DE19714785A1 - Hydraulische Lenkeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinrich­ tung mit einem Lenkhandrad, das mit einer Handpumpe verbunden ist, einer Pumpe, die Hydraulikflüssigkeit fördert, einem Lenkmotor und einem Lenkventil, das zwi­ schen Pumpe und Lenkmotor angeordnet ist und ein Ven­ tilelement aufweist, das den Strom der Hydraulikflüs­ sigkeit zwischen der Pumpe und dem Lenkmotor steuert, wobei das Ventilelement durch hydraulische Energie ver­ schiebbar ist, die von der Handpumpe stammen.

Eine derartige Lenkeinrichtung ist beispielsweise aus DE 25 57 373 A1 bekannt. Das Prinzip besteht hierbei darin, die von der Handpumpe, die mit dem Lenkhandrad verbunden ist, abgegebene Menge der Hydraulikflüssig­ keit im Normalbetrieb nicht direkt zum Betätigen des Lenkmotors zu verwenden, sondern damit lediglich ein Ventilelement, im bekannten Fall einen Steuerschieber, des Lenkventils zu verschieben. Der Steuerschieber sei­ nerseits stellt dann Verbindungen zwischen der Pumpe, die beispielsweise vom Motor des gelenkten Fahrzeugs angetrieben sein kann, und dem Lenkmotor her, so daß der Lenkmotor dann mit Hydraulikflüssigkeit gespeist wird, die von der Pumpe stammt. Damit läßt sich bewähr­ ter Weise eine hilfskraftunterstützte Lenkung konstru­ ieren.

In vielen Fällen möchte man das gelenkte Fahrzeug aber nicht nur mit dem Lenkhandrad betätigen, sondern weite­ re Lenkmöglichkeiten haben, etwa von einem zweiten Füh­ rerstand aus oder mit Hilfe einer Fernbedienung. Auch ist vielfach gewünscht, daß man die über das Lenkhand­ rad gegebenen "Lenkbefehle" überarbeitet, beispielswei­ se um den Lenkkomfort des Fahrzeugs zu erhöhen. So ist es beispielsweise in knickgelenkten Fahrzeugen von Vor­ teil, wenn man die Lenkgeschwindigkeit oder Lenkbe­ schleunigung auf einen vorbestimmten Wert herabsetzt, um unangenehm hohe Beschleunigungskräfte auf den Fahrer zu vermeiden.

Man kann dies beispielsweise dann realisieren, wenn man, wie in US 4 955 445, eine andere Art von Ventil­ steuerung verwendet, nämlich eine elektrische. Dies hat jedoch den Nachteil, daß eine zusätzliche Fehlermög­ lichkeit entsteht. Es kann nicht nur der hydraulische Kreis ausfallen, sondern es kann auch ein Fehler in der Schaltungsanordnung auftreten, die zur Ansteuerung des Ventilschiebers erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkein­ richtung mit Zusatzfunktionen ausstatten zu können, ohne auf eine hydraulische Ansteuerung verzichten zu müssen.

Diese Aufgabe wird bei einer hydraulischen Lenkeinrich­ tung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Ventilelement einen Zusatzantrieb aufweist.

Bei dieser Ausgestaltung kann das Ventilelement also einerseits hydraulisch angesteuert werden, indem es vom Druck der Handpumpe betätigt wird. Andererseits kann es auch auf andere Weise verschoben werden, nämlich durch den genannten Zusatzantrieb. Auch dann, wenn die An­ steuermöglichkeiten für den Zusatzantrieb ausfallen, bleibt die herkömmliche Funktion der Lenkeinrichtung erhalten. Die von der Handpumpe beim Drehen des Lenk­ handrades erzeugten Drücke können nach wie vor auf das Ventilelement wirken. Es sind also keine weiteren Lenk­ ventile erforderlich, die gegebenenfalls parallel zu dem eigentlichen Lenkventil geschaltet werden, um die gewünschten Steuerungsmöglichkeiten zu implementieren. Vielmehr läßt sich durch eine einfache Erweiterung des bekannten Lenkventils mit einem Zusatzantrieb für das Ventilelement eine Erweiterung der Funktionen bewirken. Dadurch, daß man keine zusätzlichen Ventile benötigt, spart man Bauraum und Kosten. Darüber hinaus steigt bei einer derartigen Lenkeinrichtung der Steuerungskomfort, weil man nicht mehrere Ventile aufeinander abgleichen muß. Dementsprechend sinkt die Fehleranfälligkeit.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Zusatzan­ trieb elektrisch steuerbar. Viele Zusatzfunktionen las­ sen sich durch elektrische Signale an das Lenkventil weiterleiten. Wenn nun der Zusatzantrieb elektrisch steuerbar ist, lassen sich diese Informationen auch leicht verarbeiten.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Zusatzantrieb elektrohydraulisch arbeitet. Die vom Zusatzantrieb auf­ gebrachte Kraft wird also nicht oder nicht nur elek­ trisch erzeugt. Die elektrischen Signale dienen viel­ mehr dazu, hydraulische Drücke so zu steuern, daß die gewünschte Bewegung des Ventilelements erfolgt. Diese hydraulischen Drücke stehen aber von der Pumpe ohnehin zur Verfügung. Die Steuerung dieser Drücke kann bei­ spielsweise über Magnetventile erfolgen, die auch ge­ taktet sein können, so daß man sehr einfach aufgebaute Magnetventile verwenden kann. Diese müssen praktisch nur in der Lage sein, einen geöffneten und einen ge­ schlossenen Zustand einzunehmen. Die Drücke werden dann über das sogenannte Tastverhältnis eingestellt.

Vorzugsweise üben die Drücke von der Handpumpe größere Kräfte auf das Ventilelement aus als der Zusatzantrieb. Das bedeutet, daß die über das Lenkhandrad vorgenommene Aktivierung des Lenkventils immer Vorrang vor der Akti­ vierung durch den Zusatzantrieb haben wird, auch wenn man gegebenenfalls bei einer Bewegung des Ventilele­ ments mit Hilfe der Handpumpe eine weitere Bewegung überlagern kann. In der Praxis läßt sich dies dadurch realisieren, daß der Aktivierungsdruck für den Zusatz­ antrieb relativ klein gehalten wird.

Mit Vorteil ist der Zusatzantrieb mit einer Steuerein­ richtung verbunden, die mit einem externen Befehlsgeber verbunden ist. Dieser Befehlsgeber kann beispielsweise durch einen Steuerknüppel oder "Joystick" gebildet sein. Mit diesem Steuerknüppel kann man dann der Steu­ ereinrichtung mitteilen, wie die Lenkeinrichtung arbei­ ten soll. Der Befehlsgeber kann auch aus einer Sende- und einer Empfangseinheit bestehen, so daß man die Lenkeinrichtung, falls gewünscht, auch fernsteuern kann. Auch ist es möglich, daß der Befehlsgeber durch einen Sensor gebildet wird, der eine Spur in der Fahr­ bahn abtastet, so daß das Fahrzeug auch führerlos ge­ fahren werden kann.

Auch ist von Vorteil, wenn die Steuereinrichtung mit einem Sensor verbunden ist, der eine veränderliche Grö­ ße der Lenkeinrichtung überwacht. Ein derartiger Sensor kann beispielsweise für die Fehlerüberwachung verwendet werden. So kann er registrieren, ob sich der Lenkmotor verschiebt, auch wenn kein Signal vorhanden ist, oder ob er sich in ausreichendem Maße verschiebt, wenn ein Signal angelegt wird. Man kann beispielsweise mit Hilfe des Sensors den Zusatzantrieb inaktivieren, wenn der zurückgelegte Weg zu groß wird. Man kann auch Beschleu­ nigungen messen, um, wie beispielsweise bei knickge­ steuerten Fahrzeugen, unangenehme Belastungen für den Fahrer zu verringern.

Bevorzugterweise ist der Sensor als Lenkhandradsensor ausgebildet. Der Lenkhandradsensor kann beispielsweise die Drehgeschwindigkeit des Lenkhandrades überwachen. Um die Querbeschleunigung beim Lenken des Fahrzeugs dann in vorbestimmten Grenzen zu halten, kann der Zu­ satzantrieb dann entgegen den Drücken der Handpumpe auf das Ventilelement wirken, so daß weniger Hydraulikflüs­ sigkeit als vom Fahrer mit Hilfe des Lenkhandrades be­ fohlen, von der Pumpe zum Lenkmotor gelangt. Im Grunde genommen läßt sich aber im Prinzip auch eine willkürli­ che Übertragungsfunktion zwischen der Bewegung des Lenkhandrades und der Bewegung des Lenkmotors erzeugen. Gegebenenfalls kann man diese Übertragungsfunktion auch noch geschwindigkeitsabhängig verändern.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Handpumpe mit einer Blendenanordnung mit mindestens einer Blende in einem Kreis angeordnet, wobei die Blendenanordnung mit Betätigungsanschlüssen des Lenkventils verbunden und parallel zu dem Lenkventil angeordnet ist. Die Hy­ draulikflüssigkeit, die von der Handpumpe gefördert wird, fließt also in einem geschlossenen Kreis, wenn das Lenkhandrad betätigt wird. In diesem Kreis sind eine oder mehrere Blenden angeordnet, die dann einen Druckabfall zwischen den beiden Betätigungsanschlüssen des Lenkventils erzeugt. Dieser Druckabfall erzeugt eine Druckdifferenz über das Ventilelement, die dann zur Betätigung des Ventilelements, also beispielsweise zur Verschiebung eines Ventilschiebers, dient. Dies hat den Vorteil, daß die Betätigung des Ventilelements nur so lange erfolgt, wie das Lenkhandrad betätigt wird. Sobald das Lenkhandrad nicht mehr gedreht wird, wird auch keine Hydraulikflüssigkeit mehr gefördert und dem­ entsprechend kein Druckabfall an der Blende erzeugt. Das Lenkventil geht dann in seine Neutralstellung zu­ rück, und der während der Betätigung des Lenkhandrads ausgelenkte Lenkmotor verbleibt in seiner ausgelenkten Stellung. Der Fahrer muß dann also bewußt mit dem Lenk­ handrad wieder eine Rückwärtsbewegung zu machen, um die Räder in die Neutralstellung zu bringen. Umgekehrt hat die Blende natürlich auch den Vorteil, daß bei Betäti­ gung des Zusatzantriebs ein Kurzschlußpfad zur Ver­ fügung steht, durch den die Hydraulikflüssigkeit, die von der einen Seite des Ventilelements verdrängt wird, zur anderen Seite des Ventilelements zurückfließen kann, ohne daß eine derartige Bewegung durch die Hand­ pumpe blockiert wird. Dies könnte beispielsweise der Fall sein, wenn das Lenkhandrad blockiert ist und keine Flüssigkeit durch die Handpumpe strömen kann.

Vorzugsweise weist die Blende eine steuerbare Größe auf. Ihr Strömungswiderstand und damit der an ihr er­ zeugbare Druckabfall läßt sich also verstellen. Dies hat den Vorteil, daß man die gleiche Lenkeinrichtung für verschiedene Fahrzeuge verwenden kann. Das "Über­ setzungsverhältnis" zwischen Umdrehungen des Lenkhand­ rades und Einschlag der gelenkten Räder des Fahrzeugs bzw. Abknicken des Fahrzeugs bei knickgelenkten Fahr­ zeugen läßt sich durch Veränderung der Blendengröße einstellen. Auch kann man gegebenenfalls die Blenden­ größe in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen einstel­ len. Beispielsweise ist in schwerem Gelände oft ein anderes Lenkverhalten gewünscht als bei einer Straßen­ fahrt. Gegebenenfalls kann die Verstellung der Blenden­ größe auch geschwindigkeitsabhängig erfolgen.

Vorzugsweise ist im Strömungspfad zwischen Pumpe und Lenkmotor eine Drossel mit konstantem Strömungswider­ stand vorgesehen und die Blende so gesteuert, daß das Verhältnis der Druckabfälle über Blende und Drossel einer vorbestimmten Funktion folgt. Damit läßt sich im Prinzip ein Durchflußverstärker realisieren. Das Ver­ hältnis gibt dann den Verstärkungsfaktor an, mit dem das Ventilelement in Abhängigkeit von der Bewegung des Lenkhandrades betätigt wird. Das Verhältnis kann auch variabel sein, so daß man in Abhängigkeit von weiteren Größen, wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Geländeart, Bela­ dung oder ähnlichem, eine entsprechende Veränderung der Verhältnisse vornehmen kann. Auch ist es möglich, daß der Durchfluß durch die Blende eine vorherbestimmte Funktion des Durchflusses durch die Drossel ist.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Verhältnis aber konstant. Zwischen den Pilotdurchfluß und dem Steuerdurchfluß muß also Proportionalität herr­ schen, so daß man einen konstanten Verstärkungsfaktor hat. Dementsprechend wird das Ventilelement in Abhän­ gigkeit von der Lenkhandradgeschwindigkeit auch immer nur um einen bestimmten Weg ausgelenkt.

Vorzugsweise ist zwischen der Handpumpe und dem Lenk­ ventil eine Zusatzventilanordnung angeordnet, die die Handpumpe entweder mit dem Lenkventil oder, bei Abfall des Drucks der Pumpe unter einen vorbestimmten Wert, mit dem Lenkmotor verbindet. Mit der Zusatzventilein­ richtung wird eine Sicherheitsmaßnahme geschaffen, so daß die Lenkeinrichtung auch bei Ausfall der Pumpe, der sich in einem Abfall des Pumpendrucks äußert, betriebs­ bereit hält. Der Lenkmotor wird dann direkt über das Lenkhandrad betätigt. Durch die Zusatzventileinrichtung wird das Lenkventil bei dieser Ausgestaltung ausgekop­ pelt, so daß hier keine zusätzlichen Widerstände er­ zeugt werden, die das Lenken mit der Handpumpe als Not­ pumpe erschweren könnte.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Zusatzventileinrichtung eine Zusatzventilelementanordnung aufweist, deren An­ steuereingang mit dem Ausgang der Pumpe verbunden ist. Auf diese Weise wird der Ansteuereingang der Zusatzven­ tilelementanordnung immer mit dem Pumpendruck belastet. Man kann also den Pumpendruck verwenden, um die Zusatz­ ventilelementanordnung immer so zu positionieren, daß die Handpumpe mit den Steuereingängen des Lenkventils verbunden ist. In entgegengesetzter Richtung ist die Zusatzventilelementanordnung dann mit einer Gegenkraft, beispielsweise einer Feder, belastet. Wenn nun der Pum­ pendruck abfällt, dann erhält der Ansteuereingang nicht mehr den notwendigen Druck, so daß die Zusatzventilele­ mentanordnung in ihre andere Position verschoben wird und die Zusatzventileinrichtung die Handpumpe direkt mit dem Lenkmotor verbindet.

Vorzugsweise weist die Zusatzventileinrichtung hierbei jeweils ein Zusatzventil auf jeder Seite der Handpumpe auf. Beide Zusatzventile können selbstverständlich auch in einem Gehäuse untergebracht sein. Man erreicht damit aber eine symmetrische Ansteuerung des Lenkventils, wobei im Fehlerfall, d. h. beim Abfall des Drucks der Pumpe, beide Seiten der Handpumpe direkt mit dem Lenk­ motor verbunden werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Lenkeinrichtung,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Lenkeinrichtung und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer Lenkeinrichtung.

Eine hydraulische Lenkeinrichtung 1 nach Fig. 1 weist ein Lenkhandrad 2 auf, das mit einer Handpumpe 3 ver­ bunden ist. Bei einer Drehung des Lenkhandrades 2 för­ dert die Handpumpe 3 Hydraulikflüssigkeit in Leitungen 4, 5, die an ihren beiden Seiten oder Ausgängen ange­ schlossen sind. Beispielsweise wird bei einer Drehung des Lenkhandrades nach rechts Hydraulikflüssigkeit in die Leitung 4 gepumpt und von der Leitung 5 angesaugt. Wenn das Lenkhandrad 2 in die andere Richtung gedreht wird, ist der Fluß der Hydraulikflüssigkeit umgekehrt. Der Begriff der "Handpumpe" ist hier funktional zu ver­ stehen. In den meisten Fällen wird es sich tatsächlich um eine hydraulische Pumpe handeln, die vom Lenkrad 2 angetrieben wird. Prinzipiell kommt es aber nur darauf an, daß ein Ausgangsdurchfluß als Funktion einer Dre­ hung erzeugt wird. Es ist also eine Abhängigkeit, z. B. Proportionalität, zwischen Drehung oder Drehgeschwin­ digkeit und Durchfluß erforderlich. Man kann als Hand­ pumpe 3 auch eine gewöhnliche hydraulische Steuerein­ heit verwenden.

Die Leitung 4 ist mit einem Zusatzventil 6 verbunden. Die Leitung 5 ist mit einem Zusatzventil 7 verbunden. Die Zusatzventile 6, 7 sind lediglich schematisch dar­ gestellt. Ihre Funktion wird weiter unten erläutert.

Das Zusatzventil 6 ist über eine Leitung 8 mit einem Druckraum 10 und das Zusatzventil 7 ist über eine Lei­ tung 9 mit einem Druckraum 11 eines Lenkmotors 12 ver­ bunden. Der Lenkmotor 12 lenkt Räder 13, 14.

Der Lenkmotor 12 ist auch mit einem Lenkventil 15 ver­ bunden, und zwar über Leitungen 16, 17. Das Lenkventil 15 ist mit einer Pumpe 18 und einem Tank 19 verbunden. Die Pumpe 18 kann beispielsweise vom Motor des gelenk­ ten Fahrzeugs angetrieben sein.

Das Lenkventil 15 weist einen Ventilschieber 20 auf, der durch hydraulische Drücke an Steueranschlüssen 21, 22 verschiebbar ist. Hierbei ist der Steueranschluß 21 über eine Leitung 23 mit dem Zusatzventil 6 und der Steueranschluß 22 über eine Leitung 24 mit dem Zusatz­ ventil 7 verbunden. Auf den Ventilschieber 20 wirken außerdem Rückstellfedern 25, 26. Anstelle eines Ventil­ schiebers können auch andere Ventilelemente verwendet werden.

In Abhängigkeit von der Stellung des Ventilschiebers 20 ergibt sich entweder eine Verbindung zwischen der Pumpe 18 und dem Druckraum 10 bzw. dem Druckraum 11 und dem Tank 19 oder eine Verbindung zwischen der Pumpe 18 und dem Druckraum 11 bzw. dem Druckraum 10 und dem Tank 19. Solange die Pumpe 18 mit einem Druckraum verbunden ist, wird der Lenkmotor betätigt und die Räder 13, 14 ge­ lenkt.

Die Zusatzventile 6, 7 verbinden in der dargestellten Stellung die Handpumpe 3 mit den Steueranschlüssen 21, 22 des Lenkventils 15. Diese Stellung wird dadurch er­ reicht, daß die Pumpe 18 mit Steueranschlüssen 45, 46 der Zusatzventile 6, 7 verbunden ist, so daß die Ven­ tilelemente der Zusatzventile 6, 7 in die dargestellte Stellung verschoben werden, solange die Pumpe 18 den notwendigen Druck erzeugt. In die entgegengesetzte Richtung werden die Ventilelemente der Zusatzventile 6, 7 durch Federn 27, 28 belastet. Der Pumpendruck der Pumpe 18 muß also eine größere Kraft erzeugen als die Federn 27, 28. Wenn der Pumpendruck so weit absinkt, daß die Kraft der Federn 27, 28 überwiegt, dann werden die Zusatzventile 6, 7 so geschaltet, daß die Handpumpe 3 über die Leitungen 4, 8 bzw. 5, 9 unmittelbar auf den Lenkmotor 12 wirkt. Die Funktion der Zusatzventile 6, 7 kann auch durch eine Anordnung von Richtungsventilen oder Rückschlagventilen realisiert werden.

Die beiden Steueranschlüsse 21, 22 des Lenkventils 15 sind über eine Leitung 29 miteinander verbunden, wobei in der Leitung eine Blende 30 angeordnet ist. Wenn in der dargestellten Stellung der Zusatzventile 6, 7 das Lenkhandrad 2 gedreht wird, fördert die Handpumpe 3 Hydraulikflüssigkeit über die Leitungen 4, 23, 29, 24, 5 im Kreis. Hierbei entsteht über der Blende 30 ein Druckabfall, der zu einer Druckdifferenz zwischen den Steueranschlüssen 21, 22 des Lenkventils 15 führt und damit den Ventilschieber 20 verschiebt. Solange also das Lenkhandrad gedreht wird und ein Strom von Hydrau­ likflüssigkeit in dem Kreis besteht, bleibt auch der Ventilschieber 20 verschoben, so daß die Pumpe 18 einen der beiden Druckräume 10, 11 mit Druck beaufschlagen kann. Sobald die Bewegung des Lenkhandrads 2 aufhört, kehrt der Schieber 20 wieder in seine Neutralstellung zurück, und die Räder 13, 14 bleiben in der eingestell­ ten Position. Um eine Rückdrehung der Räder 13, 14 zu erreichen, muß das Lenkhandrad 2 dann in die andere Richtung verdreht werden. Wenn das Lenkventil 15 in seiner Neutralstellung ist und die Zusatzventile 6, 7 in der dargestellten Position sind, dann sind die Druckräume 10, 11 geschlossen und die Pumpe 18 fördert unmittelbar in den Tank 19. Hier ist ein "Open-Center"-Sys­ tem dargestellt. Mit entsprechenden Anpassungen sind aber auch "Closed-Center"-Systeme und andere Systeme verwendbar.

Zusätzlich ist nun ein weiterer Antrieb 31 für den Ven­ tilschieber 20 vorgesehen, der beispielsweise über eine mechanische Verbindung 32 auf den Ventilschieber 20 wirkt. Der Zusatzantrieb 31 kann über einen externen Befehlsgeber betätigt werden, wie er beispielsweise durch einen Steuerknüppel 33 gebildet ist. Für die Aus­ bildung des Antriebs 31 gibt es eine Vielzahl von Mög­ lichkeiten. Es kann sich hierbei um einen Elektromotor handeln, der über eine Zahnstange auf den Ventilschie­ ber 20 wirkt. In den meisten Fällen wird man aber einen elektrohydraulischen Antrieb wählen, bei dem ein hy­ draulischer Druck für die Bewegung des Antriebs verwen­ det wird. Dieser hydraulische Druck kann beispielsweise durch Magnetventile, insbesondere getaktete Magnetven­ tile, eingestellt werden. In allen Fällen ist aber vor­ gesehen, daß die Kraft, die der Zusatzantrieb 31 auf den Schieber 20 ausübt, kleiner ist als die von den hydraulischen Drücken der Handpumpe 3 erzeugte Kraft. Die Steuerung des Schiebers 20 durch das Lenkhandrad 2 hat also immer Priorität.

In Fig. 1 ist dargestellt, daß der Antrieb 31 auf einer Seite des Lenkventils 15 angeordnet ist. Selbstver­ ständlich ist es auch möglich, zwei Antriebsteile auf beiden Seiten des Lenkventils 15 anzuordnen. Die genaue Ausgestaltung des Antriebs 31 spielt keine Rolle. Ent­ scheidend ist, daß der Antrieb 31 auf den gleichen Schieber 20 wirkt, auf den auch die Handpumpe 3 wirkt. Auch bei Ausfall des Steuerungssystems, das den Antrieb 31 betätigt, läßt sich eine Funktion der Lenkeinrich­ tung 1 über die Hydraulik sicherstellen.

Fig 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie Fig. 1 versehen sind.

Geändert hat sich hier die Anordnung des Zusatzantriebs 31, der nun an anderer Stelle angebracht ist, bei­ spielsweise kann er auch mittig auf den Ventilschieber wirken.

Hinzugekommen ist ein Sensor 34, der die Winkelposition des Lenkhandrades 2 ermittelt und diese Winkelposition weitermeldet an eine Steuereinheit 35, mit der auch der Steuerknüppel 33 verbunden ist. Die Steuereinheit 35 ist dann mit dem Zusatzantrieb 31 verbunden.

Mit Hilfe des Sensors 34 und der Steuereinheit 35 läßt sich nicht nur die Winkelposition des Lenkhandrades 2 ermitteln, sondern beispielsweise auch die Geschwindig­ keit, mit der das Lenkhandrad 2 gedreht wird. Würde die Lenkgeschwindigkeit dann einen vorbestimmten Wert über­ schreiten, kann der Zusatzantrieb 31 auf das Lenkventil 15 einwirken, um die Lenkgeschwindigkeit wieder herab­ zusetzen. Dies ist beispielsweise bei knickgelenkten Fahrzeugen von Vorteil, weil hier eine hohe Lenkge­ schwindigkeit zu unangenehmen Querbeschleunigungen des Fahrers führen würde.

Eine andere Möglichkeit der Einflußnahme durch die Steuereinheit 35 ist die, daß man im Prinzip willkür­ lich eine beliebige Übertragungsfunktion zwischen der Bewegung des Lenkhandrades 2 und der Bewegung des Lenk­ motors 12 erzeugen kann. Gegebenenfalls kann man die Übertragungsfunktion auch geschwindigkeits- oder gelän­ deabhängig ausgestalten. Die Übertragungsfunktion kann gegebenenfalls auch eine Konstantfunktion sein.

Selbstverständlich können auch an anderer Stelle der Lenkeinrichtung Sensoren angeordnet werden, beispiels­ weise an den Rädern, um eine Fehlerüberwachung zu er­ möglichen. Man kann beispielsweise überwachen, ob sich die Räder tatsächlich bewegen, wenn das Lenkhandrad 2 gedreht wird. Man kann aber auch registrieren, ob sich der Lenkmotor 12 bewegt, obwohl keine Betätigung des Lenkhandrades 2 oder des Steuerknüppels 33 erfolgt ist.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform, bei der Tei­ le, die den Fig. 1 und 2 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Aus Gründen der Übersicht­ lichkeit ist hier eine Verbindung zwischen der Pumpe 18 und den Zusatzventilen 6, 7 weggelassen.

Am Ausführungsbeispiel der Fig. 3 soll erläutert wer­ den, daß die Blende 30' einen variablen und einstell­ baren Strömungswiderstand aufweist. Damit kann man die Reaktion des Lenkventils 15 auf Betätigungen des Lenk­ handrades 2 verändern. Wenn die Blende 30' einen großen Strömungswiderstand aufweist, dann ist der Druckabfall bei einer Drehung des Lenkhandrades 2 entsprechend groß und entsprechend groß wird die Verschiebung des Schie­ bers 20 im Lenkventil 15 sein. Man erreicht dann bei einer kleinen Umdrehung des Lenkhandrades 2 bereits eine große Auslenkung des Lenkmotors 12.

Macht man umgekehrt den Strömungswiderstand durch die Blende 30' klein, dann ergibt sich hier auch nur ein kleiner Druckabfall und eine entsprechend kleine Druck­ differenz über das Steuerventil 15, so daß bei der gleichen Verdrehung des Lenkhandrades 2 eine entspre­ chend geringere Auslenkung des Lenkmotors 12 erfolgt.

Um die Blende 30' zu steuern, kann man eine Drossel 36 in der Leitung zwischen der Pumpe 18 und dem Lenkventil 15 anordnen und dann die Blende 30' so steuern, daß der Druckabfall über die Drossel 36 und über die Blende 30' immer gleich bleibt. Damit ergibt sich eine Proportio­ nalität zwischen dem Steuerdurchfluß über die Blende 30' und dem Pilotdurchfluß über die Drossel 36. Andere Steuerphilosophien für die Blende 30' sind ebenfalls möglich. Auf diese Weise kann man dafür sorgen, daß mit Hilfe eines Flußverstärkers nach der dargestellten Art immer genügend Hydraulikflüssigkeit zum Lenkmotor 12 gelangt und eine entsprechende Lenkphilosophie verfolgt werden kann, d. h. eine Abhängigkeit des Einschlags der Räder 13, 14 von der Drehung des Lenkhandrades 2.

In allen drei Ausführungsformen kann selbstverständlich die Betätigung des Lenkmotors 12 auch über den Steuer­ knüppel 33 erfolgen, der dann direkt auf den Zusatzan­ trieb 31 wirkt.

In allen drei Ausführungsbeispielen kann man neben dem dargestellten prinzipiellen Aufbau auch noch zusätzli­ che Funktionsgruppen verwenden, beispielsweise eine Servostufe oder ein Servoventil, so daß das Lenkventil 15 von einem verstärkten Durchfluß aktiviert wird. Hierbei können dann sowohl das Servoventil als auch das Lenkventil 15 zusätzlich elektrisch oder hydraulisch ausgesteuert werden.

Claims (14)

1. Hydraulische Lenkeinrichtung mit einem Lenkhandrad, das mit einer Handpumpe verbunden ist, einer Pumpe, die Hydraulikflüssigkeit fördert, einem Lenkmotor und einem Lenkventil, das zwischen Pumpe und Lenk­ motor angeordnet ist und ein Ventilelement auf­ weist, das den Strom der Hydraulikflüssigkeit zwi­ schen der Pumpe und dem Lenkmotor steuert, wobei das Ventilelement durch hydraulische Energie ver­ schiebbar ist, die von der Handpumpe stammen, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (20) einen Zusatzantrieb (31) aufweist.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zusatzantrieb (31) elektrisch steuerbar ist.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zusatzantrieb (31) elektrohydrau­ lisch arbeitet.

4. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drücke von der Handpumpe (3) größere Kräfte auf das Ventilelement (20) ausüben als der Zusatzantrieb (31)

5. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzantrieb (31) mit einer Steuereinrichtung (35) verbunden ist, die mit einem externen Befehlsgeber (33) verbunden ist.

6. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (35) mit einem Sensor (34) verbunden ist, der eine veränderliche Größe der Lenkeinrichtung überwacht.

7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sensor (34) als Lenkhandradsensor ausgebildet ist.

8. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Handpumpe (3) mit einer Blendenanordnung (30, 30') mit mindestens einer Blende in einem Kreis angeordnet ist, wobei die Blendenanordnung (30, 30') mit Betätigungsan­ schlüssen (21, 22) des Lenkventils (15) verbunden und parallel zu dem Lenkventil (15) angeordnet ist.

9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Blende (30') eine steuerbare Grö­ ße aufweist.

10. Lenkeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Strömungspfad zwischen Pumpe und Lenkmotor eine Drossel (36) mit konstantem Strö­ mungswiderstand vorgesehen ist und die Blende so gesteuert ist, daß das Verhältnis der Druckabfälle über Blende (30') und Drossel (36) einer vorbe­ stimmten Funktion folgt.

11. Lenkeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis konstant ist.

12. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Handpumpe (3) und dem Lenkventil (15) eine Zusatzventilanord­ nung (6, 7) angeordnet ist, die die Handpumpe (3) entweder mit dem Lenkventil (15) oder, bei Abfall des Drucks der Pumpe (18) unter einen vorbestimmten Wert, mit dem Lenkmotor (12) verbindet.

13. Lenkeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zusatzventileinrichtung (6, 7) eine Zusatzventilelementanordnung aufweist, deren Ansteuereingang (45, 46) mit dem Ausgang der Pumpe verbunden (18) ist.

14. Lenkeinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzventileinrichtung (6, 7) jeweils ein Zusatzventil auf jeder Seite der Handpumpe aufweist.