DE4006149C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Allrad-Lenkung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Allrad-Lenkung der vorstehend angegebenen Art (US 46 01 357) ist ein Einschlagwinkelverhältnis-Kennfeld mit einer Mehrzahl von Kennlinien vorgesehen, von denen entweder manuell oder automatisch eine bestimmte Kennlinie in Abhängigkeit von den jeweiligen Fahrbedingungen ausgewählt werden kann. Dies geschieht in der Absicht, das Lenk- und Fahrverhalten des Fahrzeuges an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen und dem Fahrer Sicherheit zu geben. So beinhaltet beispielsweise das Kennfeld Kennlinien, längs denen sich in Abhängigkeit von dem Drehwinkel am Lenkrad der Einschlagwinkel der Hinterräder ändert, wobei Drehzahlbereiche als Parameter für unterschiedliche Kennlinien vorgesehen sind. Gemäß diesem Kennfeld werden beispielsweise die Hinterräder bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit in die zur Einschlagrichtung der Vorderräder entgegengesetzte Richtung eingeschlagen (Gegenphase), was eine verbesserte Lenkbarkeit des Fahrzeugs zur Folge hat, während bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit die Hinterräder in die gleiche Richtung wie die Vorderräder eingeschlagen werden (Gleichphase), wodurch die Fahrstabilität und Fahrtrichtungshaltung des Fahrzeugs verbessert wird.

Die bekannte Allrad-Lenkung weist sowohl an der Vorderrad- wie auch an der Hinterrad-Lenkvorrichtung eine Lenkhilfe auf. Diese Lenkhilfen dienen hierbei jedoch nur dazu, dem Fahrer die Betätigung der Lenkvorrichtungen zu erleichtern; eine Veränderung der Lenkhilfekraft in Abstimmung auf das durch Veränderung des Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses erzielte Lenkverhalten des Fahrzeuges ist nicht vorgesehen.

Bei einem anderen bekannten Lenksystem, das nicht der vorstehend beschriebenen Gattung entspricht, ist eine Lenkhilfe in Form einer Servo-Lenkvorrichtung für die Vorderräder des Fahrzeuges vorgesehen. Durch eine Schalteinrichtung kann die Hilfskraft der Servo-Lenkvorrichtung je nach Wunsch des Fahrers verändert werden, um dadurch eine Steigerung dieser Hilfskraft für körperlich schwächere Fahrer oder zur Erleichterung bei Ermüdung bzw. eine Verringerung dieser Hilfskraft für körperlich stärkere Fahrer zu ermöglichen (DE 33 43 180 A1). Eine Anpassung dieser Hilfskraft an bestimmte Fahrbedingungen des Fahrzeuges ist nicht vorgesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Allrad-Lenkung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit der eine noch weitergehende Anpassung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges an die jeweiligen Fahrbedingungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausgestaltung nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Überlegung, daß durch die Servo-Lenkvorrichtung dem Fahrer nicht nur eine Lenkhilfe gegeben ist, die das Einschlagen der Räder - durch eine entsprechende Kraftreduzierung - erleichtert, sondern dadurch auch die Fahrcharakteristik des Fahrzeuges beeinflußt wird. In Anpassung an die jeweiligen Fahrbedingungen wird somit bei der erfindungsgemäßen Allrad-Lenkung nicht nur die jeweils günstigste Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ausgewählt, sondern darüber hinaus auch die Charakteristik der Servo-Lenkvorrichtung so abgestimmt, daß in dem Zusammenspiel der Hinterrad-Lenkvorrichtung und der Servo-Lenkvorrichtung die daraus resultierenden Vorteile bezüglich der Fahreigenschaften des Fahrzeuges sich möglichst günstig ergänzen.

Wenn beispielsweise in dem Kennfeld eine Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie für normale Fahrbedingungen und eine solche für erschwerte Fahrbedingungen enthalten sind, kann die Abstimmung in bezug auf die Hilfskraft der Servo-Lenkvorrichtung so erfolgen, daß bei Wahl der den erschwerten Fahrbedingungen entsprechenden Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie die Hilfskraft der Servo-Lenkvorrichtung vermindert wird. Die den erschwerten Fahrbedingungen entsprechende Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie wird beispielsweise zum Fahren im Gelände gewählt. Durch Verringerung der Hilfskraft der Servo-Lenkvorrichtung wird die zum Drehen des Lenkrades erforderliche Kraft erhöht, so daß der Fahrer davon abgehalten wird, das Lenkrad zu stark zu drehen. Wenn andererseits in dem Kennfeld eine Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie für normale Fahrbedingungen sowie eine solche enthalten sind, bei der besonderes Gewicht auf die Lenkbarkeit des Fahrzeuges gelegt ist, kann bei Wahl der letzteren Kennlinie die Hilfskraft der Servo-Lenkvorrichtung erhöht werden. Die Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie wird beispielsweise bei einem Fahren auf schmalen Wegen, d. h. bei begrenztem Manövrierraum, gewählt. Durch die vorgenommene Erhöhung der Hilfskraft der Servo-Lenkvorrichtung wird die zum Drehen des Lenkrades erforderliche Kraft verringert, so daß der Fahrer das Fahrzeug leicht lenken kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher er­ läutert; es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Fahrzeugs, das mit einer Vierradlenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist;

Fig. 2 eine ausschnitthafte schematische Darstellung zur Erläuterung der Hinterrad-Lenkvorrichtung;

Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Hinter­ rad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinien;

Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Steu­ ereinheit;

Fig. 5 eine ausschnitthafte schematische Darstellung zur Erläuterung der Servolenkung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Steuerventils und

Fig. 7 ein Beispiel der ersten und zweiten Gegen­ kraftkennlinien.

In Fig. 1 ist schematisch ein mit einer Vierrad-Lenkvor­ richtung ausgerüstetes Fahrzeug dargestellt, das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine Vorderrad-Lenk­ vorrichtung 3, die die Vorderräder 2L und 2R aufgrund der Drehung eines Lenkrades 1 einschlägt, eine Hinter­ rad-Lenkvorrichtung 5, die die Hinterräder 4L und 4R auf­ grund der Drehung der Vorderräder 2L und 2R einschlägt, und eine Servolenkvorrichtung 6, die der Vorderrad-Lenkvorrich­ tung 3 zugeordnet ist und dem Fahrer beim Drehen des Lenkrades 1 behilflich ist, aufweist.

Die Vorderrad-Lenkvorrichtung 3 umfaßt einen Lenkstab 7, der sich in einer Richtung quer zur Fahrzeugkarosserie erstreckt und mit einer Zahnstange ausgerüstet ist, die sich mit einem am unteren Ende einer Lenkwelle 11 ange­ ordneten Ritzel 10 in Eingriff befindet, linke und rech­ te Spurstangen 8, die mit den einander gegenüberliegen­ den Enden des Vorderradlenkstabes 7 verbunden sind, und linke und rechte Gelenkarme 9, die die Spurstangen 8 mit dem linken Vorderrad 2L bzw. dem rechten Vorderrad 2R verbinden. Der Vorderradlenkstab 7 wird aufgrund der Drehung des Lenkrades 1 nach links oder rechts verscho­ ben, wodurch die Vorderräder 2L und 2R eingeschlagen werden.

Die Hinterrad-Lenkvorrichtung 5 umfaßt einen Steuerab­ schnitt und einen mechanischen Abschnitt 20. Der Steuer­ abschnitt enthält einen Hinterradeinschlagwinkelsensor 12, einen Lenkraddrehwinkelsensor 13, einen Vorderrad­ einschlagwinkelsensor 14, ein Paar von Fahrzeuggeschwin­ digkeitssensoren 15 und 16 und eine Steuereinheit 17. Die Steuereinheit 17 umfaßt einen Mikroprozessor 18 und eine Sicherheitsschaltung 19. Der mechanische Abschnitt 20 umfaßt einen Hinterradlenkstab 23, der mit jeweils einem seiner Enden mittels einer Spurstange 21 und eines Gelenkarms 22 mit einem der Hinterräder 4L bzw. 4R ver­ bunden ist, einen Servomotor 24 und ein Untersetzungsge­ triebe 25, das die Antriebskraft des Servomotors an den Hinterradlenkstab 23 überträgt.

Der Servomotor 24 ist ein Schrittmotor, dessen Ausgangs­ welle mittels des Untersetzungsgetriebes 25, das, wie in Fig. 2 gezeigt, einen Kraftübertragungsweg 26 und eine Kugelspindel 27 umfaßt, mit dem Hinterradlenkstab 23 verbunden ist. Der Servomotor 24 dreht sich entsprechend der von der Steuersignalausgabe von der Steuereinheit 17 bewirkten Steuerung und schlägt die Hinterräder 4L und 4R ein. Der Einschlagwinkel der Hinterräder 4L und 4R wird auf der Grundlage eines Ermittlungssignals, das vom Hinterradeinschlagwinkelsensor 12, der den Grad der Be­ tätigung des Untersetzungsgetriebes 25 ermittelt, ausge­ geben wird, und eines Ermittlungssignals, daß von einem Kodedrehgeber 28, der den Drehwinkel des Servomotors 24 ermittelt, ausgegeben wird, berechnet. Der auf diese Weise berechnete Einschlagwinkel der Hinterräder 4L und 4R wird mit der Steuereinheit 17 rückgekoppelt, so daß die Steuereinheit 17 das Rückkopplungssignal für die Steuerung des Betriebs des mechanischen Abschnittes 20 der Hinterrad-Lenkvorrichtung 5 verwenden kann. Zwischen den Servomotor 24 und das Untersetzungsgetriebe 25 ist eine Bremse 29 geschaltet. Die Bremse 29 verhindert, daß die Antriebskraft des Servomotors 24 an das Unter­ setzungsgetriebe 25 übertragen wird.

Ferner ist zwischen den Servomotor 24 und das Unter­ setzungsgetriebe 25 eine Kupplung 30 geschaltet. Am Hin­ terradlenkstab 23 ist eine Hinterradneutralisierungsvor­ richtung 31 vorgesehen, die die Hinterräder 4L und 4R in die Geradeausposition zurückstellt, wenn der Kraftschluß der Kupplung 30 unterbrochen wird. Die Hinterradneutra­ lisierungsvorrichtung 31 umfaßt ein Paar von Halterungen 32, die in einem vorgegebenen Abstand voneinander am Hinterradlenkstab 23 befestigt sind, eine zwischen den Halterungen 32 angeordnete Zentrierfeder 33, ein Paar von an den gegenüberliegenden Enden der Zentrierfeder 33 befestigten Abstandhaltern 34 und ein Paar von an der Fahrzeugkarosserie an den der Feder 33 gegenüberliegen­ den Seiten befestigten Sperren. Wenn sich die Hinterrä­ der 4L und 4R in der Geradeausposition befinden, stoßen die Abstandhalterungen 34 gegen die entsprechenden Sper­ ren 35, während sich dann, wenn der Hinterradlenkstab 23 nach links oder rechts verschoben wird, eine der Abstandhalte­ rungen 34 sich von der entsprechenden Sperre 35 wegbewegt und dabei die Zentrierfeder 33 zusammendrückt, so daß die Feder 33 den Hinterradlenkstab 23 in die Mittelposition zu verstellen sucht (in der die Hinterräder 4L und 4R in der Gerade­ ausposition gehalten werden).

Die Steuereinheit 17 liest das Hinterrad-Einschlagwinkel­ verhältnis, d. h. das Verhältnis des Hinterrad-Einschlag­ winkels zum Vorderrad-Einschlagwinkel, das auf der momen­ tanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer im voraus ge­ setzten Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ba­ siert, aus und gibt ein Steuersignal an den Servomotor 24 aus. Das heißt, daß die Steuereinheit 17 einerseits anhand der Signalausgabe vom den Drehwinkel des Lenkrades 1 ermittelnden Lenkraddrehwinkelsensor 13 den Einschlagwinkel der Vorderräder 2L und 2R und anderer­ seits anhand der Signalausgabe vom die Rota­ tionsgeschwindigkeit der Vorderräder 2L und 2R ermit­ telnden Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 15 die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Dann liest die Steu­ ereinheit 17 einen auf diesen Werten und der im voraus gesetzten Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie basierenden Zieleinschlagwinkel aus und gibt ein diesem Zieleinschlagwinkel der Hinterräder 4L und 4R entspre­ chendes Steuersignal an den Servomotor 24 aus. Gleich­ zeitig folgt die Steuereinheit 17 mittels des Signals vom Kodedrehgeber 28 konstant der Position des Servomo­ tors 24, wodurch die Steuerung des Einschlagwinkels der Hinterräder 4L und 4R ausgeführt wird.

Die den normalen Fahrbedingungen des Fahrzeugs entspre­ chende Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ist in Fig. 3 durch die durchgezogene Linie A dargestellt; diese Kurve wird als erste Hinterrad-Einschlagwinkel- Kennlinie bezeichnet. Eine zweite Hinterrad-Einschlagwin­ kel-Kennlinie (die in Fig. 3 durch die unterbrochene Li­ nie B dargestellt wird) entspricht einem besonderen Satz von Fahrbedingungen für das Fahrzeug. In der ersten Hin­ terrad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ist das Hin­ terrad-Einschlagwinkelverhältnis bei niedriger Fahrzeug­ geschwindigkeit negativ (d. h., daß die Hinterräder 4L und 4R in die zur Einschlagrichtung der Vorderräder 2L und 2R entgegengesetzte Richtung eingeschlagen werden), was die Lenkbarkeit des Fahrzeugs verbessert; anderer­ seits wird das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit positiv (d. h., daß die Hinterräder 4L und 4R in die gleiche Richtung wie die Vorderräder 2L und 2R eingeschlagen werden), was die Fahrstabilität bei hoher Geschwindigkeit verbessert. In der zweiten Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ist die Zunahmerate des Hinterrad-Einschlagwinkelverhält­ nisses bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als in der ersten Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis- Kennlinie; außerdem erreicht das Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnis den Wert 0 bei einer höheren Fahrzeugge­ schwindigkeit als in der ersten Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnis-Kennlinie, so daß die Lenkbarkeit bei nie­ driger Geschwindigkeit weiter verbessert wird. Die Hin­ terradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinien werden ge­ wechselt, indem ein Wählschalter 36 manuell betätigt wird oder indem der Wählschalter 36 gemäß den Fahrbedin­ gungen des Fahrzeugs automatisch betätigt wird.

Jede der der Steuerung der Hinterrad-Lenkvorrichtung 5 dienenden Vorrichtungen zur Ermittlung der Betriebsbe­ dingungen des Fahrzeugs ist aus Gründen der Störsicher­ heit doppelt vorgesehen. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist da­ her zusätzlich zum Lenkraddrehwinkelsensor 13 der Vor­ derradeinschlagwinkelsensor 14, der über die Verschie­ bung des Vorderradlenkstabes 7 den Einschlagwinkel der Vorderräder 2L und 2R ermittelt, vorgesehen; weiterhin ist zusätzlich zum Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 15 der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16 vorgesehen, der über die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle die Fahr­ zeuggeschwindigkeit ermittelt; schließlich ist zusätz­ lich zum Kodedrehgeber 28 der Hinterradeinschlagwinkel­ sensor 12 vorgesehen, der über den Betätigungsgrad des Untersetzungsgetriebes 25 den Einschlagwinkel der Hin­ terräder 4L und 4R ermittelt. Wenn beispielsweise der durch das Ermittlungssignal vom Lenkraddrehwinkelsensor 13 gegebene Einschlagwinkel der Vorderräder 2L und 2R erheblich vom durch das Ermittlungssignal des Vorderrad­ einschlagwinkelsensors gegebenen Einschlagwinkel ab­ weicht, wird entschieden, daß in einem der Sensoren eine Störung vorliegt. Daraufhin werden im voraus festgelegte Maßnahmen ergriffen, z. B. die Hinterräder 4L und 4R in die Geradeausposition zurückgestellt.

In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 36 den Wählschal­ ter, das Bezugszeichen 37 einen Leerlaufschalter, der verwendet wird, wenn die Vierrad-Lenkvorrichtung dieser Ausführungsform in einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe eingebaut ist; er ermittelt, ob sich der Schalthebel in der Leerlaufposition befindet oder daß das Kupplungspe­ dal getreten ist. Das Bezugszeichen 38 bezeichnet einen Sperrschalter, der dann verwendet wird, wenn die Vier­ rad-Lenkvorrichtung dieser Ausführungsform in einem Fahr­ zeug mit automatischer Kraftübertragung eingebaut ist; er ermittelt, ob sich der Wählhebel in der N- oder der P-Position befindet. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet ei­ nen Bremsschalter, der ermittelt, ob das Bremspedal niedergedrückt ist. Die Bezugszeichen 40 und 41 bezeich­ nen einen Motorschalter, der ermittelt, ob der Motor läuft, bzw. einen L-Anschluß, der ermittelt, ob die Lichtmaschine arbeitet. Die von den Schaltern 37 bis 40 und dem L-Anschluß 41 ausgegebenen Signale werden in die Steuereinheit 17 eingegeben. Das bedeutet, wie in Fig. 4 gezeigt, daß die Ausgangssignale der Geschwindigkeits­ sensoren 15 und 16, der Schalter 37 bis 40 und des L-An­ schlusses 41 über einen Puffer 42 in den Mikroprozessor 18 der Steuereinheit 17 eingegeben werden. Die Ausgangs­ signale des Lenkraddrehwinkelsensors 13, des Vorderrad­ einschlagwinkelsensors 14 und des Hinterradeinschlagwin­ kelsensors 15 werden über den Puffer 42 und einen A/D- Wandler 43 in den Mikroprozessor 18 eingegeben. Das Aus­ gangssignal des Kodedrehgebers 28 wird in den Mikropro­ zessor 18 über eine Schnittstelle 44 eingegeben. Die Steuereinheit 17 beginnt aufgrund des Ausgangssi­ gnals vom L-Anschluß 41 zu arbeiten, woraufhin die durch den Mikroprozessor 18 erzeugten Steuersignale über eine Motorsteuerschaltung 45 an den Servomotor 24, über eine Bremsantriebsschaltung 46 an die Bremse 29 und über eine Kupplungsantriebsschaltung 47 an die Kupplung 30 über­ tragen werden.

Wenn der Mikroprozessor 18 aufgrund der Ausgangssignale von den verschiedenen Ermittlungsvorrichtungen fest­ stellt, daß in irgendeinem Teil der Steuervorrichtung eine Störung vorliegt oder irgendein Teil der Steuervor­ richtung ausgefallen ist, gibt er Steuersignale aus, die eine Relaistreiberschaltung 48 dazu veranlassen, die Wicklung 49 eines Relais 50 abzuerregen, und die Kupp­ lungsantriebsschaltung 47 dazu veranlassen, den Kraft­ schluß der Kupplung 30 zu unterbrechen. Wenn die Wick­ lung 49 aberregt ist, wird die Lieferung von Leistung von der Batterie 51 an die Motorantriebssteuerung 45 un­ terbrochen und eine Warnlampe 52 eingeschaltet. Wenn der Kraftschluß der Kupplung 30 unterbrochen wird, werden ferner die Hinterräder 4L und 4R mittels der Neutrali­ sierungsvorrichtung 31 in die Geradeausposition zurück­ gestellt. Wenn der Ausfall von der Art ist, daß er die Steuerung des Servomotors 24 nicht nachteilig beein­ flußt, veranlaßt der Mikroprozessor 18, daß Strom zu der Basis eines Transistors 53 fließt, wodurch die Warn­ lampe 52 eingeschaltet wird, und daß der Servomotor 24 die Hinterräder 4L und 4R in die Geradeausposition zu­ rückstellt.

Die Sicherheitsschaltung 19, die vom Mikroprozessor 18 unabhängig ist, unterbricht die Arbeit des Mikroprozes­ sors 18, wenn in diesem selbst eine Störung auftritt. Das heißt, daß die Ermittlungssignale von den Sensoren 12 bis 16 in die Sicherheitsschaltung 19 eingegeben werden und daß diese aufgrund der Ermittlungssignale und unabhängig vom Mikroprozessor 18 feststellt, ob die Hinterrad-Lenk­ vorrichtung 5 richtig gemäß den Fahrbedingungen des Fahrzeugs arbeitet. Wenn festgestellt wird, daß die Hin­ terrad-Lenkvorrichtung 5 nicht richtig arbeitet, schaltet die Sicherheitsschaltung 19 die Warnlampe 52 ein und gibt ein Steuersignal aus, das den Kraftschluß der Kupp­ lung 30 unterbricht, wodurch die Hinterräder 4L und 4R durch die Kraft der Neutralisierungsvorrichtung 31 in die Geradeausposition zurückgestellt werden.

Ferner gibt die Sicherheitsschaltung 19 ein Signal mit hohem oder mit niedrigem Pegel an den Mikroprozessor 18 aus, woraufhin der Mikroprozessor 18 an die Sicherheits­ schaltung 19 ein Signal ausgibt, das dem von der Sicher­ heitsschaltung 19 ausgegebenen Signal entspricht. Somit überwacht die Sicherheitsschaltung 19 den Mikroprozessor 18. Wenn der Mikroprozessor 18 ausfällt, gibt die Si­ cherheitsschaltung 19 an den mechanischen Abschnitt 20 ein Steuersignal, das die vom Mikroprozessor 18 ausge­ führte Hinterradeinschlagsteuerung zurücksetzt.

Ferner steuert die Sicherheitsschaltung 19 die Hilfs­ kraft der Servolenkvorrichtung 6 entsprechend der Betriebsbedin­ gung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das heißt, daß die Sicherheitsschaltung 19 ein Steuersignal an eine Ventiltreiberschaltung 55 ausgibt, die ein Steuerventil 54 der Servolenkvorrichtung 6 steuert.

Wie in Fig. 5 gezeigt, enthält die Servolenkvorrichtung 6 einen am Vorderradlenkstab 7 angebrachten Kolbenmechanismus 56. Der Kolbenmechanismus 56 umfaßt einen Zylinder 57 und einen Kolben 58, welcher einteilig mit dem Vorder­ radlenkstab 7 ausgebildet ist und den Raum im Zylinder 57 in eine linke und eine rechte Hydraulikdruckkammer 59 bzw. 60 unterteilt. Die Hydraulikdruckkammern 59 und 60 sind mittels Rohrleitungen 61 bzw. 62 mit einem an der Lenk­ welle 11 angeordneten Steuerventil 54 verbunden. Eine von der Druckseite einer Ölpumpe 63 sich erstreckende Rohrleitung 64 und eine mit einem Behälter 65 in Verbin­ dung stehende Rohrleitung 66 sind mit dem Steuerventil 54 verbunden.

Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt das Steuerventil 54 ein Schaltventil 67 und einen Gegenkraftmechanismus 68. Das Schaltventil 67 legt entsprechend der Richtung, in die das Lenkrad 1 gedreht wird, fest, welche der Kammern 59 und 60 mit Hydrauliköl versorgt wird. Der Gegenkraftme­ chanismus 68 umfaßt eine Druckkammer 70 und einen Kolben 71, der sich unter dem Druck der Druckkammer 70 bewegt. Die Druckkammer 70 steht mit einer Rohrleitung 69 in Verbindung, die von der Rohrleitung 64 abzweigt. Wenn der Druck in der Druckkammer 70 zunimmt, nimmt die auf einen mit dem Lenkrad 1 verbundenen Torsionsstab wirken­ de Festhaltekraft zu. Das bedeutet, daß bei zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung 6 abgeschwächt wird. Die Rohrleitung 69 steht über eine Abzweigrohrleitung 72 mit einer Rücklaufrohrleitung 66 in Verbindung. Die Rohrleitung 69 und die Abzweigrohr­ leitung 72 sind mit variablen Verengungen 73 bzw. 74 ausgerüstet, die miteinander gekoppelt sind und eine Ge­ genkraftdruck-Änderungsvorrichtung bilden.

Normalerweise ändern sich die Öffnungen der variablen Verengungen 73 und 74 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Insbesondere wird die Öffnung der Verengung 73 größer, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, während in diesem Fall die Öffnung der Verengung 74 kleiner wird. In dieser Anordnung nimmt der Druck in der Druckkammer 70 zu, um die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung 6 bei steigen­ der Fahrzeuggeschwindigkeit abzuschwächen. Das heißt, daß die in der Sicherheitsschaltung 19 vorgesehene Gegen­ kraftbestimmungsvorrichtung den Wert des Gegenkraft­ druckes festlegt, der im Gegenkraftmechanismus 68 auf der Grundlage der im voraus festgesetzten Gegenkraft­ kennlinie und auf der Grundlage der momentanen Fahrzeug­ geschwindigkeit, die durch Si­ gnale von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 15 und 16 gegeben ist, erzeugt wird. Somit wird ein Steuersi­ gnal, das dem Wert des zu erzeugenden Gegenkraftdruckes entspricht, an die variablen Verengungen 73 und 74 aus­ gegeben. Mit diesem Steuersignal werden die Öffnungen der Verengungen 73 und 74 gesteuert.

Es sind erste und zweite Gegenkraftkennlinien vorgese­ hen, die in Fig. 7 durch die durchgezogene Linie α bzw. die unterbrochene Linie β dargestellt sind. Wenn die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung 6 erhöht werden soll, wird die erste Gegenkraftkennlinie verwendet, während die zweite Gegenkraftkennlinie verwendet wird, wenn die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung 6 verringert werden soll. Unter der Annahme, daß die erste Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnis-Kennlinie für normale Fahrbedingungen des Fahrzeugs geeignet ist und daß die zweite Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis-Kennlinie für erschwerte Fahrbe­ dingungen des Fahrzeugs, etwa solche des Fahrens im Ge­ lände, geeignet ist, gibt die Sicherheitsschaltung 19 dann, wenn von der ersten Hinterrad-Einschlagwinkelverhält­ nis-Kennlinie zur zweiten Hinterrad-Einschlagwinkelver­ hältnis-Kennlinie übergegangen wird, ein Steuersignal aus, welches veranlaßt, daß von der ersten Gegenkraftkennlinie zur zweiten Gegenkraftkennli­ nie umgestellt und folglich die Hilfskraft der Servolen­ kvorrichtung 6 verringert wird. In diesem Fall wird die zum Drehen des Lenkra­ des erforderliche Kraft erhöht, so daß der Fahrer davon abgehalten wird, das Lenkrad zu stark zu drehen.

Unter der Annahme, daß die erste Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnis-Kennlinie für normale Fahrbedingungen ge­ eignet ist und bei der zweiten Hinterrad-Einschlagwinkel­ verhältnis-Kennlinie besonderes Gewicht auf die Lenkbar­ keit des Fahrzeugs gelegt worden ist, gibt die Sicher­ heitsschaltung 19 dann, wenn von der ersten Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis-Kennlinie zur zweiten Hinterrad- Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie übergegangen wird, ein Steuersignal aus, das veranlaßt, daß von der zweiten Gegenkraftkennlinie zur ersten Gegenkraftkennlinie umgestellt und daher die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung 6 erhöht wird. In diesem Fall wird die zum Drehen des Lenkrades erforderliche Kraft verringert, so daß der Fahrer das Fahrzeug leicht lenken kann.

Der Mikroprozessor 18 überwacht die Sicherheitsschaltung 19 und gibt ein Steuersignal aus, das das Steuerventil 54 dazu veranlaßt, die Hilfskraft auf der Grundlage der ersten Gegenkraftkennlinie unabhängig von der Sicher­ heitsschaltung festzusetzen, wenn festgestellt wird, daß die Gegenkraftkennlinien aufgrund einer Störung in der Sicherheitsschaltung 19 nicht richtig geändert worden sind.

In der beschriebenen Ausführungsform arbeitet die den Mikroprozessor 18 überwachende Sicherheitsschaltung 19 auch als Hilfskraftsteuervorrichtung. Daher wird der Ge­ samtaufbau - verglichen mit einer Anordnung, in der die Hilfskraftsteuervorrichtung getrennt von der Sicher­ heitsschaltung 19 vorgesehen ist - vereinfacht.

Im Mikroprozessor 18 oder in der Sicherheitsschaltung 19 kann eine Vorrichtung vorgesehen werden, die den Wähl­ schalter 36 überwacht und bei einer fehlerhaften Auswahl seinen Betrieb sperrt, so daß der Mikroprozessor 18 oder die Sicherheitsschaltung 19 aufgrund der Sperrung der Funktion des Wählschalters 36 die erste Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis-Kennlinie und die erste Gegen­ kraftkennlinie auswählt.

Wenn ferner schnell von der ersten Hinterrad-Einschlagwinkel­ verhältnis-Kennlinie zur zweiten Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnis-Kennlinie bei hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugs übergegangen wird, kann dies die Fahrstabilität des Fahrzeugs negativ beeinflussen. Folglich wird ein Wechsel zwischen den Hinterrad-Einschlagwinkelverhält­ nis-Kennlinien vorzugsweise entweder langsam ausgeführt oder so lange nicht ausgeführt, bis die Fahrzeugge­ schwindigkeit niedriger als eine vorgegebene Geschwin­ digkeit ist oder bis der Lenkraddrehwinkel kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Ferner kann die Steuerein­ heit 17 so ausgebildet sein, daß sie die Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis-Kennlinien wechselt, bevor sie die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung 6 ändert. Beispielsweise schwächt die Steuereinheit 17 zuerst die Hilfskraft ab und wechselt dann die Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis- Kennlinie, wenn sich das Fahrzeug in erschwerten Fahr­ bedingungen befindet. In diesem Fall kann die Lenkbar­ keit bei Aufrechterhaltung der Lenkstabilität verbessert werden, da die Hilfskraft vor einem Wechsel der Hinter­ rad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie von der ersten Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie zur zweiten Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie abge­ schwächt worden ist, so daß zum Drehen des Lenkrades ei­ ne größere Kraft erforderlich ist.

Claims (7)

1. Allrad-Lenkung für ein Fahrzeug mit mindestens einem Vorderrad oder Hinterrad und mindestens zwei Hinterrädern bzw. Vorderrädern, mit einer in Abhängigkeit von der Drehung eines Lenkrades (1) betätigbaren Vorderrad-Lenkvorrichtung (3), einer in Abhängigkeit von der Drehung des Lenkrades betätigbaren Hinterrad-Lenkvorrichtung (5), wobei das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis (Verhältnis des Hinterrad-Einschlagwinkels zum Vorderrad-Einschlagwinkel) auf der Grundlage vorgegebener Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinien steuerbar ist, mit einer Wählvorrichtung (36) zur Auswahl einer bestimmten Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeuges, gemäß der das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis gesteuert wird, und mit einer Servolenkvorrichtung (6), gekennzeichnet durch eine Hilfskraft-Änderungseinrichtung (17), welche die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) in Abstimmung auf die jeweils ausgewählte Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie verändert.

2. Allrad-Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auswahl einer erschwerten Fahrbedingungen entsprechenden Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie die Hilfskraft-Änderungseinrichtung (17) die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) verringert.

3. Allrad-Lenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auswahl einer normalen Fahrbedingungen entsprechenden Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) gemäß einer ersten Hilfskraft-Kennlinie mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit verringert wird, wobei die Verringerung im wesentlichen proportional zur Fahrgeschwindigkeit erfolgt, und daß bei Auswahl einer erschwerten Fahrbedingungen entsprechenden Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) gemäß einer zweiten Hilfskraft-Kennlinie mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit verringert wird, wobei bei gegebener Fahrzeuggeschwindigkeit die Hilfskraft gemäß der zweiten Hilfskraftkennlinie kleiner als gemäß der ersten Hilfskraft-Kennlinie ist.

4. Allrad-Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auswahl einer betonten Lenkbarkeit des Fahrzeuges entsprechenden Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) durch die Hilfskraft-Änderungseinrichtung (17) erhöht wird.

5. Allrad-Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auswahl einer normalen Fahrbedingungen entsprechenden Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) gemäß einer ersten Hilfskraft-Kennlinie mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit verringert wird, wobei die Verringerung im wesentlichen proportional zur Fahrgeschwindigkeit erfolgt, und daß bei Auswahl einer betonten Lenkbarkeit des Fahrzeuges entsprechenden Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) gemäß einer zweiten Hilfskraft-Kennlinie mit zunehmender Fahhrgeschwindigkeit verringert wird, wobei bei gegebener Fahrgeschwindigkeit die Hilfskraft gemäß der zweiten Hilfskraft-Kennlinie größer als gemäß der ersten Hilfskraft-Kennlinie ist.

6. Allrad-Lenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der Auswahl der Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie entsprechend betonter Lenkbarkeit des Fahrzeuges bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Hinterrad-Lenkvorrichtung (5) erst nach Unterschreiten einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit gemäß dieser Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie, gesteuert wird.

7. Allrad-Lenkung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der Auswahl der Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie entsprechend betonter Lenkbarkeit des Fahrzeuges bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Hinterrad-Lenkvorrichtung (5) nur bei Unterschreiten eines bestimmten Lenkrad-Drehwinkels gemäß dieser Einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie gesteuert wird.