DE10050381B4

DE10050381B4 - Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE10050381B4
Application number: DE10050381A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Wako Furumi; Kunio Wako Shirakawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JP2001180512A; US6381527B1; DE10050381A1

Abstract

Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung, wobei die Hinterrad-Lenkvorrichtung (110) umfaßt: einen Motor (120); ein entsprechend der Drehung des Motors (120) drehbares Drehkraftübertragungsglied (131); ein Paar von Schiebegliedern (133, 134), die von jeweiligen mittleren Neutralstellungen, voneinander weg, zu jeweiligen, einem bestimmten Lenkwinkel der Hinterräder (161, 162) entsprechenden Auswärtsstellungen bewegbar sind und von den Auswärtsstellungen, aufeinander zu, zurück zu den Neutralstellungen bewegbar sind; einen Gewindeeingriffsabschnitt (131a, 133a, 134a), der entgegengesetzt gewindete Abschnitte aufweist und betriebsmäßig eine Verbindung zwischen dem Drehkraftübertragungsglied (131) und den Schiebegliedern (133, 134) durch einen Gewindeeingriff derart herstellt, daß die Schiebeglieder (133, 134) voneinander weg oder aufeinander zu in Reaktion auf eine Drehung des Drehkraftübertragungsglieds (131) durch den Motor (120) bewegt werden; einen Kupplungsmechanismus (140L, 140R) zum betriebsmäßigen Verbinden eines der Schiebeglieder (133, 134) mit einer zwischen den Hinterrädern vorgesehenen Lenkstange (150); und einen ersten Stopper zum Definieren der Neutralstellungen der Schiebeglieder (133, 134) und Begrenzen der jeweiligen Einwärtsbewegung der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Steuereinheiten für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung, und insbesondere ein elektronisches Steuermodul oder eine elektronische Steuereinheit, die ein verbessertes Verhalten einer Hinterrad-Lenkvorrichtung in Fahrzeugen erreicht, typischerweise Kraftfahrzeugen mit Vierradlenkung (4WS), die für ein Lenken von Hinterrädern in Verbindung mit einem Lenken von Vorderrädern ausgelegt sind.
Bisher waren Fahrzeuge mit Vierradlenkung bekannt und weit verbreitet verwendet. Die Fahrzeuge mit Vierradlenkung sind dazu ausgebildet, die Lenkrichtung der Hinterräder gleichzeitig mit einem Lenken der Vorderräder in Reaktion auf ein manuelles Lenkmanöver des Lenkrads durch einen menschlichen Fahrzeugbediener oder Fahrer zu ändern. Bei der Fahrt des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit beispielsweise gestattet die Vierradlenkung dem Fahrzeug, Spurwechsel mit ausreichender Stabilität durchzuführen, indem die Hinterräder in der gleichen Richtung wie die Vorderräder gelenkt werden. Außerdem, wenn das Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit in einem begrenzten Raum fährt, gestattet die Vierradlenkung dem Fahrzeug, eine kleine Links- oder Rechtswendung durchzuführen, indem die Hinterräder in einer entgegengesetzten Richtung zu den Vorderrädern gelenkt werden. Die Lenkrichtung der Hinterräder relativ zu einer Lenkrichtung der Vorderräder hängt von einem beabsichtigten Zweck der Fahrzeugfahrt ab (d.h. Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, Lenkwinkel der Vorderräder etc.). Im allgemeinen weist jedes Vierradlenkfahrzeug zusätzlich zu einer Vorderradlenkvorrichtung eine separate Hinterrad-Lenkvorrichtung auf, welche die Hinterräder in Reaktion auf ein Lenkmanöver des Lenkrads durch den Fahrzeugbediener in Verbindung mit einem Lenken der Vorderräder lenkt. Die Hinterrad-Lenkvorrichtung bildet einen wesentlichen Teil der Vierradlenkfahrzeuge.
Der grundlegende Aufbau und die Funktionsweise der herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung werden im folgenden skizziert. Zwei Hinterräder, die an beiden Seiten eines hinteren Hauptabschnitts des Vierradfahrzeugs angeordnet sind, sind über Gelenkarme (auch Lenkschenkel genannt) oder einen anderen Verbindungsmechanismus, mit entgegengesetzten Enden einer einzigen, in einer Querrichtung des Fahrzeugs angeordneten Hinterrad-Lenkstange verbunden. Es sind auch Lenkstangenbetätigungsmechanismen zum Bewegen der Hinterrad-Lenkstange axial in einer Richtung nach links oder nach rechts sowie ein mit den Lenkstangenbetätigungsmechanismen betriebsmäßig verbundener Antrieb vorgesehen. Die Hinterräder sind nämlich betriebsmäßig über die Hinterrad-Lenkstange mit dem Antrieb verbunden. Wenn die Hinterrad-Lenkstange sich in einer zentralen Neutralstellung befindet, wobei deren axiale Mitte im wesentlichen auf der Längsmittellinie des Fahrzeugs liegt, sind die Hinterräder geradeaus parallel zu der Längsmittellinie des Fahrzeugs gerichtet. Wenn die Hinterrad-Lenkstange durch den Antrieb über die Hinterradbetätigungsmechanismen axial nach links oder nach rechts bewegt wird; so wird bewirkt, daß die zwei Hinterräder in einer Richtung schwenken, die entgegengesetzt zu der axialen Bewegungsrichtung der Hinterrad-Lenkstange ist.

Die folgenden Absätze beschreiben detaillierter ein Beispiel der herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung für ein genaues Verständnis der Konstruktion und Betriebsweise der Hinterrad-Lenkvorrichtung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Insbesondere zeigen die 16 bis 22 schematisch Hauptteile der durch den Anmelder der vorliegenden Erfindung früher vorgeschlagenen Hinterrad-Lenkvorrichtung. Konkreter stellen die 16 bis 22 in groben Zügen die Hinterrad-Lenkvorrichtung dar, die in der JP 2000-79881 A offengelegt wurde. Die vorliegende Erfindung ist auf die Bereitstellung von Lösungen hinsichtlich der Schwierigkeiten gerichtet, denen man bei der früher offenbarten Hinterrad-Lenkvorrichtung begegnen würde. Die Schwierigkeiten der früher offenbarten Hinterrad-Lenkvorrichtung werden unten mit Bezug auf die 16 bis 22 erläutert.

Im besonderen ist 16 eine perspektivische Explosionsansicht der früher offenbarten Hinterrad-Lenkvorrichtung. Die Hinterrad-Lenkvorrichtung, insgesamt bei der Bezugszahl 400 dargestellt, umfaßt eine Gewindewelle 421, die sich parallel zu der oben erwähnten Hinterrad-Lenkstange 440 erstreckt. Die Gewinderichtung der Gewindewelle 421 wechselt an deren axialer Mitte; d.h. die Gewindewelle 421 umfaßt Linksgewindeabschnitte und Rechtsgewindeabschnitte 421L und 421R. Die Gewindewelle 421, die derartige Linksgewinde- und Rechtsgewindeabschnitte 421L und 421R aufweist, wird durch einen Elektromotor 411 mittels eines Geschwindigkeitsreduktionsmechanismus 417 für eine Drehung in Uhrzeigerrichtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung angetrieben. Linke und rechte Schiebeblöcke 420L und 420R sind an der Gewindewelle 421 angebracht; im besonderen kämmen untere Abschnitte dieser linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R mit der Gewindewelle 421 über einen Innengewinde/Außengewindeeingriff. Durch die Uhrzeigersinn- oder Gegenuhrzeigersinn-Drehbewegung und den Gewindeeingriff mit den linken und rechten Schiebeblöcken 420L und 420R wirkt die Gewindewelle 421 als eine Antriebswelle zum Bewegen der linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R parallel zu der Welle 421; wie es später vollständiger mit Bezug auf die 18 und 19 beschrieben wird. Ein Mittelstück 441 ist an der axialen Mitte der Hinterrad-Lenkstange 440 fest angebracht und die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R sind entgegengesetzten Enden des Mittelstücks 441 benachbart an der Lenkstange 440 angeordnet. Die Hinterrad-Lenkstange 440 ist durch Löcher gefädelt, die in jeweiligen oberen Abschnitten der linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R ausgebildet sind.

Kupplungsmechanismen 430L und 430R sind an den linken und rechten Schiebeblöcken 420L bzw. 420R angefügt. Ein Einrücken der Kupplungsmechanismen 430L und 430R bewirkt, daß die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R betriebsmäßig mit der Hinterrad-Lenkstange 440 verbunden werden, die durch die Löcher in den Schiebeblöcken 420L und 420R gefädelt ist, wobei die Kupplungsmechanismen 430L und 430R dazwischen eingefügt sind. Andererseits hebt ein Ausrücken der Kupplungsmechanismen 430L und 430R die betriebsmäßige Verbindung zwischen den linken und rechten Schiebeblöcken 420L und 420R und der Hinterrad-Lenkstange 440 auf. Bei dieser Hinterrad-Lenkvorrichtung nach dem Stand der Technik wird jedoch lediglich einer der Schiebeblöcke 420L und 420R tatsächlich mit der Hinterrad-Lenkstange 440 verbunden, wobei der andere Schiebeblock 420R oder 420L von der Lenkstange 440 getrennt bleibt; es ist zu bemerken, daß die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R niemals gleichzeitig mit der Hinterrad-Lenkstange 440 verbunden sind.

Die oben erwähnten Kupplungsmechanismen 430L und 430R besitzen jeweils einen Betätigungshebel 424L oder 424R, der von einem Kupplungsring 432L oder 432R nach außen in einer Richtung absteht, die im wesentlichen orthogonal zu der Achse der Hinterrad-Lenkstange 440 ist. Die Betätigungshebel 424L und 424R sind in und längs einer wie in 17 gezeigten Führungsnut 431 bewegbar, die in einem Gehäuse ausgebildet ist (nicht gezeigt). Nämlich erlauben horizontale Nutenabschnitte der Führungsnut 431 den Betätigungshebeln 424L und 424R eine Bewegung in einem vorbestimmten horizontalen Bereich parallel zu der Gewindewelle 421; somit ist die horizontale Bewegung der Betätigungshebel 424L und 424R parallel zu der Gewindewelle 421 durch die Länge der horizontalen Nutenabschnitte derart begrenzt, daß die Hebel 424L und 424R horizontal bewegbar nur in dem vorbestimmten Bereich längs der Gewindewelle 421 sind. Ferner, wie es aus 17 deutlich ersichtlich ist, können die Betätigungshebel 424L und 424R durch Aktivierung von elektrisch betriebenen Stellgliedern 425L und 425R längs vertikalen Nutenabschnitten der Führungsnut 431 nur bewegt werden, wenn die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R sich an jeweiligen Mittel- oder Neutralstellungen befinden, die dem Axialmittelabschnitt der Gewindewelle 421 entsprechen. In 17 sind beide der linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R in den obersten Stellungen in den entsprechenden vertikalen Nutenabschnitten der Führungsnut 431 befindlich gezeigt, in welcher Situation die Schiebeblöcke 420L und 420R vollständig an einer Bewegung parallel zu der Gewindewelle 421 gehindert sind.

Die oben beschriebene Konstruktion beherrscht das Verhalten der Kupplungsmechanismen 430L und 430R und der den Kupplungsmechanismen 430L und 430R zugeordneten linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R. Die Hinterrad-Lenkstange 440 ist axial bewegbar in Reaktion auf die Bewegung des linken oder rechten Schiebeblocks 420L oder 420R längs der Gewindewelle 421.

Wie es ferner in 16 gezeigt ist, ist ein Folgemechanismus 426 über dem Mittelstück 441 angeordnet, der für ein Folgen der axialen Bewegung der Hinterrad-Lenkstange 440 wirkt. Ein Lenkhubsensor 427 wirkt zum Erfassen einer Richtung und eines Ausmaßes (Bewegungsweg) der axialen Bewegung der Hinterrad-Lenkstange 440 über den Folgemechanismus 426. Es ist ein weiterer Folgemechanismus 428 vorgesehen, der einem der linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R (dem linken Schiebeblock 420L in dem dargestellten Beispiel) zugeordnet ist, der für ein Folgen der Bewegung der Schiebeblöcke 420L und 420R wirkt. Ein Antriebshubsensor 429 wirkt zum Erfassen einer Richtung und eines Ausmaßes (Bewegungsweg) der axialen Bewegung der linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R.

16 zeigt auch einen inneren Stopper 491, der in einem unteren Bereich der Hinterrad-Lenkvorrichtung 400 angeordnet ist und von der Innenfläche des nicht gezeigten Gehäuses nach oben absteht. Dieser innere Stopper 491 ist vorgesehen, um die Neutralstellungen der linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R zu definieren; d.h. der innere Stopper 491 erlaubt den Schiebeblöcken 420L und 420R ein genaues Stoppen an den jeweiligen Neutralstellungen bei einem Zurück-zu-Neutral-Hub nach einer Hinterradlenkungsauswärtsbewegung.

Die 18 und 19 sind schematische Draufsichten der Hinterrad-Lenkvorrichtung 400, wobei die Bezugszahlen 444 und 445 linke und rechte Hinterräder darstellen. Die Unten-nach-oben-Richtung in diesen Figuren entspricht einer Richtung, in welcher das Fahrzeug geradeaus fährt, d.h. der Geradeausfahrtrichtung des Fahrzeugs. Im besonderen zeigt 18 jedes der relativ zu der Geradeausfahrtrichtung des Fahrzeugs um einen Winkel θ nach links gedrehten linken und rechten Hinterräder 444 und 445, wohingegen 19 jedes der linken und rechten Hinterräder 444 und 445 zeigt, die geradeaus gerichtet oder in einer Neutralstellung (θ = 0) angeordnet sind, um dadurch dem Fahrzeug ein Geradeausfahren zu erlauben.

Wenn die Gewindewelle 421 durch den Elektromotor 411 in einer bestimmten Richtung gedreht wird, werden die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R durch die Wirkung der Linksgewinde- und Rechtsgewindeabschnitte 421L und 421R gleichzeitig auswärts, voneinander weg, bewegt. Wenn die Gewindewelle 421 in der anderen, der bestimmten Richtung entgegengesetzten Richtung durch den Motor 411 gedreht wird, werden die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R durch die Wirkung der Linksgewinde- und Rechtsgewindeabschnitte 421L und 421R gleichzeitig einwärts, aufeinander zu, bewegt. Indem der Kupplungsmechanismus 430R eingerückt wird, bevor der rechte Schiebeblock 420R von der mittleren Neutralstellung auswärts (in 18 nach rechts) bewegt wird, kann der Schiebeblock 420R somit in Eingriff mit der Hinterrad-Lenkstange 440 gebracht werden, so daß die Hinterrad-Lenkstange 440 nach rechts bewegt werden kann zusammen mit der Bewegung nach rechts des rechten Schiebeblocks 420R über die Gewindewelle 421. Durch eine derartige Bewegung der Hinterrad-Lenkstange 440 nach rechts werden die linken und rechten Hinterräder 444 und 445 mittels der linken und rechten Gelenkarme 442 und 443 um einen Lenkwinkel θ nach links gedreht, wie es in 18 gezeigt ist.

Wenn die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R, die wie in 18 gezeigt, auswärts voneinander weg verlagert wurden, zu ihren jeweiligen Neutralstellungen zurückzubringen sind, so daß der Lenkwinkel θ der linken und rechten Hinterräder 444 und 445 Null wird, wie es in 19 gezeigt ist, wird der Motor 411 in Rückwärtsrichtung gedreht, um zu bewirken, daß sich auch die Gewindewelle 421 in der Rückwärtsrichtung dreht. Durch die entgegengesetzte Drehung der Gewindewelle 421 werden die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R gleichzeitig einwärts aufeinander zu bewegt und somit wird die mit dem rechten Schiebeblock 420R im Eingriff stehende Hinterrad-Lenkstange 440 nach links zurück zu deren Neutralstellung bewegt und demzufolge werden die linken und rechten Hinterräder 444 und 445 zu der Geradeaus-Neutral-Stellung zurückgebracht.

Wenn die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R gleichzeitig einwärts hin zu deren jeweiligen Neutralstellungen bewegt werden, werden diese letztlich in Kontakt mit den linken bzw. rechten Endflächen des inneren Stoppers 491 gebracht und gegen dieselben gedrückt, wie es durch Pfeile 498 und 499 in 19 bezeichnet ist. Die Bewegung der linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R aufeinander zu ist somit durch den inneren Stopper 491 derart begrenzt, daß die zwei Blöcke 420L und 420R an deren jeweiligen Neutralstellungen mechanisch gestoppt werden können. Hierbei tritt auch der linke Schiebeblock 420L in Kontakt mit der linken Endfläche des Mittelstücks 441, so daß eine weitere Bewegung des Schiebeblocks 420L durch das Mittelstück 441 verhindert wird. Wenn die Hinterrad-Lenkstange 440 aufgrund eines Lenkmanövers durch den Fahrzeugbediener in irgendeiner anderen Stellung als deren Neutralstellung ist, kann auf diese Weise die Lenkstange 440 genau zu der Neutralstellung zurückbewegt werden, indem einfach der Motor 411 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird.

Ähnlich zu dem rechten Schiebeblock 420R kann der linke Schiebeblock 420L in einen betriebsmäßigen Eingriff mit der Hinterrad-Lenkstange 440 gebracht werden, indem der zugeordnete Kupplungsmechanismus 430L eingerückt wird, so daß die linken und rechten Hinterräder 444 und 445 nach rechts gedreht und dann zu der Geradeaus-Neutral-Stellung zurückgebracht werden können.

Die Hinterrad-Lenkvorrichtung nach dem Stand der Technik, die in der oben beschriebenen Weise ausgebildet ist, besitzt die folgenden Nachteile.

Wenn die Hinterräder 444 und 445, die nach links oder rechts gedreht wurden, in die Geradeausstellung zurückzubringen sind, werden die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R manchmal mit hoher Geschwindigkeit zu deren jeweiligen Neutralstellungen zurückgebracht, beispielsweise in Reaktion auf ein rasches Lenkmanöver durch den Fahrzeugbediener. Falls die Zurück-zu-Neutral-Bewegung der Schiebeblöcke 420L und 420R durch die Gewindewelle 421 zu rasch ist, tendiert die Gewindewelle 421 dazu, durch eine Trägheitsdrehkraft des Motors 411 übermäßig zu drehen, wenn die Schiebeblöcke 420L und 420R dabei sind, gegen den inneren Stopper 491 anzuschlagen und dadurch zu stoppen. Infolge der übermäßigen Drehung wird die Gewindewelle 421 übermäßig in die Gewindelöcher der Schiebeblöcke 420L und 420R getrieben, wie es veranschaulichend in den 20 bis 22 gezeigt ist.

20 zeigt eine vergrößerte Teilansicht, die den in Kontakt mit der rechten Endfläche des inneren Stoppers 491 und gegen. dieselbe gedrückten rechten Schiebeblock 420R zeigt. Wenn die Gewindewelle 421 in der entgegengesetzten Richtung (d.h. der durch einen Pfeil 451 bezeichneten Richtung) gedreht wird, um den rechten Schiebeblock 420R zurück nach links (d.h. die durch einen Pfeil 499 bezeichnete Richtung) zu bewegen, wird nämlich der rechte Schiebeblock 420R an dessen Neutralstellung in Kontakt mit der rechten Endfläche des inneren Stoppers 491 gebracht und dann gegen dieselbe gedrückt. Die 21 und 22 zeigen in einem etwas vergrößerten Maßstab einen in 20 durch eine Punkt-und-Strich-Linie umgebenen Abschnitt und erläutern im besonderen eine Schwierigkeit der oben erörterten Hinterrad-Lenkvorrichtung nach dem Stand der Technik.

insbesondere zeigen die 21 und 22 eine Beziehung zwischen Innen(oder internen)-Gewindeabschnitten 453 des rechten Schiebeblocks 420R und Außen(oder externen)-Gewindeabschnitten 454 des Rechtsgewindeabschnitts 421R der Gewindewelle 421. Falls die Gewindewelle 421 aufhört, sich zu drehen, sobald der rechte Schiebeblock 420R gegen den inneren Stopper 491 anschlägt, dann findet keine unerwünschte Verformung der Außengewindeabschnitte 454 statt, wie es in 21, ersichtlich ist. Falls es jedoch aufgrund der Trägheitsdrehkraft des Motors 41i nicht gelingt, daß die Gewindewelle 421 vollständig zu drehen aufhört, sofort wenn der rechte Schiebeblock 420R gegen den inneren Stopper 491 anschlägt, dann tritt eine unerwünschte Verformung der Außengewindeabschnitte 454 auf, wie es in 22 ersichtlich ist. Die somit verformten Außengewindeabschnitte 454 der Gewindewelle 421 tendieren dazu, zwischen den Innengewindeabschnitten 453 des rechten Schiebeblocks 420R in dem Maße eingeklemmt zu werden, daß diese nicht leicht von den Innengewindeabschnitten 453 gelöst werden können. Demzufolge kann die Drehung der Gewindewelle 421 nicht sanft wiederaufgenommen werden oder kann überhaupt nicht wiederaufgenommen werden, wenn die Hinterräder das nächste Mal zu lenken sind.

Der vorausgegangene Absatz hat die Verformung und die ineinandergreifende Klemmung der Außengewindeabschnitte 454 des Rechtsgewindeabschnitts 421R der Gewindewelle 421 erläutert, die beim Zurückkehren der Hinterräder zu der Geradeaus-Neutral-Stellung auftreten. Im wesentlichen begegnet man jedoch einer ähnlichen ineinandergreifenden Klemmung zwischen den Innen- und Außengewindeabschnitten 453 und 454 aufgrund des trägen Betriebs des Motors 411, selbst wenn die Hinterräder nach rechts oder nach links zu einer vorbestimmt ausgelenkten Stellung entsprechend einem beabsichtigten oder durch den Fahrzeugbediener bestimmten Lenkwinkel gedreht werden, da die Schiebeblöcke 420L und 420R, die sich durch die Gewindewelle 421 nach auswärts bewegen, durch ein Angreifen durch äußere Stopper mechanisch gestoppt werden, die von der Innenfläche des nicht gezeigten Gehäuses ähnlich dem oben erwähnten inneren Stopper 491 abstehen.

Um die ineinandergreifende Klemmung zwischen den Innen- und Außengewindeabschnitten 453 und 454 zu vermeiden, wenn die Schiebeblöcke 420L und 420R zu linken und rechten Auswärtsstellungen entsprechend einem bestimmten Lenkwinkel der Hinterräder bewegt werden oder nach der Auswärtsbewegung zu den Neutralstellungen zurückgebracht werden, ist es notwendig, daß die Gewindewelle 421 mit den Außengewindeabschnitten 454 einen ausreichend großen Außendurchmesser und die linken und rechten Schiebeblöcke 420L und 420R einen ausreichend großen Innendurchmesser besitzen und daß die Außengewindeabschnitte 454 und Innengewindeabschnitte 453 eine erhöhte Steifigkeit besitzen. Die Vergrößerungen des Außendurchmessers der Gewindewelle 421, des Innendurchmessers der Schiebeblöcke 420L und 420R und der Steifigkeit der Gewindeabschnitte 453 und 454 würde jedoch unvermeidbar zu einer vergrößerten Gesamtgröße und einem vergrößerten Gesamtgewicht der Hinterrad-Lenkvorrichtung 400 führen. Die Hinterrad-Lenkvorrichtung 400 der vergrößerten Gesamtgröße und des vergrößerten Gesamtgewichts würde einen Elektromotor 411 großer Größe und hoher Leistung sowie eine Ansteuerschaltung für hohe Leistung erfordern, die mit einem großen elektrischen Strom arbeitet, woraus unvermeidbar erhöhte Herstellungskosten der Vorrichtung resultieren.

Schwierigkeiten aufgrund der oben erwähnten ineinandergreifenden Klemmung beim Gewindeeingriff zwischen den Außen- und Innengewindeabschnitten würde man auch in anderen Arten einer Hinterrad-Lenkvorrichtung als der oben diskutierten Art begegnen, so lange diese mit Schiebegliedern vorgesehen sind, die über einen Gewindewellenmechanismus nach links und nach rechts bewegbar sind.

Aus der DE 197 13 576 A1 ist ein Servolenksystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem die vom Fahrer mittels des Lenkrads durchgeführte Lenkbewegung in einem Überlagerungsgetriebe mit einer zusätzlichen Bewegung eines motorischen Stellantriebs (Servomotor) überlagert wird, so daß die Lenkung sehr indirekt gemacht werden kann und damit geringe Lenkradmomente erreicht werden können. Die überlagerte Lenkbewegung wird über ein nicht näher beschriebenes Lenkgetriebe zu den zu lenkenden Rädern – übertragen. Die Radlenkwinkel sind konstruktionsbedingt durch Lenkanschläge begrenzt, bei deren Erreichen kein Zusatzwinkel durch den Servomotor mehr überlagert werden darf, da ansonsten das Lenkrad entgegen der bis dahin vorliegenden Lenkradbewegung gedreht würde, was den Fahrer stark irritieren würde. Dieses Problem des "Lenkradzurückdrehens" wird bei dem bekannten Servolenksystem dadurch gelöst, dass bereits vor Erreichen eines Lenkanschlags die Servounterstützung reduziert oder abgeschaltet wird.

Im Hinblick auf die vorstehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung eines Vierradlenkfahrzeugs bereitzustellen, welche durch eine verbesserte elektrische und elektronische Steuerung wirksam eine unerwünschte ineinandergreifende Klemmung zwischen Gewindeabschnitten von Schiebegliedern und Gewindeabschnitten eines Gewindewellenmechanismus vermeiden kann, die auftreten würde, wenn die Schiebeglieder durch den Gewindewellenmechanismus zu linken und rechten Auswärtsstellungen entsprechend einem bestimmten Lenkwinkel bewegt werden oder wenn die Schiebeglieder von den linken und rechten Auswärtsstellungen zu deren jeweiligen mittigen Neutralstellungen zurückgebracht werden, ohne ein Erfordernis zum Vergrößern der Gesamtgröße und des Gesamtgewichts der Hinterrad-Lenkvorrichtung.

Die Steuereinheit der vorliegenden Erfindung ist dazu ausgebildet, den Betrieb einer Hinterrad-Lenkvorrichtung zu steuern, die typischerweise in einem Vierradlenkkraftfahrzeug vorgesehen ist. Die Hinterrad-Lenkvorrichtung, bei welcher die vorliegende Erfindung Anwendung findet, umfaßt: einen Motor zum Antreiben einer Hinterrad-Lenkung; ein Drehkraftübertragungsglied wie in Form eines äußeren Drehkraftübertragungszylinders, der entsprechend der Drehung des Motors drehbar ist; ein Paar von Schiebegliedern, wie in der Form von linken und rechten Schiebezylindern, die von jeweiligen mittigen Neutralstellungen voneinander weg zu jeweiligen Auswärtsstellungen entsprechend einem bestimmten Lenkwinkel der Hinterräder bewegbar sind und von den Auswärtsstellungen aufeinander zu zurück zu den Neutralstellungen bewegbar sind; einen Gewindeeingriffsabschnitt, der entgegengesetzt gewindete Bereiche aufweist und betriebsmäßig zwischen dem Drehkraftübertragungsglied und den Schiebegliedern durch einen Gewindeeingriff eine Verbindung herstellt, derart, daß bewirkt wird, daß die Schiebeglieder sich voneinander weg oder aufeinander zu in Reaktion auf eine Drehung des Drehkraftübertragungsglieds durch den Motor bewegen; einen Kupplungsmechanismus zum betriebsmäßigen Verbinden eines der Schiebeglieder mit einer Lenkstange, die zwischen den Hinterrädern vorgesehen ist; und einen ersten Stopper zum Definieren der Neutralstellungen der Schiebeglieder und Begrenzen der jeweiligen Einwärtsbewegung der Schiebeglieder. Da hierbei eines der Schiebeglieder betriebsmäßig über den Kupplungsmechanismus mit der Lenkstange verbunden wird, werden die Hinterräder um einen bestimmten Lenkwinkel gedreht durch Bewegen der Schiebeglieder auswärts voneinander weg durch einen Drehung des Motors in einer ersten (d.h. Vorwärts-)Richtung und zu einer Geradeausstellung zurückgebracht durch Bewegen der Schiebeglieder einwärts aufeinander zu durch eine Drehung des Motors in einer zweiten (d.h. Rückwärts-)Richtung. Bei dem Zurück-zu-Neutral-Hub der Schiebeglieder werden die Schiebeglieder an den jeweiligen Neutralstellungen durch den ersten Stopper mechanisch gestoppt.

Die Steuereinheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert auf einer verbesserten elektronischen Schaltungsanordnung, die einen Solllenkwinkelsetzabschnitt, eine Momentanlenkwinkelmeßeinrichtung umfassend einen Lenkhubsensor und einen Momentanlenkwinkelmeßabschnitt, einen Lenkwinkeleinstellabschnitt und einen Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt umfasst. Der Solllenkwinkelsetzabschnitt setzt einen Solllenkwinkel des Hinterrads, um ein elektrisches, den Solllenkwinkel angebendes Signal bereitzustellen. Der Momentanlenkwinkelmeßabschnitt mißt einen Momentanlenkwinkel der Hinterräder, um ein den gemessenen Momentanlenkwinkel angebendes Signal bereitzustellen. Basierend auf dem durch den Solllenkwinkelsetzabschnitt gesetzten Solllenkwinkel und dem durch den Lenkwinkeleinstellabschnitt gemessenen Momentanlenkwinkel erzeugt der Lenkwinkeleinstellabschnitt ein Motoransteuersignal zum Steuern der Drehung des Motors derart, daß eine Differenz oder ein Offset zwischen dem Solllenkwinkel und dem Momentanlenkwinkel Null wird, und dann liefert der Lenkwinkeleinstellabschnitt das Motoransteuersignal zu dem Motor derart, daß durch die Drehung des Motors basierend auf dem Motoransteuersignal die Schiebeglieder zu den Auswärtsstellungen bewegt werden, wenn die Hinterräder um den bestimmten Lenkwinkel zu drehen sind oder daß die Schiebeglieder zu den Neutralstellungen zurückgebracht werden, wenn die Hinterräder zu der Geradeausstellung zurückzubringen sind. Unter der Bedingung, daß der Motor in einem vorbestimmten Antriebszustand ist, wird der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt aktiviert, um eine Momentandrehgeschwindigkeit des Motors auf der Basis des Momentanlenkwinkels der Hinterräder zu berechnen, und vergleicht dieser die berechnete Momentandrehgeschwindigkeit des Motors mit einer vorab gespeicherten Referenzdrehgeschwindigkeit. Der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt arbeitet für eine Berechnung eines Motordrehverzögerungsausmaßes, wenn das Vergleichsergebnis angibt, daß die berechnete Momentandrehgeschwindigkeit höher als die Referenzdrehgeschwindigkeit ist. Ferner umfaßt in der Hinterrad-Lenksteuereinheit der Lenkwinkeleinstellabschnitt einen Subtrahierer zum Subtrahieren des Motordrehverzögerungsausmaßes von dem Motoransteuersignal.

Wenn die Schiebeglieder zu ihren jeweiligen Neutralstellungen zurückzubringen sind, nachdem diese die Hinterräder nach links oder nach rechts bewegt haben, werden die Schiebeglieder obligatorisch durch den an einem Gehäuse ausgebildeten ersten Stopper mechanisch gestoppt, während in diesem Moment die Steuereinheit der vorliegenden Erfindung die berechnete Momentandrehgeschwindigkeit des Motors mit der vorab gespeicherten Referenzdrehgeschwindigkeit vergleicht und das Motoransteuersignal entsprechend dem Vergleichsergebnis einstellt, um die Motordrehung zu verlangsamen, um ein Auftreten einer ineinandergreifenden Klemmung zwischen den Schiebegliedern und dem Drehkraftübertragungsglied aufgrund der Trägheit des Motors zu vermeiden.

Bei der erfindungsgemäßen Hinterrad-Lenksteuereinheit ist der oben erwähnte vorbestimmte Antriebszustand des Motors ein Zustand, in welchem der Motor sich für ein Zurückbringen der Schiebeglieder zu den Neutralstellungen dreht und die Schiebeglieder in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den jeweiligen Neutralstellungen eingetreten sind. Wenn der Motor sich in dem vorbestimmten Antriebszustand befindet, wird somit die Drehung des Motors entsprechend dem durch den Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt berechneten Motordrehungverzögerungsausmaß verzögert, unmittelbar bevor die Schiebeglieder an den Neutralstellungen gestoppt werden.

Die Hinterrad-Lenkvorrichtung kann zweite Stopper zum Definieren von jeweiligen äußersten Stellungen der Schiebeglieder aufweisen, um die Auswärtsbewegung der Schiebeglieder zu begrenzen. In diesem Fall ist der vorbestimmte Antriebszustand des Motors ein Zustand, in dem der Motor sich für eine Bewegung der Schiebeglieder zu den Auswärtsstellungen dreht und die Schiebeglieder in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den äußersten Stellungen eingetreten sind. Wenn der Motor sich in dem vorbestimmten Antriebszustand befindet, wird somit die Drehung des Motors, entsprechend dem durch den Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt berechneten Motordrehungverzögerungsausmaß, verzögert, unmittelbar bevor die Schiebeglieder an den äußersten Stellungen gestoppt werden.

In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt einen Momentanlenkwinkeldifferenzierer zum Berechnen der Momentandrehgeschwindigkeit des Motors sowie eine Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle oder -abbildung zum selektiven Bereitstellen eines Werts der Referenzdrehgeschwindigkeit entsprechend dem durch den Momentanlenkwinkelmeßabschnitt gemessenen Momentanlenkwinkel der Hinterräder.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Hinterrad-Lenksteuereinheit dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzlich zu dem oben erwähnten Solllenkwinkelsetzabschnitt, der Momentanlenkwinkelmeßeinrichtung und dem Lenkwinkeleinstellabschnitt einen Motorantriebbegrenzungsabschnitt umfaßt, um unter der Bedingung, daß der Motor in einem vorbestimmten Antriebszustand ist und der Momentanlenkwinkel der Hinterräder in eine vorbestimmte Verzögerungsregion eingetreten ist, aktiviert zu werden, um ein Motorantriebbegrenzungssignal zum Begrenzen der Drehung des Motors zu erzeugen. In diesem Fall stellt der Lenkwinkeleinstellabschnitt das Motoransteuersignal entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal ein, um dadurch die Drehung des Motors zu verzögern oder zu verlangsamen.

In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird das Motorantriebbegrenzungssignal zu einem Motorantriebsteuerabschnitt gegeben, der in dem Lenkwinkeleinstellabschnitt vorgesehen ist, um ein PWM-gesteuertes Signal zu erzeugen, wobei eine Erzeugung des PWM-gesteuerten Signals durch den Motorantriebsteuerabschnitt entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal gestoppt wird.

Vorzugsweise wird das Motorantriebbegrenzungssignal zu einer Motorantriebbrückenschaltung gegeben, die in dem Lenkwinkeleinstellabschnitt vorgesehen ist, um das Motoransteuersignal zu erzeugen. Der elektrische Verbindungszustand in der Motorantriebbrückenschaltung kann entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal variiert werden, um dadurch eine kurzschließende Schaltung für den Motor derart auszubilden, daß die Drehung des Motors zwangsweise durch einen Selbstenergieerzeugungsbetrieb des Motors gestoppt wird.

Vorzugsweise werden jeweilige Ein/Aus-Zustände von vier Schaltelementen, die die motoransteuernde Brückenschaltung bilden, entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal gesteuert, um dadurch die kurzschließende Schaltung für den Motor auszubilden.

Die motoransteuernde Brückenschaltung kann einen Relaisabschnitt aufweisen, um die Ausbildung der kurzschließenden Schaltung zu erlauben, und die kurzschließende Schaltung wird durch Steuern des Relaisabschnitts entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal vorgesehen.

Vorzugsweise ist der oben erwähnte vorbestimmte Antriebszustand des Motors ein Zustand, in dem der Motor sich für ein Zurückbringen der Schiebeglieder zu den Neutralstellungen dreht und die Schiebeglieder in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den Neutralstellungen eingetreten sind, und wobei, wenn der Motor in dem vorbestimmten Antriebszustand ist, der Motorantriebbegrenzungsabschnitt die Drehung des Motors begrenzt, unmittelbar bevor die Schiebeglieder an den Neutralstellungen gestoppt werden.

Die Hinterrad-Lenkvorrichtung kann ferner zweite Stopper zum Definieren entsprechender äußerster Stellungen der Schiebeglieder aufweisen, um eine Auswärtsbewegung der Schiebeglieder zu begrenzen, wobei der vorbestimmte Antriebszustand des Motors ein Zustand ist, bei dem der Motor sich für ein Bewegen der Schiebeglieder zu den Auswärtsstellungen dreht und die Schiebeglieder in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den äußersten Stellungen eingetreten sind. Wenn der Motor in dem vorbestimmten Antriebszustand ist, begrenzt somit der Motorantriebsbegrenzungsabschnitt die Drehung des Motors unmittelbar bevor die Schiebeglieder an den äußersten Stellungen gestoppt werden.

Zum besseren Verständnis des Gegenstands und weiterer Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deren bevorzugte Ausführungsformen nachfolgend detaillierter, lediglich beispielhaft, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Blockdiagramm ist, das eine Steuereinheit entsprechend einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eine Hinterrad-Lenkvorrichtung zeigt, die durch die Steuereinheit gesteuert wird;
2 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die mechanische Hauptkomponenten der Hinterrad-Lenkvorrichtung von 1 zeigt;
3 eine schematische perspektivische Explosionsansicht ist, die beispielhaft eine Beziehung zwischen einer Lenkstange und inneren Kupplungszylindern in Kupplungsmechanismen zeigt;
4 eine Schnittansicht ist, die erläuternd ist für eine beispielhafte Beziehung zwischen den vollständig zusammengesetzten mechanischen Hauptkomponenten und zwischen einigen der mechanische Komponenten und den in einem Gehäuse ausgebildeten Führungsnuten;
5 eine Vertikalschnittansicht ist, die erläuternd ist für einen beispielhaften Betrieb einiger der mechanischen Komponenten zum Bewegen der Lenkstange axial aus deren Neutralstellung hin zu einer Auswärtsstellung;
6 eine Vertikalschnittansicht ist, die erläuternd ist für einen beispielhaften Betrieb einiger der mechanischen Komponenten zum Bewegen der Lenkstange axial aus einer Auswärtsstellung zurück zu der Neutralstellung;
7 ein Blockdiagramm ist, das beispielhaft Details eines Lenkrichtungbefehlsabschnitts und Lenkwinkeleinstellabschnitts in der Steuereinheit von 1 zeigt;
8 ein Blockdiagramm ist, das beispielhaft Details eines in 7 gezeigten Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitts zeigt;
9 eine Graphik ist, die Beispiele von Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungseigenschaften zeigt, die in einer Motordrehgeschwindigkeit-Abbildung oder -Tabelle gespeichert sind;
10 eine Graphik ist, die weitere Beispiele von Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungseigenschaften zeigt, die in der Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle gespeichert sind;
1 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Steuereinheit entsprechend einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ein Blockdiagramm ist, das beispielhaft Details eines in 11 gezeigten Motorantriebsbegrenzungsabschnitts zeigt;
13 ein Blockdiagramm ist, das eine Steuereinheit entsprechend einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ein Schaltungsdiagramm ist, das beispielhaft Details eines in 13 gezeigten Motorantriebabschnitts zeigt;
15 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Modifikation der dritten Ausführungsform zeigt, das im besonderen ein modifiziertes Beispiel des Motorantriebabschnitts von 13 zeigt;
16 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die erläuternd ist für eine mechanische Konstruktion einer herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung;
17 eine Perspektivansicht einer in einem Gehäuse der in 16 gezeigten herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung ausgebildeten Kupplungshebelführungsnut ist;
18 eine schematische Draufsicht der herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung ist, die die Hinterräder relativ zu einer Geradeausstellung dreht;
19 eine schematische Draufsicht der herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung ist, die die Hinterräder in der Geradeausstellung hält;
20 eine vergrößerte Teilansicht ist, die einen rechten Schiebeblock zeigt, der in Druckkontakt mit einer rechten Endfläche eines Stoppers in der herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung gebracht ist;
21 eine vergrößerte Teilansicht ist, die einen ordnungsgemäßen Eingriff zwischen Innen- und Außengewindeabschnitten in der herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung zeigt; und
22 eine vergrößerte Teilansicht ist, die einen nicht ordnungsgemäßen Eingriff zwischen den Innen- und Außengewindeabschnitten in der herkömmlichen Hinterrad-Lenkvorrichtung zeigt.
Die folgende Beschreibung ist in ihrer Art lediglich beispielhaft und soll in keiner Weise die Erfindung, deren Anwendung oder Verwendungen beschränken.

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 I_M in Form eines elektrischen Stromwerts, das ein Drehungsausmaß des Motors 120 bestimmt. In Beziehung zu der Erzeugung des Motoransteuersignals I_M 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 θ_R. Das so durch den Momentanlenkwinkelmeßabschnitt 50 erzeugte Momentanlenkwinkelsignal θ_R wird zu dem Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt 60 wie auch zu dem Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 geleitet. Auf Basis des Momentanlenkwinkelsignals θ_R 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 I_M erzeugt unter Verwendung des oben erwähnten, den Solllenkwinkel angebenden, das Sollsteuerausmaß repräsentierenden Signals θr, des den Momentan lenkwinkel angebenden Signals θ_R sowie des das Verzögerungsausmaß angebenden Signals ωr.

Um den Momentanlenkwinkel θ_R 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 θ_R von dem in den Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 eingegebenen Soillenkwinkelsignai θr, um dadurch ein Offsetsignal Δθr zu erzeugen, das das Subtraktionsergebnis oder die Differenz (θr – θ_R) 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 θ_R 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 θ_R 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 I_M 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 I_M umgewandelt wird, um den Motor 120 für ein Drehen tatsächlich anzusteuern. Das Motoransteuersignal I_M 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 θ_R, 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 θ_R zu dem Momentanlenkwinkeldifferentiator 62 und der Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 geleitet, die parallel zueinander vorgesehen sind.

Der Momentanlenkwinkeldifferentiator 62 führt eine Differenzieroperation an dem Momentanlenkwinkelsignal θ_R durch, um dadurch ein differenziertes Lenkwinkelsignal Δθ_R bereitzustellen. Da das differenzierte Lenkwinkelsignal Δθ_R 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 θ_R 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 Δθ_R, 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 θ_R 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 θ_R während der Rückwärtsdrehung der Motordrehung, d.h. ein Momentanrückkehrausmaß, um das Momentanrückkehrgeschwindigkeitssignal Δθ_R bereitzustellen, und erhält aus der Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle 63 eine Solldrehgeschwindigkeit, die dem Momentanlenkwinkelsignal θ_R 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 Δθ_R 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 (Δθ_R) 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 (Δθ_R) 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 (Δθ_R) 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 (θ_R) repräsentiert, wohingegen die Vertikalachse (Ordinate) verschiedene Werte der Solldrehgeschwindigkeit (ω) repräsentiert, die dem Momentanlenkwinkel (θ_R) entsprechen. Der Momentanlenkwinkel (θ_R) 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 θ_R 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 θ_R sich vergrößert, und ein Minimumdrehgeschwindigkeitswert ωmin vorgesehen wird, wenn der Momentanlenkwinkels θ_R einen Wert "0" besitzt. Im Bereich negativer Werte des Momentanlenkwinkels θ_R 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 θ_R sich von "0" verkleinert. Gemäß der ersten Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 63a ist ein Maximumdrehgeschwindigkeitwert ωmax vorgesehen, wenn der Momentanlenkwinkel θ_R "θ2" oder "θ7" ist, und, wie oben bemerkt, wird der Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin vorgesehen, wenn der Momentanlenkwinkels θ_R "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 θ_R 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 θ_R von "θ3" ansteigt, und ein Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin vorgesehen wird, wenn der Momentanlenkwinkel θ_R in dem Bereich von Werten "0" bis "θ3" liegt. Im Bereich negativer Werte des Momentanlenkwinkels θ_R 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 θ_R von "θ8" absinkt, und der Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin vorgesehen wird, wenn der Momentanlenkwinkel θ_R 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 θ_R "θ1 " oder "θ6" ist, und der Minimumdrehgeschwindigkeitwert ωmin wird vorgesehen, wenn der Momentanlenkwinkel θ_R 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 θ_R 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 θ_R 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 (Δθ_R), 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 θ_R ausgelesene Solldrehgeschwindigkeitswert ω größer als derjenige ist, der für den gleichen eingegebenen Momentanlenkwinkelwert θ_R 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 I_M 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 I_M 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 I_M für eine Rückwärtsdrehung des Motors 120 wird durch den Lenkwinkeleinstellabschnitt 40 erzeugt. Wenn der Motor 120 sich entsprechend dem Rückwärtsmotoransteuersignal I_M 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 θ_R 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 (Δθ_R) 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 I_M zu erzeugen, so daß eine Steuerung durchgeführt wird, um die Rückwärtsdrehung des Motors 120 entsprechend dem Motoransteuersignal I_M zu verzögern.

Gemäß der oben erwähnten Rückwärtsmotordrehungverzögerungssteuerung basierend auf dem Motoransteuersignal I_M, 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 θ_R 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 I_M 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 "θ_M,," und "θ17" bis "θ_M" ist durch die Lenkwinkel-zu-Drehgeschwindigkeit-Wandlungscharakteristik 163a definiert, wohingegen ein vierter Verzögerungsausmaßsetzbereich von "θ11" bis "θ_M" und "θ16" bis "θ_M", bei dem ein Minimumsolldrehgeschwindigkeitwert ωmin in Reaktion auf "θ13" bis "θ_M" oder "θ18" bis "θ_M" 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 θ_R 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 Δθ_R 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 Δθ_R höher als die Solldrehgeschwindigkeit ω ist, die Motordrehungverzögerungssteuerung in der oben beschriebenen Weise durch. Das Motoransteuersignal I_M 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 I_M 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 θ_R unter der Bedingung weitergibt, daß der Motor 120 in einem vorbestimmten Antriebszustand (z.B. Rückwärtsdrehungszustand) ist. Das Momentanlenkwinkelsignal θ_R, 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 θ_R und den Maximumlenkwinkel von dem Begrenzungsbereichsetzabschnitt 262 und gibt einen positiven Logikwert "1" aus, wenn der Momentanlenkwinkel θ_R kleiner als der Maximumlenkwinkel ist. In ähnlicher Weise vergleicht der Untergrenzenvergleichsabschnitt 264 den Momentanlenkwinkel θ_R und den Minimumlenkwinkel von dem Begrenzungsbereichsetzabschnitt und gibt einen positiven Logikwert "1" aus, wenn der Momentanlenkwinkel θ_R 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 I_M 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 I_M 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 I_M 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 I_M 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 V_B 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 I_M 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 I_M 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 V_SG in dem Motor 120 auf der Basis der Drehung des Motors 120 induziert. Wenn eine derartige elektromotorische Gegenkraft V_SG 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.

Claims

Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung, wobei die Hinterrad-Lenkvorrichtung (110) umfaßt: einen Motor (120); ein entsprechend der Drehung des Motors (120) drehbares Drehkraftübertragungsglied (131); ein Paar von Schiebegliedern (133, 134), die von jeweiligen mittleren Neutralstellungen, voneinander weg, zu jeweiligen, einem bestimmten Lenkwinkel der Hinterräder (161, 162) entsprechenden Auswärtsstellungen bewegbar sind und von den Auswärtsstellungen, aufeinander zu, zurück zu den Neutralstellungen bewegbar sind; einen Gewindeeingriffsabschnitt (131a, 133a, 134a), der entgegengesetzt gewindete Abschnitte aufweist und betriebsmäßig eine Verbindung zwischen dem Drehkraftübertragungsglied (131) und den Schiebegliedern (133, 134) durch einen Gewindeeingriff derart herstellt, daß die Schiebeglieder (133, 134) voneinander weg oder aufeinander zu in Reaktion auf eine Drehung des Drehkraftübertragungsglieds (131) durch den Motor (120) bewegt werden; einen Kupplungsmechanismus (140L, 140R) zum betriebsmäßigen Verbinden eines der Schiebeglieder (133, 134) mit einer zwischen den Hinterrädern vorgesehenen Lenkstange (150); und einen ersten Stopper zum Definieren der Neutralstellungen der Schiebeglieder (133, 134) und Begrenzen der jeweiligen Einwärtsbewegung der Schiebeglieder (133, 134), wobei mit dem einen der über den Kupplungsmechanismus (140L, 140R) betriebsmäßig mit der Lenkstange (150) verbundenen Schiebeglieder (133, 134) die Hinterräder (161, 162) um einen bestimmten Lenkwinkel gedreht werden durch Bewegen der Schiebeglieder (133, 134) auswärts voneinander weg durch Drehung des Motors (120) in einer ersten Richtung und zu einer Geradeausstellung zurückgebracht werden durch Bewegen der Schiebeglieder (133, 134) einwärts aufeinander zu durch Drehung des Motors (120) in einer zweiten Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung, wobei die Steuereinheit (10) umfaßt: einen Solllenkwinkelsetzabschnitt (20) zum Setzen eines Solllenkwinkels der Hinterräder (161, 162); einen Momentanlenkwinkelmeßabschnitt {50) zum Messen eines Momentanlenkwinkels der Hinterräder (161, 162); einen Lenkwinkeleinstellabschnitt (40) zum, auf der Basis des durch den Solllenkwinkelsetzabschnitt (20) gesetzten Solllenkwinkels und des durch den Lenkwinkeleinstellabschnitt (40) gemessenen Momentanlenkwinkels, Erzeugen eines Motoransteuersignals, um die Drehung des Motors (120) derart zu steuern, daß eine Differenz zwischen dem Solllenkwinkel und dem Momentanlenkwinkel Null wird, wobei der Lenkwinkeleinstellabschnitt (40) das Motoransteuersignal zu dem Motor (120) liefert, derart, daß durch die Drehung des Motors (120) basierend auf dem Motoransteuersignal die Schiebeglieder (133, 134) zu den Auswärtsstellungen bewegt werden, wenn die Hinterräder (161, 162) um den bestimmten Lenkwinkel zu drehen sind, oder die Schiebeglieder (133, 134) zu den Neutralstellungen zurückgebracht werden, wenn die Hinterräder (161, 162) zu der Geradeausstellung zurückzudrehen sind; und einen Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt (60) zum aktiviert werden, unter der Bedingung, daß der Motor (120) in einem vorbestimmten Antriebszustand ist, um eine Momentandrehgeschwindigkeit des Motors (120) auf der Basis des Momentanlenkwinkels der Hinterräder (161, 162) zu berechnen und die berechnete Momentandrehgeschwindigkeit des Motors (120) und eine vorab gespeicherte Referenzdrehgeschwindigkeit zu vergleichen, wobei der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt (60) ein Motordrehungverzögerungsausmaß berechnet, wenn die berechnete Momentandrehgeschwindigkeit höher als die Referenzdrehgeschwindigkeit ist, wobei der Lenkwinkeleinstellabschnitt (40) einen Subtrahierer (43) zum Subtrahieren des Motordrehungverzögerungsausmaßes von dem Motoransteuersignal umfaßt.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Antriebszustand des Motors (120) ein Zustand ist, bei dem der Motor (120) sich zum Zurückbringen der Schiebeglieder (133, 134) zu den Neutralstellungen dreht und die Schiebeglieder (133, 134) in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den Neutralstellungen eingetreten sind, und wobei, wenn der Motor (120) in dem vorbestimmten Antriebszustand ist, die Drehung des Motors (120) verzögert wird, entsprechend dem durch den Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt (60) berechneten Motordrehungverzögerungsausmaß, unmittelbar bevor die Schiebeglieder (133, 134) an den Neutralstellungen gestoppt werden.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hinterrad-Lenkvorrichtung (110) ferner zweite Stopper zum Definieren jeweiliger äußerster Stellungen der Schiebeglieder (133, 134) zum Begrenzen einer Auswärtsbewegung der Schiebeglieder (133, 134) umfaßt, wobei der vorbestimmte Antriebszustand des Motors (120) ein Zustand ist, bei dem der Motor (120) sich zum Bewegen der Schiebeglieder (133, 134) zu den Auswärtsstellungen dreht und die Schiebeglieder (133, 134) in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den äußersten Stellungen eingetreten sind, und wobei, wenn der Motor (120) in dem vorbestimmten Antriebszustand ist, die Drehung des Motors (120) verzögert wird, entsprechend dem durch den Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt (60) berechneten Motordrehungverzögerungsausmaß, unmittelbar bevor die Schiebeglieder (133, 134) an den äußersten Stellungen gestoppt werden.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Motorverzögerungsausmaßberechnungsabschnitt (60) einen Momentanlenkwinkel-Differentiator (62) zum Berechnen der Momentandrehgeschwindigkeit des Motors (120) sowie eine Motordrehgeschwindigkeit-Tabelle (63) zum selektiven Bereitstellen eines Werts der Referenzdrehgeschwindigkeit entsprechend dem durch den Momentanlenkwinkelmeßabschnitt (50) gemessenen Momentanlenkwinkel der Hinterräder (161, 162) umfaßt.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung, wobei die Hinterrad-Lenkvorrichtung (110) umfaßt: einen Motor (120); ein entsprechend der Drehung des Motors (120) drehbares Drehkraftübertragungsglied (131); ein Paar von Schiebegliedern (133, 134), die von jeweiligen mittleren Neutralstellungen, voneinander weg, zu jeweiligen, einem bestimmten Lenkwinkel der Hinterräder (161, 162) entsprechenden Auswärtsstellungen bewegbar sind und von den Auswärtsstellungen, aufeinander zu, zurück zu den Neutralstellungen bewegbar sind; einen Gewindeeingriffsabschnitt (131a, 133a, 134a), der entgegengesetzt gewindete Abschnitte aufweist und betriebsmäßig eine Verbindung zwischen dem Drehkraftübertragungsglied (131) und den Schiebegliedern (133, 134) durch einen Gewindeeingriff derart herstellt, daß die Schiebeglieder (133, 134) voneinander weg oder aufeinander zu in Reaktion auf eine Drehung des Drehkraftübertragungsglieds (131) durch den Motor (120) bewegt werden; einen Kupplungsmechanismus (140L, 140R) zum betriebsmäßigen Verbinden eines der Schiebeglieder (133, 134) mit einer zwischen den Hinterrädern (161, 162) vorgesehenen Lenkstange (150); und einen ersten Stopper zum Definieren der Neutralstellungen der Schiebeglieder (133, 134) und Begrenzen der jeweiligen Einwärtsbewegung der Schiebeglieder (133, 134), wobei mit dem einen der über den Kupplungsmechanismus (140L, 140R) betriebsmäßig mit der Lenkstange (150) verbundenen Schiebeglieder (133, 134) die Hinterräder (161, 162) um einen bestimmten Lenkwinkel gedreht werden durch Bewegen der Schiebeglieder (133, 134) auswärts voneinander weg durch Drehung des Motors (120) in einer ersten Richtung und zu einer Geradeausstellung zurückgebracht werden durch Bewegen der Schiebeglieder (133, 134) einwärts aufeinander zu durch Drehung des Motors (120) in einer zweiten Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung, wobei die Steuereinheit (210; 310) umfaßt: einen Solllenkwinkelsetzabschnitt (20) zum Setzen eines Solllenkwinkels der Hinterräder (161, 162); einen Momentanlenkwinkelmeßabschnitt (50) zum Messen eines Momentanlenkwinkels der Hinterräder (161, 162); einen Lenkwinkeleinstellabschnitt (240; 340) zum, auf der Basis des durch den Solllenkwinkelsetzabschnitt (20) gesetzten Solllenkwinkels und des durch den Lenkwinkeleinstellabschnitt (240; 340) gemessenen Momentanlenkwinkels, Erzeugen eines Motoransteuersignals, um die Drehung des Motors (120) derart zu steuern, daß eine Differenz zwischen dem Solllenkwinkel und dem Momentanlenkwinkel Null wird, wobei der Lenkwinkeleinstellabschnitt (240; 340) das Motoransteuersignal zu dem Motor (120) liefert, derart, daß durch die Drehung des Motors 1120) basierend auf dem Motoransteuersignal die Schiebeglieder (133, 134) zu den Auswärtsstellungen bewegt werden, wenn die Hinterräder (161, 162) um den bestimmten Lenkwinkel zu drehen sind, oder die Schiebeglieder (133, 134) zu den Neutralstellungen zurückgebracht werden, wenn die Hinterräder (161, 162) zu der Geradeausstellung zurückzudrehen sind; und einen Motorantriebbegrenzungsabschnitt (260) zum aktiviert werden, unter der Bedingung, daß der Motor (120) in einem vorbestimmten Antriebszustand ist und der Momentanlenkwinkel der Hinterräder (161, 162) in eine vorbestimmte Verzögerungsregion eingetreten ist, um ein Motorantriebbegrenzungssignal zum Begrenzen der Drehung des Motors (120) zu erzeugen, wobei der Lenkwinkeleinstellabschnitt (240; 340) das Motoransteuersignal entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal einstellt, um dadurch die Drehung des Motors (120) zu verzögern.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Motorantriebbegrenzungssignal zu einem Motorantriebsteuerabschnitt (244; 44) gegeben wird, der in dem Lenkwinkeleinstellabschnitt (240; 340) zum Erzeugen eines PWM-gesteuerten Signals vorgesehen ist, und wobei die Erzeugung des PWM-gesteuerten Signals durch den Motorantriebsteuerabschnitt (244; 44) entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal gestoppt wird.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Motorantriebbegrenzungssignal zu einer Motorantriebbrückenschaltung gegeben wird, die in dem Lenkwinkeleinstellabschnitt (240; 340) zum Erzeugen des Motoransteuersignals vorgesehen ist, und wobei ein elektrischer Verbindungszustand in der Motorantriebbrückenschaltung, entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal, variiert wird, um dadurch einen kurzschließenden Schaltkreis für den Motor (120) derart zu bilden, daß die Drehung des Motors (120) zwangsweise durch einen selbstenergieerzeugenden Betrieb des Motors (120) gestoppt wird.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei jeweilige Ein/Aus-Zustände von vier Schaltelementen (Q1–Q4), die die Motorantriebbrückenschaltung bilden, entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal gesteuert werden, um dadurch den kurzschließenden Schaltkreis für den Motor (120) zu bilden.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Motorantriebbrückenschaltung einen Relaisabschnitt (346A, 346B) zum Ermöglichen einer Bildung des kurzschließenden Schaltkreises umfaßt und der kurzschließende Schaltkreis durch Steuern des Relaisabschnitts (346A, 346B) entsprechend dem Motorantriebbegrenzungssignal vorgesehen wird.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 – 9, wobei der vorbestimmte Antriebszustand des Motors (120) ein Zustand ist, bei dem der Motor (120) sich für ein Zurückbringen der Schiebeglieder (133, 134) zu den Neutralstellungen dreht und die Schiebeglieder (133, 134) in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den Neutralstellungen eingetreten sind, und wobei, wenn der Motor (120) in dem vorbestimmten Antriebszustand ist, der Motorantriebbegrenzungsabschnitt (260) die Drehung des Motors (120) begrenzt, unmittelbar bevor die Schiebeglieder (133, 134) an den Neutralstellungen gestoppt werden.
Steuereinheit für eine Hinterrad-Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 – 9, wobei die Hinterrad-Lenkvorrichtung (110) ferner zweite Stopper zum Definieren jeweiliger äußerster Stellungen der Schiebeglieder (133, 134) zum Begrenzen einer Auswärtsbewegung der Schiebeglieder (133, 134) umfaßt, wobei der vorbestimmte Antriebszustand des Motors (120) ein Zustand ist, bei dem der Motor (120) sich zum Bewegen der Schiebeglieder (133, 134) zu den Auswärtsstellungen dreht und die Schiebeglieder (133, 134) in eine vorbestimmte Verzögerungsregion nahe den äußersten Stellungen eingetreten sind, und wobei, wenn der Motor (120) in dem vorbestimmten Antriebszustand ist, der Motorantriebbegrenzungsabschnitt (260) die Drehung des Motors (120) begrenzt, unmittelbar bevor die Schiebeglieder (133, 134) an den äußersten Stellungen gestoppt werden.