Die
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 zeigt ein Vierradlenkfahrzeug 100,
an welchem die vorliegende Erfindung Anwendung findet und welches
ein Paar von linken und rechten Hinterrädern 161 und 162,
eine zwischen den Hinterrädern 161 und 162 vorgesehene
Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 sowie eine Steuereinheit 10 zum
Steuern eines Betriebs der Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 aufweist.
Die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 arbeitet für ein Lenken
der linken und rechten Hinterräder 161 und 162 in
Verbindung mit einem Lenken von Vorderrädern (nicht gezeigt) des Fahrzeugs 100.
Die Basiskonstruktion und Funktionsprinzipien der Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 sind
im wesentlichen die gleichen, wie bei der Hinterrad-Lenkvorrichtung 400, die
in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Nr.2000-79881
(korrespondierend zu der japanischen Patentanmeldung Nr. HEI-11-169609)
offenbart ist. Allerdings unterscheidet sich die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110,
welche diese Ausführungsform
der Erfindung einsetzt, in den folgenden Details von der Hinterrad-Lenkvorrichtung 400 nach
dem Stand der Technik. Ähnlich
zu der Hinterrad-Lenkvorrichtung 400 nach dem Stand der
Technik, besitzt die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110, die
diese Ausführungsform
einsetzt, die Eigenschaft, daß die
Lenkstange unter Verwendung eines mechanischen Stoppers an deren
Neutralstellung positioniert wird, wenn diese zurückgebracht
wird, nachdem diese nach links oder nach rechts für eine Hinterrad-Lenkung
bewegt wurde, d.h. bei einem Zurück-zu-Neutral-Hub. Da
die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 im allgemeinen in der
gleichen Weise wie die Hinterrad-Lenkvorrichtung 400 nach
dem Stand der Technik aufgebaut ist, würde sie die gleichen Schwierigkeiten
beim Positionieren der Hinterrad-Lenkstange an deren Neutralstellung
nach einer Lenkbewegung nach links oder nach rechts zeigen; das
heißt
bei dem Zurück-zu-Neutral-Hub
würde eine
ineinandergreifende Klemmung zwischen Gewindeabschnitten der Schiebeglieder
und Gewindeabschnitten eines im Gewindeeingriff mit den Schiebegliedern
stehenden Antriebsmechanismus auftreten, wenn nicht spezielle Vorbeugungsmaßnahmen
getroffen werden. Die Steuereinheit 10 entsprechend dieser
Ausführungsform
besitzt zusätzlich
zu der normalen Funktion eines Steuerns des Lenkbetriebs der Hinterräder durch die
Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 eine zusätzliche Steuerfunktion, um
die ineinandergreifende Klemmung bei dem Gewindeeingriff zwischen
den Gewindeabschnitten der Schiebeglieder und des Antriebsmechanismus
zu vermeiden. Die Steuerfunktion zum Vermeiden der ineinandergreifenden
Klemmung durch eine elektrische oder elektronische Steuerverarbeitung
bildet einen wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die
Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 entsprechend dieser Ausführungsform
ist nämlich
dazu ausgebildet, durch die später
beschriebene elektronische Steuerverarbeitung ein Auftreten der
ineinandergreifenden Klemmung beim Gewindeeingriff zwischen Gewindeabschnitten
der Schiebeglieder und des Antriebsmechanismus zu vermeiden, wenn
die Hinterrad-Lenkstange nach deren Lenkbewegung nach links oder
nach rechts in die Neutralstellung zurückgebracht wird, um dadurch
einen sanften Hinterrad-Lenkbetrieb zu gewährleisten. Es ist zu bemerken,
daß die
Richtung nach links in 1 der
Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs 100 entspricht und der Pfeil 101 somit
eine Richtung repräsentiert, in
der das Fahrzeug 100 geradeaus fährt. Ferner repräsentiert
in dem veranschaulichten Beispiel von 1(A) die
linke Seite des Fahrzeugs 100, wohingegen (B) die rechte
Seite repräsentiert.
Es
werden zunächst
mechanische Hauptkomponenten der Hinterrad-Lenkvorrichtung mit Bezug auf die 2-6 wie auch die 1 beschrieben. Ähnlich der Hinterrad-Lenkvorrichtung 400 nach
dem Stand der Technik besitzt die diese Ausführungsform einsetzende Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 die
Eigenschaft, daß die
Hinterrad-Lenkstange an deren Neutralstellung unter Verwendung des
mechanischen Stoppers positioniert wird, wenn diese zurückgebracht
wird, nachdem diese nach links oder nach rechts für eine Hinterrad-Lenkung
bewegt wurde. Die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 umfaßt einen
Linearantriebsmechanismus 130 (2) zum Wandeln einer Drehantriebskraft
eines Elektromotors (z.B. Gleichstrommotors) 120 in eine
lineare Lenkkraft, die auf die linken und rechten Hinterräder 161 und 162 auszuüben ist,
Kupplungsmechanismen 140L und 140R (2) sowie eine Hinterrad-Lenkstange 150, die
zu Zwecken einer Hinterrad-Lenkung nach links und nach rechts bewegbar
ist.
Die
folgenden Absätze
beschreiben den Linearantriebsmechanismus 130, die linken
und rechten Kupplungsmechanismen 140L und 140R,
die Hinterrad-Lenkstange 150 sowie weitere Mechanismen,
die mit dem Betrieb der Hinterrad-Lenkstange 150 zusammenhängen, mit
Bezug auf die 2-6. Die linken und rechten
Kupplungsmechanismen 140L und 140R, welche horizontal
zueinander symmetrisch sind, verbinden oder trennen die Hinterrad-Lenkstange 150 betriebsmäßig mit
oder von dem Motor 120. Die linken und rechten Kupplungsmechanismen 140L und 140R sind
unter Verwendung einer Struktur mit einem konzentrischen Dreifachzylinder und
einem Gewindeantriebsmechanismus zum Bewegen der Hinterrad-Lenkstange 150 in
einer Richtung axial auswärts
oder einwärts
konstruiert, wie es detailliert unten beschrieben wird.
2 ist eine Explosionsansicht,
die den Linearantriebsmechanismus 130, linke und rechte Kupplungsmechanismen 140L und 140R sowie
die Hinterrad-Lenkstange 150 zeigt. Linke und rechte Schiebezylinder 133 und 134 werden
in einem einzigen äußeren drehkraftübertragenden
Zylinder 131 durch linke und rechte Öffnungen des Drehkraftübertragungszylinders 131 geschraubt.
Dann werden zwei linke und rechte innere Kupplungs zylinder 143 und 144 in
die linken und rechten Schiebezylinder 133 bzw. 134 über jeweilige
axial äußere Öffnungen der
Schiebezylinder 133 und 134 eingesetzt. Ferner wird
die Hinterrad-Lenkstange 150 durch die zwei linken und
rechten inneren Kupplungszylinder 143 und 144 eingefädelt. In 4 ist die vollständig zusammengesetzte
Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 im Vertikalschnitt gezeigt,
woraus deutlich wird, daß der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131,
die Schiebezylinder 133 und 134 sowie die inneren
Kupplungszylinder 143 und 144 zusammen die konzentrische
Dreifachzylinderstruktur ausbilden.
Der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131,
der sich an der konzentrischen Dreifachzylinderstruktur ganz außen befindet,
bildet den oben erwähnten
Linearantriebsmechanismus 130. Der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131 besitzt
ein um dessen Außenumfang
vorgesehenes außen
gezahntes Zahnrad 132 sowie ein entlang seiner Innenfläche ausgebildetes
Innen(oder internes)-Gewinde 131a. Das außen gezahnte
Zahnrad 132 kämmt
mit einem Antriebszahnrad 121, das an einer Ausgangswelle
des Motors 120 befestigt ist. Geschwindigkeitsreduktionsmechanismen 122 können zwischen
dem Antriebszahnrad 121 und dem außen gezahnten Zahnrad 132 vorgesehen
sein, wie es in 4 gezeigt
ist.
Das
entlang der Innenfläche
des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 ausgebildete
Innengewinde 131a ist tatsächlich in entgegengesetzten
Richtungen zwischen den linken und rechten Hälften des Zylinders 131 geschnitten.
In dem äußeren Drehkraftübertragungszylinder 131 sind
die linken und rechten Zwischenschiebezylinder 133 und 134 in
konzentrischer Beziehung zu dem äußeren Drehkraftübertragungszylinder 131 angeordnet.
Wie es am besten in 2 zu
sehen ist, besitzen die Zwischenschiebezylinder 133 und 134 Außen- oder
externe Gewinde 133a und 134a, die an deren jeweiligen
Außenumfangsflächen ausgebildet
sind. Die Außengewinde 133a und 134a sind
in entgegengesetzten Richtungen geschnitten, um mit entsprechenden Gewindeabschnitten
des Innengewindes 131a in der Innenfläche des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 zu
kämmen.
Wenn die Schiebezylinder 133 und 134 in den äußeren Drehkraftübertragungszylinder 131 eingesetzt
werden, werden nämlich
die Außengewinde 133a und 134a der
Schiebezylinder 133 und 134 in Gewindeeingriff
mit den entsprechenden Gewindeabschnitten des Innengewindes 131a des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 gebracht.
Ferner besitzt jeder der Zwischenschiebezylinder 133 und 134 einen
Schiebeführungsvorsprung 133A, 134A,
der an deren Außenfläche nahe des
axial äußeren Endes
davon ausgebildet ist. Die Schiebeführungsvorsprünge 133A und 134A stehen im
Eingriff mit Abschnitten eines nicht gezeigten Gehäuses, um
zu vermeiden, daß die
linken und rechten Zwischenschiebezylinder 133 und 134 sich
relativ zu dem nicht gezeigten Gehäuse drehen.
Wenn
der Motor 120 sich in einer bestimmten (z.B. Vorwärts-)Richtung
dreht, wird bewirkt, daß der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131 sich durch
den Zahneingriff zwischen dem Antriebszahnrad 121 und dem
außen
gezahnten Zahnrad 132 des Zylinders 131 dreht.
Die Drehung des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 wiederum
bewirkt, daß die
linken und rechten Zwischenschiebezylinder 133 und 134 sich
auswärts
voneinander weg, längs der
Achse der Hinterrad-Lenkstange 150, durch den kämmenden
Eingriff zwischen den Links- und Rechtsgewindeabschnitten des Innengewindes 131a des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 und
der entgegengesetzt geschnittenen Außengewinde 133a und 134a der
Schiebezylinder 133 und 134 verschieben. Dann,
wenn der Motor 120 sich in einer Richtung entgegengesetzt
zu der bestimmten Richtung (d.h. Rückwärtsrichtung) dreht, wird bewirkt,
daß der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131 sich
in der Rückwärtsrichtung
dreht, so daß die linken
und rechten Zwischenschiebezylinder 133 und 134 sich
einwärts
aufeinander zu längs
der Achse der Hinterrad-Lenkstange 150 verschieben. Die
Einwärtsverschiebebewegung
erlaubt es, daß die
linken und rechten Zwischenschiebezylinder 133 und 134 zu
deren jeweiligen Neutralstellungen zurückgebracht werden, wie diese
durch den mechanischen Stopper definiert sind. Wie zuvor bemerkt,
können durch
Vorsehen der jeweiligen Vorsprünge 133A und 134A die
Schiebezylinder 133 und 134 zuverlässig davor
bewahrt werden, sich während
der Schiebebewegung zu drehen.
Bei
der oben erwähnten
Auswärtsbewegung der
Schiebezylinder 133 und 134 werden die jeweiligen
Schiebeführungsvorsprünge 133A und 134A durch
linke und rechte mechanische Endstopper angegriffen, die an dem
nicht gezeigten Gehäuse
vorgesehen sind, so daß die
Schiebebewegung der Schiebezylinder 133 und 134 zwischen
den mechanischen Endstoppern begrenzt ist. Außerdem ist das Innere des Gehäuses derart
konstruiert, daß noch zuverlässiger vermieden
wird, daß die
Schiebezylinder 133 und 134 sich über vorbestimmte äußerste Stellen
hinaus bewegen.
In
den oben erwähnten
linken und rechten Schiebezylindern 133 und 134 sind
die oben erwähnten
linken und rechten Kupplungsmechanismen 140L bzw. 140R eingebaut. 3 ist eine schematische
Perspektivansicht, die Hauptkomponenten des linken Kupplungsmechanismus 140L von 2 in einem vollständig zusammengesetzten
Zustand zeigt.
Der
Aufbau des linken Kupplungsmechanismus 140L wird nun mit
Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. Es ist zu
bemerken, daß der
rechte Kupplungsmechanismus 140R in ähnlicher Weise wie der linke
Kupplungsmechanismus 140L aufgebaut ist, mit der Ausnahme,
daß er
punktsymmetrisch zu dem linken Kupplungsmechanismus 140L angeordnet
ist.
Wie
es in 3 veranschaulicht
ist, weist der linke Kupplungsmechanismus 140L ein linkes
elektromagnetisches Stellglied 141 enthaltend ein Solenoid
sowie einen inneren Kupplungszylinder 143 auf, der in dem
Schiebezylinder 133 in konzentrischer Beziehung dazu und
drehbar in dem Schiebezylinder 133 in Schiebekontakt mit
den Innenflächen
des Schiebezylinders 133 angeordnet ist. Der innere Kupplungszylinder 143 ist
durch die axial äußere Öffnung des
Zylinders 133 in den Schiebezylinder 133 eingesetzt.
Wie es durch die Punkt-und-Strich-Linie 142L von 2 bezeichnet ist, wird der
an der Außenfläche des
inneren Kupplungszylinders 143 nahe des axial äußeren Endes
des Zylinders 143 ausgebildete Vorsprung 143A durch
eine L-förmige
Führungsaussparung 145A eingebaut,
die an dem axial äußeren Ende
des Schiebezylinders 133 ausgebildet ist, und dann in eine
allgemein U-förmige
Führungsnut 145B eingerückt, die
in dem nicht gezeigten Gehäuse
ausgebildet ist. Der Vorsprung 143A wirkt somit als ein
Kupplungshebel. Wie es in 3 gezeigt ist,
bewirkt das linke elektromagnetische Stellglied 141, daß ein bewegbarer
Stift 141a in Reaktion auf eine Erregung des Solenoids
ausfährt
oder vorspringt, um gegen den durch eine Feder 143B unterstützten Vorsprung 143A des
inneren Kupplungszylinders 143 anzuschlagen. Der innere
Kupplungszylinder 143 ist durch die Feder 143B von
dessen axial inneren Ende aus betrachtet elastisch in einer Gegenuhrzeigerrichtung
gedrängt.
Nachdem
das Solenoid des elektromagnetischen Stellglieds 141 erregt
wurde, drückt
der Stift 141a den Vorsprung 143A des inneren
Kupplungszylinders 143 entgegen der Vorbelastung einer
Feder 143B nieder. In diesem Moment bewegt sich der Vorsprung 143A längs entsprechender
Umfangsabschnitte der Führungsnuten 145A und 145B.
Das Niederdrücken
des Vorsprungs 143A durch den Stift 141a des linken
elektromagnetischen Stellglieds 141 bewirkt, daß der innere
Kupplungszylinder 143 sich um einen vorbestimmten Winkel
in dem Schiebezylinder 133 dreht.
Ferner
besitzt der innere Kupplungszylinder 143 eine Mehrzahl
von Kupplungszähnen 143C,
die als innen gezahntes Zahnrad wirken, ausgebildet längs der
Innenumfangsfläche
an dem axial äußeren Ende
davon. Andererseits besitzt die Hinterrad-Lenkstange 150,
die durch den inneren Kupplungszylinder 143 gefädelt ist,
eine Mehrzahl von Eingriffszähnen 151,
in einer Anzahl gleich derjenigen der Kupplungszähne 143C des Kupplungszylinders 143 und
als ein außen
gezahntes Zahnrad wirkend, die längs
der Außenumfangsfläche derselben
ausgebildet sind. Die Kupplungszähne 143C und
die Eingriffszähne 151 sind
mit der gleichen Teilung ausgebildet. Die Eingriffszähne 151 der
Lenkstange 151 werden mit den Kupplungszähnen 143C von
der Außenseite
des axial äußeren Endes
des inneren Kupplungszylinders 143 derart "nutengekoppelt", daß diese
geeignet zwischen den Kupplungszähnen 143C angeordnet
werden können.
Wie
es ferner in 2 gezeigt
ist, besitzt der innere Kupplungszylinder 143 eine Verriegelungsklaue 143D,
die an seinem axial inneren Ende ausgebildet ist, um sich einwärts oder
in Richtung auf einen inneren Kupplungszylinder 144 des
anderen Kupplungsmechanismus 140R hin zu erstrecken.
Während die
vorangegangenen Absätze
allein den linken Kupplungsmechanismus 140L beschrieben
haben, sollte verständlich
sein, daß der rechte
Kupplungsmechanismus 140R ähnliche Komponenten besitzt.
Der rechte Kupplungsmechanismus 140R weist nämlich den
inneren Kupplungszylinder 144 entsprechend dem rechten
Schiebezylinder 134 auf. Der rechte Schiebezylinder 134 besitzt eine
an dem axial äußeren Ende
desselben ausgebildete L-förmige
Führungsaussparung 146A,
und eine allgemein U-förmige
Führungsnut 146B ist
in einem entsprechenden Abschnitt des nicht gezeigten Gehäuses ausgebildet.
Es ist zu bemerken, daß die L-förmige Führungsaussparung 146A des
rechten Schiebezylinders 134 verschieden von dem Gegenstück 145A des
linken Schiebezylinders 133 gestaltet ist; das heißt, während die
L-förmige
Führungsaussparung 145A ihren
Umfangsnutabschnitt von einem axialen Nutabschnitt nach oben erstreckend
aufweist, weist die L-förmige
Führungsaussparung 146A ihren
Umfangsnutabschnitt von einem axialen Nutabschnitt nach unten erstreckend
auf, wie es in 2 gezeigt
ist. Der innere Kupplungszylinder 144 des rechten Kupplungsmechanismus 140R besitzt den
Vorsprung 144A an der äußeren Oberfläche desselben
nahe dem axial äußeren Ende
des Zylinders 144 ausgebildet sowie eine Mehrzahl von Kupplungszähnen 144C wirkend
als ein innen gezahntes Zahnrad, entlang der Innenumfangsfläche an dem axial äußeren Ende
desselben ausgebildet. Der innere Kupplungszylinder 144 besitzt
auch eine Verriegelungsklaue 144D, die an dessen axial
inneren Ende ausgebildet ist, um sich einwärts oder zu dem inneren Kupplungszylinder 134 des
linken Kupplungsmechanismus 144L hin zu erstrecken. Ferner
besitzt die durch den inneren Kupplungszylinder 144 gefädelte Hinterrad-Lenkstange 150 eine
Mehrzahl von Eingriffszähnen 152,
in gleicher Anzahl wie Kupplungszähne 144C, die entlang
der äußeren Umfangsfläche derselben
ausgebildet sind. Außerdem
weist der rechte Kupplungsmechanismus 140R ein rechtes elektromagnetisches
Stellglied 142 (1)
zum Einwirken auf den Vorsprung 144A des rechten inneren Kupplungszylinders 144 auf.
Die
oben beschriebenen linken und rechten Kupplungsmechanismen 140L und 140R können die Hinterrad-Lenkstange 150 wie
gewünscht
betriebsmäßig mit
dem Motor 120 verbinden oder von dem Motor 120 trennen
durch den Eingriff oder die Ausrückung
zwischen den Kupplungszähnen 143C, 144C der
Kupplungsmechanismen 140L, 140R und den Eingriffszähnen 151, 152 der
Lenkstange 150. Die an den jeweiligen inneren Enden der
inneren Kupplungszylinder 143 und 144 vorgesehenen
Verriegelungsklauen 143D und 144D greifen ineinander,
um eine Verlagerung nach links/nach rechts der inneren Kupplungszylinder 143 und 144 zu
vermeiden, wenn die Zylinder 143 und 144 sich
gleichzeitig drehen.
Wie
es ferner in den 2 und 3 gezeigt ist, besitzt die
Hinterrad-Lenkstange 150 Führungsstifte 159,
die beispielsweise an deren linken Endabschnitt ausgebildet sind,
und Führungskanalabschnitte
sind an dem nicht gezeigten Gehäuse
in korrespondierender Beziehung zu den Führungsstiften 159 zum
Aufnehmen der Stifte 159 ausgebildet. Es wird bewirkt, daß die Hinterrad-Lenkstange 150 sich
axial bewegt, wobei die Führungsstifte 159 sich
in und längs
der Führungskanalabschnitte
verschieben, so daß die Hinterrad-Lenkstange 150 sich
axial nach links oder nach rechts bewegen kann, ohne sich unbeabsichtigterweise
um ihre Achse zu drehen. Der Lenkhubsensor 157 (1) ist an oder nahe der
Lenkstange 150 vorgesehen, um einen Weg der Bewegung nach
links oder nach rechts der Lenkstange 150 zu erfassen. Zudem
besitzt die Lenkstange 150 linke und rechte mittlere Vorsprünge 153 und 154,
die in ihrer Position den linken und rechten Schiebezylindern 133 und 134 im
vollständig
zusammengesetzten Zustand entsprechen. Ferner sind innere Vorsprünge 133B und 134B an
den jeweiligen Innenflächen
der linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134,
in korrespondierender Beziehung zu den mittleren Vorsprüngen 153 und 154 der
Lenkstange 150, derart ausgebildet, daß die Vorsprünge 133B und 134B mit
den äußeren Endflächen 153a und 154a der
korrespondierenden mittleren Vorsprünge 153 und 154 in
Kontakt treten. Ferner ist die Hinterrad-Lenkstange 150 an
ihren entgegengesetzten Enden mit den linken und rechten Hinterrädern 161 und 162 des
Fahrzeugs 100 mittels linker und rechter Verbindungsmechanismen 155 und 156 (1) verbunden, welche Gelenkarme (auch
Lenkarme genannt) aufweisen, und die Hinterräder 161 und 162 sind
zum Zwecke der Hinterrad-Lenkung drehbar um nicht gezeigte Achsschenkelbolzen.
Es
wird nun eine Beschreibung über
die Betriebsweise der Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 gegeben,
in erster Linie mit Bezug auf die 4 bis 6, die vertikale Schnittansichten
der Lenkvorrichtung 110 in dem vollständig zusammengesetzten Zustand
sind. In den 4 bis 6 ist die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 gezeigt,
wie sie den Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 122 zwischen
dem an der Ausgangswelle des Motors 120 befestigten Antriebszahnrad 121 und
dem außen
gezahnten Zahnrad 132 des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 aufweist.
Der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131 ist über linke
und rechte Lager 135 drehbar gehalten.
Es
sei hier angenommen, daß die
linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 anfänglich an deren
jeweiligen Neutralstellungen nahe aneinander in dem axial mittleren
Abschnitt der Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 sind und somit
die linken und rechten Hinterräder 161 und 162 geradeaus
mit einem Lenkwinkel von Null gerichtet sind. 4 zeigt einen derartigen Ausgangszustand;
insbesondere ist der Teil (a) von 4 eine
vertikale Schnittansicht, die die Hauptkomponenten der Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 zeigt,
der Teil (b) zeigt die Beziehung zwischen den linken und rechten
Schiebezylindern 133, 134 und den inneren Kupplungszylindern 143, 144,
und der Teil (c) zeigt die Positionen der Vorsprünge 143A und 144A der
inneren Kupplungszylinder 143 und 144 in der entsprechenden
Führungsnut 145B,
die in dem nicht gezeigten Gehäuse
ausgebildet ist.
Wie
es in 4 veranschaulicht
ist, wenn die Hinterrad-Lenkstange 150 in ihrer mittleren,
neutralen Stellung ist, befinden sich die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 nahe
aneinander, mittig in dem äußeren Drehkraftübertragungszylinder 131. Hierbei
werden die mittleren Vorsprünge 153 und 154 der
Lenkstange 150 in Kontakt mit den inneren Vorsprüngen 133B und 134B gehalten,
die an den Innenflächen
der Schiebezylinder 133 und 134 ausgebildet sind,
so daß die
Lenkstange 150 in der mittleren Neutralstellung gehalten
wird und die Schiebezylinder 133 und 134 davor
bewahrt sind, axial relativ zu der Lenkstange 155 verlagert
zu werden. Wenn die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 in
ihren jeweiligen Neutralstellungen sind, wird der Vorsprung 143A des
inneren Kupplungszylinders 143 an dem oberen Ende des Umfangsnutabschnitts der
L-förmigen
Führungsnut 145A des
linken Schiebezylinders 133 gehalten, indem dieser durch
die Feder 143B elastisch nach oben gedrängt wird, wohingegen der Vorsprung 144A des inneren
Kupplungszylinders 144 an dem unteren Ende des Umfangsnutabschnitts
der L-förmigen
Führungsnut 146A des rechten
Schiebezylinders 134 gehalten wird, indem dieser durch
die Feder 144B elastisch nach unten gedrängt wird.
Ferner, da die inneren Kupplungszylinder 143 und 144 in
ihren jeweiligen Umfangsstellungen gehalten werden, die durch die
Umfangspositionen der Vorsprünge 143a und 144A bestimmt
sind, wohingegen die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 in
ihren jeweiligen Neutralstellungen sind, werden die Kupplungszähne 143C und 144C der
inneren Kupplungszylinder 143 und 144 in Kontakt
mit den Eingriffszähnen 151 und 152 der
Lenkstange 150 gehalten, so daß die Lenkstange 150 in ihrer
Neutralstellung gehalten ist.
Es
sei hier ferner angenommen, daß das
linke elektromagnetische Stellglied 141 aktiviert oder eingeschaltet
wird, um die Lenkstange 150 aus der Neutralstellung nach
rechts zu bewegen, wie es durch den Pfeil 101 in 5 bezeichnet ist. Auf ein Einschalten
des linken elektromagnetischen Stellglieds 141 hin wird
der Vorsprung 143A entgegen der Vorbelastung der Feder 143A niedergedrückt, um
zu bewirken, daß die
entsprechenden inneren Kupplungszylinder 143 sich drehen,
so daß der
Eingriff zwischen den Kupplungszähnen 143C und
den Eingriffszähnen 151 aufgehoben
wird und somit die Hinterrad-Lenkstange 150 sich aus der
Neutralstellung nach rechts bewegen kann.
Dann,
wenn der Elektromotor 120 in der Vorwärtsrichtung sich drehen gelassen
wird, während das
linke elektromagnetische Stellglied 141 aktiviert gehalten
wird, dreht sich der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131 und
es wird bewirkt, daß die
linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 sich auswärts voneinander
weg gemäß Pfeilen
bei 102 in 5 bewegen
durch den Gewindeeingriff zwischen dem Innengewinde des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 und
den Außengewinden
der Schiebezylinder 133 und 134. Hierbei liegen,
wie oben bemerkt, die Eingriffszähne 151 der
Lenkstange 150 jeweils zwischen den Kupplungszähnen 143C des
linken Schiebezylinders 133 und beschränken somit nicht die Bewegung
der Lenkstange 150 nach rechts. Die Kupplungszähne 144C des
rechten Schiebezylinders 143 werden andererseits in Kontakt mit
den rechten Eingriffszähnen 152 der
Lenkstange 150 gebracht, so daß die Lenkstange 150 nach rechts
gedrückt
und verlagert wird, wenn der rechte Schiebezylinder 143 sich
nach rechts bewegt. Entsprechend der Bewegung der Lenkstange 150 nach rechts
werden die linken und rechten Hinterräder 161 und 162 relativ
zu der Geradeausfahrtrichtung des Fahrzeugs 100 gedreht.
Die Bewegung der Lenkstange 150 nach rechts wird in einer
vorbestimmten Auswärtsstellung
entsprechend einem bestimmten Solllenkwinkel beendet, so daß die Hinterräder 161 und 162 den
bestimmten Solllenkwinkel einnehmen. Gewünschtenfalls kann die Lenkstange 150 in
der rechten oder linken äußersten
Stellung genau gestoppt werden, indem die Bewegung der Lenkstange 150 unter
Verwendung der in dem Gehäuse
oder inneren Wandflächenabschnitten 133C und 134C des Gehäuses ausgebildeten
Führungsnuten 145B und 146B,
als mechanische Stopper, beschränkt
wird.
Dann,
wenn der Elektromotor 120 in der Rückwärtsrichtung in dem Lenkzustand
von 5 sich drehen gelassen
wird, dreht sich der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131 in
der Rückwärtsrichtung,
und es wird bewirkt, daß die
linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 sich
einwärts aufeinander
zu gemäß Pfeilen
bei 103 in 6 bewegen.
Hierbei drückt
der innere Vorsprung 133B, der an der Innenfläche des
rechten Schiebezylinders 134 ausgebildet ist, den mittleren
Vorsprung 154 der Lenkstange 150 derart nach innen,
daß die
Lenkstange 150 nach links verlagert wird, gemäß einem
Pfeil bei 104, um in die Neutralstellung zurückgebracht
zu werden, gemäß der die
Hinterräder 161 und 162 zu der
Geradeausstellung zurückgedreht
sind. Außerdem
werden die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 zurück zu deren
jeweiligen Neutralstellungen bewegt und an diesen gestoppt, wobei
die mittleren Vorsprünge 153 und 154,
die an den Schiebezylindern 133 und 134 angreifen,
um eine weitere Bewegung der Zylinder 133 und 134 zu
verhindern. Wenn die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 einmal
in die jeweiligen Neutralstellungen in oben beschriebener Weise
zurückgebracht
wurden, wird das elektromagnetische Stellglied 141 deaktiviert
oder ausgeschaltet, um zu bewirken, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung in
den Zustand von 4 zurückkehrt
und somit die Lenkstange 150 in die mittlere Neutralstellung
zurückkehrt.
Es
ist zu bemerken, daß die
Führungsnuten 145A, 145B, 146A und 146B derart
ausgebildet sind, daß die
Bewegung der Lenkstange 150, gezeigt in 4, nach rechts nicht verhindert wird.
Wenn
die Lenkstange 150 aus der Neutralstellung von 4 nach links zu verlagern
ist, um dadurch die Hinterräder 161 und 162 zu
drehen, und dann die Lenkstange 150 in die Neutralstellung
zurückzubringen
ist, wird das rechte elektromagnetische Stellglied 142 eingeschaltet
und es wird der Motor 120 in einer vorbestimmten Richtung
sich drehen gelassen. Auf diese Weise kann die Hinterrad-Lenkvorrichtung
in einer Weise arbeiten, die im wesentlichen ähnlich der oben beschriebenen
Rechtslenkoperation ist.
In
der oben beschriebenen Ausführungsform sind
die Schiebezylinder 133 und 134 ausgebildet für ein Stoppen
an den jeweiligen Neutralstellungen mittels der mechanischen Stopper
in deren Rückbewegung
zu den Neutralstellungen, nachdem die Lenkvorrichtung die Hinterräder 161 und 162 gedreht
hat. Solange nicht bestimmte Vorbeugemaßnahmen getroffen werden, würde man
daher dem Problem der ineinandergreifenden Klemmung begegenen, wie
es oben mit Bezug auf die Hinterrad-Lenkvorrichtung nach dem Stand der Technik
diskutiert wurde. Bei dieser Ausführungsform greifen nämlich die
mittleren Vorsprünge 153 und 154 der
Lenkstange 150 an den inneren Vorsprüngen 133B und 134B an,
die an den Innenflächen
der Schiebezylinder 133 und 134 ausgebildet sind,
um ein Stoppen der Zylinder 133 und 134 in den
Neutralstellungen zu ermöglichen.
Wenn nicht die Drehung des Motors 120 geeignet verzögert wird,
würde jedoch
die Trägheitskraft
durch die Drehung des Motors 120 eine unerwünschte ineinandergreifende
Klemmung im Gewindeeingriff zwischen dem Innengewinde des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 und
den Außengewinden
der Schiebezylinder 133 und 134 hervorrufen. Es
ist deshalb eine wesentliche Besonderheit der vorliegenden Erfindung,
daß eine
derartige ineinandergreifende Klemmung im Gewindeeingriff zwischen
dem Innengewinde des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 und
den Außengewinden
der Schiebezylinder 133 und 134 zuverlässig vermieden
wird, indem die Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 die
Drehgeschwindigkeit des Motors 120 geeignet steuert.
Insbesondere,
wenn die Lenkstange 150 aus der Neutralstellung nach links
oder nach rechts verlagert wird, um die Hinterräder 161 und 162 zu
drehen, steuert die Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 der
vorliegenden Erfindung die EIN/AUS-Zustände der linken und rechten
elektromagnetischen Stellglieder 141 und 142 sowie
die Drehung des Motors 120 basierend auf Lenkzuständen der
Vorderräder,
während ein
sich veränderndes
Bewegungsausmaß oder
ein sich verändernder
Bewegungsweg der Lenkstange 150 mittels des Lenkhubsensors 157 (1) erfaßt wird. Insbesondere führt die
Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 eine Steuerung durch, um
die Hinterräder 161 und 162 nach
rechts oder nach links oder zurück zu
der Geradeausrichtung (Neutralstellung) in Verbindung mit dem Lenken
der Vorderräder
zu drehen, um dadurch die Hinterrad-Lenkung zu implementieren, die
dazu beiträgt,
eine gesteigerte Fahrstabilität und
-eigenschaft des Fahrzeugs 100 zu erzielen. Im besonderen
führt die
Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 der vorliegenden Erfindung
eine Steuerung durch, um die Drehgeschwindigkeit des Motors 120,
unter besonderer Beachtung der Trägheit des Motors, während der
Rückwärts-Motordrehung zum
Zurückbringen
der Hinterräder
zu der Geradeausstellung geeignet zu reduzieren.
Als
nächstes
wird eine detaillierte Beschreibung über den Aufbau und das Verhalten
der Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 entsprechend einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 1 und 7 bis 15 gegeben.
Zunächst wird
die beispielhafte Grundkonstruktion der Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 entsprechend
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit in erster Linie Bezug auf 1 beschrieben. Wie dargestellt,
umfaßt
die Steuereinheit 10 einen Solllenkwinkelsetzabschnitt 20,
einen Lenkrichtungbefehlsabschnitt 30, einen Lenkwinkeleinstellabschnitt 40,
einen Momentanlenkwinkelmeßabschnitt 50 sowie
einen Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60.
Ein Befehlssignal S1, welches das Lenken der Hinterräder befiehlt
und momentane Lenkbedingungen wie eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 und
einen Lenkwinkel der Vorderräder
repräsentiert,
wird zu der Steuereinheit 10 gegeben, wo das Lenkbefehlssignal
S1 in den Solllenkwinkelsetzabschnitt 20 eingegeben wird.
In Reaktion auf das Lenkbefehlssignal S1 erzeugt der Solllenkwinkelsetzabschnitt 20 ein
Signal Dr, das eine Lenkrichtung der Hinterräder 161 und 162 angibt,
sowie ein Signal θr,
das einen Solllenkwinkel der Hinterräder 161 und 162 angibt.
Das so erzeugte Lenkrichtungssignal Dr wird zu dem Lenkrichtungbefehlsabschnitt 30 gegeben,
wohingegen das Solllenkwinkelsignal θr zu dem Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 gegeben
wird. Auf Basis des gegebenen Lenkrichtungsignals Dr erzeugt der
Lenkrichtungbefehlsabschnitt 30 ein Signal, um eines der
linken und rechten elektromagnetischen Stellglieder 141 und 142 einzuschalten,
die normalerweise in dem AUS-Zustand gehalten werden. Der Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 erzeugt
auf Basis des Solllenkwinkelsignals θr ein Motoransteuersignal IM in Form eines elektrischen Stromwerts,
das ein Drehungsausmaß des
Motors 120 bestimmt. In Beziehung zu der Erzeugung des
Motoransteuersignals IM durch den Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 wird
das Solllenkwinkelsignal θr,
das ein Sollsteuerausmaß des
Motors 120 repräsentiert,
unter Verwendung eines Signals L eingestellt, das ein Bewegungsausmaß der Lenkstange 150 angibt,
das durch den Lenkhubsensor 157 erzeugt wird. Das Bewegungsausmaßsignal
L wird in den Momentanlenkwinkelmeßabschnitt 50 eingegeben
und in Reaktion darauf berechnet der Momentanlenkwinkelmeßabschnitt 50 einen
geschätzten
Momentanlenkwinkel der Hinterräder 161 und 162 und
erzeugt dadurch ein Momentanlenkwinkelsignal θR.
Das so durch den Momentanlenkwinkelmeßabschnitt 50 erzeugte
Momentanlenkwinkelsignal θR wird zu dem Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 wie
auch zu dem Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 geleitet. Auf
Basis des Momentanlenkwinkelsignals θR berechnet
der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 ein
Verzögerungsausmaß ωr der Motordrehung
unter der Bedingung, daß der
Motor 120 in einem vorbestimmten Antriebszustand ist, wie
er beschrieben wird, und erzeugt ein Verzögerungsausmaßsignal ωr. Im besonderen
wird das Verzögerungsausmaß ωr berechnet und
wird das Verzögerungsausmaßsignal ωr nur erzeugt,
wenn der Motor 120 sich in der Rückwärtsrichtung dreht, um die Hinterräder 161 und 162 zu
der Geradeausstellung zurückzubringen,
wie es später beschrieben
wird. Da es lediglich notwendig ist, zu ermitteln, ob die Rückwärtsdrehung
des Motors 120 initiiert wurde oder nicht, um die Hinterräder 161 und 162 zu
der Geradeausstellung zurückzubringen, kann
ein den Momentanzustand des Motors 120 angebendes Signal
vorgesehen werden, beispielsweise unter Verwendung eines Ausgangssignals
von einem Motorantriebsteuerabschnitt (wie dem bei 44 in 7 bezeichneten), der in
dem Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 vorgesehen ist. Das
Verzögerungsausmaßsignal ωr wird zu
dem Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 gegeben, der wiederum
das Motoransteuersignal IM erzeugt unter
Verwendung des oben erwähnten,
den Solllenkwinkel angebenden, das Sollsteuerausmaß repräsentierenden
Signals θr,
des den Momentan lenkwinkel angebenden Signals θR sowie des
das Verzögerungsausmaß angebenden
Signals ωr.
Um
den Momentanlenkwinkel θR aus dem Bewegungsausmaßsignal L zu berechnen, verwendet
der Momentanlenkwinkelmeßabschnitt 50 in
dieser Ausführungsform
arithmetische Operationen basierend auf der inversen trigonometrischen
Funktion.
Der
Aufbau der Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 wird nun vollständiger mit
Bezug auf die 7-9 beschrieben.
7 ist ein Blockdiagramm,
das beispielhaft Details des Lenkrichtungsbefehlsabschnitts 30 und
des Lenkwinkeleinstellabschnitts 40 zeigt, die in 1 dargestellt sind. Das
Lenkbefehlssignal S1 wird typischerweise von einer Vorderradlenkvorrichtung 190 gegeben
und dann in den Solllenkwinkelsetzabschnitt 20 eingegeben,
so daß die
durch die Steuereinheit 10 gesteuerte Hinterrad-Lenkvorrichtung
in Verbindung mit der Vorderradlenkvorrichtung 190 arbeitet.
Der Solllenkwinkelsetzabschnitt 20 weist eine Solllenkwinkeltabelle
auf und erzeugt das oben erwähnte
Lenkrichtungssignal Dr und Lenkwinkelsignal θr unter Verwendung dieser Solllenkwinkeltabelle
auf der Basis aktueller Lenkbedingungen, wie einer Geschwindigkeit
des Fahrzeugs und einem Lenkwinkel der Vorderräder, die durch das Lenkbefehlssignal
S1 repräsentiert
werden.
Der
Lenkrichtungsbefehlsabschnitt 30 weist einen Lenkrichtungsbestimmungsabschnitt 31 und einen
Solenoiderregungsabschnitt 32 auf. Das oben erwähnte, durch
den Solllenkwinkelsetzabschnitt 20 erzeugte Lenkrichtungssignal
Dr wird zu dem Lenkrichtungsbestimmungsabschnitt 31 geschickt
und in Reaktion darauf bestimmt der Lenkrichtungsbestimmungsabschnitt 31 eines
der linken und rechten elektromagnetischen Stellglieder 141 und 142,
welches einzuschalten ist. Ein Ausgangssignal von dem Lenkrichtungsbestimmungsabschnitt 31 wird
zu dem Solenoiderregungsabschnitt 32 gegeben, der wiederum ein
Solenoiderregungssignal erzeugt, um das bestimmte elektromagnetische
Stellglied 141 oder 142 einzuschalten.
Der
Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 umfaßt Subtrahierer 41 und 43,
einen PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42, den oben erwähnten Motorantriebsteuerabschnitt 44 sowie
einen Motorantriebabschnitt 45. Der Subtrahierer 41 subtrahiert
das Momentanlenkwinkelsignal θR von dem in den Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 eingegebenen
Soillenkwinkelsignai θr,
um dadurch ein Offsetsignal Δθr zu erzeugen,
das das Subtraktionsergebnis oder die Differenz (θr – θR) angibt. Das Differenz- oder Offsetsignal Δθr wird zu
dem PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42 gegeben, der PID
(Proportional-, Integral- und Differential-)Arithmetikoperationen
an dem Differenzsignal Δθr durchführt. Das
den PID-Arithmetikoperationen unterzogene Differenzsignal Δθr wird als
ein Signal zum Bestimmen eines Lenkausmaßes der Hinterräder 161 und 162 bereitgestellt,
gemäß dem die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 die
Hinterräder 161 und 162 lenken
wird. Wenn das Momentanlenkwinkelsignal θR sich
im Wert dem Solllenkwinkelsignal θr nähert, so nähert sich die Differenz oder
das Offsetsignal Δθr Null.
Der
andere Subtrahierer 43, der dem PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42 unmittelbar folgt,
subtrahiert das Verzögerungsausmaßsignal ωr von dem
Wert oder dem Offsetsignal Δθr, das den PID-Arithmetikoperationen
unterzogen wurde. In dieser Ausführungsform
wird das Verzögerungsausmaßsignal ωr durch
den Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 unter
der Bedingung erzeugt, daß die
Rückwärtsdrehung
des Motors 120 initiiert wurde, um die Hinterräder 161 und 162 in
die Geradeausstellung zurückzubringen.
Der Grund, weswegen das Verzögerungsausmaß ωr von dem Differenzsignal Δθr subtrahiert
wird, welches den PID-Arithmetikoperationen unterzogen wurde, ist
der folgende. Das den PID-Arithmetikoperationen unterzogene Differenzsignal Δθr ist nämlich ein
Signal zum Bestimmen eines Lenkausmaßes der Hinterräder 161 und 162.
Um die Lenkstange 150 zu der Neutralstellung zurückzubringen
und dadurch die Hinterräder
zu der Geradeausstellung zurückzubringen, ohne
das oben erwähnte
Problem einer ineinandergreifenden Klemmung hervorzurufen, ist es
notwendig, die Rückwärtsmotordrehung
zu stoppen, während
die Drehgeschwindigkeit des Motors 120 unter Berücksichtigung
der Trägheit
des Motors 120 geeignet reduziert wird. In dieser Ausführungsform
ist der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 somit
dazu ausgebildet, das Verzögerungsausmaß ωr auf der
Basis des Momentanlenkwinkelsignals θR zu
berechnen, und der Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 dazu
ausgebildet, das Verzögerungsausmaß ωr von dem
den PID-Arithmetikoperationen unterzogenen Differenzsignal Δθr zu subtrahieren,
um dadurch den Pegel des Motoransteuersignals IM zu begrenzen.
Das
Differenz- oder Offsetsignal (Δθr – ωr) von dem
Subtrahierer 43 wird zu dem Motorantriebsteuerabschnitt 44 geleitet.
Auf der Basis des Differenzsignals (Δθr – ωr) erzeugt der Motorantriebsteuerabschnitt 44 ein
PWM (Pulsbreitenmodulation)-gesteuertes Signal, das zu dem Motorantriebsabschnitt 45 zu
schicken ist, wo das PWM-gesteuerte Signal in das Motoransteuersignal
IM umgewandelt wird, um den Motor 120 für ein Drehen
tatsächlich
anzusteuern. Das Motoransteuersignal IM wird
nämlich
als das PWM-gesteuerte Signal basierend auf dem Offsetsignal (Δθr – ωr) erzeugt.
Die Drehung des Motors 120 ist somit einer Betriebszyklussteuerung
basierend auf dem PWM-Prinzip unterzogen.
8 ist ein Blockdiagramm,
das beispielhaft Details des Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitts 60 zeigt,
der ein Eingabegatter 61, einen Momentanlenkwinkeldifferentiator 62,
eine Motordrehgeschwindigkeit-Abbildung oder -Tabelle 63, einen
Subtrahierer 64 sowie ein Ausgabegatter 65 aufweist.
Das Signal θR, welches den Momentanlenkwinkel angibt,
wird unter der Bedingung in das Eingabegatter 61 eingegeben,
daß der
Motor 120 in einem vorbestimmten Antriebszustand ist (in
diesem Fall rückwärtsdrehenden
Zustand). Wenn das Eingabegatter 61 offen ist, wird das
Momentanlenkwinkelsignal θR zu dem Momentanlenkwinkeldifferentiator 62 und
der Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 geleitet, die parallel
zueinander vorgesehen sind.
Der
Momentanlenkwinkeldifferentiator 62 führt eine Differenzieroperation
an dem Momentanlenkwinkelsignal θR durch, um dadurch ein differenziertes Lenkwinkelsignal ΔθR bereitzustellen. Da das differenzierte
Lenkwinkelsignal ΔθR das Ergebnis eines Differenzierens des
Momentanienkwinkels ist, repräsentiert
es eine momentane rückwärtsdrehende Geschwindigkeit
des Motors 120.
Aus
der Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 wird eine dem eingegebenen
Momentanlenkwinkelsignai θR entsprechende Sollmotordrehgeschwindigkeit
entsprechend Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungseigenschaften
erhalten, wie es veranschaulichend in 9 gezeigt
ist, und als ein Sollmotordrehgeschwindigkeitsignal ω bereitgestellt. Beispielhafte
Details der Momentandrehgeschwindigkeit-Tabelle 63. werden
später
mit Bezug auf 9. beschrieben.
Der Subtrahierer 64 subtrahiert das Sollmotordrehgeschwindigkeitsignal ω von dem differenzierten
Lenkwinkelsignal ΔθR, um dadurch ein Signal e bereitzustellen,
das die Differenz oder den Offset angibt. Das Offsetsignal e wird.
zu dem Ausgabegatter 65 geschickt. Das Ausgabegatter 65,
das auch eine signalverstärkende
Funktion besitzt, gibt das Verzögerungsausmaßsignal ωr in verstärkter Form
aus, wenn das Differenzsignal e einen positiven Wert besitzt, gibt
jedoch das Verzögerungsausmaßsignal ωr überhaupt
nicht aus, wenn das Differenzsignal e einen negativen Wert besitzt.
In
dem Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 wird
das Momentanlenkwinkelsignal θR selektiv über das Eingabegatter 61 unter
der Bedingung eingegeben, daß die
Rückwärtsdrehung des
Motors 120 initiiert wurde. Der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 berechnet ein
Variationsausmaß in
dem Momentanlenkwinkelsignal θR während
der Rückwärtsdrehung
der Motordrehung, d.h. ein Momentanrückkehrausmaß, um das Momentanrückkehrgeschwindigkeitssignal ΔθR bereitzustellen, und erhält aus der
Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 eine Solldrehgeschwindigkeit,
die dem Momentanlenkwinkelsignal θR entspricht,
und erzeugt daraus das Signal ω,
das die somit erhaltene Solldrehgeschwindigkeit angibt. Dann wird
in dem Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 die
Solldrehgeschwindigkeit ω von
der Momentanrückkehrgeschwindigkeit ΔθR subtrahiert, und dadurch wird das Signal ωr, das das
Verzögerungsausmaß angibt,
entsprechend einer vorbestimmten Bedingung durch das Ausgabegatter 65 ausgegeben.
Die technische Bedeutung des oben erwähnten Subtrahierers 64 und
des Ausgabegatters 65 ist es, eine Steuerung durchzuführen, um
die Motordrehung zu verzögern,
indem das Verzögerungsausmaßsignal ωr nur ausgegeben
wird, wenn die Momentanrückkehrdrehgeschwindigkeit,
d.h. die momentane Rückwärtsdrehgeschwindigkeit
(ΔθR) des Motors 120 größer als
diejenige Solldrehgeschwindigkeit (ω) ist, die als geeignet dafür betrachtet
wird, die ineinandergreifende Klemmung im Gewindeeingriff zwischen
den Innen- und Außengewinden
zu vermeiden; wenn somit die Momentanrückkehrdrehgeschwindigkeit,
d.h. momentane Rückwärtsdrehgeschwindigkeit
(ΔθR) des Motors 120 nicht größer als die
Solldrehgeschwindigkeit (ω)
ist, so wird eine derartige, die Motordrehung verzögernde Steuerung nicht
durch den Betrieb des Subtrahierers 64 und des Ausgabegatters 65 durchgeführt. Nur
wenn die Momentanrückkehrdrehgeschwindigkeit
(ΔθR) des Motors 120 größer als
die Solldrehgeschwindigkeit (ω)
ist, wird nämlich
das Verzögerungsausmaßsignal ωr ausgegeben,
so daß die
die Motordrehung verzögernde
Steuerung der Erfindung bewirkt wird, um ein Auftreten der unerwünschten
ineinandergreifenden Klemmung zu vermeiden.
Die
folgenden Absätze
beschreiben den detaillierten Inhalt der Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 mit
Bezug auf 9. Die Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 ist
eine Wandlungstabelle basierend auf bestimmen Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Eigenschaften,
wobei die Horizontalachse (Abszisse) verschiedene mögliche Werte
des Momentanlenkwinkels (θR) repräsentiert,
wohingegen die Vertikalachse (Ordinate) verschiedene Werte der Solldrehgeschwindigkeit
(ω) repräsentiert,
die dem Momentanlenkwinkel (θR) entsprechen. Der Momentanlenkwinkel (θR) auf der Horizontalachse kann sowohl positive
als auch negative Werte annehmen. Die Momentandrehgeschwindigkeit-Tabelle 63,
die veranschaulichend in 9 mit
zwei separaten Charakteristiken 63a und 63b zum
Setzen einer Solldrehgeschwindigkeit gezeigt ist, kann bereitgestellt
werden durch Speichern einer der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken 63a und 63b in
einem Speicher. Die Solldrehgeschwindigkeit, die entsprechend dem
eingegebenen Momentanlenkwinkel auf der Basis der gespeicherten
Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken erhalten
werden kann, repräsentiert
eine wünschenswerte
Solldrehgeschwindigkeit des Motors 120, die dazu geeignet
ist, ein Auftreten der ineinandergreifenden Klemmung im Gewindeeingriff
zwischen Innen- und Außengewinden
zu vermeiden. Für jede
Drehgeschwindigkeit des Motors 120, die höher als
die entsprechend dem eingegebenen Momentanlenkwinkel auf der Basis
der gespeicherten Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a oder 63b gesetzte
Solldrehgeschwindigkeit ist, muß deshalb
die Drehung des Motors 120 verzögert werden, um die ineinandergreifende
Klemmung im Gewindeeingriff zwischen Innen- und Außengewinden
zu vermeiden. Welche der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken 63a und 63b als
die Motordrehgeschwindigkeit-Abbildung oder -Tabelle gespeichert
werden soll, hängt
im allgemeinen von dem Zweck der Hinterrad-Lenksteuerung ab; d.h. eine der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken 63a und 63b,
die im Speicher zu speichern ist, kann wie gewünscht ausgewählt werden.
In einer Alternative können
beide der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken 63a und 63b im
Speicher gespeichert werden, so daß eine der gespeicherten Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken
selektiv verwendet werden kann.
Die
erste Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a ist
wie folgt bestimmt. Im Bereich positiver Werte des Momentanlenkwinkels θR zeigt nämlich
die erste Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a eine
linear-proportionale Charakteristik mit einer positiven Steigung
derart, daß bewirkt
wird, daß die
Solldrehgeschwindigkeit ω mit
einer konstanten Rate progressiv ansteigt, wenn der Wert des Momentanlenkwinkels θR sich vergrößert, und ein Minimumdrehgeschwindigkeitswert ωmin vorgesehen
wird, wenn der Momentanlenkwinkels θR einen
Wert "0" besitzt. Im Bereich
negativer Werte des Momentanlenkwinkels θR zeigt
die erste Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a eine
linear-proportionale Charakteristik mit einer negativen Steigung
derart, daß bewirkt
wird, daß die
Solldrehgeschwindigkeit ω mit
einer konstanten Rate progressiv ansteigt, wenn der Wert des Momentanlenkwinkels θR sich von "0" verkleinert.
Gemäß der ersten Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a ist
ein Maximumdrehgeschwindigkeitwert ωmax vorgesehen, wenn der Momentanlenkwinkel θR "θ2" oder "θ7" ist, und, wie oben bemerkt, wird der
Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin
vorgesehen, wenn der Momentanlenkwinkels θR "0" ist, so daß ein Solldrehgeschwindigkeitwert
(ω) entsprechend
dem Momentanlenkwinkel aus einem ersten Verzögerungsausmaßsetzbereich
von "θ2" bis "θ7" erhalten wird. Die Momentanrückkehrdrehgeschwindigkeit
und Solldrehgeschwindigkeit des Motors 120 werden daher
für den
ersten Verzögerungsausmaßsetzbereich
verglichen.
Die
zweite Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63b andererseits
ist wie folgt bestimmt. Im Bereich positiver Werte des Momentanlenkwinkels θR zeigt nämlich
die zweite Lenkwinkel-zu-Dreh geschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63b eine
linear-proportionale Charakteristik mit einer positiven Steigung
derart, daß bewirkt wird,
daß die
Solldrehgeschwindigkeit ω mit
einer konstanten Rate progressiv ansteigt, wenn der Wert des Momentanlenkwinkels θR von "θ3" ansteigt, und ein
Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin
vorgesehen wird, wenn der Momentanlenkwinkel θR in
dem Bereich von Werten "0" bis "θ3" liegt. Im Bereich negativer Werte des
Momentanlenkwinkels θR zeigt die zweite Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63b eine
linear-proportionale Charakteristik mit einer negativen Steigung
derart, daß bewirkt
wird, daß die
Solldrehgeschwindigkeit ω mit
einer konstanten Rate progressiv ansteigt, wenn der Wert des Momentanlenkwinkels θR von "θ8" absinkt, und der
Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin
vorgesehen wird, wenn der Momentanlenkwinkel θR in
dem Bereich von Werten "0" bis "θ8" liegt. Gemäß der zweiten Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63b wird
ein Maximumdrehgeschwindigkeitwert ωmax vorgesehen, wenn der Momentanlenkwinkel θR "θ1 " oder "θ6" ist, und der Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin wird vorgesehen,
wenn der Momentanlenkwinkel θR in dem Bereich von "θ8" bis "θ3" liegt, so daß ein Solldrehgeschwindigkeitwert
(ω), der
dem Momentanlenkwinkel entspricht, aus einem zweiten Verzögerungsausmaßsetzbereich
von "θ6" bis "θ1 " erhalten wird. Die Momentanrückkehrdrehgeschwindigkeit und
Solldrehgeschwindigkeit des Motors 120 werden daher für den zweiten
Verzögerungsausmaßsetzbereich
verglichen.
Wie
es oben bemerkt wurde, ist die Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 eine
Abbildung, in der, unter Verwendung der positiven und negativen Momentanlenkwinkelwerte θR als Adressen, verschiedene Solldrehgeschwindigkeitswerte ω registriert
sind, derart, daß der
Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Zusammenhang basierend auf der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a oder 63b beschrieben
wird. Wenn der eingegebene Wert des Momentanlenkwinkels θR der Hinterräder 161 und 162 einmal
in den vorbestimmten (ersten oder zweiten) Verzögerungsausmaßsetzbereich
gefallen ist, liest der Motorverzögerungausmaßberechnungsabschnitt 60 einen
entsprechenden Solldrehgeschwindigkeitswert ω aus der Momentandrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 und
subtrahiert den ausgelesenen Solldrehgeschwindigkeitwert ω von der
Momentanrückkehrdrehgeschwindigkeit,
d.h. der aktuellen Rückwärtsdrehgeschwindigkeit
(ΔθR), des Motors 120.
Welche
der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken 63a und 63b als die
Motordrehgeschwindigkeit-Abbildung oder -Tabelle verwendet werden
soll, hängt
wie oben bemerkt von dem Zweck der Hinterrad-Lenksteuerung ab. Diese
Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken 63a und 63b sind
derart unterschiedlich bestimmt, daß der von der ersten Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a für einen
eingegebenen Momentanlenkwinketwert θR ausgelesene
Solldrehgeschwindigkeitswert ω größer als
derjenige ist, der für
den gleichen eingegebenen Momentanlenkwinkelwert θR aus der zweiten Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63b ausgelesene
ist. Ferner besitzt die zweite Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63b einen
Unempfindlichkeitsbereich in dem Bereich der Momentanlenkwinkelwerte "θ8" bis "θ3", in dem der Solldrehgeschwindigkeitwert ω bei einem
konstanten Minimumwert gehalten wird, wohingegen die erste Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a keinen
solchen Unempfindlichkeitsbereich besitzt. Es ist jedoch verständlich,
daß die
Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken zur
Verwendung in dieser Ausführungsform
nicht notwendigerweise auf die oben beschriebenen Wandlungscharakteristiken 63a und 63b beschränkt sind
und irgendeine andere gewünschte
Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik entsprechend
der Lenkcharakteristik der Hinterradvorrichtung 110 gewählt werden
kann.
Wenn
die geradeaus gerichteten Hinterräder 161 und 162 in
Reaktion auf das Lenkbefehlssignal S1 nach rechts oder nach links
zu drehen sind, wird das den Drehbetrieb des Motors 120 beherrschende Motoransteuersignal
IM auf der Basis des Signals Δθr erzeugt,
das der PID-Verarbeitung durch den PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42 unterzogen wurde,
um die Lenkstange 150 aus der Neutralstellung auswärts zu verlagern.
Da der Motor 120 sich entsprechend dem Motoransteuersignal
IM dreht, dreht sich der äußere Drehkraftübertragungszylinder 131 des
Linearantriebsmechanismus 130 wie zuvor angegeben und in
Reaktion darauf bewegen sich die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 auswärts voneinander
weg. In Reaktion auf die Auswärtsbewegung
der Schiebezylinder 133 und 134 wird die Lenkstange 150 in
einer Richtung verlagert, die durch den Kupplungsbetrieb der inneren
Kupplungszylinder 143 und 144 basierend auf dem
Ausgabesignal von dem Lenkrichtungsbefehlsabschnitt 30 bestimmt
ist. Als eine Folge werden die linken und rechten Hinterräder 161 und 162 gedreht,
um einen Solllenkwinkel θr
einzunehmen.
Dann,
wenn die Hinterräder 161 und 162,
die nach rechts oder nach links in der oben erwähnten Weise gedreht wurden,
zu der Neutral- oder Gerade-aus-Stellung
zurückzubringen
sind, wird ein Solllenkwinkelwert θr von "0" auf
der Basis eines erneut eingegebenen Lenkbefehlssignals S1 gesetzt,
und ein Motoransteuersignal IM für eine Rückwärtsdrehung
des Motors 120 wird durch den Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 erzeugt.
Wenn der Motor 120 sich entsprechend dem Rückwärtsmotoransteuersignal
IM in der Rückwärtsrichtung dreht, drehen sich
die äußeren Drehkraftübertragungszylinder 131 des
Linearantriebsmechanismus 130 wie zuvor angegeben und in
Reaktion darauf bewegen sich die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 einwärts aufeinander
zu. In Reaktion auf die Einwärtsbewegung der
Schiebezylinder 133 und 134 wird die Lenkstange 150 zu
der Neutralstellung axial verlagert und demzufolge werden die Hinterräder zu der
Geradeausstellung zurückgedreht.
Falls der Eingabewert des Momentanlenkwinkels θR der
Hinterräder 161 und 162 in
den vorbestimmten (ersten oder zweiten) Verzögerungsausmaßsetzbereich
während
der Rückwärts- oder
Zurück-zu-Neutral-Operation
fällt und
falls die Momentanrückkehrdrehgeschwindigkeit (ΔθR) des Motors 120 größer ist
als die Solldrehgeschwindigkeit (ω), tritt die ineinandergreifende
Klemmung zwischen den Innen- und Außengewinden sehr leicht auf,
so daß der
Subtrahierer 43 das Verzögerungsausmaßsignal ωr von dem
PID-verarbeiteten Offsetsignal Δθr subtrahiert,
um das Motoransteuersignal IM zu erzeugen,
so daß eine
Steuerung durchgeführt
wird, um die Rückwärtsdrehung
des Motors 120 entsprechend dem Motoransteuersignal IM zu verzögern.
Gemäß der oben
erwähnten
Rückwärtsmotordrehungverzögerungssteuerung
basierend auf dem Motoransteuersignal IM,
das durch Subtrahieren des Verzögerungsausmaßsignals ωr von dem PID-verarbeiteten
Differenz- oder Sollsteuerwertsignal Δθr erzeugt wird, wird ein Solldrehgeschwindigkeitswert ω entsprechend
oder proportional zu dem Eingabemomentanlenkwinkelwert θR unter Verwendung der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik
(z.B. der Wandlungscharakteristik 63a oder 63b)
bestimmt, die in der oben erwähnten
Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 enthalten ist, dann
wird ein Verzögerungsausmaß ωr bestimmt, und
darauf wird das Verzögerungsausmaß ωr von dem
Sollsteuerwert Δθr subtrahiert,
um das Motoransteuersignal IM bereitzustellen.
Diese Gestaltung sorgt für
die Steuerung zum Verzögern
der Rückwärtsdrehung
des Motors 120 in dem vorbestimmten Verzögerungsausmaßsetzbereich
nahe der Neutralstellung, wodurch das übermäßige Schrauben und resultierende
ineinandergreifende Klemmen im Gewindeeingriff zwischen Innen- und
Außengewinden aufgrund
des Trägheitsdrehmoments
des Motors 120 vermieden wird. Demzufolge kann die erfindungsgemäße Steuerung
zuverlässig
die unerwünschte
Blockierung der linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 und
der Kupplungsmechanismen verhindern.
Da
die Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 dazu ausgebildet ist,
die Rückwärtsdrehung
des Motors 120 zu steuern, können, zum Zurückbringen
der Hinterräder 161 und 162 zu
der Geradeausstellung, wenn die Momentandrehgeschwindigkeit des
Motors 120 größer als
die Solldrehgeschwindigkeit in dem vorbestimmten Verzögerungsausmaßsetzbereich
ist, die linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 sanft
an deren jeweiligen Neutralstellungen gestoppt werden, ohne auf
die anderen mechanischen Komponenten zu schlagen, und die unerwünschte ineinandergreifende
Klemmung im Gewindeeingriff zwischen den Innen- und Außengewinden kann zuverlässig vermieden
werden.
Das
Grundprinzip der oben erwähnten Rückwärtsmotordrehungverzögerungssteuerung,
die auf dem Betrieb des Lenkwinkeleinstellabschnitts 40 und
des Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitts 60 in
der Steuereinheit 10 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung basiert, kann wie folgt eingesetzt werden.
Wenn
die Hinterräder 161 und 162 nach
links oder nach rechts durch die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 zu
einem vorbestimmten Maximumlenkwinkel zu drehen sind, werden die
Schiebezylinder zu deren jeweiligen äußersten Positionen verlagert
und an diesen positioniert mittels mechanischer Stopper, die an
dem Gehäuse
vorgesehen sind. Somit würde auch
in dieser Situation ein unerwünschtes
Blockieren der Schiebezylinder durch die mechanischen Stopper aufgrund
der Trägheit
des Motors 120 stattfinden, wenn keine besonderen Vorsorgemaßnahmen
getroffen werden. Die in den 1, 7 und 8 gezeigte Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 ist
daher für ein
Vermeiden einer derartigen unerwünschten
Blockierung der Schiebezylinder durch die mechanischen Stopper an
den äußersten
Positionen konstruiert, d.h. an dem Maximumlenkwinkel der Hinterräder. Zu
diesem Zweck enthält
die Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 jedoch eine zusätzliche Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 163a oder 163b,
wie in 10 veranschaulichend gezeigt.
Ein dritter Verzögerungsausmaßsetzbereich
von "θ12" bis "θM,," und "θ17" bis "θM" ist
durch die Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 163a definiert,
wohingegen ein vierter Verzögerungsausmaßsetzbereich von "θ11" bis "θM" und "θ16" bis "θM",
bei dem ein Minimumsolldrehgeschwindigkeitwert ωmin in Reaktion auf "θ13" bis "θM" oder "θ18" bis "θM" vorgesehen wird,
durch die Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 163b definiert
ist. In diesem Fall führt
die Motordrehverzögerungssteuerung
zum Vermeiden einer unerwünschten
Blockierung der Schiebezylinder durch die mechanischen Stopper an
den äußersten
Positionen (d.h. bei dem Maximumlenkwinkel der Hinterräder 161 und 162) die
Verzögerungsausmaßberechnungsoperationen unter
der Bedingung aus, daß das
Eingabesignal zu dem Eingabegatter 61 des Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitts 60 angibt,
daß der
Motor 120 sich in der Vorwärtsrichtung dreht. Wenn der
Momentanlenkwinkel θR der Hinterräder 161 und 162, die
durch die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 unter der
Steuerung der Steuereinheit 10 gelenkt werden, groß genug
wurde, um in den vorbestimmten Verzögerungsausmaßsetzbereich
(d.h. den dritten oder vierten Verzögerungsausmaßsetzbereich)
nahe dem Maximummomentanlenkwinkel zu fallen, vergleicht die Steuereinheit 10 die
Momentandrehgeschwindigkeit ΔθR des Motors und die aus der Tabelle 63 entsprechend
der Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 163a oder 163b erhaltene
Solldrehgeschwindigkeit ω und
führt,
falls die Momentandrehgeschwindigkeit ΔθR höher als
die Solldrehgeschwindigkeit ω ist,
die Motordrehungverzögerungssteuerung
in der oben beschriebenen Weise durch. Das Motoransteuersignal IM wird nämlich
in seinem Wert reduziert, um die Drehung des Motors 120 zu
verzögern,
um das Auftreten der ineinandergreifenden Klemmung an dem Maximumlenkwinkel der
Hinterräder
zu vermeiden.
Durch
Vorsehen der Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63, die die
Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik der 9 und 10 enthält, und durch Vorsehen eines
Abschnitts zum Erfassen verschiedener Situationen bei den Auswärtslenkoperationen,
der auf einen Lenkwinkel und eine Zurück-zu-Neutral-Operation reagiert,
kann die erfindungsgemäße Hinterrad-Lenksteuereinheit 10 in
jedem der Fälle
das Problem der ineinandergreifenden Klemmung zuverlässig vermeiden.
Es ist zu bemerken, daß der
Subtrahierer 43 in der Steuereinheit 10 an irgendeiner
anderen geeigneten Stelle als der in 7 gezeigten
vorgesehen werden kann; zum Beispiel kann der Subtrahierer 43 vor
dem PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42 vorgesehen sein.
Es
wird nun eine zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 11 und 12 beschrieben,
von denen 11 der 7 ähnlich ist. In 11 sind Elemente, die in Aufbau und Funktion
den Gegenstücken
von 7 im wesentlichen ähnlich sind,
durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und werden hier zur
Vermeidung einer unnötigen
Wiederholung nicht beschrieben. Eine Hinterrad-Lenksteuervorrichtung 210 gemäß der zweiten
Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, daß diese
einen Lenkwinkeleinstellabschnitt 240 sowie einen Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260 aufweist,
die verschieden von dem Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 sowie
dem Motorantriebsteuerabschnitt 44 von 7 aufgebaut sind. Beispielhafte Details
des Motorantriebbegrenzungsabschnitts 260 sind in 12 gezeigt.
Der
Lenkwinkeleinstellabschnitt 240 von 11 umfaßt einen Subtrahierer 41,
einen PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42, den oben erwähnten Motorantriebsteuerabschnitt 244 sowie
einen Motorantriebabschnitt 45. Der Subtrahierer 41, der
PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42 und der Motorantriebabschnitt 45 sind ähnlich den
bereits mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen und
daher durch die gleichen Bezugszahlen dargestellt. Das Ausgangssignal
von dem PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42 (entsprechend Δθr) wird
zu dem Motorantriebsteuerabschnitt 244 geleitet und in Reaktion
darauf erzeugt der Motorantriebsteuerabschnitt 244 ein
PWM (Pulsbreitenmodulation)-gesteuertes Signal, das dem Motorantriebabschnitt 45 zuzuführen ist,
der das Signal in das Motoransteuersignal IM zum
Drehen des Motors 120 wandelt. Der Motorantriebsteuerabschnitt 244 enthält einen
Schalter, der zum Stoppen der Erzeugung und der Ausgabe des PWM-gesteuerten
Signals aktivierbar ist. Der Ein/Aus-Zustand des Schalters in dem
Motorantriebsteuerabschnitt 244 wird durch ein Signal S2
gesteuert, das von dem Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260 gegeben
wird. Der Schalter kann beispielsweise ein Ausgabegatter sein, das
gleichzeitig mit der Aktivierung des Motorantriebsteuerabschnitts 244 eingeschaltet
wird und ausgeschaltet wird, wenn der Wert des Signals S2 auf "1" gewechselt hat.
Wie
es veranschaulichend in 12 gezeigt ist,
enthält
der Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260 ein Eingabegatter 61,
einen Begrenzungsbereichsetzabschnitt 262, Obergrenzen-
und Untergrenzenvergleichsabschnitte 263 und 264,
die jeweils zwei Eingangsanschlüsse
aufweisen, sowie ein UND-Gatter 265. Das Eingabegatter 61 ist ähnlich dem
zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Gegenstück, welches
das Momentanlenkwinkelsignal θR unter der Bedingung weitergibt, daß der Motor 120 in
einem vorbestimmten Antriebszustand (z.B. Rückwärtsdrehungszustand) ist. Das
Momentanlenkwinkelsignal θR, das durch das Eingabegatter 61 weitergegeben
wurde, wird an einem der zwei Eingangsanschlüsse in jedem der Untergrenzen-
und Obergrenzenvergleichsabschnitte 263 und 264 angelegt,
und Ausgangssignale, die Maximum- und
Minimumlenkwinkelwerte repräsentieren,
von dem Begrenzungsbereichsetzabschnitt 262 werden an den
anderen Eingangsanschluß in
jedem der Obergrenzen- und Untergrenzenvergleichsabschnitte 263 und 264 angelegt.
Der Obergrenzenvergleichsabschnitt 263 vergleicht somit
den Momentanlenkwinkel θR und den Maximumlenkwinkel von dem Begrenzungsbereichsetzabschnitt 262 und
gibt einen positiven Logikwert "1" aus, wenn der Momentanlenkwinkel θR kleiner als der Maximumlenkwinkel ist. In ähnlicher
Weise vergleicht der Untergrenzenvergleichsabschnitt 264 den
Momentanlenkwinkel θR und den Minimumlenkwinkel von dem Begrenzungsbereichsetzabschnitt
und gibt einen positiven Logikwert "1" aus,
wenn der Momentanlenkwinkel θR größer als
der Minimumlenkwinkel ist. Jeweilige Ausgaben der Obergrenzen- und
Untergrenzen-Vergleichsabschnitte 263 und 264 werden
an Eingangsanschlüsse
des UND-Gatters 265 angelegt. Nur wenn die Ausgaben von
den Obergrenzen- und Untergrenzen-Vergleichsabschnitten 263 und 264 "1" sind, nimmt das von dem UND-Gatter 265 ausgegebene Signal
S2 einen Wert "1" an, woraufhin der
oben erwähnte
Schalter in dem Motorantriebsteuerabschnitt 244 ausgeschaltet
wird.
Der "Motordrehungbegrenzungsbereich", der über die
elektronische Schaltungsanordnung gesetzt wird, die gebildet ist
von dem Begrenzungsbereichsetzabschnitt 262, den Obergrenzen-
und Untergrenzenvergleichsabschnitten 263 und 264 sowie dem
UND-Gatter 265, entspricht einem der ersten bis vierten
Verzögerungsausmaßsetzbereiche,
die durch die Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristiken 63a, 63b, 163a und 163b der 9 und 10 definiert sind. Der "Motordrehungbegrenzungsbereich", wie hier verwendet,
stellt einen Bereich dar, über
den die Drehung des Motors 120 beendet oder begrenzt wird,
vorausgesetzt, daß der Momentanlenkwinkel
der Hinterräder 161 und 162, durch
die Motordrehung ausgelenkt oder zurückgebracht, in diesen Bereich
fällt.
Wenn nämlich
der Momentanlenkwinkel der Hinterräder 161 und 162 in den
ersten Verzögerungsausmaßsetzbereich
fällt, steuert
die Hinterrad-Lenksteuereinheit 210 derart, daß das Ausgangssignal
S2 von dem UND-Gatter 265 "1 " wird
und somit das Motoransteuersignal IM einen
Wert "0" annimmt, um dadurch
die Drehung des Motors 120 zu beenden.
Welcher
der oben erwähnten
ersten bis vierten Verzögerungsausmaßsetzbereiche
als der Motordrehungbegrenzungsbereich verwendet werden soll, kann
entsprechend dem Zweck der Hinterrad-Lenksteuerung bestimmt werden.
Falls der erste Verzögerungsausmaßsetzbereich
als der Motordrehungbegrenzungsbereich verwendet wird, wird "θ2" als der Maximumlenkwinkel und "θ7" als der Minimumlenkwinkel gesetzt.
In ähnlicher
Weise, falls der zweite Verzögerungsausmaßsetzbereich
als der Motordrehungbegrenzungsbereich verwendet wird, wird "θ1 " als der Maximumlenkwinkel und "θ6" als der Minimumlenkwinkel gesetzt.
Ferner, falls der dritte Verzögerungsausmaßsetzbereich
als der Motordrehungbegrenzungsbereich verwendet wird, wird "θmax" als der Maximumlenkwinkel gesetzt und "θ12" als der Minimumlenkwinkel für den positiven Wertbereich
gesetzt, wohingegen "θ17" als der Maximumlenkwinkel
gesetzt wird und "negatives θmax" als der Minimumlenkwinkel
für den
negativen Wertebereich gesetzt wird. Ferner, falls der vierte Verzögerungsausmaßsetzbereich
als der Motordrehungbegrenzungsbereich verwendet wird, wird "θmax" als der Maximumlenkwinkel und "θ11" als der Minimumlenkwinkel für den positiven
Wertebereich gesetzt, wohingegen "θ16" als der Maximumlenkwinkel
und "negatives θmax" als der Minimumlenkwinkel
für den negativen
Wertebereich gesetzt wird.
Wie
oben bemerkt, steuert diese Ausführungsform
die Hinterrad-Lenkung durch geeignetes Setzen der Maximum- und Minimumlenkwinkel über den
Begrenzungsbereichsetzabschnitt 262 und dadurch Wählen eines
der ersten bis vierten Verzögerungsausmaßsetzbereiche
als den Motordrehungbegrenzungsbereich. Dann, nachdem der Motor
einen derartigen Antriebszustand erreicht hat, der eine sehr hohe
Wahrscheinlichkeit für
ein Bewirken der oben erwähnten
ineinandergreifenden Klemmung zeigt, wird die Drehung des Motors 120 beendet,
indem bewirkt wird, daß das
Signal S2 den "1"-Wert annimmt. Wenn
nämlich
der Momentanlenkwinkel der Hinterräder 161 und 162 in
den gewählten
Verzögerungsausmaßsetzbereich
fällt,
führt die
Hinterrad-Lenksteuereinheit 210 eine Steuerung derart durch,
daß das Ausgangssignal
S2 von dem UND-Gatter 265 "1" wird,
der Schalter in dem Motorantriebsteuerabschnitt 244 ausschaltet
und somit das Motoransteuersignal IM den "0"-Wert annimmt, um dadurch die Drehung
des Motors 120 zu beenden.
Nachdem
die Drehung des Motors 120 in der oben erwähnten Weise
beendet wurde, verschwindet das Drehungsdrehmoment des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 in
dem Linearantriebsmechanismus 130 plötzlich. Diese Gestaltung der
zweiten Ausführungsform
kann die unerwünschte
Verblockung zwischen den linken und rechten Schiebezylindern 133 und 134 und
den Kupplungszylindern 140L und 140R zuverlässig verhindern.
Wenngleich
die Steuereinheit 210 gemäß der zweiten Ausführungsform
oben als die Maximum- und Minimumlenkwinkel mittels des Begrenzungsbereichsetzabschnitts 262 setzend
und dann einen des ersten bis vierten Verzögerungsausmaßsetzbereichs als
den Motordrehungbegrenzungsbereich setzend beschrieben wurde, können zwei
oder mehr der Verzögerungsausmaßsetzbereiche,
z.B. die ersten und zweiten Verzögerungsausmaßsetzbereiche
gesetzt und zur gleichen Zeit verwendet werden. In einem solchen
Fall ist es bevorzugt, daß ein
bestimmter Abschnitt zum Unterscheiden zwischen den Vorwärts- und
Rückwärtsdrehungen
des die Hinterräder 161 und 162 nach
links oder nach rechts drehenden Motors 120 vorgesehen
ist, so daß die
Drehung des Motors 120 mit einer genauen Zeitgebung gestoppt
werden kann.
Es
ist zu bemerken, daß irgendein
anderer geeigneter Verzögerungsausmaßsetzbereich
als die oben erwähnten
ersten bis vierten Verzögerungsausmaßsetzbereiche
als der Motordrehungbegrenzungsbereich gesetzt werden kann, abhängig von dem
Zweck der Hinterrad-Lenksteuerung.
Ferner
kann in der oben beschriebenen Ausführungsform das Motoransteuersignal
IM auf einen ausreichend kleinen Wert, der
verschieden von "0" ist, begrenzt werden,
um die Drehung des Motors 120 zu beenden. Ferner kann der
Maximumwert des Betriebszyklus zum Steuern der Drehung des Motors 120 begrenzt
werden anstatt den Schalter in dem Motorantriebsteuerabschnitt 244 vorzusehen.
Ein demgemäßes Begrenzen
des Motoransteuersignals IM oder des Betriebszyklus
kann die Anzahl der notwendigen Komponenten für die Motordrehungssteuerung
reduzieren und schafft einen signifikant vereinfachten Aufbau.
Nun
wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 13 bis 15 beschrieben. Ähnlich der
oben beschriebenen zweiten Ausführungsform
besitzt eine Hinterrad-Lenksteuereinheit 310 gemäß der dritten
Ausführungsform
eine Funktion des Stoppens der Drehung des Motors 120,
wenn eine Wahrscheinlichkeit für
ein Auftreten einer ineinandergreifenden Klemmung zwischen den äußeren Drehkraftübertragungszylindern 131 und
den linken und rechten Schiebezylindern 133 und 134 in
dem Linearantriebsmechanismus 130 besteht. Die dritte Ausführungsform
ist jedoch darin von der zweiten Ausführungsform verschieden, daß die erstere
dazu ausgebildet ist, die Drehung des Motors 120 obligatorisch
zu stoppen unter Verwendung des Selbstenergieerzeugungsbetriebs
des Motors 120, um dadurch das Motordrehungsstoppvermögen zu steigern.
In 13 sind Elemente,
die in Aufbau und Funktion den Gegenstücken der 7 und 11 im wesentlichen ähnlich sind,
durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und werden hier zur
Vermeidung eine unnötigen
Wiederholung nicht beschrieben. Im besonderen unterscheidet sich
die Hinterrad-Lenksteuereinheit 310 gemäß der dritten Ausführungsform
von der zweiten Ausführungsform
darin, daß diese
einen Lenkwinkeleinstellabschnitt 340 aufweist, der verschieden
von dem Lenkwinkeleinstellabschnitt 240 der zweiten Ausführungsform
aufgebaut ist. Der Lenkwinkeleinstellabschnitt 340 von 13 umfaßt einen Subtrahierer 41,
einen PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42, einen Motorantriebsteuerabschnitt 44 sowie
einen Motorantriebabschnitt 345. Der Subtrahierer 41,
der PID-Arithmetikoperation-Abschnitt 42 sowie der Motorantriebsteuerabschnitt 44 sind
im Aufbau ähnlich
den Gegenstücken
der ersten Ausführungsform.
Die Hinterrad-Lenksteuereinheit 310 umfaßt auch
einen Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260, der in Aufbau
und Betriebsweise ähnlich
dem Gegenstück
der zweiten Ausführungsform
ist. Der Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260 in dieser
Ausführungsform
stellt nämlich
eine Ausgabe S2 bereit, die die zeitliche Abstimmung zum Stoppen
der Drehung des Motors 120 signalisiert. Das Ausgangssignal
S2 wird in der gleichen Weise erzeugt, wie zuvor mit Bezug auf 12 beschrieben.
Die
folgenden Absätze
beschreiben beispielhafte Details des Motorantriebabschnitts 345 mit
Bezug auf 14. Wie dargestellt,
umfaßt
der Motorantriebabschnitt 345 eine Motorantriebbrückenschaltung,
die von vier Feldeffekttransistoren (FET) Q1 bis Q4 gebildet ist,
die jeweils als ein Schaltelement arbeiten. Eine Bypassdiode D1 – D4 ist
zwischen Drain und Source jedes Feldeffekttransistors Q1 bis Q4
angeschlossen. In der Motorantriebbrückenschaltung ist ein Anschluß A mit
einer Stromversorgung (Batterie) 349 positiver Spannung
VB verbunden und ein anderer Anschluß ist mit
einer Masse (GND) verbunden. Der Motor 120 ist zwischen
mittleren Ausgangsanschlüssen
C und D angeschlossen. Ferner wird ein Signal S2 oder eine invertierte
Version des Signals S2 an die Gates G1 bis G4 der Feldeffekttransistoren Q1
bis Q4 angelegt, um die einzelnen Transistoren Q1 bis Q4 ein- oder
auszuschalten.
In
dem normalen Hinterrad-Lenkbetrieb gibt der die Motorantriebbrückenschaltung
umfassende Motorantriebabschnitt 345 ein pulsbreitenmodulationsgesteuertes
Signal von dem Motorantriebsteuerabschnitt 44 zu den vier
Feldeffekttransistoren Q1 bis Q4 derart weiter, daß eine vorbestimmte
logische Bedingung erfüllt
wird, um dadurch die Drehung (Drehrichtung (Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung) und Drehgeschwindigkeit)
des Motors 120 zu steuern. Falls nämlich das pulsbreitenmodulationsgesteuerte Signal
an die jeweiligen Gates der Transistoren Q1 und Q4 angelegt wird,
wobei kein Signal an die Gates der Transistoren Q2 und Q3 angelegt
wird, wird ein elektrischer Strom basierend auf dem Motoransteuersignal
IM zu dem Motor 120 geführt, um
den Motor 120 in der Vorwärtsrichtung zu drehen. Falls
andererseits das pulsbreitenmodulationsgesteuerte Signal an die
jeweiligen Gates der Transistoren Q2 und Q3 angelegt wird, wobei
kein Signal an die Gates der Transistoren Q1 und Q4 angelegt wird,
wird ein umgekehrter elektrischer Strom basierend auf dem Motoransteuersignal
IM zu dem Motor 120 geführt, um den
Motor 120 in der Rückwärtsrichtung
zu drehen.
In
dieser Ausführungsform
werden nämlich die
Drehung des Motors 120 und somit ein Lenken der Hinterräder 161 und 162 gesteuert
durch Steuern der jeweiligen Ein/Aus-Zustände der Transistoren Q1 und
Q4, die den Motorantriebabschnitt 345 bilden, entsprechend
dem Ausgangssignal von dem Motorantriebsteuerabschnitt 44.
Wenn das Signal S2 zu einem Wert von "1" wechselt
als Folge davon, daß der Momentanlenkwinkel
der Hinterräder 161 und 162 in einen
vorbestimmten Verzögerungsausmaßsetzbereich
gefallen ist, der durch den Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260 gesetzt
wird, wenn der Motor 120 sich in der Vorwärtsrichtung
dreht, um die Hinterräder 161 und 162 nach
links oder nach rechts zu drehen, wird das Signal S2, als logisch
positiv, an das Gate G1 des Feldeffekttransistors Q1 angelegt, wohingegen
die invertierte Version des Signals S2 (logischer Wert "0") an die übrigen Feldeffekttransistoren
Q2 bis Q4 angelegt wird. Somit wird nur der Transistor Q1 eingeschaltet,
wobei die anderen Transistoren Q2 bis Q4 ausgeschaltet sind, und
demzufolge wird ein von dem Anschluß D, der Rückstrom-Bypassdiode D3, dem
Feldeffekttransistor Q1, dem Anschluß C sowie dem Motor 120 gebildeter
geschlossener Schaltkreis in der genannten Reihenfolge ausgebildet,
und somit wird eine elektromotorische Gegenkraft VSG in
dem Motor 120 auf der Basis der Drehung des Motors 120 induziert.
Wenn eine derartige elektromotorische Gegenkraft VSG einmal
induziert wird, wird die Drehung des Motors 120 zwangsweise
unterdrückt,
was zu einem abrupten Verschwinden des Drehungsdrehmoments des äußeren Drehkraftübertragungszylinders 131 in
dem Linearantriebsmechanismus 130 führt. Demzufolge kann die Bewegung
der Schiebezylinder 133 und 134 zwangsweise in
einer extrem kurzen Zeit verzögert
werden, um dadurch die unerwünschte Blockierung
der linken und rechten Schiebezylinder 133 und 134 sowie
der Kupplungsmechanismen zuverlässig
zu vermeiden.
Ferner,
wenn der sich in der Rückwärtsrichtung
drehende Motor 120 zu stoppen ist, wird das Signal S2 des
logischen Werts "1" an das Gate G3 des Feldeffekttransistors
Q3 angelegt und die invertierte Version des Signals S2 wird an die
anderen Transistoren Q1, Q2 und Q4 angelegt, so daß eine aus
dem Anschluß C,
der Rückstrom-Bypassdiode
D1, dem Feldeffekttransistor Q3, dem Anschluß D sowie dem Motor 120 in
der genannten Reihenfolge gebildeter, geschlossener Schaltkreis
ausgebildet wird und somit eine elektromotorische Kraft in dem Motor 120 induziert
wird, so daß ein
Drehmoment zum zwangsweisen Beenden der Rückwärtsdrehung des Motors 120 in
dem Motor 120 erzeugt wird.
15 ist ein Schaltungsdiagramm,
das eine Modifikation der dritten Ausführungsform zeigt, die im besonderen
ein modifiziertes Beispiel des Motorantriebabschnitts 345 zeigt.
In 15 sind Elemente,
die in Aufbau und Funktion den Gegenstücken von 14 im wesentlichen ähnlich sind, durch die gleichen
Bezugszeichen dargestellt und werden hier zur Vermeidung einer unnötigen Wiederholung nicht
beschrieben. Im besonderen ist der modifizierte Motorantriebabschnitt 345 von 15 dadurch gekennzeichnet,
daß dieser
einen Relaisansteuerabschnitt 346A sowie einen Relaiskontaktabschnitt 346B aufweist.
Der Relaisansteuerabschnitt 346A umfaßt eine erregbare Spule und
ist zwischen dem Anschluß A
und der Masse angeschlossen. Der Relaiskontaktabschnitt 346B umfaßt einen
normalerweise geschlossenen Kontaktanschluß NC, einen normalerweise offenen
Kontaktanschluß NO,
der mit dem Anschluß D
verbunden ist, sowie einen bewegbaren Kontakt 346C, der
an einem Ende mit dem Anschluß C
verbunden ist. Der bewegbare Kontakt 346C ist normalerweise
an dem anderen Ende des normalerweise geschlossenen Kontaktanschlusses NC
verbunden. In diesem Fall arbeitet der Motorantriebabschnitt 345 als
eine normale motoransteuernde Brückenschaltung
zum Zuführen
eines Antriebsstroms zu dem Motor 120.
Wenn
das von dem Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260 ausgegebene
Signal S2 einmal auf den logischen Wert "1" gewechselt
hat, wird das Signal S2, als logisch positiv, zu dem Relaisansteuerabschnitt 346A in
dem Motorantriebabschnitt 345 von 15 gegeben, so daß der Relaisansteuerabschnitt 346A aktiviert
wird. Auf die Aktivierung des Relaisansteuerabschnitts 346A durch
das Signal S2 hin findet die Erregung derart statt, daß der bewegbare
Kontakt 346C mit dem normalerweise offenen Kontaktanschluß NO verbunden
wird. Demzufolge wird ein geschlossener elektrischer Schaltkreis
für den
Motor 120 gebildet, so daß der Motor 120 als
ein elektrischer Stromgenerator arbeitet, und der Selbstenergieerzeugungsbetrieb
des Motors 120 erzeugt eine Bremslast, um die Drehung des
Motors 120 zu beenden. Auf diese Weise wird die Drehung
des Motors 120 rasch verzögert, was die oben erwähnte unerwünschte ineinandergreifende
Klemmung wirksam verhindern kann.
Die
Ausführungsformen
wurden oben beschrieben als das Ausgangssignal S2 von dem Motorantriebbegrenzungsabschnitt 260 zu
dem Motorantriebsteuerabschnitt 244 oder dem Motorantriebabschnitt 345 weitergebend.
In einer Alternative kann das Signal S2 zu einem zwischen dem Motorantriebsteuerabschnitt 44 und
dem Motorantriebabschnitt 345 vorgesehenen Öffnungs/Schließ-Abschnitt 348 geschickt
werden, um zu bewirken, daß der Öffnungs/Schließ-Abschnitt 348 schließt, wenn das
Signal S2 auf den Wert "1" gewechselt hat,
wie es durch eine gestrichelte Linie in 13 dargestellt ist. Diese Alternative
kann auch eine übermäßige Drehung
des Motors 120 verhindern, um dadurch das oben erwähnte Problem
einer ineinandergreifenden Klemmung zu vermeiden.
Wenngleich
die verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen als die Hinterrad-Lenkvorrichtung 110 von 2 steuernd beschrieben wurden, kann
die vorliegende Erfindung auch bei der Hinterrad-Lenkvorrichtung
nach dem Stand der Technik eingesetzt werden, die in der wie in 16 gezeigten Weise aufgebaut
ist. Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen
oben nämlich
als eine Steuerung zum Vermeiden der ineinandergreifenden Klemmung beim
Drehen der Hinterräder
zu einer Auswärtsstellung
oder zurück
zu der Geradeausstellung durchführend
beschrieben wurden, kann die erfindungsgemäße Steuereinheit in ähnlicher
Weise eingesetzt werden, um die ineinandergreifende Klemmung zu
vermeiden, wenn die Hinterräder
zunächst
zu einer Stellung auf halbem Weg gelenkt werden und dann von der
Stellung auf halbem Weg weiter gelenkt werden, indem eine Information
erlangt wird, die einen sich verändernden
Lenkzustand angibt.
Die
vorliegende, in der oben beschriebenen Weise ausgebildete Erfindung
bietet signifikante und einzigartige Vorteile, wie es aus dem vorangegangenen
ersichtlich ist.
Bei
der Steuereinheit der vorliegenden Erfindung wird nämlich die
Drehgeschwindigkeit des Motors, unmittelbar bevor die linken und
rechten Schiebezylinder des Linearantriebsmechanismus, die entgegengesetzt
gewindete Bereiche aufweisen, deren jeweilige Neutralstellungen
oder äußersten
Stellungen erreichen, wenn die Lenkstange axial verlagert wird, über den
Linearantriebsmechanismus, um die Hinterräder nach links oder nach rechts
zu drehen, derart bewertet, daß die
Drehung des Motors verzögert
wird oder das Motoransteuersignal auf einen Nullwert gesetzt wird,
falls die Drehgeschwindigkeit des Motors höher als eine vorbestimmte Referenzgeschwindigkeit
ist und damit leicht eine Verformung und ineinandergreifende Klemmung
der linken und rechten Schiebezylinder bewirkt. Die Steuereinheit der
vorliegenden Erfindung ist auch gekennzeichnet durch das Vorsehen
einer elektronischen Steuerschaltung, um die Motordrehung unter
Verwendung eines Selbstenergieerzeugungsbetriebs des Motors basierend
auf einer in dem Motor induzierten elektromotorischen Gegenkraft
rasch zu verzögern.
Mit diesen strukturellen Merkmalen kann die vorliegende Erfindung
die ineinandergreifende Klemmung im Gewindeeingriff zwischen dem äußeren Drehkraftübertragungszylinder
und den linken und rechten Schiebezylindern in dem Linearantriebsmechanismus
und zwischen den Schiebezylindern und den mechanischen Stoppern
an den äußersten
Positionen zuverlässig
vermeiden, wie auch die unerwünschte
Blockierung der linken und rechten Schiebezylinder und der Kupplungsmechanismen.
Demzufolge sorgt die vorliegende Erfindung für eine sanfte Hinterrad-Lenkung.
Ferner,
da die Hinterrad-Lenksteuereinheit der Erfindung dazu ausgebildet
ist, durch eine elektronische Steuerung das Auftreten der ineinandergreifenden
Klemmung bei dem Zurück-zu-Neutral-Hub
zu vermeiden, kann die vorliegende Erfindung eine sanft-arbeitende
Hinterrad-Lenkvorrichtung
für ein
Vierradlenkungsfahrzeug bereitstellen, wobei eine signifikante Reduktion
der Gesamtgröße und des
Gesamtgewichts der Vorrichtung erzielt werden.
Die
Steuereinheit (10; 210; 310) ist dazu
ausgebildet, den Betrieb einer Hinterrad-Lenkvorrichtung (110),
die typischerweise in einem Vierradlenkungsfahrzeug vorgesehen ist,
zu steuern, und basiert auf einer elektronischen Schaltungsanordnung.
In der elektronischen Schaltungsanordnung setzt ein Solllenkwinkelsetzabschnitt
(20) einen Solllenkwinkel der Hinterräder (161, 162).
Ein Momentanlenkwinkelmeßabschnitt
(50) mißt
einen Momentanlenkwinkel der Hinterräder (161, 162).
Auf der Basis des Solllenkwinkels und des Momentanlenkwinkels erzeugt ein
Lenkwinkel einstellabschnitt (40; 240; 340)
ein Motoransteuersignal, um die Drehung des Motors (120)
derart zu steuern, daß eine
Differenz oder ein Offset zwischen dem Solllenkwinkel und dem Momentanlenkwinkel
Null wird. Unter der Bedingung, daß der Motor (120)
in einem vorbestimmten Antriebszustand ist, wird ein Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt
(60) aktiviert, um eine Momentandrehgeschwindigkeit des
Motors (120) auf der Basis des Momentanlenkwinkels der
Hinterräder (161, 162)
zu berechnen, und vergleicht die berechnete Momentandrehgeschwindigkeit
des Motors (120) mit einer vorab gespeicherten Referenzdrehgeschwindigkeit.
Der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt
(60) arbeitet, um ein Motordrehungsverzögerungsausmaß zu berechnen,
wenn das Vergleichsergebnis angibt, daß die berechnete Momentandrehgeschwindigkeit
höher als
die Referenzdrehgeschwindigkeit ist.