DE112004001258T5 - Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern - Google Patents
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Abstract
Eine
Vorrichtung zum Verschwenken lenkbarer Räder eines Fahrzeugs ansprechend
auf die Eingabegröße an ein
Fahrersteuerinterface bzw. eine Fahrersteuerschnittstelle, wobei
die Vorrichtung Folgendes aufweist:
einen Sensor zum Überwachen der Eingabegröße an die Fahrersteuerschnittstelle und zum Vorsehen eines Lenkeingabesignals, das eine Anzeige dafür bildet;
ein vorderes Lenksystem, das betätigbar ist zum Verschwenken eines vorderen Satzes lenkbarer Räder;
ein hinteres Lenksystem, das betätigbar ist zum Verschwenken eines hinteren Satzes lenkbarer Räder; und
eine Steuervorrichtung, die auf das Lenkeingabesignal zum Steuern der Betätigung der vorderen und hinteren Lenksysteme anspricht, wobei die Steuervorrichtung bei einem Versagen bzw. einer Fehlfunktion des vorderen Lenksystems das hintere Lenksystem ansprechend auf das Lenkeingabesignal betätigt.
einen Sensor zum Überwachen der Eingabegröße an die Fahrersteuerschnittstelle und zum Vorsehen eines Lenkeingabesignals, das eine Anzeige dafür bildet;
ein vorderes Lenksystem, das betätigbar ist zum Verschwenken eines vorderen Satzes lenkbarer Räder;
ein hinteres Lenksystem, das betätigbar ist zum Verschwenken eines hinteren Satzes lenkbarer Räder; und
eine Steuervorrichtung, die auf das Lenkeingabesignal zum Steuern der Betätigung der vorderen und hinteren Lenksysteme anspricht, wobei die Steuervorrichtung bei einem Versagen bzw. einer Fehlfunktion des vorderen Lenksystems das hintere Lenksystem ansprechend auf das Lenkeingabesignal betätigt.
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung zum Verschwenken der lenkbaren Räder eines Fahrzeugs. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Lenkvorrichtung, die ein vorderes Lenkgetriebe zum Verschwenken lenkbarer Vorderräder eines Fahrzeugs und ein hinteres Lenkgetriebe zum Verschwenken lenkbarer Hinterräder des Fahrzeugs umfasst.
- Hintergrund der Erfindung
- Servolenkgetriebe sind in modernen Fahrzeugen üblich. Typischerweise verbinden eine oder mehr starre Wellen ein Fahrzeuglenkrad mit einer Antriebswelle des Servolenkgetriebes. Die starren Wellen müssen von dem Fahrzeuglenkrad zu der Antriebswelle des Servolenkgetriebes geführt werden. Das Führen der starren Wellen zwischen dem Lenkrad und dem Lenkgetriebe ist oft schwierig, da andere Fahrzeugkomponenten nicht störend auf die Wellen einwirken dürfen.
- Einige bekannte Fahrzeuglenksysteme haben die starren Wellen eliminiert. Solche Systeme werden gewöhnlich als "Steer-by-Wire" Systeme gezeichnet. In einigen Steer-by-Wire-Systemen gibt es keine mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Lenkgetriebe. Ein elektronisches System ist vorgesehen, das auf die vom Betreiber auf das Lenkrad angelegte Eingangsgrößen zum Steuern der Betätigung des Lenkgetriebes anspricht. Ohne mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und dem Lenkgetriebe geht die Lenksteuerung des Fahrzeugs verloren, wenn das Steer-by-Wire-System versagt.
- Andere bekannte Fahrzeuglenksysteme ermöglichen vielachsiges Lenken. Ein vielachsiges Lenksystem umfasst im Allgemeinen ein Front- bzw. vorderes Lenkgetriebe zum Verschwenken lenkbarer Vorderräder und ein hinteres Lenkgetriebe zum Verschwenken lenkbarer Hinterräder. Das hintere Lenkgetriebe spricht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und auf den Lenkwinkel der lenkbaren Vorderräder an. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorbestimmten Niveaus liegt und der Lenkwinkel der lenkbaren Vorderräder größer als eine vorbestimmte Größe ist, wird das hintere Lenkgetriebe zum Verschwenken der lenkbaren Hinterräder betätigt. Daraus folgend verschwenkt das hintere Lenkgetriebe die lenkbaren Hinterräder, um das durch das Vorderlenkgetriebe vorgesehene Lenken zu ergänzen.
- Der Nachlauf bewirkt, dass sich ein Straßenrad selbst mit der Richtung der Fahrzeugbewegung ausrichtet. Der Nachlauf sieht in konventionellen Lenksystemen die Rückkehrfähigkeit vor. Hilfsachsen von vielachsigen Fahrzeugen verwenden gewöhnlich den Nachlauf, um die Räder zu lenken. Solche "selbstgelenkten" Achsen können keine Seitenkraft erzeugen, um beim Schwenken bzw. Wenden des Fahrzeugs zu helfen.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschwenken lenkbarer Räder eines Fahrzeugs ansprechend auf eine Eingabegröße an eine Fahrersteuerschnittstelle bzw. -interface. Die Vorrichtung umfasst einen Sensor zum Überwachen des Lenkens der Eingabegröße an die Fahrersteuerschnittstelle und zum Liefern eines eine Anzeige dafür bildenden Lenkeingabesignals. Ein vorderes Lenksystem ist betätigbar, um einen vorderen Satz lenkbarer Räder des Fahrzeugs zu verschwenken Ein hinteres Lenksystem ist betätigbar, um einen hinteren Satz lenkbarer Fahrzeugräder zu verschwenken. Eine Steuervorrichtung spricht auf das Lenkeingabesignal zum Steuern der Betätigung der vorderen und hinteren Lenksysteme an. Die Steuervorrichtung betätigt bei einer Fehlfunktion des vorderen Lenksystems, ansprechend auf das Lenkeingabesignal, das hintere Lenksystem.
- Gemäß einem anderen Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung, die eine Fahrersteuerschnittstelle zum Verschwenken der lenkbaren Räder eines Fahrzeugs aufweist. Die Vorrichtung weist ebenfalls mindestens drei voneinander beabstandete Achsen auf, die vordere und hintere Lenkachsen und eine Zwischenachse umfassen. Ein Sensor überwacht die Lenkeingabegröße an die Fahrersteuerschnittstelle und sieht ein Lenkeingabesignal, das eine Anzeige dafür bildet, vor. Ein vorderes Lenksystem ist betriebsmäßig mit der vorderen Lenkachse verbunden und ist zum Verschwenken eines vorderen Satzes lenkbarer Räder betätigbar. Ein hinteres Lenksystem ist betriebsmäßig mit einer hinteren Lenkachse verbunden und ist zum Verschwenken eines hinteren Satzes lenkbarer Räder betätigbar. Eine Steuervorrichtung spricht auf das Lenkeingabesignal zur Betätigung der vorderen und hinteren Lenksysteme an. Bei einer Fehlfunktion bzw. Versagen eines Lenksystems betätigt die Steuervorrichtung ansprechend auf das Lenkeingabesignal das andere Lenksystem.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die vorangegangenen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen verdeutlicht, in denen zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist; -
2 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, durch ein beispielhaftes Lenkgetriebe der Vorrichtung der1 ; -
3 eine Querschnittsansicht ungefähr entlang der Linie 3-3 der2 ; -
4 eine Querschnittsansicht ungefähr entlang der Linie 4-4 der2 ; -
5A und5B ein Flussdiagramm eines beispielhaften Steuerprozesses, der durch eine Steuervorrichtung der Vorrichtung der1 durchgeführt wird; -
6a –c schematische Darstellungen der Fahrzeuglenkung mit der Vorrichtung der1 unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen; -
7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konstruiert ist; und -
8a –c schematische Darstellungen der Fahrzeuglenkung mit der Vorrichtung der7 unter unterschiedlichen Bedingungen. - Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
1 stellt schematisch eine Lenkvorrichtung10 dar, die gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiert ist. Die Lenkvorrichtung10 ist in einem Fahrzeug angebracht, das schematisch bei12 dargestellt ist. Die Lenkvorrichtung10 umfasst ein Lenkrad14 oder eine andere Fahrersteuerschnittstelle, wie zum Beispiel einen Joystick. Das Lenkrad14 besitzt eine bekannte Bauart und ist manuell durch einen Fahrzeugbetreiber drehbar. Eine Welle16 ist an der Mitte oder der Nabe des Lenkrads14 fixiert. Eine Winkeldrehung des Lenkrads14 resultiert in einer äquivalenten Winkeldrehung der Welle16 . - Ein Drehmoment-/Positionssensor
18 ist betätigbar, um das von dem Betreiber angelegten Drehmoment und die Winkeldrehung des Lenkrads14 abzufühlen und um Lenkeingabesignale vorzusehen, die eine Anzeige für das angelegte Drehmoment und die Winkeldrehung des Lenkrads14 bilden. Der Drehmoment-/Positionssensor18 kann irgendein bekannter Sensor oder eine Gruppe von Sensoren sein zum Abfühlen des angelegten Drehmoments und der Winkeldrehung des Lenkrads14 und zum Liefern von Lenkeingabesignalen, die eine Anzeige für die abgefühlten Parameter bilden. - Ein Elektromotor
20 ist mit der Welle16 verbunden. Vorzugsweise verbindet eine Getriebeanordnung (nicht gezeigt) eine Abtriebswelle des Elektromotors20 mit der Welle16 . Der Elektromotor20 ist betätigbar, um Widerstand gegen die Drehung des Lenkrads14 vorzusehen und wird somit gewöhnlich als ein "Lenkgefühlmotor" bezeichnet. - Die Lenkvorrichtung
10 umfasst ebenfalls eine Steuervorrichtung22 . Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung22 ein Mikrocomputer. Die Steuervorrichtung22 ist betriebsmäßig mit dem Drehmoment-/Positionssensor18 verbunden und empfängt die Lenkeingabesignale von dem Drehmoment-/Positionssensor18 . Die Steuervorrichtung22 ist ebenfalls betriebsmäßig mit dem Elektromotor20 verbunden. Die Steuervorrichtung22 spricht auf die Lenkeingabesignale von dem Drehmoment/Positionssensor18 zum Steuern der Betätigung des Elektromotors20 an, um ein Lenkgefühl an das Lenkrad14 zu liefern. Obwohl für den Fahrer ein Lenkrad die konventionelle Struktur ist, um das Fahrzeug zu führen, sind andere Fahrersteuerschnittstellen, wie zum Beispiel ein Joystick, möglich. - Die Lenkvorrichtung
10 umfasst ebenfalls ein vorderes Lenkgetriebe24 . Das vordere Lenkgetriebe24 ist betriebsmäßig mit einer vorderen Lenkachse26 verbunden, die einen vorderen Satz lenkbarer Räder28 besitzt. Das vordere Lenkgetriebe24 ist betätigbar, um die vordere Lenkachse26 zu bewegen, um den vorderen Satz lenkbarer Räder28 zu verschwenken. Ein Zentrier- und Verriegelungsmechanismus30 ist betriebsmäßig mit der vorderen Lenkachse26 verbunden. Der Zentrier- und Verriegelungsmechanismus30 bringt den vorderen Satz lenkbarer Räder28 zu der Geradeaus-Position zurück und verriegelt den vorderen Satz lenkbarer Räder28 mechanisch in der Geradeaus-Position, wenn das vordere Lenkgetriebe24 nicht auf die vordere Lenkachse26 wirkt. Der Zentrier- und Verriegelungsmechanismus30 kann irgendeinen Typ einer Achsenzentriereinrichtung und Verriegelungseinrichtung umfassen. Eine beispielhafte Zentriereinrichtung ist in United States Patent Nr. 4,770,264 beschrieben und eine beispielhafte Verriegelungseinrichtung ist in United States Patent Nr. 4,856,606 gezeigt. - Das vordere Lenkgetriebe
24 kann ein integriertes, hydraulisches Servolenkgetriebe sein. Alternativ kann das vordere Lenkgetriebe24 irgendein bekanntes hydraulisches oder elektrisches Senrolenkgetriebe sein.2 stellt ein beispielhaftes, integriertes, hydraulisches Servolenkgetriebe dar, das als das vordere Lenkgetriebe24 verwendet werden kann. - Wie in
2 gezeigt, umfasst das vordere Lenkgetriebe24 ein Gehäuse42 und einen Antriebsmechanismus44 . Der Antriebsmechanismus44 wird ansprechend auf die Drehung einer Antriebswelle40 des vorderen Lenkgetriebes24 bewegt. Die Bewegung des Antriebsmechanismus44 resultiert in einem Verschwenken des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 des Fahrzeugs12 . - Der Antriebsmechanismus
44 umfasst ein Sektorzahnrad46 mit einer Vielzahl von Zähnen48 . Das Sektorzahnrad46 ist an einer Abtriebswelle50 befestigt, die sich nach außen durch eine Öffnung in dem Gehäuse42 des vorderen Lenkgetriebes24 erstreckt. Die Abtriebswelle50 ist typischerweise mit einem Lenkhebel (pitman arm) (nicht gezeigt) verbunden, der mit der vorderen Lenkachse26 des Fahrzeugs12 verbunden ist. Somit wird, wenn sich das Sektorzahnrad46 dreht, die Abtriebswelle50 gedreht und der vordere Satz lenkbarer Räder28 des Fahrzeugs12 wird verschwenkt. - Das vordere Lenkgetriebe
24 umfasst ferner einen Hydraulikmotor52 zum Bewegen des Antriebsmechanismus44 . Der Hydraulikmotor52 ist innerhalb des Gehäuses42 des vorderen Lenkgetriebes24 gelegen. Das Gehäuse42 des vorderen Lenkgetriebes24 besitzt eine zylindrische Innenoberfläche54 , die eine Kammer56 definiert. Ein Kolben58 ist innerhalb der Kammer56 gelegen und teilt die Kammer56 in gegenüberliegende Kammerteile60 und62 . Ein Kammerteil60 ist auf einer ersten Seite des Kolbens58 gelegen und der andere Kammerteil62 ist auf einer zweiten, gegenüberliegenden Seite des Kolbens58 gelegen. Der Kolben58 bildet eine Dichtung zwischen den entsprechenden Kammerteilen60 und62 und ist zu einer Axialbewegung innerhalb der Kammer56 fähig. - Eine Serie von Zahnstangenzähnen
64 ist an dem Boden des Kolbens58 geformt. Die Zahnstangenzähne64 wirken als ein Ausgang bzw. eine Ausgangsgröße für den Hydraulikmotor52 und stehen mit den Zähnen48 , die auf dem Sektorzahnrad46 des Antriebsmechanismus44 gebildet sind, in Eingriff. Wenn sich der Kolben58 axial bewegt, interagieren die Zahnstangenzähne64 des Kolbens58 mit den Zähnen48 des Sektorzahnrads46 , um das Sektorzahnrad zu drehen. - Eine Pumpe (nicht gezeigt) liefert Hydraulikströmungsmittel von einem Reservoir (nicht gezeigt) an den Hydraulikmotor
52 . Typischerweise treibt der Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) die Pumpe an. Die Pumpe könnte jedoch auf eine andere Art und Weise angetrieben werden, wie beispielsweise durch einen dafür vorgesehenen Elektromotor. Die Pumpe treibt Hydraulikströmungsmittel in einen Einlass (nicht gezeigt) des Gehäuses42 . Der Einlass leitet den Fluss bzw. die Strömung des Strömungsmittels zu einem Wegeventil66 . - Das Wegeventil
66 lenkt das Strömungsmittel zu einem geeigneten Kammerteil60 oder62 des Hydraulikmotors52 . Die Strömung des Hydraulikströmungsmittel zu einem der Kammerteile60 oder62 hin erhöht den Druck innerhalb des Kammerteils60 oder62 . Wenn der Druck eines Kammerteils60 oder62 relativ zu dem Druck des anderen Kammerteils60 oder62 ansteigt, bewegt sich der Kolben58 axial bis der Druck in jedem Kammerteil60 oder62 wieder ausgeglichen ist. Wenn sich der Kolben58 axial bewegt, nimmt das Volumen eines Kammerteils60 oder62 zu und das Volumen des anderen Kammerteils60 oder62 nimmt ab. Der abnehmende Kammerteil60 oder62 wird abgelassen, um zuzulassen, dass ein Teil des Strömungsmittels, das sich in dem abnehmenden Kammerteil60 oder62 befindet, entweicht. Das entweichende Strömungsmittel verlässt das Gehäuse42 über einen Rücklauf (nicht gezeigt) und wird in das Reservoir geleitet. - Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Wegeventils
66 ist in3 gezeigt. Das Wegeventil66 enthält einen Ventilkernteil68 und einen Ventilhülsenteil70 . Ein Teil des Ventilkernteils68 ist innen enthalten und ist relativ zu dem Ventilhülsenteil70 drehbar. - Der Ventilhülsenteil
70 umfasst drei radial gerichtete Durchlässe72 , die sich von einem Außenumfang des Ventilhülsenteils70 zu einem Innenumfang des Ventilhülsenteils erstrecken. Jeder der radialen Durchlässe72 wird mit Hydraulikströmungsmittel versorgt, das durch den Einlass in das Gehäuse42 gelangt. Zwei sich axial erstreckende Nuten74 und76 sind mit jedem radialen Durchlass72 assoziiert. Die sich axial erstreckenden Nuten74 und76 sind an dem Innenumfang des Ventilhülsenteils70 gelegen. Wie in3 gezeigt ist, ist eine Nut76 im Uhrzeigersinn von jedem radialen Durchlass72 gelegen und eine Nut74 ist gegen den Uhrzeigersinn von jedem radialen Durchlass gelegen. Die Nuten74 und76 sind von einem jeweiligen radialen Durchlass72 äquidistant bzw. gleich beabstandet. Jede Nut74 führt zu einem Durchlass78 , der sich radial nach außen durch den Ventilhülsenteil70 erstreckt. Jede Nut76 führt zu einem Durchlass80 , der der sich radial nach außen durch den Ventilhülsenteil70 erstreckt. Jede Nut74 und76 und der assoziierte Durchlass78 und80 ist mit einem speziellen Kammerteil60 und62 des Hydraulikmotors52 assoziiert. Zum Beispiel wird, mit Bezug auf3 , jede Nut76 und der assoziierte Durchlass80 , der unmittelbar im Uhrzeigersinn von einem radialen Durchlass72 gelegen ist, hydraulisches Strömungsmittel an den Kammerteil62 liefern; wohingegen jede Nut74 und der assoziierte Durchlass78 , der unmittelbar gegen den Uhrzeigersinn von einem radialen Durchlass72 gelegen ist, hydraulisches Strömungsmittel an den Kammerteil60 liefern wird. - Sechs Nuten
82 sind um den Außenumfang des Ventilkernteils68 herum gelegen. Der Ventilkernteil68 umfasst ebenfalls sechs Vorsprünge84 oder Stege. Ein Vorsprung84 trennt benachbarte Nuten82 auf dem Außenumfang des Ventilkernteils68 . Die Seitenwände des Vorsprungs84 bilden die Seitenwände der Nuten82 . - Wenn der Ventilkernteil
68 derart relativ zu dem Ventilhülsenteil70 gelegen ist, dass jeder Vorsprung84 des Ventilkernteils68 relativ auf eine entsprechende Nut74 oder76 des Ventilhülsenteils70 zentriert ist, befindet sich das Wegeventil66 in einer neutralen Position.3 stellt das Wegeventil66 in der neutralen Position dar. In der neutralen Position ist der Druck in jedem Kammerteil60 und62 des Hydraulikmotors52 der gleiche, so dass sich der Kolben58 des Hydraulikmotors stationär befindet. Wenn der Ventilkernteil68 relativ zu dem Ventilhülsenteil70 gedreht wird, ist der Zugang zu einem der zwei Nuten74 oder76 , die mit einem jeweiligen radialen Durchlass72 des Ventilhülsenteils70 assoziiert sind, durch einen Vorsprung84 des Ventilkernteils68 eingeschränkt, während der Zugang zu der anderen der zwei Nuten74 oder76 vergrößert oder geöffnet ist. Dies lässt zu, dass eine größere Menge von Hydraulikströmungsmittel zu der offenen Nut74 oder76 fließt, was in einem Druckanstieg des Kammerteils60 oder62 , der mit der Nut74 oder76 assoziiert ist, resultiert. Resultierend aus dem erhöhten Druck innerhalb des Kammerteils60 oder62 , der mit offenen Nut74 oder76 assoziiert ist, wird der Kolben58 des Hydraulikmotors52 bewegt. Beispielsweise wird, wenn der Ventilkernteil68 , wie in3 gezeigt, in einer Richtung im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Strömungsmittelströmung zu der Nut74 des Ventilhülsenteils70 , die auf der Seite gegen den Uhrzeigersinn zu dem radialen Durchlass72 gelegen ist, eingeschränkt und die Strömungsmittelströmung zu der Nut76 , die auf der Seite im Uhrzeigersinn zu dem radialen Durchlass72 gelegen ist, geöffnet oder erhöht. Der Druck in dem Kammerteil62 des Hydraulikmotors52 , der mit der Nut76 assoziiert ist, wird relativ zu dem Druck in dem Kammerteil60 erhöht. Daraus resultierend bewegt sich der Kolben58 nach links, wie in2 gezeigt ist, um das Sektorzahnrad46 zu drehen und den vorderen Satz lenkbarer Räder28 des Fahrzeugs12 in der geeigneten Richtung zu verschwenken. - Der Kolben
58 des Hydraulikmotors52 umfasst eine Bohrung86 , die zu dem Wegeventil66 hin offen ist. Der Ventilhülsenteil70 und ein Nachfolgeglied88 bilden eine integrierte einstückige Einheit, die zur Drehung relativ zu dem Kolben58 durch eine Vielzahl von Kugeln90 getragen ist. Der Außenumfang des Nachfolgeglieds88 ist mit einem Gewinde versehen. Die Vielzahl der Kugeln90 verbindet den mit einem Gewinde versehenen Außenumfang des Nachfolgeglieds88 mit einem Innengewinde92 , das in der Bohrung86 des Kolbens58 gebildet ist. Als Folge der verbindenden Vielzahl der Kugeln90 , bewirkt die axiale Bewegung des Kolbens58 , dass sich das Nachfolgeglied88 und der Ventilhülsenteil70 drehen. Die Drehung des Nachfolgeglieds88 und des Ventilhülsenteils70 bringen das Wegeventil66 zurück zu der neutralen Position. - Der Ventilkernteil
68 des Wegeventils66 ist fest mit der Antriebswelle40 (2 ) verbunden. Ein erstes Ende96 einer Torsionsstange94 ist relativ zu der Antriebswelle40 und dem Ventilkernteil68 befestigt. Ein zweites Ende98 der Torsionsstange94 ist relativ zu dem Ventilhülsenteil70 und dem Nachfolgeglied88 befestigt. Mindestens ein Teil der Torsionsstange94 erstreckt sich durch eine sich axial erstreckende Bohrung100 in dem Ventilkernteil68 , wie in2 –4 gezeigt ist. - Wenn sich der Widerstand gegenüber dem Verschwenken des vorderen Satzes lenkbarer Räder
28 des Fahrzeugs12 unter einem vorbestimmten Niveau befindet, wird die Drehung der Antriebswelle40 des vorderen Lenkgetriebes24 durch die Torsionsstange94 übertragen und bewirkt die Drehung des Nachfolgeglieds88 . Daraus resultierend bleibt das Wegeventil66 in der neutralen Position. Die Drehung des Nachfolgeglieds88 bewirkt die Bewegung des Kolbens58 und resultiert im Verschwenken des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 . - Wenn sich der Widerstand gegenüber dem Verschwenken des vorderen Satzes lenkbarer Räder
28 des Fahrzeugs12 auf oder über einem vorbestimmten Niveau befindet, wird der Drehung des Nachfolgeglieds88 Widerstand entgegengesetzt. Daraus resultierend, dreht die Drehung der Antriebswelle40 des vorderen Lenkgetriebes24 das erste Ende96 der Torsionsstange94 relativ zu dem zweiten Ende98 der Torsionsstange. Die Drehung des ersten Endes96 der Torsionsstange94 relativ zu dem zweiten Ende98 der Torsionsstange legt ein Drehmoment an die Torsionsstange94 und bewirkt, dass sich der Ventilkernteil68 relativ zu dem Ventilhülsenteil70 dreht. - Wie oben diskutiert, wird Hydraulikströmungsmittel zu einer der Kammerteile
60 und62 hin gelenkt, wenn sich der Ventilkernteil68 relativ zu dem Ventilhülsenteil70 dreht. Daraus resultierend bewegt sich der Kolben58 in der Kammer56 . Die Bewegung des Kolbens58 führt zu dem Verschwenken des vorderen Satzes lenkbarer Räder12 (28: Übers.) des Fahrzeugs12 ebenso wie zu der Drehung des Nachfolgeglieds88 . Wie oben diskutiert, dreht die Drehung des Nachfolgeglieds88 den Ventilhülsenteil70 bis sich das Wegeventil66 wieder in der neutralen Position befindet. Wenn sich das Wegeventil66 in der neutralen Position befindet, wird das Drehmoment an die Torsionsstange94 entfernt und das erste Ende96 der Torsionsstange94 wird nicht länger relativ zu dem zweiten Ende98 der Torsionsstange gedreht. - Wie in
4 gezeigt ist, umfasst der Ventilhülsenteil70 ebenfalls erste und zweite Ansätze102 , die an diametral gegenüberliegenden Ausschnitten bzw. ausgeschnittenen Teilen104 in dem Ventilkernteil68 angeordnet sind. Bei Drehung des Ventilkernteils68 um zwischen 2° und 8° relativ zu dem Ventilhülsenteil70 , stehen die Ansätze102 des Ventilhülsenteils70 mit den Seitenwänden in Eingriff, die durch die Ausschnitte104 in dem Ventilkernteil68 gebildet sind, um zu bewirken, dass der Ventilhülsenteil70 zusammen mit dem Ventilkernteil68 gedreht wird. - Solche Drehung des Ventilhülsenteils
70 bewirkt, dass sich der Kolben58 in der Kammer56 bewegt und gestattet somit, dass sich der vordere Satz der lenkbaren Räder28 des Fahrzeugs12 durch das Verschwenken der Antriebswelle40 des vorderen Lenkgetriebes24 verschwenkt. Somit ermöglicht, auch wenn ein Verlust im Hydraulikströmungsmitteldruck aufgetreten ist, ein Verschwenken der Antriebswelle40 des vorderen Lenkgetriebes24 ein Verschwenken des vorderen Satzes der lenkbaren Räder28 des Fahrzeugs12 . - Die Lenkvorrichtung
10 umfasst ebenfalls einen Elektromotor110 , der betriebsmäßig mit dem vorderen Lenkgetriebe24 verbunden ist. Vorzugsweise ist eine Antriebswelle des Elektromotors110 mit der Antriebswelle40 des vorderen Lenkgetriebes24 durch eine Getriebeanordnung verbunden. Wenn das vordere Lenkgetriebe24 ein elektrisches Servolenkgetriebe ist, kann der Elektromotor110 eliminiert werden, da das elektrische Servolenkgetriebe einen dafür vorgesehenen Elektromotor umfasst. - Die Steuervorrichtung
22 ist ebenfalls betriebsmäßig mit dem Elektromotor110 verbunden und steuert die Betätigung des Elektromotors110 . Da der Elektromotor110 betriebsmäßig mit dem vorderen Lenkgetriebe24 verbunden ist, führt die Betätigung des Elektromotors110 zur Betätigung des vorderen Lenkgetriebes24 . Somit steuert die Steuervorrichtung22 die Betätigung des vorderen Lenkgetriebes24 , um die vordere Lenkachse26 so zu bewegen, dass der vordere Satz der lenkbaren Räder28 verschwenkt wird. Da das vordere Lenkgetriebe24 und der Elektromotor110 nicht mechanisch mit dem Lenkrad14 verbunden sind und durch die Steuervorrichtung22 betätigt werden, bilden das vordere Lenkgetriebe24 und der Elektromotor110 gemeinsam ein Steer-by-Wire-Lenksystem. - Ein Lenkwinkelsensor
114 ist betätigbar zum Abfühlen eines Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 . Beim Abfühlen des Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbaren Räder28 , kann der Lenkwinkelsensor114 die lineare Bewegung der vorderen Lenkachse26 oder die Drehung der Abtriebswelle50 des vorderen Lenkgetriebes24 abfühlen. Andere Verfahren des Abfühlens des Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 werden ebenfalls durch diese Erfin dung erwogen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Lenkwinkelsensor114 ein nicht kontaktierender Positionssensor zum Abfühlen der Drehung der Abtriebswelle50 des vorderen Lenkgetriebes24 . Der Lenkwinkelsensor114 sieht ein Signal an die Steuervorrichtung22 vor, das eine Anzeige für den Lenkwinkel des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 bildet. - Die Lenkvorrichtung
10 umfasst ebenfalls ein hinteres Lenkgetriebe120 . Das hintere Lenkgetriebe120 ist betriebsmäßig verbunden mit einer hinteren Lenkachse122 , die einen hinteren Satz lenkbarer Räder124 besitzt. Obwohl der hintere Satz lenkbarer Räder124 in1 als zwei Räder umfassend gezeigt ist, kann der hintere Satz lenkbarer Räder124 alternativ eine von zwei verschiedene Anzahl besitzen, zum Beispiel vier lenkbare Räder. Ein Zentrier- und Verriegelungsmechanismus125 ist betriebsmäßig mit der hinteren Lenkachse122 verbunden. Der Zentrier- und Verriegelungsmechanismus125 bringt den hinteren Satz lenkbarer Räder124 zu der Geradeaus-Position zurück und verriegelt den hinteren Satz lenkbarer Räder124 mechanisch in der Geradeaus-Position, wenn das hintere Lenkgetriebe120 nicht auf die hintere Lenkachse122 wirkt. - Das hintere Lenkgetriebe
120 kann ein integriertes, hydraulisches Servolenkgetriebe sein, ähnlich dem in2 dargestellten, vorderen Lenkgetriebe24 . Die Betätigung des hinteren Lenkgetriebes120 resultiert in einer linearen Bewegung der hinteren Lenkachse122 und in dem Verschwenken des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 . Alternativ zu einem integrierten, hydraulischen Servolenkgetriebe kann das hintere Lenkgetriebe120 irgendein bekanntes hydraulisches oder elektrisches Servolenkgetriebe sein. - Die Lenkvorrichtung
10 umfasst ebenfalls einen Elektromotor126 , der betriebsmäßig mit dem hinteren Lenkgetriebe120 verbunden ist. Vorzugsweise ist eine Abtriebswelle des Elektromotors126 mit einer Antriebswelle, ähnlich der Antriebswelle40 in2 , des hinteren Lenkgetriebes120 durch eine Getriebeanordnung verbunden. Wenn das hintere Lenkgetriebe120 ein elektrisches Servolenkgetriebe ist, kann der Elektromotor126 eliminiert werden, da das elektrische Servolenkgetriebe einen dafür geeigneten Elektromotor umfasst. - Die Steuervorrichtung
22 ist ebenfalls betriebsmäßig mit dem Elektromotor126 verbunden und steuert dessen Betätigung. Da der Elektromotor126 betriebsmäßig mit dem hinteren Lenkgetriebe120 verbunden ist, resultiert die Betätigung des Elektromotors126 in der Betätigung des hinteren Lenkgetriebes120 . Somit steuert die Steuervorrichtung22 die Betätigung des hinteren Lenkgetriebes120 , um die hintere Lenkachse122 so zu bewegen, dass der hintere Satz lenkbarer Räder124 verschwenkt wird. Da das hintere Lenkgetriebe120 und der Elektromotor126 nicht mechanisch mit dem Lenkrad14 verbunden sind und durch die Steuervorrichtung22 betätigt werden, bilden das hintere Lenkgetriebe120 und der Elektromotor126 zusammen ein Steer-by-Wire-Lenksystem. - Ein Lenkwinkelsensor
128 ist betätigbar zum Abfühlen eines Lenkwinkels des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 . Beim Abfühlen des Lenkwinkels des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 kann der Lenkwinkelsensor128 die lineare Bewegung der hinteren Lenkachse122 oder die Drehung einer Abtriebswelle, ähnlich der Abtriebswelle50 in2 , des hinteren Lenkgetriebes120 abfühlen. Andere Verfahren des Abfühlens des Lenkwinkels des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 werden durch diese Erfindung ebenfalls erwogen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Lenkwinkelsensor128 ein nicht kontaktierender Positionssensor zum Abfühlen der Drehung der Abtriebswelle des hinteren Lenkgetriebes120 . Der Lenkwinkelsensor128 liefert ein Signal, das eine Anzeige für den Lenkwinkel des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 bildet, an die Steuervorrichtung22 . - Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
130 ist ebenfalls betriebsmäßig mit der Steuervorrichtung22 verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor130 überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit und liefert Geschwindigkeitssignale, die eine Anzeige für die Fahrzeuggeschwindigkeit bilden, an die Steuervorrichtung. - Die Steuervorrichtung
22 ist ebenfalls betriebsmäßig mit einer Anzeigevorrichtung132 verbunden. Die Anzeigevorrichtung132 spricht auf Alarmsignale von der Steuervorrichtung22 an, um eine Anzeige an den Fahrzeugbetreiber zu liefern. - Die Anzeige, die durch die Anzeigevorrichtung
132 vorgesehen wird, kann irgendein oder irgendeine Kombination hörbarer, visueller oder tastbarer Signale umfassen. -
5A und5B stellen ein Flussdiagramm eines beispielhaften Steuerprozesses200 dar, der von der Steuervorrichtung22 der Lenkvorrichtung10 der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Der Steuerprozess200 beginnt bei Schritt202 , in dem die Steuervorrichtung auf ihrem Anfangszustand zurückgesetzt wird. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung tritt Schritt202 ansprechend auf das Schließen eines Zündschalters (nicht gezeigt) des Fahrzeugs12 auf. Wenn der Zündschalter des Fahrzeugs12 während Betrieb des Steuerprozesses200 geöffnet wird, startet der Steuerprozess200 wieder bei Schritt202 , wenn der Zündschalter wieder geschlossen wird. - Bei Schritt
204 überwacht die Steuervorrichtung22 den Drehmoment-/Positionssensor18 , um die vom Betreiber angelegte Lenkeingabegröße an das Lenkrad14 zu bestimmen. Bei Schritt206 überwacht die Steuervorrichtung den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor130 , um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs12 zu bestimmen. Bei den Schritten208 und210 überwacht die Steuervorrichtung die Lenkwinkelsensoren114 bzw.128 , um die Lenkwinkel der vorderen und hinteren Sätze lenkbarer Räder28 bzw.124 zu bestimmen. - Bei Schritt
212 führt die Steuervorrichtung22 einen bekannten Algorithmus durch, um ein gewünschtes Fahrzeuglenken zu bestimmen. Durch das Ausführen des bekannten Algorithmus spricht die Steuervorrichtung22 auf Folgendes an: die Lenkeingabegröße von Schritt204 , die Fahrzeuggeschwindigkeit von Schritt206 und die gegenwärtigen Lenkwinkel der vorderen und hinteren Sätze der lenkbaren Räder28 und124 der Schritte208 und210 . - Bei Schritt
214 betätigt die Steuervorrichtung22 den Elektromotor20 zum Vorsehen eines Lenkgefühls an das Lenkrad14 . Bei Schritt216 betätigt die Steuervorrichtung22 das vordere Lenkgetriebe24 zum Verschwenken des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 . Um das vordere Lenkgetriebe24 zu betätigen, betätigt die Steuervorrichtung22 den Elektromotor110 , der seinerseits das vordere Lenkgetriebe24 betätigt. Das vordere Lenkgetriebe24 sieht den primären Lenkbetrieb für das Fahrzeug12 vor. Der Steuerprozess200 schreitet von Schritt216 zu Schritt218 voran. Bei Schritt218 bestimmt die Steuervorrichtung22 , ob hinteres Lenken erwünscht ist. Wenn hinteres Lenken erwünscht ist, schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt220 voran. - Bei Schritt
220 wird das hintere Lenkgetriebe120 zum Verschwenken des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 betätigt. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht das hintere Lenkgetriebe120 einen Zusatz- bzw. Ergänzungslenkbetrieb für das Fahrzeug12 vor. Um das hintere Lenkgetriebe120 zu betätigen, betätigt die Steuervorrichtung22 den Elektromotor126 , der wiederum das hintere Lenkgetriebe120 betätigt. -
6a stellt das Fahrzeug12 schematisch dar, das ansprechend auf die Betätigung der vorderen und hinteren Lenkgetriebe24 bzw.120 verschwenkt wird. Der gestrichelte Bogen T in6a stellt die Trajektorie des Fahrzeugs12 dar. Wie6a darstellt, schwenkt der vordere Satz lenkbarer Fahrzeugräder in eine zu dem hinteren Satz lenkbarer Räder entgegengesetzte Richtung, um das Fahrzeug entlang der Trajektorie T zu bewegen. - Nachdem das hintere Lenkgetriebe
120 betätigt ist, überwacht die Steuervorrichtung22 bei Schritt222 den Lenkwinkelsensor128 , um den Lenkwinkel des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 zu bestimmen. Bei Schritt224 vergleicht die Steuervorrichtung22 den Lenkwinkel des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 von Schritt222 mit dem erwünschten hinteren Lenkwinkel, der bei Schritt212 bestimmt wurde, um zu bestimmen, ob das hintere Lenkgetriebe120 bei Betätigung korrekt arbeitet. Eine Fehlfunktion von entweder dem Elektromotor126 oder dem hintere Lenkgetriebe120 kann darin resultieren, dass sich der Lenkwinkel des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 nicht zu dem erwünschten Lenkwinkel ansprechend auf die Betätigung des hinteren Lenkgetriebes120 bei Schritt220 bewegt. Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt224 bestimmt, dass das hintere Lenkgetriebe korrekt arbeitet, schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt244 voran. Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt224 bestimmt, dass das hintere Lenkgetriebe versagt bzw. fehlerhaft arbeitet, schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt226 voran. - Ansprechend auf die Bestimmung, dass das hintere Lenkgetriebe
120 fehlerhaft arbeitet, schaltet die Steuervorrichtung bei Schritt226 die Betätigung des hinteren Lenkgetriebes120 ab oder beendet sie. Wenn das hinter Lenkgetriebe120 abgeschaltet ist, bewirkt der Zentrier- und Verriegelungsmechanismus125 , dass der hintere Satz der lenkbaren Räder124 zu der Geradeaus-Position zurückkehrt und in der Geradeaus-Position verriegelt wird. Bei Schritt228 gibt die Steuervorrichtung22 ein Alarmsignal an die Anzeigevorrichtung132 ab. Ansprechend auf das Alarmsignal sieht die Anzeigevorrichtung132 eine Anzeige an den Fahrzeugbetreiber vor, dass eine Wartung der Lenkvorrichtung10 notwendig ist. - Die Steuervorrichtung
22 überwacht bei Schritt230 wieder den Drehmoment-/Positionssensor18 , um die vom Betreiber angelegte Lenkeingabegröße an das Lenkrad14 zu bestimmen. Bei Schritt232 überwacht die Steuervorrichtung22 den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor130 , um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs12 zu bestimmen. Bei Schritt234 führt die Steuervorrichtung22 einen bekannten Algorithmus aus, um eine gewünschte Fahrzeuglenkung zu bestimmen. Der bekannte Algorithmus bei Schritt234 ist ein Algorithmus zum Bestimmen der gewünschten Fahrzeuglenkung, die nur das vordere Lenkgetriebe24 verwendet. Bei Schritt236 betätigt die Steuervorrichtung22 das vordere Lenkgetriebe24 , um die gewünschte Lenkung, die bei Schritt234 bestimmt wurde, auszuführen und es gibt keine Lenkung mit dem hinteren Satz lenkbarer Räder124 . -
6b stellt schematisch das Fahrzeug12 dar, das ansprechend auf die Betätigung nur des vorderen Lenkgetriebes24 geschwenkt bzw. gewendet wird. Der gestrichelte Bogen T in6b stellt die Trajektorie des Fahrzeugs12 dar. Ein Vergleich der6a und6b stellt dar, dass der vordere Satz lenkbarer Räder28 mit einem größeren Winkel schwenken muss, um der Trajektorie T zu folgen, wenn der vordere Satz lenkbarer Räder28 geschwenkt wird und der hintere Satz der lenkbaren Räder124 in der Geradeaus-Position verriegelt ist. - Nachdem das vordere Lenkgetriebe
24 betätigt ist, überwacht die Steuervorrichtung22 bei Schritt238 den Lenkwinkelsensor114 , um den Lenkwinkel des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 zu bestimmen. Bei Schritt240 vergleicht die Steuervorrichtung22 den Lenkwinkel des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 von Schritt238 mit dem bei Schritt234 bestimmten erwünschten Lenkwinkel, um zu bestimmen, ob das vordere Lenkgetriebe bei Betätigung korrekt arbeitet. Eine Fehlfunktion von entweder dem Elektromotor110 oder dem vorderen Lenkgetriebe24 kann darin resultieren, dass sich der Lenkwinkel des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 nicht zu dem erwünschten Lenkwinkel bewegt ansprechend auf die Betätigung des vorderen Lenkgetriebes24 bei Schritt236 . Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt240 bestimmt, dass das vordere Lenkgetriebe24 korrekt arbeitet, kehrt der Steuerprozess200 zu Schritt230 zurück und die Lenkung des Fahrzeugs12 , die nur das vordere Lenkgetriebe24 verwendet, wird fortgesetzt. Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt240 bestimmt, dass das vordere Lenkgetriebe24 fehlerhaft arbeitet, schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt242 voran und schaltet das vordere Lenkgetriebe24 ab. Von Schritt242 schreitet der Steuerprozess zu Schritt266 voran und endet. - Wenn die Steuervorrichtung
22 bei Schritt218 bestimmt, dass kein hinteres Lenken erwünscht ist, schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt244 voran. Bei Schritt244 überwacht die Steuervorrichtung22 den Lenkwinkelsensor114 , um den Lenkwinkel des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 zu bestimmen. Bei Schritt246 vergleicht die Steuervorrichtung22 den Lenkwinkel des vorderen Satzes lenkbarer Räder28 von Schritt244 mit dem erwünschten Lenkwinkel, der bei Schritt212 bestimmt wurde, um zu bestimmen, ob das vordere Lenkgetriebe24 bei Betätigung korrekt arbeitet. Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt246 bestimmt, dass das vordere Lenkgetriebe24 korrekt arbeitet, kehrt der Steuerprozess200 zu Schritt204 zurück und die Lenkung des Fahrzeugs12 wird fortgesetzt, unter Verwendung sowohl des vorderen als auch des hinteren Lenkgetriebes24 und120 . Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt246 bestimmt, dass das vordere Lenkgetriebe24 fehlerhaft arbeitet, schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt248 voran und schaltet das vordere Lenkgetriebe24 ab. Wenn das vor dere Lenkgetriebe24 abgeschaltet ist, bewirkt der Zentrier- und Verriegelungsmechanismus30 , dass der vordere Satz lenkbarer Räder28 zu der Geradeaus-Position zurückkehrt und in der Geradeaus-Position verriegelt wird. Bei Schritt250 gibt die Steuervorrichtung22 ein Alarmsignal an die Anzeigevorrichtung132 ab. Ansprechend auf das Alarmsignal sieht die Anzeigevorrichtung132 eine Anzeige an den Fahrzeugbetreiber vor, dass eine Wartung der Lenkvorrichtung10 notwendig ist. - Die Steuervorrichtung
22 überwacht bei Schritt252 wieder den Drehmoment-/Positionssensor18 , um die vom Betreiber angelegte Lenkeingabegröße an das Lenkrad14 zu bestimmen. Bei Schritt24 überwacht die Steuervorrichtung22 den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor130 , um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs12 zu bestimmen. Bei Schritt256 führt die Steuervorrichtung22 einen Algorithmus durch, um eine erwünschte Fahrzeuglenkung zu bestimmen. Der Algorithmus, der bei Schritt256 verwendet wird, ist ein Algorithmus zum Bestimmen der erwünschten Fahrzeuglenkung, die nur das hintere Lenkgetriebe120 verwendet. Bei Schritt258 betätigt die Steuervorrichtung22 das hintere Lenkgetriebe120 , um die erwünschte Lenkung auszuführen, die bei Schritt256 bestimmt wurde, und es gibt keine Lenkung mit dem vorderen Satz lenkbarer Räder28 . -
6c zeigt schematisch das Fahrzeug12 , das ansprechend auf die Betätigung nur des hinteren Lenkgetriebes120 verschwenkt wird. Der gestrichelte Bogen T in6c stellt die Trajektorie des Fahrzeugs12 dar. Ein Vergleich der6a und6c zeigt, dass der hintere Satz lenkbarer Räder124 mit einem größeren Winkel schwenken muss, um der Trajektorie T zu folgen, wenn der hintere Satz lenkbarer Räder124 verschwenkt wird und der vordere Satz lenkbarer Räder28 in der Geradeaus-Position verriegelt ist. Ein Vergleich der6b und6c stellt dar, dass der hintere Satz lenkbarer Räder124 in6c in einer dem vorderen Satz lenkbarer Räder28 in6b entgegengesetzten Richtung geschwenkt werden muss, um der Trajektorie T zu folgen. - Nachdem das hintere Lenkgetriebe
120 betätigt ist, überwacht die Steuervorrichtung22 bei Schritt260 den Lenkwinkelsensor128 , um den Lenkwinkel des hinte ren Satzes lenkbarer Räder124 zu bestimmen. Bei Schritt262 vergleicht die Steuervorrichtung22 den Lenkwinkel des hinteren Satzes lenkbarer Räder124 von Schritt260 mit dem erwünschten Lenkwinkel, der bei Schritt256 bestimmt wurde, um zu bestimmen, ob das hintere Lenkgetriebe120 bei Betätigung korrekt arbeitet. Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt262 bestimmt, dass das hintere Lenkgetriebe120 korrekt arbeitet, kehrt der Steuerprozess200 zu Schritt252 zurück und das Lenken des Fahrzeugs12 , das nur das hintere Lenkgetriebe120 verwendet, wird fortgesetzt. Wenn die Steuervorrichtung22 bei Schritt262 bestimmt, dass das hintere Lenkgetriebe120 fehlerhaft arbeitet, schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt264 voran und schaltet das hintere Lenkgetriebe120 ab. Von Schritt264 schreitet der Steuerprozess200 zu Schritt266 voran und endet. - Alternative Steuerprozesse werden durch diese Erfindung ebenfalls erwogen. Zum Beispiel kann das hintere Lenkgetriebe
120 außer Betrieb bleiben bzw. leer laufen und kann nur als ein Ersatz- oder Ausfallsicherungslenkgetriebe verwendet werden, und zwar zur Verwendung ansprechend auf eine Fehlfunktion des vorderen Lenkgetriebes24 . - Die Lenkvorrichtung
10 der1 umfasst ebenfalls eine differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung140 . Die differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung140 ist betriebsmäßig mit der Steuervorrichtung22 und den vorderen und hinteren Sätzen lenkbarer Räder28 und124 verbunden. Die differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung140 ermöglicht im betätigten Zustand die Beschleunigung oder das Bremsen der Räder, die auf der rechten Seite des Fahrzeugs12 gelegen sind, um getrennt und unabhängig von der Beschleunigung und dem Bremsen der Räder gesteuert zu werden, die auf der linken Seite des Fahrzeugs12 gelegen sind. Somit kann im Falle einer Fehlfunktion von sowohl den vorderen als auch den hinteren Lenkgetrieben24 bzw.120 die differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung140 betätigt werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug sicher zum Anhalten gelenkt wird. -
7 ist eine schematische Darstellung einer Lenkvorrichtung310 , die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. - Die Lenkvorrichtung
310 ist in einem Fahrzeug, schematisch bei312 dargestellt, angebracht, welches drei Achsen besitzt. Das Fahrzeug312 kann optional mehr als drei Achsen umfassen. Die drei Achsen des Fahrzeugs312 , dargestellt in7 , umfassen eine vordere Lenkachse314 , eine hintere Lenkachse316 und eine Mittelantriebsachse318 . - Ein vorderer Satz lenkbarer Räder
320 ist an der vorderen Lenkachse314 angebracht. Eine lineare Bewegung der vorderen Lenkachse314 resultiert im Verschwenken des vorderen Satzes lenkbarer Räder320 . Der vordere Satz lenkbarer Räder320 ist an dem Fahrzeug312 mit einem positiven Nachlauf angebracht. Resultierend aus dem positiven Nachlauf, tendiert der vordere Satz lenkbarer Räder320 dazu, der Trajektorie des Fahrzeugs312 zu folgen, wenn er nicht gelenkt wird. Somit kehrt der vordere Satz lenkbarer Räder320 , wenn das Fahrzeug312 geradeaus fährt, zu einer Geradeaus-Position zurück. Wenn das Fahrzeug312 schwenkt bzw. wendet, bewegt sich der vordere Satz lenkbarer Räder320 von der Geradeaus-Position zu einer Position senkrecht zu dem Schwenkradius des Fahrzeugs. - Ein hinterer Satz lenkbarer Räder
322 ist an der hinteren Lenkachse316 angebracht. Eine lineare Bewegung der hinteren Lenkachse316 resultiert im Verschwenken des hinteren Satzes lenkbarer Räder322 . Der hintere Satz lenkbarer Räder322 ist an dem Fahrzeug312 mit einem positiven Nachlauf angebracht. Resultierend aus dem positiven Nachlauf tendiert der hintere Satz lenkbarer Räder28 , dazu der Trajektorie des Fahrzeugs312 zu folgen, wenn er nicht gelenkt wird. - Ein Satz von Antriebsräder
324 ist an der Antriebsachse318 befestigt. Kräfte werden von der Antriebsachse318 auf die Antriebsräder324 überfragen, um zu bewirken, dass sich das Fahrzeug312 entweder in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bewegt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, das in7 dargestellt ist, ist die Antriebsachse318 in gleichem Abstand zu den vorderen und hinteren Lenkachsen314 und316 gelegen. Gleiche Beabstandung der Achsen314 ,316 und318 verstärkt die Lasttragefähigkeit des Fahrzeugs312 und vermindert Straßenschäden, die durch das Fahrzeug bewirkt werden. Alternativ können die Antriebsachse318 und die hintere Lenkachse316 nahe bei einander im Tandem gelegen sein. - Die Lenkvorrichtung
310 der7 umfasst ein Fahrzeuglenkrad326 oder eine andere Fahrersteuerschnittstelle. Das Lenkrad326 besitzt eine bekannte Konstruktion und ist durch einen Fahrzeugbetreiber manuell drehbar. Eine Welle328 ist an der Mitte oder der Nabe des Lenkrads326 befestigt. Eine Winkeldrehung des Lenkrads326 resultiert in einer äquivalenten. Winkeldrehung der Welle328 . Ein Drehmoment-/Positionssensor330 ist betätigbar, um das von dem Betreiber angelegte Drehmoment und die Winkeldrehung des Lenkrads326 abzufühlen und um Lenkeingabesignale vorzusehen, die eine Anzeige für das angelegt Drehmoment und die Winkeldrehung des Lenkrads bilden. - Ein Elektromotor
332 ist mit der Welle328 verbunden. Vorzugsweise verbindet eine Getriebeanordnung (nicht gezeigt) eine Abtriebswelle des Elektromotors332 mit der Welle328 . Der Elektromotor332 ist betätigbar, um Widerstand gegen die Drehung des Lenkrads326 vorzusehen und wird somit im Allgemeinen als "Lenkgefühlmotor" bezeichnet. - Die Lenkvorrichtung
310 umfasst ebenfalls eine Steuervorrichtung334 . Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung334 ein Mikrocomputer. Die Steuervorrichtung334 ist betriebsmäßig an den Drehmoment-/Positionssensor330 gekoppelt und empfängt die Lenkeingabesignale von dem Drehmoment-/Positionssensor330 . Die Steuervorrichtung334 ist ebenfalls betriebsmäßig mit dem Elektromotor332 verbunden. Die Steuervorrichtung334 spricht auf die Lenkeingabesignale von dem Drehmoment-/Positionssensor330 an, um die Betätigung des Elektromotors332 zum Vorsehen von Lenkgefühl an das Lenkrad326 zu steuern. - Die Lenkvorrichtung
310 umfasst ebenfalls ein vorderes Lenkgetriebe336 . Das vordere Lenkgetriebe336 ist betriebsmäßig mit der vorderen Lenkachse314 verbunden. Das vordere Lenkgetriebe336 ist betätigbar, um die vordere Lenkachse314 so zu bewegen, dass der vordere Satz lenkbarer Räder320 verschwenkt wird. Das vordere Lenkgetriebe336 kann ein integriertes, hydraulisches Servo lenkgetriebe sein, ähnlich dem in2 dargestellten vorderen Lenkgetriebe24 . Alternativ kann das vordere Lenkgetriebe336 irgendein hydraulisches oder elektrisches Servolenkgetriebe sein. - Die Lenkvorrichtung
310 umfasst ebenfalls einen Elektromotor338 , der betriebsmäßig mit dem vorderen Lenkgetriebe336 verbunden ist. Vorzugsweise ist eine Abtriebswelle des Elektromotors338 mit einer Antriebswelle, ähnlich der Antriebswelle40 in2 , des vorderen Lenkgetriebes336 durch eine Getriebeanordnung verbunden. Wenn das vordere Lenkgetriebe336 ein elektrisches Servolenkgetriebe ist, kann der Elektromotor338 eliminiert werden, da das elektrische Servolenkgetriebe einen dafür geeigneten Elektromotor umfasst. - Die Steuervorrichtung
334 ist ebenfalls betriebsmäßig mit dem Elektromotor338 verbunden und steuert die Betätigung des Elektromotors338 . Da der Elektromotor338 betriebsmäßig mit dem vorderen Lenkgetriebe336 verbunden ist, resultiert die Betätigung des Elektromotors338 in der Betätigung des vorderen Lenkgetriebes336 . Somit steuert die Steuervorrichtung334 die Betätigung des vorderen Lenkgetriebes336 , um die vordere Lenkachse314 so zu bewegen, dass der vordere Satz lenkbarer Räder320 verschwenkt wird. Da das vordere Lenkgetriebe336 und der Elektromotor338 nicht mechanisch mit dem Lenkrad326 verbunden sind und durch die Steuervorrichtung334 betätigt werden, bilden das vordere Lenkgetriebe336 und der Elektromotor338 zusammen ein Steer-by-Wire-Lenksystem. - Ein Lenkwinkelsensor
340 ist betätigbar zum Abfühlen eines Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbarer Räder320 . Durch das Abfühlen des Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbarer Räder320 , kann der Lenkwinkelsensor340 die lineare Bewegung der vorderen Lenkachse314 oder die Drehung einer Abtriebswelle, ähnlich der Abtriebswelle50 in2 , des vorderen Lenkgetriebes336 abfühlen. Andere Verfahren des Abfühlens des Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbarer Räder320 wurden ebenfalls durch diese Erfindung erwogen. - Die Lenkvorrichtung
310 umfasst ebenfalls ein hinteres Lenkgetriebe342 . Das hintere Lenkgetriebe342 ist betriebsmäßig mit der hinteren Lenkachse316 verbunden. Das hintere Lenkgetriebe342 ist betätigbar, um die hintere Lenkachse316 so zu bewegen, dass der hintere Satz lenkbarer Räder322 verschwenkt wird. Das hintere Lenkgetriebe342 kann ein integriertes, hydraulisches Servolenkgetriebe, ähnlich dem vorderen Lenkgetriebe336 , sein. Alternativ kann das hintere Lenkgetriebe342 irgendein bekanntes hydraulisches oder elektrisches Servolenkgetriebe sein. - Ein Elektromotor
344 ist betriebsmäßig mit dem hinteren Lenkgetriebe342 verbunden. Vorzugsweise ist eine Abtriebswelle des Elektromotors344 mit einer Antriebswelle des hinteren Lenkgetriebes342 durch eine Getriebeanordnung verbunden. Wenn das hintere Lenkgetriebe342 ein elektrisches Servolenkgetriebe ist, kann der Elektromotor344 eliminiert werden, da das elektrische Servolenkgetriebe einen dafür geeigneten Elektromotor umfassen wird. - Die Steuervorrichtung
334 ist ebenfalls mit dem Elektromotor344 verbunden und steuert seine Betätigung. Da der Elektromotor344 betriebsmäßig mit dem hinteren Lenkgetriebe342 verbunden ist, resultiert die Betätigung des Elektromotors344 in der Betätigung des hinteren Lenkgetriebes342 . Somit steuert die Steuervorrichtung334 die Betätigung des hinteren Lenkgetriebes342 , um die hintere Lenkachse316 so zu bewegen, dass der hintere Satz lenkbarer Räder322 verschwenkt wird. Da das hintere Lenkgetriebe342 und der Elektromotor344 nicht mechanisch mit dem Lenkrad326 verbunden sind und durch die Steuervorrichtung334 betätigt werden, bilden das hintere Lenkgetriebe342 und der Elektromotor344 zusammen ein Steer-by-Wire-Lenksystem. - Ein Lenkwinkelsensor
346 ist betätigbar zum Abfühlen eines Lenkwinkels des hinteren Satzes lenkbarer Räder322 . Beim Abfühlen des Lenkwinkels des hinteren Satzes lenkbarer Räder322 kann der Lenkwinkelsensor346 die lineare Bewegung der hinteren Lenkachse316 oder die Drehung einer Abtriebswelle des hinteren Lenkgetriebes342 abfühlen. Andere Verfahren des Abfühlens des Lenkwinkels des hinteren Satzes lenkbarer Räder322 wurden ebenfalls durch kels des hinteren Satzes lenkbarer Räder322 wurden ebenfalls durch diese Erfindung erwogen. - Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
348 ist ebenfalls betriebsmäßig mit der Steuervorrichtung334 verbunden. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor348 überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit und liefert Geschwindigkeitssignale, die eine Anzeige für die Fahrzeuggeschwindigkeit bilden, an die Steuervorrichtung334 . - Die Steuervorrichtung
334 ist ebenfalls betriebsmäßig mit einer Anzeigevorrichtung350 verbunden. Die Anzeigevorrichtung350 spricht auf Alarmsignale von der Steuervorrichtung334 an, um eine Anzeige an den Fahrzeugbetreiber vorzusehen. Die Anzeige, die durch die Anzeigevorrichtung350 vorgesehen wird, kann irgendein oder eine Kombination von hörbaren, visuellen und tastbaren Signalen sein. - Die Lenkvorrichtung
310 arbeitet in einer ähnlichen Art und Weise wie die Lenkvorrichtung10 der1 . Vorzugsweise führt die Steuervorrichtung334 einen dem Steuerprozess200 ähnlichen Steuerprozess durch. Während normalen Betriebs der Lenkvorrichtung310 wirkt das vordere Lenkgetriebe336 als ein primäres Lenkgetriebe und das hintere Lenkgetriebe sieht Hilfslenkung für das Fahrzeug312 vor. Wenn die Steuervorrichtung334 bestimmt, dass das hintere Lenkgetriebe342 nicht korrekt arbeitet, wird das hintere Lenkgetriebe342 abgeschaltet, die Anzeige350 wird betätigt und das vordere Lenkgetriebe336 wird betrieben, um den gesamten Lenkbetrieb für das Fahrzeug312 vorzusehen. Wenn die Steuervorrichtung334 bestimmt, dass das vordere Lenkgetriebe336 nicht korrekt arbeitet, wird das vordere Lenkgetriebe336 abgeschaltet, die Anzeige350 wird betätigt und das hintere Lenkgetriebe342 wird betrieben, um den gesamten Lenkbetrieb für das Fahrzeug312 vorzusehen. - Die Lenkvorrichtung
310 der1 umfasst ebenfalls eine differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung360 . Die differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung360 ist betriebsmäßig mit der Steuervorrichtung334 und den vorderen und hinteren Sätzen lenkbarer Räder320 und322 und dem Satz von Antriebsrädern423 verbunden. Die differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung360 ermöglicht im betätigten Zustand die Beschleunigung oder das Bremsen der Räder, die auf der rechten Seite des Fahrzeugs312 gelegen sind, um getrennt von der Beschleunigung und dem Bremsen der Fahrzeugräder gesteuert zu werden, die auf der linken Seite des Fahrzeugs312 gelegen sind. Somit kann, im Fall einer Fehlfunktion sowohl der vorderen als auch hinteren Lenkgetriebe336 und342 , die differentielle Beschleunigungs- und Bremssteuerung360 betätigt werden, um es zu ermöglichen, dass das Fahrzeug312 sicher zum Anhalten gelenkt wird. -
8a stellt schematisch das Fahrzeug312 dar, das ansprechend auf die Betätigung der vorderen und hinteren Lenkgetriebe336 bzw.342 geschwenkt wird. Der gestrichelte Bogen T in8a stellt die Trajektorie des Fahrzeugs312 dar und die vertikale Linie C stellt die Schwenkmitte des Fahrzeugs312 dar. Während eines Verschwenkens schwenkt das Fahrzeug312 um einen Punkt; der auf der Schwenkmitte C des Fahrzeugs gelegen ist. Wie8a zeigt, schwenkt der vordere Satz lenkbarer Räder320 in einer Richtung, die dem Satz lenkbarer Räder322 entgegengesetzt ist, wenn das Fahrzeug der Trajektorie T folgt. -
8b stellt schematisch das Fahrzeug312 dar, das ansprechend auf die Betätigung von nur dem vorderen Lenkgetriebe336 verschwenkt wird. Der gestrichelte Bogen T in8b stellt die Trajektorie des Fahrzeugs312 dar und ist identisch mit der in8a gezeigten Trajektorie T. Ein Vergleich von8a und8b zeigt, dass sich die Schwenkmitte C des Fahrzeugs312 nach vorne, d.h. näher zu dem vorderen Satz lenkbarer Räder320 , bewegt, wenn nur das vordere Lenkgetriebe336 betätigt wird, um den vorderen Satz lenkbarer Räder320 zu verschwenken, um der Trajektorie T zu folgen.8b stellt ebenfalls dar, dass der Nachlauf des hinteren Satzes lenkbarer Räder322 bewirkt, dass sich der hintere Satz lenkbarer Räder verschwenkt, um der Trajektorie T des Fahrzeugs312 zu folgen. -
8c stellt schematisch das Fahrzeug312 dar, das ansprechend auf Betätigung von nur dem hinteren Lenkgetriebe342 verschwenkt wird. Der gestrichelte Bogen T in8c stellt die Trajektorie des Fahrzeugs312 dar und ist identisch mit der in8a und8b gezeigten Trajektorie T. Ein Vergleich von8a und8c stellt dar, dass sich die Schwenkmitte C des Fahrzeugs312 nach hinten, d.h. näher zu dem hinteren Satz der lenkbaren Räder342 , bewegt, wenn nur das hintere Lenkgetriebe342 betätigt wird, um den hinteren Satz lenkbarer Räder322 zu verschwenken, um der Trajektorie T zu folgen.8c stellt ebenfalls dar, dass der Nachlauf des vorderen Satzes lenkbarer Räder320 bewirkt, das sich der vordere Satz lenkbarer Räder verschwenkt, um der Trajektorie T des Fahrzeugs312 zu folgen. - Aus obiger Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel können die Elektromotoren Stromsensoren umfassen, die den Motorstrom überwachen. Die Steuervorrichtung kann ebenfalls die Stromsensoren überwachen, um zu bestimmen, ob die vorderen und hinteren Lenkgetriebe richtig arbeiten. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt werden.
- Zusammenfassung
- Eine Vorrichtung (
10 ) zum Verschwenken lenkbarer Räder (28 ,124 ) eines Fahrzeugs (12 ) ansprechend auf eine Eingabegröße an eine Fahrersteuerschnittstelle (14 ) umfasst einen Sensor (18 ) zum Überwachen der Lenkeingabegröße an eine Fahrersteuerschnittstelle (14 ) und zum Liefern eines Lenkeingabesignals, das eine Anzeige für die überwachte Lenkeingabegröße bildet. Vordere und hintere Lenksysteme (24 ,110 und120 ,126 ) sind zum Verschwenken vorderer bzw. hinterer Sätze lenkbarer Räder (28 ,124 ) betätigbar. Eine Steuervorrichtung (22 ) betätigt bei einer Fehlfunktion des vorderen Lenksystems (24 ,110 ) ansprechend auf das Lenkeingabesignal nur das hintere Lenksystem (120 ,126 ).
Claims (19)
- Eine Vorrichtung zum Verschwenken lenkbarer Räder eines Fahrzeugs ansprechend auf die Eingabegröße an ein Fahrersteuerinterface bzw. eine Fahrersteuerschnittstelle, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Sensor zum Überwachen der Eingabegröße an die Fahrersteuerschnittstelle und zum Vorsehen eines Lenkeingabesignals, das eine Anzeige dafür bildet; ein vorderes Lenksystem, das betätigbar ist zum Verschwenken eines vorderen Satzes lenkbarer Räder; ein hinteres Lenksystem, das betätigbar ist zum Verschwenken eines hinteren Satzes lenkbarer Räder; und eine Steuervorrichtung, die auf das Lenkeingabesignal zum Steuern der Betätigung der vorderen und hinteren Lenksysteme anspricht, wobei die Steuervorrichtung bei einem Versagen bzw. einer Fehlfunktion des vorderen Lenksystems das hintere Lenksystem ansprechend auf das Lenkeingabesignal betätigt.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner einen vorderen Lenksystemsensor umfasst zum Überwachen des Betriebs des vorderen Lenksystems und zum Vorsehen eines eine Anzeige dafür bildenden vorderen Lenkrückkoppelungssignals, wobei die Steuervorrichtung ansprechend auf das vordere Lenkrückkoppelungssignal, das eine Fehlfunktion des vorderen Lenksystems anzeigt, das vordere Lenksystem abschaltet.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das vordere Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist und der vordere Satz lenkbarer Räder zu einer Geradeaus-Position relativ zu dem Fahrzeug zurückkehrt, wenn das vordere Lenksystem abgeschaltet ist und das hintere Lenksystem den hinteren Satz lenkbarer Räder so verschwenkt, dass ein erwünschtes Fahrzeugansprechen bzw. eine erwünschte Fahrzeugreaktion erreicht wird, während sich der vordere Satz lenkbarer Räder in der Geradeaus-Position befindet.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 2, die ferner einen hinteren Lenksystemsensor zum Überwachen des Betriebs des hinteren Lenksystems und zum Vorsehen eines hinteren eine Anzeige dafür bildenden Lenkrückkoppelungssignals umfasst, wobei die Steuervorrichtung ansprechend auf das hintere Lenkrückkoppelungssignal, das eine Fehlfunktion des hinteren Lenksystems anzeigt, das hintere Lenksystem abschaltet und nur das vordere Lenksystem ansprechend auf das Lenkeingabesignal betätigt.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das hintere Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist und der hintere Satz lenkbarer Räder zu einer Geradeaus-Position relativ zu dem Fahrzeug zurückkehrt, wenn das hintere Lenksystem abgeschaltet wird.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung sowohl das vordere Lenksystem als auch das hintere Lenksystem abschaltet, und zwar ansprechend auf den Empfang sowohl des vorderen Lenkrückkoppelungssignals, das eine Anzeige für eine Fehlfunktion des vorderen Lenksystems bildet, als auch des hinteren Lenkrückkoppelungssignals, das eine Anzeige für eine Fehlfunktion des hinteren Lenksystems bildet.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 4, die ferner eine Anzeigevorrichtung umfasst, die betätigbar ist, um einem Fahrzeugbetreiber anzuzeigen, dass eine Fehlfunktion detektiert wurde, wobei die Steuervorrichtung ansprechend auf das hintere Lenkrückkoppelungssignal, das eine Anzeige für eine Fehlfunktion des hinteren Lenksystems bildet, die Anzeigevorrichtung betätigt.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 2, die ferner eine Anzeigevorrichtung umfasst, die betätigbar ist, um einem Fahrzeugbetreiber anzuzeigen, dass eine Fehlfunktion detektiert wurde, wobei die Steuervorrichtung ansprechend auf das vordere Lenkrückkoppelungssignal, das eine Anzeige für eine Fehlfunktion des vorderen Lenksystems bildet, die Anzeigevorrichtung betätigt.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der vordere Lenksystemsensor ein Lenkwinkelsensor ist zum Messen eines Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbarer Räder, wobei die Steuervorrichtung bestimmt, dass das vordere Lenksystem fehlerhaft funktioniert, wenn das vordere Lenkrückkoppelungssignal von dem Lenkwinkelsensor einen Lenkwinkel anzeigt, der von einem erwünschten Lenkwinkel abweicht.
- Eine Vorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Fahrersteuerschnittstelle zum Verschwenken lenkbarer Räder eines Fahrzeugs; mindestens drei beabstandete Achsen, die vordere und hintere Lenkachsen und eine Zwischenachse umfassen; einen Sensor zum Überwachen der Lenkeingabegröße an die Fahrersteuerschnittstelle und zum Vorsehen eines Lenkeingabesignals, das eine Anzeige dafür bildet; ein vorderes Lenksystem, das betriebsmäßig mit der vorderen Lenkachse verbunden ist und zum Verschenken eines vorderen Satzes lenkbarer Räder betätigbar ist; ein hinteres Lenksystem, das betriebsmäßig mit der hinteren Lenkachse verbunden ist und zum Verschwenken eines hinteren Satzes lenkbarer Räder betätigbar ist; und eine Steuervorrichtung, die auf das Lenkeingabesignal zur Betätigung der vorderen und hinteren Lenksysteme anspricht, wobei die Steuervorrichtung bei einer Fehlfunktion eines Lenksystems das andere Lenksystem ansprechend auf das Lenkeingabesignal betätigt.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 10, die ferner Folgendes umfasst: einen ersten Rückkoppelungssensor zum Überwachen des Betriebs des vorderen Lenksystems und zum Vorsehen erster eine Anzeige dafür bildender Rückkoppelungssignale, einen zweiten Rückkoppelungssensor zum Überwachen des Betriebs des hinteren Lenksystems und zum Vorsehen zweiter eine Anzeige dafür bildender Rückkoppelungssignale, wobei die Steuervorrichtung ansprechend auf entweder die ersten oder die zweiten Rückkoppe lungssignale, die ein fehlerhaft arbeitendes Lenksystem anzeigen, das fehlerhaft arbeitende Lenksystem abschaltet.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das vordere Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist und der vordere Satz lenkbarer Räder zu einer Position zurückkehrt, die einer Richtung der Fahrzeugbewegung entspricht, wenn das vordere Lenksystem abgeschaltet ist.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei das hintere Lenksystem ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist und der hintere Satz lenkbarer Räder zu einer Position zurückkehrt, die einer Richtung der Fahrzeugbewegung entspricht, wenn das hintere Lenksystem abgeschaltet ist.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Steuervorrichtung sowohl das vordere Lenksystem als auch das hintere Lenksystem ansprechend auf sowohl die ersten als auch die zweiten Rückkoppelungssignale abschaltet, die ein fehlerhaftes Arbeiten der Lenksysteme anzeigen.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 10, die ferner eine Anzeigevorrichtung umfasst, die betätigbar ist, um einem Fahrzeugbetreiber anzuzeigen, dass eine Fehlfunktion detektiert wurde, wobei die Steuervorrichtung ansprechend auf entweder die ersten oder die zweiten Rückkoppelungssignale, die ein fehlerhaft arbeitendes Lenksystem anzeigen, die Anzeigevorrichtung betätigen.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der erste Rückkoppelungssensor ein Lenkwinkelsensor zum Messen eines Lenkwinkels des vorderen Satzes lenkbarer Räder ist, wobei die Steuervorrichtung bestimmt, dass das vordere Lenksystem fehlerhaft arbeitet, wenn das erste Rückkoppelungssignal einen Lenkwinkel anzeigt, der von einem erwünschten Lenkwinkel für den vorderen Satz lenkbarer Räder abweicht.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei der zweite Rückkoppelungssensor ein Lenkwinkelsensor zum Messen eines Lenkwinkels des hinteren Satzes lenkbarer Räder ist, wobei die Steuervorrichtung bestimmt, dass das hintere Lenksystem fehlerhaft arbeitet, wenn das zweite Rückkoppelungssignal einen Lenkwinkel anzeigt, der von einem erwünschten Lenkwinkel für den hinteren Satz lenkbarer Räder abweicht.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Zwischenachse eine Antriebsachse ist, wobei die Antriebsachse zum Übertragen von Kräften auf einen Satz von Antriebsrädern des Fahrzeugs ausgelegt ist.
- Vorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei die Antriebsachse in gleichem Abstand zwischen den vorderen und hinteren Lenkachsen angebracht ist.
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Publications (2)
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---|---|
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007048077A1 (de) * | 2007-10-05 | 2009-04-09 | Zf Friedrichshafen Ag | Lenkeinheit für ein Steer-by-wire Schiffsteuersystem und Verfahren zum Betreiben der Lenkeinheit |
US8176865B2 (en) | 2007-10-05 | 2012-05-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Steering actuator for a steer-by-wire ship's control system and method for operating said steering actuator |
US8376791B2 (en) | 2007-10-05 | 2013-02-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a surface drive for a watercraft |
US8376792B2 (en) | 2007-10-05 | 2013-02-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a watercraft having a surface drive |
US8376793B2 (en) | 2007-10-05 | 2013-02-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a surface drive for a watercraft in the upper speed range |
DE102017010500A1 (de) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Daimler Ag | Nutzfahrzeug |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0617052D0 (en) * | 2006-08-30 | 2006-10-11 | Agco Sa | Vehicle steering systems |
JP5003944B2 (ja) * | 2007-04-02 | 2012-08-22 | 株式会社ジェイテクト | 車両用操舵装置 |
FR2916535B1 (fr) * | 2007-05-25 | 2009-07-31 | Renault Sas | Dispositif de diagnostic pour une analyse a posteriori du comportement d'un vehicule automobile et procede correspondant |
US20090096597A1 (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-16 | Avery Jr Richard M | Driver interface unit |
US8069945B2 (en) * | 2008-08-26 | 2011-12-06 | Trw Automotive U.S. Llc | Method and apparatus for rear wheel steering control |
US8640817B2 (en) * | 2011-06-14 | 2014-02-04 | Trw Automotive U.S. Llc | Steering apparatus for turning multiple sets of steerable vehicle wheels |
JP2013107450A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Jtekt Corp | 四輪操舵制御装置 |
KR20130090527A (ko) * | 2012-02-06 | 2013-08-14 | 주식회사 만도 | 하이브리드 파워 스티어링 시스템 |
DE102012015988A1 (de) * | 2012-08-11 | 2014-10-30 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Lenksystem mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung sowie Verfahren zur Steuerung eines derartigen Lenksystems |
US8886412B2 (en) * | 2013-03-14 | 2014-11-11 | GM Global Technology Operations LLC | Steering system for an autonomously driven vehicle and methods of steering the same |
US10085371B2 (en) | 2013-12-11 | 2018-10-02 | Cnh Industrial America Llc | Steerable rear axle on a field cultivator |
DE102014105045A1 (de) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Robert Bosch Automotive Steering Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Servolenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs |
KR102159555B1 (ko) * | 2014-05-07 | 2020-09-24 | 주식회사 만도 | 후륜 조향각 판단방법 |
DE102015212229B4 (de) | 2015-06-30 | 2021-09-02 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren zum Lenken eines Fahrzeuges, Steuerung für ein Kraftfahrzeug sowie Fahrzeug mit einer Vorderachs- und Hinterachslenkung |
DE102015008587A1 (de) | 2015-07-02 | 2017-01-05 | Audi Ag | Kraftfahrzeug für ein pilotiertes Fahren mit einem Vorderachslenksystem und einem Hinterachslenksystem |
US10252697B2 (en) * | 2016-04-06 | 2019-04-09 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for estimating torque in a locked vehicle system |
WO2018065409A1 (en) * | 2016-10-06 | 2018-04-12 | Jaguar Land Rover Limited | Steering system |
JP6834662B2 (ja) * | 2017-03-24 | 2021-02-24 | アイシン精機株式会社 | 車両 |
DE102018207215A1 (de) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs in einem autonomen Betriebsmodus |
US11034383B2 (en) * | 2018-08-03 | 2021-06-15 | Ford Global Technologies, Llc | Vehicle including second steered axle |
DE102019217588A1 (de) * | 2019-11-14 | 2021-05-20 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs |
CN112977600B (zh) * | 2019-12-18 | 2022-05-24 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 转向***和车辆 |
DE102022209589B3 (de) * | 2022-09-13 | 2024-03-07 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Steer-by-Wire Lenksystems eines Kraftfahrzeugs |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3198551A (en) * | 1961-03-27 | 1965-08-03 | Garner Fay Troy | Pusher vehicle |
GB8529601D0 (en) * | 1985-12-02 | 1986-01-08 | Lotus Group Plc | Vehicle with front & rear wheel steering |
JPS62251277A (ja) | 1986-04-22 | 1987-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | 電動式後輪操舵装置 |
JPH01202577A (ja) * | 1988-02-06 | 1989-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | 車両の舵角制御装置 |
US4856606A (en) * | 1988-06-07 | 1989-08-15 | Trw Inc. | Lock mechanism for rear wheel steer apparatus |
GB8913212D0 (en) * | 1989-06-08 | 1989-07-26 | Lotus Group Plc | A wheeled vehicle steering system |
US6131691A (en) * | 1996-09-13 | 2000-10-17 | Morch & Sonner A/S | System for guided steering of at least one set of wheels of a semi-trailer or a trailer |
DK9600308U4 (da) * | 1996-09-13 | 1997-12-29 | Moerch & Soenner A S | Anlæg til tvangsstyring af mindst et sæt baghjul på en sættevogn eller påhængsvogn |
US6561308B1 (en) * | 2001-11-30 | 2003-05-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Method of monitoring and deactivating a steer-by-wire system |
US6659218B2 (en) * | 2002-03-18 | 2003-12-09 | Delphi Technologies, Inc. | Steering system |
-
2004
- 2004-06-10 DE DE112004001258T patent/DE112004001258B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-06-10 WO PCT/US2004/018534 patent/WO2005009823A2/en active Application Filing
- 2004-06-10 US US11/629,829 patent/US8534414B2/en active Active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007048077A1 (de) * | 2007-10-05 | 2009-04-09 | Zf Friedrichshafen Ag | Lenkeinheit für ein Steer-by-wire Schiffsteuersystem und Verfahren zum Betreiben der Lenkeinheit |
US8176865B2 (en) | 2007-10-05 | 2012-05-15 | Zf Friedrichshafen Ag | Steering actuator for a steer-by-wire ship's control system and method for operating said steering actuator |
US8255102B2 (en) | 2007-10-05 | 2012-08-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Steering unit for a steer-by-wire ship's control system and method for operating the steering unit |
US8376791B2 (en) | 2007-10-05 | 2013-02-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a surface drive for a watercraft |
US8376792B2 (en) | 2007-10-05 | 2013-02-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a watercraft having a surface drive |
US8376793B2 (en) | 2007-10-05 | 2013-02-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for controlling a surface drive for a watercraft in the upper speed range |
DE102017010500A1 (de) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Daimler Ag | Nutzfahrzeug |
DE102017010500B4 (de) | 2017-11-13 | 2021-09-16 | Daimler Ag | Nutzfahrzeug |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005009823A2 (en) | 2005-02-03 |
US20080289897A1 (en) | 2008-11-27 |
US8534414B2 (en) | 2013-09-17 |
DE112004001258B4 (de) | 2012-02-02 |
WO2005009823A3 (en) | 2006-02-02 |
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