DE3602142C2 - Allrad-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents
Allrad-Lenkeinrichtung für ein FahrzeugInfo
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- DE3602142C2 DE3602142C2 DE3602142A DE3602142A DE3602142C2 DE 3602142 C2 DE3602142 C2 DE 3602142C2 DE 3602142 A DE3602142 A DE 3602142A DE 3602142 A DE3602142 A DE 3602142A DE 3602142 C2 DE3602142 C2 DE 3602142C2
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- B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
- B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
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- B62D7/1545—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels comprising a mechanical interconnecting system between the steering control means of the different axles provided with electrical assistance
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Description
Die Erfindung betrifft eine Allrad-Lenkeinrichtung für ein
Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Lenkeinrichtung ist nach der DE 33 38 702 C2
bekannt.
Aus der DE 33 43 180 A1 ist eine Lenkeinrichtung bekannt, die
eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung zur Auswahl eines
Verhältnisses zweier Lenkparameter aufweist.
In der JP 55-91457 (A) ist eine Allrad-Lenkeinrichtung für
Fahrzeuge beschrieben, bei der die Hinterräder in Abhängigkeit
vom Einschlagen der Vorderräder gleichsinnig in einem
Hochgeschwindigkeitsbereich und gegensinnig in einem
Niedergeschwindigkeitsbereich eingeschlagen werden. Das
Einschlagwinkelverhältnis kann dabei eine stetige Funktion der
Fahrgeschwindigkeit sein.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Allrad-Lenkeinrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei der der Fahrer
keine schnellen Korrekturen bei plötzlichen Änderungen der
dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs vornehmen muß, wenn die
Eigenschaften der Funktion für das Einschlagwinkelverhältnis
manuell geändert werden. Es soll also der Vorteil der manuellen
Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses bei gleichzeitigem
Beibehalten des bequemen Fahrbetriebs zu jedem Zeitpunkt
gewährleistet sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine manuelle
Auswahl der Eigenschaften des Einschlagwinkelverhältnisses
nur möglich, wenn die Fahrgeschwindigkeit unter einem
vorbestimmten Wert liegt. Durch Freigabe der Funktion
der manuellen Auswahl nur im Bereich geringer Geschwin
digkeit kann jede plötzliche Änderung der dynamischen
Eigenschaften des Fahrzeugs verhindert werden, indem die
Änderung der Eigenschaften der Funktion des Einschlag
winkelverhältnisses im mittleren und hohen Geschwindig
keitsbereich begrenzt wird, in denen eine solche plötz
liche Änderung Nachteile herbeiführen könnte.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die
manuelle Auswahl der Eigenschaften des Einschlagwinkel
verhältnisses nur möglich, wenn die Fahrzeugbeschleuni
gung unter einem vorbestimmten Wert liegt, wenn die
Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes der geringen Fahr
geschwindigkeit entspricht, wenn die Einschlaggeschwin
digkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt oder wenn
die Änderungsrate der Einschlaggeschwindigkeit unter
einem vorbestimmten Wert liegt.
Da also die Funktion der manuellen Auswahl nur dann zuge
lassen wird, wenn der Fahrzustand dies möglich macht,
wird jede unerwünschte plötzliche Änderung der dynami
schen Eigenschaften des Fahrzeugs vermieden und zu jedem
Zeitpunkt ein bequemer Fahrbetrieb gewährleistet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher
erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Grundkon
struktion einer Lenkeinrichtung gemäß einem Aus
führungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der
Hinterradlenkung in der in Fig. 1 gezeigten Ein
richtung,
Fig. 3a, b und c Diagramme der Hinterradlenkung nach
Fig. 2 zur Verdeutlichung der Arbeitsweise,
Fig. 4 ein Blockdiagramm für das in Fig. 1 bis 3 gezeig
te Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 eine graphische Darstellung von Einschlagwinkel
verhältnissen,
Fig. 6 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4, jedoch für ein
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Darstellung ähn
lich Fig. 2, jedoch für ein drittes Ausführungs
beispiel der Erfindung,
Fig. 8 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4 für das dritte
Ausführungsbeispiel,
Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Darstellung ähn
lich Fig. 2, jedoch für ein viertes und fünftes
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 10 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4 für das vierte
Ausführungsbeispiel und
Fig. 11 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4 für das fünfte
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Lenkwelle 2 mit einem Lenkrad 1, die
an ein Zahnstangen-Lenkgetriebe 3 angeschlossen ist. Zwei
Spurstangenteile 5 sind mit den beiden Enden einer Zahn
stange 4 verbunden, die in ein nicht dargestelltes Ritzel
am unteren Ende der Lenkwelle 2 eingreift. An den äußeren
Enden der Spurstangenteile 5 sind zwei Spurhebel 6 be
festigt, die die Vorderräder 7 so tragen, daß diese in der
durch die Drehung des Lenkrades 1 bestimmten Richtung in
bekannter Weise eingeschlagen werden.
Eine Ritzelwelle 8 verläuft von dem Lenkgetriebe 3 nach
rückwärts, und eine Gelenkwelle 10 ist mit dem hinteren
Ende der Ritzelwelle 8 über ein Kreuzgelenk 9 verbunden.
Die Ritzelwelle 8 ist mit einem nicht dargestellten Rit
zel versehen, welches in die Zahnstange 4 eingreift. Eine
Antriebswelle 12 (Fig. 2) ist mit dem hinteren Ende der
Gelenkwelle 10 über ein weiteres Kreuzgelenk 11 verbun
den. Diese Antriebswelle 12 ist auf der Längsmittellinie
des hinteren Fahrzeugteils angeordnet und in einer Halte
rung 13 drehbar gelagert, wie Fig. 2 zeigt.
Eine Schwingwelle 15, die in Fig. 2 deutlicher dargestellt
ist, ist mit dem hinteren Ende der Antriebswelle 12 über
eine Gabel 14 verbunden, und ein Verbindungselement 16
ist lose über einem mittleren Abschnitt der Schwingwelle
15 angeordnet. Die beiden seitlichen Enden des Verbin
dungselements 16 sind mit Spurstangenteilen 25 über Kugel
gelenke 26 verbunden, und das Verbindungselement 16 ist
am mittleren Abschnitt eines Arms 17 befestigt, der sich
in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
Ein Ende des Arms 17 ist mit dem Fahrzeugkörper über ein
Gelenkelement 18 und eine Aufhängung 19 verbunden, wäh
rend das andere Ende des Arms 17 mit dem Fahrzeugkörper
über Gelenkelemente 20 und 21 und eine Aufhängung 22 so
verbunden ist, daß der Arm 17 in einer vertikalen Ebene
quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs schwingen kann. Eine
Schwenkachse 23 des Gelenkelements 21 an der Aufhängung
22 kann einstückig mit dem Gelenkelement 21 drehen. Die
Außenenden der Spurstangenteile 25 sind mit Spurhebeln
28 verbunden, die die Hinterräder 27 tragen, wie Fig. 1
zeigt.
Ein Motor 31 ist in einem Teil des Fahrzeugkörpers beim
anderen Ende des Arms 17 montiert, und eine Abtriebswel
le des Motors 31 ist mit einer Schnecke 32 versehen, die
wiederum in ein Zahnsegment 24 eingreift, welches auf
der Schwenkachse 23 des Gelenkelements 21 befestigt ist.
Somit bewirkt eine Drehung des Motors 31 die Drehung des
Arms 17. Ferner ist das Fahrzeug mit einem Rechner 33 ver
sehen, der Signale von einem Fahrgeschwindigkeitssensor
34 sowie von einem Positionssensor 35 empfängt, der die
Position der Schwenkachse 23 des Gelenkelements 21 fest
stellt und ein entsprechendes Steuersignal an den Rechner
33 abgibt. Dieser steuert die Drehung des Motors 31 ent
sprechend der Fahrgeschwindigkeit.
Wenn der Schwenkpunkt P des Verbindungselements 16 mit
der Mitte O der Antriebswelle 12 zusammenfällt, wie es
in Fig. 3a dargestellt ist, so drehen sich die Antriebs
welle 12 und die Schwingwelle 15 koaxial, weshalb das
Verbindungselement 16 nicht seitlich schwingen kann und
die Spurstangenteile 25 stationär bleiben, so daß nur
die Vorderräder 7 eingeschlagen werden, jedoch nicht die
Hinterräder 27, wie dies bei einem Fahrzeug herkömmlicher
Art der Fall ist.
Wenn das Gelenkelement 21 durch die Drehung des Motors 31
über die Schnecke 32 und das Zahnsegment 24 abwärts ge
dreht wird, so neigt sich der Arm 17 mit seinem linken
Ende abwärts, wie es in Fig. 3b gezeigt ist. Durch diese
Neigung des Arms 17 befindet sich der Schwenkpunkt P un
ter der axialen Mitte O, und wenn die Antriebswelle 12
beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn um einen Winkel Θ
gedreht wird, so bewegen sich die Spurstangenteile 25
nach rechts, wie es in Fig. 3b gestrichelt gezeigt ist.
Die Hinterräder 27 werden dann entgegengesetzt zur Ein
schlagsrichtung der Vorderräder 7 eingeschlagen.
Wenn das Gelenkelement 21 durch gegenläufige Drehung des
Motors 31 aufwärts gedreht wird, so neigt sich der Arm 17
mit seinem linken Ende aufwärts, wie es in Fig. 3c ge
zeigt ist. Durch diese Neigung des Arms 17 befindet sich
der Schwenkpunkt P über der axialen Mitte O, und wenn die
Antriebswelle 12 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn
um den Winkel Θ gedreht wird, so bewegen sich die Spur
stangenteile 25 nach links entgegengesetzt zu dem vor
herigen Fall, wie es in Fig. 3c gestrichelt gezeigt ist.
Dadurch werden die Hinterräder 27 in derselben Richtung
wie die Vorderräder 7 eingeschlagen.
Im folgenden wird die Steuerfunktion des vorstehend be
schriebenen Ausführungsbeispiels anhand der Fig. 4 und 5
erläutert.
Fig. 4 zeigt die funktionelle Struktur des Rechners 33.
Das mit dem Fahrgeschwindigkeitssensor 34 abgegebene
Fahrgeschwindigkeitssignal wird dem Rechner 33 als vor
bestimmtes Fahrgeschwindigkeitssignal u zugeführt. Dieses
Fahrgeschwindigkeitssignal u wird in ein Signal kO=f(u)
durch einen Umsetzungsprozeß (a) umgesetzt, wobei dieses
Signal einem vorbestimmten Einschlagwinkelverhältnis
entspricht und eine vorbestimmte mathematische Funktion
der Fahrgeschwindigkeit bei der Umsetzung zugrundegelegt
ist. Beim Umsetzungsprozeß (a) wird das Fahrgeschwindig
keitssignal u in Einschlagwinkelverhältnisdaten entspre
chend einer von mehreren Umsetzungscharakteristiken um
gesetzt, die in Fig. 5 gezeigt sind. Dabei wird einer
von mehreren im Speicher des Rechners 33 gespeicherten
Funktionsdatensätzen f₁, f₂ . . . (b) verwendet.
Die Auswahl der Funktionsdaten in dem Umsetzungsprozeß (a)
kann folgendermaßen ablaufen: Die Auswahlinformation b₂,
die mit der Wahlvorrichtung bzw. dem Auswahlschalter 42
gewählt wird, wird dem Umsetzungsprozeß (a) über einen
Auswahlprozeß (f) zugeführt, und eine von mehreren
charakteristischen Kurven gemäß Fig. 5 oder vorbestimmte
Einschlagwinkelverhältniseigenschaften 1K, 2K . . . nK wer
den ausgewählt. Diese Eigenschaften sind den Drucktasten
36 bis 41 der Wahlvorrichtung 42 zugeordnet, und der
Umsetzungsprozeß (a) setzt die aktuelle Fahrgeschwindig
keit in entsprechende Einschlagwinkelverhältnisdaten ent
sprechend den Eigenschaften um, die aus den Umsetzungs
eigenschaften gemäß Fig. 5 ausgewählt sind.
Der Positionssensor 35 wertet die Drehposition des Ge
lenkelements 21 aus, die proportional dem Einschlagwin
kelverhältnis beim aktuellen Einschlagen ist, und das
Auswerteergebnis wird dem Rechner 33 als aktuelles Ein
schlagwinkelverhältnis km zugeführt. Eine relative Diffe
renz Δk=km-kO ergibt sich durch einen Vergleichsprozeß
(c). Diese Differenz Δk wird vom Rechner 33 einer Ausga
besteuerung 43 in Form von Daten zugeführt, die der
Korrektur des Einschlagwinkelverhältnisses entsprechen,
die erforderlich ist, um das gewünschte Einschlagwinkel
verhältnis zu erhalten. Der Ausgang der Ausgabesteuerung 43
ist mit dem Motor 31 verbunden und liefert an diesen
ein Steuersignal s, das der Differenz Δk entspricht. So
mit wird der Motor 31 in der Richtung gedreht, in der
sich das der laufenden Fahrgeschwindigkeit entsprechende
Einschlagwinkelverhältnis ergibt.
Die Eigenschaften der Einschlagwinkelverhältnisfunktionen
entsprechend der Fahrgeschwindigkeit sind so festgelegt,
daß mehrere charakteristische Kurven 1K, 2K, 3K . . . von
der Kurve abzweigen, die nK entspricht. Dies erfolgt in
gegenseitig parallelem Verlauf, und die Eigenschaften
zur charakteristischen Kurve 1K hin entsprechen den
sportlich-dynamischen Eigenschaften, während die Eigen
schaften der Kurven zu höheren Werten 2K, 3K . . . hin den
bequemeren Fahr- oder Lenkeigenschaften entsprechen.
Ferner werden im Rechner 33 das-Fahrgeschwindigkeitssignal
u des Fahrgeschwindigkeitssensors 34 und die vorbestimm
ten Fahrgeschwindigkeitsreferenzdaten (e) in einem Be
stimmungsprozeß (d) verglichen, wobei die Bestimmung er
folgt, ob die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als die
Referenzgeschwindigkeit ist oder nicht. Wenn die aktuelle
Fahrgeschwindigkeit größer als die Referenzgeschwindig
keit ist, so wird das Bestimmungsergebnis an einen Aus
wahlprozeß (f) weitergeleitet, und es wird ein Korrektur
signal b₂ für manuelle Auswahl unterbrochen. Wenn die
Fahrgeschwindigkeit geringer als eine vorbestimmte Ge
schwindigkeit ist, so können die Einschlagwinkelverhält
nisfunktionen frei geändert werden, indem die manuelle
Wahlvorrichtung 42 betätigt wird. Wenn aber die Fahr
geschwindigkeit höher als die vorbestimmte Geschwindig
keit ist, so bleibt die an der Wahlvorrichtung 42 vorge
nommene Wahl unberücksichtigt, und das Einschlagwinkel
verhältnis ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit ent
sprechend den bereits gewählten Funktionseigenschaften
oder beispielsweise entsprechend einer Standardeigen
schaft 3K.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist also
der Vorteil gegeben, daß eine freie Wahl der Einschlag
winkelverhältnisfunktionen entsprechend objektiven Fak
toren wie Straßenzustand und subjektiven Faktoren wie
Fahrerwünsche möglich ist. Hinzu kommen die Vorteile der
Allradlenkung, d. h. gutes Ansprechen im Hochgeschwindig
keitsbereich und gute Manövrierfähigkeit im Niederge
schwindigkeitsbereich. Außerdem wird das Erfordernis der
möglichen plötzlichen Korrektursteuerung für den Fahrer
vermieden, die bei einer plötzlichen Änderung der dynami
schen Eigenschaften des Fahrzeugs erforderlich wäre, wenn
im mittleren oder hohen Geschwindigkeitsbereich eine ma
nuelle Einstellung erfolgt. Letztere wird in höheren Ge
schwindigkeitsbereichen durch den Bestimmungsprozeß (d)
vermieden, durch den die aktuelle Fahrgeschwindigkeit mit
einem bestimmten Referenzwert verglichen und die Wirkung
des Auswahlprozesses (f) begrenzt wird, wenn die aktuelle
Fahrgeschwindigkeit höher als der Referenzwert ist.
Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin
dung. Hierbei ist eine manuelle Wahl des Einschlagwin
kelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn die
Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten Wert über
schreitet. Fig. 6 zeigt das Steuerprinzip dieses Ausfüh
rungsbeispiels. Solche Teile, die im vorherigen Ausfüh
rungsbeispiel gleichfalls enthalten sind, tragen die
selben Bezugszeichen und werden an dieser Stelle nicht
nochmals beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Fahrgeschwindig
keitssignal u vom Fahrgeschwindigkeitssensor 34 dem Be
stimmungsprozeß (d) zugeführt, nachdem es in einer Diffe
renzierschaltung (g) differenziert wurde, die in dem
Rechner 33 enthalten sein kann. In dem Bestimmungsprozeß
(d) wird bestimmt, ob die Änderungsrate der Fahrgeschwin
digkeit größer als der Wert einer vorbestimmten Referenz
änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit ist, der als Refe
renzwert (e) gespeichert ist. Wenn die aktuelle Änderungs
rate der Fahrgeschwindigkeit größer als dieser Referenz
wert ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahl
prozeß (f) zugeführt, und ein Korrektursignal b₂ für
manuelle Wahl wird begrenzt.
Wenn die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als
ein vorbestimmter Wert ist, so behält der Auswahlprozeß
(f) die bereits festgesetzten Standardfunktionseigen
schaften bei und läßt keine Änderung der Funktionseigen
schaften zu, selbst wenn eine manuelle Änderung der
Funktionseigenschaften mit der Wahlvorrichtung versucht
wird.
Hierbei wird der Referenzwert der Änderungsrate der Fahr
geschwindigkeit (e), der die Bedingungen zur Durchführung
der vorstehend beschriebenen Begrenzung bestimmt, als ein
Wert ausgewählt, der keine plötzliche Änderung in der Be
wegung des Fahrzeugs hervorruft. Normalerweise kann die
Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit so gewählt werden,
daß sie mit dem absoluten Wert der aktuellen Änderungsrate
der Fahrgeschwindigkeit vergleichbar ist, sie kann jedoch
auch so gewählt werden, daß es unterschiedliche Grenzwer
te für Beschleunigung und Verzögerung gibt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird somit die manuelle
Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterrä
der bei Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahr
zeugs verhindert, so daß jegliche plötzliche Änderung
des Einschlagwinkelverhältnisses vermieden wird, wenn
sie unerwünscht ist.
Fig. 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Hierbei wird eine manuelle Wahl des Einschlag
winkelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn
die Schaltstellung des Getriebes im Fahrzeug der Hoch
geschwindigkeitsstellung entspricht. Fig. 7 und 8 zeigen
schematisch die Steuerung dieses dritten Ausführungsbei
spiels, wobei mit vorherigen Ausführungsbeispielen glei
che Teile übereinstimmende Bezugszeichen tragen und hier
nicht nochmals erläutert werden.
Ein Schaltstellungssensor 45 ist mit dem Rechner 33 ver
bunden und am Fuß eines Schalthebels 44 des Getriebes an
geordnet. Er liefert ein Signal, welches die Schaltstel
lung des Schalthebels 44 dem Computer 33 mitteilt. Bei
diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Schaltstellungs
sensor 45 Grenzschalter, die den Schaltstellungen außer
der Schaltstellung "langsam" und "rückwärts" zugeordnet
sind. Die Konstruktion des Sensors ist jedoch auf diese
Ausführung nicht beschränkt. Es ist auch möglich, Grenz
schalter in allen Schaltstellungen vorzusehen oder sie
nur den Schaltstellungen "langsam", "rückwärts" und
"neutral" zuzuordnen. Anstelle mechanischer Grenzschal
ter können auch andere Arten vorgesehen sein, beispiels
weise Fotosensoren. Ist ein automatisches Getriebe vorge
sehen, so können die Schaltstellungen der Getriebezahnrä
der ausgewertet werden, indem solche Sensoren im Inneren
des Automatikgetriebes angeordnet werden.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, wird das Fahrgeschwindigkeits
signal des Fahrgeschwindigkeitssensors 34 in derselben
Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel verarbeitet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch der Bestim
mungsprozeß (d) für das Signal des Schaltstellungssensors
45 durchgeführt. Bei diesem Bestimmungsprozeß (d) wird be
stimmt, ob die Schaltstellung im niedrigen Geschwindig
keitsbereich liegt, d. h. ob sie "langsam", "rückwärts"
oder "neutral" ist oder nicht. Wenn die Schaltstellung
nicht in diesem Niedergeschwindigkeitsbereich bzw. in
einer der Stellungen des Hochgeschwindigkeitsbereiches
liegt, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlpro
zeß (f) zugeführt, und die Ausgabe der Korrekturinfor
mation b₂ für manuelle Auswahl der Einschlagwinkelver
hältniseigenschaften wird begrenzt.
Wenn also die Schaltstellung im Niedergeschwindigkeits
bereich liegt bzw. das Fahrzeug langsam fährt, so kann
die Einschlagwinkelverhältnisfunktion frei mit der
manuellen Wahlvorrichtung 42 verändert werden. Wenn die
Schaltstellung jedoch in dem Hochgeschwindigkeitsbereich
liegt bzw. das Fahrzeug schnell fährt, so wird die mit
der Wahlvorrichtung 42 vorgenommene Wahl nicht berück
sichtigt, und das Einschlagwinkelverhaltnis ändert sich
mit der Fahrgeschwindigkeit entsprechend einer bereits
gewählten Standard-Funktionseigenschaft. Wenn die Wahl
vorrichtung 42 manuell betätigt wird und sich die Schalt
stellung im Hochgeschwindigkeitsbereich befindet, so
kann die manuelle Auswahl insgesamt unberücksichtigt
bleiben, ohne daß der gewählte Zustand gespeichert wird.
Alternativ kann der gewählte Zustand nachträglich berück
sichtigt werden, wenn die Schaltstellung in den Nieder
geschwindigkeitsbereich verlegt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel muß der Fahrer keine
plötzliche Lenkaktion durchführen, um eine plötzliche
Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs in
folge manueller Wahl im mittleren bis hohen Geschwindig
keitsbereich durchzuführen. Hierzu wird der entsprechende
Fahrzustand über die Schaltstellungsauswertung des Ge
triebes berücksichtigt.
In Fig. 9 und 10 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Hierbei wird die manuelle Auswahl
des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterräder ver
hindert, wenn das Fahrzeug eine Kurve fahren soll. In
Fig. 9 und 10 ist die Steuerung für dieses Ausführungs
beispiel gezeigt, wobei mit vorherigen Ausführungsbei
spielen gleiche Teile übereinstimmende Bezugszeichen
tragen und hier nicht nochmals erläutert werden.
Ein Einschlagwinkelsensor 46 ist am Fuß der Lenkwelle
2 vorgesehen. Dieser Sensor kann ein Grenzschalter, ein
Potentiometer oder ein Elektromagnetsensor sein, der ein
Signal erzeugt, welches den Drehwinkel der Lenkwelle 2
oder den Einschlagwinkel der Vorderräder angibt. Das Aus
gangssignal des Einschlagwinkelsensor 46 wird dem Rechner
33 zugeführt.
Fig. 10 zeigt die Funktion des Rechners 33. Entsprechend
diesem Ausführungsbeispiel wird der Bestimmungsprozeß (d)
für das Signal des Einschlagwinkelsensors 46 durchgeführt.
Bei diesem Bestimmungsprozeß (d) wird bestimmt, ob das
Einschlagwinkelsignal größer als ein vorbestimmter Refe
renzeinschlagwinkel (e) ist oder nicht. Wenn der aktuelle
Einschlagwinkel der Vorderräder größer als ein vorbe
stimmter Einschlagwinkelbereich ist, so wird das Bestim
mungsergebnis dem Auswahlprozeß (f) zugeführt, und die
Ausgabe der Korrekturinformation b₂ für manuelle Auswahl
der Einschlagwinkelverhältniseigenschaften wird beendet.
Wenn das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend einer vor
gewählten Funktionseigenschaft gesteuert wird und der
Einschlagwinkel der Vorderräder einen vorbestimmten Be
reich überschreitet, so wird die mit der manuellen Wähl
vorrichtung 42 vorgenommene Auswahl nicht berücksichtigt,
und das Einschlagwinkelverhältnis ändert sich mit der
Fahrgeschwindigkeit entsprechend einer bereits gewählten
Funktionseigenschaft.
Hierbei sind die Daten des Referenzeinschlagwinkels zur
Bestimmung der Betätigungsbedingung der Begrenzungsvor
richtung so gewählt, daß keine plötzliche Änderung der
Fahrzeugbewegung eintritt. Normalerweise werden die Ein
schlagwinkeldaten mit dem Absolutwert des aktuellen Ein
schlagwinkels im Bestimmungsprozeß (d) verglichen. Es ist
jedoch auch möglich, den Bestimmungsprozeß entsprechend
einem zusammengesetzten Wert des Einschlagwinkels und der
Änderungsrate des Einschlagwinkels durchzuführen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann also der Nachteil ver
mieden werden, daß der Fahrer plötzlich eine brüske Steuer
maßnahme zur Korrektur einer plötzlichen Änderung der
dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs vornehmen muß,
wenn eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses
bei einer scharfen Kurve des Fahrzeugs erfolgte.
Fig. 11 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfin
dung. Hierbei ist eine manuelle Wahl des Einschlagwinkel
verhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn die
Änderungsrate des Einschlagwinkels der Vorderräder oder
die Änderungsrate der Einschlagwinkeleingabe vom Lenk
rad 1 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Fig. 11
zeigt die Steuerung dieses Ausführungsbeispiels, wobei
mit vorherigen Ausführungsbeispielen übereinstimmende
Teile gleiche Bezugszeichen haben und hier nicht noch
mals erläutert werden.
Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist ein Ein
schlagwinkelsensor 46 am Fuß der Lenkwelle 2 vorgesehen
(Fig. 9). Wie Fig. 11 zeigt, wird das Ausgangssignal des
Einschlagwinkelsensors 46 dem Rechner 33 über eine Diffe
renzierschaltung (g) zugeführt, die zum Rechner 33 ge
hören kann.
Somit wird im Rechner 33 das Einschlagwinkelsignal des
Sensors 46 differenziert, um ein Signal zu erhalten, das
der Änderungsrate des Einschlagwinkels entspricht. Ein
Bestimmungsprozeß (d) wird mit diesem Signal durchge
führt. Bei diesem Bestimmungsprozeß (d) wird bestimmt,
ob die Änderungsrate des Einschlagwinkelsignals größer
als eine vorbestimmte Änderungsrate (e) ist oder nicht.
Wenn die Änderungsrate des aktuellen Einschlagwinkels
der Vorderräder größer als eine vorbestimmte Änderungs
rate ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahl
verfahren (f) zugeführt, und die Ausgabe der Korrektur
information b₂ für manuelle Wahl der Einschlagwinkelver
hältniseigenschaften wird beendet.
Wenn das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend einer
vorgewählten Funktionseigenschaft gesteuert wird und die
Änderungsrate des Einschlagwinkels der Vorderräder einen
vorbestimmten Bereich überschreitet, so wird die mit der
manuellen Wahlvorrichtung 42 vorgenommene Auswahl nicht
berücksichtigt, auch wenn sie versucht wird, und das
Einschlagwinkelverhältnis ändert sich mit der Fahrge
schwindigkeit entsprechend einer bereits gewählten Funk
tionseigenschaft.
Die Referenzdaten für die Änderungsrate des Einschlag
winkels zur Bestimmung der Aktivierungsbedingung der Be
grenzungsvorrichtung sind so gewählt, daß sie keine
plötzliche Änderung der Bewegung des Fahrzeugs hervor
rufen. Normalerweise werden die Daten der Änderungsrate
des Einschlagwinkels mit dem Absolutwert der aktuellen
Änderungsrate des Einschlagwinkels in dem Bestimmungs
prozeß (d) verglichen. Es ist jedoch auch möglich, den
Bestimmungsprozeß entsprechend einem zusammengesetzten
Wert des Einschlagwinkels und der Änderungsrate des Ein
schlagwinkels durchzuführen.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand bestimmter Ausfüh
rungsbeispiele beschrieben. Dem Fachmann ist es jedoch
möglich, Änderungen ohne Abweichung vom Grundgedanken
der Erfindung durchzuführen. Beispielsweise kann die
Modifikation der Einschlagwinkelverhältnisfunktion nur
graduell mit gewisser Zeitverzögerung durchgeführt wer
den, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Refe
renzwert ur ist. Dadurch wird ein plötzliches Einschla
gen der Hinterräder infolge der Änderung der Einschlags
winkelverhältnisfunktion auch im niedrigen Geschwindig
keitsbereich vermieden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
werden die verschiedenen im Rechner 33 durchgeführten
Prozesse mit einem Programm (Software) abgearbeitet,
welches beispielsweise in einem Speicher des Rechners
33 enthalten sein kann. Es ist auch möglich, hierzu
elektrische Schaltungen mit ähnlicher Funktion zu be
nutzen. Anstelle einer Wahlvorrichtung mit Drucktasten
kann auch eine solche mit kontinuierlich betätigbaren
Schiebeelementen vorgesehen sein.
Die Erfindung kann in gleicher Weise auf solche Allrad-
Lenksysteme angewendet werden, bei denen die Vorder- und
die Hinterräder hydraulisch gesteuert werden und die Ein
schlagwinkelinformation der Vorderräder mittels Hydrau
lik übertragen wird. Ebenso können diese Informationen
als elektrische Signale zum Rechner 33 übertragen wer
den.
Claims (9)
1. Allrad-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug, die eine variable
Steuerung der Verhältnisse der Einschlagwinkel der
Hinterräder (27) relativ zu den Einschlagwinkeln der
Vorderräder (7) in Abhängigkeit von der
Fahrgeschwindigkeit (u) ermöglicht, mit einer
Speichervorrichtung (b) zur Speicherung von Daten für
zumindest ein festes Verhältnis und ein variables
Verhältnis der Einschlagwinkel, gekennzeichnet durch einen
Fahrgeschwindigkeitssensor (34) zur Feststellung der
Fahrgeschwindigkeit (u), durch eine Speichervorrichtung
(b) zur Speicherung mehrerer mathematischer Funktionen
(1k, 2k . . . Nk) einschließlich einer Standardfunktion
(3k), die unterschiedliche Einschlagwinkelverhältnisse in
Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (u) wiedergeben,
durch eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung (42) zur
Auswahl einer der mathematischen Funktionen aus der
Speichervorrichtung (b), durch eine Vorrichtung (24, 31,
32) zur Einstellung von Einschlagwinkelverhältnissen
entsprechend der mit der Wahlvorrichtung (42) ausgewählten
mathematischen Funktion (1k, 2k . . . Nk) und durch eine
Begrenzungsvorrichtung (d), die eine manuelle Auswahl
einer mathematischen Funktion (1k, 2k . . . Nk) mit Ausnahme
der Standardfunktion (3k) bei einem vorbestimmten
Fahrzustand (u < e; Änderungsrate von u zu groß oder zu
klein; hoher Gang; Einschlagwinkel des Lenkrads (1) zu
groß; Änderungsrate des Einschlagwinkels des Lenkrads (1)
zu groß) verhindert.
2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Standardfunktion (3k) negative Werte in einem
Bereich geringer Fahrgeschwindigkeit (u) und positive
Werte in einem Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit (u)
aufweist und daß der Verlauf der anderen (1k, 2k, 4k . . . Nk)
mathematischen Funktionen von der Standardfunktion
(3k) in einem Bereich geringer Fahrgeschwindigkeit (u)
abzweigt und in einem Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit
(u) zu demjenigen der Standardfunktion (3k) parallel
liegt.
3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine
manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk)
verhindert, wenn die Fahrgeschwindigkeit (u) größer
als ein vorgegebener Wert (e) ist.
4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine
manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk)
verhindert, wenn der absolute Werte der Änderungsrate
der Fahrgeschwindigkeit (u) größer als ein vorgegebener
Wert (e) ist.
5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine
manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk)
verhindert, wenn die Änderungsrate der
Fahrgeschwindigkeit (u) größer als ein vorgegebener
positiver Wert oder kleiner als ein vorgegebener negativer
Wert ist.
6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine
manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk)
verhindert, wenn eine Getriebestellung des Fahrzeugs
eine Hochgeschwindigkeitsstellung ist.
7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine
manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk)
verhindert, wenn der Einschlagwinkel der Vorderräder
(7) größer als ein vorgegebener Wert ist.
8. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine
manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk)
verhindert, wenn die Änderungsrate des
Einschlagwinkels der Vorderräder (7) größer als ein
vorgegebener Wert ist.
9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine
manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk)
verhindert, wenn ein aus dem Einschlagwinkel und der
Änderungsrate des Einschlagwinkels zusammengesetzter Wert
der Vorderräder (7) größer als ein vorgegebener Wert ist.
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