DE3911453A1 - Hinterrad-lenkvorrichtung - Google Patents
Hinterrad-lenkvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hinterrad-Lenkvorrichtung.
Es gibt ein Fahrzeug mit Vierradlenkung (4 WS), bei welchem
die Hinterräder zusammen mit den Vorderrädern gelenkt werden.
Bei dem Hinterrad-Lenkmechanismus der Vierradlenkung kann man
zwei Typen unterscheiden, einen mechanischen Typ, bei welchem
der Hinterrad-Lenkmechanismus mechanisch mit einem Vorderrad-
Lenkmechanismus verbunden ist, wie in der japanischen
Gebrauchsmuster-Veröffentlichung (kokai) No. 25 275/1987
offenbart, und einen elektromagnetischen Typ, bei welchem die
Hinterräder gelenkt werden durch die Antriebskraft einer
elektromagnetischen Antriebseinrichtung wie beispielsweise
einem elektrischen Motor in Verbindung mit dem Hinterrad-
Lenkmechanismus. In dem Hinterrad-Lenkmechanismus des elek
tromagnetischen Typs ist ein Verzögerungsmechanismus zwischen
die Antriebseinrichtung und den Hinterrad-Lenkmechanismus
zwischengeschaltet, um den Inhalt der Antriebseinrichtung so
klein wie möglich zu gestalten, wie in der japanischen
Gebrauchsmuster-Veröffentlichung (kokai) No. 25 277/1987
gezeigt.
Der Hinterrad-Lenkmechanismus des elektrischen Typs ist so
gestaltet, daß die Hinterräder ausschließlich elektrisch ge
lenkt werden, so daß einer Ausfallsicherungsmaßnahme gegen
eine Störung an einem Steuersystem ausreichend Beachtung ge
schenkt werden sollte. Wie in der japanischen Gebrauchs
muster-Veröffentlichung (kokai) No. 2 02 977/1986 offenbart,
ist eine Neutralhalteeinrichtung an dem Hinterrad-Lenkmecha
nismus vorgesehen, um diesen beständig zu einer Neutralstel
lung hin zu drücken. Diese Anordnung beruht auf der Idee, daß
bei Auftreten einer Störung in einem Steuersystem die Steue
rung über die Hinterradlenkung aufgegeben wird und die Hin
terräder zwangsweise in die Neutralstellung zurückgeführt
werden.
Bei der elektrischen Steuerung durch den Motor über die
Hinterradlenkung ist die Genauigkeit der Steuerung der Angel
punkt. Wenn ein Antriebssteuersystem des Motors einschließ
lich dem Motor selbst schadhaft werden sollte, könnten die
Hinterräder nicht in einem gewünschten Winkel gelenkt werden,
und es ist gefährlich, das Fahrzeug in einer solchen
Situation zu fahren.
Es ist eine Selbverständlichkeit, daß eine Position, auf wel
che der Motor gedreht wird, genau bestimmt werden sollte,
wenn die Hinterräder durch den Motor gelenkt werden. Ein Füh
ler ist zum Abtasten der Position des gedrehten Motors geson
dert angebracht, und die Antriebssteuerung über den Motor
wird durchgeführt, während die Drehposition des Motors durch
den Fühler überwacht wird. Wenn eine Diskrepanz zwischen der
tatsächlichen Drehposition des Motors und dem Signal des
Fühlers bestehen sollte, könnte eine genaue Steuerung über
die Hinterradlenkung nicht vorgenommen werden.
Daher ist das Ziel der Erfindung die Schaffung einer Hinter
rad-Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, welche dafür vorgesehen
ist, im voraus zu überwachen, ob die Hinterradlenkung durch
den Motor seit dem Laufbeginn des Fahrzeugs weiterhin ausge
führt wird.
Um dieses Ziel zu erreichen, besteht die Erfindung aus einer
Hinterrad-Lenkvorrichtung, die als Blockdiagramm in Fig. 12
gezeigt ist, welche gekennzeichnet ist durch einen Hinterrad-
Lenkmechanismus zum Lenken der Hinterräder, eine Neutralhal
teeinrichtung, die dazu dient, den Hinterrad-Lenkmechanismus
immer bei einer Neutralstellung zu halten, und die mit dem
Hinterrad-Lenkmechanismus verbunden ist, einen Motor als An
triebsquelle, der mit dem Hinterrad-Lenkmechanismus verbunden
ist und dafür vorgesehen ist, den Hinterrad-Lenkmechanismus
gegen den Widerstand der Neutralhalteeinrichtung zu verstel
len, eine Kupplung, die zwischen den Hinterrad-Lenkmechanis
mus und den Motor zwischengeschaltet ist und dafür vorgesehen
ist, den Hinterrad-Lenkmechanismus an den Motor anzukoppeln
oder von ihm abzukoppeln, eine Startermittlungseinrichtung,
die dazu dient, das Einschalten eines Zündschalters zu ermit
teln, sowie eine Anfangsprüfeinrichtung zur Durchführung
einer Anfangsprüfung eines Antriebssteuersystems des Motors
einschließlich dem Motor durch Auskuppeln der Kupplung, wenn
die Startermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Zündschal
ter eingeschaltet ist.
Gemäß der Erfindung wird im voraus vor dem Start der Maschine
geprüft, ob das Antriebssteuersystem des Motors einschließ
lich dem Motor in Ordnung ist oder nicht. Insbesondere kann
diese Prüfung vorgenommen werden, während eine Verbindung des
Motors mit dem Hinterrad-Lenkmechanismus blockiert ist, wo
durch eine Kontrolle oder Prüfung zugelassen wird, ohne eine
große Belastung auf die Maschine zu erzeugen. Es ist ferner
zu beachten, daß, da die Hinterräder durch die Neutralhalte
einrichtung immer bei der Neutralstellung gehalten werden in
einem Zustand, in welchem die Verbindung des Motors mit dem
Hinterrad-Lenkmechanismus blockiert ist, die Prüfung mit der
Voraussetzung durchgeführt wird, daß sich die Hinterräder bei
der Neutralstellung befinden.
Wenn es sich zum Zeitpunkt einer anfänglichen Kontrolle oder
Prüfung herausgestellt hat, daß der Motor und das Antriebs
steuersystem des Motors in Ordnung sind, wird die Kupplung
wieder eingekuppelt, und die Hinterräder werden durch den
Motor gelenkt. Die Steuerung über die Hinterradlenkung kann
dann wieder aufgenommen werden. Diese Wiederaufnahme kann
vorgenommen werden durch die Konstruktion der Hinterrad-Lenk
vorrichtung, wie sie als Blockdiagramm in Fig. 13 gezeigt
ist, welche gekennzeichnet ist durch einen Hinterrad-Lenkme
chanismus zum Lenken der Hinterräder, eine Neutralhalteein
richtung, die dazu dient, den Hinterrad-Lenkmechanismus immer
bei einer Neutralstellung zu halten, und die mit dem Hinter
rad-Lenkmechanismus verbunden ist, einen Motor als Antriebs
quelle, der mit dem Hinterrad-Lenkmechanismus verbunden ist
und dafür vorgesehen ist, den Hinterrad-Lenkmechanismus gegen
den Widerstand der Neutralhalteeinrichtung zu verstellen,
eine Kupplung, die zwischen den Hinterrad-Lenkmechanismus und
den Motor zwischengeschaltet ist und dafür vorgesehen ist,
den Hinterrad-Lenkmechanismus an den Motor anzukoppeln oder
von ihm abzukoppeln, eine Startermittlungseinrichtung, die
dazu dient, das Einschalten eines Zündschalters zu ermitteln,
eine Anfangsprüfeinrichtung zur Durchführung einer Anfangs
prüfung eines Antriebssteuersystems des Motors einschließlich
dem Motor durch Auskuppeln der Kupplung, wenn die Start
ermittlungseinrichtung ermittelt, daß der Zündschalter einge
schaltet ist, sowie eine Antriebssteuereinrichtung zur
Steuerung des Antriebs des Motors, um zuzulassen, daß ein
Lenkwinkel der Hinterräder einen Ziel- Lenkwinkel der Hinter
räder erreicht, der gemäß einer vorbestimmten Bedingung fest
gelegt ist, wobei die Anfangsprüfeinrichtung so eingestellt
ist, daß sie die Kupplung wieder einkuppelt, wenn festge
stellt ist, daß das Antriebssteuersystem in Ordnung ist, und
die Antriebssteuereinrichtung im Anschluß an das Wiederein
kuppeln der Kupplung betätigt wird, nachdem festgestellt ist,
daß das Antriebssteuersystem in Ordnung ist.
Es ist ferner zu beachten, daß die Ausrichtung einer Bezugs
position des Motors auf die Bezugsposition der Drehpositions-
Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung der Drehposition des
Motors durch einen Aufbau durchgeführt wird, wie er als
Blockdiagramm in Fig. 14 gezeigt ist, welcher gekennzeichnet
ist durch einen Hinterrad-Lenkmechanismus zum Lenken der Hin
terräder, eine Neutralhalteeinrichtung, die dazu dient, den
Hinterrad-Lenkmechanismus immer bei einer Neutralstellung zu
halten, und die mit dem Hinterrad-Lenkmechanismus verbunden
ist, einen Motor als Antriebsquelle, der mit dem Hinterrad-
Lenkmechanismus verbunden ist und dafür vorgesehen ist, den
Hinterrad-Lenkmechanismus gegen den Widerstand der Neutral
halteeinrichtung zu verstellen, eine Kupplung, die zwischen
den Hinterrad-Lenkmechanismus und den Motor zwischengeschal
tet ist und dafür vorgesehen ist, den Hinterrad-Lenkmechanis
mus an den Motor anzukoppeln oder von ihm abzukoppeln, eine
Startermittlungseinrichtung, die dazu dient, das Einschalten
eines Zündschalters zu ermitteln, eine Anfangsprüfeinrichtung
zur Durchführung einer Anfangsprüfung eines Antriebssteuer
systems des Motors einschließlich dem Motor durch Auskuppeln
der Kupplung, wenn die Startermittlungseinrichtung ermittelt,
daß der Zündschalter eingeschaltet ist, eine Antriebssteuer
einrichtung zur Steuerung des Antriebs des Motors, um zuzu
lassen, daß ein Lenkwinkel der Hinterräder einen Ziel-Lenk
winkel der Hinterräder erreicht, der gemäß einer vorbestimm
ten Bedingung festgelegt ist, sowie eine Drehpositions-
Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Drehposition des
Motors, in welcher die Anfangsprüfeinrichtung so eingestellt
ist, daß sie die Kupplung wieder einkuppelt im Anschluß an
die Ausrichtung einer Bezugs-Drehposition des Motors auf eine
Bezugs-Drehposition der Drehpositions-Ermittlungseinrichtung,
wobei die Ausrichtung nach dem Auskuppeln der Kupplung vorzu
nehmen ist, und die Antriebssteuereinrichtung betätigt wird
im Anschluß an das Wiedereinkuppeln der Kupplung durch die
Anfangsprüfeinrichtung.
In diesem Fall werden die Hinterräder durch die Neutralhalte
einrichtung immer in der Neutralstellung gehalten aufgrund
der Auskupplung der Kupplungen, so daß die Ausrichtung leicht
und genau durchgeführt werden kann.
Wenn bei dem Motor selbst oder bei dem Antriebssteuersystem
des Motors kein Fehler vorliegt, oder wenn die Ausrichtung
der Bezugsstellungen beendet war, dann können die Kupplungen
wieder eingekuppelt werden, und die Hinterrad-Lenksteuerung
kann wieder aufgenommen werden.
Wenn der Motor selbst oder sein Antriebssteuersystem als
schadhaft oder nicht in Ordnung befunden wird, oder wenn die
Ausrichtung der Bezugsstellungen zwischen dem Motor und der
Drehpositions-Ermittlungseinrichtung nicht in Ordnung ist,
werden die Kupplungen ausgekuppelt gehalten und verhindern
die Hinterrad-Lenksteuerung. Zusätzlich zu dem Auskuppeln der
Kupplungen kann auch eine Servoverriegelung verwendet werden,
um die Hinterräder fest bei der Neutralstellung zu halten.
Vorzugsweise kann eine Bremse zum Verriegeln des Motors bei
einer gewünschten Drehposition vorgesehen sein, womit die
Bremse für die Servoverriegelung ersetzt wird, um die Hinter
räder noch fester oder sicherer bei der Neutralstellung zu
halten. Dieser Ersatz kann dazu dienen, elektrische Energie
zu anderweitigem Verbrauch zu sparen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Schemabild eines Gesamtsystems eines Ausfüh
rungsbeispiels gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ein Schemabild der Einzelheit der Verbindung des
Hinterrad-Lenkmechanismus mit dem Motor;
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt der Neutralhalteeinrich
tung;
Fig. 4 ein Diagramm einer Steuerkennlinie des für die Fahr
zeuggeschwindigkeit empfindlichen Typs als Beispiel
für die Hinterradlenkung;
Fig. 5 ein Diagramm der Kennwerte, die mit Fahrzeugge
schwindigkeiten zu verändern sind;
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 bis 10 Flußdiagramme, die jeweils ein Steuerbei
spiel gemäß der Erfindung zeigen;
Fig. 11 ein Diagramm der Ausgangsimpulse von dem Kodierer
als Drehpositionseinrichtung des Motors und
Fig. 12 bis 14 jeweils ein Blockbild des Aufbaus der
Erfindung.
Wie anhand von Fig. 1 erläutert wird, ist ein rechtes Vor
derrad 1 R mit einem linken Vorderrad 1 L über einen Vorderrad-
Lenkmechanismus A verbunden, während ein rechtes Hinterrad 2 R
mit einem linken Hinterrad 2 L über einen Hinterrad-Lenkmecha
nismus B verbunden ist.
Der Vorderrad-Lenkmechanismus A kann einen rechten und einen
linken Gelenkarm 3 R und 3 L sowie eine rechte und eine linke
Spurstange 4 R bzw. 4 L umfassen, und die rechte Spurstange 4 R
ist mit der linken Spurstange 4 L über eine Verbindungsstange
5 verbunden. Mit dem Vorderrad-Lenkmechanismus A ist ein
Lenkmechanismus C verbunden, welcher seinerseits ein Zahn
stangenmechanismus sein kann, in dem ein Ritzel 6 über eine
Welle 7 mit einem Lenkrad 8 verbunden ist. Diese Verbindung
ermöglicht eine Verschiebung der Verbindungsstange 5 nach
links in Fig. 1, wenn das Lenkrad 8 nach rechts gelenkt
wird, wodurch der rechte und der linke Gelenkarm 3 R und 3 L um
ihre jeweiligen Schwenkzentren 3 R′ und 3 L′ im Uhrzeigersinn
in der Zeichnung gedreht werden im Verhältnis zu einer Größe,
um welche das Lenkrad 8 gelenkt wird, und zwar im Verhältnis
zu einem Lenkwinkel des Lenkrades 8, und schließlich das
rechte und das linke Vorderrad 1 R bzw. 1 L gelenkt werden. In
gleicher Weise werden das rechte und das linke Vorderrad 1 R
bzw. 1 L gegen den Uhrzeigersinn in der Zeichnung gelenkt
entsprechend einer Größe um welche das Lenkrad 8 nach links
gelenkt wird.
Wie der Vorderrad-Lenkmechanismus A kann der Hinterrad-Lenk
mechanismus B einen rechten und einen linken Gelenkarm 10 R
und 10 L sowie eine rechte und eine linke Spurstange 11 R bzw.
11 L umfassen. Die rechte Spurstange 11 R ist dann mit der lin
ken Spurstange 11 L über eine Verbindungsstange 12 verbunden,
welche ihrerseits mit einer Neutralhalteeinrichtung 13
versehen ist. Wie insbesondere in Fig. 3 gezeigt, ist die
Neutralhalteeinrichtung 13 mit einem Gehäuse 15 versehen,
welches an dem Fahrzeugkörper 14 befestigt ist, sowie einer
Druckfeder 17, welche zwischen einem Paar Federhalterungen
16 a und 16 b angebracht ist, die lose in das Gehäuse 15 einge
fügt sind. Die Verbindungsstange 12 erstreckt sich durch das
Gehäuse 15 und ist mit einem Paar Flanschabschnitten 12 a und
12 b im Abstand voneinander versehen, und die Flanschab
schnitte 12 a und 12 b dienen dazu, die Federhalterungen 16 a
bzw. 16 b derart aufzunehmen, daß sie der Druckfeder 17 ermög
lichen, die Verbindungsstange 12 beständig zu einer
Neutralstellung hin zu drücken. Die Druckfeder 17 sollte eine
Federkraft aufweisen, die einer Seitenkraft bei einer Kurven
lage widersteht.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Vorderrad-Lenkmechanismus B
mit einem Servomotor 20 verbunden, welcher eine Antriebs
quelle zum Antreiben der Hinterräder 2 R und 2 L ist. Wie ins
besondere in Fig. 2 gezeigt, ist ein Verzögerungsmechanismus
21, der einen Getriebesatz 21 a und eine Gewindespindel 21 b
umfaßt, auf der Seite der Verbindungsstange 12 angeordnet und
mit einer Kupplung 22 a verbunden. Mit der Kupplung 22 a ist
ihrerseits ein Bremsmechanismus 23 auf der Seite des Servomo
tors 20 verbunden. Diese Anordnung gestattet eine mechanische
Entkopplung des Servomotors 20 von dem Hinterrad-Lenkmecha
nismus B durch Betätigung der Kupplung 22 und das Sperren der
Rotation einer Ausgangswelle des Servomotors 20 durch Fest
klemmen derselben mit dem Bremsmechanismus 23.
Die Kupplung 22 besteht aus einer ersten Kupplung 22 A und
einer zweiten Kupplung 22 B, die beide elektromagnetisch ar
beiten und in einer Reihe miteinander angeordnet sind. Die
erste Kupplung 22 A ist ein normal offener Typ, das heißt, sie
ist ausgekuppelt, wenn sie ausgeschaltet ist, wogegen die
zweite Kupplung 22 B ein normal geschlossener Typ ist, das
heißt, sie ist eingekuppelt, wenn sie ausgeschaltet ist. Die
Anordnung für die Kupplung 22 ermöglicht es, den Servomotor
20 von dem Hinterrad-Lenkmechanismus B zu trennen, selbst
wenn entweder die erste Kupplung 22 A oder die zweite Kupplung
22 B nicht arbeitet, um auf diese Weise eine Neutralstellung
mittels der Neutralhalteeinrichtung 13 sicherzustellen.
Wenn sich einerseits die Kupplung 22 in eingekuppeltem Zu
stand befindet, verstellt die Rotation des Servomotors 20 in
normaler Richtung die Verbindungsstange 12 in Fig. 1 nach
links, wodurch die Gelenkarme 10 R und 10 L um ihre jeweiligen
Schwenkzentren 10 R′ und 10 L′ im Uhrzeigersinn in der Zeich
nung gedreht werden im Verhältnis zu einer Größe der Rotation
des Servomotors 20. Wenn der Servomotor 20 in der Gegenrich
tung gedreht wird, wird die Verbindungsstange 12, in Fig. 1
betrachtet, nach rechts verstellt, wodurch die Gelenkarme 10 R
und 10 L um ihre jeweiligen Schwenkzentren 10 R′ und 10 L′ gegen
den Uhrzeigersinn in der Zeichnung gedreht werden im Verhält
nis zu der Größe der umgekehrten Rotation des Servomotors 20.
Wenn sich andererseits die Kupplung 22 in ausgekuppeltem Zu
stand befindet, werden das rechte und das linke Hinterrad 2 R
und 2 L gezwungen, in die Neutralstellung zurückzukehren und
werden durch die Neutralhalteeinrichtung 13 in der Neutral
stellung gehalten. Mit anderen Worten werden, wenn die Kupp
lung 22 ausgekuppelt ist, nur die Vorderräder 1 R und 1 L
gelenkt, das heißt, das Fahrzeug befindet sich in Zweiradan
triebszustand (2 WS).
Die Steuerung über die Hinterradlenkung ist so empfindlich
für eine Fahrzeuggeschwindigkeit, daß, wie in Fig. 4 als ein
Beispiel gezeigt, ein Lenkwinkel des Hinterrades gegen den
Lenkwinkel des Lenkrades von der umgekehrten Phasenrichtung
zu der gleichen Phasenrichtung geändert wird, wenn die Fahr
zeuggeschwindigkeit zunimmt, wie in Fig. 5 gezeigt. Um diese
Steuerung durchzuführen, kann eine Steuereinheit U im Grunde
Signale empfangen von einem ersten Lenkwinkelfühler 30 zum
Abtasten eines Lenkwinkels des Lenkrades, einem ersten Fahr
zeuggeschwindigkeitsfühler 31 und einem Kodierer 32 zur
Ermittlung einer Drehposition des Servomotors 20, kann einen
Ziel-Lenkwinkel des Hinterrades auf der Grundlage des Lenk
winkels des Lenkrades und der Fahrzeuggeschwindigkeit
berechnen und für den Servomotor 20 ein Steuersignal erzeugen
entsprechend der gewünschten Größe, um die das Hinterrad ge
lenkt werden soll. Ferner überwacht der Kodierer 32 immer, ob
die Operation des Servomotors 20 angemessen durchgeführt
wird, um das jeweilige rechte und linke Hinterrad 2 R und 2 L
unter der Rückkopplungssteuerung zu lenken.
Die obige Grundsteuerung besitzt einen doppelten Aufbau zum
Zweck einer Ausfallsicherung durch Hinzufügen eines zweiten
Lenkwinkelfühlers 34 zum Abtasten eines Lenkwinkels des
Lenkrades zu dem ersten Lenkwinkelfühler 30, eines zweiten
Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 35 zu dem ersten Fahrzeugge
schwindigkeitsfühler 31 und eines Hinterrad-Lenkwinkelfühlers
36 zur Ermittlung einer mechanischen Verstellung eines Glie
des eher auf der der Verbindungsstange 12 als der Kupplung 22
nahen Seite. Die Hinterradlenkung wird nur bewirkt, wenn die
beiden entsprechenden Fühler der Fühler 30 bis 36 den identi
schen Wert ermitteln. Anders ausgedrückt: Wenn beispielsweise
der erste Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31 einen von dem
durch den zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 35 abge
tasteten Wert verschiedenen Wert ermitteln würde, sollte eine
Störung vorliegen, so daß das rechte und das linke Hinterrad
2 R und 2 L in einem neutralen Zustand gehalten werden durch
eine Steuerung, die zum Zeitpunkt eines Ausfallzustands
durchzuführen ist, wie nachfolgend beschrieben wird.
Um eine Vielfalt von Störungen zu ermitteln, ist die
Steuereinheit U so konstruiert, daß sie EIN/AUS-Signale von
Schaltern 37 und 40 erhält und ferner ein Signal, welches die
Anwesenheit oder Abwesenheit von Spannung an einer L-Klemme
eines Wechselstromgenerators wiedergibt. Der Schalter 37 ist
ein Neutralkupplungsschalter, der Schalter 38 ist ein Sperr
schalter, der Schalter 39 ist ein Bremsschalter, und der
Schalter 40 ist ein Motorschalter. Der Neutralkupplungsschal
ter 37 ist so konstruiert, daß er ein AUS-Signal erzeugt,
wenn die Schaltstellung eines manuellen Getriebes in die Neu
tralstellung geschaltet wird, und zwar, wenn ein Kupplungspe
dal gedrückt wird. Der Sperrschalter 38 ist von der Art, daß
ein EIN-Signal erzeugt wird, wenn ein automatisches Getriebe
auf den Geschwindigkeitsbereich "N" oder "P" geschaltet wird,
wogegen ein AUS-Signal erzeugt wird, wenn es auf den
Geschwindigkeitsbereich "D" geschaltet wird. Der Bremsschal
ter 39 ist so konstruiert, daß er ein EIN-Signal erzeugt,
wenn das Bremspedal gedrückt wird. Und der Motorschalter
erzeugt ein EIN-Signal, wenn der Motor sich im Antriebszu
stand befindet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6, welche in einem Blockschaltbild
das obige Steuersystem zeigt, umfaßt ein Microprozessor 50
zwei Microprozessoren MP 1 und MP 2, welche dafür vorgesehen
sind, Signale zu empfangen von dem ersten und dem zweiten
Fahrzeuggeschwindigkeits-Fühlern 31 und 35, den Schaltern 37
bis 40 und der L-Klemme 41 des Wechselstromgenerators über
einen Puffer 51, ferner Signale von den Fühlern 30, 34 und 36
über einen A/D-Wandler 52 sowie ein Signal von dem Kodierer
32 über ein Interface 53. Durch den Microprozessor 50
erzeugte Signale werden einer Motorbremse 23 über eine
Bremsenantriebsschaltung und einer Kupplung 22 über eine
Kupplungsantriebsschaltung 56 zugeführt. Die Hinterrad-Lenk
steuerung wird zum ersten Mal nur durchgeführt, wenn wenig
stens ein Signal von der L-Klemme 41 des Wechselstromgenera
tors auf H-Pegel (Hi) geht.
In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 57 eine Batte
rie, 58 einen Zündschlüsselschalter und 59 ein Relais. Wenn
eine Störung an einem Steuersystem für die Hinterradlenkung
auftreten würde, wird das Anlegen von Spannung an eine Spule
61 eingestellt durch die Tätigkeit einer Relaissteuerschal
tung 60, wodurch eine Verbindung B des Relais 59 geschlossen
wird und eine Alarmlampe eingeschaltet wird.
In dieser Ausführungsform werden Maßnahmen in zwei
Betriebszuständen ergriffen entsprechend einer Stelle, an
welcher eine Störung auftritt.
Der Betriebszustand A ist ein Zustand, in welchem das rechte
und das linke Hinterrad 2 R und 2 L noch zu steuern sind und
ihre jeweiligen Stellungen zu bestimmen sind. Wenn, anders
ausgedrückt,
die Hinterräder 2 R und 2 L durch den Servomotor 20 in die Neu
tralstellung zurückgeführt werden könnten, wird die Operation
der Rückführung der Hinterräder 2 R und 2 L in die Neutralstel
lung durchgeführt durch Antreiben des Servomotors 20, nachdem
die Alarmlampe 62 eingeschaltet worden ist, und danach wird
die Motorbremse 23 angekoppelt.
Der Betriebszustand B ist ein Zustand, in welchem das rechte
und das linke Hinterrad 2 R und 2 L nicht gesteuert werden kön
nen und ihre jeweiligen Radstellungen nicht mehr bestimmt
werden können. In diesem Zustand wird die Kupplung 22 ausge
kuppelt, nachdem die Alarmlampe 62 eingeschaltet worden ist,
und dann wird der Servomotor 20 von dem Hinterrad-Lenkmecha
nismus B getrennt. Danach werden die Hinterräder 2 R und 2 L in
die Neutralstellung zurückgeführt durch eine Federwirkung der
Neutralhalteeinrichtung 13, und die Kupplung 22 wird einge
kuppelt. Vorzugsweise wird die Motorbremse 23 angekoppelt,
nachdem die Kupplung 22 ausgekuppelt worden ist. Dies kann
die Hinterräder 2 R und 2 L unmittelbar physikalisch darin
beschränken, als Folge der nicht steuerbaren Drehung des Ser
vomotors 20 zu lenken, und danach wird die Stromzufuhr von
der Stromquelle zu dem Servomotor 20 gesperrt.
Störungen, welche in verschiedenen Systemen auftreten können,
können alternativ entsprechend den geschilderten Betriebszu
ständen gehandhabt werden.
Wenn bestimmt würde, daß das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-
System nicht in Ordnung ist, werden Maßnahmen ergriffen, die
Störung des Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Systems gemäß dem
Betriebszustand A
handzuhaben.
Mehr im einzelnen wird die Feststellung getroffen, daß ein
Fehler bei der Größe der Veränderung an den ersten Fahrzeug
geschwindigkeitsfühler 31 auftritt, wenn der Bremsschalter 39
AUS ist und der erste Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31 einen
Grad der Verzögerung feststellt, der ausgedrückt durch
/dV₁/dt < a (=const), (worin V 1 eine durch den ersten
Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler ermittelte Fahrzeuggeschwin
digkeit bezeichnet).
Das heißt, es würde festgestellt, daß der erste Fahrzeugge
schwindigkeitsfühler 31 nicht in Ordnung ist, wenn sich her
ausstellen würde, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit herabge
setzt ist auf ein Niveau über dem gegebenen Niveau, selbst
wenn das Fahrzeug nicht gebremst wird.
Es wird die Entscheidung dahingehend getroffen, daß der
zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 35 sich irrt bei der
Größe der Veränderung der ermittelten Fahrzeuggeschwindig
keit, ähnlich wie der erste Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler
31, wenn der Bremsschalter 39 AUS ist und der zweite Fahr
zeuggeschwindigkeitsfühler 35 einen Grad der Verzögerung er
mittelt, der ausgedrückt wird /dV 2/dt/ < a (=const), (worin
V 2 eine durch den zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler er
mittelte Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet).
Die bedeutet in gleicher Weise, es würde festgestellt, daß
die zweite Fahrzeuggeschwindigkeit nicht in Ordnung ist, wenn
sich herausstellen würde, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
sich verlangsamt hat über ein gegebenes Niveau ohne Rücksicht
auf das Fehlen einer Bremsung.
Wenn ein durch den ersten Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31
ermittelter erster Wert verschieden wäre von einem durch den
zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 35 ermittelten zweiten
Wert, das heißt, wenn die Beziehung zwischen dem ersten und
dem zweiten Wert ausgedrückt werden kann durch /V 1 -
V 2/ < b (=const), wird festgestellt, daß entweder der erste
oder der zweite Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31 oder 35
nicht in Ordnung ist ohne Rücksicht darauf, welcher Fühler
wenigstens unterbrochen ist.
Es wird festgestellt, daß eine gleichzeitige Störung mit dem
ersten und dem zweiten Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31 und
35 aufgetreten ist, wenn ein Signal von der L-Klemme 41 des
Wechselstromgenerators auf H-Pegel ist, wenn die Ausgangs
signale der beiden Fühler 31 und 35 beide Null sind
(V 1 = V 2 = 0) sowie, wenn ein Zustand, in welchem der Neu
tralschalter 37 EIN ist, andauert über eine konstante Zeit
spanne im Fall eines Fahrzeug mit einem manuellen Getriebe,
und wenn ein Zustand, in welchem der Sperrsschalter 38 AUS
ist, der Motorschalter 40 EIN ist, und der Bremsschalter 39
AUS ist, andauert über eine konstante Zeitspanne für ein
Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe. Anders ausge
drückt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit "Null" ermittelt
wurde durch beide Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 31 und 35
ohne Rücksicht auf eine lauffähige Anzahl von Umdrehungen der
Maschine nach Rückschluß aus der erzeugten Menge elektrischer
Energie und nach Rückschluß auf den Laufzustand aus der
Schaltstellung, bedeutet das, daß der erste und der zweite
Fühler 31 und 35 eine Störung verursachen.
Wenn bestimmt würde, daß eine Störung in dem Hinterradsteuer
mechanismus-System auftritt, werden Maßnahmen ergriffen, die
Störung gemäß dem Betriebszustand B handzuhaben.
Wenn eine Unverträglichkeit eines Ausgangssignals (EN) von
dem Kodierer 32 mit einem Ausgangssignal von dem Hinterrad-
Lenkwinkelfühler 36, das heißt, einem Lenkwinkel R R des
Hinterrades vorläge, wenn nämlich die Beziehung zwischen den
Ausgangssignalen von dem Kodierer 32 und dem Fühler 36 ausge
drückt wird durch / f (EN) - G (R R ) / < c (=const), wird fest
gestellt, daß eine Störung in dem Hinterrad-Lenkmechanismus-
System aufgetreten ist.
Wenn alternativ eine Unverträglichkeit eines Ziel-Lenkwinkels
R r
des Hinterrades mit dem tatsächlichen Lenkwinkel R R des Hin
terrades vorläge, wenn nämlich zwischen dem Ziel-Lenkwinkel
und dem tatsächlichen Lenkwinkel die Beziehung
/ R r - R R / < c besteht, wird festgestellt, daß das Hinter
rad-Lenkmechanismus-System eine Störung verursacht.
Es wird auch festgestellt, daß das Hinterrad-Lenkmechanismus-
System eine Störung verursacht, wenn eine Bezugsmittelstel
lung des Hinterrades nicht bestimmt werden konnte zum Zeit
punkt der Einleitung der Steuerung, wenn der Zündschlüssel
eingeführt und angeschaltet wurde.
Wenn bei den folgenden Gelegenheiten bestimmt wird, daß eine
Störung in dem Gleichspannungs-Servormotorsystem auftritt,
werden Maßnahmen ergriffen, die Störung gemäß dem Betriebszu
stand B handzuhaben.
Es wird festgestellt, daß das Servomotorsystem eine Störung
verursacht, wenn eine Unverträglichkeit einer Steuergröße mit
einer Umdrehungsgröße des Servomotors 20, das heißt einem
durch den Kodierer 32 ermittelten Wert vorliegt.
Ferner wird bestimmt, daß das Servomotorsystem eine Störung
verursacht, wenn eine Motorwicklung gebrochen oder kurzge
schlossen ist, wenn eine Leitung gebrochen oder kurzgeschlos
sen ist oder wenn die Motorantriebsschaltung unterbrochen
ist.
Wenn bestimmt würde, daß eine Störung in dem Hinterrad-Lenk
winkel-System auftritt, werden Maßnahmen ergriffen, die Stö
rung gemäß dem Betriebszustand B handzuhaben.
Es wird bestimmt, daß das Fühlersystem eine Störung verur
sacht, wenn ein drehbarer Kodierermonitor unrichtig ist, wenn
sich ein von dem Kodierer 32 erzeugter Code als anormal her
ausstellt.
Ferner wird bestimmt, daß das Fühlersystem eine Störung ver
ursacht, wenn der Hinterrad-Lenkwinkelfühler-Monitor unrich
tig ist bei der Gelegenheit, daß ein von dem Lenkwinkelfühler
36 erzeugtes Ausgangssignal einen festgesetzten Bereich über
schreitet.
Bei folgenden Gelegenheiten wird entschieden, daß das Vorder
rad-Lenkwinkelfühler-System eine Störung aufweist, und es
werden Maßnahmen ergriffen die Störung gemäß dem Betriebszu
stand A handzuhaben.
Diese Entscheidung wird getroffen, wenn ein durch den Lenk
winkelfühler 30 erzeugtes Ausgangssignal einen festgesetzten
Bereich überschreitet, oder wenn ein durch einen Vorderrad-
Lenkwinkelfühler 36 erzeugtes Ausgangssignal einen festge
setzten Bereich überschreitet.
Ferner wird entschieden, daß das Lenkwinkelfühler-System
nicht in Ordnung ist, wenn eine Differenz zwischen den Aus
gangssignalen von dem Lenkrad-Lenkwinkelfühler 30 und dem
Vorderrad-Lenkwinkelfühler 36 über einem konstanten Wert
liegt.
Wenn bestimmt wird, daß ein Auskuppelvorgang der Kupplung 22
des elektromagnetischen Typs mangelhaft ist, werden Maßnahmen
gemäß dem Betriebszustand A ergriffen.
Die Feststellung wird dahingehend getroffen, daß die Auskup
peloperation der Kupplung 22 nicht in Ordnung ist,wenn ein
AUS-Signal für die Kupplung 22 erzeugt wird, um sie auszukup
peln, und wenn ein Ausgangssignal des Hinterad-Lenkwinkelfüh
lers 36 über einen konstanten Wert abweicht.
Wenn bestimmt wird, daß das Steuereinheitssystem nicht in
Ordnung ist, werden Maßnahmen gemäß dem Betriebszustand B
ergriffen.
Es wird bestimmt, daß das Steuereinheitsystem nicht in Ord
nung ist, wenn ein RAM unrichtig ist oder sich als anormal
herausstellt bei Überprüfung des Ablesens oder Einschreibens,
wenn ein ROM unrichtig ist oder sich als anormal herausstellt
bei Überprüfung des Auslesens, oder wenn ein FRC unrichtig
ist oder sich als anormal herausstellt bei der Anfangs
prüfung.
Ferner wird bestimmt, daß die Steuereinheit nicht Ordnung
ist, wenn sich bei Überprüfung eines Eingangs-/Ausgangssignal
des A/D-Wandlers 52 eine Anormalität herausstellt.
Bei den folgenden Gelegenheiten wird bestimmt, daß das Micro
prozessorsystem nicht in Ordnung ist.
Es wird entschieden, daß das Microprozessorsystem nicht in
Ordnung ist, wenn eine Unverträglichkeit eines Operationser
gebnisses des Microprozessors MP 1 mit einem Operationsergeb
nis des Microprozessors MP 2 vorliegt, oder wenn eine Kommuni
kationsverbindung zwischen den Microprozessoren MP 1 und MP 2
nicht arbeitet.
Wenn bestimmt wird, daß die Bremse 23 nicht arbeitet, werden
Maßnahmen ergriffen, die Störung gemäß dem Betriebszustand B
handzuhaben.
Ob die Bremse 23 nicht in Ordnung ist, wird entschieden, wenn
der Servomotor 20 durch die Bremse 23 verriegelt wird und
wenn kein Ausgangssignal erzeugt wird von dem Kodierer 32 und
dem Fühler 36 während einer Steuerung zum Drehen des Motors
20 in einem Zustand, in dem die Bremse 23 entriegelt ist.
Kein Ausgangssignal von dem Kodierer 32 und dem Fühler 36
bedeutet den Fall, in welchem keine Hinterräder 2 R und 2 L
gelenkt werden.
Ferner wird bestimmt, daß die Bremse 23 nicht in Ordnung ist,
wenn der Servomotor 20 nicht durch die Bremse 23 verriegelt
werden kann oder wenn ein Ausgangssignal erzeugt wird von dem
Kodierer 32 und dem Fühler 36 (die Hinterräder 2 R und 2 L sind
gelenkt worden) während der Steuerung zum Verriegeln der
Bremse 23 sowie während der Steuerung zum Drehen des
Servomotors 20.
Eine Anfangsprüfung, die beim Starten der Maschine durch
zuführen ist, und eine Einzelheit der Kontrolle gemäß dem
Prüfergebnis werden in Verbindung mit Flußdiagrammen be
schrieben, die in den Fig. 7 bis 10 gezeigt sind.
Die Fig. 9(a) bis 9(c) sind jeweils Flußdiagramme, die ein
Gesamtsteuersystem zeigen.
Wie in Fig. 9(a) gezeigt, startet das System bei Schritt P 1,
wenn ein Zündschalter eingeschaltet wird und ein Anfangswert
des Microcomputers eingestellt wird.
Durch die Anfangsprüfung in einer CPU auf bekannte Art wird
dann bei den Schritten P 2, P 3 bzw. P 4 festgestellt, ob jeder
RAM, jeder ROM und ein CLOCK normal arbeitet. Nachdem festge
stellt worden ist, daß alle RAM, ROM und CLOCK normal arbei
ten, wenn also bei sämtlichen Schritten P 2, P 3 und P 4 mit JA
entschieden worden ist, dann wird bei Schritt P 5 der Schluß
gezogen, ob ein A/D-Wandler normal arbeitet oder nicht. Wenn
bei Schritt P 5 mit JA entschieden wird, geht der Prozeß zu
Schritt P 6, wo entschieden wird, ob der Fühler 30 zur Ermitt
lung eines tatsächlichen Lenkwinkels des rechten Hinterrades
2 R normal ist oder nicht. Wenn er bei Schritt P 5 als normal
befunden wird, wird bei Schritt P 6 beurteilt, ob der Fühler
34 zur Ermittlung eines tatsächlichen Lenkwinkels des linken
Hinterrades 2 L normal ist oder nicht. Wenn der Fühler 34
ebenfalls für normal befunden worden ist, geht der Prozeß zu
Schritt P 8, wo beurteilt wird, ob der Fühler 36 normal ist
oder nicht. Wenn bei Schritt P 8 mit JA entschieden wird, dann
wird bei Schritt 9 beurteilt, ob die L-Klemme des Wechsel
stromgenerators auf H-Pegel ist.
Wenn sich bei Schritt P 9 NEIN ergibt, wenn der Schluß gezogen
wird, daß die L-Klemme auf L-Pegel ist, geht der Prozeß zu
Schritt P 10 und die Alarmlampe wird eingeschaltet, um die
Aufmerksamkeit des Fahrers darauf zu lenken, daß die Maschine
noch nicht gestartet ist. Der Prozeß geht dann zu Schritt P 9
zurück.
Wenn die L-Klemme nach Starten der Maschine auf H-Pegel geht,
wird bei Schritt P 21 die Alarmlampe ausgeschaltet, und bei
Schritt P 22 wird die Bremse 23 in einen AUS-Zustand geschal
tet, das heißt in einen Außerbetriebszustand. Danach wird bei
Schritt 23 beurteilt, ob der Bremsenmonitor in Ordnung ist
oder nicht. Anders augedrückt, wird darin beurteilt, ob ein
Ausgangssignal von einer Monitorschaltung, die in eine elek
tromagnetische Wicklung der Bremse eingebaut ist, einem AUS-
Zustand der Bremse bei dem vorherigen Schritt P 22 entspricht
oder nicht.
Wenn bei Schritt P 23 JA festgestellt wird, werden bei Schritt
P 24 die Spulen der ersten und der zweiten Kupplung 22 A und
22 B ausgeschaltet. In diesem Fall wird die erste Kupplung 22 A
des normal offenen Typs ausgekuppelt. Danach wird bei Schritt
P 25 beurteilt, ob ein Kupplungsmonitor in Ordnung ist oder
nicht, und zwar, ob ein Ausgangssignal von einer Monitor
schaltung, die unabhängig voneinander in die Spulen der
ersten und der zweiten Kupplung 22 A und 22 B eingebaut ist,
einem Operationssignal entspricht oder nicht, das erzeugt
wird, wenn die Spulen der Kupplung 22 bei Schritt P 24 ausge
schaltet werden.
Wenn bei Schritt P 25 bestimmt wird, daß der Kupplungsmonitor
in Ordnung ist, geht der Prozeß zu Schritt 26, wo ein Signal
erzeugt wird, um den Servomotor 20 um eine Umdrehung nach
rechts anzutreiben, und nachdem bei Schritt P 27 bestätigt
wird, daß das bei Schritt P 26 erzeugte Steuersignal aufgehört
hat, wird dann bei Schritt P 28 unterschieden, ob ein Monitor
für die Rechtsdrehung des Servomotors 20 in Ordnung ist oder
nicht, daß heißt, ob ein Ausgangssignal, das von der in eine
Spule eingebauten Monitorschaltung erzeugt wird, für die
Rechtsdrehung des Servomotors 20 dem Ausgangssignal des
Steuersignals für die Rechtsdrehung bei Schritt P 26
entspricht oder nicht.
Wenn bei Schritt P 28 JA festgestellt wird, wird bei Schritt
P 29 beurteilt, ob ein von dem Kodierer 32 zur Ermittlung
einer tatsächlichen Drehposition des Servomotors 20 erzeugter
Ausgangsimpuls normal ist oder nicht. Der Ausgangsimpuls von
dem Kodierer 32 wird auf drei verschiedene Arten erzeugt wie
ein A-Phasenimpuls, ein B-Phasenimpuls und ein C-Phasenim
puls, wie in Fig. 11 gezeigt. Wenn der Servomotor 20 nach
rechts gedreht wird, ist der A-Phasenimpuls so ausgelegt, daß
er um eine Phasendifferenz X früher ansteigt als der B-
Phasenimpuls, und der C-Phasenimpuls ist so ausgelegt, daß er
einen lmpuls nur erzeugt, wenn der Servomotor 20 um eine
volle Drehung gedreht wird. Dementsprechend wird bei der Ent
scheidung des Schrittes P 29 der Ausgangsimpuls von dem Kodie
rer 32 als normal befunden, wenn der Impuls der B-Phase um
die Phasendifferenz X später erscheint als der Impuls der A-
Phase, und ferner wenn ein Impuls der C-Phase erscheint.
Wenn bei Schritt P 29 mit JA entschieden worden ist, dann wird
bei Schritt P 30 beurteilt, ob ein Ausgangssignal R R von dem
Fühler 36 des tatsächlichen Lenkwinkels für die Hinterräder
2 R und 2 L sich verändert. In diesem Fall sollte sich, da die
Kupplung 22 auszukuppeln ist, das Ausgangssignal von dem Füh
ler 36 nicht ändern, selbst wenn der Servomotor 20 gedreht
wird. Wenn bestimmt wird, daß das Ausgangssignal R R sich
nicht verändert, wird festgestellt, daß das System normal
ist.
Wenn bei Schritt P 30 festgestellt wird, daß das Ausgangs
signal von dem Fühler 36 sich nicht geändert hat, das heißt,
wenn bei Schritt P 30 NEIN festgestellt wird, geht der Prozeß
zu Schritt P 41, wo die erste und die zweite Kupplung 22 A und
22 B beide abgeschaltet werden. ln diesem Fall sollte die
zweite Kupplung 22 B des normal geschlossenen Typs ausgekup
pelt werden. Danach wird bei Schritt P 42 beurteilt, ob der
Kupplungsmonitor in Ordnung ist wie Schritt P 25 oder nicht.
Wenn bei Schritt P 42 mit JA entschieden wird, wird die Beur
teilung bei den Schritten P 43 bis P 47 im wesentlichen auf die
gleiche Art durchgeführt mit der Ausnahme, daß der Servomotor
20 um eine Umdrehung nach links gedreht wird. Es ist ferner
zu beachten, daß bestätigt wird, daß der A-Phasenimpuls um
die Phasendifferenz x später ansteigt als der B-Phasenimpuls.
Wenn bei Schritt P 47 entschieden wird, daß ein Ausgangssignal
des Fühlers 36 sich nicht verändert hat, das heißt, wenn bei
Schritt P 47 NEIN entschieden wurde, geht der Prozeß zu
Schritt 48, wo eine Bezugsstellung des Servomotors 20 mit der
Bezugsstellung des Kodierers 32 zusammenfällt. Die Positio
nierung kann zum Beispiel dadurch bewirkt werden, daß der
Servomotor 20 nach rechts oder nach links gedreht wird und
die Drehung des Servomotors 20 zu dem Zeitpunkt eingestellt
wird, wenn der C-Phasenimpuls erscheint, wie in Fig. 11
gezeigt. Diese Positionierung gestattet das Erscheinen des C-
Phasenimpulses jeweils dann, wenn der Servomotor 20 nach
rechts oder links um eine Umdrehung gedreht wird. Nach
Schritt P 47 werden die erste und die zweite Kupplung 22 A und
22 B miteinander verbunden, und dann wird bei Schritt P 50 die
Hinterrad-Lenksteuerung durchgeführt.
Die Hinterrad-Lenksteuerung bei Schritt P 50 kann gemäß dem in
Fig. 10 gezeigten Flußdiagramm durchgeführt werden.
Bei Schritt Q 1 werden ein tatsächlicher Lenkwinkel R F der
Vorderräder 1 R und 1 L und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V ein
gelesen. Hierbei ist zu beachten, daß der Vorderrad-Lenkwin
kel R F einen Ausgangswert verwendet, welcher jeweils kleiner
ist, einen Ausgangswert von dem Fühler 30 oder von dem Fühler
34, und zwar einen Ausgangswert, bei welchem der Lenkwinkel
des Vorderrades kleiner erscheint, und daß dies vorzuziehen
ist, weil es nicht erforderlich ist, daß ein Lenkwinkel der
Hinterräder 2 R und 2 L unnötigerweise größer wird. Wenn eine
Differenz zwischen den Ausgangswerten von den Fühlern 30 und
34 derart größer wird, daß sie einen annehmbaren Bereich
übersteigt, schreitet der Prozeß zu dem Ausfallsicherungs
modus bei Schritt P 61 fort.
Nach dem Schritt Q 2 wird ein Ziel-Lenkwinkel R T für das
Hinterrad bestimmt auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindig
keit V und dem tatsächlichen Lenkwinkel R F des Vorderrades
unter Bezugnahme auf ein Diagramm, wie in Fig. 4 oder Fig.
5 gezeigt. Danach wird bei Schritt Q 3 der Servomotor 20 ange
trieben, um den Ziel-Lenkwinkel R T zu verwirklichen mittels
der Rückkopplungssteuerung, welche das Ausgangssignal von dem
Fühler 36 verwendet. Dann wird bei Schritt Q 4 beurteilt, ob
eine gegebene Zeitspanne abläuft. Die gegebene Zeitspanne ist
voreingestellt in Hinblick auf eine Verzögerung, mit welcher
der tatsächliche Lenkwinkel der Hinterräder 2 R und 2 L die
Größe des Ziellenkwinkels R T erreicht. Wenn bei Schritt Q 4
bestimmt wird, daß die gegebene Zeitspanne abgelaufen ist,
geht der Prozeß zu Schritt Q 5, wo beurteilt wird, ob der
Ziel-Lenkwinkel R T für die Hinterräder 2 R und 2 L mit dem
durch den Fühler 36 ermittelten tatsächlichen Lenkwinkel R R
der Hinterräder zusammenfällt. Wenn festgestellt wird, daß R T
= R R ist, dann kehrt der Prozeß zu Schritt Q 1 zurück, um die
Verarbeitung zu wiederholen.
Wenn festgestellt wird, daß R T nicht gleich R R ist, dann
schreitet der Prozeß fort zu dem Ausfallsicherungsmodus bei
Schritt P 51, wie in Fig. 9(c) gezeigt. ln diesem Fall wird
der Ziel-Lenkwinkel R T aus bestimmten Gründen nicht verwirk
licht, zum Beispiel wegen einer Fehlfunktion des Fühlers 36.
Diese Verarbeitung entspricht dem Schritt P 51 in Fig. 9. Der
Ausfallsicherungsmodus kann in zwei Moden oder Betriebszu
ständen durchgeführt werden, den Verarbeitungsmodi A und B.
Bei Schritt S 1 wird eine Alarmlampe eingeschaltet, damit der
Fahrer die Unregelmäßigkeit in einem System erfährt. Dann
wird bei Schritt S 2 geprüft, ob die Hinterradsteuerung auf
normale Weise durchgeführt wird, und bei Schritt S 3, ob die
Beurteilung einer Position des Hinterrades normal verwirk
licht worden ist. Anders ausgedrückt wird bei Schritt S 2
beurteilt, ob der Fühler 36 zum Abtasten eines Lenkwinkels
des Hinterrades normal arbeitet oder nicht, und wenn bei
Schritt S 2 mit JA entschieden wird, wird ferner bei Schritt
S 3 beurteilt, ob der Kodierer 32 normal ist oder nicht. Wenn
bei Schritt S 3 festgestellt wird, daß der Kodierer 32 richtig
arbeitet, dann geht der Prozeß zu Schritt S 4, wo das rechte
und das linke Hinterrad 2 R und 2 L allmählich in ihre Neutral
stellungen zurückgeführt werden durch Steuerung des Servomo
tors 20. Danach wird bei Schritt S 5 beurteilt, ob der Servo
motor 20 normal arbeitet. Wenn bei Schritt S 5 JA ermittelt
wird, wird bei Schritt S 6 ferner bestätigt, daß die
Hinterräder 2 R und 2 L sich tatsächlich beide bei einer Neu
tralstellung befinden. Wenn bei Schritt 6 bestätigt wird, daß
die Hinterräder 2 R und 2 L sich bei einer Neutralstellung
befinden, wird bei Schritt S 7 die Bremse betätigt, welche die
Tätigkeiten des Servomotors in einen Zustand verriegelt, in
welchem die Hinterräder 2 R und 2 L bei einer Neutralstellung
angeordnet sind. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 22
eingekuppelt gehalten, so daß die Hinterräder 2 R und 2 L bei
der Neutralstellung festgehalten werden mittels einer Druck
kraft durch die Neutralhalteeinrichtung 13, einen Widerstand
von dem Servomotor 20 über den Verzögerungsmechanismus 23 so
wie eine Verriegelungswirkung durch die Bremse 23.
Wenn bei einem der Schritte S 2, S 3 oder S 5 mit NEIN entschie
den wird ist es dann wenn die Hinterräder 2 R und 2 L nicht
korrekt in die Neutralstellung zurückgeführt werden können.
ln diesem Fall schreitet der Prozeß zu Schritt S 11 in den
Verarbeitungsmodus B fort.
Bei Schritt S 10 wird die Alarmlampe eingeschaltet, und bei
Schritt S 11 wird die Kupplung 22 ausgekuppelt, so daß die
Hinterräder 2 R und 2 L durch die Neutralhalteeinrichtung 13
zwangsweise in die Neutralstellung zurückgeführt werden.
Danach wird bei Schritt S 12 die Bremse 23 betätigt, um den
Servomotor 20 zu verriegeln. Dann wird bei Schritt S 13 die
Stromzufuhr zu dem Servomotor eingestellt, zu verhindern, daß
der Servomotor 20 ohne Steuerung läuft. Bei Schritt S 14 wird
beurteilt, ob eine konstante Zeitspanne abgelaufen ist oder
nicht, wobei eine Zeit in Betracht gezogen wird, die zur
Rückführung der Hinterräder 2 R und 2 L in die Neutralstellun
gen benötigt wird. Wenn bei Schritt S 14 entschieden wird, daß
die konstante Zeitspanne abgelaufen ist, werden die Kupplun
gen 22 wieder eingekuppelt, um sie fest bei der Neutralstel
lung zu halten.
Ausführungsformen gemäß der Erfindung können alle auf einen
Lenkwinkel eines Vorderrades als Parameter gerichtet sein,
das heißt von dem Typ, der mit einem Lenkwinkel arbeitet, um
einen Ziel-Lenkwinkel des Hinterrades zu bestimmen.
Die Erfindung kann in anderen speziellen Formen verkörpert
werden, ohne von dem Gedanken und Rahmen der Erfindung abzu
weichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in je
der Hinsicht als erläuternd und nicht beschränkend anzusehen,
wobei der Rahmen der Erfindung durch die Ansprüche angegeben
wird.
Claims (27)
1. Hinterrad-Lenkvorrichtung, gekennzeichnet durch einen
Hinterrad-Lenkmechanismus (B) zum Lenken der Hinterräder
(2 R,2 L), eine Neutralhalteeinrichtung (13), die dazu dient,
den Hinterrad-Lenkmechanismus (B) immer bei einer Neutral
stellung zu halten, und die mit diesem verbunden ist, einen
Motor (20) als Antriebsquelle, der mit dem Hinterrad-Lenkme
chanismus (B) verbunden ist und dafür vorgesehen ist, den
Hinterrad-Lenkmechanismus (B) gegen den Widerstand der Neu
tralhalteeinrichtung (13) zu verstellen, eine Kupplung (22),
die zwischen den Hinterrad-Lenkmechanismus (B) und den Motor
(20) zwischengeschaltet ist und dafür vorgesehen ist, den
Hinterrad-Lenkmechanismus (B) an den Motor (20) anzukoppeln
oder von ihm abzukoppeln, eine Startermittlungseinrichtung
(60), die dazu dient, das Einschalten eines Zündschalters
(58) zu ermitteln, sowie eine Anfangsprüfeinrichtung zur
Durchführung einer Anfangsprüfung eines Antriebssteuersystems
des Motors (20) einschließlich dem Motor (20) durch Auskup
peln der Kupplung (22), wenn die Startermittlungseinrichtung
(60) ermittelt, daß der Zündschalter (58) eingeschaltet ist.
2. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Antriebssteuereinrichtung zur Steuerung des Antriebs des
Motors (20), um zuzulassen, daß ein Lenkwinkel (R R ) der Hin
terräder (2 R,2 L) einen Ziel-Lenkwinkel (R T ) der Hinterräder
(2 R,2 L) erreicht, der gemäß einer vorbestimmten Bedingung
festgelegt ist, wobei die Anfangsprüfeinrichtung so einge
stellt ist, daß sie die Kupplung (22) wieder einkuppelt, wenn
festgestellt ist, daß das Antriebssteuersystem in Ordnung
ist, und die Antriebssteuereinrichtung im Anschluß an das
Wiedereinkuppeln der Kupplung (22) betätigt wird, nachdem
festgestellt ist, daß das Antriebssteuersystem in Ordnung
ist.
3. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anfangsprüfeinrichtung so eingestellt ist, daß sie
eine Abwesenheit oder Anwesenheit von Unregelmäßigkeit in dem
Motor (20) prüft durch Drehen des Motors (20) im Anschluß an
das Auskuppeln der Kupplung (22).
4. Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine Antriebssteuereinrichtung zur Steuerung des Antriebs des
Motors (20), um zuzulassen, daß ein Lenkwinkel (R R ) der Hin
terräder (2 R,2 L) einen Ziel-Lenkwinkel (R T ) der Hinterräder
(2 R,2 L) erreicht, der gemäß einer vorbestimmten Bedingung
festgelegt ist, sowie eine Drehpositions-Ermittlungseinrich
tung (32) zur Ermittlung einer Drehposition des Motors (20),
in welcher die Anfangsprüfeinrichtung so eingestellt ist,
daß sie die Kupplung (22) wieder einkuppelt im Anschluß an
die Ausrichtung einer Bezugs-Drehposition des Motors (20) auf
eine Bezugs-Drehposition der Drehpositions-Ermittlungsein
richtung (32), wobei die Ausrichtung nach dem Auskuppeln der
Kupplung (22) vorzunehmen ist, und die Antriebssteuereinrich
tung betätigt wird im Anschluß an das Wiedereinkuppeln der
Kupplung (22) durch die Anfangsprüfeinrichtung.
5. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung eines
tatsächlichen Lenkwinkels des Hinterrades (2 R,2 L), wobei die
Anfangsprüfeinrichtung ferner darauf eingestellt ist, die
Abwesenheit oder Anwesenheit von Unregelmäßigkeit in der
Kupplung (22) zu prüfen, und die Anfangsprüfeinrichtung die
Kupplung (22) prüft durch Drehen des Motors (20) in einem Zu
stand, in welchem die Kupplung (22) ausgekuppelt ist, und
überwacht, ob ein durch die Lenkwinkel-Ermittlungseinrichtung
ermittelter Lenkwinkel mit Drehung des Motors (20) verändert
wird.
6. Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
eine Ausfallsteuereinrichtung zum Servoverriegeln des Motors
(20), nachdem der Hinterrad-Lenkmechanismus (B) in eine Neu
tralstellung gedreht worden ist durch Drehen des Motors (20),
wenn die Anfangsprüfeinrichtung eine Unregelmäßigkeit in der
Kupplung (22) ermittelt.
7. Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
eine Bremse (23) zum Verriegeln einer Drehung des Motors
(20), wobei die Ausfallsteuereinrichtung die Drehung des
Motors (20) durch die Bremse (23) verriegelt zusätzlich zu
der Servoverriegelung des Motors (20).
8. Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
eine Ausfallsteuereinrichtung zum Sperren einer Stromquelle
für den Motor (20), wenn die Anfangsprüfeinrichtung eine Un
regelmäßigkeit in dem Motor (20) ermittelt.
9. Lenkvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausfallsteuereinrichtung die Kupplung (22) verbinden
soll, nachdem die Stromquelle für den Motor (20) gesperrt
worden ist.
10. Lenkvorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch
eine Bremse (23) zum Verriegeln des Motors (20), wobei die
Ausfallsteuereinrichtung dazu dient, die Bremse (23) zu betä
tigen, nachdem die Kupplung (22) verbunden worden ist.
11. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anfangsprüfeinrichtung eine Unregelmäßigkeit der
Antriebssteuereinrichtung prüft.
12. Lenkvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß eine Ausfallsteuereinrichtung vorgesehen ist zum
Blockieren einer Stromquelle für den Motor (20), wenn die
Anfangsprüfeinrichtung eine Unregelmäßigkeit der Antriebs
steuereinrichtung prüft.
13. Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausfallsteuereinrichtung dazu dient, die Kupp
lung (22) zu verbinden, nachdem die Stromquelle für den Motor
(20) blockiert worden ist.
14. Lenkvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch
eine Bremse (23) zum Verriegeln des Motors (20), wobei die
Ausfallsteuereinrichtung dazu dient, die Bremse (23) zu betä
tigen, nachdem die Kupplung (22) eingekuppelt worden ist.
15. Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anfangsprüfeinrichtung eine Unregelmäßigkeit des Mo
tors (20) prüft durch Drehen des Motors (20) in abwechselnden
Drehrichtungen.
16. Lenkvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Kupplung (22) eine erste Kupplung (22 A) und eine
zweite Kupplung (22 B) umfaßt, welche in Reihe miteinander an
geordnet sind, und daß die Anfangsprüfeinrichtung den Motor
(20) in einer gegebenen Drehrichtung dreht in einem Zustand,
in welchen nur eine der beiden Kupplungen (22 A, 22 B) ausge
kuppelt ist, und dann den Motor (20) in der anderen Richtung
dreht, nachdem die andere der beiden Kupplungen (22 A, 22 B)
ausgekuppelt worden ist.
17. Lenkvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß die erste Kupplung (22 A) und die zweite Kupplung
(22 B) beide von elektromagnetischem Typ sind, wobei eine der
beiden Kupplungen (22 A, 22 B) ein normal offener Typ ist und
die eine Kupplung (22 A) ausgekuppelt ist, wenn sie ausge
schaltet ist, und die andere Kupplung ein normal geschlosse
ner Typ ist und die andere Kupplung (22 B) eingekuppelt ist,
wenn sie ausgeschaltet ist.
18. Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ziel-Lenkwinkel (R T ) des Hinterrades (2 R, 2 L) be
stimmt wird auf der Grundlage einer Lenkverhältnis-Kennlinie,
die unter Verwendung eines Lenkwinkels (R F ) eines Vorderrades
(1 R, 1 L) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) als Parameter
festgelegt ist.
19. Lenkvorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch
eine Drehpositions-Ermittlungseinrichtung (32) zur Ermittlung
einer Drehposition des Motors (20), wobei die Antriebssteuer
einrichtung eine Rückkopplungssteuerung über den Motor (20)
ausführt, um zuzulassen, daß die durch die Drehpositions-
Ermittlungseinrichtung (32) ermittelte Drehposition des
Motors (20) dem Ziel-Lenkwinkel (R T ) des Hinterrades (2 R, 2 L)
entspricht.
20. Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ziel-Lenkwinkel (R T ) des Hinterrades (2 R, 2 L) be
stimmt wird auf der Grundlage einer Lenkverhältnis-Kennlinie,
die unter Verwendung eines Lenkwinkels (R F ) eines Vorderrades
(1 R, 1 L) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) als Parameter
festgelegt ist.
21. Lenkvorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch
eine Drehpositions-Ermittlungseinrichtung (32) zur Ermittlung
einer Drehposition des Motors (20), wobei die Antriebssteuer
einrichtung eine Rückkopplungssteuerung über den Motor (20)
ausführt, um zuzulassen, daß die durch die Drehpositions-Er
mittlungseinrichtung (32) ermittelte Drehposition des Motors
(20) dem Ziel-Lenkwinkel (R T ) des Hinterrades (2 R, 2 L) ent
spricht.
22. Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bremse (23) auf der dem Motor (20) nahen Seite statt
der der Kupplung (22) nahen Seite angeordnet ist.
23. Lenkvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Bremse (23) auf der dem Motor (20) nahen Seite
statt der der Kupplung (22) nahen Seite angeordnet ist.
24. Lenkvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die Bremse (23) auf der dem Motor (20) nahen Seite
statt der der Kupplung (22) nahen Seite angeordnet ist.
25. Hinterrad-Lenkvorrichtung, gekennzeichnet durch einen
Hinterrad-Lenkmechanismus (B) zum Lenken der Hinterräder
(2 R,2 L), eine Neutralhalteeinrichtung (13), die dazu dient,
den Hinterrad-Lenkmechanismus (B) immer bei einer Neutral
stellung zu halten, und die mit diesem verbunden ist, einen
Motor (20) als Antriebsquelle, der mit dem Hinterrad-Lenkme
chanismus (B) verbunden ist und dafür vorgesehen ist, den
Hinterrad-Lenkmechanismus (B) gegen den Widerstand der Neu
tralhalteeinrichtung (13) zu verstellen, eine Kupplung (22) ,
die zwischen den Hinterrad-Lenkmechanismus (B) und den Motor
(20) zwischengeschaltet ist und dafür vorgesehen ist, den
Hinterrad-Lenkmechanismus (B) an den Motor (20) anzukoppeln
oder von ihm abzukoppeln, eine Startermittlungseinrichtung
(60), die dazu dient, das Einschalten eines Zündschalters
(58) zu ermitteln, eine Anfangsprüfeinrichtung zur Durchfüh
rung einer Anfangsprüfung eines Antriebssteuersystems des
Motors (20) einschließlich dem Motor (20)durch Auskuppeln der
Kupplung (22), wenn die Startermittlungseinrichtung (60)
ermittelt, daß der Zündschalter (58) eingeschaltet ist, eine
Antriebssteuereinrichtung zur Steuerung des Antriebs des Mo
tors (20), um zuzulassen, daß ein Lenkwinkel (R R ) der Hinter
räder (2 R,2 L) einen Ziel-Lenkwinkel (R T ) der Hinterräder
(2 R,2 L) erreicht, der gemäß einer vorbestimmten Bedingung
festgelegt ist, wobei eine Antriebssteuerung über den Motor
(20) begonnen wird durch Wiedereinkuppeln der Kupplung (22),
wenn durch die Anfangsprüfeinrichtung keine Unregelmäßigkeit
in dem Antriebssteuersystem ermittelt wird, oder eine
Antriebssteuerung über den Motor (20) verhindert wird, wenn
durch die Anfangsprüfeinrichtung eine Unregelmäßigkeit in dem
Antriebssteuersystem ermittelt wird.
26. Lenkvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich
net, daß die Bremse (23) auf der dem Motor (20) nahen Seite
statt der der Kupplung (22) nahen Seite angeordnet ist, und
daß die Kupplung (22) so eingestellt ist, daß sie wiederein
gekuppelt wird im Anschluß an die Tätigkeit der Bremse (23)
in einem Zustand, in welchem die Kupplung (22) ausgekuppelt
ist, wenn durch die Anfangsprüfeinrichtung eine Unregelmäßig
keit in dem Antriebssteuersystem ermittelt wird.
27. Lenkvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich
net, daß die Kupplung (22) eine erste Kupplung (22 A) und eine
zweite Kupplung (22 B) umfaßt, welche in Reihe miteinander an
geordnet sind und welche von einem elektromagnetischen Typ
sind, wobei eine der beiden Kupplungen (22 A, 22 B) ein normal
offener Typ ist und die eine Kupplung (22 A) ausgekuppelt ist,
wenn sie ausgeschaltet ist, und die andere Kupplung ein
normal geschlossener Typ ist und die andere Kupplung (22 B)
eingekuppelt ist, wenn sie ausgeschaltet ist.
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