DE10034291B4

DE10034291B4 - Fahrzeug mit Schwenkmechanismus

Info

Publication number: DE10034291B4
Application number: DE2000134291
Authority: DE
Inventors: Tadashi Hanaoka; Yoshimitsu Ishida; Masaru Katayama; Yasuto Shigematsu; Yoshito Hamasaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2020-07-15
Also published as: DE10034294A1; DE10034294B4; DE10034291A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, dessen Fahrzeugkarosserie mit einem relativ kleinen Schwenkradius und gut bedienbar seitlich verschwenkbar ist. Eines (15, 16) vorderer und hinterer Paare linker und rechter Räder, auf die von einer Antriebsquelle (2) kein Fahrdrehmoment ausgeübt wird, ist in Bezug auf jeweilige zum Boden orthogonale Achsen (A, A) schwenkbar. Zum Verschwenken der Fahrzeugkarosserie wird das eine Paar (15, 16) linker und rechter Räder in jeweiligen Winkelstellungen entlang tangentialer Richtungen eines Bogens festgehalten, der durch die zum Boden orthogonalen Achsen (A, A) des einen Paares (15, 16) linker und rechter Räder hindurchgeht und dessen Mitte (B) nahe dem Mittelpunkt einer Rotationsachse des anderen Paares (11, 12) linker und rechter Räder angeordnet ist. In diesen Winkelstellungen wird ein Drehmoment auf das eine Paar (15, 16) linker und rechter Räder ausgeübt, um die Fahrzeugkarosserie um die Nähe des Mittelpunkts (B) der Rotationsachse des anderen Paares (11, 12) linker und rechter Räder herum zu verschwenken.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das mit einem kleineren Schwenkradius schwenken oder wenden kann.
Bei Vierradfahrzeugen bezeichnet ein "Schwenkradius" oder "Wendekreis" genannter Parameter eine wesentliche Eigenschaft jedes Vierradfahrzeugs. Ein Fahrzeug mit einem kleinen Schwenkradius kann während eines Schwenkvorgangs, wie etwa einer U-Wende, an einer Kurve eine engere Schwenkbewegung durchführen.
Fahrzeuge mit Vierradlenkung (4WS) sind als Vierradfahrzeuge bekannt, mit dem sich der Wendekreis verbessern lässt. Das 4WS bezieht sich auf ein System, welches in Zuordnung zur Betätigung eines Lenkrads nicht nur den Lenkwinkel (Radeinschlagwinkel) der Vorderräder, sondern auch den der Hinterräder steuert. Das 4WS-Sysstem kann den Wendekreis aufgrund des steuerbaren Lenkwinkels der Hinterräder reduzieren.
Als Verbesserung des Schwenkradius ist auch ein Fünfradsystem bekannt. Das Fünfradsystem besitzt zusätzlich zu den vier Rädern ein fünftes Rad, das unter dem Boden untergebracht ist, so dass das fünfte Rad während einer Schwenkbewegung relativ zu den anderen Rädern ein wenig vorsteht, um die Fahrzeugkarosserie anzuheben, und das fünfte Rad ist angetrieben, so dass das Fahrzeug eine Schwenkbewegung durchführt.
Obwohl jedoch das 4WS effektiv ist, den Wendekreis zu verkleinern, ist jedoch die Verkleinerung des Wendekreises beschränkt, da der Lenkwinkel beschränkt ist, um ein inhärentes Ausschwenkphänomen auf ein praktisch vernachlässigbares Ausmaß zu senken. Andererseits ist zu erwarten, dass das Fünfradsystem signifikante Effekte bringt, jedoch den Nachteil hat, dass nämlich das Fahrzeug in einem Dreiradzustand während eines Drehvorgangs unstabil wird.
Da ferner ein Fahrzeugschwenkvorgang, der den Schwenkradius reduziert, die Betätigung eines Schwenkmechanismus erfordert, der während des normalen Fahrbetriebs, wie etwa Geradeausfahrt oder Rückwärtsfahrt, nicht verwendet werden kann, hat das Fahrzeug den anderen Nachteil, dass es nur beschränkte Betriebszustände hat, in denen das Fahrzeug stabil geschwenkt werden kann.
Wenn ein Fahrzeug ferner mit einem solchen Schwenkmechanismus ausgestattet ist, bestand der Wunsch, während eines Schwenkvorgangs die Bedienbarkeit zu verbessern.

Aus der FR 27 10 603 A1 ist ein Vierradfahrzeug nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 bekannt. Dort wird im Parkmodus das Lenkrad benutzt, um die Richtung der Querbewegung zu bestimmen. Die Hinterräder können mit separaten Schwenkantriebsmotoren ausgestattet sein, sind aber nicht durch eine gemeinsame Spurstange gekoppelt.

Aus der DE 16 55 237 A ist ein Vierradfahrzeug bekannt, dessen lenkbare Vorderräder zum Schwenkbetrieb gegensinnig einschlagbar sind. Der Schwenkantrieb erfolgt durch die starre Hinterachse entweder durch einen separaten Hydraulikmotor, der auf die dem einen Hinterrad zugeordnete Differentialausgangswelle wirkt, oder durch den Fahrmotor bei gleichzeitigem Umschalten eines dem einen Hinterrad zugeordneten Umkehrgetriebes, so daß die Hinterräder gegensinnig drehen.

Aus der DE 32 32 458 C2 ist ein Fahrgestell bekannt, dessen vier Radpaare durch jeweilige Hydraulikmotoren antreibbar sind. Zwei der Radpaare sind lenkbar.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeug anzugeben, das eine Fahrzeugkarosserie mit einem relativ kleinen Schwenkradius schwenken kann und während eines Schwenkvorgangs leicht bedienbar ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Vierradfahrzeug nach Anspruch 1 angegeben.

Da der Bogenradius, der durch die zum Boden orthogonalen Achsen des einen Paars linker und rechter Räder hindurchgeht und dessen Mitte nahe dem Mittelpunkt der Drehachse des anderen Paars linker und rechter Räder angeordnet ist, der Schwenkradius ist, wenn das Fahrzeug schwenkt, ist der Schwenkradius außerordentlich klein.

Nach einem weiteren Aspekt wird ein Vierradfahrzeug nach Anspruch 5 angegeben.

Bei diesem erfindungsgemäßen Fahrzeug wird die Fahrzeugkarosserie an einem Punkt nahe dem Mittelpunkt der Drehachse der vorderen oder hinteren linken und rechten Fahrzeugräder gedreht, wodurch es möglich wird, die Fahrzeugkarosserie mit einem relativ kleinen Schwenkradius zu schwenken. Zusätzlich wird auch das Lenkrad, welches im normalen Fahrmodus des Fahrzeugs benutzt wird, auch im Schwenkmodus benutzt, um den Schwenkbetrieb durchzuführen. Daher kann die Bedienbarkeit während des Schwenkvorgangs verbessert werden. Ferner kann die Benutzung des Lenkrads für den Schwenkvorgang die Kosten im Vergleich zu einer Bedienungsvorrichtung wie etwa einem Schalter reduzieren, der für den Schwenkvorgang zusätzlich vorgesehen werden müsste.

Das Schwenkmittel umfasst bevorzugt die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale.

Da das eine Paar linker und rechter Räder von den Geradeausfahrstellungen zu den jeweiligen Winkelstellungen entlang den tangentialen Richtungen für einen Schwenkvorgang nicht gedreht werden, solange nicht der Fahrzeugbetriebszustand den vorbestimmten Bedingungen genügt, die zum Schwenken in dem Schwenkmodus geeignet sind, kann der Schwenkvorgang durchgeführt werden, während das Fahrzeug in einem stabilen Zustand ist.

Das Schwenkantriebsmittel schwenkt die Fahrzeugkarosserie über einen Winkelabstand entsprechend der Drehrichtung und dem Drehwinkel des Lenkrads die von dem Erfassungsmittel erfasst werden, indem es auf das eine oder das andere Radpaar ein Drehmoment ausübt. Bei dieser Konfiguration wird die Fahrzeugkarosserie in einer Richtung geschwenkt, in die der Fahrer das Lenkrad dreht, wodurch das Fahrzeug über einen Winkelabstand schwenkt, der einem von dem Fahrer bestimmten Drehwinkel entspricht, wodurch es einfach wird, die Fahrzeugkarosserie zu einer gewünschten Position mit einer außerordentlich günstigen Bedienbarkeit zu schwenken.

Hier schwenkt das Schwenkantriebsmittel die Fahrzeugkarosserie mit einer Geschwindigkeit, die der Drehrichtung und dem Drehwinkel des Lenkrads entspricht, die von dem Erfassungsmittel erfasst sind. Die Fahrzeugkarosserie wird in einer Richtung geschwenkt, in der der Fahrer das Lenkmittel dreht, wodurch das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem vom Fahrer bestimmten Drehwinkel schwenkt, so dass die Fahrzeugkarosserie bei einem Schwenkvorgang mit einer extrem günstigen Bedienbarkeit glattgängig geschwenkt werden kann.

Bevorzugt sind die vorbestimmten Bedingungen:

(a) das Fahrzeug stoppt die Fahrt; und
(b) der Lenkwinkel der Vorderräder beträgt im Wesentlichen null Grad.

Durch die obige Definition der vorbestimmten Bedingungen kann man feststellen, ob das Fahrzeug in einem Zustand ist, aus dem das Fahrzeug problemlos in einen Fahrzeugschwenkbetrieb wechseln kann, für den das eine oder das andere Paar linker und rechter Räder drehend angetrieben wird.

Die Bedingung, die definiert, dass das Fahrzeug die Fahrt stoppt, wird z.B. aus einer Schaltstellung eines in dem Fahrzeug befindlichen Getriebes erfasst, die in einer P(Park)-Stellung oder einer N(Neutral)-Stellung ist, oder eine Parkbremse in Betrieb ist. Mit dieser Konfiguration kann man erfassen, dass das Fahrzeug nicht nur vorübergehend gestoppt ist, um hierdurch zu verhindern, dass das Fahrzeug während eines Schwenkvorgangs vorwärts oder rückwärts fährt.

Bevorzugt umfasst das Fahrzeug einen Schaltsperrmechanismus, um das Getriebe an der Durchführung eines Schaltvorgangs zu hindern, wenn zumindest das eine Paar linker und rechter Räder in anderen Positionen als den Geradeausfahrpositionen ist. Da bei dieser Konfiguration das Fahrzeug durch den Schaltsperrmechanismus an Geradeausfahrt gehindert ist, wenn das eine Paar linker und rechter Räder in den Winkelstellungen ist, die von den Geradeausfahrsteilungen weg gedreht sind, um die Fahrzeugkarosserie zu schwenken, ist es möglich, irrtümliche Bedienung durch den Fahrer zu verhindern.

Bevorzugt übt das Schwenkantriebsmittel das Drehmoment auf das eine Paar linker und rechter Räder mit einer Antriebsquelle aus, die sich von der Fahr-Antriebsquelle unterscheidet, um die Fahrzeugkarosserie zu schwenken. Bei dieser Konfiguration reicht, anders als bei einer Fahr-Antriebsquelle, eine Antriebsquelle aus, die eine minimal erforderliche Antriebskraft erzeugen kann, so dass eine kleinere Antriebsquelle für den Schwenkvorgang in Betrieb genommen werden kann, um Platz zu sparen.

Das Fahrzeug umfasst bevorzugt ein Längslenker zum drehbaren Halten des einen Paars linker und rechter Räder durch Achsschenkel an den zum Boden orthogonalen Achsen des einen Paars linker und rechter Räder. Da bei dieser Konfiguration das Drehlagermittel aus existierenden Aufhängungselementen gebildet ist, sind keine gesonderten Teile oder Elemente erforderlich, um das Drehlagermittel zu realisieren, wodurch sich die Kosten reduzieren lassen.

Das Schwenkantriebsmittel umfasst bevorzugt ein Bremsmittel zum Ausüben einer Bremskraft auf Drehungen des einen Paars linker und rechter Räder in Antwort auf Betätigung eines Schalters, der in dem Lenkrad angeordnet ist. Bei dieser Konfiguration kann das Fahrer das Schwenken der Fahrzeugkarosserie stoppen, indem er den Schalter betätigt, während er das Lenkrad festhält.

Bevorzugt umfasst das Schwenkantriebsmittel ein Bremsmittel zum Ausüben einer Bremskraft auf Drehungen des einen Paars linker und rechter Räder in Antwort darauf, dass der Fahrer das Bremspedal niederdrückt. Mit dieser Konfiguration kann der Fahrer das Schwenken der Fahrzeugkarosserie stoppen, indem er das Bremspedal ähnlich wie im normalen Fahrmodus niederdrückt, wodurch es möglich wird, das Schwenken der Fahrzeugkarosserie an einer gewünschten Position leicht zu stoppen.

Das Schwenkmittel umfasst bevorzugt die in Anspruch 14 angegebenen Merkmale.

Bei dem wie oben konfigurierten Schwenkmittel ist eines vorderer und hinterer Paare linker und rechter Räder, auf die von der Antriebsquelle kein Fahrdrehmoment ausgeübt wird, in Bezug auf jeweilige othogonal zum Boden verlaufende Achsen drehbar gelagert, und das eine Paar linker und rechter Räder wird von den Geradeausfahrstellungen, die gelten, wenn das Fahrzeug fährt, zu den jeweiligen Winkelpositionen entlang den Tangentialrichtungen des Bogens gedreht, der durch die jeweiligen, zum Boden orthogonalen Achsen des einen Paars linker und rechter Räder hindurchgeht, wobei die Bogenmitte nahe dem Mittelpunkt der Drehachse des anderen der vorderen und hinteren Paare linker und rechter Räder angeordnet ist, wodurch es möglich wird, einen relativ einfachen und kleinen Schwenkmechanismus vorzusehen. Da zusätzlich das eine Paar linker und rechter Räder aus den Geradeausfahrpositionen, die gelten, wenn das Fahrzeug fährt, zu den jeweiligen Winkelpositionen entlang den tangentialen Richtungen für einen Schwenkvorgang nicht gedreht wird, solange nicht der Fahrzeugbetriebszustand den vorbestimmten Bedingungen genügt, die zum Schwenken im Schwenkmodus geeignet sind, kann der Schwenkvorgang durchgeführt werden, während das Fahrzeug in einem stabilen Zustand ist. Das ferner die Drehmomente auf die linken und rechten Räder des anderen Paars an den Winkelpositonen entlang den tangentialen Richtungen ausgeübt werden, um die Fahrzeugkarosserie im Bereich des Mittelpunkts der Drehachse des anderen Paars linker und rechter Räder zu schwenken, ist der Schwenkradius außerordentlich klein, wenn das Fahrzeug geschwenkt wird.

Das Schwenkantriebsmittel übt bevorzugt das Drehmoment in voneinander unterschiedliche Drehrichtungen auf die jeweiligen linken und rechten Räder des anderen Paars aus, und zwar mit einer Antriebsquelle, die sich von der Fahr-Antriebsquelle unterscheidet. Bei dieser Konfiguration reicht, wie im vorgenannten Fall, eine Antriebsquelle aus, die eine minimal erforderliche Antriebskraft erzeugen kann, und die nicht eine Fahr-Antriebsquelle ist, so dass eine kleinere Antriebsquelle für den Schwenkvorgang betrieben werden kann, um Platz zu sparen.

Das Schwenkantriebsmittel umfasst ferner ein Mittel zum Festhalten eines Gehäuses zum drehbaren Halten zweier in einem Differential angeordneter Ritzel während eines Schwenkvorgangs der Fahrzeugkarosserie, sowie einen Motor zum Antrieb eines von in dem Differential angeordneter Seitenräder. Da bei dieser Konfiguration eine Differentialfunktion, d.h. die Drehung der einen Antriebsachse, während das Gehäuse des Differentials festgehalten wird, wodurch sich die andere Antriebsachse rückwärtsdreht, effektiv genutzt werden kann, kann eine Antriebskraft zum Schwenken der Fahrzeugkarosserie vorgesehen werden, indem lediglich eine minimal erforderliche Funktion hinzugefügt wird.
Die Erfindung wird nun in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
1 zeigt im Diagramm allgemein die Struktur eines Vierradfahrzeugs als einer Ausführung der Erfindung;
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines besonderen Merkmals, das einem Hinterrad zugeordnet ist;
3 zeigt ein Montagediagramm des dem Hinterrad zugeordneten Merkmals von 2;
4 zeigt ein Blockdiagramm eines Hinterradlenksystems mit einem Hydraulikkreis und einem Stromkreis;
5 zeigt ein Schaltdiagramm eines Antriebssteuersystems;
6 zeigt ein Diagramm, wo in 4 und 5 gezeigte Schalter und Lampen in dem Fahrzeug angeordnet sind;
7 zeigt ein Flussdiagramm einer Hinterrad-Lenkroutine;
8 zeigt ein Diagramm des Zustands von Hinterrädern in einem Schwenkmodus;
9 zeigt ein Flussdiagramm einer Schwenksteuerroutine;
10 zeigt eine Querschnittsansicht eines spezifischen Merkmals, das dem Hinterrad zugeordnet ist, einschließlich einem Bremsmechanismus;
11 zeigt ein allgemeines Diagramm der Struktur eines Vierradfahrzeugs nach einer Ausführung der Erfindung;
12 zeigt eine Querschnittsansicht eines besonderen Merkmals, das einem Hinterrad zugeordnet ist;
13 zeigt ein Blockdiagramm eines Hinterradlenksystems mit einem Hydraulikkreis und einem Stromkreis;
14 zeigt ein Schaltdiagramm eines Antriebssteuersystems;
15 zeigt ein Diagramm, wo in den 13 und 14 gezeigte Schalter und Lampen in dem Fahrzeug angeordnet sind;
16 zeigt ein Flussdiagramm einer Hinterradlenkroutine;
17 zeigt im Flussdiagramm Schritte, die sich an die Hinterradlenkroutine von 16 anschließen;
18 zeigt ein Flussdiagramm einer Schwenksteuerroutine;
19 zeigt ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels einer Hinterradlenkroutine;
20 zeigt ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels einer Schwenksteuerroutine;
21 zeigt ein allgemeines Diagramm eines Vorderradantriebsmechanismus;
22 zeigt ein Schaltdiagramm eines Antriebssteuersystems;
23 zeigt ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels einer Schwenksteuerroutine; und
24 zeigt ein allgemeines Diagramm des Zustands des Vorderradantriebsmechanismus während eines Schwenkvorgangs.
1 zeigt die allgemeine Struktur eines Vierradfahrzeugs, das mit einem erfindungsgemäßen Schwenkmechanismus ausgestattet ist, gesehen von einer horizontalen Ebene, die die Querschnitte vier vorderer und hinterer Reifen 11–14 des Fahrzeugs enthält. Das dargestellte Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb (FF), bei dem ein Motorkörper 2 an einem vorderen Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie 1 angeordnet ist, um Vorderräder 4, 5 an linken und rechten Seiten durch eine Antriebsachse 3 drehend anzutreiben. Die Vorderräder 4, 5 innerhalb der linken und rechten Vorderreifen 11, 12 sind mit einem Lenkmechanismus gekoppelt, zusammengesetzt aus Achsschenkeln 6, 7, Achsschenkelhebeln 8, 9 und einer Spurstange 10.
Linke und rechte Hinterräder 15, 16 innerhalb der linken und rechten Hinterreifen 13, 14 sind ebenfalls drehbar angeordnet. Jedes der Hinterräder 15, 16 ist mit einem Motor 17 oder 18 gekoppelt, so dass die Hinterräder 15, 16 von den jeweiligen Motoren 17, 18 drehend antreibbar sind. Die Motoren 17, 18, die als Antriebsquellen zum Schwenken der Fahrzeugkarosserie 1 dienen, drehen sich vorwärts, wenn die Fahrzeugkarosserie 1 nach links (gegen den Uhrzeigersinn) schwenken soll, und drehen sich rückwärts, wenn die Fahrzeugkarosserie 1 nach rechts (im Uhrzeigersinn) schwenken soll.
Eine flanschförmige Nabe 21 ist an der Mitte des Hinterrads 15 angeordnet, und die Nabe 21 ist durch ein Lager 22 drehbar gelagert, wie insbesondere in den 2 und 3 gezeigt. Eine Motorwelle 17a des Motors 17 ist in ein zentrales axiales Loch der Nabe 21 von der Innenseite her eingesetzt, und ein Bolzen 23 ist in die Motorwelle 17a von der Außenseite der Nabe 21 her eingeschraubt, um die Nabe 21 und die Motorwelle 17a des Motors 17 zu koppeln. Der Motor 17 ist an einem ringförmigen Achsschenkel 24 an einer vorstehenden Fläche der Motorwelle 17a mit Bolzen 25, 26 gesichert. Wie in 3 ersichtlich, ist ein unterer Abschnitt des Achsschenkels 24 von der Ringform ausgeschnitten und dient als Lager 24c, das mit einer Schraube 30a des Längslenkers 30 schwenkbar gekoppelt ist. Insbesondere ist die Schraube 30a des Längslenkers 30 in ein Durchgangsloch 24d des Lagers 24c von unten her eingesetzt, und die Schraube 30a ist in eine Mutter 30b geschraubt. Diese Schwenkkupplung des Längslenkers 30 mit dem Achsschenkel 24 ermöglicht eine Schwenkbewegung des Hinterrads 15 um eine zum Boden orthogonale Achse.
Ferner ist ein Lager 22 an dem Achsschenkel 24 durch eine Scheibe 27 mit Bolzen 28, 29 befestigt. Der Achsschenkel 24 besitzt zwei Achsschenkelarme 24a, 24b, die von dessen Außenumfang abstehen, wobei mit dem freien Ende des Achsschenkelarms 24a ein Stoßdämpfer 31 verbunden ist. Der Achsschenkelarm 24b, der hier L-förmig ausgebildet ist, ist mit einem Ende eines Verbindungsarms 32 gekoppelt, der einen Teil eines Schwenkmechanismus bildet. Der Verbindungsarm 32 ist zweidimensional schwenkbeweglich um den Kupplungspunkt herum angeordnet.
Obwohl die 2 und 3 nur die Anordnung zeigen, die der Kopplung des linken Hinterrads 15 mit dem Motor 17 zugeordnet sind, versteht es sich, dass eine Anordnung, die der Kopplung des rechten Hinterrads 16 und des Motors 18 zugeordnet ist, symmetrisch zur Kopplung des linken Hinterrads 15 angeordnet ist.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Schwenkmechanismus, zusätzlich zu dem oben erwähnten linken Verbindungsarm 32, einen rechten Verbindungsarm 40, zwei Hydraulikzylinder 41, 42, zwei Stangen 43, 44 und zwei Lenker 45, 46. Die Hydraulikzylinder 41, 42 sind an der Fahrzeugkarosserie 1 parallel zueinander befestigt, so dass darin angeordnete Kolben 47, 48 in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie 1 verschiebbar sind, wie später in 4 beschrieben. Die Stangen 43, 44 erstrecken sich durch die jeweiligen Hydraulikzylinder 41, 42. Die Lenker 45, 46 sind stangenförmige Elemente, die als Anschläge dienen. Ein Ende des Lenkers 45 ist mit dem anderen Ende des Verbindungsarms 32 zweidimensional schwenkbeweglich verbunden, und sein anderes Ende ist in ähnlicher Weise mit dem anderen Ende des Verbindungsarms 40 zweidimensional schwenkbeweglich verbunden. Die Lenker 45, 46 sind parallel zueinander angeordnet, wobei die Stangen 43, 44 zwischen ihnen angeordnet sind. Das eine Ende jeder der Stangen 43, 44 ist an dem Lenker 45 gesichert, und das jeweilige andere Ende ist an dem Lenker 46 gesichert. Die Stangen 43, 44 erstrecken sich durch die Kolben 47, 48 in den jeweiligen Hydraulikzylindern 41 hindurch und sind mit ihnen gekoppelt, so dass die Stangen 43, 44 den Bewegungen der Kolben 47, 48 zugeordnet sind.
Die Hydraulikzylinder 41, 42 enthalten jeweilige Ölkammern 41a, 41b, 42a, 42b, deren beide Seiten durch die jeweiligen Kolben 47, 48 unterteilt sind, und jede der Ölkammern besitzt einen Öleinlass und einen -auslass.
Im normalen Fahrmodus sind die Kolben 47, 48 durch ein später beschriebenes Hinterradlenksystem an der Hinterseite des Fahrzeugs innerhalb der Hydraulikzylinder 41, 42 angeordnet, wodurch die Hinterreifen 13, 14 in Zuordnung zu dieser Positionierung in eine Geradeausfahrstellung gebracht werden. In einem Schwenkmodus werden die Kolben 47, 48 durch das Hinterradlenksystem an der Vorderseite des Fahrzeugs innerhalb der Hydraulikzylinder 41, 42 angeordnet, wodurch die Hinterreifen 13, 14 in Zuordnung zu dieser Positionierung in eine einwärts zueinander schräge Stellung gebracht werden, wie später beschrieben wird.
4 zeigt das Hinterradlenksystem mit einem Hydraulikkreis und einem Stromkreis für die Hydraulikzylinder 41, 42. Der Hydraulikkreis besitzt einen Öltank 51, eine Hydraulikpumpe 52, einen Motor 53 sowie ein elektrisches Magnetventil 54. Der Motor 53 dient zum Antrieb der Hydraulikpumpe 52. Öl in dem Öltank 51 wird durch die Hydraulikpumpe 52 abgegeben und dem Magnetventil 54 zugeführt. Das Magnetventil 54 besitzt einen Öleinlass von der Pumpe 52 und einen Ölauslass zu dem Öltank 51. Das Magnetventil 54 besitzt ferner vier Öffnungen, die individuell mit den jeweiligen Ölkammern 41a, 41b, 42a, 42b der Hydraulikzylinder 41, 42 verbunden sind. Das Magnetventil 54 schaltet den Hydraulikkreis derart, dass der Öleinlass intern mit zwei Öffnungen von den Ölkammern 41a, 42a in Verbindung steht, während der Ölauslass mit den zwei Öffnungen von den Ölkammern 41b, 42b in Verbindung steht, wenn ein Solenoid 54a des Magnetventils 54 nicht erregt ist. Der Öleinlass wird intern mit den zwei Öffnungen von den Ölkammern 41b, 42b verbunden, während der Ölauslass mit den zwei Öffnungen von den Ölkammern 41a, 42a verbunden wird, wenn das Solenoid 54a des Magnetventils 54 erregt ist. Anzumerken ist, dass zwischen dem Öltank 51, der Hydraulikpumpe 52, dem Magnetventil 54 und den Hydraulikzylindern 41, 42 angeordnete Rohrleitungen in 4 einfach mit durchgehenden Linien eingezeichnet sind und keine Bezugszahlen tragen.
Eine Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 steuert den Antrieb des Motors 53 und schaltet das Solenoid 54a des Magnetventils 54 zwischen den erregten und nichterregten Zuständen. Die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 umfasst einen Mikrocomputer, der entsprechend einem zugeordneten Programm arbeitet. Die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 ist mit einem Modusschalter 61 verbunden, der vom Fahrer zu betätigen ist, um den Schwenkmodus anzuweisen, und Lenkersensoren 62, 63 zum Erfassen der Positionen der jeweiligen Lenker 45, 46. Der Lenkersensor 62 erzeugt ein Schwenkpositionssignal, wenn der Lenker 45 in einer Position nahe den Hydraulikzylindern 41, 42 ist, während der Lenkersensor 63 ein Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt, wenn der Lenker 46 an einer von den Hydraulikzylindern 41, 42 entfernten Position ist. Zusätzlich ist die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 mit einer Lampe 49 und einem Summer 50 verbunden, so dass die Lampe 49 im Schwenkmodus blinkt oder leuchtet und der Summer 50 im Schwenkmodus einen intermittierenden oder durchgehenden Alarmton erzeugt. Ferner erhält die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 ein P-Positionssignal, das anzeigt, dass eine Schaltstellung eines (nicht gezeigten) Getriebes des Fahrzeugs in einer P(Park)-Stellung ist.
Jeder der Motoren 17, 18 erhält eine Versorgungsspannung, ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal, welches eine Drehrichtung anzeigt, ein Geschwindigkeitssignal zum Spezifizieren einer Drehgeschwindigkeit, ein Bremssignal zum Anweisen einer Bremsbetätigung und ein Rücksetzsignal zum Verhindern eines Schwenkvorgangs. Die Zufuhrspannung und die jeweiligen Signale werden individuell von einer Schwenksteuereinrichtung 70 gesteuert.
5 zeigt ein Antriebssteuersystem für die Motoren 17, 18. Das Antriebssteuersystem umfasst zusätzlich zu der Schwenksteuereinrichtung 70 eine Relaiseinheit 71, einen Geschwindigkeitseinstellwiderstand 72, einen Bremseinstellwiderstand 73, einen linken und einen rechten Schwenkschalter 74, 75 sowie einen Bremsschalter 76. Die Schwenksteuereirichtung 70 beruht auf einem Mikrocomputer. Die linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 und der Bremsschalter 76 sind Schalter, die nur dann eingeschaltet werden, wenn sie betätigt werden.
Die Relaiseinheit 71 umfasst eine Relaiswicklung 81, einen Relaisschalter 82, eine Diode 83, einen Widerstand 84 sowie eine Sicherung 85. Die Relaiswicklung 81 und der Widerstand 84 sind seriell geschaltet und so angeordnet, dass die Relaiswicklung 81 erregt wird, wenn die Relaiswicklung 81 und der Widerstand 84 ein Motorhauptsignal erhalten, das von der Schwenksteuereinrichtung 70 ausgegeben wird. Der Relaisschalter 82 und die Diode 83 sind parallel geschaltet, zur Bildung eines Parallelkreises, dessen eines Ende durch die Sicherung 85 mit einem positiven Anschluss einer Batterie 86 verbunden ist, die als Stromversorgung dient, und dessen anderes Ende mit einem positiven Eingangsanschluss einer Spannungsquelle für die Motoren 17, 18 verbunden ist. Der negative Anschluss der Spannungsquelle für die Motoren 17, 18 ist mit einem negativen Anschluss der Batterie 86 zur Erdung verbunden.
Das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal, das Geschwindigkeitssignal, das Bremssignal und das Rücksetzsignal werden von der Schwenksteuereinrichtung 70 erzeugt. Das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal und das Rücksetzsignal werden so wie sie sind den Motoren 17, 18 zugeleitet. Das Geschwindigkeitssignal wird den Motoren 17, 18 durch einen Geschwindigkeitseinstellwiderstand 72 zugeführt, während das Bremssignal den Motoren 17, 18 durch den Bremseinstellwiderstand 73 zugeführt wird. Der Geschwindigkeitseinstellwiderstand 72 und der Bremseinstellwiderstand 73 stellen den Pegel des Geschwindigkeitssignals sowie den Pegel des Bremssignals in Antwort auf jeweilige Betätigungen daran ein.
Ein Ende jedes der linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 und des Bremsschalters 76 wird mit einer Spannung Vcc entsprechend hohem Pegel versorgt, während das andere Ende der linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 mit der Schwenksteuereinrichtung 70 verbunden ist. Das andere Ende des Bremsschalters 76 ist mit den anderen Enden der linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 verbunden, und zwar über dazwischen angeordnete Dioden 87, 88. Die Dioden 87, 88 sind so angeordnet, dass die anderen Enden der jeweiligen linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 auf hohem Pegel gesetzt werden, wenn der Bremsschalter 76 eingeschaltet ist.
Die Schwenksteuereinrichtung 70 erhält ein Lenkendesignal, welches das Schwenkende der Schwenklenkwinkelsteuerung von der Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 anzeigt, und erhält ferner das P-Stellungssignal.
6 zeigt Positionen, an denen der Modusschalter 61, die Schwenkschalter 74, 75 und der Bremsschalter 76 in dem Fahrzeug angeordnet sind. Der Modusschalter 61 befindet sich in einem mittleren Abschnitt eines Armaturenbretts 91, während die Schwenkschalter 74, 75 und der Bremsschalter 76 integral an dem Lenkrad 92 angeordnet sind. Um den Modusschalter 61 herum ist durch die Lampe 49 eine Leucht- oder Blinkanzeige vorgesehen.
Nachfolgend wird der Betrieb des vorstehenden Schwenkmechanismus anhand zugeordneter Programme beschrieben, die von der Hinterradlenk winkel-Steuereinrichtung 60 und der Schwenksteuereinrichtung 70 durchgeführt werden. Die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 führt eine Hinterradlenkroutine durch, während die Schwenksteuereinrichtung 70 eine Schwenksteuerroutine durchführt.
Zuerst bestimmt in der Hinterradlenkroutine, wie in 7 gezeigt, die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob der Modusschalter 61 eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S1). Wenn der Modusschalter 61 eingeschaltet ist, bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das P-Stellungssignal ihr zugeführt wurde oder nicht (Schritt S2). Der Schritt S2 dient zur Bestimmung, ob das Fahrzeug steht oder nicht. Wenn die Schaltstellung des Getriebes die P-Stellung ist und das P-Stellungssignal zugeführt wurde, bedeutet dies, dass die Schwenk-Lenkwinkelsteuerung initiiert werden kann.
Nach Ausführung von Schritt S2 bewirkt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, dass der Motor 53 die Hydraulikpumpe 52 antreibt (Schritt S3), und bewirkt, dass das Solenoid 54a des Magnetventils 54 in einen erregten Zustand kommt (Schritt S4). Zusätzlich bewirkt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, dass die Lampe 49 blinkt und dass der Summer 50 einen intermittierenden Alarmton erzeugt (Schritt S5). Die Ausführung der Schritte S3 und S4 bewirkt, dass die Hydraulikpumpe 52 Öl in dem Öltank 51 ausgibt, das den Ölkammern 41b, 42b in den jeweiligen Hydraulikzylindern 41, 42 durch das Magnetventil 54 zugeführt wird. Andererseits stehen die Ölkammern 41a, 42a der jeweiligen Ölzylinder 41, 42 mit dem Öltank 51 durch das Magnetventil 54 in Verbindung, so dass das Öl in den Ölkammern 41a, 42a durch das Magnetventil 54 zum Öltank 51 zurückkehrt. Somit wird das von dem Öltank 51 durch die Hydraulikpumpe 52 abgegebene Öl den Ölkammern 41b, 42b zugeführt und bewirkt, dass sich die Volumina der Ölkammern 41b, 42b vergrößern, und daher die Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41a, 42a hingedrückt werden. Da die Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41a, 42a hinbewegt werden, werden in Zuordnung zu den Bewegungen der Kolben 47, 48 die Stangen 43, 44 und die Lenkstangen 45, 46 zur Vorderseite des Fahrzeugs bewegt.
Wenn sich die Lenkstange 45 zur Vorderseite des Fahrzeugs bewegt, werden die linken und rechten Achsschenkelarme 24b, 36b durch die linken und rechten Verbindungsarme 32, 40 zur Fahrzeugvorderseite gezogen, wodurch es zu Schwenkbewegungen der linken und rechten Hinterräder 15, 16 in Bezug auf Tragwellen (in 1 mit den Bezugszeichen A versehen) der Achsschenkel 24, 36 in einer Richtung kommt, die in 1 mit Pfeilen angegeben ist. Insbesondere bewirkt die Bewegung des Lenkers 45 Schwenkbewegungen der Hinterreifen 13, 14, der Motoren 17, 18, der Achsschenkel 24, 36 und von Abschnitten, die mit den Motorwellen 17a, 18a der Motoren 17, 18 gekoppelt sind, sowie der Hinterräder 15, 16.
Während der Schwenkbewegungen der linken und rechten Räder 15, 16 blinkt die Lampe 49, während der Summer 50 einen intermittierenden Alarmton erzeugt.
Nach Ausführung von Schritt S5 bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das Schwenkpositionssignal erzeugt wurde oder nicht (Schritt S6). Wenn sich die Lenkstange 45 zu einer Position in der Nähe der Hydraulikzylinder 41, 42 bewegt, erzeugt der Lenkersensor 62 das Schwenkpositionssignal. Wenn das Schwenkpositionssignal erzeugt wird, sind die linken und rechten Hinterräder 15, 16 allgemein in eine einwärts zueinander schräge Stellung gebracht, wie in 8 dargestellt. In dem dargestellten Zustand befinden sich die linken und rechten Hinterräder 15, 16 in vorbestimmten Winkelpositionen entlang Tangentialrichtungen eines Bogens, der durch die Punkte hindurchgeht, die durch die Bezugszeichen A in 1 angegeben sind, wobei die Mitte des Bogens (in 1 mit dem Bezugszeichen B bezeichnet) in einem Mittelabschnitt der Drehachse der Vorderräder 4, 5 angeordnet ist. Die unterbrochenen Linien C, D in 8 bezeichnen die Tangentialpositionen. Der mit dem Bezugszeichen A bezeichnete Punkt ist die Position der Schraube 30A des Längslenkers 30 an der linken Seite des Fahrzeugs, das ist die Stelle, an der der Achsschenkel 24 die Welle 17a des Motors 17 schneidet. Entsprechend ist an der rechten Seite des Fahrzeugs der mit dem Bezugszeichen A bezeichnete Punkt die Stelle, an der der Achsschenkel 36 die Welle des Motors 18 schneidet.
Wenn das Schwenkpositionssignal erzeugt wird, stoppt die Hinterradlenk winkel-Steuereinrichtung 60 den Antrieb des Motors 53, um den Betrieb der Hydraulikpumpe 52 zu stoppen (Schritt S7) und liefert der Schwenksteuereinrichtung 70 ein Hinterradlenkendesignal (Schritt S8). Ferner lässt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 die Lampe 49 blinken und lässt den Summer 50 einen kontinuierlichen Ton erzeugen (Schritt S9), und setzt ein Hinterradlenkflag F auf "1" (Schritt S10). Das Hinterradlenkflag F ist anfänglich auf "0" gesetzt.
Wenn in Schritt S1 bestimmt wird, dass der Modusschalter 61 ausgeschaltet ist, bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das Hinterradlenkflag F "1 " ist oder nicht (Schritt S11). Wenn das Hinterradlenkflag F "0" ist, endet der Ablauf dieser Routine. Wenn andererseits das Hinterradlenkflag F "1 " ist, bedeutet dies, dass der Modusschalter 61 ausgeschaltet wurde, um den ursprünglichen Geradeausfahr-Lenkwinkel der linken und rechten Hinterräder 15, 16 wiederzuerlangen, die in ihre einwärts zueinander schräge Stellung gesteuert wurden, um einen zum Schwenken geeigneten Lenkwinkel zu bekommen, so dass die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 der Schwenksteuereinrichtung 70 ein Schwenkstoppanweisungssignal liefert (Schritt S12), den Motor 53 die Hydraulikpumpe 52 antreiben lässt (Schritt S13) und den Betrieb des Solenoids 54a des Magnetventils 54 in erregtem Zustand stoppt (Schritt S14). Zusätzlich lässt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 die Lampe 49 blinken und lässt den Summer 50 einen intermittierenden Ton erzeugen (Schritt S15). Die Ausführung der Schritte S13 und S14 bewirkt, dass die Hydraulikpumpe 52 Öl in den Öltank 51 abgibt, und die inneren Wege des Magnetventils 54 so geschaltet werden, dass das abgegebene Öl den Ölkammern 41a, 42a der jeweiligen Hydraulikzylinder 41, 42 durch das Magnetventil 54 zugeführt wird. Andererseits stehen die Ölkammern 41b, 42b der Hydraulikzylinder 41, 42 mit dem Öltank 51 durch das Magnetventil 54 in Verbindung, so dass das Öl in den Ölkammern 41b, 42 durch das Magnetventil 54 zum Öltank 51 zurückkehrt. Somit wird das von dem Öltank 51 durch die Hydraulikpumpe 52 abgegebene Ö1 den Ölkammern 41a, 42a zugeführt, um hierdurch die Volumina der Ölkammern 41a, 42a so zu vergrößern, dass sie die Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41b, 42b hindrücken. Die Bewegungen der Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41b, 42b hin bewirkt zugeordnete Bewegungen der Stangen 43, 44 und der Lenker 45, 46 zur Rückseite des Fahrzeugs hin.
Wenn sich der Lenker 45 zur Rückseite des Fahrzeugs bewegt, werden die linken und rechten Achsschenkel 24b, 36b durch die linken und rechten Verbindungsarme 32, 40 zur Rückseite des Fahrzeugs hingedrückt, um hierdurch jeweilige Schwenkbewegungen der linken und rechten Hinterräder 15, 16 in Bezug auf die Haltewellen der Achsschenkel 24, 36 zu bewirken, so dass die Räder 15, 16 in der Geradeausfahrrichtung des Fahrzeugs orientiert werden. Insbesondere bewirkt die Bewegung des Lenkers 45 Schwenkbewegungen der Hinterreifen 13, 14, der Motoren 17, 18, der Achsschenkel 24, 36 und der Abschnitte, die mit den Motorwellen 17a, 18a der Motoren 17, 18 gekoppelt sind, sowie der Hinterräder 15, 16.
Während der Schwenkbewegungen der linken und rechten Hinterräder 15, 16 blinkt die Lampe 49, während der Summer 50 einen intermittierenden Alarmton erzeugt.
Nach Ausführung von Schritt S15 bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt wurde oder nicht (Schritt S16). Wenn sich die Lenkstange 46 zu einer Position in der Nähe der Hydraulikzylinder 41, 42 bewegt, erzeugt der Lenkersensor 63 das Geradeausfahr-Positionssignal. Wenn das Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt wird, werden die linken und rechten Hinterräder 15, 16 allgemein in die ursprüngliche Geradeausfahrlage zurückgebracht, wie in 1 dargestellt.
Wenn das Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt wird, stoppt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 den Antrieb der Hydraulikpumpe 52 (Schritt S17), stoppt den Betrieb der Lampe 49 und des Summers 50 (Schritt S18), und setzt das Hinterradlenkwinkelflag F auf "0" (Schritt S19).
In der in 9 dargestellten Schwenksteuerroutine bestimmt dann die Schwenksteuereinrichtung 70, ob das Hinterradlenkendesignal erzeugt wurde oder nicht (Schritt S21). Wenn die Hinterradlenkwinkel-Steuer einrichtung 60 das Lenkendesignal im vorigen Schritt S8 erzeugt hat, wird das Lenkendesignal der Schwenksteuereinrichtung 70 zugeführt.
Bei Empfang des Lenkendesignals gibt die Schwenksteuereinrichtung 70 das Rücksetzsignal frei (Schritt S22). Da die Motoren 17, 18 das Rücksetzsignal von der Schwenksteuereinrichtung 70 normalerweise erhalten und daher sich nicht drehen können, wird das den Motoren 17, 18 zugeführte Rücksetzsignal gestoppt, um diese in einen Motorbetriebswartezustand zu versetzen.
Nach Ausführung von Schritt S22 bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70, ob die Schwenkschalter eingeschaltet sind oder nicht (Schritt S23). Wenn zumindest einer der linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 eingeschaltet ist, bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70, welcher der Schwenkschalter 74, 75 eingeschaltet ist (Schritt S24). Die Schwenksteuereinrichtung 70 treibt die Motoren 17, 18 an, sodass sie sich vorwärts drehen, wenn nur der linke Schwenkschalter 74 eingeschaltet ist (Schritt S25); treibt die Motoren 17, 18 zur Rückwärtsdrehung an, wenn nur der rechte Schwenkschalter eingeschaltet ist (Schritt S26); und stoppt den Betrieb der Motoren 17, 18, wenn beide linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 eingeschaltet sind (Schritt S27). Wenn beide linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 ausgeschaltet sind, bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70, ob der Bremsschalter 76 eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S28). Wenn der Bremsschalter 76 eingeschaltet ist, geht die Schwenksteuerroutine zu Schritt S27 weiter, indem die Schwenksteuereinrichtung 70 den Betrieb der Motoren 17, 18 stoppt.
Wenn die Vorgänge in den Schritten S23 bis S28 anzeigen, dass der linke Schwenkschalter 74 eingeschaltet wurde, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 den Motoren 17, 18 ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal zum Spezifizieren der Vorwärtsdrehung, wodurch sich die Motoren 17, 18 in Antwort auf das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal vorwärts drehen, um die Hinterräder 15, 16 drehend anzutreiben, mit der Folge, dass das Fahrzeug gegen den Uhrzegersinn schwenkt. Wenn andererseits der rechte Schwenkschalter 75 eingeschaltet wurde, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 den Motoren 17, 18 ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal zum Spezifizieren einer Rückwärtsdrehung, wodurch sich die Motoren 17, 18 in Antwort auf das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal rückwärts drehen, um die Hinterräder 15, 16 in Drehung zu versetzen, so dass das Fahrzeug im Uhrzeigersinn schwenkt. Die Mitte, um die das Fahrzeug schwenkt, befindet sich in der Mitte der Drehachse der Vorderräder 4, 5, wie oben erwähnt (in 1 mit dem Bezugszeichen B bezeichnet). Wenn der Bremsschalter 76 eingeschaltet wird, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 den Motoren 17, 18 ein Bremssignal, um die Drehung der Motoren 17, 18 so zu bremsen, dass sie stoppen. Ähnlich, wenn der linke Schwenkschalter 74 und der rechte Schwenkschalter 75 beide eingeschaltet sind, erhalten die Motoren 17, 18 das Bremssignal und werden daher in einen gebremsten Zustand versetzt.
Bei Vorwärts- oder Rückwärtsdrehbetrieb der Motoren 17, 18, wie oben beschrieben, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 ein Motorhauptsignal zur Relaiseinheit 71. In der Relaiseinheit 71 wird die Relaiswicklung 81 in Antwort auf das Motorhauptsignal erregt, um den Relaisschalter 83 einzuschalten. Der somit eingeschaltete Relaisschalter 83 bewirkt einen Stromfluss von dem positiven Anschluss der Batterie 86 durch die Sicherung 85, den Relaisschalter 83 und die Motoren 17, 18 in den negativen Anschluss der Batterie 86. Auf diese Weise erhalten die Motoren 17, 18 eine Ausgangsspannung der Batterie 86, um eine Vorwärtsdrehung oder Rückwärtsdrehung durchzuführen.
Nach Ausführung von Schritt S26, S27 oder S28 bestimmt die Schwenk steuereinrichtung 70, ob das Schwenkstoppanweisungssignal ihr zugeführt wurde oder nicht (Schritt S29). Wenn der Modusschalter 61 ausgeschaltet ist, damit die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 das Schwenkstoppanweisungssignal im vorgenannten Schritt S12 erzeugt, wird das Schwenk stoppanweisungssignal der Schwenksteuereinrichtung 70 zugeführt. Wenn kein Schwenkstoppanweisungssignal zugeführt wird, kehrt die Schwenksteuereinrichtung 70 zu Schritt S23 zurück, um die vorstehenden Vorgänge zu wiederholen. Andererseits beendet das Schwenkstoppanweisungssignal, sofern zugeführt, den Schwenkbetrieb des Fahrzeugs, so dass die Schwenksteuereinrichtung 70 das Rücksetzsignal den Motoren 17, 18 zuführt (Schritt S301, wonach diese Routine endet. Das den Motoren 17, 18 zugeführte Rücksetzsignal führt zu einem Sperren der Motoren 17, 18, die somit in einen Drehsperrzustand versetzt werden.
Um einen Schwenkvorgang durchzuführen, stellt der Fahrer zunächst das Getriebe in die P-Stellung, um den Schwenkmodus zu ermöglichen, und schaltet dann den Modusschalter 61 ein. Im Ergebnis wird das Fahrzeug in den Schwenkmodus versetzt, wodurch die linken und rechten Hinterräder 15, 16, die bislang in der Fahrzeug-Geradeausfahrrichtung orientiert waren, mit Schwenkbewegungen in Bezug auf ihre jeweiligen vertikalen Achsen beginnen. Während den Schwenkbewegungen blinkt die Lampe 49 und erzeugt der Summer 50 einen intermittierenden Alarmton. Wenn die linken und rechten Hinterräder 15, 16 in ihre einwärts zueinander schräge Stellung gebracht sind, wie zuvor in 8 erläutert, leuchtet die Lampe 49 kontinuierlich, und der Summer 50 erzeugt einen kontinuierlichen Alarmton. Der Fahrer erkennt durch das Leuchten der Lampe 49 oder den kontinuierlichen Alarmton des Summers 50, dass ein Schwenkvorgang freigegeben ist.
Wenn dann der Fahrer den linken Schwenkschalter 74 einschaltet, drehen sich die Motoren 17, 18 in Vorwärtsrichtung, um eine Vorwärtsdrehung der Hinterräder 15, 16 zu bewirken, wodurch das Fahrzeug gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt. Wenn andererseits der Fahrer den rechten Schwenkschalter 75 einschaltet, werden die Motoren 17, 18 rückwärts gedreht, um Rückwärtsdrehungen der Räder 15, 16 zu bewirken, wodurch das Fahrzeug im Uhrzeigersinn verschwenkt. Zum Stoppen des Schwenk vorgangs schaltet der Fahrer den Bremsschalter 76 oder beide linken und rechten Schwenkschalter 74, 75 ein. Auf diese Weise werden die Motoren 17, 18 gebremst, um die Drehung der Motoren 17, 18 zu stoppen, d.h. die Drehungen der Hinterräder 15, 16.
Nachdem der Fahrer den gewünschten Schwenkvorgang durchgeführt hat, schaltet der Fahrer den Modusschalter 61 aus. Der Modusschalter 61 bewirkt im ausgeschalteten Zustand, dass die Lampe 49 blinkt und der Summer 50 einen intermittierenden Alarmton erzeugt. Dann beginnen die linken und rechten Hinterräder 15, 16, nun in der einwärts zueinander schräggestellten Lage, mit ihren Schwenkbewegungen in Bezug auf die jeweiligen Achsen so, dass sie sich in der Geradeausfahrrichtung des Fahrzeugs orientieren. Wenn die linken und rechten Hinterräder in ihre ursprüngliche Geradeausfahrrichtung zurückgekehrt sind, hört die Lampe 49 zu blinken auf, und der Summer 50 erzeugt keinen intermittierenden Alarmton mehr. Der Fahrer erkennt durch die nichtleuchtende Lampe 49 oder den gestoppten intermittierenden Alarmton des Summers 50, dass der Schwenkmodus beendet wurde, um das Fahrzeug in den normalen Fahrmodus zurückzuversetzen.
In der vorstehenden Ausführung bildet die Anordnung zum Eingriff des Achsschenkels 24 mit dem Längslenker 30 ein Drehlagermittel, welches eines der linken und rechten Räder in Bezug auf eine zum Boden orthogonale Achse drehbar hält, während die Anordnung, zusammengesetzt aus den Hydraulikzylindern 41, 42, den Stangen 43, 44, den Lenkstangen 45, 46 und den Verbindungsarmen 32, 40 ein Drehpositionshaltemittel bilden. Die Motoren 17, 18 entsprechen einem Schwenkantriebsmittel zum Ausüben eines Drehmoments auf eines der linken und rechten Räder zum Schwenken des Fahrzeugs.
Da die vorstehende Ausführung anhand eines mit einem Automatikgetrie beausgestatteten Fahrzeugs beschrieben wurde, bestimmt Schritt S2, ob die Schaltstellung des Getriebes in der P-Stellung ist oder nicht. Bei einem mit einem Handschaltgetriebe ausgestatteten Fahrzeug kann Schritt S2 auch bestimmen, ob die Schaltstellung in einer Neutralstellung ist oder nicht.
In der vorstehenden Ausführung werden die Motoren 17, 18 in Antwort auf eine Betätigung eines Bremsschalters 76 gebremst, um die Schwenkbewegungen der Hinterräder zu stoppen. Alternativ kann ein Bremspedal niedergedrückt werden, um eine Bremskraft auf die Schwenkbewegung der Hinterräder auszuüben, um diese zu stoppen. Im letzteren Fall ist, wie in 10 dargestellt, eine Scheibenbremse 97 an einer mit einem Motor 95 gekoppelten Nabe 96 befestigt, ein Bremssattel 98 ist an einem Achsschenkel 99 befestigt, und die Scheibenbremse 97 wird in Antwort auf das Niederdrücken des Bremspedals in Kontakt mit dem Bremssattel 98 gebracht, um eine Bremskraft zu erzeugen.
Da ferner die vorstehende Ausführung für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb beschrieben wurde, werden im Schwenkmodus die Hinterräder in die einwärts zueinander schräge Stellung verschwenkt. Für ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb sollten stattdessen die Vorderräder in eine ähnlich einwärts zueinander schräge Stellung verschwenkt werden. Im letzteren Fall werden die Vorderräder mit vorbestimmten Winkelstellungen entlang tangentialen Richtungen eines Bogens festgehalten, dessen Mitte sich in einem mittleren Abschnitt der Drehachse zwischen den Hinterrädern befindet.
Obwohl in der vorstehenden Ausführung jedes der Hinterräder mit einem separaten Motor 17 oder 18 versehen ist, können die Motoren auch in den jeweiligen Hinterrädern ausgebildet sein.
In der vorstehenden Ausführung werden die linken und rechten Räder gleichzeitig von einem Zylinderpaar unter Druck gesetzt. Alternativ können die linken und rechten Hinterräder individuell angetrieben werden, oder sie können eine Antriebskraft in Querrichtung des Fahrzeugs erhalten.
Beispielsweise können die linken und rechten Achsschenkel 24b, 36b direkt unter Druck gesetzt werden, ohne Zwischenschaltung des Lenkers 45 und der Arme 32, 40. Alternativ kann weiter die Antriebskraft auf vielerlei Weisen ausgeübt werden, etwa mittels einer Differential-Zahnstange.
Wie oben beschrieben, ist bei dem Vierradfahrzeug der vorstehenden Ausführung eines vorderer und hinterer Paare linker und rechter Räder, auf das kein Fahrdrehmoment von einer Antriebsquelle ausgeübt wird, in Bezug auf ihre zum Boden orthogonale jeweilige Achsen drehbar angeordnet, und das eine Paar linker und rechter Räder ist während eines Fahrzeugschwenkvorgangs in Winkelstellungen entlang tangentialer Richtungen eines Bogens fixiert, der durch die zum Boden orthogonalen Achsen des einen Paars linker und rechter Räder hindurchgeht und dessen Bogenmitte nahe dem Mittelpunkt der Drehachse des anderen Paars linker und rechter Räder angeordnet ist, so dass es möglich ist, einen relativ einfachen und kleinen Schwenkmechanismus vorzusehen. Da ferner der Bogenradius, der durch die zum Boden orthogonalen Achsen des einen Paars linker und rechter Räder hindurchgeht und dessen Mitte nahe dem Mittelpunkt der Drehachse des anderen Paars linker und rechter Räder angeordnet ist, der Schwenkradius ist, wenn das Fahrzeug verschwenkt wird, ist der Schwenkradius außerordentlich klein. Die Fähigkeit des Vierradfahrzeugs nach den vorstehenden Ausführungen, eine kleine und scharfe Schwenkbewegung durchzuführen, erleichtert das Fahren, welches einen Schwenkbetrieb des Fahrzeugs beinhaltet, wie etwa beim Hintereinander-Parken, Einfahrt in eine Garage, einer U-Wende usf.
11 zeigt allgemein die Struktur eines Vierradfahrzeugs, das mit einem Schwenkmechanismus nach einer anderen Ausführung der Erfindung ausgestattet ist. In 11 sind solche Teile, die zu denen des in 1 gezeigten Fahrzeugs identisch sind, mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
11 zeigt das Fahrzeug, gesehen aus einer horizontalen Ebene, die die Querschnitte der vorderen und hinteren Reifen 11–14 des Fahrzeugs enthält. Das dargestellte Fahrzeug 1 ist ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb (FF), dessen Motorkörper 2 in einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs 1 angeordnet ist, um die Vorderräder 4, 5 an den linken und rechten Seiten durch eine Antriebsachse 3 drehend anzutreiben. Die Vorderräder 4, 5 innerhalb der linken und rechten Vorderreifen 11, 12 sind mit einem Lenkmechanismus gekoppelt, der zusammengesetzt ist aus Achsschenkeln 6, 7, Achsschenkelarmen 8, 9, einer Spurstange 10, einem Zylinder 108 und einem Lenkgetriebe 109. Der Zylinder 108 ist an der Fahrzeugkarosserie 1 befestigt.
Linke und rechte Hinterräder 15, 16 innerhalb linker und rechter Hinterreifen 13, 14 sind ebenfalls drehbar angeordnet. Jedes der Hinterräder 15, 16 ist mit einem Motor 17 oder 18 gekoppelt, so dass die Hinterräder 15, 16 von den jeweiligen Motoren 17, 18 drehend angetrieben werden. Die Motoren 17, 18, die als Antriebsquellen zum Schwenken der Fahrzeugkarosserie 1 dienen, drehen sich vorwärts, wenn die Fahrzeugkarosserie 1 nach links (gegen den Uhrzeigersinn) verschwenkt wird, und drehen sich rückwärts, wenn die Fahrzeugkarosserie 1 nach rechts (im Uhrzeigersinn) verschwenkt wird.
Eine flanschförmige Nabe 21 ist an der Mitte des Hinterrads 15 angeordnet, und die Nabe 21 ist durch ein Drehlager 22 drehbar gehalten, wie insbesondere in 12 und der vorgenannten 3 dargestellt. Eine Motorwelle 17a des Motors 17 ist in ein zentrales Axialloch der Nabe 21 von der Innenseite her eingesetzt, und ein Bolzen 23 ist in die Motorwelle 17a von der Außenseite der Nabe 21 her eingesetzt, um die Nabe 21 mit der Motorwelle 17a des Motors 17 zu koppeln. Der Motor 17 ist an einem ringförmigen Achsschenkel 24 an einer vorstehenden Oberfläche der Motorwelle 17a mit Bolzen 25, 26 gesichert. Wie in 12 ersichtlich, ist ein unterer Ringabschnitt des Achsschenkels 24 ausgeschnitten, der als Lager 24c dient, das schwenkbar mit einer Schraube 30a eines Längslenkers 30 gekoppelt ist. Insbesondere ist die Schraube 30a des Längslenkers 30 in ein Durchgangsloch 24d des Lagers 24c von unten her eingesetzt, und die Schraube 30a ist in eine Mutter 30b eingeschraubt. Diese Schwenkkopplung des Längslenkers 30 mit dem Achsschenkel 24 ermöglicht eine Schwenkbewegung des Hinterrads 15 auf einer zum Boden orthogonalen Achse.
Ferner ist ein Lager 22 an dem Achsschenkel 24 durch eine Scheibe 27 mit Bolzen 28, 29 gesichert. Der Achsschenkel 24 besitzt zwei Achsschenkelarme 24a, 24b, die von seinem Umfang her abstehen, wobei mit dem freien Ende des Achsschenkelarms 24a ein Stoßdämpfer 31 gekoppelt ist. Der Achsschenkelarm 24a, der L-förmig ausgeführt ist, ist mit dem Ende eines Verbindungsarms 32 gekoppelt, der einen Teil eines Schwenkmechanismus bildet. Der Verbindungsarm 32 ist zweidimensional schwenkbeweglich an dem Kupplungspunkt angeordnet.
An der Nabe 21 ist auch eine Bremsscheibe 33 befestigt, und an dem Achsschenkel 24 ist ein Bremssattel 35 befestigt, so dass die Bremsscheibe in Antwort darauf, dass der Fahrer ein nicht gezeigtes Bremspedal niederdrückt, in Kontakt mit dem Bremssattel 35 kommt, um eine Bremskraft zu erzeugen.
Obwohl die 12 und 3 nur die Anordnung zeigen, die der Kopplung des linken Hinterrads 15 und des Motors 17 zugeordnet ist, versteht es sich, dass eine Anordnung, die der Kopplung des rechten Hinterrads 16 mit dem Motor 18 zugeordnet ist, symmetrisch zu der Kopplung des linken Hinterrads 15 mit dem Motor 17 angeordnet ist.
Wie in 11 dargestsellt, umfasst der Schwenkmechanismus zusätzlich zu dem oben erwähnten linken Verbindungsarm 32 einen rechten Verbindungsarm 40, zwei Hydraulikzylinder 41, 42, zwei Stangen 43, 44 und zwei Lenker 45, 46. Die Hydraulikzylinder 41, 42 sind an der Fahrzeugkarosserie 1 parallel zueinander befestigt, so dass darin angeordnete Kolben 47, 48 in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie 1 verschiebbar sind, wie in der später beschriebenen 13 dargestellt. Die Stangen 43, 44 erstrecken sich durch die entsprechenden Hydraulikzylinder 41, 42. Die Lenker 45, 46 sind stangenförmige Elemente, die als Anschläge dienen. Ein Ende des Lenkers 45 ist mit dem anderen Ende des Verbindungsarms 32 zweidimensional schwenkbeweglich verbunden, und dessen anderes Ende ist mit dem anderen Ende des Verbindungsarms 40 zweidimensional schwenkbeweglich verbunden. Die Lenker 45, 46 sind parallel zueinander angeordnet, wobei die Stangen 43, 44 zwischen ihnen angeordnet sind. Ein Ende jeder der Stangen 43, 44 ist an dem Lenker 45 gesichert, und deren anderes Ende ist an dem Lenker 46 gesichert. Die Stangen 43, 44 sind mit den Kolben 47, 48 in den Hydraulikzylindern 41, 42 jeweils gekoppelt und erstrecken sich durch diese, so dass sich die Stangen 43, 44 in Zuordnung zu den Kolben 47, 48 bewegen.
Die Hydraulikzylinder 41, 42 enthalten an ihren beiden Seiten jeweilige Ölkammern 41a, 41b, 42a, 42b, die durch die jeweiligen Kolben 47, 48 unterteilt sind, und jede der Ölkammern enthält einen Öleinlass und einen Ölauslass.
Im normalen Fahrmodus werden die Kolben 47, 48 durch ein später beschriebenes Hinterrad-Lenksystem an der Rückseite des Fahrzeugs innerhalb der Hydraulikzylinder 41, 42 angeordnet, welche die Hinterreifen 13, 14 in Zuordnung zu dieser Positionierung in eine Geradeausfahrstellung bringen. In einem Schwenkmodus werden die Kolben 47, 48, anders als im normalen Fahrmodus, durch das Hinterradlenksystem an der Vorderseite des Fahrzeugs in den Hydraulikzylindern 41, 42 angeordnet, um, in Zuordnung zu dieser Positionierung, die Hinterreifen 13, 14 in eine einwärts zueinander schräge Stellung zu bringen, wie später beschrieben.
13 zeigt ein Hinterradlenksystem mit einem Hydraulikkreis und einem Stromkreis für die Hydraulikzylinder 41, 42. Der Hydraulikkreis umfasst einen Öltank 51, eine Hydraulikpumpe 52, einen Motor 53 sowie ein elektrisches Magnetventil 54. Der Motor 53 dient zum Antrieb der Hydraulikpumpe 52. Öl in dem Öltank 51 wird durch die Hydraulikpumpe 52 ausgegeben und dem Magnetventil 54 zugeführt. Das Magnetventil 54 besitzt einen Öleinlass von der Pumpe 52 und einen Ölauslass zu dem Öltank 51. Das Magnetventil 54 besitzt ferner vier Öffnungen, die einzeln mit den jeweiligen Ölkammern 41a, 41b, 42a, 42b der Hydraulikzylinder 41, 42 verbunden sind. Das Magnetventil 54 schaltet bei Betätigung den Hydraulikkreis derart, dass der Öleinlass intern mit den zwei Öffnungen von den Ölkammern 41a, 42a in Verbindung gesetzt wird, während der Ölauslass mit den zwei Öffnungen von den Ölkammern 41b, 42b in Verbindung gesetzt wird, wenn ein Solenoid 54a des Magnetventils 54 in einem nichterregten Zustand ist. Der Öleinlass wird intern mit den zwei Öffnungen von den Ölkammern 41b, 42b verbunden, während der Ölauslass mit den zwei Öffnungen von den Ölkammern 41a, 42a in Verbindung gebracht wird, wenn das Solenoid 54a des Magnetventils 54 in einem erregten Zustand ist. Anzumerken ist, dass die zwischen dem Öltank 51, der Hydraulikpumpe 52, dem Magnetventil 54 und den Hydraulikzylindern 41, 42 angeordneten Rohrleitungen in 13 einfach mit durchgehenden Linien dargestellt sind und nicht mit Bezugszeichen bezeichnet sind.
Eine Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 steuert den Antrieb des Motors 53 und schaltet das Solenoid 54a des Magnetventils 54 zwischen dem erregten und nichterregten Zustand. Die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 umfasst einen Mikrocomputer, der entsprechend einem zugeordneten Programm arbeitet. Die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 ist mit einem Modusschalter 61 verbunden, der vom Fahrer zum Anweisen des Schwenkmodus betätigt wird, und Lenkersensoren 62, 63 zum Erfassen der Positionen der jeweiligen Lenker 45, 46. Der Lenkersensor 62 erzeugt ein Schwenkpositionssignal, wenn der Lenker 45 in einer den Hydraulikzylindern 41, 42 benachbarten Position ist, während der Lenkersensor 63 ein Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt, wenn der Lenker 46 in einer von den Hydraulikzylindern 41, 42 entfernten Position angeordnet ist. Zusätzlich ist die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 mit einer Lampe 49 und einem Summer 50 verbunden, so dass die Lampe 49 im Schwenkmodus blinkt oder leuchtet und der Summer 50 im Schwenkmodus einen intermittierenden oder kontinuierlichen Alarmton erzeugt.
Ferner ist die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 mit einem Schaltstellungssensor 68 zum Erfassen einer Schaltstellung eines (nicht gezeigten) Getriebes des Fahrzeugs verbunden, einem Lenkwinkelsensor 69 zum Erfassen eines Lenkwinkels aus einem Bezugswinkel der Vorderräder 4, 5 auf der Basis eines Drehwinkels eines Lenkrads (in 15 mit 92 bezeichnet), sowie einem Dreherfassungssensor 89 zum Erfassen einer Drehrichtung des Lenkrads 92. Der Schaltstellungssensor 68 liefert der Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 ein P-Stellungssignal, wenn die Schaltstellung des Getriebes des Fahrzeugs eine P(Park)-Stellung ist.
Das Getriebe ist mit einem Schaltsperrmechanismus 55 versehen. Der Schaltsperrmechanismus 55 sperrt den Schalthebel gegen Schalten aus der P-Stellung in eine andere Stellung, wie etwa R (rückwärts), N (neutral), D (Fahrt), "2" (zweiter Gang), "1 " (erster Gang) oder dgl. Beispielsweise wird der Schalthebel elektromagnetisch gesperrt, so dass dieses Schalten unmöglich wird. Der Schaltsperrmechanismus 55 wird von der Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 gesteuert.
Jeder der Motoren 17, 18 erhält eine Versorgungsspannung. Ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal, welches eine Drehrichtung angibt, ein Geschwindigkeitssignal zum Spezifizieren einer Drehgeschwindigkeit, ein Bremssignal zum Anweisen einer Bremsbetätigung sowie eine Rücksetzsignal zum Verhindern eines Schwenkvorgangs. Die Versorgungsspannung und die jeweiligen Signale werden jeweils einzeln von einer Schwenksteuereinrichtung 70 gesteuert.
14 illustriert ein Antriebssteuersystem für die Motoren 17 und 18. Das Antriebssteuersystem umfasst zusätzlich zu der Schwenksteuereinrichtung 70 eine Relaiseinheit 71, einen Geschwindigkeits-Einstellwiderstand 72, einen Bremseinstellwiderstand 73 sowie einen Bremsschalter 76. Die Schwenksteuereinrichtung 70 beruht auf einem Mikrocomputer. Der Bremsschalter 76 ist ein Schalter, der nur bei Handbedienung eingeschaltet wird.
Die Relaiseinheit 71 umfasst eine Relaiswicklung 81, einen Relaisschalter 82, eine Diode 83, einen Widerstand 84 und eine Sicherung 85. Die Relaiswicklung 81 und der Widerstand 84 sind seriell geschaltet und derart angeordnet, dass die Relaiswicklung 81 erregt wird, wenn die Relaiswicklung 81 und der Widerstand 84 ein Motorhauptsignal erhalten, das von der Schwenksteuereinrichtung 70 ausgegeben wird. Der Relaisschalter 82 und die Diode 83 sind parallel geschaltet, um eine Parallelschaltung zu bilden, deren eines Ende durch die Sicherung 85 mit einem positiven Anschluss einer Batterie 86 verbunden ist, die als Stromversorgung dient, und deren anderes Ende mit einem positiven Eingangsanschluss einer Spannungsquelle für die Motoren 17, 18 verbunden ist. Die Spannungsquelle für die Motoren 17, 18 ist mit ihrem negativen Eingangsanschluss mit einem negativen Anschluss der Batterie 86 zur Erdung verbunden.
Das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal, das Geschwindigkeitssignal, das Bremssignal und das Rücksetzsignal werden von der Schwenksteuereinrichtung 70 erzeugt. Das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal und das Rücksetzsignal werden, wie sie sind, den Motoren 17, 18 zugeführt. Das Geschwindigkeitssignal wird den Motoren 17, 18 durch einen Geschwindigkeitseinstellwiderstand 72 zugeführt, während das Bremssignal den Motoren 17, 18 durch den Bremseinstellwiderstand 73 zugeführt wird. Der Geschwindigkeitseinstellwiderstand 72 und der Bremseinstellwiderstand 73 stellen den Pegel des Geschwindigkeitssignals und den Pegel des Bremssignals in Antwort auf Bedienung von Hand ein.
Ein Ende des Bremsschalters 76 erhält eine Spannung Vcc entsprechend einem hohen Pegel, und das andere Ende des Bremsschalters 76 ist mit der Schwenksteuereinrichtung 70 verbunden. Die Schwenksteuereinrichtung 70 erhält ein Lenkendesignal, welches das Ende der Schwenklenkwinkelsteuerung von der Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 anzeigt, und zwar zusätzlich zu dem ihr zugeführten P-Stellungssignal. Die Schwenksteuereinrichtung 70 ist auch mit einem Lenkwinkelsensor 69 und einem Drehrichtungssensor 89 sowie einem Lautsprecher 78 durch eine Tonquelle 77 verbunden, die in 14 nicht gezeigt ist.
15 zeigt Positionen, an denen der Modusschalter 61 und der Bremsschalter 76 in dem Fahrzeug angeordnet sind. Der Modusschalter 61 ist an einem mittleren Abschnitt eines Armaturenbretts 91 angeordnet, während der Bremsschalter 76 mit dem Lenkrad 92 integriert ist. Ferner ist um den Modusschalter 61 herum durch die Lampe 49 eine Leucht- oder Blinkanzeige vorgesehen.
In dem Fahrzeug ist das Lenkrad 92 nicht mechanisch mit einem Lenkgetriebe 109 des vorgenannten Lenkmechanismus verbunden. Stattdessen ist das Fahrzeug mit einem elektrischen Lenkmechanismus (steer-by-wire) versehen, um eine Drehbetätigung des Lenkrads 92 zu erfassen und das Lenkgetriebe 109 durch einen Vorderradlenkmotor (in 13 mit 110 bezeichnet) in Antwort auf das Erfassungsergebnis anzutreiben. Das Lenkrad 92 enthält einen Drehmomentsensor (nicht gezeigt) zum Erfassen eines Drehmoments des Lenkrads 92, zusätzlich zum oben erwähnten Lenkwinkelsensor 69 und dem Drehrichtungssensor 89. Die Drehung des Motors 110 wird durch die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 gesteuert.
Nachfolgend wird der Betrieb des vorstehenden Schwenkmechanismus anhand zugeordneter Programme beschrieben; die von der Hinterradlenk winkel-Steuereinrichtung 60 und der Schwenksteuereinrichtung 70 durchgeführt werden. Die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 führt eine Hinterradlenkroutine durch, während die Schwenksteuereinrichtung 70 eine Schwenksteuerroutine durchführt.
In der Hinterradlenkroutine, die in den 16 und 17 gezeigt ist, bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 zuerst, ob der Modusschalter 61 eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S31). Wenn der Modusschalter 61 eingeschaltet ist, bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das P-Stellungssignal ihr von dem Schaltstellungssensor 68 zugeführt wurde oder nicht (Schritt S32). Der Schritt S32 dient zur Bestimmung, ob das Fahrzeug gestoppt ist oder nicht. Wenn von dem Schaltstellungssensor 68 kein P-Stellungssignal zugeführt wird, erzeugt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung durch die Tonquelle 77 eine Stimmmitteilung (Schritt S33). Die Stimmmitteilung kann eine Mitteilung sein, um den Fahrer aufmerksam zu machen, wie etwa "Schalten Sie bitte den Getriebeschalthebel auf parken", die in der Tonquelle 77 als Audiosignal erzeugt und durch den Lautsprecher 78 ausgegeben wird. Nach dem Schritt S33 geht die Hinterradlenkroutine wieder zu Schritt S31 weiter.
Wenn das P-Stellungssignal zugeführt wurde, bestimmt die Hinterradlenk winkel-Steuereinrichtung 60, ob ein vom Lenkwinkelsensor 69 erhaltener Vorderradlenkwinkel innerhalb eines vorbestimmten Lenkwinkelbereichs liegt, in dem das Fahrzeug geradeaus fahren kann (Schritt S34). Der Schritt S34 dient zur Bestimmung, dass die Vorderräder 4, 5 in einer Geradeausfahrstellung sind, in der das Fahrzeug geradeaus fahren kann.
Wenn die jeweiligen Bestimmungen der Schritte S32, S34 positiv beantwortet werden, bedeutet dies, dass das Fahrzeug die Fahrt stoppt und die Vorderräder 4, 5 in der Geradeausfahrstellung sind, und in diesem Fall die Schwenklenkwinkelsteuerung eingeleitet werden kann.
Wenn in Schritt S34 bestimmt wird, dass der Vorderradlenkwinkel nicht in dem vorbestimmten Lenkwinkelbereich liegt, erzeugt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 durch die Tonquelle 77 eine Stimmmitteilung (Schritt S35) und betätigt den Vorderradlenkmotor 110 zum Zurückstellen der Vorderräder 4, 5 in die Geradeausfahrstellung (Schritt S36). Die in Schritt S35 erzeugte Stimmmitteilung kann eine Mitteilung sein, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, wie etwa "Das Lenkrad wird in die Neutralstellung zurückgebracht", die in der Tonquelle 77 als Audio-Signal erzeugt und durch den Lautsprecher 78 ausgegeben wird. In Schritt S36 wird der Motor 110 drehend angetrieben, um hierdurch die Schwenkbewegungen der Vorderräder 4, 5, die nach links oder rechts gelenkt wurden, in die Geradeausfahrstellung zu schwenken. Im Ergebnis wird im Schritt S34, wenn die Vorderräder 4, 5 in die Geradeausfahrstellung zurückkehren, der Vorderradlenkwinkel als innerhalb des vorbestimmten Lenkwinkels liegend bestimmt, wonach die Hinterradlenkroutine zum nächsten Schritt S37 weitergeht.
Wenn bestimmt wird, dass der Vorderradlenkwinkel innerhalb des vorbestimmten Lenkwinkelbereichs liegt, wie oben beschrieben, betätigt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 den Schaltsperrmechanismus 55 (Schritt S37). Der betätigte Schaltsperrmechanismus 55 führt zu einer Sperrung des Schalthebels des Getriebes während einer Schwenkbetätigung der Fahrzeugkarosserie 1. Da der gesperrte Schalthebel an einem Schalten in eine andere Stellung als R, N, D, "2", "1 " oder dgl. gehindert ist, wird der Schwenkvorgang der Fahrzeugkarosserie 1 durch irrtümliche Betätigung nicht unterbrochen.
Nach Ausführung von Schritt S37 lässt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 den Motor 53 die Hydraulikpumpe 52 antreiben, um die Schwenklenkwinkelsteuerung zu starten (Schritt S38), und versetzt das Solenoid 54a des Magnetventils 54 in einen Erregungszustand (Schritt S39). Zusätzlich lässt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 die Lampe 49 blinken und lässt den Summer 50 einen intermittierenden Alarmton abgeben (Schritt S40). Die Ausführung der Schritte S38 und S39 bewirkt, dass die Hydraulikpumpe 52 Öl in den Öltank 51 abgibt, das den Ölkammern 41b, 42b in den jeweiligen Hydraulikzylindern 41, 42 durch die das elektromangetische Ventil 54 zugeführt wird. Andererseits stehen die Ölkammern 41a, 42a in den jeweiligen Ölzylindern 41, 42 mit dem Öltank 51 durch das Magnetventil 54 in Verbindung, so dass das Öl in den Ölkammern 41a, 42a durch das Magnetventil 54 zu dem Öltank 51 zurückkehrt. Somit wird das von dem Öltank 51 durch die Hydraulikpumpe 52 abgegebene Öl den Ölkammern 41b, 42b zugeführt und bewirkt eine Voluminaerhöhung der Ölkammern 41b, 42b und drückt daher die Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41a, 42a hin. Da die Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41a, 42a bewegt werden, werden die Stangen 43, 44 und die Lenkstangen 45, 46 zur Vorderseite des Fahrzeugs hin bewegt, und zwar in Zuordnung zu den Bewegungen der Kolben 47, 48.
Wenn der Lenker 45 zur Vorderseite des Fahrzeugs hinbewegt wird, wer den die linken und rechten Achsschenkelarme 24b, 36b durch die linken und rechten Verbindungsarme 32, 40 zur Vorderseite des Fahrzeugs gezogen, um Schwenkbewegungen der linken und rechten Hinterräder 15, 16 in Bezug auf Tragwellen (in 11 mit den Buchstaben A bezeichnet) der Achsschenkel 24, 36 in einer Richtung zu bewirken, die in 11 mit den Pfeilen angegeben ist. Insbesondere bewirkt die Bewegung der Lenkstange 45 Schwenkbewegungen der Hinterreifen 13, 14, der Motoren 17, 18, der Achsschenkel 24, 36 und der Abschnitte, die mit den drehenden Wellen 17a, 18a der Motoren 17, 18 gekoppelt sind, sowie der Hinterräder 15, 16.
Während der Schwenkbewegungen der linken und rechten Räder 15, 16 blinkt die Lampe 49, während der Summer 50 einen intermittierenden Arlarmton erzeugt.
Nach Ausführung von Schritt S40 bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das Schwenkpositionssignal erzeugt wurde oder nicht (Schritt S41). Wenn sich die Lenkstange 45 in eine Position nahe der Hydraulikzylinder 41, 42 bewegt, erzeugt der Lenkersensor 62 das Schwenkpositionssignal. Wenn das Schwenkpositionssignal erzeugt ist, werden die linken und rechten Hinterräder 15, 16 allgemein in eine nach innen schräge Stellung gebracht, wie in 8 dargestellt. Im dargestellten Zustand sind die linken und rechten Hinterräder 15, 16 in vorbestimmten Winkelstellungen entlang tangentialen Richtungen eines Bogens angeordnet, der durch die in 11 mit den Bezugszeichen A bezeichneten Punkte hindurcgeht, wobei die Bogenmitte (in 11 mit dem Bezugszeichen B versehen) in einem Mittelabschnitt der Rotationsachse der Vorderräder 4, 5 angeordnet ist. Die unterbrochenen Linien C, D in 8 bezeichnen die Tangentialpositionen. Der mit dem Bezugszeichen A bezeichnete Punkt ist die Position der Schraube 30a des Längslenkers 30 an der linken Seite des Fahrzeugs, das ist der Punkt, an dem der Achsschenkel 24 die Welle 17a des Motors 17 schneidet. Ähnlich befindet sich an der rechten Seite des Fahrzeugs der mit dem Bezugszeichen A versehene Punkt dort, wo der Achsschenkel 36 die Welle des Motors 18 schneidet.
Wenn das Schwenkpositionssignal erzeugt wird, stoppt die Hinterradlenk winkel-Steuereinrichtung 60 den Antrieb des Motors 53, um die Betätigung der Hydraulikpumpe 52 zu stoppen (Schritt S42), und liefert ein Hinterradlenkendesignal an die Schwenksteuereinrichtung 70 (Schritt S43). Ferner lässt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 die Lampe 49 blinken und lässt den Summer 50 einen kontinuierlichen Ton erzeugen (Schritt S44) und setzt ein Hinterradlenkflag F auf "1 " (Schritt S45). Das Hinterradlenkflag F ist anfänglich auf "0" gesetzt.
Bei Bestimmung in Schritt S31, dass der Modusschalter 61 ausgeschaltet wird, bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das Hinterradlenkflag F "1 " ist oder nicht (Schritt S46). Wenn das Hinterradlenkflag "0" ist, endet der Betrieb dieser Routine. Wenn andererseits das Hinterradlenkflag F gleich "1 " ist, bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob die Fahrzeugschwenkgeschwindigkeit bei 0 km/h liegt oder nicht (Schritt S47). Dies wird von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 79 erfasst. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 79 kann irgendein Sensor sein, der erfassen kann, dass die Drehungen der Hinterräder 15, 16 gestoppt sind. Wenn die Fahrzeugschwenkgeschwindigkeit nicht bei 0 km/h liegt, d.h. wenn das Fahrzeug 1 schwenkt, führt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 eine Stoppsteuerung durch, um das Schwenken des Fahrzeugs 1 zu stoppen (Schritt S48). Diese Stoppsteuerung kann beinhalten, den Motoren 17, 18 ein Bremssignal zuzuführen, oder die Drehungen der Hinterräder 15, 16 zu bremsen, indem der Bremssattel 35 mit der Bremsscheibe 33 des linken Hinterrads in Kontakt gebracht wird und in ähnlicher Weise ein Bremssattel in Kontakt mit einer zugeordneten Bremsscheibe des rechten Hinterrads (beide nicht gezeigt) in Kontakt gebracht wird.
Wenn das Fahrzeug gestoppt ist und die Schwenkgeschwindigkeit bei 0 km/h liegt, wurde der Modusschalter 61 ausgeschaltet, um den ursprünglichen Geradeausfahr-Lenkwinkel für die linken und rechten Hinterräder 15, 16 wiederherzustellen, die auf die einwärts zueinander geneigte Stellung mit einem zum Schwenken geeigneten Lenkwinkel gesteuert wurden, so dass die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 die Tonquelle 77 eine Stimmmitteilung erzeugen lässt (Schritt S49). Die in Schritt S49 erzeugte Stimmmitteilung kann eine Mitteilung sein, um die Aufmerksamkeit des Fahrers zu erregen, wie etwa "Die Hinterräder werden zurückgestellt", die in der Tonquelle 77 als Audiosignal erzeugt wird und durch den Lautsprecher 78 ausgegeben wird. Nach Ausführung von Schritt S49 liefert die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 ein Schwenkstoppanweisungs signal an die Schwenksteuereinrichtung 70 (Schritt S50), lässt den Motor 53 die Hydraulikpumpe 52 betreiben (Schritt S51) und stoppt den Betrieb des Solenoids 54a des Magnetventils 54 im erregten Zustand (Schritt S52). Zusätzlich lässt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 die Lampe 49 blinken und lässt den Summer 50 einen intermittierenden Ton erzeugen (Schritt S53). Die Ausführung der Schritte S51 und S52 bewirkt, dass die Hydraulikpumpe 52 Öl in dem Öltank 51 ausgibt und die Innenwege des Magnetventils 54 so geschaltet werden, dass das abgegebene Öl den Ölkammern 41a, 42a der jeweiligen Zylinder 41, 42 durch das Magnetventil 54 zugeführt wird. Andererseits stehen die Ölkammern 41b, 42b der Hydraulikzylinder 41, 42 mit dem Öltank 51 durch das Magnetventil 54 in Verbindung, um das Öl in den Ölkammern 41b, 42b durch das elektromangetische Öl 54 zum Öltank 51 zurückzuführen. Daher wird das von dem Öltank 51 durch die Hydraulikpumpe 52 abgegebene Öl den Ölkammern 41a, 42a zugeführt, um hierdurch die Volumina der Ölkammern 41a, 42a zu erhöhen, um die Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41b, 42b hin zu drücken. Die Bewegungen der Kolben 47, 48 zu den Ölkammern 41b, 42b hin bewirkt zugeordnete Bewegungen der Stangen 43, 44 und der Lenker 45, 46 zum Heck des Fahrzeugs hin.
Wenn sich der Lenker 45 zum Heck des Fahrzeugs bewegt, werden die linken und rechten Achsschenkelarme 24b, 36b durch die linken und rechten Verbindungsarme 32, 40 jeweils zum Heck des Fahrzeugs gedrückt, um Schwenkbewegungen der linken und rechten Hinterräder 15, 16 in Bezug auf die Tragwellen der Achsschenkel 24, 26 zu bewirken, so dass die Räder 15, 16 in der Geradeausfahrrichtung des Fahrzeugs orientiert werden. Insbesondere bewirkt die Bewegung des Lenkers 45 Schwenkbewegungen der Hinterreifen 13, 14, der Motoren 17, 18, der Achsschenkel 24, 36 und der Abschnitte, die mit den drehenden Wellen 17a, 18a der Motoren 17, 18 gekoppelt sind, sowie der Hinterräder 15, 16.
Während der Schwenkbewegungen der linken und rechten Räder 15, 16 blinkt die Lampe 49, während der Summer 50 einen intermittierenden Alarmton erzeugt.
Nach Ausführung von Schritt S53 bestimmt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, ob das Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt wurde oder nicht (Schritt S54). Wenn sich die Lenkstange 46 zu einer Position in der Nähe der Hydraulikzylinder 41, 42 bewegt, erzeugt der Lenkersensor 63 das Geradeausfahr-Positionssignal. Wenn das Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt ist, werden die linken und rechten Hinterräder 15, 16 allgemein in die ursprüngliche Geradeausfahrstellung zurückgebracht, wie in 11 dargestellt.
Wenn das Geradeausfahr-Positionssignal erzeugt ist, stoppt die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 den Betrieb der Hydraulikpumpe 52 (Schritt S55), stoppt den Betrieb des Schaltsperrmechanismus 55 (Schritt S56), stoppt den Betrieb der Lampe 49 und des Summers 50 (Schritt S57) und setzt das Hinterradlenkflag F auf "0" (Schritt S58).
Dann bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70 in der in 18 dargestellten Schwenksteuerroutine zuerst, ob das Hinterradlenkendesignal erzeugt wurde (Schritt S61). Wenn die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 das Lenkendesignal im vorgenannten Schritt S43 erzeugt hat, wird das Lenkendesignal der Schwenksteuereinrichtung 70 zugeführt.
Bei Empfang des Lenkendesignals gibt die Schwenksteuereinrichtung 70 das Rücksetzsignal frei (Schritt S62). Da die Motoren 17, 18 normalerweise das Rücksetzsignal von der Schwenksteuereinrichtung 70 erhalten und sich daher nicht drehen können, wird das den Motoren 17, 18 zugeführte Rücksetzsignal gestoppt, um diese in einen Motorbetriebs-Wartezustand zu versetzen. Anzumerken ist, dass nach Ausführung von Schritt S62 die Vorderräder in Antwort auf eine Betätigung des Lenkrads 92 nicht gelenkt werden, da das Fahrzeug in dem Schwenkmodus ist, in dem die Schwenksteuerung durchgeführt wird, bis das Rücksetzsignal in einem später beschriebenen Schritt S74 erzeugt wird.
Nach Ausführung von Schritt S62 lässt die Schwenksteuereinrichtung 70 die Tonquelle 77 eine Stimmmitteilung erzeugen (Schritt S63). Die in Schritt S63 erzeugte Stimmmitteilung kann eine Mitteilung sein, um den Fahrer aufzufordern, das Lenkrad 92 zu betätigen, wie etwa "Bestimme Schwenkwinkel durch Betätigung des Lenkrads", die in der Tonquelle 77 als Audio-Signal erzeugt und durch den Lautsprecher 78 ausgegeben wird.
Nach Ausführung von Schritt S63 bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70, ob der Bremsschalter 76 eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S71). Wenn der Bremsschalter 76 eingeschaltet ist, geht die Schwenksteuerroutine zu Schritt S72 weiter, wo die Motoren 17, 18 ein Bremssignal erhalten. Das den Motoren 17, 18 zugeführte Bremssignal bewirkt, dass die Drehungen der Motoren 17, 18 gebremst werden.
Wenn hingegen der Bremsschalter 76 ausgeschaltet wird, bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70, ob das Lenkrad 92 betätigt wurde (Schritt S64). Wenn das Lenkrad 92 betätigt wurde, liest die Schwenksteuereinrichtung 70 die von dem Lenkwinkelsensor 69 und dem Drehrichtungssensor 89 erfassten Daten (Schritt S65). Dann bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70, ob das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wurde (Schritt S66). Wenn der Fahrer das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn gedreht hat, ermittelt die Schwenksteuereinrichtung 70 einen Lenkwinkel aus den vom Lenkwinkelsensor 69 erfassten Daten, um einen Antriebsbetrag entsprechend dem Lenkwinkel zu berechnen (Schritt S67), und treibt die Motoren 17, 18 an, so dass sie sich um den berechneten Antriebsbetrag in Vorwärtsrichtung drehen (Schritt S68). Wenn hingegen der Fahrer das Lenkrad 92 im Uhrzeigersinn gedreht hat und nicht im Gegenuhrzeigersinn, ermittelt die Schwenksteuereinrichtung 70 einen Lenkwinkel aus den vom Lenkwinkelsensor 69 erfassten Daten, um den Antriebsbetrag entsprechend dem Lenkwinkel zu berechnen (Schritt S69) und betreibt die Motoren 17, 18 so, dass sie sich um den berechneten Antriebsbetrag rückwärts drehen (Schritt S70).
Wenn der Fahrer das Lenkrad 92 nicht betätigt, geht die Schwenksteuerroutine zu einem später beschriebenen Schritt S73 weiter.
Wenn die Vorgänge der Schritte S64 bis S72 anzeigen, dass der Fahrer das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn betätigt hat, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 den Motoren 17, 18 ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal zum Spezifizieren der Vorwärtsdrehung, wodurch sich die Motoren 17, 18 in Antwort auf das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal in Vorwärtsrichtung drehen, um die Hinterräder 15, 16 drehend anzutreiben, so dass das Fahrzeug gegen den Uhrzeigersinn schwenkt. Das Fahrzeug wird um einen Betrag gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt, der einem Drehwinkel (Lenkwinkel) von einem Bezugswinkel (Neutralstellung) des Lenkrads 92 entspricht. Wenn andererseits der Fahrer das Lenkrad 92 in Uhrzeigerrichtung betätigt, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 dem Motor 17, 18 ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal zum Spezifizieren der Rückwärtsdrehung, wodurch sich die Motoren 17, 18 in Antwort auf das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal rückwärts drehen, um die Hinterräder 15, 16 anzutreiben, wodurch das Fahrzeug im Uhrzeigersinn verschwenkt. Das Fahrzeug wird im Uhrzeigersinn um einen Betrag verschwenkt, der einem Drehwinkel (Lenkwinkel) von einem Bezugswinkel (Neutralstellung) des Lenkrads 92 entspricht. Die Mitte, um die das Fahrzeug nach links oder nach rechts verschwenkt, befindet sich in einem Mittelabschnitt der Drehachse der Vorderräder 4, 5, wie oben erwähnt (in 11 mit dem Bezugszeichen B bezeichnet). Wenn der Bremsschalter 76 eingeschaltet wird, liefert die Schwenkssteuereinrichtung 70 den Motoren 17, 18 ein Bremssignal, um die Drehung der Motoren 17, 18 zu bremsen.
Bei Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb der Motoren 17, 18, wie oben beschrieben, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 ein Motorhauptsignal zu der Relaiseinheit 71. In der Relaiseinheit 71 wird die Relaiswicklung 81 in Antwort auf das Motorhauptsignal erregt, um den Relaisschalter 83 einzuschalten. Der so eingeschaltete Relaisschalter 83 bewirkt einen Stromfluss von dem positiven Anschluss der Batterie 86 durch die Sicherung 85, den Relaisschalter 83 und die Motoren 17, 18 in den negativen Anschluss der Batterie 86. Auf diese Weise wird an die Motoren 17, 18 eine Ausgangsspannung der Batterie 86 angelegt, um eine Vorwärtsdrehung oder Rückwärtsdrehung davon zu bewirken.
Nach Ausführung von Schritt S68, S70 oder S72 bestimmt die Schwenk steuereinrichtung 70, ob ihr das Schwenkstoppanweisungssignal zugeführt wurde oder nicht (Schritt S73). Wenn der Modusschalter 61 ausgeschaltet wurde, damit die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 das Schwenkstoppanweisungssignal im vorgenannten Schritt S42 erzeugt, wird das Schwenkstoppanweisungssignal der Schwenksteuereinrichtung 70 zugeführt. Wenn kein Schwenkstoffanweisungssignal zugeführt wird, kehrt die Schwenksteuereinrichtung 70 zum Schritt S71 zurück, um die vorgenannten Vorgänge zu wiederholen. Andererseits beendet das Schwenkstoppanweisungssignal, wenn zugeführt, den Schwenkvorgang des Fahrzeugs, so dass die Schwenksteuereinrichtung 70 den Motoren 17, 18 das Rücksetzsignal zuführt (Schritt S74), wonach diese Routine endet. Das den Motoren 17, 18 zugeführte Rücksetzsignal führt zu einem Sperren der Motoren 17, 18, die hierdurch in einen Drehsperrzustand versetzt werden.
Um einen Schwenkvorgang durchzuführen, schaltet der Fahrer zuerst das Getriebe in die P-Stellung, um einen Übergang zum Schwenkmodus zu erlauben, und schaltet anschließend den Modusschalter 61 ein. Im Ergebnis wird das Fahrzeug in den Schwenkmodus versetzt, und wenn die linken und rechten Vorderräder 4, 5 nicht in der Fahrzeug-Geradeausfahrrichtung ausgerichtet sind, lässt die Schwenksteuereinrichtung 70 die Tonquelle 77 eine Mitteilung von dem Lautsprecher 78 erzeugen "Das Lenkrad wird in die Neutralstellung zurückgebracht" und treibt den Motor 110 des Lenkmechanismus drehend an, so dass die linken und rechten Vorderräder 4, 5 in die Geradeausfahrrichtung zu verschwenken beginnen. Anders gesagt, die linken und rechten Vorderräder 4, 5 werden so angetrieben, dass sie sich in der Geradeausfahrrichtung orientieren, ohne dass der Fahrer das Lenkrad 92 bedienen muss.
Wenn die linken und rechten Vorderräder 4, 5 in der Fahrzeug-Geradeausfahrrichtung orientiert sind, beginnen die linken und rechten Hinterräder 15, 16, sofern sie in der Fahrzeug-Geradeausfahrrichtung orientiert sind, mit Schwenkbewegungen um deren vertikale Achsen. Während der Schwenkbewegungen blinkt die Lampe 49 und der Summer 50 erzeugt einen intermittierenden Alarmton. Wenn die linken und rechten Hinterräder 15, 16 in die einwärts zueinander schräge Stellung gebracht sind, wie zuvor in 8 erläutert, leuchtet die Lampe 49 kontinuierlich, und der Summer 50 erzeugt einen kontinuierlichen Alarmton. Zusätzlich lässt die Schwenksteuereinrichtung 70 die Tonquelle 77 von dem Lautsprecher 78 eine Mitteilung erzeugen, wie etwa "Bestimme den Schwenkwinkel durch Betätigung des Lenkrads". Der Fahrer erkennt durch die leuchtende Lampe 49 oder den kontinuierlichen Alarmton des Summers 50 die Mitteilung, dass der Schwenkbetrieb freigegeben ist.
Wenn dann der Fahrer das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn dreht, drehen sich die Motoren 17, 18 in Vorwärtsrichtung, um Vorwärtsdrehungen der Hinterräder 15, 16 zu bewirken, so dass das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn schwenkt. Der Betrag, um den das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn schwenkt, ist ein Winkelabstand entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads 92 im Gegenuhrzeigersinn. Wenn hingegen der Fahrer das Lenkrad 92 im Uhrzeigersinn dreht, drehen sich die Motoren 17, 18 rückwärts, um Rückwärtsdrehungen der Hinterräder 15, 16 zu bewirken, so dass das Fahrzeug im Uhrzeigersinn verschwenkt. Der Betrag, um den das Fahrzeug im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, ist der Winkelabstand entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads 92 im Uhrzeigersinn. Um den Schwenkbetrieb zu stoppen, schaltet der Fahrer den Bremsschalter 76 ein. Auf diese Weise werden die Motoren 17, 18 gebremst, um die Drehungen der Motoren 17, 18 zu stoppen, d.h. die Drehungen der Hinterräder 15, 16.
Nachdem der Fahrer einen gewünschten Schwenk durchgeführt hat, schaltet der Fahrer den Modusschalter 61 aus. Bei ausgeschaltetem Modusschalter 61 blinkt die Lampe 49 und der Summer 50 erzeugt einen intermittierenden Alarmton. Dann beginnen die linken und rechten Hinterräder 15, 16, nun in der einwärts zueinander schrägen Stellung mit Schwenkbewegungen um die vertikalen Achsen, um sich in der Fahrzeug-Geradeausfahrrichtung zu orientieren. Wenn die linken und rechten Hinterräder 15, 16 in die ursprüngliche Fahrzeug-Geradeausfahrrichtung zurückgekehrt sind, blinkt die Lampe 49 nicht mehr, und der Summer 50 erzeugt keinen intermittierenden Alarmton mehr. Der Fahrer erkennt durch die nichtleuchtende Lampe 49 oder den gestoppten intermittierenden Alarmton des Summers 50, dass der Schwenkmodus beendet wurde, um das Fahrzeug in den Normalmodus zurückzuversetzen.
Wie oben erwähnt, ist der Betrag, um den das Fahrzeug gegen den Uhrzeigersinn oder rechts verschwenkt wurde, ein Winkelabstand entsprechend einem Drehwinkel des Lenkrads 92. Zu diesem Zweck kann eine Antriebszeit entsprechend einem Drehwinkel des Lenkrads 92 vorab in einem Speicher gespeichert sein, so dass eine Antriebszeit entsprechend einem vom Lenkwinkelsensor 69 erfassten Drehwinkel des Lenkrads 92 den Motoren 17, 18 mit einer Ausgangsspannung der Batterie 86 über diese Antriebszeit zugeführt wird. Alternativ kann eine Anzahl von Treiberimpulsen entsprechend einem Drehwinkel des Lenkrads 92 erzeugt und den Motoren 17, 18 zugeführt werden, um zu Fahrzeugkarosserie 1 um einen Winkelabstand entsprechend dem Drehwinkel des Lenkrads 92 zu verschwenken. Alternativ kann ferner der Winkelabstand, um den die Fahrzeugkarosserie tatsächlich verschwenkt wurde, von einem Sensor erfasst werden, um die Motoren 17, 18 anzutreiben, bis die Fahrzeugkarosserie um einen Winkelabstand verschwenkt ist, der einem Drehwinkel des Lenkrads 92 entspricht. Anzumerken ist, dass das den Motoren 17, 18 bei deren Antrieb zugeführte Geschwindigkeitssignal ein Signal ist, um die Motoren 17, 18 mit konstanter Geschwindigkeit zu drehen.
In der vorstehenden Ausführung entspricht das Lenkrad 92 einem Lenkmittel, und der Drehrichtungssensor 69 entspricht einem Erfassungsmittel. Der Modusschalter 61 entspricht einem Moduswählmitel. Der vorgenannte Lenkmechanismus entspricht einem Lenkmittel. Die Anordnung zum Eingriff des Achsschenkels 24 mit dem Längslenker 30 bildet ein Drehlagermittel, das eines der linken und rechten Räder in Bezug auf eine zum Boden orthogonale Achse drehbar hält, und die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60, welche die Schritte S32 und S34 ausführt, entspricht einem Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob der Fahrzeugbetriebszustand einer vorbestimmten Bedingung genügt oder nicht.
Die Anordnung, umfassend die Hydraulikzylinder 41, 42, die Stangen 43, 44, den Öltank 51, die Pumpe 52, den Motor 53, das Magnetventil 54, die Lenkstangen 45, 46 und die Verbindungsarme 32, 40 bilden ein Drehpositionshaltemittel. Die Motoren 17, 18 entsprechen einem Schwenkantriebsmittel zum Ausüben von Drehmomenten auf das eine Paar der linken und rechten Räder zum Verschwenken des Fahrzeugs.
Da die vorstehende Ausführung für ein mit einem Automatikgetriebe ausgestattetes Fahrzeug beschrieben wurde, bestimmt Schritt S32, ob die Schaltstellung des Getriebes in der P-Stellung ist oder nicht. Bei einem mit einem Handschaltgetriebe ausgestatteten Fahrzeug kann Schritt S32 bestimmen, ob die Schaltstellung in einer Neutralstellung ist oder nicht, oder ob eine Parkbremse betätigt wurde oder nicht. Alternativ kann Schritt S32 bestimmen, ob die Schaltstellung in der P-Stellung oder der Neutralstellung ist, und ob die Parkbremse betätigt wurde oder nicht. Durch Erfassung, dass die Schaltstellung des Getriebes des Fahrzeugs in der P-Stellung oder der N-Stellung ist, oder dass die Parkbremse betätigt wurde, zur Bestimmung, dass das Fahrzeug steht, kann man erfassen, dass das Fahrzeug nicht nur vorübergehend gestoppt ist, um hierdurch zu verhindern, dass das Fahrzeug während eines Schwenkvorgangs vorwärts oder rückwärts fährt.
Da ferner die vorstehende Ausführung für ein Fahrzeug mit Frontantrieb beschrieben wurde, werden im Schwenkmodus die Hinterräder in die einwärts zueinander schräge Stellung verschwenkt. Bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb werden hingegen die Vorderräder in eine ähnlich einwärts zueinander schräge Stellung verschwenkt. Im letzteren Fall werden die Vorderräder in vorbestimmten Winkelstellungen entlang tangentialer Richtungen eines Bogens fixiert, dessen Bogenmitte in einem Mittelabschnitt der Drehachse zwischen den Hinterrädern angeordnet ist.
Obwohl in der vorstehenden Ausführung jedes der Hinterräder mit dem separaten Motor 17 oder 18 versehen ist, können die Motoren auch in den jeweiligen Hinterrädern ausgebildet sein.
Ferner wird in der vorstehenden Ausführung während eines Schwenkvorgangs in Antwort auf Betätigung des Bremsschalters 76, der mit dem Lenkrad 92 integriert ist, eine Bremsung durchgeführt. Alternativ kann die Bremse während eines Schwenkvorgangs in Antwort darauf ausgeführt werden, dass der Fahrer auf das Bremspedal drückt. Im letzteren Fall bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 70, wie in 19 gezeigt, ob der Fahrer das Bremspedal niedergedrückt hat oder nicht (Schritt S71a), und die Schwenksteuerroutine geht zu Schritt S72 weiter, wenn der Fahrer auf das Bremspedal gedrückt hat, um hierdurch die Drehungen der Motoren 17, 18 zu bremsen.
Ferner kann den Motoren 17, 18 ein schwacher Strom zugeführt werden, wenn der Fahrer auf das Bremspedal drückt; um das Schwenken des Fahrzeugs zu stoppen. Dieses Anlegen eines schwachen Stroms erfolgt zum Implementieren einer schwachen Bremsung mittels des Bremspedals durch Ausüben eines Drehmoments, wie etwa eines Kriechdrehmoments eines Automatikgetriebes während der Schwenkstoppsteuerung.
Obwohl in der vorstehenden Ausführung die Fahrzeugkarosserie um einen Winkelabstand entsprechend einem Drehwinkel des Lenkrads 92 verschwenkt wird, kann die Fahrzeugkarosserie auch mit einer Geschwindigkeit verschwenkt werden, die einem Drehwinkel des Lenkrads 92 entspricht. Im letzteren Fall kann, wie in 20 gezeigt, die Schwenksteuereinrichtung 70 die Tonquelle 77 eine Stimmmitteilung erzeugen lassen, wie etwa "Drehen Sie das Lenkrad in der Richtung, in der Sie das Fahrzeug schwenken möchten" (Schritt S63a). Wenn in Schritt S66 bestimmt wird, dass der Fahrer das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn dreht, ermittelt die Schwenksteuereinrichtung 70 einen Lenkwinkel aus vom Lenkwinkelsensor 69 erfassten Daten und setzt eine Schwenkgeschwindigkeit, die dem Lenkwinkel entspricht (Schritt S75), gibt ein Geschwindigkeitssignal aus, das die Schwenkgeschwindigkeit anzeigt (Schritt S761, und treibt die Motoren 17, 18 in Vorwärtsrichtung an (Schritt S77). Wenn hingegen der Fahrer das Lenkrad 92 im Uhrzeigersinn und nicht im Gegenuhrzeigersinn dreht, ermittelt die Schwenksteuereinrichtung 70 in ähnlicher Weise einen Lenkwinkel aus einem Bezugswinkel von Daten, die vom Lenkwinkelsensor 69 erfasst sind, setzt eine Schwenkgeschwindigkeit, die dem Lenkwinkel entspricht (Schritt S781, gibt ein Geschwindigkeitssignal aus, das die Schwenkgeschwindigkeit anzeigt (Schritt S79), und treibt die Motoren 17, 18 rückwärts an (Schritt S80).
Die Schwenkgeschwindigkeit wurde zuvor in einem nicht gezeigten Speicher, etwa einer Tabelle, gespeichert, so dass die Schwenkgeschwindigkeit höher wird, wenn der Lenkwinkel größer wird, so dass die Schwenk geschwindigkeit unter Verwendung dieser Tabelle in den Schritten S75 und S78 bestimmt wird.
Das Geschwindigkeitssignal wird von der Schwenksteuereinrichtung 70 den Motoren 17, 18 durch einen Geschwindigkeitseinstellwiderstand 72 zugeführt, und die Motoren 17, 18 drehen sich in Antwort hierauf mit einer von dem Geschwindigkeitssignal vorgegebenen Geschwindigkeit zur Drehung der Hinterräder 15, 16. Wenn der Fahrer das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn dreht, drehen sich die Motoren 17, 18 vorwärts, um die Hinterräder 15, 16 vorwärts zudrehen, so dass das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Die Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, entspricht einem Lenkwinkel des Lenkrads 92. Wenn der Fahrer hingegen das Lenkrad 92 im Uhrzeigersinn dreht, drehen sich die Motoren 17, 18 rückwärts, um die Hinterräder 15, 16 rückwärtszudrehen, so dass das Fahrzeug im Uhrzeigersinn verschwenkt. Die Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug im Uhrzeigersinn verschwenkt, entspricht einem Lenkwinkel des Lenkrads 92.
Ferner werden in der vorstehenden Ausführung die Hinterräder 15, 16 von den Motoren 17, 18 angetrieben, die als Antriebsquellen dienen, um die Fahrzeugkarosserie 1 zu verschwenken. Ferner kann an die Vorderräder 4, 5, an die im normalen Fahrmodus ein Fahrdrehmoment von dem Motorkörper 2 angelegt wird, ein Schwenkmodusdrehmoment in voneinander unterschiedliche Drehrichtungen angelegt werden, um die Fahrzeugkarosserie 1 zu verschwenken. Es folgt eine Beschreibung anhand eines Vierradfahrzeugs, welches an die jeweiligen Vorderräder 4, 5 Drehmomente in voneinander unterschiedliche Drehrichtungen anlegt, um die Fahrzeugkarosserie 1 zu verschwenken.
Wie in 21 dargestellt, umfasst die oben genannte Antriebsachse 3 Antriebsachssen 3a, 3b, die in einem Differential 95 vorgesehen sind. Ein an dem Gehäuse 95a des Differentials 95 befestigtes Ringrad 96 kämmt mit einem Antriebsrad 97, das von einem Motorkörper 2 drehend angetrieben wird. Ein Stopper 101 ist mit den Zähnen des Ringrads 96 durch einen nicht gezeigten Mechanismus in Eingriff bringbar, so dass die Drehung des Ringrads 96 zwangsweise gestoppt wird, wenn der Stopper 101 mit dem Ringrad 96 in Eingriff tritt. Der Stopper 101 wird von einer Stoppertreibereinheit 102 angetrieben, wie später in 22 beschrieben, zum Eingriff mit dem Ringrad 96.
Ein weiteres Zahnrad 98 ist an der Antriebsachse 3a zur gemeinsamen Drehung mit der Antriebsachse 3a angebracht. Das Zahnrad 98 kämmt mit dem Antriebszahnrad 99. Das Antriebszahnrad 99 wird von einem Motor 100 drehend angetrieben. Der Motor 100, der als Antriebsquelle zum Schwenken der Fahrzeugkarosserie 1 dient, dreht sich vorwärts, um die Fahrzeugkarosserie im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken, und dreht sich rückwärts, um die Fahrzeugkarosserie 1 im Uhrzeigersinn zu verschwenken.
Da hier im Schwenkmodus an keines der Hinterräder 15, 16 ein Drehmoment ausgeübt wird, sind die Motoren 17, 18 in 11 nicht erforderlich.
Die Schwenksteuereinrichtung 70 führt eine Schwenksteuerroutine aus, die sich jedoch von der in 18 dargestellten Schwenksteuerroutine darin unterscheidet, dass sie den Antrieb des Motors 100 sowie des Stoppers 101 steuert. Die Schwenksteuereinrichtung 70 ist mit dem Stopper 101 durch eine Stoppertreibereinheit 102 verbunden, wie in 22 dargestellt. In der in 23 dargestellten Schwenksteuerroutine gibt die Schwenksteuereinrichtung 70 bei Zufuhr eines Lenkendesignals in Schritt S62 das Rücksetzsignal aus und betätigt dann den Stopper 101 durch die Stoppertreibereinheit 102 (Schritt S81). Der Motor 100 erhält normalerweise das Rücksetzsignal von der Schwenksteuereinrichtung 70 und kann sich daher nicht drehen, so dass das dem Motor 100 zugeführte Rücksetzsignal gestoppt wird, um den Motor 100 in einen Betriebswartezustand zu versetzen. Der Stopper 101 greift bei Betätigung in das Ringrad 96 ein, um diese gemeinsam mit dem Gehäuse 95a festzuhalten, um eine Drehung des Ringrads 96 zu verhindern.
Wenn in Schritt S66 bestimmt wird, dass der Fahrer das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn dreht, ermittelt die Schwenksteuereinrichtung 70 einen Lenkwinkel aus von dem Lenkwinkelsensor 69 erfassten Daten, um den Antriebsbetrag entsprechend dem Lenkwinkel zu berechnen (Schritt S67) und lässt den Motor 100 um den berechneten Antriebsbetrag vorwärts drehen (Schritt S82). Wenn hingegen der Fahrer das Lenkrad 92 im Uhrzeigersinn dreht und nicht im Gegenuhrzeigersinn, ermittelt die Schwenksteuereinrichtung 70 in ähnlicher Weise einen Lenkwinkel aus von dem Lenkwinkelsensor 69 erfassten Daten, zur Berechnung eines Antriebsbetrags entsprechend dem Lenkwinkel (Schritt S69), und lässt den Motor 100 um den berechneten Antriebsbetrag rückwärts drehen (Schritt S83). Wenn in Schritt S71 bestimmt wird, dass der Bremsschalter 76 eingeschaltet ist, geht die Steuerroutine zu Schritt S72 weiter, wo die Schwenksteuereinrichtung 70 dem Motor 100 ein Bremssignal zuführt.
Wenn der Fahrer das Lenkrad 92 im Gegenuhrzeigersinn dreht, ermöglichen die vorstehenden Schritte, dass die Schwenksteuereinrichtung 70 dem Motor 100 ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal zuführt, um die Vorwärtsdrehung zu spezifizieren, wodurch sich der Motor in Antwort auf das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal vorwärts dreht. Da die Vorwärtsdrehung des Motors 100 durch das Antriebszahnrad 99 und das Zahnrad 98 auf die Antriebsachse 3a übertragen wird, dreht sich die Antriebsachse 3a und hiermit das linke Vorderrad 4, wie in 24 mit dem Pfeil X angegeben. Zusätzlich bewirkt die Drehung der Antriebsachse 3a, dass sich ein Seitenrad 95b in dem Differential 95 dreht. Die Drehung des Seitenrads 95b wird auf das andere Seitenrad 95e übertragen, nachdem sie durch die zwei Ritzel 95c, 95d in eine Rückwärtsdrehung gewandelt wurde. Auf diese Weise dreht das andere Seitenrad 95e das rechte Rad 5 durch die Antriebsachse 3b rückwärts, wie in 24 mit dem Pfeil Y gezeigt, und zwar in einer Richtung, die der Drehrichtung des linken Rads 4 entgegengesetzt ist. Daher dreht sich das Vorderrad 4 in der Richtung, in der das Fahrzeug vorwärts fährt, wohingegen sich das rechte Vorderrad 5 in der Richtung dreht, in der das Fahrzeug rückwärts fährt, so dass die Fahrzeugkarosserie 1 um die Mitte, die sich in einem Mittelabschnitt der Drehachse der Vorderräder 4, 5 (in 11 mit dem Bezugszeichen B versehen) befindet, nach links schwenkt, wodurch sich die schwenkbaren Hinterräder 15, 16 entsprechend der Schwenkbewegung des Fahrzeugs nach links drehen.
Wenn hingegen der Fahrer das Lenkrad 92 im Uhrzeigersinn dreht, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 dem Motor ein Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal, um die Rückwärtsdrehung zu spezifizieren, wodurch sich der Motor 100 in Antwort auf das Vorwärts/Rückwärtsdrehsignal rückwärts dreht. Da die Rückwärtsdrehung des Motors 100 durch das Antriebsrad 99 und das Rad 98 auf die Antriebsachse 3a übertragen wird, dreht sich die Antriebsachse 3a, um das linke Vorderrad 4 in der Richtung zu drehen, die zu der in 24 mit dem Pfeil X bezeichneten Richtung entgegengesetzt ist. Zusätzlich bewirkt die Drehung der Antriebsachse 3a, dass ein Seitenrad 95b in dem Differential 95 dreht. Die Drehung des Seitenrads 95b wird auf das andere Seitenrad 95e übertragen, nachdem deren Drehrichtung von den zwei Ritzeln 95c, 95d umgekehrt wurde. Auf diese Weise dreht das andere Seitenrad 95e das rechte Rad 5 durch die Antriebsachse 3b in der Richtung, die der in 24 mit dem Pfeil Y bezeichneten Richtung entgegengesetzt ist. Somit dreht sich das linke Vorderrad 4 in der Richtung, in der das Fahrzeug rückwärts fährt, während sich das rechte Vorderrad 5 in der Richtung dreht, in der das Fahrzeug vorwärts fährt, so dass die Fahrzeugkarosserie um die Mitte, die sich in einem Mittelabschnitt der Drehachse der Vorderräder 4, 5 (in 11 mit dem Bezugszeichen B bezeichnet), im Uhrzeigersinn schwenkt, wodurch sich die schwenkbaren Hinterräder 15, 16 entsprechend dem Verschwenken des Fahrzeugs nach rechts drehen.
Wenn der Bremsschalter 76 eingeschaltet wird, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 dem Motor 100 ein Bremssignal, um die Drehung des Motors 100 zu bremsen.
Bei Vorwärts- oder Rückwärtsdrehbetrieb des Motors 100, wie oben beschrieben, liefert die Schwenksteuereinrichtung 70 der Relaiseinheit 71 ein Motorhauptsignal. In der Relaiseinheit 71 wird die Relaiswicklung 81 in Antwort auf das Motorhauptsignal erregt, um den Relaisschalter 83 einzuschalten. Der somit eingeschaltete Relaisschalter 83 bewirkt einen Stromfluss von dem positiven Anschluss der Batterie 86 durch die Sicherung 85, den Relaisschalter 83 und den Motor 100 in dem negativen Anschluss der Batterie 86. Auf diese Weise wird an den Motor 100 eine Ausgangsspannung der Batterie 86 angelegt, so dass sich dieser vorwärts oder rückwärts dreht.
Nach Ausführung von Schritt S82, S83 oder S72 bestimmt die Schwenk steuereinrichtung 70, ob ihr das Schwenkstoppanweisungssignal zugeführt wurde (Schritt S73). Wenn der Modusschalter 61 ausgeschaltet wurde, damit die Hinterradlenkwinkel-Steuereinrichtung 60 im vorgenannten Schritt S42 das Schwenkstoppanweisungssignal erzeugt, wird das Schwenkstoppanweisungssignal der Schwenksteuereinrichtung 70 zugeführt. Wenn kein Schwenkstoppanweisungssignal zugeführt wird, kehrt die Schwenksteuereinrichtung 70 zu Schritt S84 zurück, um die obigen Vorgänge zu wiederholen. Andererseits beendet das Schwenkstoppanweisungssignal, wenn zugeführt, den Schwenkbetrieb des Fahrzeugs, so dass die Schwenksteuereinrichtung 70 das Rücksetzsignal dem Motor 100 zuführt (Schritt S74), und stoppt den Betrieb des Stoppers 101 mittels der Stoppertreibereinheit 102 (Schritt S84), wonach diese Routine endet. Das dem Motor 100 zugeführte Rücksetzsignal führt zu einer Sperrung des Motors 100, der somit in einen Drehsperrzustand versetzt wird. Wenn der Betrieb des Stoppers 101 gestoppt wird, wird der Eingriff des Stoppers 101 mit dem Ringrad 96 freigegeben, so dass sich das Ringrad 96 mit dem Gehäuse 95a durch die Drehung des Antriebszahnrads 97 drehen kann.
Obwohl in den vorstehenden jeweiligen Ausführungen die linken und rechten Räder gleichzeitig durch ein Zylinderpaar unter Druck gesetzt werden, können die linken und rechten Räder einzeln angetrieben werden, oder an sie kann eine Antriebskraft in Querrichtung des Fahrzeugs angelegt werden. Beispielsweise können die linken und rechten Achsschenkelarme 24b, 36b direkt ohne Zwischenschaltung der Lenkstange 45 und der jeweiligen Arme 32, 40 bewegt werden. Alternativ kann die Antriebskraft auf zahlreiche andere Weise ausgeübt werden, wie etwa mittels einer Differentialzahnstange.
Wie oben beschrieben, wird bei dem erfindungsgemäßen Vierradfahrzeug die Fahrzeugkarosserie an einer Stelle nahe dem Mittelpunkt der Drehachse der vorderen oder hinteren linken und rechten Räder des Fahrzeugs verschwenkt, wodurch es möglich ist, die Fahrzeugkarosserie mit einem relativ engen Schwenkradius zu verschwenken. Zusätzlich wird auch das Lenkmittel, wie etwa das Lenkrad, zur Verwendung im normalen Fahrmodus auch im Schwenkmodus benutzt, um den Schwenkbetrieb durchzuführen, wodurch die Bedienbarkeit während des Schwenkbetriebs verbessert werden kann. Ferner kann die Nutzung des Lenkmittels für den Schwenkbetrieb die Kosten reduzieren, im Vergleich zu einer Betätigungsvorrichtung, wie etwa einem Schalter, der für den Schwenkbetrieb zusätzlich vorgesehen werden müsste.
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, dessen Fahrzeugkarosserie mit einem relativ kleinen Schwenkradius und gut bedienbar seitlich verschwenkbar ist. Eines 15, 16 vorderer und hinterer Paare linker und rechter Räder, auf die von einer Antriebsquelle 2 kein Fahrdrehmoment ausgeübt wird, ist in Bezug auf jeweilige zum Boden orthogonale Achsen A, A schwenkbar. Zum Verschwenken der Fahrzeugkarosserie wird das eine Paar 15, 16 linker und rechter Räder in jeweiligen Winkelstellungen entlang tangentialer Richtungen eines Bogens festgehalten, der durch die zum Boden orthogonalen Achsen A, A des einen Paars 15, 16 linker und rechter Räder hindurchgeht und dessen Mitte B nahe dem Mittelpunkt einer Rotationsachse des anderen Paars 11, 12 linker und rechter Räder angeordnet ist. In diesen Winkelstellungen wird ein Drehmoment auf das eine Paar 15, 16 linker und rechter Räder ausgeübt, um die Fahrzeugkarosserie um die Nähe des Mittelpunkts B der Rotationsachse des anderen Paars 11, 12 linker und rechter Räder herum zu verschwenken.

Claims

Vierradfahrzeug mit einem vorderen Radpaar (4, 5), das von einer gemeinsamen Fahrantriebsquelle (2) angetrieben ist, einem davon nicht angetriebenen hinteren Radpaar (15, 16) sowie einem Schwenkmechanismus, umfassend: ein Paar von Achschenkeln (24, 30) zum drehbaren Halten des hinteren Radpaars (15, 16) in Bezug auf jeweilige zum Boden orthogonale Achsen (A, A); ein Drehpositionshaltemittel (32, 40–54) zum Halten des hinteren Radpaars (15, 16) in jeweiligen Winkelpositionen entlang tangentialen Richtungen eines Bogens, der durch die jeweiligen zum Boden orthogonalen Achsen (A, A) des hinteren Radpaars (15, 16) hindurchgeht, wobei ein Mittelpunkt (B) des Bogens nahe einem Mittelpunkt einer Rotationsachse des vorderen Radpaars (11, 12) angeordnet ist; und ein Schwenkantriebsmittel (17, 18; 100) zum Ausüben eines Drehmoments auf das vordere Radpaar (4, 5) oder das hintere Radpaar (11, 12) in den durch das Drehpositionhaltemittel gehaltenen Winkelstellungen, um die Fahrzeugkarosserie um den Mittelpunkt (B) der Rotationsachse des vorderen Radpaars (11, 12) zu schwenken, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Achsschenkelpaar (24, 30) durch eine Spurstange (45) gekoppelt ist, welche bei Verlagerung in der Fahrzeuglängsrichtung das hintere Radpaar (15, 16) in die Schwenk-Winkelpositionen dreht.
Vierradfahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Antriebsmittel (41, 42) zum Schwenken des hinteren Radpaars (15, 16) um die jeweiligen zum Boden orthogonalen Achsen (A, A) zwischen den Geradeausfahrpositionen, die gelten, wenn das Fahrzeug fährt, und den Winkelpositionen entlang der Tangentialrichtung.
Vierradfahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkantriebsmittel (17, 18) das Drehmoment auf das hintere Radpaar (15, 16) mit einer Antriebsquelle (17, 18) ausübt, die sich von der Fahr-Antriebsquelle (2) unterscheidet, um die Fahrzeugskarosserie zu verschwenken.
Vierradfahrzeug mit Schwenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Längslenker (30) der das hintere Radpaar (15, 16) durch die Achsschenkel (24) an den jeweiligen zum Boden orthogonalen Achsen (A, A) des hinteren Radpaars (15, 16) drehbar hält.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus, umfassend: ein Lenkrad (92), das zum Lenken des Fahrzeugs drehbar angeordnet ist; einen Sensor (89), zur Ermittlung eines Betätigungszustandes des Lenkrades (92); ein Modusschalter (61) zum Wählen zwischen einem Normalmodus zum Fahren des Fahrzeugs und einem Schwenkmodus zum Schwenken des Fahrzeugs, während die Fahrt des Fahrzeugs gestoppt ist; einen Lenkmotor (70; 110) zum Ändern eines Lenkwinkels des Fahrzeugs entsprechend dem Ergebnis des Sensors (89), wenn der Schwenkmodus gewählt ist; und einen Antrieb (17, 18, 100) zum Schwenken des Fahrzeugs um den Mittelpunkt (B) der Vorderachse oder um den Mittelpunkt der Hinterachse in Abhängigkeit des Ergebnisses des Sensors (89), wenn der Schwenkmodus gewählt ist, ohne dass dabei der Lenkmotor (70, 100) den Lenkwinkel des Fahrzeugs entsprechend dem Ergebnis des Sensors (89) ändert, dadurch gekennzeichnet, dass: der Sensor (89) eine Drehrichtung und einen Drehwinkel des Lenkrads (92) zu einem Bezugswinkel erfasst; und das Schwenkantriebsmittel (17, 18; 100) die Fahrzeugkarosserie in einer der erfassten Drehrichtung des Lenkrads (92) entsprechenden Richtung und mit dem erfassten Drehwinkel des Lenkrads (92) entsprechender Geschwindigkeit bzw. entsprechendem Drehwinkel verschwenkt.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkmittel umfasst: ein Paar von Achschenkeln (24, 30) zum drehbaren Halten eines ersten Radpaars (15, 16) einer ersten der Vorder- oder Hinterachse, auf die von einer Antriebsquelle (2) kein Fahrdrehmoment ausgeübt wird, in Bezug auf jeweilige zum Boden orthogonale Achsen (A, A); ein Bestimmungsmittel (70, S32, S34) zum Bestimmen, ob ein Fahrzeugbetriebszustand vorbestimmte Bedingungen erfüllt, wenn der Schwenkmodus gewählt ist; ein Drehantriebsmittel (41, 42), um, wenn das Bestimmungsmittel bestimmt, dass die vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind, das erste Radpaar (15, 16) aus seiner Geradeausfahrstellung (C, D), in jeweilige Winkelstellungen entlang tangentialen Richtungen eines Bogens zu drehen, der durch die jeweiligen zum Boden orthogonalen Achsen (A, A) des ersten Radpaars (15, 16) hindurchgeht, wobei eine Mitte (B) des Bogens nahe einem Mittelpunkt der Rotationsachse des anderen Radpaars (11, 12) der jeweils anderen Achse angeordnet ist; und ein Schwenkantriebsmittel (17, 18; 100) zum Anlegen eines Drehmoments an das erste Radpaar (15, 16) oder das andere Radpaar (11, 12) in den Winkelstellungen entlang der tangentialen Richtung entsprechend einem Erfassungsergebnis durch den Sensor (89), um die Fahrzeugkarosserie um den Mittelpunkt (B) der Rotationsachse des anderen Radpaars (11, 12) zu schwenken.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten Bedingungen zumindest die folgenden Bedingungen umfassen: (a) das Fahrzeug stoppt die Fahrt; und (b) der Lenkwinkel der Vorderräder beträgt im Wesentlichen null Grad.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedingung, die definiert, dass das Fahrzeug die Fahrt stoppt, daraus erfasst wird, dass: eine Schaltstellung eines in dem Fahrzeug vorhandenen Getriebes in einer P(Park)-Stellung oder einer N(Neutral)-Stellung ist; oder/und eine Parkbremse in Betrieb ist.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen Schaltsperrmechanismus (55), um einen Schaltbetrieb des Getriebes zu sperren, wenn zumindest sich das eine Paar (15, 16) linker und rechter Räder in anderen Positionen befindet als den Geradeausfahrpositionen.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkantriebsmittel das Drehmoment auf das erste Radpaar (15, 16) mit einer Antriebsquelle (41, 42) ausübt, die sich von der Fahr-Antriebsquelle (2) unterscheidet, um die Fahrzeugkarosserie zu verschwenken.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Längslenker (30), der das erste Radpaar (15, 16) durch die Achsschenkel (24) an den jeweiligen zum Boden orthogonalen Achsen (A, A) des ersten Radpaares (15, 16) drehbar hält.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkantriebsmittel (17, 18) ein Bremsmittel umfasst, um in Antwort auf eine Betätigung eines am Lenkrad (96) angeordneten Schalters (76) eine Bremskraft auf die Drehung des ersten Radpaars (15, 16) auszuüben.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkantriebsmittel (17, 18) ein Bremsmittel aufweist, um in Antwort auf das Niederdrücken eines Bremspedals eine Bremskraft auf die Drehungen des ersten Radpaars auszuüben.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkmittel umfasst: ein Paar von Achsschenkeln (24, 30) zum drehbaren Halten eines ersten Radpaars (15, 16) einer ersten der Vorder- und Hinterachse, auf die von einer Antriebsquelle (2) kein Fahrdrehmoment ausgeübt wird, in Bezug auf jeweilige zum Boden orthogonale Achsen (A, A); ein Bestimmungsmittel (70, S32, S34) zum Bestimmen, ob ein Fahrzeugbetnebszustand vorbestimmte Bedingungen erfüllt, wenn der Schwenkmodus gewählt ist; ein Drehantriebsmittel (41, 42), um, wenn das Bestimmungsmittel bestimmt, dass die vorbestimmten Bedingungen erfüllt sind, das erste Radpaar (15, 16) aus seiner Geradeausfahrstellung in jeweilige Winkelstellungen entlang tangentialer Richtungen eines Bogens zu drehen, der durch die zum Boden orthogonalen Achsen (A, A) des ersten Radpaars (15, 16) hindurchgeht, wobei eine Mitte (B) des Bogens nahe einem Mittelpunkt der Rotationsachse des anderen Radpaars (11, 12) der jeweils anderen Achse angeordnet ist; und ein Schwenkantriebsmittel (100) zum Anlegen von Drehmomenten in voneinander unterschiedliche Richtungen an die linken und rechten Räder des anderen Radpaars (11, 12) in den Winkelstellungen entlang den tangentialen Richtungen entsprechend einem Erfassungsergebnis von dem Erfassungsmittel (89), um die Fahrzeugkarosserie um den Mittelpunkt (B) der Rotationsachse des anderen Radpaars (11, 12) zu schwenken.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkantriebsmittel (100) die Drehmomente in voneinander unterschiedliche Drehrichtungen an die linken und rechten Räder des anderen Radpaars (11, 12) mit einer Antriebsquelle (100) anlegt, die sich von der Fahr-Antriebsquelle (2) unterscheidet, um die Fahrzeugkarosserie zu verschwenken.
Fahrzeug mit Schwenkmechanismus nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkantriebsmittel umfasst: ein Mittel (101) zum Festhalten eines Gehäuses (95a), das zwei in einem Differential (95) angeordnete Ritzel (95c, 95d) drehbar hält, während eines Schwenkbetriebs der Fahrzeugkarosserie; und einen Motor (100) zum drehenden Antrieb eines von in dem Differential (95) angeordneten Seitenrädern (95b).