeugung von Hydraulikdruck in der Servolenkungs-Anordnung nach dem Aufbringen der Lenkkraft auf das Lenkrad um 0,1 bis 0,2 s verzögert ist. Wenn der Hydraulikdruck unmittelbar nach einem Erfassen von Lenksignalen erzeugt wird, wird eine Verkürzung der Verzögerung um mindestens 0,1 s ermöglicht. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist diese Verkürzung um 0,1 s äquivalent zu der Tatsache, daß das Maß der Verzögerung des Busses auf dasjenige des Lastkraftwagens verbessert wird, mit anderen Worten das Maß der Verzögerung bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h auf dasjenige unterhalb einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 60 km/h. Mit dem im Gedächtnis wurden mehrere Steuerungsverfahren unter Verwendung des in Fig. 6 dargestellten Modells durch Berechnung untersucht, und als Ergebnis hat man herausgefunden, daß eine solche Steuerung das Optimum darstellt, bei welcher immer dann, wenn die auf den Radkranz des Lenkrads aufgebrachte Kraft erfaßt wird, das Drucköl dem Servozylinder vor dem Lenkvorgang über das mechanische System zugeführt wird, um mit dem augenblicklichen Lenken der Vorderräder zu beginnen, gleichzeitig wird das Drucköl auch den Druckölreaktionskammern des Richtungssteuerventils zugeführt, um die Lenkreaktion zu erzeugen (vgl. Fig. 8).
Es ist wichtig, daß das Drucköl, nämlich das Ausgleichsdrucköl dem Servozylinder nicht nur beim Beginn des Lenkens sondern auch zum Zeitpunkt des Zurücklenkens in Form von impulsartigem Drucköl zugeführt wird; falls es nur zu Beginn des Lenkens zugeführt würde, würde sich die Verstärkung verschlechtern, nämlich zunehmen (vgl. Fig. 9).
Weiter hat man herausgefunden, daß es eine optimale Breite des impulsartigen Drucköls gibt, wobei in dem Fall, daß der Druck des Impulses 0,5 MPa beträgt, ein Impuls von 0,075 Wellenlängen für die Impulsbreite zu Beginn des Lenkens und ein Impuls von 0,25 Wellenlängen für diejenige zum Zeitpunkt des Zurücklenkens wirkungsvoll ist (vgl. Fig. 10). Weiter besteht der Grund für eine gleichzeitige Zufuhr des Drucköls auch zu den Druckölreaktionskammern darin, zu verhindern, daß die Lenkreaktion aufgrund eines Lenkzugs verschwindet, der durch das zum Servozylinder zugeführte Drucköl verursacht wird.
Darüber hinaus ist es vorzuziehen, die Impulsbreite und den Impulsdruck des impulsartigen Drucköls sowohl ansprechend auf Veränderungen der auf das Lenkrad aufgebrachten Lenkkraft und von deren Differenzwert zu bestimmen, und die Indifferenz des Lenkvorgangs wird beseitigt, indem man entsprechend das impulsartige Drucköl zu den Reaktionskammern des Richtungssteuerungsventils zuführt.
Im Hinblick auf die Steuerung im Differentialsystem ist auf der anderen Seite theoretisch kein Differentialbetrieb notwendig, wenn ein Fahrzeug geradeaus auf einer ebenen Straße fährt, jedoch ist der Differentialbetrieb tatsächlich noch aktiv (vgl. Fig. 11). Wenn ein Drehmoment Td aufgebracht wird, das dem Differentialbetrieb einen Widerstand entgegensetzt, wirkt das Drehmoment Ts (vgl. Fig. 12), das man erhält, indem man das Drehmoment Td dividiert durch den Reifenradius mit der Spurweite der Hinterachse multipliziert, dahingehend, Störungen zu unterdrücken, welche das Fahren des Fahrzeugs entlang des Kurses stören.
Dementsprechend wird die Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Vorderraddrehgeschwindigkeit ermittelt, der Lenkwinkel aus der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dein rechten und linken Vorderrad, und die Schlupfrate der Hinterräder aus der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern, auf der Grundlage der ermittelten Werte, das Drehmoment Td wird so gesteuert, daß es im Bereich eines kleinen Lenkwinkels mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, um ein stabiles Geradeausfahren zu verbessern, und daß es an der Grenze zum Durchdrehen Null ist, um das Seitenkraftgreifen der Räder aufrechtzuerhalten, und wird weiter so gesteuert, daß es zunimmt, wenn eine Seite der Hinterräder durchrutscht, und daß es abnimmt, wenn beide Seiten der Hinterräder durchrutschen, um eine Schnellstartleistung auf einer Straße mit einem niedrigen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten µ zu verbessern und das Schleudern zu verringern.
Auf der Grundlage der derart erhaltenen Untersuchungsergebnisse hinsichtlich der optimalen Steuerung werden die Steuerung des Lenksystems zum Verbessern der Lenkreaktionsleistung und die Steuerung des Differentialsystems zum Verbessern der Störungsreaktionsleistung integriert, um dieses System 10 zu verwirklichen (vgl. Fig. 13).
Der Aufbau des Lenksystems ist in Fig. 14 dargestellt, wobei mit dem Drucköleinstellventil 17 der Druck davor stets um 5 kg/cm² (Drucköl) höher gehalten wird, als derjenige im Kreislauf.
Die auf die Radkranzumhüllung 115 des Lenkrades 23 aufgebrachte Lenkkraft wird auf der Grundlage der Biegung und der Federkonstanten des Biegeträgers 117 vom Mikrocomputer 13 berechnet. Wenn die Lenkkraft auf das Lenkrad aufgebracht wird, wird sie von dem im Lenkrad 23 eingebauten elektromagnetischen Induktorsensor ermittelt, die Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 werden durch den vom Mikrocomputer 13 selektiv gelieferten Strom selektiv geöffnet, das Ausgleichsdrucköl wird selektiv in das Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 injiziert, und das tatsächliche Lenken der Vorderräder 121, 122 beginnt, während das System umgangen wird.
Nahezu gleichzeitig wird durch die Zufuhr dieses Ausgleichsdrucköls zum Hilfskraftverstärker 15 das Ausgleichsdrucköl auch in die Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 injiziert, wobei die durch den Zug vom Lenkrad 23 hervorgerufene Lenkungsindifferenz verhindert wird.
Der Lenkkraftsensor 32, der in einer näher beim Fahrer befindlichen Position angeordnet ist als der Radkranzkern 113, welcher die Trägheitsmasse des Lenkrades 23 darstellt, ermittelt die wahre Lenkkraft, ohne daß er durch die Trägheit beeinträchtigt wird, und ist auch so angepaßt, daß er nur auf die Lenkkraft durch den Fahrer anspricht, durch eine Ausbildung, bei der durch den Massendämpfungseffekt des Radkranzkerns 113 und den auf der Seite des Mikrocomputers 13 vorgesehenen schnell ansprechenden aktiven Tiefpaßfilter (vgl. Fig. 16) eine Beeinflussung durch Hochfrequenzstörungen, wie beispielsweise Rückprall, unwahrscheinlich ist.
Auf der anderen Seite ist der Aufbau des Differentialsystems in Fig. 17 dargestellt, wobei bei diesem Differentialsystem die Reibkupplung 26 im Differentialgehäuse 86 eingebaut ist, und der Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 in Verbindung mit der Reibkupplung 26 ebenfalls im Differentialgehäuse 86 angeordnet ist, und dadurch wird der Ringkolben 102 über den Druckring 99 auf die vielen Kupplungslamellen 97, 98 mit Außenverzahnung und Innenverzahnung der Reibkupplung 96 gedrückt, wenn die Betriebsdruckluft dem Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zugeführt wird, um das Drehmoment zu erzeugen, welches den Differentialbetrieb im Differentialsystem begrenzt.
Als nächstes wird der Betrieb des wie oben beschrieben gestalteten Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-Systems 10 erläutert.
Bei diesem Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System 10 werden die auf das Lenken ansprechende Steuerung, die auf Störungen ansprechende Steuerung und die geschwindigkeitsempfindliche Steuerung gleichzeitig in Verbindung miteinander durchgeführt.
Wenn bei der auf das Lenken ansprechenden Steuerung eine Lenkkraft auf das Lenkrad 23 aufgebracht wird, ermittelt der Lenkkraftsensor 32 die Lenkkraft und liefert die Lenkkraft in Form eines elektrischen Signals zum Mikrocomputer 13, und gleichzeitig wird die Fahrzeuggeschwindigkeit in Form eines elektrischen Signals vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 zum Mikrocomputer 13 geliefert; dementsprechend steuert der Mikrocomputer 13 den durch die Elektromagnetspulenwicklungen der Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 fließenden Strom, um die Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 ansprechend auf die vom Lenkkraftsensor 32 und vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 eingegebenen Signale selektiv zu öffnen und zu schließen.
Da die Injektionsdrucksteuerventile 18, 19 selektiv geöffnet und geschlossen werden, bevor über das mechanische System das Betriebsdrucköl durch einen Ventilumschaltvorgang des Richtungssteuerventils 16 selektiv zu den Zylinderkammern 43, 44 des Hauptkraftverstärkers 14 zugeführt wird, wird das Ausgleichsdrucköl von der Seite vor dem Drucköleinstellventil 17 zu dem Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 in den Vorderrädern selektiv zugeführt, gleichzeitig wird das Ausgleichsdrucköl selektiv in die Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 injiziert, um die Lenkreaktion zu erzeugen, wodurch die Zunahme der Giergeschwindigkeit und die Phasenverzögerung ohne eine Zunahme der Verstärkung während des Lenkvorgangs gesteuert werden. Wenn bei dieser Lenkreaktionssteuerung das Lenkrad 23 gelenkt wird, wird selbstverständlich das Ausgleichsdrucköl in der Lenkrichtung in das Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 und das Paar Reaktionskammern des Richtungssteuerventils 16 zugeführt, und zwar in Form von impulsartigem Drucköl über einen Zeitraum von 0,075 wellenlängen vom Beginn des Lenkens, und wenn das Lenkrad 23 zurückgelenkt wird, wird weiter das Ausgleichsdrucköl in Form von impulsartigem Drucköl über einen Zeitraum von 0,25 Wellenlängen vom Beginn des Zurücklenkens in der Richtung des Zurücklenkens in das Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers 15 und das Paar Reaktionskammern des Richtungssteuerventils 16 zugeführt.
Auf der anderen Seite wird die auf Störungen ansprechende Steuerung auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Lenkwinkels und der Hinterrad-Schlupfrate durchgeführt, die vom Mikrocomputer 13 bestimmt werden. Zu diesem Zweck ermitteln die Raddrehungssensoren 33, 341 35, 36 die Drehgeschwindigkeit der Vorderräder 121, 122 und der Hinterräder 123, 124 und liefern diese in Form von elektrischen Signalen zum Mikrocomputer, und dann berechnet und bestimmt der Mikrocomputer 13 aus der Drehgeschwindigkeit der Vorderräder die Fahrzeuggeschwindigkeit, aus der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem rechten und linken Vorderrad den Lenkwinkel und aus der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Vorderrädern 121, 122 und den Hinterrädern 123, 124 die Schlupfrate der Hinterräder 123, 124.
Unter der Annahme, daß der Bus in einem Bereich niedriger Geschwindigkeit fährt, sind nun das normalerweise geschlossene und das normalerweise offene Zwei-Wege-Elektromagnetventil 109, 110 im Luftdrucksteuerventil 28 offen und geschlossen, wobei sie vom Mikrocomputer 13 ansprechend auf die Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit, die Zunahme des Vorderradlenkwinkels und den Luftdruck des Kupplungssteuerungsluftzylinders 27 gesteuert werden, die Betriebsdruckluft wird aus dem Luftbehälter 29 zum Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zugeführt und aus dem Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 an die Umgebungsluft abgeführt, um den Luftdruck im Kupplungssteuerungsluftzylinder zu verringern, um die Kraft des auf die Reibkupplung 26 drückenden Kupplungssteuerungsluftzylinders 27 zu senken, und um dadurch das zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialgetriebemechanismus 25 in der Reibkupplung 26 erzeugte Reibungsdrehmoment zu verringern.
Dementsprechend wird das die Differentialbewegung begrenzende Drehmoment im Differentialgetriebemechanismus 25 gesteuert, um einen reibungslosen Fahrbahnwechsel von Bussen zu erleichtern.
Unter der Annahme, daß der Bus in einem Bereich hoher Geschwindigkeit fährt, ist weiter das Luftdrucksteuerventil 28 offen und geschlossen, wobei es vom Mikrocomputer 13, wie oben beschrieben, ansprechend auf die Zunahme der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die Zunahme des Vorderradlenkwinkels und den Luftdruck des Kupplungssteuerungsluftzylinders 27 gesteuert wird, um den Luftdruck im Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zu erhöhen, um die Kraft des auf die Reibkupplung 26 drückenden Kupplungssteuerungsluftzylinders zu vergrößern und dadurch das zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialgetriebemechanismus 25 in der Reibkupplung 26 erzeugte Reibungsdrehmoment zu vergrößern.
Dementsprechend wird das die Differentialbewegung begrenzende Drehmoment im Differentialgetriebemechanismus 25 gesteuert, um die Geradeausfahrt des Busses zu stabilisieren und den Seitenkraftgriff des Reifens aufrechtzuerhalten.
Wenn die eine Seite der Hinterräder 123, 124 des Busses auf einer Straße mit einem niedrigen Straßenoberflächen- Reibungskoeffizienten µ, durchrutscht, ist weiter das Luftdrucksteuerventil 28 offen und geschlossen, wobei es vom Mikrocomputer 13 gesteuert wird, um den Luftdruck im Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zu erhöhen, um die Kraft des auf die Reibkupplung 26 drückenden Kupplungssteuerungsluftzylinders 27 zu vergrößern und dadurch das zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialgetriebemechanismus 25 in der Reibkupplung 26 erzeugte Drehmoment zu vergrößern.
Wenn sich danach das einseitige Durchrutschen der Hinterräder 123, 124 zu einem beidseitigen Durchrutschen verändert, ist das Luftdrucksteuerventil 28 offen und geschlossen, wobei es vom Mikrocomputer 13 gesteuert wird, um den Luftdruck im Kupplungssteuerungsluftzylinder 27 zu senken, um die Kraft des auf die Reibkupplung 26 drückenden Kupplungssteuerungsluftzylinders 27, zu verringern und dadurch das zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialgetriebemechanismus 25 in der Reibkupplung 26 erzeugte Drehmoment zu vermindern.
Dementsprechend führt der Bus auf der Straße mit einem niedrigen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten µ einen glatten Start durch und läuft reibungslos darauf.
Bei der geschwindigkeitsfühligen Steuerung steuert weiter der Mikrocomputer 13 ansprechend auf die Signale vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 den durch das elektrische Stellglied des Reaktionsregulierventils 20 fließenden Strom und reguliert die Öffnung des Reaktionsregulierventils 20 ansprechend auf die Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit, um den Widerstand zu verändern, der dem zwischen den Reaktionskammern 56, 57 des Richtungssteuerventils 16 fließenden Drucköl entgegengesetzt wird, und um dadurch die Lenkkraft während eines stationären Lenkens und eines Fahrens mit niedriger Geschwindigkeit leichter zu regeln, und etwas schwerer während eines Fahrens mit hoher Geschwindigkeit, so daß man ein ausreichendes Bedienungsreaktionsgefühl erhält.
Die Ergebnisse dieser wie oben durchgeführten Steuerungen sind in Fig. 18 bis Fig. 20 dargestellt.
In Fig. 19 sind die Verstärkung und die Phasenverzögerung in Beziehung zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Seitenbeschleunigung veranschaulicht.
Die Daten dieses Systems 10 bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h sind so verbessert, daß sie denjenigen des herkömmlichen Systems unterhalb von 60 km/h äquivalent sind.
Fig. 20 zeigt Lenkwinkel und ihre Frequenz auf einer Schnellstraße.
Die Lenkwinkel-Frequenzverteilung dieses Systems 10 ist im Vergleich mit derjenigen des herkömmlichen Systems im Hinblick auf die Standardabweichung um über 50% kleiner.
Weil das Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System gemäß der vorliegenden Erfindung, wie aus dem obigen ersichtlich ist, umfaßt: einen Hauptkraftverstärker, der eine Lenkkraft für Vorderräder erzeugt; einen Hilfskraftverstärker, der eine Ausgleichslenkkraft für die Vorderräder erzeugt; ein Richtungssteuerventil, das ein Paar Reaktionskammern aufweist und das die Richtung von Betriebsdrucköl steuert, welches von einer Hydraulikpumpe zum Hauptkraftverstärker zugeführt und gleichzeitig aus dem Hauptkraftverstärker zu einem Ölbehälter abgeführt wird; ein Drucköleinstellventil, das den Druck des zum Hauptkraftverstärker zugeführten Betriebsdrucköls und den Druck des zum Hilfskraftverstärker und zu den Reaktionskammern des Richtungssteuerventils zugeführten Ausgleichsdrucköls einstellt; ein Injektionsdrucksteuerventil, das ansprechend auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit und die Lenkkraft bei Beginn des Lenkens und des Zurücklenkens während der Bedienung das Ausgleichsdrucköl in die Reaktionskammern des Richtungssteuerventils und den Hilfskraftverstärker injiziert und gleichzeitig den Druck des injizierten Ausgleichsdrucköls steuert; eine zwischen dem Differentialgehäuse eines Differentialgetriebemechanismus und einer Antriebsradachse für Hinterräder angeordneten Reibkupplung; einen Kupplungssteuerungsluftzylinder zum Einrücken und Ausrücken der Reibkupplung; und ein Luftdrucksteuerventil, welches ansprechend auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Lenkwinkel der Vorderräder und weiter ansprechend auf das Durchrutschen von einer Seite und der beiden Seiten der Hinterräder Betriebsdruckluft zum Kupplungssteuerungsluftzylinder zuführt und aus diesem abführt und den Luftdruck des Kupplungssteuerungsluftzylinders steuert, wird bei dem Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System gemäß der vorliegenden Erfindung die Phasenverzögerung verkleinert, während die Zunahme der Verstärkung unterdrückt wird, weiter wird das Eindringen von Störungen unterdrückt und demgemäß die Phasenverzögerung und Verstärkung verkleinert, der Start und das Fahren des Fahrzeugs auf einer Straße mit einem niedrigen Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten µ und auf unebenem Land werden reibungsloser gemacht, weiter wird die Erzeugung von Gierung, Rollen, Seitenbeschleunigung und Lenkradpendeln in einem Bereich hoher Geschwindigkeit auf das Maß verringert, das man beim herkömmlichen Fahrzeug antraf, welches mit um 40 km/h geringerer Geschwindigkeit fuhr, wodurch die Lenkungsreaktionsleistung und die Störungsreaktionsleistung verbessert werden, um auch die Steuerungsstabilität des Fahrzeugs zu verbessern; dementsprechend ist die vorliegende Erfindung auf mehrere Arten von Fahrzeugen anwendbar und ist insbesondere für große Nutzfahrzeuge sehr nützlich und praktisch.

Claims

1. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System, umfassend einen Hauptkraftverstärker (14), der eine Lenkkraft für Vorderräder (121, 122) erzeugt, ein Richtungssteuerventil (16), das mindestens eine Kammer (56, 57) aufweist und die Richtung von Betriebsdrucköl steuert, welches von einer Hydraulikpumpe (21) zum Hauptkraftverstärker (14) zugeführt und gleichzeitig vom Hauptkraftverstärker (14) zu einem Ölbehälter (22) abgeführt wird, sowie einen Hilfskraftverstärker (15), der eine Ausgleichslenkkraft für die Vorderräder (121, 122) erzeugt,

dadurch gekennzeichnet, daß

es weiter eine Reibkupplung (26) einschließt, die zwischen dem Differentialgehäuse (86) eines Differentialgetriebemechanismus (25) und einer Antriebsradachse (119) für Hinterräder (123, 124) angeordnet ist,

das Richtungssteuerventil ein Paar Reaktionskammern (56, 57) aufweist,

der Druck des zum Hauptkraftverstärker (14) zugeführten Betriebsdrucköls und der Druck von zum Hilfskraftverstärker (15) und den Reaktionskammern (56, 57) des Richtungsventils (16) zugeführtem Hilfsdrucköl mittels eines Druckeinstellventils (17) eingestellt werden,

das Ausgleichsdrucköl ansprechend auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkkraft beim Beginn des Lenkens und Zurücklenkens in den Hilfskraftverstärker (15) und die Reaktionskammern (56, 57) des Richtungssteuerventils (16) über ein Injektionsdrucksteuerventil (18, 19) injiziert wird, und gleichzeitig der Druck des injizierten Ausgleichsdrucköls von diesem gesteuert wird,

das Einrücken und Ausrücken der Reibkupplung (26) mittels eines Kupplungssteuerungsluftzylinders (27) durchgeführt wird, und

Betriebsdruckluft ansprechend auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Lenkwinkel der Vorderräder und weiter ansprechend auf das Durchrutschen an einer Seite und an den beiden Seiten der Hinterräder (123, 124) über ein Luftdrucksteuerventil (28) zum Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) zugeführt und aus diesem abgeführt wird, so daß der Luftdruck im Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) gesteuert wird.

2. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Hilfskraftverstärker (15) durch einen Gelenkinechanismus (46a) gelenkig mit einem Gelenkzapfen oder einer Spurstange der Vorderräder (121, 122) verbunden ist.

3. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Hilfskraftverstärker (15) in Form eines doppelt wirkenden Zylinders mit einem Paar Zylinderkammern ausgebildet ist und über einen Gelenkinechanismus (46a) gelenkig mit der Gelenkzapfenseite der Vorderräder verbunden ist.

4. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Richtungssteuerventil (16) eine Bypassleitung (73) enthält, durch welche das Paar Reaktionskammern (56, 57) miteinander kommunizieren, sowie ein in der Bypassleitung (73) angeordnetes Reaktionsregulierventil (20).

5. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Reaktionsregulierventil (20) in einer solchen Weise öffnungsreguliert wird, daß die Lenkkraft während eines stationären Lenkens und einer Fahrt mit niedriger Geschwindigkeit im Verhältnis leichter ist und während einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit etwas schwerer ist.

6. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Drucköleinstellventil (17) auf der in Strömungsrichtung vor dem Richtungssteuerventil (16) befindlichen Seite in einer Zuführnebendruckölleitung (74) angeordnet ist, welche den Hauptkraftverstärker (14) über das Richtungssteuerventil (16) mit der Hydraulikpumpe (21) verbindet, damit der Druck des zu dem Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers (15) und dem Paar Reaktionskammern (56, 57) des Richtungssteuerventils (16) geführten Ausgleichsdrucköls immer höher eingestellt ist, als derjenige im Kreislauf des Hauptkraftverstärkers (14).

7. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Drucköleinstellventil (17) den Druck des Ausgleichsdrucköls immer um 5 kg/cm² höher als denjenigen im Kreislauf des Hauptkraftverstärkers (14) einstellt.

8. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Injektionsdrucksteuerventile (18, 19) zwischen der in Strömungsrichtung vor dem Drucköleinstellventil (17) angeordneten Hydraulikpumpe (21) und dem in Strömungsrichtung hinter dem Hauptkraftverstärker (14) angeordneten Ölbehälter (22) in Ausgleichsdruckölleitungen (76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 82) angeordnet sind, welche entsprechend das Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers (15) und das Paar Reaktionskammern (56, 57) des Richtungssteuerventils (16) verbinden.

9. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Injektionsdrucksteuerventile (18, 19) ein Paar lineare Elektromagnetventile sind, und das Paar lineare Elektromagnetventile entsprechend mit Hilfsdruckölleitungen, welche das Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers (15) mit dem Paar Reaktionskammern (56, 57) des Richtungssteuerventils (16) verbinden, an die in Strömungsrichtung vor dem Drucköleinstellventil (17) angeordnete Hydraulikpumpe (21) und mit den Hilfsdruckölleitungen, welche das Paar Zylinderkammern des Hilfskraftverstärkers (15) mit dem Paar Reaktionskammern (56, 57) des Richtungssteuerventils (16) verbinden, an den in Strömungsrichtung hinter dem Hauptkraftverstärker (14) angeordneten Ölbehälter (22) angeschlossen sind.

10. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Injektionsdrucksteuerventile (18, 19) betätigt werden, indem man das Ausgleichsdrucköl in Form eines impulsartigen Drucköls beim Beginn des Lenkens und des Zurücklenkens zuführt.

11. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Injektionsdrucksteuerventile (18) betätigt werden, indem man das Ausgleichsdrucköl in Form eines impulsartigen Drucköls zuführt, das eine Impulsbreite im Bereich von 0,1 bis 0,25 Wellenlängen in Bezug zur Lenkkraftwellenlänge beim Beginn des Lenkens und des Zurücklenkens aufweist.

12. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten Injektionsdrucksteuerventile (18, 19) beim Beginn des Lenkens und des Zurücklenkens mit dem Ausgleichsdrucköl in Form eines impulsartigen Drucköls beschickt werden, und die Impulsbreite und die Impulsamplitude des impulsartigen Drucköls ansprechend sowohl auf Veränderungen der auf ein Lenkrad aufgebrachten Lenkkraft und deren Differenzwert bestimmt werden.

13. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) einen Ringzylinder (100) enthält, der sich zu einer Ringkammer (95) hin öffnet und im Differentialgehäuse (86) ausgebildet ist, sowie einen Ringkolben (102), der in den Ringzylinder (100) eingepaßt ist, so daß er eine verschiebbare Hin- und Herbewegung gestattet, während er dem Druckring (99) der Reibkupplung (26) gegenüberliegt, um eine Zylinderkammer (101) im Ringzylinder (100) zu bilden.

14. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) weiter eine Druckluftkupplung (104) enthält, welche die Zylinderkammer (101) über eine Druckleitung (111) mit einer Druckluftquelle (29) verbindet.

15. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Druckluftkupplung (104) einen abgedichteten Schleifring (105) einschließt, der auf einen Vorsprung (87) des Differentialgehäuses (86) aufgepaßt ist, so daß er eine relative Drehbewegung zu diesem zuläßt, welche durch einen Hohlradvorsprung (85) in einem das Differentialgehäuse (86) haltenden Differentialträger (84) angehalten wird, sowie ein Luftleitungsrohr (106), welches den abgedichteten Schleifring (105) mit der Druckluftleitung (111) verbindet.

16. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Luftdrucksteuerventil (28) ein normalerweise geschlossenes Zwei-Wege-Elektromagnetventil (109), das in einer Druckluftleitung (111) angeordnet ist, welche den Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) mit einer Druckluftquelle (29) verbindet, und ein normalerweise geöffnetes Zwei-Wege-Elektromagnetventil (110) einschließt, das in Strömungsrichtung hinter dem normalerweise geschlossenen Zwei-Wege-Elektromagnetventil (109) in der Druckluftleitung (111) angeordnet ist, und daß das normalerweise geschlossene Zwei-Wege-Elektromagnetventil Betriebsdruckluft aus der Druckluftquelle (29) zum Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) zuführt, wenn das normalerweise geöffnete Zwei-Wege-Elektromagnetventil (110) geschlossen ist, und das normalerweise geöffnete Zwei-Wege- Elektromagnetventil (110) die Betriebsdruckluft aus dem Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) an die Luft abführt, wenn das normalerweise geschlossene Zwei-Wege-Elektromagnetventil (109) geschlossen ist.

17. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Luftdrucksteuerventil (28) ein normalerweise geschlossenes Zwei-Wege-Elektromagnetventil (109) und ein normalerweise geöffnetes Zwei-Wege- Elektromagnetventil (110) einschließt, das als Einheit mit dem normalerweise geschlossenen Zwei-Wege-Elektromagnetventil (109) in Strömungsrichtung hinter diesem montiert ist, und daß das normalerweise geschlossene Zwei-Wege-Elektromagnetventil (109) Betriebsdruckluft zum Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) zuführt, und das normalerweise geöffnete Elektromagnetventil (110) die Betriebsdruckluft aus dem Kupplungssteuerungsluftzylinder (27) abführt.

18. Servolenkungs- und Selbstsperrdifferential-System nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter umfaßt: ein Lenkrad (23), welches einen über Speichen (114) als Einheit mit einer Nabe (112) ausgebildeten Radkranzkern (113) und eine den Radkranzkern (113) über eine Rolle (116) überziehende Radkranzumhüllung (115) einschließt, so daß eine leichte, freie, verschiebbare Drehung in einer Lenkrichtung erinöglicht wird, und

einen Lenkkraftsensor (32), der einen Biegebalken einschließt, dessen Fußteil an der Seite des Radkranzkerns (113) befestigt ist und dessen Kopfteil in eine Nut (118) an der Seite der Radkranzumhüllung (115) eingepaßt ist, so daß er durch seine Biegung den Betrag einer Verschiebung zwischen dem Radkranzkern (113) und der Radkranzumhüllung (115) wiedergibt, sowie einen elektromagnetischen Induktorsensor, welcher die Biegung des Biegebalkens (117) ermittelt.