DE3338702A1

DE3338702A1 - Vierrad-lenkung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE3338702A1
Application number: DE19833338702
Authority: DE
Inventors: Hirotaka Kanazawa; Naoto Hiroshima Takata; Teruhiko Takatani
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1984-05-03
Also published as: DE3338702C2; US4657102A

Description

TOYO KOGYO Co., Ltd.

No. 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun Hiroshima-ken, Japan

23 187

Vierrad-Lenkung für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Vierrad-Lenkung für vierrädrige Fahrzeuge mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einer Vierrad-Lenkung, bei der beim Drehen am Lenkrad sowohl die Vorderräder als auch die Hinterräder eingeschlagen werden.

Gewöhnlich werden Vierrad-Fahrzeuge dadurch gelenkt, daß lediglich die Vorderräder eingeschlagen werden, während die Hinterräder keine aktive Verstellung erfahren. Allerdings sind die Hinterräder so angeordnet, daß sie eine leichte Vorspur oder Nachspur in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen unabhängig von dem Einschlag der Vorderräder erhalten.

In jüngster Zeit ist eine Vierrad-Lenkung vorgeschlagen worden, bei der ebenso wie die Vorderräder auch die Hinterräder in Abhängigkeit von der Betätigung des Lenkrades eingeschlagen werden (vgl. z.B. JP-OS 55(1980)-91458). Mit einer Vierrad-Lenkung kann die Fahrstabilität des Fahrzeuges wesentlich verbessert werden und es werden dadurch verschiedene vorteilhafte Fahrfunktionen des Fahrzeuges ermöglicht. Wenn beispielsweise bei sehr geringer Fahrgeschwindigkeit die Hinterräder in einer zu den Vorderrädern entgegengesetzten Exnschlagrichtung eingeschlagen werden (was nachfolgend als "Gegenstellung" bezeichnet wird), um beispielsweise in eine sehr enge

Parklücke einzufahren, dann lässt sich die Ausrichtung des Fahrzeugkörpers hierdurch um einen wesentlichen Betrag verändern und der Parkvorgang dadurch erleichtern. Weiterhin ist das Einstellen der Vorder- und Hinterräder in die Gegenstellung insofern von Vorteil, als dadurch der kleinste Wenderadius verringert und das Wenden dadurch erleichtert wird. Auch kann die Differenz zwischen den Wenderadien des inneren Vorderrades und des inneren Hinterrades auf ein Minimum abgesenkt und dadurch die Handhabung des Fahrzeuges beim Fahren in engen Kurven verbessert werden. Werden bei sehr langsamer Fahrgeschwindigkeit die Vorderräder und die Hinterräder in derselben Richtung eingeschlagen (was nachfolgend al's "Gleichstellung" bezeichnet wird), so kann dadurch der Fahrzeugkörper eine seitliche Translation erfahren. Auch dies erweist sich für Parkvorgänge in beschränktem Parkraum als vorteilhaft. Sind die Vorderräder und die Hinterräder in Gleichstellung eingeschlagen, dann wirkt auf beide zugleich beim Wechsel von Fahrbahnen mit einer mittleren bis einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit eine Seitenkraft, durch die dieser Fahrbahnwechsel glatt vollziehbar ist und das Giermoment des Fahrzeuges begrenzt bleibt. Der Fahrzeuglenker kann somit Fahrbahnen auch mit hoher Geschwindigkeit risikolos wechseln. Durch Einschlagen der Hinterräder in die Gegenstellung lässt sich die Ausrichtung des Fahrzeugkörpers bei der Kurvenfahrt ebenfalls wirksam verändern. Schließlich kann eine hohe Fahrstabilität bei Geradeausfahrt mit hoher Geschwindigkeit auch dadurch erreicht werden, daß man die Hinterräder entgegen äußeren Störeinflüssen auf den Fahrzeugkörper, z.B. Seitenwind bei Geradeausfahrt, anstellt.

Bei den herkömmlichen Lenksystemen, bei denen nur die Vorderräder eingeschlagen werden, ist die Lenkcharakteristik so eingestellt, daß eine leichte Neigung zum Untersteuern

BAD ORIGINAL

besteht, um hierdurch während Geradeausfahrt eine gute Fahrstabilität zu erhalten. Daraus folgt bei einer Beschleunigung in der Kurve und bei konstant gehaltenem Einschlagwinkel am Lenkrad eine ausgeprägte Neigung des Fahrzeuges zu einer Vergrösserung des Kurvenradius. Mittels einer Vierrad-Lenkung kann diese Neigung dadurch korrigiert werden, daß man die Hinterräder in die Gegenstellung einschlägt. Das bedeutet, daß man mittels einer Vierrad-Lenkung eine gute Kurvenfahrstabilität auch dann erhält, wenn das Fahrzeug in der Kurve beschleunigt oder verzögert wird, indem der Einschlagwinkel der Hinterräder in Abhängigkeit von der Beschleunigung oder Verzögerung verändert wird. Auch aus dem Gesichtspunkt des Fahrkomforts ist eine Vierrad-Lenkung von Vorteil, weil sie bei einem gegebenen Radstand eine Verringerung des Wenderadius erlaubt und demzufolge der Radstand des Fahrzeuges vergrössert werden kann. Weiterhin erlaubt sie eine erhöhte Freiheit bei der Auslegung des Fahrzeugkörpers, weil sie eine erhebliche Verringerung des maximalen Einschlagwinkels an den Vorderrädern ermöglicht als das bei der herkömmlichen Zweirad-Lenkung zulässig ist.

Im Ergebnis erweist sich eine Vierrad-Lenkung aus verschiedenen Gesichtspunkten als vorteilhaft und nützlich.

Es sind bereits mannigfaltige Anordnungen zum Einschlagen der Hinterräder bei einer Vierrad-Lenkung vorgeschlagen worden. So werden beispielsweise bei der Vierrad-Lenkung nach der JP-OS 55(1980)-91457 die Hinterräder bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit in die Gegenstellung und bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit in die Gleichstellung eingeschlagen. Bei dem Lenksystem nach der JP-OS 56(1981)-5270 werden die Hinterräder in die Gleichstellung eingeschlagen, solange der Einschlagwinkel der Vorderräder klein ist, jedoch in die Gegenstellung verbracht, sobald der Einschlagwinkel der

BAD- ORIGINAL

-ίο -

Vorderräder groß ist. Bei der Lenkung nach der JP-OS 56(1981)-163969 werden die Hinterräder proportional zum Einschlagwinkel der Vorderräder eingeschlagen, solange der Einschlagwinkel der Vorderräder unter einem vorbestimmten Wert bleibt, und werden unabhängig vom Einschlagwinkel der Vorderräder bei einem vorbestimmten Einschlagwinkel gehalten, sobald der Einschlagwinkel der Vorderräder den genannten vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt.

Diese Vierrad-Lenkungen zeigen das Bestreben, die Hinterräder in der erwünschten Richtung einzuschlagen entsprechend der empirischen Regel, daß in den meisten Fällen, in denen eine Veränderung der Ausrichtung des Fahrzeugkörpers in einem grösseren Ausmaß erfolgen soll, die Fahrzeuggeschwindigkeit gering oder der Einschlagwinkel der Vorderräder groß ist und daß in den meisten Fällen, in denen nur eine geringfügige Seitenbewegung des Fahrzeugkörpers erwünscht ist, die Fahrgeschwindigkeit hoch oder der Einschlagwinkel an den Vorderrädern klein ist. Tatsächlich ist aber ein zufriedenstellendes Fahrverhalten und eine hinreichende Fahrstabilität nicht erzielbar, wenn Fahrzeuggeschwindigkeit und Einschlagwinkel der Vorderräder nur unabhängig voneinander berücksichtigt werden. So zeigt beispielsweise das Fahrzeug eine ausgeprägte Neigung, nach außen oder innen von dem beabsichtigten Fahrverlauf bei beschleunigter oder verzögerter Kurvenfahrt auszuweichen, selbst wenn der Einschlagwinkel der Vorderräder festgehalten wird und die Hinterräder entsprechend "dem gegebenen Einschlagwinkel der Vorderräder bei der Kurvenfahrt ebenfalls um einen gewünschten Betrag eingeschlagen werden. Das liegt daran, daß die an den Fahrzeugkörper als Seitenkraft angreifende Fliehkraft sich mit der Fahrgeschwindigkeit verändert. Um zu verhindern, daß das Fahr-

BAD ORIGINAL

zeug von dem beabsichtigten Bahnverlauf abweicht, muß das Verhältnis des Einschlagwinkels der Hinterräder zu dem Einschlagwinkel der Vorderräder (das nachfolgend als "Einschlagwinkelverhältnis" bezeichnet wird) mit einer Veränderung der Fahrgeschwindigkeit ebenfalls verändert werden. Dementsprechend wird vorzugsweise das Einschlagwinkelverhältnis in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit verändert. Weiterhin wird vorzugsweise bei mittlerer bis hoher Fahrzeuggeschwindigkeit das Einschlagwinkelverhältnis in der Gleichstellung und bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit vergrössert, so daß die Seitenbeschleunigung G ebenfalls zunimmt und damit ein glatter Fahrbahnwechsel mit verbessertem Fahrverhalten ermöglicht wird, umgekehrt wird vorzugsweise das Einschlagwinkelverhältnis bei einem Absenken der Fahrgeschwindigkeit von einem hohen auf einen mittleren Wert ebenfalls reduziert, um hierdurch die SeitenbeschleunIgung G zu verringern.

Bei der bekannten Lenkung nach der erwähnten JP-OS 55(1980)-91457, bei der die Hinterräder bei langsamer Fahrgeschwindigkeit in die Gegenstellung eingeschlagen werden, besteht die Gefahr, daß infolge dieser Einstellung der Hinterräder bei niedriger Geschwindigkeit der hintere Teil des Fahrzeugs gegen eine Wand stösst, wenn das Fahrzeug beispielsweise nahe an einer solchen Wand geparkt ist und mit stark eingeschlagenem Lenkrad weggefahren wird. Eine weitere Folge ist, daß beim starken Abbremsen des Fahrzeugs von einer hohen auf eine mittlere Geschwindigkeit die Hinterräder in die Gegenstellung eingeschlagen werden können, was eine gefährliche scharfe Schwenkung des Fahrzeuges verursachen kann. Um solche Probleme zu vermeiden, ist eine Vierrad-Lenkung vorgeschlagen worden, bei der das Einschlagwinkelverhältnis zu Null wird, d.h. die Hinterräder werden bei

BAD ORIGiNAL

JJJÖ /UZ

niedriger Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges nicht eingeschlagen (vgl. z.B. JP-OS 56(1981)-167562). Diese Lösung ist jedoch insofern nachteilig, als sich im Bereich niedriger Fahrgeschwindigkeit die Vierrad-Lenkung in gleicher Weise wie eine gewöhnliche Lenkung verhält und sich demzufolge der Vorteil einer Vierrad-Lenkung beim Umkehren oder Wenden mit niedriger Geschwindigkeit oder im Sinn einer Veränderung der Ausrichtung des Fahrzeugkörpers um einen grossen Betrag nicht erzielen lässt.

Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Gegebenheiten liegt die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Vierrad-Lenkung zu schaffen, welche von den beschriebenen Nachteilen frei ist und bei der die einer Vierrad-Lenkung innewohnenden vorteilhaften Eigenschaften hinreichend ausgenützt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Erfindungsgemäß wird somit die Einschlagwinkel-Charakteristik der Hinterräder relativ zu dem Einschlagwinkel der Vorderräder in Abstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert, wobei in dem Bereich sehr langsamer Fahrgeschwindigkeit der Einschlagwinkel der Hinterräder bei Null gehalten wird, solange der Einschlagwinkel der Vorderräder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist und sogar auf kleiner als Null eingestellt wird, sobald der Einschlagwinkel der Vorderräder den genannten vorbestimmten Wert übersteigt. Das bedeutet, daß bei einem Fahrzeugbetrieb mit sehr niedriger Geschwindigkeit die Hinterräder solange nicht eingeschlagen werden, bis die Vorderräder zumindest um einen vorbestimmten Winkel eingeschlagen sind, dann aber in einer zu den Vorderrädern entgegengesetzten Richtung eingeschlagen werden, sobald die Vorderräder einen Einschlagwinkel über dem genannten

BAD ORIGINAL

Winkelwert zeigen.

Nach einer besonderen Ausführung umfasst die erfindungsgemässe Vierrad-Lenkung eine Vorderradlenkung, eine' Hinterradlenkung, einen Geschwindigkeitssensor zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Hinterradlenkung. Das besondere Kennzeichen besteht darin, daß die Steuereinrichtung die Hinterradlenkung in einer Weise steuert, daß der Einschlagwinkel der Hinterräder entsprechend einer Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis verändert wird, welche in einem ebenen rechtwinkligen 9F/6R-Koordinatensystem definiert ist und entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit verändert wird. Dabei bezeichnen QF und 6R jeweils den Einschlagwinkel für die Vorderräder bzw. die Hinterräder; θ F ist auf der Abszisse und 9R auf der Ordinate des genannten Koordinatensystems aufgetragen. Die Steuerung ist hierbei so ausgelegt, daß die Kennlinien für das Einschlagwinkelverhältnis bei sehr niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, die nicht höher als eine vorbestimmte Geschwindigkeit sind, einen ersten Abschnitt aufweisen, der sich auf der 9F-Achse in dem Bereich erstreckt, in welchem der Wert von 6F kleiner als ein vorbestimmter Wert davon ist. In einem zweiten Abschnitt weist die Kennlinie sogar eine negative Neigung auf und erstreckt sich in den vierten Quadranten des genannten Koordinatensystems, in welchem der Wert von 6R kleiner als Null ist, wobei der Absolutbetrag der Neigung dieses zweiten Abschnitts mit kleiner werdender Fahrzeuge^schwindigkeit ansteigt.

In dem Bereich, in welchem die Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis auf der eF-Achse verläuft, wird der Einschlagwinkel der Hinterräder auf dem Wert Null gehalten. In dem Bereich dagegen, in welchem die Kennlinie für das

BAD

Einschlagwinkelverhältnis sich in den vierten Quadranten des Koordinatensystems erstreckt, d.h. in welchem der Wert von QR negativ ist, werden die Hinterräder in die Gegenstellung eingeschlagen, d.h. entgegengesetzt zu den Vorderrädern ausgerichtet. Der Punkt, von dem aus beginnend die Hinterräder in die Gegenstellung eingeschlagen werden, d.h. der Punkt auf der 6F-Achse mit dem Wert, der dem genannten vorbestimmten Wert von BF entspricht, wird nachfolgend in dieser Beschreibung als "Startpunkt für die Gegenstellung" bezeichnet.

Bei der erfindungsgemässen Vierrad-Lenkung wird somit vermieden, daß der Fahrzeugkörper beim Anfahren eine abrupte Schwenkung oder Veränderung seiner Ausrichtung vollzieht, und zugleich wird erreicht, daß er auch dann keinen gefährlichen Schlenker ausführt, wenn die Fahrgeschwindigkeit plötzlich durch Abbremsen verringert wird, weil die Hinterräder bei sehr langsamer Fahrgeschwindigkeit und bei kleinem Einschlagwinkel der Vorderräder nicht eingeschlagen werden. Außerdem bewirkt die erfindungsgemässe Vierrad-Lenkung, daß die Hinterräder in der neutralen Stellung (d.h. bei einem Einschlagwinkel 9R = Null) verbleiben, falls der Geschwindigkeitssensor nicht mehr richtig arbeitet und Signale ausgibt, die unabhängig von der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit die Fahrgeschwindigkeit Null anzeigen. Auf diese Weise wird die Fahrsicherheit erhöht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Figuren 1 bis 3 mehrere Beispiele der Steuercharakteristik

oder Kennlinie, gemäß der die Hinterräder mittels der erfindungsgemässen Vierrad-Lenkung gesteuert werden;

BAD ORIGINAL

Figur 4 eine schematische Darstellung einer Vierrad-Lenkung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und

Figur 5 eine schematische Darstellung einer Vierrad-Lenkung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils für sich Kennlinien oder Steuercharakteristiken der Steuereinrichtung für mehrere Ausführungsformen der Erfindung.

Wie vorstehend beschrieben, wird der Einschlagwinkel für die Hinterräder entsprechend einer Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis 6R/6F gesteuert, die für jede Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt und bestimmt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Kennlinien für das Einschlagwinkelverhältnis, die jeweils zur Steuerung des Hinterrad-Einschlagwinkels bei den Geschwindigkeiten V₁, V₀....V herangezogen werden, mit CV₁, CV₉....CV bezeichnet. Die Kennlinien CVL,....CVL kommen zur Anwendung, wenn das Fahrzeug sich in dem Bereich sehr niedriger Fahrgeschwindigkeit bewegt, d.h. in einem typischen Fall unterhalb von 10 km/h. Fährt beispielsweise das Fahrzeug mit der Geschwindigkeit V,, dann wird der Einschlagwinkel für die Hinterräder in Abhängigkeit der Kennlinie CV, gesteuert. Fährt das Fahrzeug mit der Geschwindigkeit CVL,, dann entspricht die Steuerung des Hinterrad-Einschlagwinkels der Kennlinie CVL,. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Einschlagwinkel an den Hinterrädern proportional zur Steigerung des Einschlagwinkels an den Vorderrädern erhöht, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich von Vn bis V, liegt. Dabei nimmt auch der Gradient der Steigerung, d.h. die Neigung der Kennlinien CVn bis CV, zu, solange die Fahrgeschwindigkeit zunimmt. Somit wird

BAD ORIGINAL

OO JO / UZ

das Einschlagwinkelverhältnis mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit ebenfalls grosser und dadurch das Ansprechen der Hinterräder auf den Lenkvorgang der Vorderräder verbessert, wodurch eine ausreichende Seitenkraft auf den Fahrzeugkörper bei hoher Fahrgeschwindigkeit ausgeübt wird, um den Fahrbahnwechsel zu erleichtern. Andererseits lässt sich bei niedriger Fahrgeschwindigkeit die Ausrichtung des Fahrzeugkörpers leicht verändern, weil das Einschlagwinkelverhältnis mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit ebenfalls reduziert wird.

Im Bereich sehr niedriger Fahrgeschwindigkeit wird der Einschlagwinkel der Hinterräder solange bei Null gehalten, bis unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Vorderrad-Einschlagwinkel einen vorbestimmten Wert erreicht, welcher in Fig. 1 mit K bezeichnet ist. Überschreitet der Einschlagwinkel der Vorderräder diesen Wert K, so werden die Hinterräder in die Gegenstellung eingeschlagen, d.h. entgegengesetzt zu den Vorderrädern ausgerichtet. Das bedeutet, daß die .Kennlinien CVL₁ bis CVL für das

l η

Einschlagwinkelverhältnis bei sehr langsamer Fahrgeschwindigkeit VL-, bis VLn längs der 0F-Achse in dem Bereich verlaufen, in welchem der Wert von 6F kleiner als der vorbestimmte Wert K ist, und eine negative Neigung annehmen und sich in den vierten Quadranten in dem Bereich erstrecken, in welchem der Wert von 6F gleich oder grosser als der vorbestimmte Wert K ist. Der Absolutbetrag der Neigung der Kennlinien CVL, bis CVL im vierten Quadrant nimmt mit einer Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Vorzugsweise liegt der vorbestimmte Wert K bei etwa 5°. Der eingangs genannte "Startpunkt für die Gegenstellung" bezeichnet somit den Punkt auf der 6F-Achse, dessen 0F-Wert gleich dem vorbestimmten Wert K ist. Im folgenden wird daher zeitweise der Wert K zur Bezeichnung

BAD ORiGiMAL

- 17 -

des Startpunktes für die Gegenstellung benutzt werden.

Im allgemeinen kann davon ausgegangen werden, daß das Fahrzeug weitgehend gewendet werden soll, sobald bei sehr niedriger Fahrgeschwindigkeit der Einschlagwinkel an den Vorderrädern groß ist. Demzufolge werden die Hinterräder in die Gegenstellung verbracht, wenn bei sehr niedriger Fahrgeschwindigkeit der Einschlagwinkel der Vorderräder grosser als der vorbestimmte Wert K ist.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 sind die Kennlinien für das Einschlagwinkelverhältnis bei sehr niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten ähnlich denjenigen der Ausführungsform nach Fig. 1 und werden deshalb nicht näher erläutert. Jedoch stellen bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 die Kennlinien CV , bis CV für das Einschlagwinkelverhältnis bei niedriger bis hoher Fahrzeuggeschwindigkeit V₁ bis V (im Normal fall mehr als 10 km/h) im wesentlichen geknickte Linien dar, an deren Knickpunkten P, bis P ihre Neigung sich ändert. Jede Kennlinie besitzt eine positive Neigung in dem Bereich, in welchem der Wert von 6F kleiner als der Wert von θ F am Knickpunkt ist. Die Neigung der Kennlinien CV bis CV, in diesem Bereich nimmt mit steigender Geschwindigkeit zu. Das bedeutet, daß der Einschlagwinkel an den Hinterrädern mit zunehmendem Einschlagwinkel an den Vorderrädern solange grosser wird, bis der Knickpunkt der Kennlinie für die jeweilig gegebene Fahrgeschwindigkeit erreicht wird, und auch der Gradient der Zunahme des Einschlagwinkels an den Hinterrädern nimmt mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Folglich wird auch das Einschlagwinkelverhältnis BR/6F mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit grosser. Die Kennlinien für hohe Geschwindigkeiten, die im Normalfall über 80 km/h liegen und durch die Kennlinie CV, repräsentiert sind, besitzen

BAD ORlGMAL

OOOo I UZ

eine Neigung von Null oder eine negative Neigung in dem Bereich, in welchem der Wert von 6F gleich oder grosser als 6F am Knickpunkt ist. Die Kennlinien für die hohen Geschwindigkeiten schneiden die 6F-Achse im Definitionsbereich der Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis nicht. Wie sich für den Fachmann versteht, ist die Kennlinie lediglich in dem Bereich definiert, in welchem der Wert von 9F nicht grosser als der maximale Einschlagwinkel an den Vorderrädern ist.

Hingegen haben die Kennlinien CV bis CV„ für niedrige bis mittlere Geschwindigkeiten V bis V„ eine negative Neigung in dem Bereich, in welchem der Wert von 6F nicht kleiner als 6F am Knickpunkt ist, und sie schneiden die 6F-Achse an den Punkten K¹ , K' .... Das bedeutet, daß im Bereich niedriger bis mittlerer Fahrgeschwindigkeit der Einschlagwinkel der Hinterräder mit einer Vergrösserung des Einschlagwinkels der Vorderräder solange zunimmt, bis der Knickpunkt erreicht ist, und von da ab allmählich mit grosser werdendem Einschlagwinkel an den Vorderrädern verringert wird, bis er kleiner als Null wird, d.h. die Hinterräder schließlich in die Gegenstellung eingeschlagen werden. Der Schnittpunkt der Kennlinien

* für das Einschlagwinkelverhältnis mit der eF-Achse wandert zu grösseren Werten von θ F hin, d.h. der Wert von θ F steigt in der Reihenfolge der Punkte Κ'_β, K'₅, K¹

Vorzugsweise werden die Kennlinien für das Einschlagwinkelverhältnis bei niedriger bis hoher Fahrgeschwindigkeit so verändert, daß die Knickpunkte P, bis P kontinuierlich verschoben werden und zum "Startpunkt K für die Gegenstellung" der Kennlinie für die sehr langsamen Fahrgeschwindigkeiten hin konvergieren. Dadurch kann das Einschlagwinkelverhältnis 0R/eF glatt und stetig beim Übergang von sehr langsamer Fahrgeschwindigkeit zu hoher Fahr-

*bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit

BAD ORiGlNAL

- 19 -

geschwindigkeit verändert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird der Knickpunkt mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit in einer Richtung verschoben, in welcher auch 6F kleiner wird, so daß er schließlich bei dem Startpunkt K für die Gegenstellung liegt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist derjenigen nach Fig. 2 ähnlich mit der Ausnahme, daß die Knickpunkte P, bis P mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit in eine Richtung verschoben werden, in welcher QF grosser wird, so daß sie schließlich zum Startpunkt K für die Gegenstellung konvergieren.

Da in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 2 und 3 das Einschlagwinkelverhältnis im Bereich niedriger bis hoher Fahrgeschwindigkeit positiv ist und mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit grosser wird, lässt sich ein Bereich G erhalten, in welchem eine Seitenbeschleunigung G entstehen kann. Da außerdem der Bereich G mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit vergrössert wird, wird im Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit das Ansprechen auf eine Lenkradbewegung bei einem Fahrbahnwechsel erheblich verbessert. Weiterhin wird im Bereich niedriger bis mittlerer Fahrgeschwindigkeit der Einschlagwinkel der Hinterräder verringert, sobald der Einschlagwinkel der Vorderräder den vorbestimmten Wert (6F am Knickpunkt) überschreitet, wodurch ein Bereich Υ* geschaffen wird, in welchem eine Gierneigung auftreten kann, die das Kurvenfahrverhalten verbessert.

Gewöhnlich kann man davon ausgehen, daß in einem Bereich niedriger bis mittlerer Fahrgeschwindigkeit der Fahrzeuglenker einen Fahrbahnwechsel vornehmen will, wenn der Einschlagwinkel an den Vorderrädern vergleichsweise gering ist, und daß eine Kurve gefahren werden soll, wenn der Einschlagwinkel an den Vorderrädern groß ist. Folglich kann entsprechend den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3

RAD

OO00 I UZ

das Kurvenfahrverhalten bei niedriger bis mittlerer Fahrgeschwindigkeit verbessert und ein Fahrbahnwechsel im gleichen Fahrgeschwindigkeitsbereich erleichtert

Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform einer Vierrad-Lenkung nach der Erfindung, bot der zur Steuerung der Hinterräder entsprechend den Steuorkennlinien nach der Erfindung Hydraulikdruck eingesetzt wird. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zur Steuerung der Hinterräder ein Lcnkhebelmechanismus zur Anwendung kommt.

Tn dor in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind Vorderräder 1 und Hinterräder 2 voneinander mechanisch getrennt, und die Hinterräder 2 sind unter der Kontrolle eines Steuergerätes 10 einschlagbar, dem Ausgangssignale eines Einschlagwinkel-

BAD ORiGiNAL

_ 21 _

sensors 4 für die Vorderräder eingegeben werden. Der Einschlagwinkelsensor 4 tastet den Einschlagwinkel der Vorderräder 1 über den Drehwinkel ΘΗ des Lenkrades 3 "ab.

Die Vorderradlenkung umfasst eine Lenkwelle 3A, an der das Lenkrad 3 befestigt ist, ein Kitzel 5, eine Zahnstange 6, ein Paar Spurstangen 7, die mit den gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 6 verbunden sind, und ein Paar von Spurhebeln 8, die um Achsschenkelbolzen 8a verschwenkbar sind. Die Funktion dieses Mechanismus ist bekannt. Wenn das Lenkrad 3 verdreht wird, verdreht sich auch das am unteren Ende der Lenkwelle 3A befestigte; Ritzel 5 und bewegt die Zahnstange 6 in seitlicher Richtung bezüglich dos Fahrzeugkörpers, wie durch Pfeil A angegeben ist. Dabei, worden mittels dor Spurstangen7 und der Spurhebel 8 die- Vorderräder 1 eingeschlagen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Lenkung nach dieser Ausführung.⁴?form wird nachfolgend unter der Voraussetzung beschrieben, daß das Lenkrad 3 nach links verdreht wird:

Beim Verdrehen des Lenkrades 3 nach links (vgl. Pfeil L) werden die Lenkwelle 3A, das Ritzel 5, die Zahnstange 6, die Spurstangen 7 und die Spurhebel 8 in der entsprechenden Richtung verstellt (vgl. die jeweiligen Pfeile L) und die Vorderräder 1 nach links eingeschlagen. Der Einschlagwinkelsensor 4 für die Vorderräder liefert ein Signal 4a, das dem Drehwinkel ΘΗ am Lenkrad 3 in Richtung des Pfeiles L entspricht. Dieses Signal 4a wird einem Eingang 1OA des Steuergerätes 10 für die Hinterradlenkung zugeführt. Der Eingang 1OA ist somit ein Signaleingang für den Einschlagwinkel der Vorderräder. Das an eine Energiequelle 11 angeschlossene Steuergerät 10 hat zusätzlich zu dem Eingang 1OA

BAD ORIGINAL

für den Einschlagwinkel der Vorderräder einen Eingang 1OB für die Fahrzeuggeschwindigkeit, der mit einem Geschwindigkeitssensor 12 verbunden ist, weiterhin einen Rückkopplungseingang IOC, der mit einem Einschlagwinkelsensor 13,für die Hinterräder in Verbindung steht, einen Ausgang IOD für die Einschlagrichtung, der mit einer Magnetspule 20 zur Überwachung der Einschlagrichtung der Hinterräder 2 gekoppelt ist, und schließlich einen Steuerausgang 1OE für eine Hydraulikpumpe, der mit dem Antriebsmotor 21A einer hydraulischen Pumpvorrichtung 21 verbunden ist.

Die hydraulische Pumpvorrichtung 21 beinhaltet den Antriebsmotor 21A sowie eine Flydraul ikpumpe 21B, durch die Hydrauliköl geliefert wird. P i.e Hydraul ikpuirpe 2IB steht über ein Schaltventil 22 für die Einschlagrichtung mit einer Betätigungsvorrichtung 2 3 in Verbindung. Zwischen der Hydraulikpumpe 21B und dem Schaltventil 22 vorlaufen eine Ölzuführleitung 24A sowie eine Ölrückführleitung 24C, die durch einen Kanal 24B mit einer Öffnung 24b miteinander kurzgeschlossen sind. Die öffnung 24b liegt in einem mittleren Abschnitt des Kanals 24B. Tn der Ölrückführleitung 24C ist ein Öltank 25, ebenfalls in einem Mittelabschnitt davon, angeordnet.

Das Schaltventil 22 für die Einschlagrichtung weist einen Normal-Ventilteil 22A einen Ventilteil 22B für

Anschlußumkehr und einen Ventilteil 22C für Halt auf, wobei jeder Teil ein Paar von Einlassen und Auslassen besitzt. Jeder Einlaß *steht mit einem zugehörigen Auslaß in Verbindung. Die Ventil toi Ie 22A bis 22C sind wahlweise mit der Ölzuführleitung 24A und der Ölrückführleitung 24C, gesteuert durch die Magnetspule 20, verbindbar. Immer wenn ein Ventilteil mit der Öl zuführleitung 24A und der Glrückfuhrleitung 24C verbunden ist, ist das entsprechende Auslaßpaar des Ventilteils mit einem rechten und einem linken Ölanschluß 23R bzw. 23L der hydraulischen Betätigungsvor- *der Ventilteile 22A und 22B

BAD ORIGINAL

- 23 -

richtung 23 verbunden, um dadurch eine Verbindung der Ölanschlüsse 23R, 23L mit der Ölzufuhrleitung 24A bzw. der Ölrückführleitung 24C herzustellen. Befindet sich der Normal"-Ventilteil 22A . . in Betriebsstellung,

d.h. steht dieser Teil in Verbindung mit der Ölzufuhrleitung 24Λ und der Ölrückführleitung 24C, so führt die Ölzufuhrleitung 24A Hydrauliköl zum rechten Ölanschluß 23R, und die Ölrückführleitung 24C nimmt Öl aus dem Ölanschluß 23L auf. Steht der Ventilteil 22B für die An- · schlußumkehr in Betriebsstellung, so führt die Ölzufuhrleitung 24A Öl zu dom linken Ölanschluß 23L, während die Ölrückführleitung 24C Öl aus dom rechten Ölanschluß 23R abführt.

Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 23 verschiebt ihre ,Kolbenstange 26 in seitlicher Richtung zum Fahrzeugkörper (vgl. Pfeil B) entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem rechten Ölanschluß 23R und dem linken Ölanschluß 23L. Jedes Ende der Kolbenstange 26 steht mit einem Hinterrad 2 über eine Spurstange 27 und einen Spurhebel 28 in Verbindung, der um einen Achsschenkelbolzen 28a verschwenkbar ist.

Werden die Vorderräder 1 in Richtung des Pfeiles L nach links eingeschlagen, und sollen die Hinterräder 2 in der Gleichstellung eingeschlagen werden, d.h. in derselben Richtung wie die Vorderräder 1, dann wird der Mormal-Ventilteil 22A des Schaltventils 22 für die Einschlagrichtung in die Betriebsstellung verbracht, so daß Hydrauliköl der Ölzufuhrleitung 24A zugeführt wird. Das Hydrauliköl gelangt durch den Kanal 24B in die Ölrückführleitung 24C und von dort über den Öltank 25 zurück zur Hydraulikpumpe 2IB. Somit wird der Druck stromauf von der Mündung 24b höher als stromab davon, und dementsprechend steigt auch der Druck in dem rechten ölanschluß 23R der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 23, der mit der Öl-

BAD ORIQIiMAL

- 2 4 -

zuführleitung 24Α über den Normal -Ventil teil 22A verbunden ist, über den Druck in dein linken Ölanschluß 23L an, der an die Ölrückführleitung 24C angeschlossen ist. Auf diese Weise wird die Kolbenstange 26 der Betätigungsvorrichtung 23 nach links verstellt und schlägt die Hinterräder 2 mittels der Spurstange 27 und der Spurhebel 28 nach links ein. Der Betrag der Verstellung der Kolbenstange 26 und dementsprechend der Einschlagwinkel an den Hinterrädern 2 bestimmt sich entsprechend der Stromstärke, die dem Antriebsmotor 21A der hydraulischen Pumpvorrichtung 21 zugeführt wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung folgt, wird zürn Einschlagen der Vorderräder 1 nach rechts und zum Einschlagen der Hinterräder 2 in die Gleichstellung der Umkehr-Ventilteil 22B des Schaltventils 22 für die Einschlagrichtung anstelle des Normal-Ventilteils 22A in die Betriebsstellung verbracht. Somit wird der Druck in dem linken Ölanschluß 23L der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 23 höher als derjenige im rechten Ölanschluß 23R, so daß die Kolbenstange 26 nach rechts verstellt wird und die Hinterräder 2 nach rechts einschlagen.

Für den Fall, daß die Hinterräder 2 in die Gegenstellung gebracht werden sollen, d.h. in eine Richtung entgegengesetzt zu derjenigen der Vorderräder 1 eingeschlagen werden sollen, wird der Umkehr-Ventilteil 22B in die Betriebsstellung eingestellt, sobald die Vorderräder 1 nach links eingeschlagen werden. Dagegen gelangt der Normal-Ventilteil 22A in die Betriebsstellung, wenn die Vorderräder 1 nach rechts eingeschlagen werden.

Wenn der Einschlagwinkel QR der Hinterräder auf Null eingestellt bleiben soll, wird der Halt-Ventilteil 22C in die Betriebsstellung gebracht, so daß dadurch die hydraulische Betätigungsvorrichtung 23 von der Hydraulikpumpe 21B abge-

BAD ORIGINAL

Λ Α

-25, _

schnitten wird. Hierdurch wird die Differenz zwischen dem rechten und dem linken Ölanschluß 23R bzw. 23L zu Null und die Kolbenstange 26 verbleibt in einer neutralen Mittelstellung. Vorzugsweise ist di eKolbenstange 26 in der Betätigungsvorrichtung 23 mit einer Vorlast beaufschlägt, so daß sie in der neutral on Mi tt.cl r;toi 1 ung bei Nullsetzung der Druckdifferenz positiv fixiert int.

Die Einschlagrichtung der Vorderräder 1 wird als Ausgangssignal 4a des Einschlagwinkolsensors 4 der Vorderräder in das Steuergerät 10 eingegeben, und das Steuergerät 10 bestimmt, in welcher Richtung die Hinterräder 2 eingeschlagen werden müssen, d.h. ob eine Gleichstellung oder eine Gegenstellung entsprechend der durch den Geschwindigkeitssensor 12 abgetasteten Fahrzeuggeschwindigkeit erforderlich ist. Hierzu nimmt das Steuergerät 10 das Ausgangssignal 4a der Einschlagwinkel sensors 4 der Vorderräder sowie das Ausgangssignal des Geschwindigkeitssensors 12 auf und steuert entsprechend die Hinterräder 2 mittels der Magnetspule 20 und des Antriebsmotors 21A in Übereinstimmung mit einem Kennlinienverlauf der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Art.

Die Ausführungsform gemäß Fig .4bei der zur Verstellung der Hinterräder 2 die hydraulische Betätigungsvorrichtung 23 verwendet wird, ist insofern von Vorteil, als die Hinterräder 2 dadurch leicht und mühelos eingeschlagen werden können, ohne daß eine zusätzliche Belastung auf das Lenksystem aufgebracht wird. Jedoch sind für die Hydraulikeinrichtung schwere und teure Teile notwendig, wie ein Elektromotor, eine Hydraulikpumpe, eine hydraulische Betätigungsvorrichtung und zugehörige Ventile, die die Herstellungskosten und das Fahrzeuggewicht erhöhen. Demzufolge eignet sich eine hydraulische Einrichtung weniger für Kompaktfahrzeuge.

BAD ORiGfNAL

JJJö /DZ

Nachfolgend wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung erläutert, bei der ein Lenkhebelmechanismus zur Steuerung der Hinterräder Anwendung findet und die von den der hydraulischen Einrichtung innewohnenden Nachteilen frei ist und sich daher für Kompaktfahrzeuge besonders eignet. Hierfür wird auf Fig.5 Bezug genommen. Darin sind denjenigen Teilen, die analog zu den Teilen der Fig. 4 sind, gleiche Bezugszeichen gegeben und diese Teile werden auch nicht mehr näher erläutert.

Gemäß Fig. 5 sind die Spurstangen 27 für das rechte bzw. linke Hinterrad 2 über ein Spurstangen-Mittelstück 41 miteinander verbunden, das in seitlicher Richtung gegenüber dem Fahrzeugkörper verstellbar ist, um dadurch die Hintorräder 2 nach rechts oder links über die Spurstangen 2 7 und die Spurhebe]. 28 ο inzustellen. Das Spurstangen-Mitt^lstück 41 ist mit der Zahnstange 6 der Vorderradlenkung über oinen Lonkhcbelmcchanismus gekoppelt. Der Lenkhebelmechaninmus umfasst einen ersten L-förmigen Winkelhebel 31, der schwenkbar an einem festen Zapfen 31a gehalten ist und von dem ein Ende 3IA verschiebbar in einem Langloch 6A der Zahnstange 6 aufgenommen ist. Ein Verbindungshebel 32 ist schwenkbar am anderen Ende 3IB des ersten L-förmigen Winkelhebels 31 mit einem Ende 32A angelenkt. Ein weiterer Schwenkhebel 33 ist schwenkbar mit dem anderen Ende 32B dos Verbindungshebels 32 mit einem Ende 33A verbunden und schwenkbeweglich an einem festen Zapfen 33a mit seinem anderen Ende 33b abgestützt. Ein Steuerhebel 34 ist schwenk-' bar mit dem Ende 32B des Verbindungshebels 32 zusammen mit dem Ende 33A des Schwenkhebels 33 an einem Ende 34A befestigt. Der freie Endteil des Steuerhebels 34 ist verschiebbar in einer Aufnahmehülse 35 aufgenommen, die an einer Wandermutter 36 mittels eines Gelenks 35A befestigt ist. Die Wandermutter 36 sitzt auf einer Schraubenspindel 37 und kann bei einer Drehung der Schraubenspindel 37 in seitlicher Richtung gegenüber dem Fahrzeugkörper vor- und rückverstellt werden.

BAD ORIGINAL

_ 27 _

Die Schraubenspindel 37 ist von einem Antriebsmotor 38 angetrieben. An einen Mittelteil des Steuerhebels 34 ist ein Ende 39A eines Anschlußhebels 39 angeschlossen, dessen anderes Ende 3 9B schwenkbar mit einem Ende 4OA eines zweiten L-förmigen Winkelhebels 40 verbunden ist, der seinerseits schwenkbar an einem festen Zapfen 40a abgestützt ist. Das andere Ende 40b des zweiten L-förmigen Winkelhebels 40 ist verschiebbar in einem Langloch 41A des Spurstangen-Mittelteils 41 aufgenommen.

Der Antriebsmotor 38 ist mit einem Steuergerät 50 verbunden und in Abhängigkeit von dessen Ausgangssignalen betreibbar. Das Steuergerät 50 erhält Energie von einer Energiequelle 51 und empfängt die Ausgangssignale eines Geschwindigkeitssensors 52. Ein Potentiometer 53 zur Rückspeisung der Stellung der Wandermutter 36 auf der Schraubenspindel 37 zum Eingang des Antriebsmotors 38 ist nahe der Schraubenspindel 37 angeordnet.

Wenn das Lenkrad 3 entsprechend Pfeil L nach links verdreht wird, werden die Lenkwelle 3Λ, das Ritzel 5, die Zahnstange 6, die Spurstangen 7 und die Spurhebel 8 in die entsprechenden Richtungen verstellt (s. die jeweiligen Pfeile L), um die Vorderräder 1 nach links einzuschlagen. Durch die Verstellung der Zahnstange 6 in Richtung des Pfeiles L wird der erste L-fÖrmige Winkelhebel 31 im Uhrzeigersinn (s. Fig.5 ) infolge des Eingreifens seines Endes 31A in das Langloch 6A verstellt. Durch diese Verdrehung stösst er den Verbindungshebel 32 nach hinten, so daß der Schwenkhebel 33 im Gegenuhrzeigersinn um den festen Zapfen 33a verschwenkt wird. Wird dagegen die Zahnstange 6 entgegengesetzt zu dem Pfeil L verstellt, dann erfährt der erste L-förmige Winkelhebel 31 eine Verschwenkung im Gegenuhrzeigersinn und der Schwenkhebel 33 verschwenkt im Uhrzeigersinn. Durch die Verschwenkung des Schwenkhebels 33 wird der Steuerhebel 34 in derselben Richtung um das Gelenk

BAD GRONAL

_ 28 _

35Α verstellt, über das die Aufnahmehülse 35 mit der Wandermutter 36 verbunden ist. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, wird der Anschlußhebel 39 entsprechend dem Pfeil L nach hinten gestossen, wenn sich die Wandermutter 36 auf der rechten (in Fig. 5 oberen) Seite des Endes 39A des Anschlußhebels

39 befindet, wobei entsprechend das Gelenk 35A zur rechten Seite des Endes 39A liegt. Das Zurückstossen des Anschlußhebels 39 erfolgt in Abhängigkeit von der Gegenuhrzeiger-Bewegung des Steuerhebels 34. Wenn hingegen die Wandermutter 36 und das Gelenk 35A sich auf der linken Seite des Endes 39A des Anschlußhebels 39 befinden, wird in Abhängigkeit von einer Gegenuhrzeiger-Bewegung des Steuerhebels 34 der Anschlußhebel 39 nach vorne gezogen. Bei einer Verschwenkung des Steuerhebels 34 im Uhrzeigersinn und bei einer Lage dos Gelenks 35A an der rechten Seite des Endes 39A wird der Anschlußhebel 39 ebenfalls nach vorne gezogen, während er wiederum zurückgestossen wird, sobald der Steuerhebel 34 im Uhrzeigersinn verschwenkt und das Gelenk 35A an der linken Seite liegt. Wenn sich das Gelenk 35A mit dem Ende 39A des Anschlußhebels 39 deckt, wird letzterer bei einer Bewegung des Steuerhebels 34, gleichgültig in welcher Richtung, nicht bewegt.

Durch das Zurückstossen des Anschlußhebels 39 wird der zweite L-förmige Winkelhebel in Richtung des Pfeiles L im Uhrzeigersinn verschwenkt und dadurch der Spurstangen-Mittelteil aufgrund des Eingriffes zwischen dem Ende 4OB des Winkelhebels

40 und dem Langloch 41A des Mittelteils 41 in Richtung des Pfeiles L verstellt. Dadurch werden die Hinterräder nach links eingeschlagen. Wird der Anschlußhebel 39 nach vorne gezogen, so erfährt der zweite L-förmige Winkelhebel 40 eine Verschwenkung im Gegenuhrzeigersinn (vgl. Pfeil R), so daß die Hinterräder 2 nach rechts einschlagen.

Es ergibt sich also, daß bei einem Einschlagen der Vorderräder

BAD ORIGINAL

- 29 -

1 nach links und bei einer Einstellung der Wandermutter bzw. des Gelenks 35A auf der rechten Seite des Endes 39A des Anschlußhebels 39 auch die Hinterräder 2 nach links eingeschlagen werden, während bei einem Einschlagen der Vorderräder 1 nach rechts und bei einer Einstellung der Wandermutter 36 auf der rechten Seite auch die Hinterräder 2 nach rechts einschlagen. Wenn hingegen die Wandermutter 36 sich links von dem Ende 39A des Anschlußhebels 39 befindet, schlagen die Hinterräder 2 in eine zu den Vorderrädern 1 entgegengesetzte Richtung ein. Somit werden die Hinterräder 2 in die Gleichstellung eingeschlagen, wenn die Wandermutter 36 auf der rechten Seite des Endes 39A liegt, während ein Einschlagen der Hinterräder in die Gegenstellung die Folge ist, sobald die Wandermutter 36 sich links davon befindet. Bei einer Deckungslage des Gelenks 35A mit dem Ende 39A erfahren die Hinterräder 2 bei einem Einschlagen der Vorderräder 1 keine Verstellung.

Der Schwenkwinkel des zweiten Winkelhebels 40 gegenüber demjenigen des ersten Winkelhebels 31 und folglich der Einschlagwinkel der Hinterräder 2 gegenüber dem Einschlagwinkel der Vorderräder 1 lässt sich durch Einstellung der Distanz zwischen dem Ende 39A des Anschlußhebels 39 und dem Gelenk 35A steuern.

Die Wandermutter 36 wird durch Verdrehen der Schraubenspindel 37 mittels des Antriebsmotors 38 verstellt, wobei der Antriebsmotor 38 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Steuergeräts 50 betrieben wird. Somit steuert das Steuergerät 50 die Einschlagrichtung und den Einschlagwinkel der Hinterräder 2.

BAD ORIGINAL

Claims

PATENTANWÄLTE Dr. rer. nat. DIETER LOS.ff S Dipl.-Phys. CLAUS PDHLAL Dipl.-lng. FRANZ LOHRFMTZ Dipl.-Phys.WOLFGAWG SSGErn FERDINAND-MARIA-STii. 6

TOYO KOGYO Co., Ltd. ^815Q STARNSERG

No. 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun Hiroshima-ken, Japan

23 187 Vierrad-Lenkung für Fahrzeuge

Patentansprüche

\ l. Vterrad-Lenkung für Fahrzeuge, mit einer Vorderrad- \ !Senkung, einer Hinterrad-Lenkung, einem Geschwindigkeitssensor zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Hinterrad-Lenkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Lenkung durch die Steuereinrichtung derart steuerbar ist, daß der Einschlagwinkel der Hinterräder entsprechend einer Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis (6R/6F) veränderbar ist, die in einem eF,6R-Koordinatensystem definiert ist und in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V, ....V) verändert wird, wobei 0F und 0R den Einschlagwinkel der Vorderräder bzw. der Hinterräder bezeichnen, daß die Kennlinie für sehr niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit bis zu einer vorbestimmten ersten Geschwindigkeit und in einem Bereich, in dem 6F kleiner als ein erster vorbestimmter Wert ist, einen ersten, auf der 0F-Achse liegenden Abschnitt sowie einen zweiten Abschnitt mit negativer Neigung aufweist, der sich,'in den vierten Quadrant des 9F, SR-Koordinatensystems hineinerstreckt, so daß die Hinterräder bei überschreiten des vorbestimmten Wertes des Einschlagwinkels QF der Vorderräder entgegengesetzt zu den Vorderrädern verstellt werden, daß der erste und der zweite Abschnitt der Kennlinie an einem Anfangspunkt (K) für die Verstellung der Hinterräder

BAD ORi¹GlNAL

im entgegengesetzten Sinn zu den Vorderrädern aneinander anschließen, an dem 6F und 9R den ersten vorbestimmten Wert bzw. den Wert Null haben, und daß der Absolutbetrag der Neigung des zweiten Abschnitts mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt.
2. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinien für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit im wesentlichen geknickte Linien mit einem Knickpunkt (P,...P ) sind, an dem sich ihre Neigung ändert, und in dem Bereich (G), in dem 6F kleiner als 9F am Knickpunkt (P,...P ) ist, eine positive erste Neigung und in dem Bereich { ψ ), in welchem 6F nicht kleiner als GF am Knickpunkt ist, eine zweite kleinere Neigung haben, daß die zweite Neigung der Kennlinie für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der genannten vorbestimmten ersten Geschwindigkeit, jedoch unter einer vorbestimmten zweiten Geschwindigkeit negativ ist, so daß die Kennlinie die 9F-Achse schneidet, wodurch die Hinterräder entgegengesetzt zu den Vorderrädern eingeschlagen werden, sobald der Einschlagwinkel 9F der Vorderräder den Wert von 9F am Schnittpunkt (K¹ , K' ...) der Kennlinie mit der 9F-Achse überschreitet, und daß die Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten zweiten Geschwindigkeit nur oberhalb der 6F-Achse verlaufen.
3. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit, jedoch unter der vorbestimmten zweiten Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart verändert wird, daß ihr Schnittpunkt (K¹ , K' ..·)

BAD ORIGINAL

mit der 9F-Achse in einer Richtung verschoben wird, in welcher θ F mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit grosser wird.
4. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart verändert wird, daß der Knickpunkt (P-...P ) mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Richtung verschoben wird, in welcher 6F abnimmt.
5. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart verändert wird, daß der Knickpunkt (P-...P ) mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Richtung verschoben wird, in welcher θ F zunimmt.
6. Vierrad-Lenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte erste Geschwindigkeit bei etwa 10 km/h und die vorbestimmte zweite Geschwindigkeit bei etwa 80 km/h liegt.
7. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinien für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit im wesentlichen geknickte Linien mit einem Knickpunkt (P,...P ) sind, an dem sich ihre Neigung ändert, und in dem Bereich (G), in dem 9F kleiner als BF am Knickpunkt ist, eine positive erste Neigung und in dem Bereich {'ψ ), in welchem QF nicht kleiner als QF am Knickpunkt ist, eine zweite kleinere Neigung haben, und daß die Kennlinien

BAD ORIGINAL

JJJÖ702

für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit so verändert wird, daß der Knickpunkt (P,...P ) kontinuierlich verschoben wird und bei abnehmender Geschwindigkeit auf dem genannten Anfangspunkt (K) zu liegen kommt.
8. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart verändert wird, daß der Knickpunkt (P-...P ) mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit in eine Richtung verschoben wird, in welcher QF kleiner wird.
9. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis für Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten ersten Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit derart verändert wird, daß der Knickpunkt (P-,...P ) bei abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit in eine Richtung verschoben wird, in welcher 9F zunimmt.
10. Vierrrad-Lenkung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte erste Geschwindigkeit etwa 10 km/h beträgt.
11. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Lenkung eine hydraulische Betätigungsvorrichtung (23) aufweist, die zum Einschlagen der Hinterräder (2) mit diesen verbunden ist und von einer hydraulischen Druckquelle (21B) mit Hydraulikdruck beaufschlagbar ist, daß zwischen der hydraulischen Betätigungsvorrichtung (23) und der hydraulischen Druckquelle (21B) ein Steuerventil (22) eingeschaltet ist

BAD ORIGINAL

C __

um die Richtung des an der Betätigungsvorrichtung (23) anliegenden Druckgefälles und damit die Einschlagrichtung der Hinterräder (2) zu steuern, und daß die Steuereinrichtung (10) die hydraulische Druckquelle (21B) und das Steuerventil (22) und damit Höhe und Richtung des hydraulischen Druckgefälles an der Betätigungsvorrrichtung (23) in Übereinstimmung mit der Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis steuert.
12. Vierrad-Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterrad-Lenkung einen Steuerhebel (34) beinhaltet, der mit der Vorderrad-Lenkung so verbunden ist, daß er um ein verstellbares Gelenk (35A) entsprechend der Einschlagrichtung der Vorderräder (1) in einer ersten und in einer zweiten Richtung verschwenkbar ist, daß ein mit einem Mittelabschnitt des Steuerhebels (34) an einer Anlenkstelle (39A) verbundener Anschlußhebel (39) in einer ersten und in einer zweiten Richtung verstellbar ist, wobei bei einer Einstellung des verstellbaren Gelenks (35A) auf einer Seite der Anlenkstelle (39Ä) eine Verschwenkung des Steuerhebels (34) in der ersten bzw. zweiten Schwenkrichtung jeweils eine Verstellung des Anschlußhebels (39) in der ersten bzw. der zweiten Richtung bewirkt, während bei einer Einstellung des verstellbaren Gelenks (35A) auf der anderen Seite der Anlenkstelle (39A) eine Verschwenkung des Steuerhebels (34) in der ersten bzw. zweiten Schwenkrichtung eine Verstellung des Anschlußhebels (39) jeweils in der zweiten bzw. ersten Richtung bewirkt, daß der Anschlußhebel (39) mit den Hinterrädern (2) derart verbunden ist, daß diese in Abhängigkeit von seiner Verstellung in der ersten oder zweiten Richtung eingeschlagen werden, wobei der Betrag der Verstellung des Anschlußhebels (39) relativ zu dem Betrag der Schwenkbewegung des Steuerhebels (34) durch den Abstand zwischen der Anlenkstelle (39A) und dem verstellbaren Gelenk (35A) bestimmt ist, und daß die

JJJÖ/U2

Position des verstellbaren Gelenks (35A) durch das Steuergerät (50) derart steuerbar ist, daß der Einschlagwinkel der Hinterräder (2) in Übereinstimmung mit der Kennlinie für das Einschlagwinkelverhältnis gesteuert wird.

BAD ORIGINAL