DE3602142A1 - Allrad-lenkeinrichtung fuer fahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Lenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es wurden bereits mehrere Allrad-Lenkeinrichtungen für Vorder- und Hinterräder von Fahrzeugen insbesondere für Vierradfahrzeuge entwickelt. Die JP-OS 55-91457 beschreibt beispielsweise eine Allrad-Lenkeinrichtung für Fahrzeuge, bei der die Hinterräder in Abhängigkeit vom Einschlagen der Vorderräder mit übereinstimmender Phasenbeziehung im Hochgeschwindigkeitsbereich und mit entgegengesetzter Phasenbeziehung im Niedergeschwindigkeitsbereich eingeschlagen werden. Das Einschlagwinkelverhältnis kann eine stetige Funktion der Fahrgeschwindigkeit sein, wie es beispielsweise Fig. 5 bei Q zeigt.

Auf diese Weise wird eine kontinuierliche Steuerung des Einschlagwinkelverhältnisses entsprechend der stetigen Funktion Q durchgeführt, so daß die Arbeitsweise der Lenkeinrichtung bei hoher und bei niederer Geschwindigkeit normalerweise zufriedenstellend sein kann. Insbesondere sind der minimale Drehwinkel und die innere Kurvenradiusdifferenz des Fahrzeugs drastisch verringert und die Manövrierfähigkeit insbesondere bei niedriger Geschwindigkeit beim Fahren in eine Garage, durch schmale und kurvige Straßen und bei Umkehrkurven wesentlich verbessert, wobei zusätzlich der Vorteil gegeben ist, daß das Fahrzeug im Bereich hoher Geschwindigkeit eine bessere Richtungsstabilität aufweist.

Es wurde auch bereits eine Lenkeinrichtung vorgeschlagen, bei der die Eigenschaften der das Einschlag-

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winkelverhältnis angebenden Funktion manuell wählbar sind. Diese Vorrichtung erlaubt eine Änderung der Eigenschaften der mathematischen Funktion für das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend dem Wunsch des Fahrers und dem Straßenzustand, so daß das Einschlagen der Vorder- und der Hinterräder im Sinne eines leichteren oder eines sportlicheren Fahrens frei veränderbar ist.

Entsprechend diesem Vorschlag kann die Bequemlichkeit für den Fahrer verbessert werden. Ist er jedoch eine solche Vorrichtung nicht gewohnt und stellt er eine drastische Änderung der Eigenschaften des Einschlagwinkelverhältnisses bei bestimmten Fahrzuständen ein, so können Korrekturen erforderlich werden, um plötzliche Änderungen der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs, die durch plötzliche Änderungen des Einschlagwinkels bzw. durch die Umschaltung der mathematischen Funktion hervorgerufen werden können, zu kompensieren.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Allrad-Lenkeinrichtung anzugeben, bei der der Fahrer keine schnellen Korrekturen bei plötzlichen Änderungen der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs vornehmen muß, wenn die Eigenschaften der Funktion für das Einschlagwinkelverhältnis manuell geändert werden. Es soll also der Vorteil der manuellen Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses bei gleichzeitigem Beibehalten des bequemen Fahrbetriebs zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein.

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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine manuelle Auswahl der Eigenschaften des Einschlagwinkelverhältnisses nur möglich, wenn die Fahrgeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt. Durch Freigabe der Funktion der manuellen Auswahl nur im Bereich geringer Geschwindigkeit kann jede plötzliche Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs verhindert werden, indem die Änderung der Eigenschaften der Funktion des Einschlagwinkelverhältnisses im mittleren und hohen Geschwindigkeitsbereich begrenzt wird, in denen eine solche plötzliche Änderung Nachteile herbeiführen könnte.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die manuelle Auswahl der Eigenschaften des Einschlagwinkelverhältnisses nur möglich, wenn die Fahrzeugbeschleunigung unter einem vorbestimmten Wert liegt, wenn die Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes der geringen Fahrgeschwindigkeit entspricht, wenn die Einschlaggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt oder wenn die Änderungsrate der Einschlaggeschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert liegt.

Da also die Funktion der manuellen Auswahl nur dann zugelassen wird, wenn der Fahrzustand dies möglich macht, wird jede unerwünschte plötzliche Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs vermieden und zu jedem Zeitpunkt ein bequemer Fahrbetrieb gewährleistet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher

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erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Grundkonstruktion einer Lenkeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Hinterradlenkung in der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung,

Fig. 3a, b und c Diagramme der Hinterradlenkung nach Fig. 2 zur Verdeutlichung der Arbeitsweise,

Fig. 4 ein Blockdiagramm für das in Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine graphische Darstellung von Einschlagwinkelverhältnissen,

Fig. 6 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4, jedoch für ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch für ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4 für das dritte Ausführungsbeispiel,

Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch für ein viertes und fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4 für das vierte Ausführungsbeispiel und

Fig. 11 ein Blockdiagramm ähnlich Fig. 4 für das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Lenkwelle 2 mit einem Lenkrad 1, die an ein Zahnstangen-Lenkgetriebe 3 angeschlossen ist. Zwei Spurstangenteile 5 sind mit den beiden Enden einer Zahnstange 4 verbunden, die in ein nicht dargestelltes Ritzel

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am unteren Ende der Lenkwelle 2 eingreift. An den äußeren Enden der Spurstangenteile 5 sind zwei Spurhebel 6 befestigt, die die Vorderräder 7 so tragen, daß diese in der durch die Drehung des Lenkrades 1 bestimmten Richtung in bekannter Weise eingeschlagen werden.

Eine Ritzelwelle 8 verläuft von dem Lenkgetriebe 3 nach rückwärts, und eine Gelenkwelle 10 ist mit dem hinteren Ende der Ritzelwelle 8 über ein Kreuzgelenk 9 verbunden. Die Ritzelwelle 8 ist mit einem nicht dargestellten Ritzel versehen, welches in die Zahnstange 4 eingreift. Eine Antriebswelle 12 (Fig. 2) ist mit dem hinteren Ende der Gelenkwelle 10 über ein weiteres Kreuzgelenk 11 verbunden. Diese Antriebswelle 12 ist auf der Längsmittellinie des hinteren Fahrzeugteils angeordnet und in einer Halterung 13 drehbar gelagert, wie Fig. 2 zeigt.

Eine Schwingwelle 15, die in Fig. 2 deutlicher dargestellt ist, ist mit dem hinteren Ende der Antriebswelle 12 über eine Gabel 14 verbunden, und ein Verbindungselement 16 ist lose über einem mittleren Abschnitt der Schwingwelle 15 angeordnet. Die beiden seitlichen Enden des Verbindungselements 16 sind mit Spurstangenteilen 25 über Kugelgelenke 26 verbunden, und das Verbindungselement 16 ist am mittleren Abschnitt eines Arms 17 befestigt, der sich in Querrichtung des Fahrzeugs erstreckt.

Ein Ende des Arms 17 ist mit dem Fahrzeugkörper über ein Gelenkelement 18 und eine Aufhängung 19 verbunden, während das andere Ende des Arms 17 mit dem Fahrzeugkörper über Gelenkelemente 20 und 21 und eine Aufhängung 22 so verbunden ist, daß der Arm 17 in einer vertikalen Ebene quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs schwingen kann. Eine

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Schwenkachse 23 des Gelenkelements 21 an der Aufhängung 22 kann einstückig mit dem Gelenkelement 21 drehen. Die Außenenden der Spurstangenteile 25 sind mit Spurhebeln 28 verbunden, die die Hinterräder 27 tragen, wie Fig. 1 zeigt.

Ein Motor 31 ist in einem Teil des Fahrzeugkörpers beim anderen Ende des Arms 17 montiert, und eine Abtriebswelle des Motors 31 ist mit einer Schnecke 32 versehen, die wiederum in ein Zahnsegment 24 eingreift, welches auf der Schwenkachse 23 des Gelenkelements 21 befestigt ist. Somit bewirkt eine Drehung des Motors 31 die Drehung des Arms 17. Ferner ist das Fahrzeug mit einem Rechner 33 versehen, der Signale von einem Fahrgeschwindigkeitssensor 34 sowie von einem Positionssensor 35 empfängt, der die Position der Schwenkachse 23 des Gelenkelements 21 feststellt und ein entsprechendes Steuersignal an den Rechner 33 abgibt. Dieser steuert die Drehung des Motors 31 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit.

Wenn der Schwenkpunkt P des Verbindungselements 16 mit der Mitte 0 der Antriebswelle 12 zusammenfällt, wie es in Fig. 3a dargestellt ist, so drehen sich die Antriebswelle 12 und die Schwingwelle 15 koaxial, weshalb das Verbindungselement 16 nicht seitlich schwingen kann und die Spurstangenteile 25 stationär bleiben, so daß nur die Vorderräder 7 eingeschlagen werden, jedoch nicht die Hinterräder 27, wie dies bei einem Fahrzeug herkömmlicher Art der Fall ist.

Wenn das Gelenkelement 21 durch die Drehung des Motors über die Schnecke 32 und das Zahnsegment 24 abwärts gedreht wird, so neigt sich der Arm 17 mit seinem linken

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Ende abwärts, wie es in Fig. 3b gezeigt ist. Durch diese Neigung des Arms 17 befindet sich der Schwenkpunkt P unter der axialen Mitte O, und wenn die Antriebswelle 12 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn um einen Winkel θ gedreht wird, so bewegen sich die Spurstangenteile 25 nach rechts, wie es in Fig. 3b gestrichelt gezeigt ist. Die Hinterräder 27 werden dann entgegengesetzt zur Einschlagsrichtung der Vorderräder 7 eingeschlagen.

Wenn das Gelenkelement 21 durch gegenläufige Drehung des Motors 31 aufwärts gedreht wird, so neigt sich der Arm mit seinem linken Ende aufwärts, wie es in Fig. 3c gezeigt ist. Durch diese Neigung des Arms 17 befindet sich der Schwenkpunkt P über der axialen Mitte 0, und wenn die Antriebswelle 12 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn um den Winkel θ gedreht wird, so bewegen sich die Spurstangenteile 25 nach links entgegengesetzt zu dem vorherigen Fall, wie es in Fig. 3c gestrichelt gezeigt ist. Dadurch werden die Hinterräder 27 in derselben Richtung wie die Vorderräder 7 eingeschlagen.

Im folgenden wird die Steuerfunktion des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels anhand der Fig. 4 und erläutert.

Fig. 4 zeigt die funktioneile Struktur des Rechners 33. Das mit dem Fahrgeschwindigkeitssensor 34 abgegebene Fahrgeschwindigkeitssignal wird dem Rechner 33 als vorbestimmtes Fahrgeschwindigkeitssignal u zugeführt. Dieses Fahrgeschwindigkeitssignal u wird in ein Signal k =f(u) durch einen Umsetzungsprozeß (a) umgesetzt, wobei dieses Signal einem vorbestimmten Einschlagwinkelverhältnis entspricht und eine vorbestimmte mathematische Funktion

der Fahrgeschwindigkeit bei der Umsetzung zugrundegelegt ist. Beim Umsetzungsprozeß (a) wird das Fahrgeschwindigkeitssignal u in Einschlagwinkelverhältnisdaten entsprechend einer von mehreren Umsetzungscharakteristiken umgesetzt, die in Fig. 5 gezeigt sind. Dabei wird einer von mehreren im Speicher des Rechners 33 gespeicherten Funktionsdatensätzen f,, f₂··· (b) verwendet.

Die Auswahl der Funktionsdaten in dem Umsetzungsprozeß (a) kann folgendermaßen ablaufen: Die Auswahlinformation b-, die mit der Wahlvorrichtung bzw. dem Auswahlschalter 42 gewählt wird, wird dem Umsetzungsprozeß (a) über einen Auswahlprozeß (f) zugeführt, und eine von mehreren charakteristischen Kurven gemäß Fig. 5 oder vorbestimmte Einschlagwinkelverhältniseigenschaften IK, 2K... nK werden ausgewählt. Diese Eigenschaften sind den Drucktasten 36 bis 41 der Wahlvorrichtung 42 zugeordnet, und der Umsetzungsprozeß (a) setzt die aktuelle Fahrgeschwindigkeit in entsprechende Einschlagwinkelverhältnisdaten entsprechend den Eigenschaften um, die aus den Umsetzungseigenschaften gemäß Fig. 5 ausgewählt sind.

Der Positionssensor 35 wertet die Drehposition des Gelenkelements 21 aus, die proportional dem Einschlagwinkelverhältnis beim aktuellen Einschlagen ist, und das Auswerteergebnis wird dem Rechner 33 als aktuelles Einschlagwinkelverhältnis k zugeführt. Eine relative Diffe-

renz Äk=k_m-k₀ ergibt sich durch einen Vergleichsprozeß (c). Diese Differenz Ak wird vom Rechner 33 einer Ausgabesteuerung 43 in Form von Daten zugeführt, die der Korrektur des Einschlagwinkelverhältnisses entsprechen, die erforderlich ist, um das gewünschte Einschlagwinkelverhältnis zu erhalten. Der Ausgang der Ausgabesteuerung

Ou^ ι

43 ist mit dem Motor 31 verbunden und liefert an diesen ein Steuersignal s, das der Differenz Ak entspricht. Somit wird der Motor 31 in der Richtung gedreht, in der sich das der laufenden Fahrgeschwindigkeit entsprechende Einschlagwinkelverhältnis ergibt.

Die Eigenschaften der Einschlagwinkelverhältnisfunktionen entsprechend der Fahrgeschwindigkeit sind so festgelegt, daß mehrere charakteristische Kurven IK, 2K, 3K... von der Kurve abzweigen, die nK entspricht. Dies erfolgt in gegenseitig parallelem Verlauf, und die Eigenschaften zur charakteristischen Kurve IK hin entsprechen den sportlich-dynamischen Eigenschaften, während die Eigenschaften der Kurven zu höheren Werten 2K, 3K ... hin den bequemeren Fahr- oder Lenkeigenschaften entsprechen.

Ferner werden im Rechner 33 das Fahrgeschwindigkeitssignal u des Fahrgeschwindigkeitssensors 34 und die vorbestimmten Fahrgeschwindigkeitsreferenzdaten (e) in einem Bestimmungsprozeß (d) verglichen, wobei die Bestimmung erfolgt, ob die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als die Referenzgeschwindigkeit ist oder nicht. Wenn die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als die Referenzgeschwindigkeit ist, so wird das Bestimmungsergebnis an einen Auswahlprozeß (f) weitergeleitet, und es wird ein Korrektursignal b„ für manuelle Auswahl unterbrochen. Wenn die Fahrgeschwindigkeit geringer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, so können die Einschlagwinkelverhältnisfunktionen frei geändert werden, indem die manuelle Wahlvorrichtung 42 betätigt wird. Wenn aber die Fahrgeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist, so bleibt die an der Wahlvorrichtung 42 vorgenommene Wahl unberücksichtigt, und das Einschlagwinkel-

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verhältnis ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit entsprechend den bereits gewählten Funktionseigenschaften oder beispielsweise entsprechend einer Standardeigenschaft 3K.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist also der Vorteil gegeben, daß eine freie Wahl der Einschlagwinkelverhältnisfunktionen entsprechend objektiven Faktoren wie Straßenzustand und subjektiven Faktoren wie Fahrerwünsche möglich ist. Hinzu kommen die Vorteile der Allradlenkung, d. h. gutes Ansprechen im Hochgeschwindigkeitsbereich und gute Manövrierfähigkeit im Niedergeschwindigkeitsbereich. Außerdem wird das Erfordernis der möglichen plötzlichen Korrektursteuerung für den Fahrer vermieden, die bei einer plötzlichen Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs erforderlich wäre, wenn im mittleren oder hohen Geschwindigkeitsbereich eine manuelle Einstellung erfolgt. Letztere wird in höheren Geschwindigkeitsbereichen durch den Bestimmungsprozeß (d) vermieden, durch den die aktuelle Fahrgeschwindigkeit mit einem bestimmten Referenzwert verglichen und die Wirkung des Auswahlprozesses (f) begrenzt wird, wenn die aktuelle Fahrgeschwindigkeit höher als der Referenzwert ist.

Fig. 6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei ist eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn die Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten Wert überschreitet. Fig. 6 zeigt das Steuerprinzip dieses Ausführungsbeispiels. Solche Teile, die im vorherigen Ausführungsbeispiel gleichfalls enthalten sind, tragen dieselben Bezugszeichen und werden an dieser Stelle nicht nochmals beschrieben.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Fahrgeschwindigkeitssignal u vom Fahrgeschwindigkeitssensor 34 dem Bestimmungsprozeß (d) zugeführt, nachdem es in einer Differenzierschaltung (g) differenziert wurde, die in dem Rechner 33 enthalten sein kann. In dem Bestimmungsprozeß (d) wird bestimmt, ob die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als der Wert einer vorbestimmten Referenzänderungsrate der Fahrgeschwindigkeit ist, der als Referenzwert (e) gespeichert ist. Wenn die aktuelle Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als dieser Referenzwert ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlprozeß (f) zugeführt, und ein Korrektursignal b_ für manuelle Wahl wird begrenzt.

Wenn die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorbestimmter Wert ist, so behält der Auswahlprozeß (f) die bereits festgesetzten Standardfunktionseigenschaften bei und läßt keine Änderung der Funktionseigenschaften zu, selbst wenn eine manuelle Änderung der Funktionseigenschaften mit der Wahlvorrichtung versucht wird.

Hierbei wird der Referenzwert der Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit (e) , der die Bedingungen zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Begrenzung bestimmt, als ein Wert ausgewählt, der keine plötzliche Änderung in der Bewegung des Fahrzeugs hervorruft. Normalerweise kann die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit so gewählt werden, daß sie mit dem absoluten Wert der aktuellen Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit vergleichbar ist, sie kann jedoch auch so gewählt werden, daß es unterschiedliche Grenzwerte für Beschleunigung und Verzögerung gibt.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird somit die manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterräder bei Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahrzeugs verhindert, so daß jegliche plötzliche Änderung des Einschlagwinkelverhältnisses vermieden wird, wenn sie unerwünscht ist.

Fig. 7 und 8 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei wird eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn die Schaltstellung des Getriebes im Fahrzeug der Hochgeschwindigkeitsstellung entspricht. Fig. 7 und 8 zeigen schematisch die Steuerung dieses dritten Ausführungsbeispiels, wobei mit vorherigen Ausführungsbeispielen gleiche Teile übereinstimmende Bezugszeichen tragen und hier nicht nochmals erläutert werden.

Ein Schaltstellungssensor 45 ist mit dem Rechner 33 verbunden und am Fuß eines Schalthebels 44 des Getriebes angeordnet. Er liefert ein Signal, welches die Schaltstellung des Schalthebels 44 dem Computer 33 mitteilt. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Schaltstellungssensor 45 Grenzschalter, die den Schaltstellungen außer der Schaltstellung "langsam" und "rückwärts" zugeordnet sind. Die Konstruktion des Sensors ist jedoch auf diese Ausführung nicht beschränkt. Es ist auch möglich, Grenzschalter in allen Schaltstellungen vorzusehen oder sie nur den Schaltstellungen "langsam", "rückwärts" und "neutral" zuzuordnen. Anstelle mechanischer Grenzschalter können auch andere Arten vorgesehen sein, beispielsweise Fotosensoren. Ist ein automtisches Getriebe vorgesehen, so können die Schaltstellungen der Getriebezahnräder ausgewertet werden, indem solche Sensoren im Inneren

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des Automatikgetriebes angeordnet werden.

Wie aus Fig. 8 hervorgeht, wird das Fahrgeschwindigkeitssignal des Fahrgeschwindigkeitssensors 34 in derselben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel verarbeitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch der Bestimmungsprozeß (d) für das Signal des Schaltstellungssensors 45 durchgeführt. Bei diesem Bestiinmungsprozeß (d) wird bestimmt, ob die Schaltstellung im niedrigen Geschwindigkeitsbereich liegt, d. h. ob sie "langsam", "rückwärts" oder "neutral" ist oder nicht. Wenn die Schaltstellung nicht in diesem Niedergeschwindigkeitsbereich bzw. in einer der Stellungen des Hochgeschwindigkeitsbereiches liegt, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlprozeß (f) zugeführt, und die Ausgabe der Korrekturinformation b_ für manuelle Auswahl der Einschlagwinkelverhältniseigenschaften wird begrenzt.

Wenn also die Schaltstellung im Niedergeschwindigkeitsbereich liegt bzw. das Fahrzeug langsam fährt, so kann die Einschlagwinkelverhältnisfunktion frei mit der manuellen Wahlvorrichtung 42 verändert werden. Wenn die Schaltstellung jedoch in dem Hochgeschwindigkeitsbereich liegt bzw. das Fahrzeug schnell fährt, so wird die mit der Wahlvorrichtung 42 vorgenommene Wahl nicht berücksichtigt, und das Einschlagwinkelverhältnis ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit entsprechend einer bereits gewählten Standard-Funktionseigenschaft. Wenn die Wahlvorrichtung 42 manuell betätigt wird und sich die Schaltstellung im Hochgeschwindigkeitsbereich befindet, so kann die manuelle Auswahl insgesamt unberücksichtigt bleiben, ohne daß der gewählte Zustand gespeichert wird. Alternativ kann der gewählte Zustand nachträglich berück-

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sichtigt werden, wenn die Schaltstellung in den Niedergeschwindigkeitsbereich verlegt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel muß der Fahrer keine plötzliche Lenkaktion durchführen, um eine plötzliche Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs infolge manueller Wahl im mittleren bis hohen Geschwindigkeitsbereich durchzuführen. Hierzu wird der entsprechende Fahrzustand über die Schaltstellungsauswertung des Getriebes berücksichtigt.

In Fig. 9 und 10 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei wird die manuelle Auswahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn das Fahrzeug eine Kurve fahren soll. In Fig. 9 und 10 ist die Steuerung für dieses Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei mit vorherigen Ausführungsbeispielen gleiche Teile übereinstimmende Bezugszeichen tragen und hier nicht nochmals erläutert werden.

Ein Einschlagwinkelsensor 46 ist am Fuß der Lenkwelle 2 vorgesehen. Dieser Sensor kann ein Grenzschalter, ein Potentiometer oder ein Elektromagnetsensor sein, der ein Signal erzeugt, welches den Drehwinkel der Lenkwelle 2 oder den Einschlagwinkel der Vorderräder angibt. Das Ausgangssignal des Einschlagwinkelsensor 46 wird dem Rechner 33 zugeführt.

Fig. 10 zeigt die Funktion des Rechners 33. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel wird der Bestimmungsprozeß (d) für das Signal des Einschlagwinkelsensors 46 durchgeführt. Bei diesem Bestimmungsprozeß (d) wird bestimmt, ob das Einschlagwinkelsignal größer als ein vorbestimmter Refe-

renzeinschlagwinkel (e) ist oder nicht. Wenn der aktuelle Einschlagwinkel der Vorderräder größer als ein vorbestimmter Einschlagwinkelbereich ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlprozeß (f) zugeführt,und die Ausgabe der Korrekturinformation b„ für manuelle Auswahl der Einschlagwinkelverhältniseigenschaften wird beendet.

Wenn das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend einer vorgewählten Funktionseigenschaft gesteuert wird und der Einschlagwinkel der Vorderräder einen vorbestimmten Bereich überschreitet, so wird die mit der manuellen Wählvorrichtung 42 vorgenommene Auswahl nicht berücksichtigt, und das Einschlagwinkelverhältnis ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit entsprechend einer bereits gewählten Funktionseigenschaft.

Hierbei sind die Daten des Referenzeinschlagwinkels zur Bestimmung der Betätigungsbedingung der Begrenzungsvorrichtung so gewählt, daß keine plötzliche Änderung der Fahrzeugbewegung eintritt. Normalerweise werden die Einschlagwinkeldaten mit dem Absolutwert des aktuellen Einschlagwinkels im Bestimmungsprozeß (d) verglichen. Es ist jedoch auch möglich, den Bestimmungsprozeß entsprechend einem zusammengesetzten Wert des Einschlagwinkels und der Änderungsrate des Einschlagwinkels durchzuführen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann also der Nachteil vermieden werden, daß der Fahrer plötzlich eine brüske Steuermaßnahme zur Korrektur einer plötzlichen Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs vornehmen muß, wenn eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses bei einer scharfen Kurve des Fahrzeugs erfolgte.

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Fig. 11 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei ist eine manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn die Änderungsrate des Einschlagwinkels der Vorderräder oder die Änderungsrate der Einschlagwinkeleingabe vom Lenkrad 1 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Fig. 11 zeigt die Steuerung dieses Ausführungsbeispiels, wobei mit vorherigen Ausführungsbeispielen übereinstimmende Teile gleiche Bezugszeichen haben und hier nicht nochmals erläutert werden.

Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist ein Einschlagwinkelsensor 46 am Fuß der Lenkwelle 2 vorgesehen (Fig. 9). Wie Fig. 11 zeigt, wird das Ausgangssignal des Einschlagwinkelsensors 46 dem Rechner 33 über eine Differenzierschaltung (g) zugeführt, die zum Rechner 33 gehören kann.

Somit wird im Rechner 33 das Einschlagwinkelsignal des Sensors 46 differenziert, um ein Signal zu erhalten, das der Änderungsrate des Einschlagwinkels entspricht. Ein Bestimmungsprozeß (d) wird mit diesem Signal durchgeführt. Bei diesem Bestimmungsprozeß (d) wird bestimmt, ob die Änderungsrate des Einschlagwinkelsignals größer als eine vorbestimmte Änderungsrate (e) ist oder nicht. Wenn die Änderungsrate des aktuellen Einschlagwinkels der Vorderräder größer als eine vorbestimmte Änderungsrate ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahlverfahren (f) zugeführt, und die Ausgabe der Korrekturinformation b₂ für manuelle Wahl der Einschlagwinkelverhältniseigenschaften wird beendet.

Wenn das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend einer

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vorgewählten Funktionseigenschaft gesteuert wird und die Änderungsrate des Einschlagwinkels der Vorderräder einen vorbestimmten Bereich überschreitet, so wird die mit der manuellen Wahlvorrichtung 42 vorgenommene Auswahl nicht berücksichtigt, auch wenn sie versucht wird, und das Einschlagwinkelverhältnis ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit entsprechend einer bereits gewählten Funktionseigenschaft.

Die Referenzdaten für die Änderungsrate des Einschlagwinkels zur Bestimmung der Aktivierungsbedingung der Begrenzungsvorrichtung sind so gewählt, daß sie keine plötzliche Änderung der Bewegung des Fahrzeugs hervorrufen. Normalerweise werden die Daten der Änderungsrate des Einschlagwinkels mit dem Absolutwert der aktuellen Änderungsrate des Einschlagwinkels in dem Bestimmungsprozeß (d) verglichen. Es ist jedoch auch möglich, den Bestimmungsprozeß entsprechend einem zusammengesetzten Wert des Einschlagwinkels und der Änderungsrate des Einschlagwinkels durchzuführen.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand bestimmter Ausführungsbeispiele beschrieben. Dem Fachmann ist es jedoch möglich, Änderungen ohne Abweichung vom Grundgedanken der Erfindung durchzuführen. Beispielsweise kann die Modifikation der Einschlagwinkelverhältnisfunktion nur graduell mit gewisser Zeitverzögerung durchgeführt werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Referenzwert u ist. Dadurch wird ein plötzliches Einschlagen der Hinterräder infolge der Änderung der Einschlagswinkelverhältnisfunktion auch im niedrigen Geschwindigkeitsbereich vermieden.

ORIGINAL INSPECTED

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Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die verschiedenen im Rechner 33 durchgeführten Prozesse mit einem Programm (Software) abgearbeitet, welches beispielsweise in einem Speicher des Rechners 33 enthalten sein kann. Es ist auch möglich, hierzu elektrische Schaltungen mit ähnlicher Funktion zu benutzen. Anstelle einer Wahlvorrichtung mit Drucktasten kann auch eine solche mit kontinuierlich betätigbaren Schiebeelementen vorgesehen sein.

Die Erfindung kann in gleicher Weise auf solche Allrad-Lenksysteme angewendet werden, bei denen die Vorder- und die Hinterräder hydraulisch gesteuert werden und die Einschlagwinkelinformation der Vorderräder mittels Hydraulik übertragen wird. Ebenso können diese Informationen als elektrische Signale zum Rechner 33 übertragen werden.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Allrad-Lenkeinrichtung für Fahrzeuge zur variablen Steuerung des Einschlagwinkelverhältnisses der Hinterräder relativ zu dem Einschlagwinkel der Vorderräder entsprechend der Fahrgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch einen Fahrgeschwindigkeitssensor (34) zur Feststellung der aktuellen Fahrgeschwindigkeit, durch eine Speichervorrichtung (B) zur Speicherung mehrerer mathematischer Funktionen einschließlich einer Standardfunktion, die unterschiedliche Einschlagwinkelverhältnisse wiedergeben, durch eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung (42) zur Auswahl einer der mathematischen Funktionen der Fahrgeschwindigkeit aus der Speichervorrichtung (B), durch Vorrichtungen (19 bis 24, 31, 32) zur Erzeugung eines Einschlagwinkelverhältnisses entsprechend der mit der Wahlvorrichtung (42) ausgewählten mathematischen Funktion und durch eine Begrenzungsvorrichtung (d), die eine manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen

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mit Ausnahme der Standardfunktion entsprechend einem vorbestimmten Fahrzustand verhindert.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mathematische
Standardfunktion negative Werte in einem Bereich geringer Fahrgeschwindigkeit und positive Werte in einem Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit aufweist und daß
der Verlauf der anderen mathematischen Funktionen von der Standardfunktion in einem Bereich geringer Geschwindigkeit abzweigt und in einem Bereich hoher Geschwindigkeit zu demjenigen der Standardfunktion parallel liegt.

3. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) die manuelle Auswahl (42) der mathematischen Funktionen verhindert, wenn die aktuelle
Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener Wert ist.

4. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) die manuelle Auswahl (42) der mathematischen Funktionen verhindert, wenn der absolute
Wert der Änderungsrate der aktuellen Fahrgeschwindigkeit größer als ein vorgegebener Wert ist.

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) die manuelle Auswahl (42) der mathematischen Funktionen verhindert, wenn die Änderungsrate der aktuellen Fahrgeschwindigkeit größer als ein

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vorgegebener positiver Wert oder kleiner als ein vorgegebener negativer Wert ist.

6. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) die manuelle Auswahl (42) der mathematischen Funktionen verhindert, wenn die Getriebestellung (45) des Fahrzeugs die Hochgeschwindigkeitsstellung ist.

7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) die manuelle Auswahl (42) der mathematischen Funktionen verhindert, wenn die aktuelle Einschlaggeschwindigkeit (46) der Vorderräder größer als ein vorgegebener Wert ist.

8. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) die manuelle Auswahl (42) der mathematischen Funktionen verhindert, wenn die Änderungsrate der aktuellen Einschlaggeschwindigkeit (46) der Vorderräder größer als ein vorgegebener Wert ist.

9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) die manuelle Auswahl (42) der mathematischen Funktionen verhindert, wenn ein zusammengesetzter Wert aus aktueller Einschlaggeschwindigkeit und Änderungsrate der aktuellen Einschlaggeschwindigkeit der Vorderräder größer als ein vorgegebener Wert ist.