DE3520225C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierrad-Lenksystem für Fahrzeuge mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Der Einsatz eines Vierrad-Lenksystems zielt darauf ab, das Fahrverhalten eines Fahrzeuges in Abhängigkeit von dem je­ weiligen Fahrzustand zu verbessern und dem Fahrer das Gefühl eines einwandfreien Lenkverhaltens und einer guten Fahr­ stabilität in allen Fahrsituationen zu vermitteln. So ist bereits ein Vierrad-Lenksystem bekannt, bei dem das Ein­ schlagwinkelverhältnis, d. h. das Verhältnis des Einschlag­ winkels an den Hinterrädern zu demjenigen an den Vorder­ rädern, sowohl von der Fahrgeschwindigkeit als auch von dem Einschlagwinkel an den Vorderrädern selbst abhängig ist (DE-OS 33 38 702).

Weiterhin ist auch ein Vierrad-Lenksystem der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 44 18 780), bei dem der Hinter­ rad-Einschlagmechanismus so gesteuert ist, daß der seit­ liche Schlupf des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Fahr­ geschwindigkeit und dem Vorderrad-Einschlagwinkel zu Null wird. Bei diesem bekannten Vierrad-Lenksystem werden die Hinterräder in eine entgegengesetzte Richtung zu den Vorder­ rädern (d. h. in Gegenphase) eingeschlagen, wenn die Fahr­ geschwindigkeit niedrig ist. Hierdurch wird das Kurven­ fahrverhalten des Fahrzeuges im Sinne einer Reduzierung des minimalen Drehkreises verringert. Bei hoher Fahr­ geschwindigkeit werden die Hinterräder in gleicher Richtung wie die Vorderräder (d. h. in Gleichphase) eingestellt, wodurch das Lenkverhalten verbessert und ein Fahrbahn­ wechsel erleichtert wird.

Bei diesem bekannten Vierrad-Lenksystem besteht die Absicht darin, ein Fahrverhalten zu erzielen, bei dem das Fahrzeug sich stets in tangentialer Richtung bezüg­ lich der Kurvenbahn bewegt, d. h. die seitliche Beschleunigung soll mit der Kurven­ bewegung übereinstimmen, damit der Fahrer jeweils exakt die Fahrtrichtung des Fahrzeuges vorherbestimmen und das Fahrzeug mit einem natürlichen Fahrgefühl steuern kann. Jedoch hat sich in der Praxis gezeigt, daß ein Fahrverhalten des Fahrzeuges, bei dem der Seitenschlupfwinkel zu Null wird, von dem Fahrer nicht immer dahingehend empfunden wird, daß er dadurch ein einwandfreies Lenkverhalten und eine hohe Fahrstabilität erzielt, da das Ansprechen des Fahrzeuges bei einer Betätigung des Lenkrades bezüglich der seitlichen Beschleunigung von demjenigen bezüglich der Gier­ bewegung unterschiedlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Vierrad-Lenk­ system für Fahrzeuge zu schaffen, in welchem das Ein­ schlagwinkelverhältnis in Abhängigkeit von der Fahr­ geschwindigkeit so festgelegt ist, daß das Empfinden des Fahrers bezüglich Fahrverhalten und Fahrstabilität des Fahrzeuges verbessert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Vierrad-Lenksystem mit den Merkmalen gemäß dem Kenn­ zeichen des Patentanspruches 1.

Erfindungsgemäß ist somit das Einschlagwinkelverhältnis so festgelegt, daß das Ansprechen des Fahrzeuges auf die seitliche Beschleunigung und das Ansprechen in der Fahrtrichtung (die Gierbewegung), die beide durch die Betätigung des Lenkrades ausgelöst werden, zeitlich so weitgehend wie möglich zusammenfallen oder aneinander angeglichen werden. Durch diese Festlegung des Einschlag­ winkelverhältnisses so, daß das Ansprechen auf seitliche Beschleunigung und in Fahrtrichtung einander angeglichen sind, werden die Seitenbeschleunigung und die Reaktion in Fahrtrichtung gleichzeitig miteinander bei Betätigung des Lenkrades ausgelöst. Das hat zur Folge, daß die Aus­ richtung des Fahrzeugkörpers sich entsprechend der Gierbewegung ändert, während der Fahrer zugleich die Seitenbeschleunigung empfindet, und demzufolge das Lenkverhalten, die Fahrstabilität und das Fahrempfinden des Fahrers verbessert sind.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Vierrad-Lenksystem nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Steuereinrichtung, das bei dem Vierrad-Lenksystem gemäß Fig. 1 Anwendung findet;

Fig. 3 eine Darstellung der Kennlinie für das erfindungsgemäß eingestellte Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis;

Fig. 4A Frequenz-Ansprechverläufe, die die Veränderung in der Fahrtrichtungshaltungs-Eigenschaft des Fahrzeuges, bezo­ gen auf die Lenkrad-Betätigungsgeschwindigkeit, für un­ terschiedliche Fahrgeschwindigkeiten veranschaulichen;

Fig. 4B Frequenz-Ansprechverläufe, die die Veränderung im An­ sprechverhalten des Fahrzeuges auf seitliche Beschleuni­ gung, bezogen auf die Lenkradbetätigungsgeschwindigkeit, für unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten veranschauli­ chen;

Fig. 5A Frequenz-Ansprechverläufe, die die Fahrtrichtungshal­ tungs-Eigenschaften des Fahrzeuges, bezogen auf die Lenk­ rad-Betätigungsgeschwindigkeit, bei unterschiedlichen Ein­ schlagwinkel-Verhältnissen an den Hinterrädern veran­ schaulichen;

Fig. 5B Frequenz-Ansprech-Verläufe, die Änderungen im Ansprech­ verhalten des Fahrzeuges bei seitlicher Beschleunigung, bezogen auf die Lenkrad-Betätigungsgeschwindigkeit, für unterschiedliche Einschlagwinkelverhältnisse an den Hin­ terrädern veranschaulichen;

Fig. 6 eine Grafik, die die Beurteilung des Lenkempfindens durch den Fahrer bei einer Änderung des Einschlagwinkelverhält­ nisses an den Hinterrädern und bei niedriger Fahrge­ schwindigkeit wiedergibt;

Fig. 7 eine Grafik, die die Beurteilung des Lenkempfindens durch den Fahrer bei einer Änderung des Einschlagwinkelverhält­ nisses an den Hinterrädern und bei hoher Fahrgeschwindig­ keit wiedergibt;

Fig. 8A bis 8C Frequenz-Ansprechkurven, die die Fahrtrichtungshaltungs- Eigenschaft sowie das Ansprechverhalten des Fahrzeuges gegenüber seitlicher Beschleunigung, bezogen auf die Lenkradbetätigungsgeschwindigkeit, bei unterschiedlichen Einschlagwinkel-Verhältnissen an den Hinterrädern und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit veranschaulichen und

Fig. 9A bis 9C Frequenz-Ansprechkurven, die die Fahrtrichtungshaltungs- Eigenschaft und das Ansprechverhalten des Fahrzeuges ge­ genüber seitlicher Beschleunigung, bezogen auf die Lenk­ radbetätigungsgeschwindigkeit, bei unterschiedlichen Ein­ schlagwinkel-Verhältnissen an den Hinterrädern und bei hoher Fahrgeschwindigkeit veranschaulichen.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist ein Vorderrad-Lenkmechanis­ mus 2 zum Einschlagen der rechten und linken Vorderräder 1 ein Lenkrad 3, ein Ritzel-Zahnstangen-Lenkgetriebe 4 zur Umwandlung der Drehbewegung des Lenkrades 3 in eine geradlinig hin- und her­ gehende Bewegung, rechte und linke Spurstangen 5 sowie Spurhebel 6 zur Übertragung der Bewegung des Lenkgetriebes 4 auf die Vor­ derräder 1 im Sinne einer Einschlagbewegung auf.

Ein Hinterrad-Lenkmechanismus 8 zum Einschlagen der rechten und linken Hinterräder 7 umfaßt eine auf dem Fahrzeugkörper in dessen Querrichtung verschiebbar abgestützte Schubstange 9 zur Betäti­ gung der Hinterräder sowie rechte und linke Spurhebel 11, die mit den zugeordneten jeweiligen Enden der Schubstange 9 über Spur­ stangen 10 so verbunden sind, daß die Hinterräder 7 in Abhängig­ keit von Axialverschiebungen der Spurstange 9 eingeschlagen wer­ den können. Auf der Schubstange 9 ist eine Zahnstange 12 ausge­ bildet, mit der ein Ritzel 13 kämmt. Das Ritzel 13 ist über ein Paar von Kegelrädern 15, 16 und eine Ritzelwelle 17 mit einem Schrittmotor 14 antriebsverbunden. Somit können die Hin­ terräder 7 entsprechend dem Ausmaß und der Drehrichtung des Schrittmotors 14 eingeschlagen werden.

Die Schubstange 9 erstreckt sich durch einen Arbeitszylinder 18 hindurch und ist mit einem Kolben 19 fest verbunden, der den In­ nenraum des Arbeitszylinders 18 in eine rechte Hydraulik-Druck­ kammer 18 a und eine linke Hydraulik-Druckkammer 18 b unterteilt. Die beiden Druckkammern 18 a, 18 b sind jeweils mit einem nahe an der Ritzelwelle 17 angeordneten Steuerventil 20 über hydraulische Druckleitungen 21 a und 21 b verbunden. Das Steuerventil 20 steht über eine Zuführleitung 23 für hydraulisches Druckmedium sowie über eine Ableitung 24 mit einer Ölpumpe 22 in Verbindung, die durch einen Elektromotor 25 angetrieben ist.

Das Steuerventil 20 wird in Abhängigkeit von einem auf die Rit­ zelwelle 17 ausgeübten Drehmoment betätigt, sobald der Schrittmo­ tor 14 sich dreht, um Hydraulikdruck der Ölpumpe 22 über die Zu­ führleitung 23 entsprechend der Richtung des auf die Ritzelwelle 17 wirkenden Drehmoments an eine der Hydraulikkammern 18 a bzw. 18 b des Arbeitszylinders anzulegen und Öl in der jeweils anderen Hydraulikkammer über die Ableitung 24 zur Ölpumpe 22 zurückzulei­ ten. Wenn somit die Schubstange 9 durch den Schrittmotor 14 über die Kegelräder 15, 16 und die Ritzelwelle 17 in Verbindung mit dem Ritzel 13 und der Zahnstange 12 in axialer Richtung verscho­ ben wird, dann unterstützt der in einer der beiden Hydraulikkam­ mern 18 a, 18 b wirkende Hydraulikdruck diese Bewegung der Schub­ stange 9 mittels des Kolbens 19.

Der Schrittmotor 14 des Hinterrad-Lenkmechanismus 8 sowie der Elektromotor 25 für den Antrieb der Ölpumpe 22 werden durch ein Steuer-Ausgangssignal einer Steuereinrichtung 26 gesteuert. An der Steuereinrichtung 26 liegen ein Lenkrad-Drehwinkelsignal eines Lenkraddrehwinkelfühlers 27, ein Geschwindigkeitssignal eines Fahrgeschwindigkeitsfühlers 28 sowie ein Lastsignal eines Lastfühlers 29 zur Ermittlung der auf das Fahrzeug wirkenden Be­ lastung an. Die Steuereinrichtung 26 ist durch eine Batterie 30 gespeist.

Die Ölpumpe 22 kann anstelle durch den Elektromotor 25 auch über einen Riementrieb vom Fahrzeugmotor her angetrieben sein. Der Lenkrad-Drehwinkelfühler 27 kann so angeordnet sein, daß er den Drehwinkel des Lenkrades 3 direkt abtastet oder diesen indirekt über die Bewegung eines Elementes erfaßt, welches in Abhängigkeit von der Betätigung des Lenkrades 3 ebenfalls bewegt wird, z. B. des Zahnstangen-Lenkgetriebes 4.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, beinhaltet die Steuereinrichtung 26 einen Rechnerteil 32 zur Ermittlung eines Soll-Einschlagwinkels, einen Speicherteil 33, der die Charakteristik gespeichert ent­ hält, einen Impulsgenerator 34 sowie einen Antriebsteil 35. Der Rechnerteil 32 zur Ermittlung des Ziel-Einschlagwinkels empfängt das Drehwinkelsignal des Lenkrad-Drehwinkelfühlers 27, das Ge­ schwindigkeitssignal des Fahrgeschwindigkeitsfühlers 28 und das Lastsignal des Lastfühlers 29 und errechnet daraus einen Ziel- Einschlagwinkel der Hinterräder entsprechend dem Betriebszustand des Fahrzeuges und in Abhängigkeit von der im Speicherteil ge­ speicherten Einschlagwinkel-Charakteristik für die Hinterräder. Das Ausgangssignal des Rechnerteiles 32, das den errechneten Ziel-Einschlagwinkel an den Hinterrädern repräsentiert, wird an den Impulsgenerator 34 gegeben. Dieser erzeugt eine Impulsfolge zur Steuerung des Schrittmotors 14, d. h. zum Einschlagen der Hin­ terräder 7 um den Ziel-Einschlagwinkel, und gibt diese an den An­ triebsteil 35. Der Antriebsteil 35 wandelt die Impulsfolge in ein Antriebs-Impulssignal zur Betätigung des Schrittmotors 14 um und legt dieses an den Schrittmotor 14 an, so daß hierdurch der Hin­ terrad-Einschlagmechanismus 8 angetrieben wird.

Das in dem Speicherteil 33 gespeicherte Kennfeld (Charakteristik) für den Hinterrad-Einschlagwinkel ist ein Kennfeld für das Hin­ terrad-Einschlagwinkelverhältnis K (d. h. das Verhältnis des Ein­ schlagwinkels der Hinterräder zum Einschlagwinkel der Vorderrä­ der), abgestimmt auf die jeweilige Fahrgeschwindigkeit V. Das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis K ist so eingestellt, daß das Ansprechverhalten des Fahrzeuges auf die seitliche Beschleunigung und dasjenige in Fahrtrichtung (Fahrtrichtungshaltung) einander so weitgehend wie möglich angeglichen sind. Gemäß der in Fig. 3 gezeigten Kennlinie für den Hinterrad-Einschlagwinkel ist das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis K im Bereich niedriger Fahr­ geschwindigkeit negativ und weist einen großen Absolutwert auf. Ein negatives Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis K bedeutet, daß die Hinterräder 7 entgegen der Einschlagrichtung der Vorderräder 1 eingeschlagen sind (Gegenphase). Wenn somit das Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis K negativ ist und einen großen Absolutwert aufweist, bedeutet das, daß die Hinterräder 7 entgegen den Vor­ derrädern 1 um einen verhältnismäßig großen Einschlagwinkel bei einem gegebenen Einschlagwinkel der Vorderräder 1 eingeschlagen sind. Mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit sinkt das Hinterrad- Einschlagwinkelverhältnis K bezüglich seines Absolutwertes ab und wird in einem mittleren Fahrgeschwindigkeitsbereich zu Null. An­ schließend nimmt das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis K einen positiven Wert an (Gleichphase) und steigt mit in den Bereich ho­ her Fahrgeschwindigkeit ansteigender Geschwindigkeit. Folglich sind bei hoher Fahrgeschwindigkeit die Hinterräder 7 in der glei­ chen Richtung wie die Vorderräder 1 um einen verhältnismäßig großen Einschlagwinkel bei einem gegebenen Einschlagwinkel der Vorderräder 1 eingeschlagen.

Die strichpunktierte Kurve II in Fig. 3 zeigt die Kennlinie für das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis für den Fall einer Ein­ stellung, gemäß der der Schlupfwinkel zu Null wird. Die Kennlinie I in Fig. 3 hingegen zeigt den Verlauf des Hinterrad-Einschlag­ winkelverhältnisses gemäß einer Einstellung, bei der das An­ sprechverhalten des Fahrzeuges gegenüber seitlicher Beschleuni­ gung und die Fahrtrichtungshaltung des Fahrzeuges, jeweils er­ zeugt durch Betätigung des Lenkrades 3, nach einer Ausführung der Erfindung einander angeglichen sind. Im Vergleich mit der Kennli­ nie II zeigt die erfindungsgemäße Kennlinie I ein Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis, das in demselben Phasenbereich - ent­ sprechend dem mittleren und höheren Geschwindigkeitsbereich - kleiner als dasjenige gemäß der Kennlinie II ist, wobei auch die Fahrgeschwindigkeit, bei der das Hinterrad-Einschlagwinkelver­ hältnis zu Null wird bzw. vom negativen zum positiven Wert um­ schlägt, höher als gemäß der Kennlinie II ist. Nachfolgend wird eine Art der Festsetzung des Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis- Kennfeldes im einzelnen beschrieben.

Die Fahrzeugeigenschaften bezüglich der Fahrtrichtungshaltung (Ansprechverhalten um die Gierachse) und das Ansprechverhalten des Fahrzeuges gegenüber seitlicher Beschleunigung in Abhängig­ keit von einer Betätigung des Lenkrades 3 sowie bei unterschied­ lichen Fahrgeschwindigkeiten sind in Fig. 4A und 4B veran­ schaulicht. In diesen beiden Figuren ist auf der Abszisse jeweils die Eingangsfrequenz entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades aufgetragen, während die Ordinate die Phasenverschie­ bung entsprechend der Ansprechverzögerung zeigt.

Wie sich aus den Fig. 4A und 4B ergibt, verringert sich bezüg­ lich der Giergeschwindigkeit bzw. beim Ansprechen in Fahrtrich­ tung die Ansprechverzögerung mit steigender Fahrgeschwindigkeit. Auch bezüglich des Ansprechens auf seitliche Beschleunigung nimmt die Ansprechverzögerung mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit ebenfalls zu.

Bei einer gegebenen Fahrgeschwindigkeit verändert sich die Fahrtrichtungshaltung des Fahrzeuges, bezogen auf die Geschwindig­ keit der Lenkradbetätigung, mit einer Änderung im Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis K (siehe Fig. 5A) und ebenso verändert sich das Ansprechverhalten des Fahrzeuges gegenüber einer seitli­ chen Beschleunigung, wieder bezogen auf die Geschwindigkeit der Lenkradbetätigung, mit einer Änderung im Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnis K (siehe Fig. 5B). In Fig. 5A und 5B ist durch die Kennzeichnung "K < 0" angegeben, daß die Hinterräder 7 in der Gleichphase eingestellt sind, während durch die Kennzeichnung "K < 0" veranschaulicht ist, daß die Hinterräder 7 in der Gegenphase stehen. Wie sich aus Fig. 5A für die Fahrtrichtungshaltung des Fahrzeuges ergibt, wird die Ansprechverzögerung größer, wenn der Absolutwert des Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses K in der Gleichphase zunimmt, und wird kleiner, wenn der Absolutwert des Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses K in der Gegenphase zu­ nimmt. Aus Fig. 5B ergibt sich für das Ansprechverhalten des Fahrzeuges gegenüber seitlicher Beschleunigung, daß die Ansprech­ verzögerung größer wird, wenn der Absolutwert des Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnisses K in der Gegenphase zunimmt, dagegen kleiner wird, sobald der Absolutwert des Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnisses K in der Gleichphase zunimmt. Somit kann durch geeignete Auswahl des Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses K eine gegenseitige Annäherung des Ansprechverhaltens des Fahrzeu­ ges bezüglich der Fahrtrichtungshaltung und des Ansprechverhal­ tens des Fahrzeuges bezüglich einer seitlichen Beschleunigung er­ reicht werden. Durch eine Abstimmung des Hinterrad-Einschlagwin­ kelverhältnisses K so, daß das Ansprechverhalten des Fahrzeuges bezüglich der Fahrtrichtungshaltung sowie bezüglich seitlicher Beschleunigung zur Übereinstimmung gebracht werden, lassen sich bessere Lenkeigenschaften in Verbindung mit einem verbesserten Lenkempfinden und einem überlegenen Steuerverhalten und überlege­ ner Fahrstabilität erreichen. Mit anderen Worten, bei der Suche nach einer Steuerungsabstimmung, die ein ausgezeichnetes Lenkem­ pfinden vermittelt, erweist sich eine Abstimmung des Hinterrad- Einschlagwinkelverhältnisses als höchst vorteilhaft, wenn sie einen Wert ergibt, der zwischen der Fahrtrichtungshaltung-Eigen­ schaft des Fahrzeuges und dessen Ansprechverhalten gegenüber seitlicher Beschleunigung zu einer bestmöglichen gegenseitigen Annäherung führt.

Bei einem Fahrgefühlstest wurde das subjektive Empfinden des Fahrers bezüglich der Lenkeigenschaften für verschiedene Hinter­ rad-Einschlagwinkelverhältnisse K und bei gegebenen Fahrgeschwin­ digkeiten ermittelt und ausgewertet. Im Rahmen dieses Tests wur­ den die Unmittelbarkeit des Ansprechens bei einer Betätigung des Lenkrades, die Beruhigung des Fahrzeugkörpers nach einem Ein­ schlagen des Lenkrades und Rückführen in die Mittelstellung, das Spurhalteempfinden und ähnliche Effekte bei niedriger Fahrge­ schwindigkeit ermittelt und die individuell erhaltenen Ergebnisse anschließend kollektiv bewertet. Die Ergebnisse sind in Fig. 6 niedergelegt. Bei hoher Fahrgeschwindigkeit wurde ebenfalls die Unmittelbarkeit des Ansprechens bei einer Betätigung des Lenkra­ des, die Beruhigung des Fahrzeugkörpers nach einem Drehen des Lenkrades und dessen Rückführung in die Mittelstellung sowie zu­ sätzlich der Widerstand des Fahrzeuges gegenüber einem hinteren Ausbrechen, d. h. das Haftverhalten der Hinterreifen, das Rollge­ fühl und ähnliche Effekte erfaßt und die individuell bewerteten Effekte zusammengefaßt und kollektiv ausgewertet. Diese Ergebnis­ se sind in Fig. 7 wiedergegeben.

Wie sich aus Fig. 6 ergibt, wurde das Lenkempfinden bei niedri­ ger Fahrgeschwindigkeit am höchsten bewertet, wenn das Hinterrad- Einschlagwinkelverhältnis K den Wert K 2 hatte und außerdem nega­ tiv war, d. h. die Hinterräder in Gegenphase eingeschlagen waren. Die Frequenzverläufe für die Fahrtrichtungshaltung und das An­ sprechverhalten des Fahrzeuges gegenüber seitlicher Beschleuni­ gung bei dem als optimal erkannten Hinterrad-Einschlagwinkelver­ hältnis K 2 sind in Fig. 8B gezeigt, während die entsprechenden Verläufe für ein Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis K mit den Werten K 1 und K 3, die dem Optimalwert naheliegen, in den Fig. 8A und 8C wiedergegeben sind. Wie sich aus Fig. 8B ergibt, stim­ men bei einem Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis mit dem Wert K 2 und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit die Eigenschaften des Fahr­ zeuges bezüglich der Fahrtrichtungshaltung und bezüglich der seitlichen Beschleunigung weitgehend miteinander überein. Wenn dagegen der Wert des Hinterrad-Einschlagverhältnisses K 1 beträgt und negativ (Gegenphase) jedoch im Absolutwert kleiner als K 2 ist, dann ist die zeitliche Verzögerung im Ansprechverhalten des Fahrzeuges bezüglich der Fahrtrichtung größer als diejenige beim Ansprechen auf die seitliche Beschleunigung, wie dies aus Fig. 8A hervorgeht. Weist das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis da­ gegen den Wert K 3 auf, der negativ, jedoch bezüglich des Absolut­ betrages größer als K 2 ist, dann ist die zeitliche Verzögerung des Ansprechens auf eine seitliche Beschleunigung größer als die­ jenige beim Ansprechen in Fahrtrichtung, wie das aus Fig. 8C hervorgeht. Das Lenkempfinden bei den Werten K 1 oder K 3 für das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis, bei denen sich die Fahrzeug­ eigenschaften bezüglich der Fahrtrichtungshaltung und beim An­ sprechen auf seitliche Beschleunigung deutlich unterscheiden, wird nicht als gut bewertet.

Gemäß Fig. 8B stimmen die Fähigkeit zur Fahrtrichtungshaltung und das Ansprechen auf seitliche Beschleunigung des Fahrzeuges in dem Bereich, in welchem die der Drehgeschwindigkeit am Lenkrad entsprechende Frequenz hoch ist, nicht überein. Jedoch wird in der Praxis das Lenkrad - außer bei Auftreten einer äußeren Stö­ rung - nicht mit einer derartigen hohen Geschwindigkeit gedreht, so daß der Unterschied im Ansprechverhalten des Fahrzeuges in der Fahrtrichtung und gegenüber seitlicher Beschleunigung bei dieser hohen Drehgeschwindigkeit des Lenkrades eigentlich keine prakti­ sche Bedeutung hat. Um diese beiden unterschiedlichen Kennlinien­ arten jedoch auch in einem Bereich hoher Drehgeschwindigkeit am Lenkrad zur Übereinstimmung zu bringen, wird die Drehgeschwindig­ keit des Lenkrades abgetastet und das Hinterrad-Einschlagwinkel­ verhältnis K in Richtung auf die Gleichphase korrigiert. Denn die zeitliche Verzögerung beim Ansprechen des Fahrzeuges auf seitli­ che Beschleunigung ist bei hoher Drehgeschwindigkeit am Lenkrad größer als die zeitliche Verzögerung beim Ansprechen auf Einflüs­ se in Fahrtrichtung (siehe Fig. 5).

Wie sich aus Fig. 7 ergibt, wurde bei hoher Fahrgeschwindigkeit das Lenkempfinden dann als sehr gut bewertet, wenn das Hinterrad- Einschlagwinkelverhältnis den Wert K 5 hatte und dieser Wert posi­ tiv - entsprechend der Gleichphase - war. Die Frequenzverläufe für die Fahrtrichtungshaltung und das Ansprechen des Fahrzeuges auf seitliche Beschleunigung bei diesem optimalen Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis K 5 sind in Fig. 9B dargestellt; die ent­ sprechenden Verläufe für den Wert K 4 und K 6 des Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnisses K, die jeweils nahe dem optimalen Wert K 5 liegen, sind aus den Fig. 9A und 9C zu entnehmen. Wie sich aus Fig. 9B ergibt, stimmen die Eigenschaften bezüglich der Fahrtrichtungshaltung und des Ansprechens auf seitliche Beschleu­ nigung bei dem Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis von K 5 und bei hoher Fahrgeschwindigkeit im wesentlichen miteinander überein. Wenn dagegen das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis den Wert K 4 hat und positiv (gleichphasig) jedoch im Absolutwert kleiner als K 5 ist, dann ist die zeitliche Verzögerung beim Ansprechen auf seitliche Beschleunigung größer als diejenige beim Ansprechen auf Einflüsse in Fahrtrichtung (siehe Fig. 9A). Hat das Hinterrad- Einschlagwinkelverhältnis den Wert K 6, der positiv jedoch im Ab­ solutwert größer als K 5 ist, dann ist die zeitliche Verzögerung im Ansprechen in Fahrtrichtung größer als diejenige gegenüber seitlicher Beschleunigung, was aus Fig. 9C hervorgeht. Das Lenk­ empfinden bei dem Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis von K 4 oder K 6, bei dem das Ansprechverhalten des Fahrzeuges in Fahrtrichtung und dasjenige bezüglich seitlicher Beschleunigung sich voneinan­ der unterscheiden, wird nicht als gut bewertet.

Wird die Belastung des Fahrzeuges erhöht, so tendiert die zeitli­ che Verzögerung des Ansprechens des Fahrzeuges gegenüber seitli­ cher Beschleunigung bei einer gegebenen Fahrgeschwindigkeit zu einer Zunahme, was zur Folge hat, daß das Ansprechverhalten des Fahrzeuges bezüglich seitlicher Beschleunigung und bezüglich der Fahrtrichtungshaltung außer Übereinstimmung kommen. Daher wird bei erhöhter Belastung (die durch den Lastfühler 29 ermittelt und in Form eines Signals weitergegeben wird) das Hinterrad-Ein­ schlagwinkelverhältnis K in Richtung auf die Gleichphase hin kor­ rigiert, wie durch die Kurve III in Fig. 3 gezeigt ist, so daß dadurch die zeitliche Verzögerung beim Ansprechen auf seitliche Beschleunigung verringert und die zeitliche Verzögerung bezüglich der Fahrtrichtungshaltung vergrößert wird. Auf diese Weise werden die beiden zeitlichen Verzögerungen einander angenähert, so daß man auch bei einer Belastungsänderung ein besseres Lenkempfinden zu verzeichnen hat.

Bei der Charakteristik für das Hinterrad-Einschlagwinkelverhält­ nis, die durch die Kennlinie II in Fig. 3 angegeben ist und bei der das Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis K so eingestellt ist, daß der Schlupfwinkel zu Null wird, ist das Hinterrad-Einschlag­ winkelverhältnis im Sinn einer Verschiebung auf einen positiven K-Wert (entsprechend der Gleichphase) bezogen auf die erfindungs­ gemäße Charakteristik gemäß Kennlinie I festgelegt. Das hat zur Folge, daß die zeitliche Verzögerung in Fahrtrichtung vergrößert ist, während die zeitliche Verzögerung bezüglich seitlicher Be­ schleunigung verringert ist (vgl. hierzu Fig. 5). Dementspre­ chend wird bei einer Betätigung des Lenkrades zunächst eine seit­ liche Beschleunigung erzeugt, und erst anschließend stellt sich mit einer Zeitverzögerung die Bewegung um die Gierachse ein. Das Steuerverhalten (Lenkgefühl) ist in diesem Fall nicht als gut zu bewerten.

Obwohl in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel ein soge­ nannter Lenkhilfe-Mechanismus im Zusammenhang mit dem Hinterrad- Einschlagmechanismus 8 zur Anwendung gelangt, um den Einschlag­ vorgang an den Hinterrädern mittels des Schrittmotors 14 zu ver­ wirklichen, können auch andere Arten von Einschlagmechanismen für die Hinterräder eingesetzt werden.

Claims (6)

1. Vierrad-Lenksystem für Fahrzeuge, mit einem Lenkrad, einem Einschlagmechanismus zum Einschlagen der Vorder­ räder in Abhängigkeit von einer Drehung des Lenkrades, einem Einschlagmechanismus zum Einschlagen der Hinter­ räder in Abhängigkeit von einem Einschlagen der Vorder­ räder, einem Fahrgeschwindigkeitsfühler, einem Speicher, in dem eine Kennlinie für das Verhältnis zwischen Hinter­ rad- und Vorderrad-Einschlagwinkel (Hinterrad-Einschlag­ winkelverhältnis) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindig­ keit gespeichert ist, einer Einrichtung zur Bestimmung des Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnisses, die aufgrund eines Signals des Fahrgeschwindigkeitsfühlers aus dem Speicher ein bestimmtes Hinterrad-Einschlagwinkelver­ hältnis auswählt, und einer Steuereinrichtung zur Ein­ stellung des Hinterrad-Einschlagmechanismus entsprechend dem bestimmten Hinterrad-Einschlagwinkelverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Speicher (33) gespeicherte Kennlinie die­ jenigen Einschlagwinkelverhältnisse (K) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit wiedergibt, bei denen die Verläufe der Phasenverzögerung im Ansprechen des Fahrzeuges auf eine Einlenkbewegung bezüglich der Seitenbeschleunigung und der Gierbewegung einander soweit wie möglich angeglichen sind.

2. Vierrad-Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) einen Antriebsteil (35) zur Ausgabe eines Antriebssignales umfaßt und einen Elektromotor (14) mittels des Antriebssignales steuert.

3. Vierrad-Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung (26) das Ausgangssignal eines Lenkrad-Drehwinkelfühlers (27) anliegt.

4. Vierrad-Lenksystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (14) ein impulsgesteuerter Schritt­ motor ist und von dem Antriebsteil (35) entsprechend dem Ausgangssignal der Einrichtung (32) zur Bestimmung des Einschlagwinkelverhältnisses ein gepulstes Antriebssignal erhält.

5. Vierrad-Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung (26) das Ausgangssignal eines Lastfühlers (29) zur Feststellung der Fahrzeug­ belastung anliegt und daß die Kennlinie für das Einschlag­ winkelverhältnis in Abhängigkeit von der Fahrzeugbelastung veränderbar ist.

6. Vierrad-Lenksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie bei einer Belastungszunahme des Fahr­ zeuges derart veränderbar ist, daß das Einschlagwinkel­ verhältnis bei niedriger Fahrgeschwindigkeit von einem negativen zu einem positiven Wert geändert wird, wobei ein negativer Wert einem entgegengesetzt gerichteten und ein positiver Wert einem gleichgerichteten Einschlag­ winkel an den Vorderrädern und an den Hinterrädern entspricht.