DE3602142C2 - Allrad-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Allrad-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Lenkeinrichtung ist nach der DE 33 38 702 C2 bekannt.

Aus der DE 33 43 180 A1 ist eine Lenkeinrichtung bekannt, die eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung zur Auswahl eines Verhältnisses zweier Lenkparameter aufweist.

In der JP 55-91457 (A) ist eine Allrad-Lenkeinrichtung für Fahrzeuge beschrieben, bei der die Hinterräder in Abhängigkeit vom Einschlagen der Vorderräder gleichsinnig in einem Hochgeschwindigkeitsbereich und gegensinnig in einem Niedergeschwindigkeitsbereich eingeschlagen werden. Das Einschlagwinkelverhältnis kann dabei eine stetige Funktion der Fahrgeschwindigkeit sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Allrad-Lenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 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.

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 Geschwin­ digkeit kann jede plötzliche Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs verhindert werden, indem die Änderung der Eigenschaften der Funktion des Einschlag­ winkelverhältnisses im mittleren und hohen Geschwindig­ keitsbereich begrenzt wird, in denen eine solche plötz­ liche Änderung Nachteile herbeiführen könnte.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die manuelle Auswahl der Eigenschaften des Einschlagwinkel­ verhältnisses nur möglich, wenn die Fahrzeugbeschleuni­ gung unter einem vorbestimmten Wert liegt, wenn die Schaltstellung des Fahrzeuggetriebes der geringen Fahr­ geschwindigkeit entspricht, wenn die Einschlaggeschwin­ digkeit 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 zuge­ lassen wird, wenn der Fahrzustand dies möglich macht, wird jede unerwünschte plötzliche Änderung der dynami­ schen Eigenschaften des Fahrzeugs vermieden und zu jedem Zeitpunkt ein bequemer Fahrbetrieb gewährleistet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Grundkon­ struktion einer Lenkeinrichtung gemäß einem Aus­ führungsbeispiel der Erfindung,

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

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 gezeig­ te Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine graphische Darstellung von Einschlagwinkel­ verhältnissen,

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

Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Darstellung ähn­ lich Fig. 2, jedoch für ein drittes Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

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

Fig. 9 eine vergrößerte perspektivische Darstellung ähn­ lich 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 Zahn­ stange 4 verbunden, die in ein nicht dargestelltes Ritzel am unteren Ende der Lenkwelle 2 eingreift. An den äußeren Enden der Spurstangenteile 5 sind zwei Spurhebel 6 be­ festigt, 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 Rit­ zel 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 verbun­ den. Diese Antriebswelle 12 ist auf der Längsmittellinie des hinteren Fahrzeugteils angeordnet und in einer Halte­ rung 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 Verbin­ dungselements 16 sind mit Spurstangenteilen 25 über Kugel­ gelenke 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, wäh­ rend 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 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 Abtriebswel­ le 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 ver­ sehen, der Signale von einem Fahrgeschwindigkeitssensor 34 sowie von einem Positionssensor 35 empfängt, der die Position der Schwenkachse 23 des Gelenkelements 21 fest­ stellt und ein entsprechendes Steuersignal an den Rechner 33 abgibt. Dieser steuert die Drehung des Motors 31 ent­ sprechend der Fahrgeschwindigkeit.

Wenn der Schwenkpunkt P des Verbindungselements 16 mit der Mitte O der Antriebswelle 12 zusammenfällt, wie es in Fig. 3a dargestellt ist, so drehen sich die Antriebs­ welle 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 31 über die Schnecke 32 und das Zahnsegment 24 abwärts ge­ dreht wird, so neigt sich der Arm 17 mit seinem linken Ende abwärts, wie es in Fig. 3b gezeigt ist. Durch diese Neigung des Arms 17 befindet sich der Schwenkpunkt P un­ ter 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 Ein­ schlagsrichtung der Vorderräder 7 eingeschlagen.

Wenn das Gelenkelement 21 durch gegenläufige Drehung des Motors 31 aufwärts gedreht wird, so neigt sich der Arm 17 mit seinem linken Ende aufwärts, wie es in Fig. 3c ge­ zeigt ist. Durch diese Neigung des Arms 17 befindet sich der Schwenkpunkt P über der axialen Mitte O, und wenn die Antriebswelle 12 beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn um den Winkel Θ gedreht wird, so bewegen sich die Spur­ stangenteile 25 nach links entgegengesetzt zu dem vor­ herigen 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 be­ schriebenen Ausführungsbeispiels anhand der Fig. 4 und 5 erläutert.

Fig. 4 zeigt die funktionelle Struktur des Rechners 33. Das mit dem Fahrgeschwindigkeitssensor 34 abgegebene Fahrgeschwindigkeitssignal wird dem Rechner 33 als vor­ bestimmtes Fahrgeschwindigkeitssignal u zugeführt. Dieses Fahrgeschwindigkeitssignal u wird in ein Signal k_O=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 Fahrgeschwindig­ keitssignal u in Einschlagwinkelverhältnisdaten entspre­ chend einer von mehreren Umsetzungscharakteristiken um­ gesetzt, die in Fig. 5 gezeigt sind. Dabei wird einer von mehreren im Speicher des Rechners 33 gespeicherten Funktionsdatensätzen f₁, f₂ . . . (b) verwendet.

Die Auswahl der Funktionsdaten in dem Umsetzungsprozeß (a) kann folgendermaßen ablaufen: Die Auswahlinformation b₂, 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 1K, 2K . . . nK wer­ den ausgewählt. Diese Eigenschaften sind den Drucktasten 36 bis 41 der Wahlvorrichtung 42 zugeordnet, und der Umsetzungsprozeß (a) setzt die aktuelle Fahrgeschwindig­ keit in entsprechende Einschlagwinkelverhältnisdaten ent­ sprechend den Eigenschaften um, die aus den Umsetzungs­ eigenschaften gemäß Fig. 5 ausgewählt sind.

Der Positionssensor 35 wertet die Drehposition des Ge­ lenkelements 21 aus, die proportional dem Einschlagwin­ kelverhältnis beim aktuellen Einschlagen ist, und das Auswerteergebnis wird dem Rechner 33 als aktuelles Ein­ schlagwinkelverhältnis k_m zugeführt. Eine relative Diffe­ renz Δk=km-k_O ergibt sich durch einen Vergleichsprozeß (c). Diese Differenz Δk wird vom Rechner 33 einer Ausga­ besteuerung 43 in Form von Daten zugeführt, die der Korrektur des Einschlagwinkelverhältnisses entsprechen, die erforderlich ist, um das gewünschte Einschlagwinkel­ verhältnis zu erhalten. Der Ausgang der Ausgabesteuerung 43 ist mit dem Motor 31 verbunden und liefert an diesen ein Steuersignal s, das der Differenz Δk entspricht. So­ mit 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 1K, 2K, 3K . . . von der Kurve abzweigen, die nK entspricht. Dies erfolgt in gegenseitig parallelem Verlauf, und die Eigenschaften zur charakteristischen Kurve 1K hin entsprechen den sportlich-dynamischen Eigenschaften, während die Eigen­ schaften 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 vorbestimm­ ten Fahrgeschwindigkeitsreferenzdaten (e) in einem Be­ stimmungsprozeß (d) verglichen, wobei die Bestimmung er­ folgt, ob die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als die Referenzgeschwindigkeit ist oder nicht. Wenn die aktuelle Fahrgeschwindigkeit größer als die Referenzgeschwindig­ keit ist, so wird das Bestimmungsergebnis an einen Aus­ wahlprozeß (f) weitergeleitet, und es wird ein Korrektur­ signal b₂ für manuelle Auswahl unterbrochen. Wenn die Fahrgeschwindigkeit geringer als eine vorbestimmte Ge­ schwindigkeit ist, so können die Einschlagwinkelverhält­ nisfunktionen frei geändert werden, indem die manuelle Wahlvorrichtung 42 betätigt wird. Wenn aber die Fahr­ geschwindigkeit höher als die vorbestimmte Geschwindig­ keit ist, so bleibt die an der Wahlvorrichtung 42 vorge­ nommene Wahl unberücksichtigt, und das Einschlagwinkel­ verhältnis ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit ent­ sprechend den bereits gewählten Funktionseigenschaften oder beispielsweise entsprechend einer Standardeigen­ schaft 3K.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist also der Vorteil gegeben, daß eine freie Wahl der Einschlag­ winkelverhältnisfunktionen entsprechend objektiven Fak­ toren wie Straßenzustand und subjektiven Faktoren wie Fahrerwünsche möglich ist. Hinzu kommen die Vorteile der Allradlenkung, d. h. gutes Ansprechen im Hochgeschwindig­ keitsbereich und gute Manövrierfähigkeit im Niederge­ schwindigkeitsbereich. Außerdem wird das Erfordernis der möglichen plötzlichen Korrektursteuerung für den Fahrer vermieden, die bei einer plötzlichen Änderung der dynami­ schen Eigenschaften des Fahrzeugs erforderlich wäre, wenn im mittleren oder hohen Geschwindigkeitsbereich eine ma­ nuelle Einstellung erfolgt. Letztere wird in höheren Ge­ schwindigkeitsbereichen 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 Erfin­ dung. Hierbei ist eine manuelle Wahl des Einschlagwin­ kelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn die Fahrzeugbeschleunigung einen vorbestimmten Wert über­ schreitet. Fig. 6 zeigt das Steuerprinzip dieses Ausfüh­ rungsbeispiels. Solche Teile, die im vorherigen Ausfüh­ rungsbeispiel gleichfalls enthalten sind, tragen die­ selben Bezugszeichen und werden an dieser Stelle nicht nochmals beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Fahrgeschwindig­ keitssignal u vom Fahrgeschwindigkeitssensor 34 dem Be­ stimmungsprozeß (d) zugeführt, nachdem es in einer Diffe­ renzierschaltung (g) differenziert wurde, die in dem Rechner 33 enthalten sein kann. In dem Bestimmungsprozeß (d) wird bestimmt, ob die Änderungsrate der Fahrgeschwin­ digkeit größer als der Wert einer vorbestimmten Referenz­ änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit ist, der als Refe­ renzwert (e) gespeichert ist. Wenn die aktuelle Änderungs­ rate der Fahrgeschwindigkeit größer als dieser Referenz­ wert ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahl­ prozeß (f) zugeführt, und ein Korrektursignal b₂ für manuelle Wahl wird begrenzt.

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

Hierbei wird der Referenzwert der Änderungsrate der Fahr­ geschwindigkeit (e), der die Bedingungen zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Begrenzung bestimmt, als ein Wert ausgewählt, der keine plötzliche Änderung in der Be­ wegung 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 Grenzwer­ te für Beschleunigung und Verzögerung gibt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird somit die manuelle Wahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterrä­ der bei Beschleunigung und/oder Verzögerung des Fahr­ zeugs 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 Einschlag­ winkelverhältnisses für die Hinterräder verhindert, wenn die Schaltstellung des Getriebes im Fahrzeug der Hoch­ geschwindigkeitsstellung entspricht. Fig. 7 und 8 zeigen schematisch die Steuerung dieses dritten Ausführungsbei­ spiels, wobei mit vorherigen Ausführungsbeispielen glei­ che Teile übereinstimmende Bezugszeichen tragen und hier nicht nochmals erläutert werden.

Ein Schaltstellungssensor 45 ist mit dem Rechner 33 ver­ bunden und am Fuß eines Schalthebels 44 des Getriebes an­ geordnet. Er liefert ein Signal, welches die Schaltstel­ lung des Schalthebels 44 dem Computer 33 mitteilt. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Schaltstellungs­ sensor 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, Grenz­ schalter in allen Schaltstellungen vorzusehen oder sie nur den Schaltstellungen "langsam", "rückwärts" und "neutral" zuzuordnen. Anstelle mechanischer Grenzschal­ ter können auch andere Arten vorgesehen sein, beispiels­ weise Fotosensoren. Ist ein automatisches Getriebe vorge­ sehen, so können die Schaltstellungen der Getriebezahnrä­ der ausgewertet werden, indem solche Sensoren im Inneren des Automatikgetriebes angeordnet werden.

Wie aus Fig. 8 hervorgeht, wird das Fahrgeschwindigkeits­ signal des Fahrgeschwindigkeitssensors 34 in derselben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel verarbeitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch der Bestim­ mungsprozeß (d) für das Signal des Schaltstellungssensors 45 durchgeführt. Bei diesem Bestimmungsprozeß (d) wird be­ stimmt, ob die Schaltstellung im niedrigen Geschwindig­ keitsbereich 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 Auswahlpro­ zeß (f) zugeführt, und die Ausgabe der Korrekturinfor­ mation b₂ für manuelle Auswahl der Einschlagwinkelver­ hältniseigenschaften wird begrenzt.

Wenn also die Schaltstellung im Niedergeschwindigkeits­ bereich 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 berück­ sichtigt, und das Einschlagwinkelverhaltnis ändert sich mit der Fahrgeschwindigkeit entsprechend einer bereits gewählten Standard-Funktionseigenschaft. Wenn die Wahl­ vorrichtung 42 manuell betätigt wird und sich die Schalt­ stellung 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 sichtigt werden, wenn die Schaltstellung in den Nieder­ geschwindigkeitsbereich verlegt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel muß der Fahrer keine plötzliche Lenkaktion durchführen, um eine plötzliche Änderung der dynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs in­ folge manueller Wahl im mittleren bis hohen Geschwindig­ keitsbereich durchzuführen. Hierzu wird der entsprechende Fahrzustand über die Schaltstellungsauswertung des Ge­ triebes berücksichtigt.

In Fig. 9 und 10 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei wird die manuelle Auswahl des Einschlagwinkelverhältnisses für die Hinterräder ver­ hindert, wenn das Fahrzeug eine Kurve fahren soll. In Fig. 9 und 10 ist die Steuerung für dieses Ausführungs­ beispiel gezeigt, wobei mit vorherigen Ausführungsbei­ spielen 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 Aus­ gangssignal 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 vorbe­ stimmter Einschlagwinkelbereich ist, so wird das Bestim­ mungsergebnis dem Auswahlprozeß (f) zugeführt, und die Ausgabe der Korrekturinformation b₂ für manuelle Auswahl der Einschlagwinkelverhältniseigenschaften wird beendet.

Wenn das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend einer vor­ gewählten Funktionseigenschaft gesteuert wird und der Einschlagwinkel der Vorderräder einen vorbestimmten Be­ reich überschreitet, so wird die mit der manuellen Wähl­ vorrichtung 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 Begrenzungsvor­ richtung so gewählt, daß keine plötzliche Änderung der Fahrzeugbewegung eintritt. Normalerweise werden die Ein­ schlagwinkeldaten mit dem Absolutwert des aktuellen Ein­ schlagwinkels 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 ver­ mieden werden, daß der Fahrer plötzlich eine brüske Steuer­ maßnahme 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.

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

Wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist ein Ein­ schlagwinkelsensor 46 am Fuß der Lenkwelle 2 vorgesehen (Fig. 9). Wie Fig. 11 zeigt, wird das Ausgangssignal des Einschlagwinkelsensors 46 dem Rechner 33 über eine Diffe­ renzierschaltung (g) zugeführt, die zum Rechner 33 ge­ hören 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 durchge­ führt. 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 Änderungs­ rate ist, so wird das Bestimmungsergebnis dem Auswahl­ verfahren (f) zugeführt, und die Ausgabe der Korrektur­ information b₂ für manuelle Wahl der Einschlagwinkelver­ hältniseigenschaften wird beendet.

Wenn das Einschlagwinkelverhältnis entsprechend einer 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 Fahrge­ schwindigkeit entsprechend einer bereits gewählten Funk­ tionseigenschaft.

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

Die Erfindung wurde vorstehend anhand bestimmter Ausfüh­ rungsbeispiele 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 wer­ den, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner als der Refe­ renzwert u_r ist. Dadurch wird ein plötzliches Einschla­ gen der Hinterräder infolge der Änderung der Einschlags­ winkelverhältnisfunktion auch im niedrigen Geschwindig­ keitsbereich vermieden.

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 be­ nutzen. 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 Ein­ schlagwinkelinformation der Vorderräder mittels Hydrau­ lik übertragen wird. Ebenso können diese Informationen als elektrische Signale zum Rechner 33 übertragen wer­ den.

Claims (9)

1. Allrad-Lenkeinrichtung für ein Fahrzeug, die eine variable Steuerung der Verhältnisse der Einschlagwinkel der Hinterräder (27) relativ zu den Einschlagwinkeln der Vorderräder (7) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (u) ermöglicht, mit einer Speichervorrichtung (b) zur Speicherung von Daten für zumindest ein festes Verhältnis und ein variables Verhältnis der Einschlagwinkel, gekennzeichnet durch einen Fahrgeschwindigkeitssensor (34) zur Feststellung der Fahrgeschwindigkeit (u), durch eine Speichervorrichtung (b) zur Speicherung mehrerer mathematischer Funktionen (1k, 2k . . . Nk) einschließlich einer Standardfunktion (3k), die unterschiedliche Einschlagwinkelverhältnisse in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (u) wiedergeben, durch eine manuell betätigbare Wahlvorrichtung (42) zur Auswahl einer der mathematischen Funktionen aus der Speichervorrichtung (b), durch eine Vorrichtung (24, 31, 32) zur Einstellung von Einschlagwinkelverhältnissen entsprechend der mit der Wahlvorrichtung (42) ausgewählten mathematischen Funktion (1k, 2k . . . Nk) und durch eine Begrenzungsvorrichtung (d), die eine manuelle Auswahl einer mathematischen Funktion (1k, 2k . . . Nk) mit Ausnahme der Standardfunktion (3k) bei einem vorbestimmten Fahrzustand (u < e; Änderungsrate von u zu groß oder zu klein; hoher Gang; Einschlagwinkel des Lenkrads (1) zu groß; Änderungsrate des Einschlagwinkels des Lenkrads (1) zu groß) verhindert.

2. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Standardfunktion (3k) negative Werte in einem Bereich geringer Fahrgeschwindigkeit (u) und positive Werte in einem Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit (u) aufweist und daß der Verlauf der anderen (1k, 2k, 4k . . . Nk) mathematischen Funktionen von der Standardfunktion (3k) in einem Bereich geringer Fahrgeschwindigkeit (u) abzweigt und in einem Bereich hoher Fahrgeschwindigkeit (u) zu demjenigen der Standardfunktion (3k) parallel liegt.

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

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

5. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk) verhindert, wenn die Änderungsrate der Fahrgeschwindigkeit (u) größer als ein vorgegebener positiver Wert oder kleiner als ein vorgegebener negativer Wert ist.

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

7. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk) verhindert, wenn der Einschlagwinkel der Vorderräder (7) größer als ein vorgegebener Wert ist.

8. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk) verhindert, wenn die Änderungsrate des Einschlagwinkels der Vorderräder (7) größer als ein vorgegebener Wert ist.

9. Lenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsvorrichtung (d) eine manuelle Auswahl der mathematischen Funktionen (1k, 2k . . . Nk) verhindert, wenn ein aus dem Einschlagwinkel und der Änderungsrate des Einschlagwinkels zusammengesetzter Wert der Vorderräder (7) größer als ein vorgegebener Wert ist.