DE2854147C2

DE2854147C2 - Automatic steering device

Info

Publication number: DE2854147C2
Application number: DE19782854147
Authority: DE
Inventors: Helmut 7073 Lorch Knoedler; Josef 7071 Zimmerbach Lakner; Armin 7070 Schwaebisch Gmuend Lang
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1980-11-06
Also published as: FR2443959A1; SU942581A3; DE2854147B1; YU264579A

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Lenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an automatic steering device according to the preamble of claim 1.

Bei einer derartigen Lenkeinrichtung wurde vorgeschlagen (DE-OS 27 29 766), daß das Gehäuse einer Gebereinrichtung mit einem Hebel, der an der Radnabe befestigt ist, fest verbunden ist. Dadurch bewegt sich das Gehäuse des Richtungsgebers entsprechend dem Einschlagwinkel der Räder und das vom Richtungsgeber abgegebene Signal entspricht direkt der Differenz aus Radeinschlagwinkel und Abstand des Fahrzeuges zu einer Leitlinie. Dadurch kann auf einen zusätzlichen Achswinkelgeber, der den Einschlagwinkel der Räder mißt, verzichtet werden.In such a steering device has been proposed (DE-OS 27 29 766) that the housing of a Encoder device is firmly connected to a lever which is attached to the wheel hub. This is how it moves Housing of the direction transmitter according to the steering angle of the wheels and that of the direction transmitter The signal emitted corresponds directly to the difference between the wheel lock angle and the distance from the vehicle to a guideline. This means that an additional axle angle encoder can be used to determine the steering angle of the wheels measures, to be dispensed with.

Ein Nachteil einer solchen Lenkeinrichtung besteht darin, daß der Fühler in Fahrtrichtung gesehen vor den Vorderrädern die Leitlinie berühren muß, um vom Geber ein logisch richtiges Signal zu erhalten. Wäre beispielsweise der Fühler dtrart angeordnet, daß er die Leitlinie genau in der vertikalen Radmittenquerebene berührt, so würde am Geber kein Signal entstehen. Das Vorzeichen des Signals wäre sogar umgekehrt, wenn der Fühler erst hinter dem Rad an der Leitlinie anliegen würde. In diesem Fall würde beispielsweise bei Rechtseinschlag, wenn sich das Fahrzeug zur Leitlinie bewegt, das heißt wenn sich der Abstand zur Leitlinie verringert, vom Fühler eine scheinbare Vergrößerung gemessen.A disadvantage of such a steering device is that the sensor seen in the direction of travel in front of the Front wheels must touch the guideline in order to receive a logically correct signal from the encoder. Were For example, the sensor dtrart arranged that it the guideline exactly in the vertical wheel center transverse plane touched, no signal would be generated at the encoder. The sign of the signal would even be reversed if the feeler would only touch the guideline behind the wheel. In this case, for example Turn to the right when the vehicle is moving towards the guideline, i.e. when the distance to the guideline is changing decreased, the feeler measured an apparent increase.

Dies hat zur Folge, daß im Interesse einer gutenAs a result, in the interests of good

Regelung der mit der Achse verbundene Hebel möglichst lang ist und der Taster möglichst weit (in Fahrtrichtung gesehen) vorne die Leitlinie abfühlLControl of the lever connected to the axis is as long as possible and the button as far as possible (in Seen in the direction of travel) feel the guideline at the front L.

Abgesehen von dem unhandlichen Aufbau bringt dies mit sich, daß bei enger Kurvenfahrt der Radeinschlag zu früh erfolgt und die nachfolgenden Hinterräder die Leitlinie überfahren. Für eine geometrisch richtige Abtastung müßte der Taster die Leitlinie etwa in der Mitte zwischen Vorder- und Hinterräder berühren.Apart from the unwieldy structure, this means that the wheel locks when cornering tightly takes place early and the following rear wheels run over the guideline. For a geometrically correct one For scanning, the button would have to touch the guideline approximately in the middle between the front and rear wheels.

Die oben beschriebenen Nachteile haben ihre Ursache darin, daß das Gehäuse des Gebers nicht nur eine Querbewegung, sondern zusätzlich eine Schwenkbewegung ausführt, die gleich dem Einschlagwinkel des Rades ist Auf den Fühler übertragen wirkt diese Schwenkbewegung der Querbewegung entgegen.The disadvantages described above are caused by the fact that the housing of the encoder is not only a transverse movement, but also executes a pivoting movement that is equal to the steering angle of the This swivel movement counteracts the transverse movement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Lenkeinrichtung derart auszubilden, daß unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine Verkürzung des Hebels der Gebereinrichtung mit gleichzeitiger Verbesserung der geometrisch günstigen Abtastung möglich wird.The invention is based on the object of designing an automatic steering device in such a way that while avoiding the disadvantages described, a shortening of the lever of the transmitter device with simultaneous improvement of the geometrically favorable scanning becomes possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention by what is stated in the characterizing part of claim 1 Features solved. Further advantageous refinements are given in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Lagerung und FührungDue to the storage and guidance according to the invention

des Gebergehäuses wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß es nur die Querbewegung, nicht aber die Schwenkbewegung des an der Radnabe befestigten Hebels ausführt.of the encoder housing is achieved in an advantageous manner that there is only the transverse movement, but not the Performs pivoting movement of the lever attached to the wheel hub.

Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with the aid of several exemplary embodiments shown in a drawing explained in more detail. It shows

F i g. 1 einen Teillängsschnitt durch eine erfindungsgemäße Lenkeinrichtung,F i g. 1 shows a partial longitudinal section through a steering device according to the invention,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Lenkeinrichtung der Fig. 1 in Neutralstellung,FIG. 2 shows the plan view of the steering device of FIG. 1 in the neutral position,

Fig. 3 und 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Lenkeinrichtung in Neutralstellung in einem Querschnitt und in Draufsicht,3 and 4 a second embodiment of the Steering device in neutral position in a cross section and in plan view,

F i g. 5 und 6 Teildraufsichten entsprechend F i g. 4 in zwei Auslenkstellungen,F i g. 5 and 6 partial plan views corresponding to FIG. 4 in two deflection positions,

F i g. 7 einen Teilquerschnitt durch eine Lenkeinrichtung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.F i g. 7 shows a partial cross section through a steering device according to a further exemplary embodiment.

Die Lenkeinrichtung weist eine Stelleinrichtung in Form eines Stellmotors 1 auf, der auf die gelenkten Fahrzeugräder 2 wirkt. Mit dem einen Fahrzeugrad 2 ist ein Hebel 3 gemeinsam um eine vertikale Schwenkachse 4 schwenkbar. An seinem in Fahrtrichtung nach vorne gerichteten Ende trägt der Hebel 3 eine Gebereinrichtung 5 mit einem Fühler 6, der eine Leitlinie 7 abtastet. Das Gehäuse der Gebereinrichtung 5 ist in dem Hebel 3 um eine vertikale Achse drehbar gelagert. An dem Gehäuse der Gebereinrichtung 5 ist eine Gabel 8 um eine durch Bolzen 9 gebildete horizontale Achse schwenkbar befestigt. Die Gabel 8 ist über ein teleskopartig ausgebildetes Gestänge 10 mit einem am Fahrzeugrahmen 11 befestigten Kreuzgelenk 12 verbunden. The steering device has an adjusting device in the form of a servomotor 1, which acts on the steered Vehicle wheels 2 acts. With one vehicle wheel 2, a lever 3 is shared about a vertical pivot axis 4 swiveling. At its end facing forward in the direction of travel, the lever 3 carries a transmitter device 5 with a sensor 6 which scans a guideline 7. The housing of the transmitter device 5 is in the lever 3 rotatably mounted about a vertical axis. On the housing of the transmitter device 5, a fork 8 is around a horizontal axis formed by bolts 9 pivotally attached. The fork 8 is about a Telescopic linkage 10 is connected to a universal joint 12 attached to the vehicle frame 11.

In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 und 2 ist das Gestänge 10 seitlich am Fahrzeugrahmen 11 befestigt. Ist der Abstand zwischen der Gebereinrichtung 5 und dem Anlenkpunkt des Gestänges 10 am Kreuzgelenk 12 ausreichend groß, so führt das Gehäuse der Gebereinrichtung 5 eine nahezu reine Querbewegung ohne Schwenkbewegung bei einer Auslenkung des gelenkten Fahrzeugrades 2 aus. Dadurch kann der Fühler 6 dieIn the embodiment according to FIG. 1 and 2, the linkage 10 is attached to the side of the vehicle frame 11. Is the distance between the transmitter device 5 and the articulation point of the linkage 10 on the universal joint 12 sufficiently large, the housing of the transmitter device 5 performs an almost pure transverse movement without Pivoting movement when the steered vehicle wheel 2 is deflected. This allows the sensor 6

Leitlinie 7 an beliebiger Stelle, also auch in Fahrtrichtung gesehen hinter der vertikalen Radmittenquerebene berühren.Guideline 7 at any point, also seen in the direction of travel behind the vertical wheel center transverse plane touch.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Kreuzgelenk 12 für die Befestigung des Gestänges 20 in Fahrtrichtung gesehen vor der Schwenkachse 4 am Fahrzeugrahmen il befestigt (Fig.3 und 4). Dadurch ergibt sich eine Drehrichtungsumkehr, d.h. die Schwenkbewegung des Gebergehäuses ist gegenläufig zur Schwenkbewegung des Rades. Sie wirkt also nicht mehr wie oben beim Stand der Technik beschrieben der Regelungsmechanik entgegen, sondern sie unterstützt sie.In another embodiment, the universal joint 12 for the attachment of the linkage 20 in Seen in the direction of travel in front of the pivot axis 4 attached to the vehicle frame il (Fig. 3 and 4). Through this the direction of rotation is reversed, i.e. the swivel movement of the encoder housing is opposite for swiveling the wheel. So it no longer works as described above in the prior art Against regulation mechanics, but it supports them.

Im folgenden wird die Funktion der automatischen Lenkeinrichtung anhand der F i g. 5 und 6 beschrieben.The function of the automatic steering device is described below with reference to FIGS. 5 and 6.

Nähert sich bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs die Leitlinie 7 dem Fahrzeug, so schwenkt der Fühler 6 relativ zur Gebereinrichtung 5 im Uhrzeigersinn und die Räder 2 schlagen im Gegenuhrzeigersinn (JF i g. 5) ein. Durch die oben beschriebene Kinematik macht das Gebergehäuse eine gegenläufige Drehung um seine Schwenkachse, also im Uhrzeigersinn, wodurch der Fühler 6 entgegen der ursprünglich eingeleiteten Drehung im Uhrzeigersinn gegenüber dem Gebergehäuse eine relative Drehung im Gegenuhrzeigersinn ausführt, d.h. das Fahrzeug wird in Geradeausfahrt stabilisiert Entsprechendes erfolgt, wenn die Leitlinie sich vom Fahrzeug entfernt In F i g. 6 ist bereits die in diesem Falle eingetretene Gegenlenkung dargestellt Die Fig.5 und 6 wurden zur Verdeutlichung des Regelungsmechanismusses überdeutlich dargestelltIf the guideline 7 approaches the vehicle when the vehicle is traveling straight ahead, the sensor 6 pivots clockwise relative to the transmitter device 5 and the wheels 2 turn counterclockwise (JF i g. 5). Due to the kinematics described above, the encoder housing rotates in the opposite direction around its pivot axis, i.e. clockwise, whereby the sensor 6 rotates counterclockwise relative to the encoder housing against the originally initiated clockwise rotation, i.e. the vehicle is stabilized when driving straight ahead. when the guideline moves away from the vehicle In F i g. 6 the counter-steering that occurred in this case is already shown. FIGS. 5 and 6 have been shown very clearly to clarify the control mechanism

Die Schwenkbewegung um die Bolzen 9 ist erforderlich, um die vertikale Einfederbewegung des -Fahrzeugrahmens gegenüber der Achse auszugleichen.The pivoting movement about the bolt 9 is necessary to the vertical compression of the - Compensate the vehicle frame with respect to the axle.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel (F i g. 7) ist die Drehachse 13 für das Gehäuse der Gebereinrichtung 5 gegenüber der Schwenkachse 4 des Fahrzeugrades 2 geneigtIn a further exemplary embodiment (FIG. 7), the axis of rotation 13 is for the housing of the transmitter device 5 inclined with respect to the pivot axis 4 of the vehicle wheel 2

Dadurch wird der Abstand von dem Drehpunkt des Fahrzeugrades, d. h. dem Schnittpunkt der Schwenkachse 4 mit der Fahrbahn, zu dem virtuellen Drehpunkt des Gebers, d.h. dem Schnittpunkt der Drehachse 13 mit der Fahrbahn, verkürzt und die Feinheit der Regelung weiter verbessert.Thereby the distance from the pivot point of the vehicle wheel, i.e. H. the intersection of the swivel axis 4 with the roadway, to the virtual pivot point of the encoder, i.e. the intersection of the axis of rotation 13 with the lane, shortened and the fineness of the regulation further improved.

Die beschriebene Anordnung ist allgemein bei allen automatischen Lenkungen, also auch bei solchen, die elektronisch gesteuert werden, anwendbar, wodurch auf einen zusätzlichen Achswinkelgeber verzichtet werden kann.The arrangement described is general in all automatic steering systems, including those that be electronically controlled, applicable, whereby an additional shaft angle encoder can be dispensed with can.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Automatic steering device, consisting of an adjusting device, one together with one steerable vehicle wheel pivotable about a pivot axis lever, one arranged on the lever Transmitter device and a sensor, which are connected to one another by control devices are that the encoder signal counteracts the movement of the actuator, characterized in that that the housing of the geöer (5) is rotatably mounted and via a telescopic, articulated on a vehicle frame (11), linkage (10; 20) with the vehicle frame (11) is connected.

2. Automatic steering device according to claim 1, characterized in that the articulation point of the Linkage (20) in the direction of travel in front of the pivot axis of the vehicle wheel (2).

3. Automatic steering device according to claim 1, characterized in that the housing on the Linkage (10) engaging the transducer device (5) is arranged transversely to the direction of travel

4. Automatic steering device according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the Housing of the transmitter device (5) arranged parallel to the pivot axis (4) of the vehicle wheel (2) is.

5. Automatic steering device according to claim I, characterized in that the axis of rotation (13) the housing of the transmitter device (5) is inclined to the pivot axis (4) of the vehicle wheel (2), such that the distance between the points of intersection of the axis of rotation (13) and the pivot axis (4) with the The lane is shorter than the distance between the corresponding intersection points when the axis of rotation is not inclined the housing of the encoder device.