DE3506048A1

DE3506048A1 - Fahrzeug mit lenkbaren vorder- und hinterraedern und verfahren zum lenken eines solchen fahrzeugs

Info

Publication number: DE3506048A1
Application number: DE19853506048
Authority: DE
Inventors: Yukio Zushi Fukunaga; Namio Irie; Junsuke Yokohama Kuroki; Kenji Nakamura; Yasuji Yokohama Shibahata; Yasumasa Yokosuka Tsubota
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-02-22
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1985-08-22
Also published as: DE3506048C2; US4625822A; JPS60176867A; JPH069977B2

Description

FAHRZEUG MIT LENKBAREN VORDER- UND HINTERRÄDERN UND VER-FAHREN ZUM LENKEN EINES SOLCHEN FAHRZEUGS

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Steuerung eines solchen Fahrzeuges. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung des Lenkeinschlages der Hinterräder.

Bei einem herkömmlichen Hinterrad-Lenksystem werden die Hinterräder um einen verhältnismäßig großen Lenkwinkel oder Einschlagwinkel gegensinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen, damit der Wendekreis des Fahrzeuges verringert wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist oder wenn der Lenkeinschlag der Vorderräder groß ist. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit oder bei schwachem Lenkeinschlag der Vorderräder werden die Hinterräder dagegen um einen verhältnismäßig kleinen Lenkwinkel gleichsinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen, damit die Richtungssteuerung und Stabilität des Fahrzeuges verbessert werden. Wenn bei diesem herkömmlichen Lenksystem die Vorderräder stark eingeschlagen v;erden, um das Fahrzeug aus einer engen Parkbox herauszufahren, während die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich null oder sehr niedrig ist, so werden die Hinterräder ebenfalls sehr stark in entgegengesetzter Richtung zu den Vorderrädern eingeschlagen. Folglich bewegt sich das in Bezug auf die Kurve äußere Hinterrad nach außen, wie durch eine durchgezogene Linie in Fig. 1 veranschaulicht wird. Wenn die Hinterräder nicht lenkbar sind, bewegt sich das äußere Hinterrad dagegen längs der gestrichelten Linie in Fig. 1. Bei dem herkömmlichen Hinterrad-Lenksystem besteht daher infolge des Ausscherens des Fahrzeughecks die Gefahr, daß das Fahrzeug an einem seitlich des Fahrzeugs stehenden Hindernis, etwa einer Seitenwand einer Garage oder einem benachbarten

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISf ER-" · ^: . · Nissan 3506048

Kraftfahrzeug anstößt.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein übermäßiges Ausscheren des Fahrzeughecks insbesondere bei starkem Einschlag der Vorderräder und bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit zu verhindern.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und des Verfahrensan-Spruchs 14. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird der zu dem Lenkeinschlag der Vorderräder gegensinnige Lenkeinschlag der Hinterräder beim Anfahren des Fahrzeugs nur allmählich in Abhängigkeit von dem von dem Fahrzeug zurückgelegten Weg auf den durch den Vorderrad-Lenkeinschlag und die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmten Sollwert erhöht.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

ist eine Grundrißskizze zur Veranschaulichung, von Bewegungsbahnen eines äußeren Hinterrades eines Fahrzeugs;

ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hinterrad-Lenkvorrichtung;

ist ein Flußdiagramm eines Programms gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

	Fig.	1
25
	Fig.	2
30
	Fig.	3

TER MEER . MÜLLER ■ STEINMEISTER- - j . ' M-S<±av_^: 3506048

Fig. 4 ist eine Graphik zur Veranschaulichung

der Arbeitsweise der Steuervorrichtung;

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm. eines Programms gemäß einer zweiten Ausführungsform

der Erfindung;

Fig. 6 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung

einer Beziehung zwischen dem Verhältnis von Vorderrad- und Hinterrad-Lenk

einschlag und der Fahrzeuggeschwindigkeit;

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm eines Programms gemäß einer dritten Ausführungsform der

Erfindung; und

Fig. 8 ist eine Graphik zur Veranschaulichung

der Arbeitsweise der Steuervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der

Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Hinterrad-Lenkvorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Lenkverfahren- durchgeführt wird.

Eine Antriebsmaschine 1 eines Kraftfahrzeugs treibt über einen Riemenantrieb 2 eine ölpumpe 3. Die ölpumpe 3 fördert Öl aus einem Vorratstank 4 über ein Entlastungsventil 5 an ein Servoventil 6, das das Öl entweder in eine rechte oder eine linke Fluidkammer eines hydraulischen Hinterrad-Stellgliedes 7 zum Lenken der Hinterräder 21, 22 des Fahrzeuges einleitet. In einer Zufuhrleitung 9 zur Zufuhr des Öls zu dem Servoventil 6 ist ein Druckspeicher 8 angeordnet. Über eine Rückleitung 10 wird das öl von dem Servoventil 6 zu dem

TER MEER -MÖLLER · STEINMEISTER: ^ " . _ __. .1.SHgW_n- 3506048

Vorratstank zurückgeleitet.

Eine elektronische Steuerschaltung 11 nimmt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von einem in einem Getriebe 12 des Fahrzeugs angeordneten Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13, ein Vorderrad-Lenkwinkelsignal eines in einer Lenksäule 15 eines Lenkrades 14 angeordneten Vorderrad-Lenkwinke1-sensors 16 und ein Hinterrad-Lenkwinkelsignal eines Hinterrad-Lenkwinkelsensors 17 auf. Ein Servoverstärker 18 liefert in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal der Steuerschaltung 11 elektrische Signale an das Servoventil 6, so daß das Servoventil entsprechend dem Ausgangssignal der Steuerschaltung gesteurt wird.

Die rechten und linken Vorderräder 19,20 des Fahrzeugs werden durch Vorderrad-Lenkgestänge 23 gelenkt, während die rechten und linken Hinterräder 21,22 durch Hinterrad-Lenkgestänge 24 gelenkt werden.

Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 3 veranschaulicht. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Lenkwinkel, um den die Hinterräder entgegengesetzt zu dem Lenkeinschlag der Vorderräder eingeschlagen werden, dem Lenkwinkel der Vorderräder stufenweise angenähert. Die Annäherung erfolgt jedesmal dann, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene konstante Strecke zurückgelegt hat. Das Verhältnis zwischen dem zu dem Vorderrad-Lenkwinkel gegensinnigen Hinterrad-Lenkwinkel und dem Vorderrad-Lenkwinkel wird auf den Wert 1 eingestellt, wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Gesamtweg zurückgelegt hat, der ein Vielfaches der konstanten Strecke ist.

Die Steuerschaltung 11 mißt den von dem Fahrzeug zurückgelegten Weg, indem von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 erzeugte Pulse gezählt werden. Der Zählwert zur Messung

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEIS-TER; - ; ; .- -'η-01-

des von dem Fahrzeug zurückgelegten Weges ist in dem Flußdiagramm in Fig. 3 mit WEG bezeichnet. Zunächst entscheidet die Steuerschaltung 11 in einem Programmschritt 31, ob das Fahrzeug in Ruhe oder in Bewegung ist. Wenn das Fahrzeug nicht in Bewegung ist, wird in einem Schritt 32 die Variable WEG und in einem Schritt 33 eine ganzzahlige Variable ZÄHLER auf den Wert 0 eingestellt. Anschließend wiederholt die Steuerschaltung 11 den Schritt 31. Wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, entscheidet die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 34, ob der Wert ZÄHLER größer oder gleich einer vorgegebenen natürlichen Zahl N ist. Wenn ZÄHLER kleiner als N ist, entscheidet die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 35, ob die Variable WEG größer oder gleich einem vorgegebenen Wert D ist, der kleiner als die Zahl N ist. Wenn WEG kleiner ist als D, kehrt die Steuerschaltung 11 zu dem Schritt 31 zurück. Wenn WEG größer oder gleich D ist, wird durch die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 36 eine Zähleinrichtung zum Zählen der Variable WEG in einen vorgegebenen Zustand zurückgesetzt.

Beispielsweise wird durch die Steuerschaltung 11 in Schritt 36 die Variable WEG auf null eingestellt, oder es wird der Wert D von der Variablen WEG abgezogen. Anschließend wird durch die Steuerschaltung in einem Schritt 37 die Variable ZÄHLER um 1 erhöht. Auf diese Weise wird durch die Steuerschaltung 11 der Wert ZÄHLER jedesmal um 1 erhöht, wenn das Fahrzeug eine durch den Wert D angegebene vorgegebene konstante Strecke zurückgelegt hat. Im Anschluß an den Schritt 37 liest die Steuerschaltung 11 in einem Schritt den tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel Θ' und den tatsächliehen Hinterrad-Lenkwinkel Θ'. Beispielsweise wird der

JK

Schritt 38 ausgeführt, indem analoge Spannungssignale der Vorderrad- und Hinterrad-Lenkwinkelsensoren 16 und 17 jeweils in digitale Signale umgewandelt und in digitaler Form in die Steuerschaltung 11 eingegeben werden. Im Anschluß an den Schritt 38 entscheidet die Steuerschaltung

ORIGINAL INSPECTED

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER: " Nissan- ---' 3506048

in einem Schritt 39, ob der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel Θ' mit dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel Θ' übereinstimmt. Wenn dies der Fall ist, kehrt die Steuerschaltung 11 zu dem Schritt 31 zurück, ohne das der Lenkeinschlag der Hinterräder verändert wird. Andernfalls wird durch die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 40 ein gewünschter Hinterrad-Lenkwinkel 9_R gemäß folgender Formel berechnet

e_R = ©^ + (θ^ - θ^) χ κ (1)

wobei K eine vorgegebene Konstante (0<K < 1) ist. Sodann erzeugt die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 41 ein Ausgangssignal zur Steuerung des Servoventils 6 im Sinne einer Angleichung des tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkels Θ' an den gewünschten Hinterrad-Lenkwinkel Θ_Ώ. Mit Hilfe des Servoventils 6 werden die Hinterräder des Fahrzeugs über das Hinterrad-Stellglied 7 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 11 gelenkt, so daß der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel mit dem gewünschten Hinterrad-Lenkwinkel ©_. in Übereinstimmung gebracht wird. Anschließend wiederholt die Steuerschaltung 11 die Schritte 31 und 34 bis 41, bis der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel gleich dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel ist. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, nähert sich der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel Θ' schrittweise dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel Θ' an, und die Änderung des Hinterrad-Lenkwinkels

Jc

erfolgt jedesmal dann, wenn das Fahrzeug die dem Wert D entsprechende konstante Strecke 1 zurückgelegt hat. Die Differenz zwischen dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel und dem tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel wird 0, wenn das Fahrzeug einen vorgegebenen Gesamtweg L zurückgelegt hat. Hierdurch wird erreicht, daß die Hinterräder des Fahrzeuges sich nicht längs einer durch die durchgezogene Linie in Fig. 1 angegebenen Bewegungsbahn, sondern längs der durch

TER MEER ■ MÖLLER ■ STEINMEISTER ^Nissan , . ^: - - 3-5'Q 6 CU $

die strichpunktierte Linie in Fig. 1 angegebenen Bewegungsbahn bewegen.

Wenn die Steuerschaltung 11 in Schritt 34 feststellt, daß der Wert ZÄHLER größer oder gleich dem Wert N ist, liest die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 42 die tatsächlichen Vorderrad- und Hinterrad-Lenkwinkel Θ' und Θ' , und in einem Schritt 43 werden die beiden Lenkwinkel miteinander verglichen. Wenn der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel mit dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel übereinstimmt, kehrt die Steuerschaltung 11 zu dem Schritt 31 zurück. Wenn der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel nicht mit dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel übereinstimmt, wird durch die Steuerschaltung 11 der gewünschte Hinterrad-Lenkwinkel 9_D

in einem Schritt 44 auf den Wert des tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel eingestellt, und in Schritt 41 wird das Servoventil 6 derart gesteuert, daß der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel auf den in Schritt 44 ermittelten Sollwert eingeregelt wird.

Das oben beschriebene Verfahren kann dahingehend abgewandelt werden, daß der Schritt 34 nicht zwischen den Schritten und 35, sondern zwischen den Schritten 39 und 40 ausgeführt wird und daß die Schritte 42 und 43 weggelassen werden. In diesem Fall springt die Steuerschaltung 11 unmittelbar zu dem Schritt 44, wenn die Abfrage in Schritt 39 bejaht wird, und zu dem Schritt 40, wenn die Abfrage verneingt wird.

In einer weiter abgewandelten Ausführungsform werden bei dem Programm gemäß Fig. 3 die Schritte 31 bis 34, 37 und 42 bis 44 fortgelassen, so daß die Steuerung ohne die Variable ZÄHLER ausgeführt wird.

Bei dem Programm gemäß Fig. 3 nimmt der Korrekturwert (Θ' - θ') χ K ab, wenn die Differenz θ£ - θ^ kleiner wird.

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER

- 13 -

In einer abgewandelten Ausführungsform kann jedoch auch mit einem konstanten Korrekturwert gearbeitet werden. In diesem Fall wird der Hinterrad-Lenkwinkel jedesmal um einen konstanten Betrag erhöht, wenn das Fahrzeug die konstante Strecke zurückgelegt hat.

Bei dem oben beschriebenen Steuersystem kann der Hinterrad-Lenkwinkel selbst dann gesteuert werden, wenn in einem Anfangszustand, etwa bei Stillstand des Fahrzeugs, die Hinterräder sich nicht in der Geradeaus-Position befinden, sondern gleichsinnig oder gegensinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen sind.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird das Verhältnis zwischen dem Vorderrad-Lenkwinkel und dem Hinterrad-Lenkwinkel als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert, um einen Winkel zwischen der Fahrzeug- Längsrichtung und der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs ( Slip-Winkel) zu vermeiden. Für die Richtungssteuerung und Stabilität des Fahrzeuges ist es wesentlich, einen derarten Slip-Winkel, der einer Seitwärtsbewegung des Fahrzeugschwerpunkts entspricht, während einer Kurvenfahrt auf 0 zu verringern. In der US-PS 4 418 780 (entsprechend der japanischen Patentveröffentlichung 57-11173) wird ein Hinterrad-Lenksystem beschrieben, durch das der seitliche Slip-Winkel des Fahrzeugs auf 0 reduziert wird. Bei diesem Lenksystem ist das Verhältnis k des Hinterrad-Lenkwinkels θ_ο zu dem Vorderrad-Lenkwinkel θ gemäß der in Fig. 6 gezeigten Kurve von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig. Wie in Fig. 6 zu erkennen ist, werden bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit die Hinterräder gegensinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen, und das Verhältnis des Hinterrad-Lenkwinkels (entsprechend einem Lenkeinschlag entgegengesetzt zum Lenkeinschlag der Vorderräder) zu dem Vorderrad-Lenkwinkel wird erhöht, wenn

ORIGINAL INSPECTED

TER MEER -MÜLLER ■ STEINMEISTER ".. JM.aW..^: -·- ¹^S-SO 6 Q A

die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt. Bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit werden die Hinterräder gleichsinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen, und das Verhältnis des Hinterrad-Lenkeinschlags zu dem gleichsinnigen Vorderrad-Lenkeinschlag wird erhöht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Folglich bewirkt dieses herkömmliche Lenksystem einen starken Lenkeinschlag der Hinterräder, wenn die Vorderräder bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeuges eingeschlagen werden, so daß das in Bezug auf die Kurve äußere Hinterrad sich längs der durch die durchgezogene Linie in Fig. 1 angegebenen Bewegungsbahn bewegt.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Verfahren gemäß der zweiten Aus führungsform der Erfindung führt die Steuerschaltung 11 zunächst Programmschritte 51,52,53,54 und 55 aus, die den in Fig. 3 gezeigten Schritten 31 bis 37 des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen. Wenn die Steuerschaltung 11 in Schritt 54 feststellt, daß die Variable WEG größer oder gleich dem Wert D ist, berechnet die Steuerschaltung 11 in einem auf den Schritt 55 folgenden Schritt 56 die Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Schritt 56 wird ausgeführt, indem die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 erzeugten Pulse innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls gezählt werden oder indem der Pulsabstand der Pulse des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 13 gemessen wird. Im Anschluß an den Schritt 56 ermittelt die Steuerschaltung 11 eine Variable VERHÄLTNIS, die das Verhältnis des Hinterrad-Lenkwinkels zu dem Vorderrad-Lenkwinkel angibt, bei dem der Slip-Winkel des Fahrzeugs den Wert 0 aufweist. Beispielsweise ist in der Steuerschaltung 11 eine Wertetabelle entsprechend der in Fig. 6 gezeigten Abhängigkeit des Verhältnisses der Lenkwinkel von der Fahrzeuggeschwindigkeit gespeichert, und die Steuerschaltung ermittelt anhand dieser Wertetabelle den Wert des Lenkwinkel-Verhältnisses

TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTER .... '-- ^i-ssar 3506048

der der in Schritt 56 berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht.

Anschließend liest die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 58 die tatsächlichen Vorderrad- und Hinterrad-Lenkwinkel Θ' und Θ' und entscheidet in einem Schritt 59, ob der tat-

r K

sächliche Hinterrad-Lenkwinkel gleich dem Produkt aus dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel und der Variablen VERHÄLTNIS ist. D.h., die Steuerschaltung 11 überprüft, ob die tatsächlichen Vorderrad- und Hinterrad-Lenkwinkel die folgende Gleichung erfüllen:

Θ1 = θ· χ VERHÄLTNIS , . (2)

K r

Wenn die Antwort in Schritt 59 negativ ist, springt die Steuerschaltung 11 zu einem Schritt 60, wo der Sollwert 9_R für den Hinterrad-Lenkwinkel anhand folgender Gleichung berechnet wird:

θ_π = θ' + (θ' χ VERHÄLTNIS - θ') χ K (3)

KKr K

K ist eine vorgegebene Konstante (0<K < 1).

In einem Schritt 61 erzeugt die Steuerschaltung 11 ein Ausgangssignal, das für den in Schritt 60 berechneten Sollwert 9_R des Hinterrad-Lenkwinkels repräsentativ ist. Das Servoventil 6 wird durch die Steuerschaltung 11 entsprechend dem Ausgangssignal derart gesteuert, daß der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel mit Hilfe des Hinterrad-Stellgliedes 7 an den Sollwert O_n angepaßt wird.

Die Zeit, in der das Fahrzeug die vorgegebene konstante Strecke zurücklegt, wird mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner. Aus diesem Grund spricht die Hinterrad-Lenkung sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten

TER MEER ■ MÖLLER ■ STEINMEISTER

jffQ g Q & 8

- 16 -

Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit schneller an.

Bei dem Programm gemäß Fig. 5 können die Schritte 51 bis und 62 bis 66 fortgelassen werden, so daß das Programm ohne die Variable ZÄHLER arbeitet.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Lenkungs-Steuerung der Hinterräder durch ein ünterbrechungs-Unterprogramm ausgeführt, das jeweils nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls (beispielsweise 1 msec) ausgeführt wird, und die Hinterräder werden in die neutrale Stellung oder Geradeaus-Stellung eingestellt, wenn das Fahr-

15 zeug anhält.

Gemäß Fig. 7 führt die Steuerschaltung 11 in einem Hauptprogramm zunächst in einem Programmschritt 71 eine Initialisierung durch, und anschließend wird in einem Schritt 72 überprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 hat oder von 0 verschieden ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 hat, wird durch die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 73 die Variable WEG auf 0 eingestellt, und das Programm springt zu einem nachfolgenden Schritt 74, in dem die Steuerschaltung 11 die Variable VERHÄLTNIS ermittelt, die das von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Verhältnis des Hinterrad-Lenkwinkels zu dem Vorderrad-Lenkwinkel angibt. Der Programmschritt 74 entspricht somit dem Programmschritt 57 gemäß Fig. 5. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 verschieden ist, springt die Steuerschaltung 11 unmittelbar zu dem Schritt 74. Im Anschluß an den Schritt 74 wiederholt die Steuerschaltung 11 die Schritte 72 bis

Jeweils nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls (von einer msec) wird das Hauptprogramm unterbrochen und das Unter-

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ■' NxSü&n - - ' ^: .-3-S'Q 6048

brechungs-Unterprogramm aufgerufen. In dem Unterprogramm erfolgt eine Abfrage, ob mit Beginn des Unterprogramms ein vorgegebenes Tor-Zeitintervall zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit vergangen ist. Wenn diese in einem Programmschritt 75 durchgeführte Abfrage bejaht wird, so ermittelt die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 76 die Fahrzeuggeschwindigkeit, beispielsweise durch Zählen der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 erzeugten Pulse, und in einem Schritt 77 wird der tatsächliche Vorderrad-Lenkwinkel Θ' gelesen. Wenn die Abfrage in Schritt 75 ver-

neint wird, springt die Steuerschaltung 11 unter Umgehung des Schrittes 76 zu dem Schritt 77. Im Anschluß an den Schritt 77 ermittelt die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 78, ob die Variable WEG größer oder gleich einem vorgegebenen Wert T ist.

Wenn WEG kleiner ist als T, entscheidet die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 79, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 0 hat. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, entscheidet die Steuerschaltung 11 in einem Schritt 80, ob die Variable WEG den Wert 0 hat.

Wenn entweder die Variable WEG oder die Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 verschieden ist, berechnet die Steuerschaltung in einem Schritt 81 den Sollwert θ_. für den Hinterrad-Lenkwinkel gemäß der Formel:

Θ-, = Θ' X VERHÄLTNIS X ^~ (4)

In einem nachfolgenden Schritt 83 erzeugt die Steuerschaltung 11 einen Befehl für das Servoventil 6, so daß der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel an den in Schritt 81 ermittelten Sollwert angepaßt wird.

Wenn sowohl die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch die Variable WEG den Wert 0 aufweisen, wird in einem Schritt 82 der Sollwert für den Hinterrad-Lenkwinkel auf 0 eingestellt, und in Schritt 83 wird ein Befehl für das Servoventil 6 erzeugt,

TER MEER ■ MÖLLER . STEINMEISTER Hissatt - ^" ^ frfl fi Q A j3

durch das die Hinterräder in die Neutralstellung oder Geradeaus-Position eingestellt werden. Somit hält die Steuerschaltung 11 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung die Hinterräder während eines Fahrzeugstillstands in der Neutralstellung. Auf diese Weise wird das Ausscheren der Hinterräder des Fahrzeuges ausreichend verhindert, wenn die Vorderräder des Fahrzeuges beim erneuten Anfahren nach rechts oder links eingeschlagen sind. Der Schritt 80 ist zusätzlich zu dem Schritt 79 erforderlich, um festzustellen, ob ein Fahrzeugstillstand vorliegt; denn, wenn Schritt 76 übergangen wird, hat der Wert für die Fahrzeuggeschwindigkeit auch nach dem Anfahren noch den Wert 0.

Wenn die Variable WEG größer oder gleich T ist, setzt die Steuerschaltung 11 die Variable WEG in einem Schritt 85 auf T, und anschließend wird in einem-Schritt 86 der Sollwert 9_R für den Hinterrad-Lenwinkel nach folgender Formel berechnet:

O₁₃ = θ' χ VERHÄLTNIS (5)

ti Jc

Anschließend erzeugt die Steuerschaltung 11 in Schritt 83 einen Befehl für das Servoventil 6, durch den die Hinterräder derart gesteuert werden, daß der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel mit dem in Schritt 86 berechneten Sollwert in Übereinstimmung gebracht wird. Somit wird der Hinterrad-Lenkwinkel entsprechend der in Figur 6 gezeigten Kennlinie gesteuert, so daß der Slip des Fahrzeuges auf 0 reduziert wird, sobald das Fahrzeug einem dem Wert T entsprechenden vorgegebenen Gesamtweg zurückgelegt hat.

Die Steuerschaltung 11 gemäß dem dritten Ausführungsbexspiel der Erfindung verändert in der in Fig. 8 gezeigten Weise das tatsächliche Verhältnis zwischen dem Hinterrad-Lenkwinkel und dem Vorderrad-Lenkwinkel in Richtung auf den durch

TER MEER -MÖLLER ■ STEINMEISTER ,; .:jdsaan:'„ ^!.. 3-.5G 6 Q 4

Fig. 6 angegebenen Sollwert. Wenn das Fahrzeug in Ruhe ist, d.h., wenn der zurückgelegte Weg 0 ist, werden die Hinterräder in der Neutralstellung gehalten. Daher hat der Quotient aus tatsächlichen Lenkwinkel-Verhältnis und dem Sollwert für dieses Verhältnis den Wert 0. Wenn das Fahrzeug anfährt, so werden die Hinterräder entsprechend der Gleichung (4) gesteuert, so daß der in Prozent angegebene Quotient längs einer geraden Linie auf 100% ansteigt. Wenn der zurückgelegte Weg L Meter beträgt, erreicht der Quotient den Wert 100%, d.h.,das tatsächliche Verhältnis stimmt mit dem anhand von Fig. 6 ermittelten gewünschten Verhältnis überein. Anschließend behält der Quotient den Wert von 100%.

Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER

PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister SstSse ζ ^MÜ"^er Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD 1

st/wi/me 2 f. Feb. 1985

Case: G159-84

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD.

No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku,

Yokohama City, Japan

FAHRZEUG MIT LENKBAREN VORDER- UND HINTERRÄDERN UND VERFAHREN ZUM LENKEN EINES SOLCHEN FAHRZEUGS

Priorität: 22. Februar 1984, Japan, Nr. 59-30144

PATENTANSPRÜCHE

1J Fahrzeug mit einer Vorderrad-Lenkvorrichtung (14,23) zum Lenken von Vorderrädern (19,20) und einer Hinterrad-Lenkvorrichtung (11,6,7,24), die einen von dem Lenkeinschlag der Vorderräder abhängigen Sollwert für den Einschlagwinkel der Hinterräder (21,22) ermittelt und den

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ' - - ■."... λγ Λ Λ η I ft

Einschlagwinkel der Hinterräder entsprechend diesem Sollwert steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Steuervorrichtung (11,6,7,24) die Differenz zwischen dem Hinterrad-Einschlagwinkel und dem Sollwert allmählich entsprechend dem von dem Fahrzeug zurückgelegten Weg verringert.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert für den Lenkeinschlag der Hinterräder gleich dem Produkt aus dem Lenkeinschlag der Vorderräder und einem vorgegebenen Faktor ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung (11,6, 7,24) die Differenz zwischen dem Sollwert und dem Hinterrad-Lenkeinschlag jeweils dann verringert, wenn das Fahrzeug eine vorgegebene konstante Strecke zurückgelegt hat.
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung eine Einrichtung (13) zum Messen des von dem Fahrzeug zurückgelegten Weges, eine Einrichtung (16) zur Abtastung des Lenkeinschlages der Vorderräder und eine Einrichtung (17) zur Abtastung des Lenkeinschlages der Hinterräder umfaßt.
5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung (11,6, 7,24) jedesmal, nachdem das Fahrzeug die vorgegebene konstante Strecke zurückgelegt hat, die abgetasteten augenblicklichen Werte für die Einschlagwinkel der Vorder- und Hinterräder liest, den Sollwert für den Einschlagwinkel der Hinterräder anhand des tatsächlichen Einschlagwinkels der Vorderräder und des vorgegebenen Faktors berechnet und den Einschlagwinkel der Hinterräder auf einen Wert einstellt, der der Summe aus dem abgetasteten Hinterrad-Einschlagwinkel

OWENAL !N8PKI3)

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER:

Niss-an

und einem Korrekturwert entspricht, welcher Korrekturwert das Produkt aus einem vorgegebenen Koeffizienten (K), der größer als 0 und kleiner oder gleich 1 ist, und einem Differenzwert ist, der sich durch Subtraktion des gemessenen Hinterrad-Einschlagwinkels von dem errechneten Sollwert ergibt.
6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Koeffizient (K) kleiner als 1 ist, wenn der von dem Fahrzeug seit dem Anfahren zurückgelegte Weg kleiner als ein vorgegebener Gesamtweg (L) ist, der seinerseits größer als die vorgegebene kostante Strecke (1) ist, und daß der vorgegebene Koeffizient (K) gleich 1 ist, wenn der von dem Fahrzeug zurückgelegte Weg größer als der vorgegebene Gesamtweg ist.
7. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen dem Vorderrad-Lenkeinschlag und dem Hinterrad-Lenkeinschlag unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit den Wert 1 aufweist und daß der Lenkeinschlag der Hinterräder in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs dem Lenkeinschlag der Vorderräder entgegengesetzt ist.
8. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (k) des Lenkeinschlags der Hinterräder zu dem Lenkeinschlag der Vorderräder mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit derart von einem positiven Wert auf einen negativen Wert abnimmt, daß die Hinterräder bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit entgegengesetzt zu den Vorderrädern in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs und bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit gleichsinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen werden.
9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung (11,6,

TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER; : _Nj_s ^: _aab - -' 3506048

7,24) jedesmal , wenn das Fahrzeug die vorgegebene konstante Strecke (1) zurückgelegt hat, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit mißt und das dieser Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Verhältnis (k) zwischen den Vorderrad- und Hinterrad-Lenkeinschlägen ermittelt und den Sollwert für den Lenkeinschlag der Hinterräder anhand dieses Verhältnisses bestimmt.
10. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung (11, 6,7,24) die Hinterräder in die Geradeaus-Position zurückstellt, wenn das Fahrzeug in Ruhe ist.
11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung (11, 6,7,24) die Differenz zwischen dem tatsächlichen Hinterrad-Lenkeinschlag und dem Sollwert jedesmal nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalles verringert.
12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Lenkvorrichtung eine Einrichtung (13) zur Messung des von dem Fahrzeug seit dem Anfahren zurückgelegten Weges und eine . Einrichtung (16) zur Abtastung des Vorderrad-Lenkeinschlags aufweist und jedesmal nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls den durch die Einrichtung (16) gemessenen aktuellen Vorderrad-Lenkeinschlag liest, den Sollwert für den Hinterrad-Lenkeinschlag bestimmt, entscheidet, ob der von dem Fahrzeug seit dem Anfahren zurückgelegte Weg größer oder gleich einem vorgegebenen Gesamtweg (L) ist, und den Hinterrad-Lenkeinschlag auf einen Wert einstellt, der gleich dem ermittelten Sollwert multipliziert mit dem Verhältnis des von dem Fahrzeug zurückgelegten Weges zu dem vorgegebenen Gesamtweg (L) ist, wenn das Fahrzeug in Bewegung und der zurückgelegte Weg kleiner als der vorgegebene Ge-

TER MEER ■ MÖLLER ■ STEINMEISTERJ

35Q6Q48

samtweg ist, und den Lenkeinschlag der Hinterräder auf den ermittelten Sollwert einstellt, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist und der zurückgelegte Weg größer oder gleich dem vorgegebenen Gesamtweg (L) ist. 5
13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (k) des Sollwertes für den Hinterrad-Lenkeinschlag zu dem Vorderrad-Lenkeinschlag mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit derart von einem positiven Wert auf einen negativen Wert abnimmt, daß die Hinterräder des Fahrzeuges bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit entgegengesetzt zu den Vorderrädern in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs eingeschlagen werden und bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit gleichsinnig zu den Vorderrädern eingeschlagen werden.
14. Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs mit lenkbaren Vorderrädern und Hinterrädern, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

- Ermitteln eines Sollwertes für den Lenkeinschlag der Hinterräder in Abhängigkeit von dem Lenkeinschlag der Vorderräder und

- Steuern des Lenkeinschlags der Hinterräder in der Weise, daß die Differenz zwischen dem tatsächlichen Hinterrad-Lenkeinschlag und dem Sollwert allmählich entsprechend dem von dem Fahrzeug zurückgelegten Weg abnimmt.