DE3602071A1

DE3602071A1 - Allrad-lenkeinrichtung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3602071A1
Application number: DE19863602071
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Furukawa; Tetsuro Hamada; Yoshimichi Kawamoto; Mitsuya Utsunomiya Tochigi Serizawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1986-11-06
Anticipated expiration: 2006-01-25
Also published as: AU569651B2; DE3602071C2; GB2170452A; FR2576271A1; FR2576271B1; CA1266441A; GB8601696D0; GB2170452B; AU5264786A; US4695068A

Description

Die Erfindung betrifft eine Allrad-Lenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Lenkeinrichtung ermöglicht die Einstellung des Einschlagwinkels der Hinterräder abhängig von dem Einschlagwinkel der Vorderräder.

Es wurden bereits Allrad-Lenkeinrichtungen insbesondere für Vierradfahrzeuge vorgeschlagen. Die JP-OS 59-81264 beschreibt beispielsweise eine Lenkeinrichtung, die nicht nur die Hinterräder abhängig von dem Einschlagwinkel der Vorderräder einschlägt, sondern auch das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder relativ zum Einschlagwinkel der Vorderräder abhängig von der Fahrgeschwindigkeit ändert. Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Hinterräder werden mit derselben oder überhaupt keiner Phasenbeziehung relativ zu den Vorderrädern im niederen Geschwindigkeitsbereich eingeschlagen, während sie im hohen Geschwindigkeitsbereich mit entgegengesetzter Phasenbeziehung eingeschlagen werden. Das Einschlagwinkelverhältnis ist eine stetige Funktion relativ beispielsweise zur Fahrgeschwindigkeit, wie es in Fig. 6 bei D gezeigt ist. Hierbei nimmt das Einschlagwinkelverhältnis einen positiven Wert oder eine gleiche Phasenbeziehung an, wenn die Fahrgeschwindigkeit höher als ein vorgegebener Wert d. ist, während sie einen negativen Wert oder eine gleiche Phasenbeziehung annimmt, wenn die Fahrgeschwindigkeit niedriger als die vorgegebene Fahrgeschwindigkeit d, ist.

Somit ergibt sich eine kontinuierliche Steuerung des Einschlagwinkelverhältnisses abhängig von der stetigen Funktion D, so daß die Lenkeinrichtung bei hoher und bei niedriger Geschwindigkeit zufriedenstellend arbeitet. Insbesondere sind der minimale Drehwinkel und die Differenz

des inneren Kurvenradius des Fahrzeuges drastisch verringert, und die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs insbesondere im niederen Geschwindigkeitsbereich, beim Einfahren in eine Garage, beim Fahren durch schmale, kurvige Straßen und bei Umkehrkurven wesentlich verbessert, wobei der zusätzliche Vorteil einer besseren Richtungsstabilität im Hochgeschwindigkeitsbereich erzielt wird.

Wenn jedoch im niederen Geschwindigkeitsbereich beispielsweise beim Parken an einem Bordstein oder beim seitlichen Versetzen auf einer begrenzten Fläche die Vorder- und Hinterräder in entgegengesetzter Phasenbeziehung gelenkt werden, so neigt der hintere Teil des Fahrzeugs nachteiligerweise zu einer vom Fahrer gesehen seitlichen Bewegung, wodurch sich Situationen ergeben, in denen das Lenkmanöver leichter wäre, wenn die Vorder- und die Hinterräder mit übereinstimmender Phasenbeziehung gelenkt würden. Auch im hohen Geschwindigkeitsbereich kann es wünschenswert sein, das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend dem Wunsch des Fahrers festzulegen. Dies kann mit einer manuell betätigbaren Schaltervorrichtung erfolgen, die die Lenkeinrichtung so schaltet, daß das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder entsprechend der Vorgabe durch den Fahrer einstellbar ist.

Die Betätigung einer solchen Schaltervorrichtung kann jedoch eine plötzliche Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses der Hinterräder abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs hervorrufen, und es kann für den Fahrer eine zusätzliche Belastung darin bestehen, daß er sich auf das feste Einschlagwinkelverhältnis insbesondere im Hochgeschwindigkeitsbereich einstellen muß, ohne es vor-

her zu kennen. Die vorstehend genannte Veröffentlichung beschreibt manuelle Bedienungsmaßnahmen und bietet nur eine Teillösung des vorstehend aufgezeigten Problems.

Wird die Schaltervorrichtung beispielsweise in einen Schaltzustand gebracht, in dem die Hinterräder mit der selben Phasenbeziehung wie die Vorderräder eingeschlagen werden sollen, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, und die Hinterräder aber noch mit entgegengesetzter Phasenbeziehung relativ zu den Vorderrädern eingeschlagen sind, so kann die Kurvenbahn des Fahrzeugs plötzlich nach außen weiter werden, und der Fahrer muß eine sofortige Korrektur durchführen.

Wird die Schaltervorrichtung eingeschaltet, wenn das Fahrzeug gerade in eine scharfe Kurve gelenkt wird, so kann eine plötzliche Änderung des dynamischen Zustandes des Fahrzeugs auftreten, die durch die vorübergehende Änderung der Lenkeigenschaften hervorgerufen wird, und der Fahrer muß auch hier eine sofortige Korrektur durchführen. Dieses Problem kann auch bei relativ niedriger Fahrgeschwindigkeit auftreten.

Im Hinblick auf diese Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Allrad-Lenkeinrichtung anzugeben, die bei Verwendung einer manuell betätigbaren Schaltervorrichtung die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs wesentlich verbessert, ohne aber eine plötzliche Bewegungsänderung des Fahrzeugs bei manueller Einstellung des Einschlagwinkelverhältnisses hervorzurufen. Dies bedeutet, daß eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses nur dann möglich sein soll, wenn sie nicht zu einer plötzlichen Bewegungsänderung des Fahrzeugs führt, und

daß eine automatische Freigabe des manuell gewählten Zustandes eintritt, wenn dieser für den jeweiligen Fahrzustand falsch ist. Außerdem soll ein falscher, manuell eingestellter Zustand durch ein Warnsignal gekennzeichnet werden und dabei eine Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit eintreten, die jegliches unerwünschte Verhalten des Fahrzeugs verhindert.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 oder 8 oder 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Bei einer Lenkeinrichtung nach der Erfindung kann der Zustand, in dem die manuelle Wahl eines Einschlagwinkelverhältnisses unmöglich sein soll, die Beschleunigung und die Verzögerung des Fahrzeugs, ein Lenkvorgang, hohe Fahrgeschwindigkeit u. ä. sein, da jeder dieser Zustände mit einer Situation verbunden ist, in der eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses falsch bzw. unerwünscht sein kann.

Durch Sperren der manuellen Betätigungsmöglichkeit der Schaltervorrichtung in einem solchen Zustand werden also die aus plötzlichen Änderungen des Einschlagwinkels der Hinterräder sich ergebenden Nachteile vermieden.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann anstelle einer selbsttätigen Sperrwirkung auch eine Alarmgabe vorgesehen sein. Die entsprechende Alarmvorrichtung kann betätigt werden, wenn das Einschlagwinkelverhältnis manuell gewählt wird oder wenn infolge der manuellen Einstellung eines Einschlagwinkelverhältnisses ein unerwünschter Zustand eintritt.

Durch die Alarmsignalgäbe kann der Fahrer nach manueller Wahl eines Einschlagwinkelverhältnisses entweder die gewählte Einstellung wieder freigeben oder die Fahrgeschwindigkeit verringern.

Es kann auch eine Verzögerungseinrichtung für die vorbeschriebene Sperrwirkung vorgesehen sein, wodurch plötzliche Änderungen des Einschlagwinkels der Hinterräder bei gradueller Veränderung des Einschlagwinkelverhältnisses vermieden werden.

Anstelle der Sperrmaßnahmen für die manuell betätigbare Schaltervorrichtung kann auch eine Fahrgeschwindigkeitsbegrenzung vorgesehen sein, so daß jeglicher unerwünschte Betriebszustand vermeidbar ist, indem die Fahrgeschwindigkeit innerhalb eines zulässigen Bereichs begrenzt wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Grundkonstruktion eines Lenkmechanismus für ein Fahrzeug mit Allradlenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Hinterradlenkung für das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel,

Fig. 3a, b und c Seitenansichten der Hinterradlenkung nach Fig. 2 zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips,

Fig· 4 eine schematisch-perspektivische Darstellung des Steuerprinzips für das in Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel,

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Fig. 5 ein Blockdiagramm für das in Fig. 4 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 6 eine graphische Darstellung des Ausgangssignalverlaufs der Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 ein Blockdiagramm für das in Fig. 7 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 ein Blockdiagramm für das in Fig. 9 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 11 ein perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 ein Blockdiagramm für das in Fig. 11 gezeigte Steuerprinzip,

Fig. 13 eine perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 14 eine schematische Schnittdarstellung der Steuervorrichtung nach Fig. 13,

Fig. 15 ein Blockdiagramra für das in Fig. 13 und 14 gezeigte Ausführungsbeispiel und

In Fig. 1 ist perspektivisch die Grundkonstruktion eines Fahrzeugs mit Allrad-Lenkeinrichtung dargestellt. Fig. 2 zeigt die vergrößerte perspektivische Darstellung der Hinterradlenkung, und Fig. 3a bis c Seitenansichten zur

Verdeutlichung der Arbeitsweise der Hinterradlenkung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Lenkwelle 2 eines Lenkrades 1 mit einem Zahnstangen-Lenkgetriebe 3 verbunden, und zwei Spurstangenteile 5 sind mit den beiden Enden einer Zahnstange 4 verbunden, die in ein Ritzel (nicht dargestellt) eingreift, welches am unteren Ende der Lenkwelle 2 befestigt ist. An den äußeren Enden der Spurstangenteile 5 sind Spurhebel 6 befestigt, die das rechte bzw. linke Vorderrad 7 so führen, daß sie in bekannter Weise mit dem Lenkrad 1 in vorbestimmte Richtungen eingeschlagen werden können.

Eine Ritzelwelle 8 tritt aus dem Lenkgetriebe 3 nach hinten aus, und an ihrem hinteren Ende ist mit einem Kreuzgelenk 9 eine Gelenkwelle 10 angeschlossen. Die Ritzelwelle 8 ist mit einem (nicht dargestellten) Ritzel versehen, das in die Zahnstange 4 eingreift. An das hintere Ende der Gelenkwelle 10 ist mit einem weiteren Kreuzgelenk 11 eine Antriebswelle 12 (Fig. 2) angeschlossen, die auf der Längsmittellinie des hinteren Teils des Fahrzeugs angeordnet ist und in einer Aufhängung 13 gelagert ist, wie Fig. 2 zeigt.

Eine Schwingwelle 15, die in Fig. 2 deutlicher dargestellt ist, ist an das hintere Ende der Antriebswelle 12 mit einer Gabel 14 angeschlossen, und ein Verbindungselement 16 sitzt locker auf dem Mittelteil der Schwingwelle 15. Die beiden seitlichen Enden des Verbindungselements 16 sind mit Spurstangenteilen 18 über Kugelgelenke 17 verbunden. Das Verbindungselement 16 ist am Fahrzeugkörper mit Gelenkteilen 21, 22 und einer Halterung 23 befestigt, so daß es in einer vertikalen Ebene schwingen kann, die quer zur

Längsrichtung des Fahrzeugs liegt. Die äußeren Enden der Spurstangenteile 18 sind mit zwei Spurhebeln 19 verbunden, die jeweils das rechte bzw. linke Hinterrad tragen.

Am hinteren Ende der Schwingwelle 15 ist ein Arm 25 nach unten ragend befestigt, und ein Verbindungsglied 26 ist am unteren Ende des Arms 25 schwenkbar und mit seinem hinteren Ende an einem Schieber 27 angelenkt, so daß es in einer vertikalen Ebene beweglich ist, die parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs liegt. Der Schieber 27 ist mit der Abtriebswelle 30 eines Motors 29 über eine Kugelumlaufspindel 28 (Fig. 3) verbunden, und der Motor 29 ist fest am Fahrzeugkörper so montiert, daß die Abtriebswelle 30 sich hinter der Antriebswelle 12 koaxial zu dieser befindet.

Ein Rechner 31 ist am Fahrzeug befestigt und liefert Signale an den Motor 29, die die Fahrgeschwindigkeit und die Position des Schiebers 27 angeben und von einem Fahrgeschwindigkeitssensor 32 sowie einem Positionssensor 33 stammen.

Wenn der Schieber 27 die in Fig. 3a gezeigte Position hat, bei der ein Schwenkpunkt P des Verbindungselements 16 auf der Längsachse der Antriebswelle 12 liegt, so wird das Verbindungselement 16 infolge der koaxialen Bewegung der Antriebswelle 12 und der Schwingwelle 15 nicht seitlich ausgelenkt, und die Spurstangenteile 18 bleiben stationär, auch wenn das Lenkrad 1 oder die Antriebswelle 12 gedreht wird. Daher werden die Vorderräder 7 zwar eingeschlagen, die Hinterräder 20 jedoch nicht.

Wenn andererseits die Fahrgeschwindigkeit gering ist und

unter einem vorgegebenen Wert d (Fig. 6) liegt, so wird der Schieber 27 gemäß Fig. 3b nach vorn verlagert, da der Rechner den Motor 29 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit, signalisiert vom Fahrgeschwindigkeitssensor 32, einstellt. Befindet sich der Schieber 27 in seiner vorderen Stellung, so schwingt das Verbindungselement 16 bei Drehung der Antriebswelle 12 infolge Drehung des Lenkrades 1 in seitlicher Richtung, da die Schwingwelle 15 abwärts geneigt- und der Schwenkpunkt P nach unten aus der Längsmitte der Antriebswelle 12 um einen Betrag e, verlagert ist. Dabei werden die Spurstangenteile 18 der Hinterräder 20 verlagert, jedoch in entgegengesetztem Sinne zu der Verlagerung der Spurstangenteile 5 der Vorderräder 7. Deshalb werden die Hinterräder 20 entgegengesetzt zu den Vorderrädern 7 eingeschlagen, und das Einschlagwinkelverhältnis zwischen Vorderrädern und Hinterrädern nimmt einen negativen Wert an und ändert sich kontinuierlich abhängig von den Änderungen der Fahrgeschwindigkeit.

Ist die Fahrgeschwindigkeit hoch und liegt sie über dem vorgegebenen Wert d (Fig. 6), so steuert der Rechner 31 den Motor 29 entsprechend der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit entgegengesetzt, so daß der Schieber 27 nach rückwärts bewegt wird, wie es in Fig. 3c dargestellt ist. Durch die Rückbewegung des Schiebers 27 ist nun die Schwingwelle 15 nach oben geneigt, und der Schwenkpunkt 5 bewegt sich über die Längsmitte der Antriebswelle 12 um einen Betrag e₂. Das Verbindungselement 16 schwenkt seitlich entsprechend der Drehung der Antriebswelle 12 und verlagert die Spurstangenteile 18 für die Hinterräder 20 in derselben Richtung wie es bei den Spurstangenteilen 5 der Vorderräder 7 der Fall ist. Deshalb werden die Hinterräder 20 übereinstimmend mit den Vorderrädern 7 eingeschla-

gen, und das Einschlagwinkelverhältnis zwischen Vorderrädern und Hinterrädern nimmt einen positiven Wert an und ändert .sich kontinuierlich abhängig von Änderungen der Fahrgeschwindigkeit.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 6 die Steuerung für das vorstehend erläuterte Ausführungsbeispiel insbesondere im Hinblick auf die Wirkung des Rechners 31 beschrieben. Fig. 4 zeigt schematisch ein Steuerprinzip für das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Fig. 5 zeigt das zugehörige Blockdiagramm, und Fig. 6 zeigt eine charakteristische graphische Darstellung des Einschlagwinkelverhältnissignals, welches mit der Anordnung nach Fig. 5 erzeugt wird.

In Fig. 4 ist eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung 34 für ein Einschlagwinkelverhältnis dargestellt. Diese Wahlvorrichtung 34 hat mehrere Drucktasten 35a, 35b, 35c, 35d, die am Instrumentenbrett 3 6 des Fahrzeugs angeordnet sind, so daß sie der Fahrer manuell betätigen kann. Die Wahlvorrichtung 34 ist mit dem Rechner 31 verbunden, so daß die an ihr vorgenommene Auswahl dem Rechner 31 übermittelt wird.

Im folgenden wird nun die manuelle Auswahl des Einschlagwinkelverhältnisses und deren Auswirkung auf den Rechner 31 unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.

Es wird zunächst der Normalbetrieb (oder automatischer Betrieb AT) erläutert, in dem sich das Einschlagwinkelverhältnis automatisch mit der Fahrgeschwindigkeit ändert. Diese Betriebsart wird erreicht, indem die erste Drucktaste 35a der Wahlvorrichtung 34 betätigt wird. Wie bereits

erläutert, wird das von dent Fahrgeschwindigkeitssensor 32 abgegebene Signal in den Rechner 31 eingegeben und in ein Datensignal k umgesetzt, welches das Einschlagwinkelverhältnis angibt. Diese Umsetzung ist in Fig. 5 mit (a) bezeichnet. Gleichzeitig wird das aktuelle Einschlagwinkelverhältnis in Form eines Datensignals k, von dem Positionssensor 33 erhalten, und eine Korrekturinformation b, ergibt sich durch arithmetische Verarbeitung der beiden Datensignale k und k, in einem Vergleichsprozeß (b). Da der

a. JD

Automatikbetrieb AT mit der Wahlvorrichtung 34 gewählt ist, wird die Korrekturinformation b. von dem Rechner 31 nach einem Auswahlverfahren (c) ohne jegliche Sperre abgeleitet, und es wird ein Korrektursteuersignal S. für die erforderliche Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses entsprechend der Fahrgeschwindigkeit dem Motor 29 über eine Ausgabevorrichtung 37 zugeführt.

In einem Speicher (d) des Rechners 31 sind ein oder mehrere Informationssätze für bestimmte Einschlagwinkelverhältnisse gespeichert. Diese Informationen (d) können beispielsweise aus mehreren Einschlagwinkelverhältnisdaten

k , k. .. . k_c mit willkürlichen Werten bestehen. Wenn eine οχ ο

der Drucktasten in der Wahlvorrichtung 34 mit Ausnahme der Drucktaste 35a für Automatikbetrieb, beispielsweise die Drucktaste 35b, betätigt wird, so werden die entsprechenden Einschlagwinkelverhältnisdaten k, aus den Informationen (d) ausgelesen, und es wird durch einen arithmetischen Vergleich (e) abhängig von den Einschlagwinkelverhältnisdaten k_b des Positionssensors 33 eine Korrekturinformation bj erzeugt.

Wenn bei dem Auswahlverfahren (c) eine andere Drucktaste als diejenige für Automatikbetrieb AT der Wahlvorrichtung

34 betätigt wird, so wird das Ausgangssignal der Korrekturinformation b, beendet und stattdessen die Korrekturinformation b„ erzeugt. Dadurch wird ein Korrektursteuersignal S_? von der Ausgabevorrichtung 37 an den Motor 29 abgegeben, wodurch das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder auf den Wert k, eingestellt wird.

Die Wirkungen der anderen Drucktasten 35b, 35d... sind ähnlich den vorstehend beschriebenen, und der Fahrer des Fahrzeugs kann manuell eines der Einschlagwinkelverhältnisse k bis k, auswählen, die relativ zur Fahrgeschwin-

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digkeit feste Werte haben und in Fig. 6 dargestellt sind. Somit kann der Fahrer das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern je nach Wunsch einstellen und ein Fahrverhalten erzielen, welches seinen Bedürfnissen entspricht.

Gleichzeitig differenziert der Rechner 31 gemäß dem in Fig. 5 gezeigten Block (h) das Fahrgeschwindigkeitssignal des Fahrgeschwindigkeitssensors 32 und erzeugt ein Fahrgeschwindigkeitsänderungssignal in einem Bestimmungsprozeß (f). In diesem Bestimmungsprozeß (f) wird das Fahrgeschwindigkeitsänderungssignal mit einem vorbestimmten Referenz-Datensignal (g) verglichen und bestimmt, ob das erstere Signal das zweite überschreitet oder nicht. Wenn die aktuelle Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als die vorbestimmte Änderungsrate ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlverfahren (c) zugeführt, und das Ausgangssignal der Korrekturinformation b„ für manuelle Korrektur wird begrenzt. Mit anderen Worten: Im Zustand der automatischen Korrektur des Einschlagwinkelverhältnisses hält das Auswahlverfahren (c) den Automatikbetrieb AT aufrecht, solange die aktuelle Änderungsrate oder die Fahr-

Zeugbeschleunigung größer als der vorbestiinmte Wert ist, und ermöglicht keine manuelle Steuerung, auch wenn die manuelle Korrektur mit der Wahlvorrichtung 34 gewählt wurde.

Die Drucktasten 35a, 35b ... können so angeordnet sein, daß sie nicht betätigbar sind oder nach dem Niederdrükken wieder hochspringen, solange die manuelle Wahl gesperrt sein soll.

Somit kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Manövrierfähigkeit eines Fahrzeugs verbessert werden, indem eine manuelle Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses auf einen vorbestimmten Wert unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit bei einer Allrad-Lenkeinrichtung ermöglicht wird, in der das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern variiert werden kann. Ferner wird eine unerwartete und plötzliche Änderung der Bewegung des Fahrzeugs verhindert, wenn eine solche manuelle Wahl unerwünscht ist oder wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses ungeeignet erscheinen läßt, indem die manuelle Wahl gesperrt wird.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Daten (g) der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit zur Ableitung einer entsprechenden Sperre aus einem Bereich möglicher Geschwindigkeitsänderungen gewählt, die nicht mit einer plötzlichen Änderung der Fahrzeugbewegung verbunden sind. Allgemein gesprochen, können die Daten der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit so ausgewählt werden, daß sie mit dem Absolutwert der aktuellen Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit vergleichbar sind, jedoch

ist es auch möglich, unterschiedliche Werte der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit bei Beschleunigung und Verzögerung zu verwenden, so daß unterschiedliche Grenzwerte für Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs vorgebbar sind.

Es ist auch möglich, eine Verzögerungsvorrichtung zusätzlich zu der manuellen Wahlvorrichtung vorzusehen, so daß die manuelle Wahl entsprechend graduell erfolgt, auch wenn sie nicht gesperrt ist, und das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder keine plötzlichen Änderungen erfahren kann, und zwar zu jedem Zeitpunkt unabhängig von dem Einschlagwinkel der Vorderräder.

In Fig. 7 und 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit den vorherigen Figuren übereinstimmende Teile tragen dieselben Bezugszeichen und werden im folgenden nicht nochmals erläutert, um nicht erforderliche Wiederholungen zu vermeiden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Positionssensor 39 im unteren Bereich eines Schalthebels 38 angeordnet, um dessen Position zu signalisieren. Der Positionssensor 39 hat Grenzschalter, die den Schaltstellungen zugeordnet sind, nicht aber den Stellungen "langsam" und "rückwärts". Die Konstruktion des Positionssensors ist hierauf aber nicht beschränkt, so daß es auch möglich ist, Grenzschalter allen Schaltstellungen oder aber allen Schaltstellungen mit Ausnahme den Stellungen "langsam", "rückwärts" und "neutral" zuzuordnen. Die Grenzschalter können nicht nur mechanische Schalter, sondern auch optische oder andersartige Schalter sein. Handelt es sich um ein automatisches Getriebe, so ist es möglich, einen Positionssensor

dieser Art innerhalb des Automatikgetriebes vorzusehen, um die Schaltstellungen zu kennzeichnen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Automatikbetrieb AT der Vorder- und Hinterradlenkung demjenigen des vorher beschriebenen Ausführungsbeispiels, jedoch ist gemäß Fig. 8 ein Bestimmungsprozeß (f) vorgesehen, der das Positionssignal des Positionssensor 39 empfängt und auf den Auswahlprozeß (c) so einwirkt, daß die manuelle Wahl gesperrt wird, wenn die Schaltstellung nicht "langsam" oder "rückwärts" ist.

Somit wird die manuelle Wahl verhindert, wenn die Schaltstellung einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb entspricht. Im langsamen Geschwindigkeitsbereich ist zwar die gegenläufige Phasenbeziehung wünschenswert, um den Kurvenradius des Fahrzeugs zu verringern, jedoch neigt der Hinterteil des Fahrzeugs zur seitlichen Versetzung entsprechend der gegenläufigen Phase. Deshalb ist übereinstimmende Phasenbeziehung günstiger, wenn das Fahrzeug aus einer Parkstellung an einer Wand oder einem Bordstein gestartet werden soll.

Dieses Ausführungsbeispiel bietet nun den Vorteil besserer Manövrierfähigkeit in allen Betriebsbedingungen des langsamen Geschwindigkeitsbereichs und ermöglicht die manuelle Wahl der beiden unterschiedlichen Phasenbeziehungen, wobei gleichzeitig eine unerwartete Auswahl des manuellen Betriebs im Hochgeschwindigkeitsbereich verhindert wird, die zu unerwarteten Anforderungen an die Handhabung des Fahrzeugs führen könnte.

In Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Für Teile, die mit entsprechenden Teilen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 und 5 übereinstimmen, sind gleiche Bezugszeichen verwendet, und diese Teile werden nicht nochmals erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Einschlagwinkelsensor 40 zur Messung des Einschlagwinkels der Vorderräder im unteren Teil der Lenkwelle 2 angeordnet. Dieser Sensor kann ein Potentiometer, ein Elektromagnetsensor oder ein Sensor anderer Art sein, der entweder direkt oder durch Differentiation ein Signal erzeugt, das die Drehgeschwindigkeit der Lenkwelle 2 oder die Einschlaggeschwindigkeit der Vorderräder angibt. Das Ausgangssignal des Einschlagwinkelsensors 40 wird gleichfalls dem Rechner 31 zugeführt.

Obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel der Automatikbetrieb AT sich von dem entsprechenden Betrieb der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht unterscheidet, differenziert der Rechner 31 in einem Differenzierprozeß (h) das Einschlagwinkelsignal des Sensors 40 zu einem Einschlaggeschwindigkeitssignal zur Verwendung in einem Bestimmungsprozeß (f). In diesem Bestimmungsprozeß (f) wird das Einschlaggeschwindigkeitssignal mit einem vorbestimmten Referenzwert verglichen und bestimmt, ob das Signal über oder unter diesem Referenzwert liegt. Wenn die aktuelle Einschlaggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Wert ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlprozeß (c) zugeführt, und das Ausgangssignal der Korrekturinformation b₂ für manuelle Korrektur wird begrenzt. Mit anderen Worten: Im Zustand der Korrektur des Einschlagwinkelverhältnisses im Automatikbetrieb AT

behält der Auswahlprozeß (c) den Automatikbetrieb AT bei, solange die aktuelle Einschlaggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte Wert ist, und verhindert die manuelle Auswahl des EinschlagwinkelVerhältnisses, auch wenn die manuelle Korrektur an der Wahlvorrichtung 34 eingestellt ist.

Die Einschlaggeschwindigkeitsdaten für eine solche Begrenzung werden aus einem Einschlaggeschwindigkeitsbereich gewählt, bei dem keine plötzliche Änderung der Fahrzeugbewegung eintritt. Allgemein gesprochen, kann der vorgegebene Wert für den Einschlagwinkel so gewählt werden, daß er mit dem Absolutwert der aktuellen Einschlaggeschwindigkeit verglichen werden kann, es ist jedoch auch möglich, das Bestimmungsverfahren mit einem Vergleich einer Kombination des Einschlagwinkels und der Einschlaggeschwindigkeit durchzuführen.

Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß eine unbeabsichtigte manuelle Auswahl falscher EinschlagwinkelVerhältnisse verhindert wird, wenn das Fahrzeug kurvt oder wenn eine solche manuelle Auswahl eine ungünstige Reaktion des Fahrzeugs zur Folge hätte. Die manuelle Auswahl eines Einschlagwinkelverhältnisses ist nur dann möglich, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt oder sich in einer nahezu stetigen Kurvenfahrt befindet.

In Fig. 11 und 12 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Solche Teile, die mit entsprechenden Teilen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 und 5, übereinstimmen, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.

Bei diesem Ausfuhrungsbeispxel sind eine Alarmlampe 41 und ein Alarmsuiiraier 42 an geeigneten Stellen des Instrumentenbretts 36 des Fahrzeugs vorgesehen und mit der Wahlvorrichtung 34 über eine Ausgabevorrichtung 37 verbunden. Es kann auch nur entweder der Alarmsummer oder die Alarmlampe vorgesehen sein.

Wie aus Fig. 12 hervorgeht, ist die Wahlvorrichtung 34 mit der Ausgabevorrichtung 43 für die Alarmlampe 41 und den Alarmsummer 42 verbunden und aktiviert die Alarmlampe 41 und den Alarmsummer 42, wenn das Einschlagwinkelverhältnis manuell gewählt wird.

Somit wird der Fahrer bei jedem manuellen Einstellen des Einschlagwinkelverhältnisses gewarnt und kann nicht durch eine unerwartete Reaktion des Fahrzeugs überrascht werden, auch wenn er vergißt, daß die manuelle Wahl noch wirksam ist.

Gemäß einer Abwandlung kann ein Zeitgeber beispielsweise in der Ausgabevorrichtung 43 vorgesehen sein, so daß nur dann eine Alarmgabe erfolgt, wenn die manuelle Wahl durchgeführt ist und eine vorbestimmte Zeit danach abgelaufen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich der Vorteil, daß der Fahrer, nachdem er ein bestimmtes Einschlagwinkelverhältnis gewählt hat, welches zum Parken des Fahrzeugs längs einer Wand (übereinstimmende Phasenbeziehung) oder zum Fahren in einer schmalen und kurvigen Straße mit kleinem Kurvenradius (entgegengesetzte Phasenbeziehung) erforderlich ist, das Abschalten der manuellen Wahl nicht vergißt, wenn er auf Schnellstraßen fährt. Hierzu geben die Lampe 41 und/oder der Summer 42 ein Warnsignal ab.

Als weitere Abwandlung ist es möglich, das zweite und das vierte Ausführungsbeispiel zu kombinieren. Dabei wird die Warnlampe 41 und/oder der Warnsummer 42 nur dann aktiviert, wenn eine manuelle Auswahl des EinschlagwinkelVerhältnisses erfolgt und gleichzeitig der Schalthebel 38 in der Schnellstellung steht. Somit wird der Fahrer, der manuell ein bestimmtes festes Einschlagwinkelverhältnis zum Manövrieren des Fahrzeugs auf begrenztem Raum gewählt und die Gangschaltung zur Schnellfahrt hochgeschaltet hat, zur Freigabe der manuellen Wahl oder zur Verringerung der Fahrgeschwindigkeit aufgefordert bzw. gewarnt. Somit kann das Fahrzeug im niedrigen Geschwindigkeitsbereich gut manövriert werden, da es einen kleinen Kurvenradius hat, und das Hinterteil des Fahrzeugs wird durch das manuell gewählte Einschlagwinkelverhältnis nicht seitlich versetzt. Da das Warnsystem die manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses im Hochgeschwindigkeitsbereich verhindert, zeigt das Fahrzeug in diesem Bereich keine unerwünschte Reaktion.

In Fig. 13 bis 15 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Solche Teile, die mit gleichen Teilen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 und 5, übereinstimmen, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.

In Fig. 13 und 14 ist eine automatische Geschwindigkeitssteuerung 44 dargestellt, mit der die Fahrgeschwindigkeit auf Schnellstraßen u. ä. auf einem festen Wert gehalten wird, ohne daß hierzu das Gaspedal betätigt wird. Wie Fig. 14 zeigt, umfaßt die Geschwindigkeitssteuerung 44 eine Drosselklappen-Betätigungsvorrichtung 45, die die

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Drosselklappenöffnung durch Öffnen und Schließen eines Unterdruckventils 47 für Beschleunigung und eines Ablaßventils 48 für Verzögerung steuert, wobei der Ansaugunterdruck oder der atmosphärische Druck je nach Erfordernis in eine Unterdruckkammer P der Betätigungsvorrichtung 45 eingeführt wird, um eine Membran 49 zu bewegen. Diese bewegt wiederum ein Gaspedalgelenk entsprechend einem Signal S-, das von einer Ausgabevorrichtung 46 zugeführt wird, welche wiederum über eine nicht dargestellte Geschwindigkeitssteuerung bekannter Art angesteuert wird. Das Unterdruckventil 47 führt bei seiner Einschaltung Unterdruck in die Unterdruckkammer P und sperrt den Unterdruck ab, wenn es abgeschaltet wird. Das Ablaßventil 48 sperrt gegenüber dem Atmosphärendruck, um den Unterdruck in der Unterdruckkammer P beizubehalten. Es führt Unterdruck in die Unterdruckkammer P ein, wenn es abgeschaltet wird. Ein Sicherheitsventil 50 schaltet den Atmosphärendruck ab und führt ihn bei seiner Abschaltung ein, um das Abschalten der Geschwindigkeitssteuerung zu beschleunigen. Ferner sind ein Unterdruckbehälter 51, ein Filter 52, ein Einwegventil 53, ein Vergaser-Isolator 54 und ein Gaspedalgelenk 55 vorgesehen.

Wie aus Fig. 14 und 15 hervorgeht, ist die Ausgabesteuervorrichtung 56 mit der Betätigungsvorrichtung 45, insbesondere mit deren Unterdruckventil 47 und deren Ablaßventil 48 verbunden und steuert diese beiden Ventile, und die Wahlvorrichtung 34 ist mit der Ausgabesteuervorrichtung 56 verbunden, um ihr das erforderliche Steuersignal S. zuzuführen. Somit kann die Wahlvorrichtung 34 auf die Betätigungsvorrichtung 45 zur Steuerung der Drosselklappenöffnung oder der Fahrgeschwindigkeit innerhalb einer vorgegebenen Grenze einwirken, wenn das Einschlagwinkelver-

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hältnis manuell gewählt ist.

Die Wirkungen des Automatikbetriebes und der manuellen Wahl eines Einschlagwinkelverhältnisses, wie sie in Verbindung mit Fig. 5 erläutert wurden, gelten auch für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 bis 15, so daß sie hier nicht nochmals erläutert werden müssen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung können ohne Abweichung von deren Grundgedanken abgewandelt werden. Beispielsweise können die für den Rechner 31 beschriebenen verschiedenen Prozesse durch ein bestimmtes Programm (Software) abgearbeitet werden, das in einem Programmspeicher des Rechners 31 enthalten ist. Alternativ ist es möglich, elektrische Schaltungen und/oder mechanische Vorrichtungen anstelle eines Rechners zu verwenden, um gleichartige Ergebnisse zu erzielen,

Ferner wird das Einschlagwinkelverhältnis der Vorder- und Hinterräder manuell entsprechend dem Ausgangssignal des Positionssensors 33 eingestellt. Der Einschlagwinkel der Hinterräder kann aber auch direkt und nicht über ein Einschlagwinkelverhältnis bestimmt werden.

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Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung in einem Fahrzeug mit manueller Lenkung begrenzt, sondern kann in gleicher Weise auch bei solchen Fahrzeugen eingesetzt werden, die ein servogestütztes Lenksystem haben, welches beispielsweise mit hydraulischer oder elektrischer oder Unterdruckunterstützung arbeitet. Die Übertragung der Lenkkraft von dem vorderen auf das hintere Lenksystem kann auch auf unterschiedliche Weise verwirklicht werden, beispielsweise durch ein Hydrauliksystem. Wenn die Lenkung der Hinterräder elektrisch gesteuert wird, so kann das Ausgangssignal des Einschlagwinkelsensors direkt von einem Rechner verarbeitet werden, der dann eine Betätigungsvorrichtung zum Einschlagen der Hinterräder steuert.

Durch die Erfindung wird die Manövrierfähigkeit eines Fahrzeugs verbessert, indem die manuelle Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses auf einen vorbestimmten Wert unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit bei der Vorder- und Hinterradsteuerung eines Fahrzeugs ermöglicht wird, bei dem das Einschlagwinkelverhältnis der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern veränderbar ist. Die Erfindung bietet den zusätzlichen Vorteil, daß jegliche unerwarteten plötzlichen Änderungen des Fahrverhaltens des Fahrzeugs vermieden werden, indem eine Warnsignalgäbe erfolgt oder die manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses oder aber die Fahrgeschwindigkeit begrenzt wird.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Piiys.'Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. §. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel Honda Giken Kogyo Kabushiki SSSSiSS." 2i J» '986 Kaisha mohlstrasse 22 TELEK)N (089) 98 0 telexs2262i telegramm patentweickmann münchen mohlstrasse 22 TELEK)N (089) 98 03 52 1-1 Minaitiiaoyama 2-chome, telexs2262i TELEGRAMM P Minato-ku, Tokyo, Japan Allrad-Lenkeinrichtung für Fahrzeuge Patentansprüche

1. Allrad-Lenkeinrichtung für Fahrzeuge zur variablen Steuerung des Einschlagwinkelverhältnisses der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen, gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung (d) zur Speicherung von Daten für zumindest ein festes Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis und ein variables Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis als Funktion der Fahrgeschwindigkeit, durch eine Betätigungseinrichtung (15, 16, 21, 22, 23 und 25 bis 30) zur Einstellung eines Hinterrad-Einstellwinkelverhältnisses, das aus den in der Speichervorrichtung (d) enthaltenen Daten ausgewählt ist, durch eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung (34) zur Auswahl des festen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Einschaltung und zur Auswahl des variablen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Ausschaltung und durch eine Begrenzungsvorrichtung (c) zur Sperrung der Funktion der Wahlvorrichtung (34), wenn ein vorbestimmter Betriebszustand des Fahrzeugs vorliegt.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn der Absolutwert der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener Wert ist.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener positiver Wert oder kleiner als ein vorgegebener negativer Wert ist.

5. Lenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahlvorrichtung (34) eine Verzögerungsvorrichtung umfaßt, die einen graduellen Ablauf der manuellen Wahl mit vorgegebener Zeitverzögerung ermöglicht.

6. Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn die Einschlaggeschwindigkeit der Vorderräder größer als ein vorgegebener Wert ist.

7. Lenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (c) die Funktion der Wahlvorrichtung (34) begrenzt, wenn sich das Getriebe des Fahrzeugs in Hochgeschwindigkeitsstellung (39) befindet.

8. Allrad-Lenkeinrichtung für Fahrzeuge zur variablen Steuerung des Einschlagwinkelverhältnisses der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen, gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung (d) zur Speicherung von Daten für zumindest ein festes Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis und ein variables Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis als Funktion der Fahrgeschwindigkeit, durch eine Betätigungseinrichtung (15, 16, 21, 22, und 25 bis 30) zur Einstellung eines Hinterrad-Einstellwinkelverhältnisses, das aus den in der Speichervorrichtung (d) enthaltenen Daten ausgewählt ist, durch eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung (34) zur Auswahl des festen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Einschaltung und zur Auswahl des variablen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Ausschaltung und durch eine Warneinrichtung (41, 42), die bei Betätigung der Wahlvorrichtung (34) in Funktion tritt.

9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (41, 42) eine Warnung abgibt, wenn die Wahlvorrichtung (34) betätigt wird und das Getriebe des Fahrzeugs die Hochgeschwindigkeitsstellung (39) hat.

10. Lenkeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Warneinrichtung (41, 42) eine Verzögerungsvorrichtung umfaßt, die eine Warnsignalgäbe mit vorbestimmter Zeitverzögerung bewirkt.

11. Allrad-Lenkeinrichtung für Fahrzeuge zur variablen Steuerung des Einschlagwinkelverhältnisses der Hinterräder relativ zu den Vorderrädern in Abhängigkeit von vorbestimmten Bedingungen, gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung (d) zur Speicherung von Daten für zumindest ein festes Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis und ein variables Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis als Funktion der Fahrgeschwindigkeit, durch eine Betätigungseinrichtung (15, 16, 21, 22, und 25 bis 30) zur Einstellung eines Hinterrad-Einstellwinkelverhältnisses, das aus den in der Speichervorrichtung (d) enthaltenen Daten ausgewählt ist, durch eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung (34) zur Auswahl des festen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Einschaltung und zur Auswahl des ■ variablen Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses bei ihrer Ausschaltung und durch eine Begrenzungsvorrichtung (45) zur Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit, wenn die Wahlvorrichtung (34) betätigt ist.

12. Lenkeinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Alarmvorrichtung (42), die ein Warnsignal abgibt, wenn die Begrenzungsvorrichtung (45) betätigt ist.

13. Lenkeinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungs-

vorrichtung (45) eine Drosselklappen-Betätigungsvorrichtung (55) steuert.