DE3533487A1

DE3533487A1 - Hinterrad-lenkwinkelsteueranordnung fuer fahrzeuge mit vier lenkbaren raedern

Info

Publication number: DE3533487A1
Application number: DE19853533487
Authority: DE
Inventors: Fukashi Yokohama Sugasawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1986-03-27
Also published as: DE3533487C2; US4778023A

Description

Hinterrad-Lenkwinkelsteueranordnung für Fahrzeuge mit vier lenkbaren Rädern

Beschreibung

Die Erfindung befaßt sich mit einem Fahrzeug, das lenkbare Vorderräder und lenkbare Hinterräder hat und insbesondere mit einer Hinterrad-Lenkwinkelsteueranordnung, die so beschaffen und ausgelegt ist, daß sie eine Schwenkbewegung eines hinteren Endes des Fahrzeuges in einer Richtung entgegen einer Drehrichtung des Fahrzeuges begrenzt.

Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung No. 58-97566 zeigt eine übliche Lenkeinrichtung, die zum Lenken sowohl der Vorderräder als auch der Hinterräder eines Fahrzeugs bestimmt ist. Wenn eine Winkelverschiebung eines zu lenkenden Rades größer als sein vorbestimmter Winkel (d.h. ein kleiner Drehradius bzw. Wenderadius erforderlich ist) ist, so lenkt diese Lenkanordnung die Hinterräder in einer Richtung entgegen einer Lenkrichtung der Vorderräder, um den Drehradius bzw. Winkelradius zu verkleinern. Wenn beispielsweise der Fahrer eines in Fig. 4 gezeigten Fahrzeuges 30 das Fahrzeug anläßt und gleichzeitig die Vorderräder 19 und 20 nach rechts dreht, um das Fahrzeug in eine Pfeil "A" bezeichnete Richtung aus einem Parkplatz in der Nähe einer Wand 40 wegzulenken, dann dreht die Lenkanordnung bei diesem üblichen Beispiel die Hinterräder 21 und 22 nach links, wodurch bewirkt wird, daß sein hinteres Ende des Fahrzeuges in Richtung nach links entsprechend einem Pfeil "B" schwenkt. Somit stößt

das hintere Ende gegen die Wand 40.

Bei der US-Patentanmeldung Serial No. 703,593 vom 2o.2. 1985 ist eine Lenkanordnung gezeigt, die derart beschaffen und ausgelegt ist, daß eine solche Kollision eines hinteren Endes eines Fahrzeuges mit vier lenkbaren Rädern verhindert wird. Diese Lenkanordnung jedoch neigt dazu, daß das Lenkansprechverhalten der Hinterräder in zweckloser Weise verschlechtert wird.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Hinterrad-Lenksteueranordnung für ein Fahrzeug mit vier lenkbaren Rädern zu. schaffen, die derart beschaffen und ausgelegt ist, daß die Möglichkeit einer Kollision eines Fahrzeughinterendes in der Nähe eines benachbarten Hindernisses auf einer Seite des Fahrzeuges entgegen einer Drehrichtung des Fahrzeuges verhindert wird, die ihre Ursache darin hat, daß die Hinterräder in einer Richtung entgegen einer Lenkrichtung der Vorderräder gelenkt werden, wobei die Möglichkeit einer unnötigen Verzögerung des Lenkansprechverhaltens der Hinterräder minimal sein soll.

Nach der Erfindung weist eine Hinterrad-Lenksteueranordnung für ein Fahrzeug, das lenkbare Vorderräder und lenkbare Hinterräder hat, dadurch aus, daß die Vorderrad-Winkelerfassungseinrichtung zum Erfassen eines tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkels der Vorderräder vorgesehen ist, daß eine Hinterradbeaufschlagungseinrichtung zum Lenken der Hinterräder in eine Richtung vorgesehen ist, die nach Maßgabe eines Steuersignals in einer solchen Weise erfolgt, daß ein tatsächlicher Hinterrad-Lenkwinkel der Hinterräder gleich einem Lenkwinkel gemacht wird, der durch das Steuersignal dargestellt wird, und daß eine Hinterradsteuereinrichtung vorgesehen ist, die ein Steuersignal zur Steuerung der Hinterräder erzeugt.

Die Steuereinrichtung ist mit der vorderen Lenkwinkel-

Erfassungseinrichtung verbunden und bestimmt einen gewünschten Hinterrad-Lenkwinkel in Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Vorderradwinkel, der gleichzeitig
durch die vordere Winkelermittlungseinrichtung erfaßt wird. Die Steuereinrichtung hat wenigstens eine erste Betriebsart, in der die Steuereinrichtung das Steuersignal liefert, so daß die Hinterräder in einer Gegenrichtung zur Lenkrichtung der Vorderräder gelenkt werden und in der der tatsächlich hintere Lenk- bzw. Radwinkel gleich dem gewünschten hinteren Radwinkel gehalten wird. Die Steuereinrichtung bestimmt, ob das Fahrzeug sich in einem vorbestimmten Zustand befindet. Die Steuereinrichtung steuert die Hinterräder durch Modifizierung des Steuersignals, so daß der tatsächliche Hinterradwinkel sich dem gewünschten Hinterradwinkel allmählich annähert, wenn das Steuersignal bei der ersten Betriebsart geliefert wird und wenn sich zugleich das Fahrzeug in dem
vorbestimmten Zustand befindet.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Steueranordnung

nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs,

das mit einer Steueranordnung mittels einer Ausführungsform nach der Erfindung

ausgestattet ist,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Steuerablaufes, der bei der ersten Ausführungsform nach der Erfindung zur Anwendung kommt,

Fig. 4 eine Ansicht zur Verdeutlichung eines

Auswärtsschwenkens eines hinteren Endes eines Fahrzeugs,

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zusammenhangs zwischen dem tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel und einem vom Fahrzeug zurückgelegten Weg, den man durch eine verzögerte Hinterradsteuerung bei der ersten Ausführungsform erhält,

Fig. 6 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer Bewegung des Fahrzeugs unter Steuerung durch die Steueranordnung gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 7 ein Flußdiagramm eines programmatischen Steuerablaufes, der bei einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung zur Anwendung kommt,

Fig. 8 ein Steuerungsdiagramm zur Verdeutlichung

der Änderungen des tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkels ö„, der Fahrzeuggeschwindiqkeit V und des tatsächlichen Hinterrad-

Lenkwinkels θ , wenn das Fahrzeug aus ei-

XV

nem Parkplatz herausgefahren wird,

Fig. 9 ein Flußdiagramm eines programmatischen Steuerablaufes, der bei einer dritten

Ausführungsform nach der Erfindung zur Anwendung kommt,

Fig. 10 eine Ansicht zur Verdeutlichung einer Modifikation des Programmes von Fig. 9,

und

^3533m

Fig. 11 ein Flußdiagramm eines programmatischen

Steuerablaufes, der bei der vierten Ausführungsform nach der Erfindung zur Anwendung kommt.
5

Eine erste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung ist in den Fig. 2 und 3 geneigt.

Die Vorderräder 19 und 20 eines Fahrzeugs werden durch einen Vorderrad-Lenkmechanismus 12 von üblicher mechanischer Verbindungsbauart oder von der Bauart mit einer Servolenkung gelenkt. Ein tatsächlicher Vorderrad-Lenkwinkel, um den die Vorderräder 19 und 29 gelenkt werden, ist proportional zu einer Winkelverschiebung des Lenkrads 14.

Die Hinterräder 21 und 22 werden durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung 7 gelenkt, die einen Kolben 7a und eine Kolbenstange 7b hat. Die linken und rechten Enden der Kolbenstange 7b sind mit Gelenkarmen 23 und 24 der Hinterräder 22 und 21 jeweils verbunden. Der Kolben 7a wird in axialer Richtung in Abhängigkeit von einer Fluiddruckdifferenz zwischen den linken und rechten Druckkammern der Betätigungseinrichtung 7 bewegt.

Ein Arbeitsöl wird der hydraulischen Betätigungseinrichtung 7 von einer Ölpumpe 3 über ein Entlastungsventil 5, einem Sammler 8, einem Versorgungskanal 9 und einem Servoventil 6 zugeführt. Das öl wird zu einem ölbehälter 4 über einen Rücklauf 10 zurückgeleitet. Die ölpumpe 3 wird durch eine Brennkraftmaschine 1 des Fahrzeuges über einen Riemen 2 angetrieben.

Eine Steuereinrichtung 11 steuert einen tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel, um den die Hinterräder 21 und 22 bei der Lenkbewegung bewegt werden, indem eine Verschie-

bung des Kolbens 7a der hydraulischen Betätigungseinrichtung 7 durch das Servoventil 6 geregelt wird. Ein Servoverstärker 18 empfängt ein Steuersignal, das für einen gewünschten Hinterrad-Lenkwinkel maßgebend ist, der von der Steuereinrichtung 11 geliefert wird und das Servoventil 6 wird nach Maßgabe des Steuersignals der Steuereinrichtung 11 betrieben.

Die Steuereinrichtung 11 empfängt verschiedene Signale XO von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13, einem Lenkradwinke !sensor 16, einem Verschiebungssensor 17, einem Gangstellungssensor 25 und einem Wählschalter 26.

Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 13 ist in einem Getriebe des Fahrzeuges vorgesehen und liefert ein Impulssignal P, dessen Impulsfolgefreguenz (Rate) proportional zu einer Drehzahl eines abtriebsseitigen Zahnrades des Getriebes ist.

Der Lenkradwinkelsensor 16 kann in Form eines Kodierers oder eines Potentiometers ausgelegt sein und liefert ein Signal B₁. proportional einem Lenkwinkel des Lenkrads 14. Das Signal Q entspricht dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel. Daher dient der Lenkradwinkelsensor 16 als ein Sensor zum Ermitteln eines tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkels .

Der Verschiebungssensor 17 liefert ein Signal θ_ proportional zu einer Verschiebung der Kolbenstange 7b der 3Q hydraulischen Betätigungseinrichtung 7. Daher entspricht das Signal &₂ dem tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel. Der Verschiebungssensor 17 kann in Form eines Potentiometers oder eines Kodierers ausgebildet sein.

Der Gangstellungssensor 25 ermittelt, ob die Gangstellung des Getriebes sich in einer Vorwärtsfahrtposition befindet .

Der Wählschalter 26 wird von Hand durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigt. Der Wählschalter 26 hat eine Ausstellung, eine Einstellung und eine automatische Steuerstellung und liefert ein Abgabesignal S.

Fig. 3 zeigt einen programmatischen Steuerablauf gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung, die bei der Steuereinrichtung 11 durchgeführt wird. Der programmatische Steuerablauf wird bei regelmäßigen Intervallen einer vorbestimmten Zeitdauer wiederholt. Bei einem Schritt 201 ermittelt die Steuereinrichtung 11 einen gewünschten Hinterrad-Lenkwinkel §„. Die Steuereinrichtung 11 liest den Steuerradwinkel θ.., der durch den Lenkradwinkelsensor .16 ermittelt worden ist und bestimmt den gewünschten Hinterradwinkel Θ-. aus dem Lenkradwinkel

Q , der dem tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel &_ ent-1 _ F

spricht, so daß θ_ proportional zu β ist. Bei dieser

R _ F

Ausführungsform ist θ gleich θ . (Die Lenkrichtung der Hinterräder ist der Lenkrichtung der Vorderräder entgegengesetzt).

Bei einem Schritt 202 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob der Wählschalter 26 sich in seiner Ausstellung befindet oder nicht. Wenn dies der Fall ist, geht die Steuereinrichtung 11 zum Schritt 209 über und gibt ein Steuersignal aus, das für den gewünschten Hinterradwinkel § maßgebend ist, der im Schritt 201 am Servoverstärker 18 bestimmt wurde.

Hierbei werden somit die Hinterräder 21 und 22 gleichzeitig mit den Vorderrädern 19 und 20 derart gelenkt, daß der tatsächliche Hinterradwinkel gleich dem tatsächlichen Vorderradwinkel θ ist. Die Lenkrichtung der Hinterräder ist jedoch der Lenkrichtung der Vorderräder entgegengesetzt.

Wenn sich der Wählschalter 26 in der Ein-Stellung befindet, fährt die Steuereinrichtung 11 vom Schritt mit einem Schritt 203 fort, um zu bestimmen, ob der Wählschalter 26 sich in einer Ein-Stellung befindet und in Abhängigkeit von einer bejahenden Antwort im Schritt fährt die Steuereinrichtung 11 von dem Schritt 203 mit den Schritten 204 und 205 fort.

Im Schritt 204 bestimmt die Steuereinrichtung 11 einen verzögerten Hinterrad-Lenkwinkel β *· Bei dieser Ausführungsform wird der verzögerte Hinterradwinkel aus dem tatsächlichen Vorderradwinkel &_, einem tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel θ_, den man aus dem Abgabesignal θ_ο

R. C.

des Verschiebungssensors 17 erhält, und dem Abgabesignal P des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 13 bestimmt. Ein Fahrtweg L, der vom Fahrzeug zurückgelegt wird, wird durch das Zählen der Anzahl der Impulse des Signals P des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 13 bestimmt. Wenn der Fahrtweg L einen vorbestimmten Weg & erreicht, bestimmt die Steuereinrichtung 11 den verzögerten Hinterradwinkel θ * nach Maßgabe der folgenden Gleichung (1).

- V

(0< K < 1)
25

Jedesmal, wenn der gesamte Fahrtweg um •£ größer wird, aktualisiert die Steuereinrichtung 11 den verzögerten Winkel θ * durch Substitution der tatsächlichen Werte von

θ und θ in die Gleichung (T).
R R

Im Schritt 205 substituiert die Steuereinrichtung 11 den so ermittelten verzögerten Hinterradwinkel θ * für den gewünschten Hinterrad-Lenkwinkel θ , der im Schritt

201 ermittelt wurde. Im Schritt 209 gibt die Steuereinrichtung 11 das Signal des gewünschten Winkels §__ aus, das gleich dem verzögerten Winkel θ * bei dieser Ausführungsform gesetzt ist.

Während das Lenkrad 14 in einer Drehstellung gehalten ist, und zugleich der Wählschalter 26 in der Ein-Stellung bleibt, führt die Steuereinrichtung 11 wiederholt die Schritte 201, 202, 203, 204, 205 und 209 aus. Daher nähert sich der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel B dem gewünschten Winkel θ_ (θ_ = ö ), der im Schritt 201 ermittelt wurde allmählich schrittweise jedesmal an, wenn das Fahrzeug einen vorbestimmten Weg Jb zurücklegt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.

In Fig. 5 ist der vom Fahrzeug zurückgelegte Fahrtweg etwa beispielsweise 1 m, bis der tatsächliche Hinterradwinkel den gewünschten Hinterradwinkel erreicht.

Auf diese Weise lenkt die Steueranordnung gemäß dieser Ausführungsform die Hinterräder allmählich mit einer Verzögerung in Bezug zu den Vorderrädern, und hierbei wird bewirkt, daß das äußere hintere Ende des Fahrzeuges (d.h. das linke hintere Ende bei einer Drehung nach rechts) sich längs eines Bogens C einer mit einem Punkt versehenen gebrochenen Linie in Fig. 6 bewegt. Somit kann das Fahrzeug aus der Ausgangsstellung sicher weggefahren werden, ohne daß eine seitliche Kollision auftritt, und zwar selbst dann, wenn ein Hindernis auf einer Seite des Fahrzeugs vorhanden ist.

Wenn der Wählschalter 26 sich in der AUTO-Stellung befindet, fährt die Steuereinrichtung 11 mit den Schritten 206 bis 208 fort und es erfolgt die verzögerte Hinterrad-Winkelsteuerung gemäß den Schritten 204 und 205 nur dann, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Im Schritt 206 bestimmt die Steuereinrichtung 11 zuerst, ob die Steuerung in einer Gegenphase erfolgt, in der die Hinterräder in einer Richtung entgegen der Lenkrichtung der Vorderräder zu lenken sind.

Im nächsten Schritt 207 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob das Fahrzeug sich in Vorwärtsrichtung bewegt. Wenn das Fahrzeug gelenkt wird und nach rückwärts fährt, schwenkt sich die Vorderseite des Fahrzeugs nach außen und sie kann gegen eine Wand oder gegen ein anderes Hindernis stoßen. In diesem Fall jedoch kann ein Fahrer eine Kollision der Frontseite des Fahrzeuges durch leichtes Drehen des Lenkrades vermeiden.

Im Schritt 208 bestimmt die Steuereinrichtung 1 "1, ob der Hinterrad-Lenkwinkel größer wird oder nicht. Wenn der Hinterrad-Lenkwinkel in Gegenrichtung zu dem Vorderrad-Winkel größer wird, so wird die Möglichkeit einer seitlichen Kollision der Rückseite des Fahrzeuges wahrscheinlicher. Wenn andererseits der Hinterrad-Lenkwinkel kleiner wird, wird die Möglichkeit einer Kollision unwahrscheinlicher.

Es ist möglich, die Wahrscheinlichkeit einer Kollision ctes hinteren Endes des Fahrzeuges gegen einen in Längsseite des Fahrzeugs liegenden Gegenstand ausreichend zu vermeiden, indem man nur die eine oder die andere der beiden Bedingungen des Schrittes 207 anwendet, um zu prüfen, wenn das Fahrzeug sich vorwärts bewegt und den Schritt 208, um zu prüfen, wenn sich der Hinterrad-Winkel vergrößert.

Bei der Steueranordnung gemäß dieser Ausfuhrungsform jedoch werden beide Bedingungen der Schritte 207 und angewandt, um die Wahrscheinlichkeit der verzögerten Hinterradsteuerung nach den Schritten 204 und 205 zu reduzieren. Somit kann diese Steueranordnung gemäß dieser Ausführungsform die Möglichkeit einer unnötigen Verzögerung des Lenkansprechverhaltens der Hinterräder reduzieren. Wenn der Wählschalter 26 sich in der AUTO-Stellung befindet, führt die Steuereinrichtung 11 die Schritte

-χ-

und 205 nur aus, wenn alle Antworten der Schritte 206, 207 und 208 bejahend sind.

Die Steuereinrichtung 11 ermittelt, ob die Hinterrad-Steuerung in Gegenphase erfolgt oder nicht, indem der tatsächliche Vorderrad-Winkel θ_ und der tatsächliche

Hinterrad-Winkel θ_η überprüft werden oder indem der

κ _

qewünschte Hinterradwinkel θ_. überprüft wird, der im

Schritt 201 ermittelt wurde. Die Steuereinrichtung 11 bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Vorwärtsfahrtzustand befindet oder nicht, indem das Abgabesignal des Gangschaltungssensors 25 gecheckt wird. Die Steuereinrichtung 11 bestimmt, ob der Hinterrad-Winkel größer wird oder nicht, indem eine Änderung (oder eine Zeitableitung) des tatsächlichen Hinterrad-Winkels θ_β (oder des gewünsch-

_ κ

ten Hinterrad-Winkels €>_.) gecheckt wird oder indem ge-

checkt wird, wenn der gewünschte Winkel θ , der im

Schritt 201 bestimmt wurde, größer als der tatsächlich ermittelte wirkliche Hinterrad-Winkel ist.

Auf diese Weise kann die Steueranordnung gemäß dieser Ausführungsform automatisch das Lenkansprechverhalten der Hinterräder 21 und 22 nur dann verzögern, wenn sich das hintere Ende in ungewünschtem Maße nach außen verschwenkt, also beispielsweise wenn das Fahrzeug aus der Parkstellung längs der Wand 40 durch Drehen nach rechts oder links entsprechend Fig. 4 herausgefahren werden muß. Unter anderen Umständen hält die Steueranordnung bei dieser Ausführungsform das gute Lenkansprechverhalten aufrecht.

Bei der verzögerten Hinterrad-Winkelsteuerung gemäß dieser Ausführungsform nähert sich der tatsächliche Hinterrad-Winkel θ_ dem gewünschten Hinterrad-Winkel fL allmählich jedesmal dann an, wenn der vom Fahrzeug zurückgelegte Weg um ein vorbestimmtes Maß größer geworden ist. Jedoch

kann die verzögerte Hinterrad-Winkelsteuerung gemäß dem Schritt 204 auch so beschaffen sein, daß sich der tatsächliche Hinterrad-Winkel θ dem gewünschten Hinterrad-Winkel θ allmählich jedesmal dann annähert, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall abgelaufen ist.

In der Gleichung (1) nimmt die Korrekturgröße K (θ -θ_), die dem gleichzeitig ermittelten tatsächlichen Hinterradwinkel θ_ hinzugefügt wird, ab, wenn die Differenz θ_η-θ_

R " is. K

kleiner wird. Jedoch kann wahlweise die Korrekturgröße auch konstant gehalten werden. In diesem Fall nimmt der tatsächliche Hinterrad-Winkel allmählich in konstantem Maße jedesmal dann zu, wenn das Fahrzeug den vorbestimmten Weg zurückgelegt hat.

Die Hinterradsteueranordnung nach der Erfindung kann so beschaffen sein, daß der gewünschte Hinterrad-Winkel bestimmt wird, so daß die Hinterräder in Gegenrichtung in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich gelenkt werden und in dieselbe Richtung wie die Vorderräder in einem Hochgeschwindigkeitsbereich gelenkt werden. Ferner kann der gewünschte Hinterrad-Winkel, der im Schritt 201 bestimmt wird, gleich einem Produkt aus dem tatsächlichen Vorderrad-Winkel in einem vorbestimmten Verhältnis sein, das sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.

In der vorstehend angegebenen US-Patentanmeldung Serial No. 703,593 (die einer japanischen Patentanmeldung No. 59-30144 und der deutschen Patentanmeldung P 35 06 048.4 entspricht) sind drei Beispiele der verzögerten Hinterrad-Lenksteuerung in den Fig. 3, 5 und 7 gezeigt. Die verzögerte Hinterrad-Steuerung nach der Erfindung kann so ausgelegt sein, daß die Steuerung nach einem dieser drei Beispiele abläuft.

Eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung ist in

-yr-

Fig. 7 gezeigt. Eine Steueranordnung gemäß der zweiten Ausführungsform hat eine Auslegung, die der Auslegung der ersten in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform im wesentlichen entspricht. Jedoch hat die Steueranordnung nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform nicht den Wählschalter 26. Ein programmatischer Steuerablauf bei der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 7 gezeigt.

Die Steuereinrichtung 11 bei der zweiten Ausführungsform IQ wiederholt den programmatischen Steuerablauf nach Fig. in regelmäßigen Zeitintervallen.

Ein Schritt 301 ist ähnlich dem Schritt 201 bei der ersten in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform wird auch der gewünschte Hinterrad-Winkel §_ gleich dem tatsächlichen Vorderrad-Winkel be-

stimmt (d.h. θ_ = θ_).

K γ

Im Schritt 302 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die man von dem Ausgabesignal P des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 13 erhält, fortgesetzt einem vorbestimmten Wert V (beispielsweise V_n = einige km/Stunde) während eines vorbestimmten Zeitintervalls (oder während der Zeit, während der das Fahrzeug einen vorbestimmten Weg zurücklegt) ist oder kleiner ist.

Wenn die Antwort im Schritt 302 bejahend ist, setzt die Steuereinrichtung ihre Verarbeitung mit einem Schritt «η 303 fort, in der die Steuereinrichtung 11 den gewünschten Hinterrad-Winkel üL löscht, der im Schritt 301 mit Null bestimmt wurde.

Dann setzt die Steuereinrichtung einen Merker in einem gg Schritt 304 auf Eins und gibt den gewünschten Hinterrad-Winkel θ aus, der im Schritt 303 gelöscht wurde, und R

zwar zum Servoverstärker 18 in einem Schritt 305. Somit werden in diesem Fall die Hinterräder 21 und 22 zur Gera- ;

deausfahrtstellung zurückgestellt. ·

Wenn die Antwort im Schritt 302 negativ ist, setzt die I

Steuereinrichtung 11 die Verarbeitung in einem Schritt :

306 fort, indem die Steuereinrichtung 11 bestimmt, ob der

Merker gleich Eins ist oder nicht. Wenn der Merker gleich I

Eins ist, führt die Steuereinrichtung 11 die verzögerte j

Hinterrad-Winkelsteuerung in den Schritten 307 und 308 i

ähnlich den Schritten 204, 205 gemäß Fig. 3 aus. I

Im Schritt 307 aktualisiert die Steuereinrichtung 11 den j Wert des verzögerten Hinterrad-Winkels θ * dadurch, daß

__ IS.

die vorhandenen Werte von.ö. und θ in der Gleichung (1) .

K K !

jedesmal substituiert werden, wenn der vom Fahrzeug zurückgelegte Weg um einen vorbestimmten Wert größer gewor- _K den ist, oder jedesmal, wenn ein vorbestimmtes Zeitintervall abgelaufen ist. Im Schritt 308 ersetzt die Steuer- « einrichtung 11 den Wert des gewünschten Hinterrad-Winkels

R, der im Schritt 301 bestimmt wurde, durch den Wert :

des verzögerten Hinterrad-Winkels θ *, der im Schritt

307 bestimmt wurde. Im Schritt 305 gibt dann die Steuereinrichtung 11 den gewünschten Winkel β aus, dessen Wert

gleich dem verzögerten Winkel β * ist.

Im Schritt 309 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob der gesamte Fahrtweg L_· der vom Fahrzeug zurückgelegt worden ist, gleich oder größer als sein vorbestimmter Wert L_n ist. Wenn L J^ L- ist, setzt die Steuereinrichtung 11 sowohl den Merker als auch den gesamten Abstand L_ auf Null in einem Schritt 310 zurück.

Nachdem daher der Merker im Schritt 304 gesetzt worden ist, wiederholt die Steuereinrichtung 11 die Schritte 301, 302 und 306 bis 309, bis der gesamte Weg L_T gleich

oder größer als der vorbestimmte Wert L_Q ist. Wenn jedoch die Antwort beim Schritt 302 hierbei bejaht wird, werden die Hinterräder zu der Geradeausfahrtstellung wiederum zurückgestellt.

Daher nähert sich, wie in Fig. 5 gezeigt, der tatsächliche Hinterrad-Winkel θ allmählich dem gewünschten Hin- _ κ

terrad-Winkel θ an, der im Schritt 301 bestimmt wurde (bei dieser Ausführungsform ist θ = θ ) - und zwar er-

R F folgt die Annäherung schrittweise jedesmal dann, wenn das Fahrzeug den vorbestimmten Weg ^ zurückgelegt hat (oder jedesmal, wenn das vorbestimmte Zeitintervall abgelaufen ist), wie dies auch bei der ersten Ausführungsform der Fall ist.

Wenn beide Antworten der Schritte 302 und 306 NEIN sind, dann wird der gewünschte und im Schritt 301 bestimmte Hinterrad-Winkel θ direkt ohne Änderung ausgegeben. In diesem Fall werden die Hinterräder gleichzeitig ohne Verzögerung bezüglich den Vorderrädern derart gelenkt, daß der Lenkwinkel gleich ist, aber die Lenkrichtung entgegengesetzt ist.

Fig. 8 zeigt die Änderungen der tatsächlichen Hinterrad- und Vorderrad-Winkel und die Fahrzeuggeschwindigkeit, die man bei der Steueranordnung gemäß der zweiten Ausführungsform erhält, wenn das Fahrzeug entsprechend einem Pfeil A in Fig. 4 nach rechts gedreht wird.

QQ Bei dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel läßt der Fahrer das Fahrzeug zu einem Zeitpunkt t^ an und zugleich wird das Lenkrad um einen großen Drehwinkel nach rechts gedreht. Somit werden die Vorderräder um einen großen Winkel nach rechts gedreht, währenddem die Fahrzeuggeschwindigkeit nahezu Null ist. Die Hinterräder werden in Abhän-

gigkeit von dem verzögerten Hinterrad-Winkel θ * ge-

dreht und der tatsächliche Hinterrad-Winkel θ wird in Richtung nach links allmählich größer.

Dann stoppt der Fahrer das Fahrzeug zu einem Zeitpunkt, t2 aus Sicherheitsgründen. Daher bleibt das Fahrzeug im Ruhezustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit bleibt in einem Ruhezustand oder einem Zustand mit geringer Geschwindigkeit vom Zeitpunkt t2 zu einem Zeitpunkt t,, wobei V 4_ V_Q ist. Ein Zeitpunkt t₃ liegt zwischen den Zeitpunkten t₂ und ti und eine Zeitdauer zwischen den Punkten tj und t^ ist gleich dem vorbestimmten Zeitintervall T₀. Somit werden die Hinterräder in die Geradeausfahrtstellung gedreht. Ausgehend von dem Zeitpunkt t. beginnt sich das Fahrzeug wiederum zu bewegen und die Hinterräder werden wiederum, ausgehend von der Geradeausfahrtstellung allmählich verdreht.

Wenn das Fahrzeug wiederum zu einem Zeitpunkt t^ zum Stillstand kommt, werden dieselben Lenkbewegungen zu den Zeitpunkten tg und t^ ausgeführt.

Auf diese Weise kann die Steueranordnung gemäß dieser Ausführungsform ein unerwünschtes Ausschwenken des hinteren Endes in entsprechender Weise verhindern und es wird die Möglichkeit einer seitlichen Kollision des Fahrζeughinterendes gegen ein Hindernis vermieden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug an einer Kreuzung stoppt und ein Kraftrad in unmittelbarer Nähe auf der linken Seite des gesteuerten Fahrzeugs stoppt, ermöglicht die Steueranordnung gemaß dieser Ausführungsform, daß das Fahrzeug in gesteuerter Weise sicher nach rechts gedreht wird, ohne daß das linke hintere Ende gegen das Kraftrad stößt.

Ein Zähler zum Messen des Fahrtweges durch Zählen der Impulse des Signals P kann vorgesehen sein, der zu zählen beginnt, wenn sich das Fahrzeug zu bewegen beginnt oder

wenn die Antwort im Schritt 302 sich zu einer negativen Antwort ändert.

Eine dritte Ausführungsform nach der Erfindung ist in Fig. 9 gezeigt. Die Schritte 301, 303 bis 310 stimmen mit den Schritten 301 und 303 bis 310 in Fig. 7 jeweils überein.

Im Schritt 320 bestimmt die Steuereinrichtung 11 gemäß der dritten Ausführungsform, ob die Gangschaltungsstellung des Getriebes unverändert in der Vorwärtsfahrtstellung geblieben ist oder sich im Ruhezustand oder im Zustand mit geringerer Geschwindigkeit zu der Rückwärtsfahrtstellung umgelenkt worden ist, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert V₀ ist. Wenn die Gangschaltungsstellung zwischen den Vorwärts-und Rückwärtsfahrtstellungen nicht verändert worden ist, währenddem V ^ Vq ist, wird der Merker auf Eins gesetzt, so daß die verzögerte Hinterrad-Steuerung im Schritt 307 anschließend ausgeführt wird.

Die Gangschaltungsstellung wird zwischen den Vorwärts- und Rückwärtsfahrtstellungen geschaltet, wenn dies erforderlich ist, und das Fahrzeug in einem engen Zwischen-25

raum zwischen anderen Fahrzeugen einzuparken, die hintereinander geparkt haben. In einer solchen Situation ist das gute Lenkansprechverhalten der verzögerten Hinterrad-Steuerung vorzuziehen.

Die dritte Ausführungsform verwendet nicht den Wählschalter 26, der in Fig. 2 gezeigt ist. Jedoch kann wahlweise ein Schritt 330 j η Fig. 10 durch den Schritt 320 in Fig. 9 ersetzt werden.

Wahlweise kann der Schritt 303 weggelassen werden, um die

Zl \·^: " "■'"■■ -**- 353348

Hinterräder in die Geradeausfahrtstellung bei dem Programm nach Fig. 7 oder bei dem Programm nach Fig. 9 zurückzustellen .

Eine vierte Ausführungsform nach der Erfindung ist in Fig. 11 gezeigt. Die Steueranordnung bei der vierten Ausführungsform hat eine Auslegung, die mit der Auslegung nach Fig. 2 übereinstimmt, abgesehen davon, daß die Steueranordnung gemäß der vierten Ausführungsform nicht den Wählschalter 26 hat.

In dem programmatischen Steuerablauf nach Fig. 11 bestimmt die Steuereinrichtung 11, ob der tatsächliche Hinterrad-Winkel θ_ο gleich oder größer als ein vorbestimmter Winkel θ_η in einem Schritt 311 ist. Wenn der tatsächliche Hinterrad-Winkel θ_η ausreichend klein ist, ist ein Ausschwenken des hinteren Endes des Fahrzeuges nicht so gefährlich. Daher führt die Steueranordnung nach der vierten Ausführungsform die verzögerte Hinterrad-Steuerung im Schritt 307 nur aus, wenn θ gleich oder größer als θ₀ ist.

Bei der vierten Ausführungsform bestimmt die Steuereinrichtung 11 ferner, ob der tatsächliche Hinterrad-Winkel O_n gleich Null ist, und zwar in einem Schritt 312. In den meisten Fällen werden die Fahrzeuge so geparkt, daß die Vorder- und Hinterräder sich in der Geradeausfahrtstellung befinden. Wenn die Vorder- und Hinterräder in einer Drehstellung verbleiben, die sie eingenommen haben, wenn das Fahrzeug in die Parkstelle manövriert worden ist, so kann man davon ausgehen, daß das Fahrzeug aus dieser Parkstelle sicher herausgefahren werden kann, wenn die Vorder- und Hinterräder in dieser Drehstellung bleiben und daher ist die verzögerte Hinterrad-Steuerung nicht erforderlich. Daher bestimmt die Steuereinrichtung im Schritt 312, ob das Fahrzeug im Zustand gestartet

wurde, in dem der Hinterradwinkel θ qleich Null ist.

Wahlweise kann der tatsächliche Vorderrad-Winkel θ-_ für den Hinterrad-Winkel 6_R im Schritt 312 ersetzt werden. In diesem Fall bestimmt die Steuereinrichtung im Schritt 302, ob β gleich Null ist.

Wahlweise kann der Schritt 302 aus dem Programm 11 weggelassen werden und es kann der Schritt 320 gemäß Fig.9 oder der Schritt 330 gemäß Fig. 10 in das Programm nach Fig. 11 anstelle des Schritts 302 eingefügt werden.

Die Hinterrad-Lenksteueranordnung kann so beschaffen und ausgelegt sein, daß sich die Notwendigkeit der verzögerten Hinterrad-Steuerung dadurch bestimmt, daß Hindernisse mit einer Ultraschallsensoreinrichtung ermittelt werden, die Ultraschallwellen überträgt und von einem Hindernis zurückreflektierte Wellen empfängt. In diesem Fall führt die Steuereinrichtung die verzögerte Hinterrad-Steuerung, wie in den Schritten 204 und 205 in dem Schritt 303 aus, wenn die Ultraschallsensoreinrichtung ein Hindernis in einem vorbestimmten Bereich ermittelt .

-IS-

Leerseite -

Claims

Hinterrad-Lenkwinke!steueranordnung für Fahrzeuge mit vier lenkbaren Rädern Patentansprüche

1. Hinterrad-Lenksteueranordnung für ein Fahrzeug, das lenkbare Vorderräder und lenkbare Hinterräder hat, gekennze ichnet durch:

eine Vorderrad-Winkelsensoreinrichtung (103, 16). die einen tatsächlichen Vorderrad-Lenkwinkel der Vorderräder erfaßt,

eine Hinterrad-Betätigungseinrichtung (104, 7, 18), die die Hinterräder in eine gemäß einem Steuersignal vorgegebene Richtung in einer solchen Weise lenkt, daß ein tatsächlicher Hinterrad-Lenkwinkel der Hinterräder gleich einem Lenkwinkel gemacht wird, der durch das Steuersignal dargestellt ist, und

eine Hinterrad-Steueranordnung (105, 11), die das Steuersignal liefert, um die Hinterräder sowohl in Richtung als auch im Lenkwinkel zu steuern, wobei die Steuereinrichtung mit der Vorderrad-Winkelsensoreinrichtung (103, 16) verbunden ist und einen gewünschten

Hinterradwinkel nach Maßgabe des tatsächlichen Vorderrad-Winkels bestimmt, der tatsächlich durch die Vorderrad-Winkelsensoreinrichtung erfaßt wird, wobei die Steuereinrichtung eine erste Steuerbetriebsart hat, in der die Steuereinrichtung ein Steuersignal liefert, so daß die Hinterräder in Gegenrichtung zu einer Lenkrichtung der Vorderräder gelenl't werden, und der tatsächliche Hinterrad-Winkel gleich dem gewünschten Hinterrad-Winkel gehalten wird, wobei die Steuereinrichtung be-

IQ stimmt, ob das Fahrzeug in einem vorbestimmten Zustand sich befindet, und wobei die Steuereinrichtung die Hinterräder dadurch steuert, daß das Steuersignal modifiziert wird, so daß der tatsächliche Hinterrad-Winkel sich dem gewünschten Hinterrad-Winkel allmählich annähert, 5 wenn das Steuersignal in der ersten Steuerbetriebsart geliefert wird und sich das Fahrzeug zugleich im vorbestimmten Zustand befindet.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (105, 11) eine ZustandsunterScheidungseinrichtung aufweist, die ein Zustandssignal liefert, das sich in einem Ein-Zustand befindet, wenn das Fahrzeug den vorbestimmten Zustand einnimmt, und die sich in einer Aus-Stellung befindet, wenn das Fahrzeug sich nicht in diesem vorbestimmten Zustand befindet, und daß eine Steuersignalmodifizierungseinrichtung vorgesehen ist, die das Steuersignal modifiziert, wenn das Zustandssignal sich im Ein-Zustand befindet und die eine Ausgabe des Steuersignales ohne Verzögerung ermöglicht, wenn das Zustandssignal sich in der Aus-Stellung befindet.

3, Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterscheidungseinrich- tung das Zxistandssignal im Ein-Zustand hält, wenn das Fahrzeug den Vorwärtsfahrtzustand einnimmt, und daß die

Anordnung ferner einen Gangschaltungssensor (25) aufweist, der den Vorwärtsfahrtzustand dadurch ermittelt, daß eine Gangschaltungsstellung eines Getriebes des Fahrzeugs erfaßt wird.

4. Steueranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ferner ein Hinterrad-Winkelsensor (117) vorgesehen ist, der einen tatsächlichen Hinterrad-Winkel der Hinterräder erfaßt, und daß die Unterscheidungseinrichtung das Zustandssignal in einem Aus-Zustand hält, wenn der gewünschte Hinterrad-Winkel kleiner als der tatsächliche Hinterrad-Winkel ist.

5-, Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß ferner ein Hinterrad-Winkelsensor (17) vorgesehen ist, der einen tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel der Hinterräder erfaßt, und daß die Unterscheidungseinrichtung das Zustandssignal in einem Aus-Zustand hält, wenn der gewünschte Hinterrad-Winkel größer als der tatsächliche Hinterrad-Winkel ist.

6. Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterscheidungseinrichtung das Zwstandssignal im Ein-Zustand hält, wenn der gewünschte Hinterrad-Winkel größer wird.

7. Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ferner ein Hinterrad-Winkelsensor (17) vorgesehen ist, der einen tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel der Hinterräder erfaßt, und daß die Unterscheidungseinrichtung das Zustandssignal im Ein-Zustand hält, wenn der tatsächliche Hinterrad-Winkel größer wird.

8. Steueranordnung nach Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet , daß ein manuell betätigbarer Wählschalter (26) vorgesehen ist, der eine Ein-Stellung, eine Aus-Stellung und eine automatische Steuerstellung hat, und daß der Wählschalter ermöglicht, daß die Zustandsunterscheidungseinrichtung ihr Zustandssignal zwischen dem Ein-Zustand und Cam Aus-Zustand nur ändert, wenn sich der Wählschalter in der automatischen Stellung befindet, und der das Zustandssignal unabhängig im Ein-Zustand festlegt, wenn der Wählschalter (26) sich in der Ein-Stellung und der Aus-Stellung befindet, wobei der Wählschalter in der Aus-Stellung ist.

9. Steueranordnung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß ferner eine Fahrwegmeßeinrichtung vorgesehen ist, die einen vom Fahrzeug zurückgelegten Fahrweg mißt, und daß die Zustandsunterscheidungseinrichtung das Zustandssignal auf den Ein-Zustand setzt, wenn das Fahrzeug sich im vorbestimmten Zustand befindet, und die das Zustandssignal in den Aus-Zustand zurücksetzt, wenn der Fahrtweg gleich oder größer als ein vorbestimmter Weg ist.

10. Steueranordnung nach Anspruch 9, dadurch g e -

kennzeichnet, daß ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (13) vorgesehen ist, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt und daß die Zustandsunterscheidungseinrichtung das Zustandssignal auf den Ein-Zustand setzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ständig gleich oder größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit während eines vorbestimmten Zeitintervalls ist,

11 , Steueranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalmodifi-Zierungseinrichtung das Steuersignal modifiziert, so daß die Hinterräder in eine Geradeausfahrtstellung gelenkt

— Β- Ι werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ständig gleich oder kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist.

12. Steueranordnung nach Anspruch 9, dadurch g e -

kenn2eichnet, daß ein Gangschaltungssensor

(25) vorgesehen ist/ der die Vorwärtsfahrt und die Rückwärtsfahrtstellung eines Getriebes des Fahrzeugs ermittelt, daß ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (13) vorgesehen ist, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt, und daß die Zxis tandsunter scheidungseinrichtung das Zustandssignal auf den Ein-Zustand setzt, wenn die Stellung des Getriebes sich nicht zwischen den Vorwärtfahrt- und den Rückwärtsfahrtstellungen geändert hat, währenddem die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.

13. Steueranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (13) vorgesehen ist, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt, und daß ein Hinterrad-Winkelsensor (17) vorgesehen ist, der einen tatsächlichen Hinterrad-Lenkwinkel der Hinterräder erfaßt, wobei die Znstandsunterscheidungseinrichtung das Zustandssignal auf den Ein-Zustand setzt, wenn die Fahr-Zeuggeschwindigkeit ständig gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Geschwindigkeit eines vorbestimmten Zeitintervalls ist und wenn zugleich der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel gleich Null ist.

14. Steueranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuersignalmodifizierungseinrichtung das Steuersignal nur verändert, wenn der tatsächliche Hinterrad-Lenkwinkel gleich oder größer als ein vorbestimmter Winkel ist.