DE2042429C3 - Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit Ausregelung von StörseitenkrafteinTlüssen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Art Wie bekannt, sind insbesondere schnellfahrende Kraftfahrzeuge beim plötzlichen Auftreten von Seitenkräften, die beispielsweise durch Windböen hervorgerufen sind, sehr gefährdet, da sie in Richtungen quer zur gewollten Fahrtrichtung solche Beschleunigungen erfahren, daß der Fahrer nicht rechtzeitig gegensteuern kann. Anlaß zu solchen Querbewegungen geben aber auch Unebenheiten der Fahrbahn oder beispielsweise plötzliche Änderungen des Zustandes der Fahrbahnoberfläche, durch die es zu Schleuderbewegungen des Fahrzeuges kommt.

Aus der US-PS 29 87 135 ist eine Lenkeinrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruch·: angegebenen Art bekannt, die diesen Umständen Rechnung tragen soll. Bei dieser bekannten Lenkeinrichturig erfolgt auch eine Berücksichtigung der jeweiligen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die verständlicherweise bei Konstanz der Störseitenkräfte Einfluß auf die Fahrkurve hat. Unter der Fahrkjrve wird im Rahmen der Erfindung der Zusammenhang zwischen dem Seitenversatz des Fahrzeugs und der Zeit bzw. der in Längsrichtung zurückgelegten Fahrstrecke verstanden. Die Berücksichtigung der Geschwindigkeit bei der bekannten Lenkeinrichtung beschränkt sich auf eine geschwindigkeitsabhängige Bewertung des Sollwerts des Lenkradeinschlags, erstreckt sich mithin nicht auf die Istwertsignale.

Ähnliche Verhältnisse liegen bei der aus der US-PS 30 11 579 bekannten Lenkeinrichtung vor, die Sensoren zur Erfassung verschiedener Größen an der Senksäule (Winkelstellung des Lenkrads, Drehmoment der Lenkwelle, Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung des; Lenkrads, Drehkräfte im Lenkgetriebe) aufweist; die entsprechenden Signale werden geschwindigkeitsabhängig bewertet und einem summierenden Netzwerk zugeführt, das ferner über einen Computer mit Sensoren in Verbindung steht, die Bewegungen des Fahrzeugs erfassen.

Schließlich zeigt die US-PS 30 22 850 eine Lenkeinrichtung mit geschwindigkeitsabhängiger Bewertung aller den Rädern zugeführten Lenkbefehle. Diese Befehle werden über einen Hebel nach Art eines Schalthebels eingegeben, dessen freies Rnde mit einer

Masse versehen ist, die beim Auftreten von Beschleunigungskräften den Schalthebel in Stellungen zu ziehen sucht, in denen er den Beschleunigungskräften entgegenwirkende Signale erzeugt Sofern aber der Fahrer den Schalthebel betätigt, äußert sich die Wirkung der Masse lediglich als zusätzliche Belastung seiner Hand, d.h. es fehlt eine Unterscheidung zwischen auf Störseitenkräfff und auf Lenkbefehle zurückgehenden Querkräften. Außerdem erfolgt im Regler dieser bekannten Lenkeinrichtung nicht ein Vergleich des Sollwerts mit einem Istwert für Fahrzeug-Querbewegungen, sondern mit einem Istwert des Lenkradeinschlags.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die sicherstellt, daß beim Auftreten von Störseitenkräften die dem Fahrer zur Einleitung von Gegenmaßnahmen zur Verfugung stehende Zeit praktisch von . der Geschwindigkeit des Fahrzeugs unabhängig ist

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Ai-.'gäbe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspriiche.

Durch die Tatsache, daß auch bei der Erfindung das erste Verknüpfungsglied ein die Differenz aus Soll- und Istwert bildendes Subtraktionsglied ist, führen nur solche Querbewegungen des Fahrzeugs zur Bildung einer wirksamen Regelgröße, die durch zusätzliche Seitenkräfte, beispielsweise starken Seitenwind, hervorgerufen sind. Fehlen derartige störende Seitenkräfte, so erzeugt der Regelkreis keine Stellgröße, sondern übersetzt die Lenkbefehle der Bedienungsperson in auf die Spurstange der Fahrzeugvorderachse wirkende Verstellkräfte.

Im Prinzip ist es möglich, die Lenkeinrichtung so auszulegen, daß alle Einflüsse störender Seitenkräfte auf das Fahrzeug vollkommen ausgeregelt werden. Eine derartige ge aue Ausregelung erfordert aber verständlicherweise die Berücksichtigung der individuellen Daten des Fahrzeuges, so daß der Regelkreis praktisch einen Analogrechner erhalten oder so schnell weiterregeln müßte, daß durch den Regelvorgang eine schnelle Approximation an die gewünschte Fahrkurve stattfindet. Beide Fälle würden einen iür kommerzielle Fahrzeuge untragbar großen Aufwand an Regeleinrichtungen bedeuten. Aus diesem Grunde wird der erfindungsgemäße Regelkreis so ausgelegt, daß die unerwünschten Wirkungen von Seitenkräften nur abgeschächt werden, so daß der Fahrer nicht so stark und vor Jlem nicht so schnell wie bei einem ungeregelten Fahrzeug gegenzulenken braucht. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Auslegung der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung ist darin zu sehen, daß dem Fahrer durch die Notwendigkeit der Vornahme von Lenkkorrekturen das Vorliegen von störenden Seitenkräften, beispielsweise das Auftreten eines starken Seitenwindes, mitgeteilt wird.

Durch die erfindungsgemäße Aufschaltung einer geschwindigkeitsabhängigen Steuergröße auf den Regler erfolgt eine geschwindigkeitsabhängige Bewertung oder Modulation des dem Regler zugeführten Differcnzsignals und nicht, wie beim Stand der Technik, nur des Sollwertsignals Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß dem Fahrer bei allen Geschwindigkeiten zur Ausregclung gleich grofVr Störseitenkräfte zumindest annähernd dieselbe Zeit zur Verfugung steht. Auch die Wirkung der Nichtlinearität des Reglers, die der Unabhängigkeit der Fahrkurve von der Größe der Störseitenkräfte dient erstreckt sich nur auf die Ausregelung durch störende Seitenkräfte hervorgerufener Querbeschleunigungen des Fahrzeugs, dagegen nicht auf Querbewegungen, die durch gewollte Lenkbefehle auftreten.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist also in Vermeidung eines Gegenregelns bei vom Fahrer gegebenen Lenkbefehlen zu sehen. Die Erfindung

to gestattet aber auf den Regelkreis die vom Fahrer gegebenen Lenkbefehle so aufzuschalten, daß der Lenkservo im Regelkreis zugleich zur Unterstützung des Fahrers dient Hierzu dient die Ausbildung der Lenkeinrichtung gemäß Anspruch 3. Das zweite Verknüpfungsglied ist also in Regelrichtung hinter dem ersten Regler angeordnet, so daß sieb am Eingang des Lenkservos eine nur beim Vorhandensein störender Querbewegungen des Fahrzeugs auftretende Regelgröße und Signale addieren, die vo" den jeweiligen Lenkbefehlen ahhängen. Der Lenkservo wird also bei dieser Ausbildung der Erfindung doppelt, und zwar jeweils geschwindigkeitsabhängig, ausgenutzt, nämlich einerseits als Bestandteil des Regelkreises zur Erzeugung einer Stellgröße und andererseits als Bestandteil einer Steuerstrecke zur Verstärkung und Weitergabe von Lenkbefehlen.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung wird im folgenden anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigt

F i g. 1: ein Blockschaltbild der gesamten Anlage;

Fig.2a, 2b, 3a, 3b: die Wirkung der verschiedenen geschwindigkeitsabhängigen Aufschaltungen;

Fig.4: ein Schema einer Lenkgeslängeanordnung und

y> Fig. 5: ein Blockschaltbild eines Lenkservos.

Betrachtet man in F i g. 1 zunächst den eigentlichen Regelkreis, so ist an dem Fahrzeug 1 in diesem Ausführungsbeispiel ein auf Querbewegungsgrößen, beispielsweise die Querbeschleunigungen, des Fahrzeugej ansprechender erster Meßgeber 2 vorgesehen, der ausgangsseitig mit dem ersten Verknüpfungsglied 3 verbunden ist. Dieses Verknüpfungsglied arbeitet ausgangsseitig auf einen ersten Regler 4, der !,einerseits über ein zweites Verknüpfungsglied 5 eine Regelgröße

4Ί an einen Lenkservo 6 abgibt. Der Lenkservo kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch aufgebaut sein. Dem Lenkservo 6 ist eine Selbsthemmung 7 zugeordnet, die durch ein Schneckengetriebe gebildet sein kann und dafür sorgt, daß in dem Regelkreis Bewegungen nur in

v) Regelrichtung übertragen werden, daß also von einem dritten Verknüpfungsglied 8 her über einen Endschalter 9 keine Bewegungen in den Lenkservo einlaufen können. Der Endschalter 9 unterbricht den Regelkreis beispielsweise dann, wenn unzulässig große Regelbefeh-

5Ί Ie gegeben werden oder ein Fehler in dem Kegelkreis auftritt.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Auslegung des -rsten Verknüpfungsgliedes 3 als Subtraktionsglied für die von dem ersten Meßgeber 2

■ gelieferten, der jeweiligen Querbewegung entsprechenden Ist-Signale / einerseits und die von einem zweiten Regler 10 gelieferten Signale s andererseits. Dem zweiten Regler 10 werden über einen zweiten Meßgeber 1 !,der bii-pielsweise ein Potentiometer sein kann. Signale zugeführt, die den Lenkbefehlen 1 entsprechen. Mit 12 ist demgemäß eine Steuervorrichtung, d. h. beispielsweise ein Lenkhandrad, bezeichnet. Der Fahre"· bekommt demgemäß über die bei 13

symbolisch angedeutete Informationsstrecke den zur Einleitung der erforderlichen Lenkbefehle 1 benötigten l.enkeindruck vermittelt.

Der zweite Regler IO und der zweite Meßgeber It sorgen in Verbindung mit der Ausbildung des ersten *> Verknüpfungsgliedes 3 als Subtraklionsglied dafür, daß das Fahrzeug trotz zumindest weitgehender Unempfindlichkeit gegen störende Seitenkräfte doch kurvenwillig ist, also vom Menschen bei 12 eingegebene Lenkbefehle 1 befolgt. Zwar rufen auch durch diese in Lenkbefehle hervorgerufene Querbewegungen des Fahrzeuges im ersten Meßgeber 2 Signale hervor, die als Ist-Signale ι dem ersten Verknüpfungsglied 3 zugeführt werden; da jedoch in diesem Verknüpfungsglied ein Vergleich mit den Sollwertsignalen 5 erfolgt, werden die auf Lenkbefehle 1 zurückzuführenden Bestandteile der Ist-Signale / in dem ersten Verknüpfungsglied 3 kompensiert, so daß dem ersten Regler 4 eine Regelgröße zugeführt wird, die als Information praktisch nur die durch störende Seitenkräfte erzeugten Signale des ersten Meßgebers 2 enthalten.

Dagegen sind in diesem Ausführungsbeispiel sowohl das zweite Verknüpfungsglied 5 als auch das dritte Verknüpfungsglied 8 als Additionsglieder ausgebildet. Ausgangsseitig ist nämlich an dem zweiten Meßgeber 2> 11 über einen dritten Regler 14 eine Verbindung zu einem Eingang des zweiten Verknüpfungsgliedes 5 geschaffen. Diese Strecke dient dazu, den Lenkservo 6 doppelt auszunutzen, nämlich nicht nur als Bestandteil des Regelkreises zur Gewinnung einer Stellgröße, sondern zugleich zur Unterstützung der Ausführung der vom Menschen gegebenen Lenkbefehle 1. Einen wesentlichen Bestandteil der Anordnung bildet aber nach wie vor die Auslegung des ersten Verknüpfungsgliedes 3 als Subtraktionsglied, d. h. die Berücksichti- gung der Lenkbefehle 1 bzw. von ihnen abhängiger Signale innerhalb des Regelkreises erst in Regelrichtung hinter dem Verknüpfungsglied 5.

Das beispielsweise in Form einer mechanischen Additionsschaltung mit einem Planetengetriebe ausge- ·»<> Zeit I wieder. Die Kurven a 1 und b 1 beziehen sich auf eine ungeregelte Lenkung, und zwar die Kurve b I auf einen Fahrzustand mit kleinerer Längsgeschwindigkeit als im Falle der Kurve a 1. Für alle Kurven in dem Diagramm nach Fig. 2a ist eine konstante Störseitenkraft angenommen.

Der Einsatz einer Regeleinrichtung schlechthin hat zur Folge, daß die Kurve a 1 entsprechend dem Pfeil ρ I in die Kurve a 2 verschoben wird, die so liegt, daß der Fahrer beim Auftreten der betreffenden Störseitenkraft längere Zeit zur Einleitung von Gegenmaßnahmen hat. Betrachtet man nämlich einmal einen bestimmten Wert y 1 des Seitenversatzes des Fahrzeuges, so ist die Zeit 1 bis zum Auftreten dieses Seitenversatzes im Falle der Kurve a 1 erheblich kleiner als beim Vorliegen der geregelten Kurve a 2. Das Entsprechende gilt bezüglich der ungeregelten Kurve b 1 und der entsprechend dem Pfeil ρ 2 durch Verschiebung entstandenen zugeordneten geregelten Kurve b2, das heißt bei kleineren Geschwindigkeiten.

Definiert man, wie in dem Diagramm nach Fig. 2a geschehen, als Fahrkurve im Sinne der Erfindung den Zusammenhang zwischen dem Seitenversatz y des Fahrzeuges t, so ist die erfindungsgemäße Einrichtung so ausgeiegt, daß die beiden geregelten Kurven a 2 und 6 2 zu einer geregelten Fahrkurve c 1 vereinigt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß c 1 nicht unbedingt eine Kurve im Sinne einer schmalen Linie zu sein braucht, sondern daß es sich hierbei auch um einen gewissen Bereich, also in der diagrammatischen Darstellung um ein Band, handeln kann. Um dies zu erreichen, das heißt um die Verschiebungen den Pfeilen ρ 3 und ρ 4 zu erzielen, die von der jeweiligen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängig sind, ist dem ersten Regler 4 die in F i g. 1 mit ν 1 bezeichnete erste geschwindigkeitsabhängige Steuergröße aufgeschaltet. Als Ergebnis dieser Regelung ergibt sich also die in F i g. 2 mit c 1 bezeichnete geregelte Fahrkurve.

Damit ist aber nur die Geschwindigkeitsabhängigkeit eliminiert nicht aber der Einfluß der Unterschiede in den

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Obertragungsweges 15, der parallel zu dem Regelkreis und die unmittelbare Übertragung der Lenkbefehle 1 auf die Lenkräder des Fahrzeugs verschwenkende Spurstangen gestattet Dieser Übertragungsweg 15 bleibt unwirksam, wenn der Endschalter 9 im Regelkreis angesprochen und den Regelkreis unterbrochen hat.

Wie bereits aus der bisherigen Beschreibung der Erfindung hervorgeht, liegt der Erfindung allgemein die Aufgabe zugrunde, die Einhaltung zumindest ungefähr w derselben gewollten Fahrkurve unabhängig von auftretenden Störseitenkräften und von der Längsgeschwindigkeit sicherzustellen. Es ist erforderlich, den Begriff »derselben Fahrkurve« eiwas näher zu erläutern, da hierunter zwei verschiedene Größen verstanden wer- V3 den können. Wie im folgenden anhand der Diagramme nach F i g. 2a und 2b sowie 3b und 3a im einzelnen erläutert wird, kann man unter der Fahrkurve im Sinne der Erfindung diejenige Kurve verstehen, die den Seitenversatz des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der ^ Zeit beschreibt; es ist jedoch auch möglich, als Fahrkurve im Sinne der Erfindung die tatsächlich vom Fahrzeug beschriebene Bahn, d. h. den Zusammenhang zwischen dem Seitenversatz und der in Fahrtrichtung gemessenen Strecke, anzusehen. r ■

Betrachtet man zunächst die Diagramme nach den F i g. 2a und 2b, so geben sie den Zusammenhang zwischen dem Seitenversatz y des Fahrzeuges und der

nach F i g. 2b erkennen läßt, in dem jetzt die Längsgeschwindigkeit als konstant angenommen ist, ergibt sich die gemäß F i g. 2a gewonnene, von der Längsgeschwindigkeit des Fahrzeuges unabhängige geregelte Fahrkurve el nur für eine ganz bestimmte Größe der Störseitenkräfte. Bei anderen Störseitenkräften stellen sich beispielsweise die mit c2 und mit c3 bezeichneten unterbrochenen Kurven ein. Es ist daher erforderlich, durch zusätzliche Maßnahmen die Kurven c 2 und c 3 entsprechend den mit ρ 5 und ρ 6 bezeichneten Pfeilen so zu verlagern, daß sie praktisch mit der Kurve el zusammenfallen. Dies wird dadurch erreicht, daß der erste Regler 4 eine bestimmte Nichtlinearität besitzt, so daß die von dem ersten Regler 4 abgegebene Regelgröße nichtlinear mit den ihm eingangseitig zugeführten Signalen zusammenhängt

Während anhand der F i g. 2a und 2b die Verhältnisse für den Fall betrachtet wurden, daß als geregelte Fahrkurve der Zusammenhang zwischen dem Seitenversatz y und der Fahrzeit / angesehen wird, beziehen sich die Diagramme nach den F i g. 3a und 3b auf die Defination der geregelten Fahrkurve als beträchtlich von dem Fahrzeug zurückgelegte Bahn. Die Diagramme der Fig.3a und 3b sind praktisch identisch mit denjenigen der F i g. 2a und 2b, wobei selbstverständlich unterschiedliche Maßstäbe vorliegen können. Die den Kurven in den F i g. 2a und 2b entsprechenden Kurven

in den F i g. 3a und 3b sind mit denselben Bezeichnungen versehen, die jedoch zur Unterscheidung gestrichen sind. Alle Ausführungen zu den Fig. 2a und 2b gelten auch bezüglich der Fig. 3a und 3b mit dem einzigen Unterschied, daß jetzt als geregelte Fahrkurve ei' die tatsächl'ch vorliegende Fahrkurve gemeint ist.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich, fallen die geregelten Fahrkurven el und el' nicht mit der jeweiligen Abzissenachse zusammen. Roi großem Regelaufwand ließe sich dies durchaus erreichen, jedoch wird man eine geregelte Fahrkurve bevorzugen, die noch eine gewisse Abweichung von der idealen Kurve, das heißt von der Abzissenachse in den Figuren, besitzt. Nur dann erhält nämlich der Fahrer ein Gefühl für das Vorliegen störender Seitenkräfte, also beispielsweise eines störenden Seitenwindes, da ihm nur dann eine Reaktion abverlangt wird. Aus diesem Grunde wird man eine leichte Unterregelung vornehmen. Nach wie vor besitzt diese Regelung aber den grundsätzlichen Vorteil, daß dem Fahrer eine hinreichende Zeit zur Einleitung von Gegenmaßnahmen zur Verfugung steht, die außerdem nur in relativ kleinen Lenkausschlägen bestehen.

Eine dritte von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängige Steuergröße ν 3 wird schließlich dem dritten Regler 14 aufgeschaltet. Sie dient dazu, die Unterstützung der Ausführung der Lenkbefehle 1 so einzustellen, daß bei großen Geschwindigkeiten die Unterstützung verschwindend klein ist, dagegen bei niedrigen Geschwindigkeiten, also beispielsweise beim Einordnen in Parklücken, eine kräftige Unterstützung der Lenkbefehle I erfolgt.

Im Bereich ausgewählter Geschwindigkeiten ist es auch möglich, den zweiten Regler 10 statt über den zweiten Meßgeber 11 über einen dritten Meßgeber 16 zu speisen, also nicht mehr mit Signalen, die direkt von den Lenkbefehlen 1 abhängen, sondern mit den in dem dritten Verknüpfungsglied 8 gebildeten Summensignalen.

Da die Querbewegungen des Fahrzeuges in der Regel

muli lineal vuii der GiGuc lici mÜiciiucii ScnciiKräilc abhängen werden, ist es zweckmäßig, zumindest den ersten und den zweiten Regler 4 bzw. 10 nicht linear auszubilden. Auch diese Maßnahme dient der Erzielung derselben geregelten Fahrkurve bei verschiedenen « Einflußgrößen, hier bei verschieden großen Seitenkräften und Lenkbefehlen.

Im folgenden werden einige zweckmäßige Ausgestaltungen der einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Lenkeinrichtung beschrieben.

Für den ersten Meßgeber lassen sich bekannte Beschleunigungsmesser verwenden. Bezüglich des zweiten Meßgebers war bereits gesagt, er könne im wesentlichen ein Potentiometer enthalten. In der Regel wird man ein Drehpotentiometer verwenden, das beispielsweise mit der Lenksäule oder dem Lenkgetriebe in Verbindung steht. Eine entsprechende Konstruktion läßt sich für den dritten Meßgeber einsetzen.

Ein Ausführungsbeispiel für ein mechanisches Additionsglied, das als drittes Verknüpfungsglied Verwen- &> dung findet, zeigt Fig.4. Durch starke Striche sind diejenigen Teile hervorgehoben, die. bereits bei bekannten Lenkeinrichtungen ohne Regelung verwendet sind Ein besonderer Vorteil der hier in Fig.4 dargestellten Auslegung des dritten Verknüpfungsgliedes ist daran zu sehen, daß die Lenkgeometrie der bekannten Anordnung erhalten bleibt. Auch in der Anordnung nach F i g. 4 ist nämlich eine Spurstange 40 über gelenkige Verbindungen 41 und 42 durch Hebel 43 und 44 parallel geführt, die ihrerseits bei 45 und 46 schwenkbar gelagert sind. Wie schon bei bekannten Einrichtungen sind Achsen 47 und 48 von Fahrzeugrädern 49 und 50 mittels Achsschenkelbolzen 51 und 52 um senkrechte Achsen schwenkbar gelagert. Die Schwenkbewegung wird über Hebel 53 und 54, die mit ihrem einen Ende schwenkbar an die Spurstange 40 angelenkt sind, und Hebel 53' und 54', die fest mit den Achsen 47 und 48 verbunden sind, auf die letzteren übertragen.

Während aber üblicherweise die von dem Lenkgetriebe ausgeübten Lenkkräfte durch den Hebel 43 eingeführt werden, ist hierfür in dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 eine zusätzliche Hebelanordnung vorgesehen, in die gleichzeitig die von dem Lenkservo aus den Regelgrößen gewonnenen Stellgrößen eingeleitet werden. Diese zusätzliche Hebelanordnung enthält als wesentlichen Bestandteil einen Additionshebel 55, der als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. Dabei erstreckt sich jeder von diesen Armen 56 bzw. 57, ausgehend von der Drehverbindung 58 mit der Spurstange 40, zu einem der beiden Hebel hin. Betrachtet man zunächst das in der Figur obere Hebelende, so trägt es eine Relativdrehungen zulassende Lagerung 59 für einen Schwingungsdämpfer 60 und einen Hebel 61, der bei 62 ebenfalls drehbar mit einem Hebel 63 verbunden ist, in den die vom Lenkgetriebe abgegebenen, den Lenkbefehlen des Menschen entsprechenden Kräften eingeleitet werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß diese Kräfte als Drehkräfte eingeleitet werden, die eine Winkelverstellung des Hebels 63 gemäß dem eingezeichneten Doppelpfeil hervorrufen

Das Entsprechende gilt für die Einleitung der Stellgröße in die zusätzliche Hebelanordnung. Diese Einleitung erfolgt an einem Hebel 64, der über einen schwenkbar mit ihm verbundenen Hebel 65 mit einem Gelenk 66 an dem in der Figur unteren Ende des Additionshebels 55 in Verbindung steht. Die beiden zur üraüeinieiiung dienenden Hebei öi und 64 sind an ihren anderen Enden drehbar gelagert.

Nimmt man zum Verständnis der Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung einmal an, es träten keine störenden Seätenkräfte auf, so daß in den Hebel 64 keine Kräfte eingeleitet werden, und der Fahrer würde Lenkbefehle geben, so erfolgt eine Verstellung der dargestellten Anordnung nur durch Schwenken des Hebels 63 beispielsweise im Uhrzeigersinn. Das hat zur Fo'ge, daß ein Gelenk 67 am oberen Ende des Hebels 64 an seinem Ort bleibt und das Lager 59 Schwenkbewegungen ausführt. Dabei nimmt 58 die Spurstange 40 in der Figur von links nach rechts um eine Strecke mit, die von der Dimensionierung der beiden Hebelarme 56 und 57 abhängt Die Parallelbewegung der Spurstange 40 erfolgt dabei so, daß die Lagerstellen 41 und 42 sich auf

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davon ist — wie in der Figur dargestellt — ein Einschlagen der Räder in Richtung nach rechts.

Betrachtet man nur die zusätzliche Hebelanordnung, so ergibt sich eine praktisch umgekehrte Wirkungsweise, wenn nur vom Regelkreis her ein durch störende Seitenkräfte hervorgerufenes Stellsignal in den Hebel 64 eingeleitet wrd. Jetzt bleibt der Ort des Gelenks 62 erhalten; im übrigen wird auch jetzt die Spurstange 40 in der Figur nach rechts verschoben.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Längen der Hebelarme 55 und 56 so zu wählen, daß die zweiten

Drehwinkel mit einem Zehntel gegenüber dem ersten Drehwinkel gewichtet sind. Hierunter ist zu verstehen, daß durch die unterschiedlich bemessenen Hebelarme eine Bewertung der durch die Lenksignaie einerseits und die Stellgrößen andererseits hervorgerufenen Drehwinkel erfolgt, so daß diese unterschiedliche Wirkungen auf die Lage der Spurstange und damit auf die Einstellung der gelenkten Räder haben. Auf diese Weise ist eine Priorität des Fahrers gegenüber dem Regler gesichert.

Wenn bei der Beschreibung der Konstruktion nach F i g. 4 gelegentlich die Begriffe »oben« und »unten« gebraucht wurden, so bezog sich dies nur auf die figürliche Darstellung, denn selbstverständlich handelt es sich bei F i g. 4 um eine Aufsicht.

Anhand Fig. 5 soll ein Ausführungsbeispiel für den Lenkservo beschrieben werden. Aus F i g. 1 ist für ihn rlnr· O *%*** ·#»*>-» rt ·<->1* η η C ·'"· 1* λ

Ausführungsbeispiel ist der Lenkservo für sich als Regelkreis ausgebildet. Er setzt sich in Regelrichtung, d. h. in F i g. 5 von rechts nach links, betrachtet, aus einem Diskriminator 70, einer Logikstufe 71, einem Leistungsschalter 72 und einem Motor 73 zusammen.

Der Diskriminator dient dazu, die vom ersten Regler abgenommene Regelgröße in eine rechteckförmige elektrische Spannung umzuwandeln. In der Logikstufe 71 wird die Entscheidung getroffen, ob der Motor 73 im Linkslauf oder im Rechtslauf betrieben werden muß. Die entsprechenden Befehle werden in der Leistungsstufe 72 so umgesetzt, daß eine zum Betrieb des Motors 73 ausreichende Energie zur Verfügung steht. Wie eingangs bemerkt, ist in dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Lenkservo 6 für sich als Regelkreis ausgelegt Zu diesem Zweck ist eine Rückführung 74 vom Ausgang des Motors 73 zum Eingang des Diskriminators 70 vorgesehen. Sie mündet dort in ein viertes Verknüpfungsglied 75 ein, das wiederum als Subtraktionsglied ausgelegt ist und einen Sollwert-Istwert-Vergleich vornimmt. Ein solcher Vergleich ist erforderlich, da der Motor verständlicherweise mit einer gewissen Phasenverschiebung den Regelgrößen folgt.

DcT Aufbau ucf einzelnen ucStänuiciic uc5 ScFVuVcr-

stärkers ist an sich aus der Literatur bekannt.
Ein Vorteil der Erfindung ist gerade darin zu sehen, daß sie aus an sich bekannten elektronischen Bausteinen aufgebaut werden kann. Es lassen sich aber auch hydraulische, pneumatische und mechanische Einrichtungen verwenden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Lenkeinrichtung für Fahrzeuge mit einem zum Ausregeln des Einflusses von Stöi-seitenkräften auf die Fahrtrichtung dienenden Regelkreis, enthaltend s zumindest einen ersten Meßgeber, der Fahrzeug-Querbewegungen entsprechende Signale einem ersten Verknüpfungsglied zuführt, das eingangsseitig ferner mit einem Lenkbefehlen des Fahrers entsprechende Signale erzeugenden zweiten MeB- ι ο geber in Verbindung steht, als Subtraktionsglied ausgebildet ist und ein aus beiden Signalen gebildetes Differenzsignal an einen ausgangssei tig mit einem Lenkservo in Verbindung stehenden, eine Regelgröße liefernden ersten Regler abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Regler (4) eine erste von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängige Steuergröße (Vl) zur Erzielung £^:ner mit zunehmender Längsgeschwindigkeit zunehmenden Regelgröße aufgesehahet ist, μ so daß die den Zusammenhang zwischen Seitenversatz des Fahrzeugs und Zeit oder in Längsrichtung zurückgelegter Fahrtstrecke wiedergebende Fahrkurve bei Konstanz der Störseilenkräfte zumindest annähernd unabhängig von der Längsgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs derselben ist, und daß der erste Regler (4) zur Erzielung einer mit zunehmenden Störseitenkräften zunehmenden Regelgröße iiichtlinear ausgebildet ist, so daß die Fahrkurve b?;i Konstanz der Längsgeschwindigkeit zumindest annähernd unabhängig von den Störseitenkräften innerhalb eines Bertichs derselben ist.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen dem ersten Verknüpfungsglied (3) und dem zweiten Meßgeber(11)ein zweiter Regler(10)liegt,dem eine zweite von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängige Steuergröße (v 2) zur Erzeugung einer gewünschten Fahrstabilität aufgeschaltet ist.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen dem ersten Regler (4) und dem Lenkservo (6) ein zweites Verknüpfungsglied (5) liegt, das eingangsseitig ferner mit dem zweiten Meßgeber (11) über einen dritten Regler (14) in Verbindung *5 steht, dem eine dritte von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängige Steuergröße (v3) zur Erzeugung einer gewünschten Abhängigkeit der durch den Lenkservo (6) erfolgenden Unterstützung der Ausführung der Lenkbefehle (1) von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit aufgeschaltet ist.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Regler (14) als derart nichtlinearer Regler ausgelegt ist, daß die Unterstützung von der Größe der Lenkbefehle (1) unabhängig v> ist.

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lenkservo (6) eine Bewegungen nur in Regelrichtung übertragende Richtungssperre (7), dieser ein bei Störungen im w> Regelkreis ansprechender Endschalter (9) sowie diesem ein drittes Verknüpfungsglied (8) nachgeschaltet ist, das als Additionsglied für die vom Lenkservo (6) abgegebenen Kräfte oder Momente und die Lenkbefehle (1) ausgebildet ist.

6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Verknüpfungsglied (8) einen mit einer Spurstange (Fig. 4: 40), die in bekannter Weise durch Hebel (43, 44) parallel geführt ist, drehbar verbundenen, bezüglich der Spurstange (40) zweiarmigen Hebel (55) enthält, in dessen Hebelarm (56) den Lenkbefehlen (1) entsprechende Kräfte und in dessen anderen Hebelarm (57) von dem Lenkservo (6) abgegebene Kräfte drehrnomenterzeugend eingeleitet sind, so daß die Spurstange (40) um Strecken parallel bewegt wird, Jie von der vektoriellen Summe der Kräfte abhängen.

7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Hebelarm (56) mit einem die Lenkbefehle (1) in erste Drehwinkel umsetzenden Lenkgetriebe und der "andere Hebelarm (57) mit einem eine Stellgröße in Form von zweiten Drehwinkeln abgebenden Lenkservo (6) in Verbindung steht, und daß die Längen der Hebelarme (56, 57) derart gewählt sind, daß die zweiten Drehwinkel mit Vi₀ gegenüber den ersten Drehwinkeln gewichtet sind.