DE3834056A1 - Vierrad-lenksystem fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents
Vierrad-lenksystem fuer ein kraftfahrzeugInfo
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- B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
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Description
Die Erfindung betrifft ein Vierrad-Lenksystem für ein Kraftfahr
zeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere
dreht es sich also um die Lenkung der Hinterräder.
Vierrad-Lenksysteme zum Lenken der Hinterräder zusammen mit
den Vorderrädern sind bekannt. Die japanische Patentanmeldung
mit der Veröffentlichungsnummer 60-44 185 zeigt ein Hinterrad-
Lenksystem, bei dem die Hinterräder zusammen mit den Vorder
rädern und gleichphasig zu diesen gelenkt werden, um eine Reak
tionsverzögerung beim Lenken der Hinterräder zu verhindern.
Die japanischen Patentanmeldungen mit den Offenlegungsnummern
58-1 64 477 und 60-1 83 264 zeigen Lenksysteme, bei denen das Lenken
der Hinterräder verzögert ist, um ein Gieren zu vermeiden,
also die Bewegung des Fahrzeuges, die dessen Drehung in der
Richtung übereinstimmend mit dem Lenken der Vorderräder un
terstützt.
Die oben erwähnten Systeme sind wirksam, wenn der Fahrer wil
lentlich am Lenkrad dreht, um eine Kurve zu nehmen. Das ja
panische Patent mit der Offenlegungsnummer 62-1 87 663 und
die EP 02 43 180 zeigen Lenksysteme, bei denen die Seiten
neigung eines Fahrzeuges, verursacht durch Störkräfte wie
Wind oder dergleichen, festgestellt und die Hinterräder dem
entsprechend gelenkt werden, um das Fahrzeug stabil zu halten
und zwar auch dann, wenn das Lenkrad zur Geradeausfahrt in
einer neutralen Position gehalten wird.
Bei diesem System wird die Neigung des Fahrzeuges, welche
durch Störkräfte verursacht wird, als Kurvenkraft abgeta
stet, die auf die Vorderräder wirkt. Die Wellenform eines
Signales, das in Abhängigkeit von der Kurvenkraft abgeta
stet wird, umfaßt kleine Schwankungen und Ungleichmäßigkeiten
abhängig von den Oberflächenbedingungen der Straße und von
Reibungen im Lenksystem. Aus diesem Grund kann das Lenken
der Hinterräder nicht sehr gleichförmig gesteuert werden.
Um die Wellenform des Signales zu glätten, verwendet man
üblicherweise ein Tiefpaßfilter, über welches unnötige bzw.
störende Komponenten ausgefiltert werden. Dadurch wird das
Signal jedoch gedämpft. Der Lenkwinkel der Hinterräder wird
auf diese Weise extrem vermindert. Da weiterhin das Tiefpaß
filter höherfrequente Signale verzögert, wird ein höherfre
quentes Signal, wie z.B. eine schnelle Lenkänderung gleich
falls verzögert. Demzufolge wird das Lenken der Hinterräder
stark verzögert, wenn das Lenkrad schnell gedreht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Vierrad-Lenksystem der
eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine
insbesondere in bezug auf ihr Zeitverhalten verbesserte Len
kung der Hinterräder erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptan
spruches angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also ein Lenksystem
für ein Fahrzeug vorgeschlagen, das ein Vorderrad-Lenksystem
einschließlich eines Lenkrades umfaßt, bei dem Fühlermittel
zum Abtasten der Kraft vorgesehen sind, die auf die Vorder
räder wirkt und die ein Kraft-Signal abgeben, wobei weiter
hin ein Geschwindigkeitsfühler vorgesehen ist, um die Dreh
geschwindigkeit des Lenkrades abzutasten und ein Lenkge
schwindigkeitssignal abzugeben, ein Fahrzeuggeschwindig
keitsfühler zum Abgeben eines Fahrzeuggeschwindigkeitssig
nales, Lenkwinkelfühler zum Abtasten des Hinterrad-Lenk
winkels und zum Abgeben eines Lenkwinkelsignales, Rechner
mittel, die auf das Kraftsignal und das Fahrzeuggeschwindig
keitssignal hin einen Hinterrad Soll-Lenkwinkel abgeben,
Rechnermittel, die auf das Lenkgeschwindigkeitssignal und
das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal ein Hinterrad Soll-Lenk
geschwindigkeitssignal abgeben, Hinterradlenkmittel, die in
Übereinstimmung mit dem Hinterrad Soll-Lenkwinkel und dem
Hinterrad Soll-Lenkgeschwindigkeitssignal die Hinterräder
lenken.
Vorzugsweise wird als Kraft, die auf die Vorderräder wirkt,
die Kurvenkraft abgetastet.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevor
zugter Ausführungsformen der Erfindung, die im folgenden an
hand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Basissteuerung;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht einer ersten be
vorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 und 4 Flußdiagramme zur Darstellung von Filterpro
zessen eines Druckdifferenzsignales bzw. eines
Lenkgeschwindigkeitssignales;
Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung
einer Charakteristik des Hinterrad Soll-Lenk
winkels;
Fig. 6 und 7 graphische Darstellungen zur Erläuterung der
Charakteristik einer ersten bzw. einer zweiten
Soll-Drehzahl eines Motors zum Lenken der Hin
terräder; und
Fig. 8a und 8b Blockdiagramme einer zweiten bevorzugten Aus
führungsform der Erfindung.
An dieser Stelle darf darauf hingewiesen werden, daß sich
die Erfindung auch auf das Verfahren bezieht, nach welchem
die Hinterradlenkung erfolgt.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Erfindung auf ein Hydrau
lik-Servolenksystem angewandt, das ein Lenkrad 1, ein Lenk
getriebe 3 mit einer Zahnstange 3 a, ein Paar von Spurstan
gen 4 verbunden mit den Enden der Zahnstange 3 a und ein
Paar von Gelenkarmen 5 umfaßt, die jeweils an eine Spur
stange 4 für die Lenkung der Vorderräder 6 eines Fahrzeuges
gekoppelt sind. Die Zahnstange 3 a umfaßt einen Kolben 9 c
in einem Hydraulik-Arbeitszylinder 9. Der Hydraulik-Arbeits
zylinder weist eine linke und eine rechte Ölkammer 9 a und 9 b
auf, die jeweils mit einem Steuerventil 2 über Öldrucklei
tungen 10 a und 10 b verbunden sind. Das Steuerventil 2 wird
über das Lenkrad 1 betätigt, um die Kammer 9 a, 9 b mit einer
Hydraulikpumpe 7 und einem Ölvorratstank 8 selektiv zu ver
binden. Wenn das Lenkrad 1 in eine Richtung gedreht wird,
so werden das Lenksystem und das Steuerventil 2 in Abhängig
keit von der Drehung des Lenkrades betätigt. Eine der Kam
mern 9 a oder 9 b des Hydraulik-Arbeitszylinders 9 wird mit
Öl von der Pumpe 7 versorgt, so daß eine hydraulische Unter
stützungskraft in Lenkrichtung erzeugt wird, um die auf das
Lenkrad aufgebrachte Lenkkraft zu vermindern.
Druckfühler 11 a und 11 b für den Hydraulikdruck sind in den
Kammern 8 a und 8 b vorgesehen. Ihre elektrischen Ausgangs
signale, welche den Druck wiederspiegeln, werden einer An
ordnung 12 zum Errechnen der Differenz und zum Verstärken
der Signale zugeführt, die eine Unterstützungskraft aus
der Druckdifferenz R P errechnet, welche von den Sensoren
11 a und 11 b abgetastet wird, wobei das entsprechende Sig
nal, welches die Unterstützungskraft darstellt, einem Reg
ler 13 zugeführt wird.
Das System ist mit einem Geschwindigkeitfühler 14 für die
Winkelgeschwindigkeit beim Lenken ausgestattet, der die
Lenkrichtung und die Lenkgeschwindigkeit ermittelt und ein
Ausgangssignal dem Regler 13 zuführt. Ein Fahrzeuggeschwin
digkeitsfühler 15 ist vorgesehen, der ein der Geschwindig
keit proportionales Signal erzeugt, das ebenfalls dem Reg
ler 13 zugeführt wird.
Es ist ein Hinterrad-Lenksystem vorgesehen, umfassend ein
Paar von hinteren und vorderen Seitenlenkern 23 und 24,
einen rechten und einen linken Hebel 20 und 22, die jeweils
schwenkbar am hinteren Seitenlenker 23 mittig befestigt
sind und eine Verbindungsstange 21, die schwenkbar jeweils
mit einem Ende eines jeden Hebels 20 und 22 verbunden ist.
Das andere Ende des Hebels 22 ist schwenkbar mit einer Welle
22 a verbunden, die am Fahrzeugkörper befestigt ist; das an
dere Ende des rechten Hebels 20 ist an einer drehbaren
Welle 20 a befestigt. Jeder der vorderen Seitenlenker 24
ist schwenkbar mit einem Arm des Hinterrades 25 an einem
Ende und mit seinem anderen Ende am Fahrzeugkörper befe
stigt. Jeder der hinteren Seitenlenker 23 ist schwenkbar
mit dem Arm der Hinterräder 25 verbunden. Ein Schneckenrad-
Sektor 19 ist auf der Welle 20 a montiert und steht in Ein
griff mit einer Schnecke 18, die auf der Ausgangswelle einer
elektromagnetischen Kupplung 17 sitzt. Zum Lenken der Hin
terrader 25 ist ein Elektromotor 16 vorgesehen. Die Aus
gangswelle des Motors ist mit der Eingangswelle der Kupp
lung 17 verbunden. Wenn die Kupplung in Eingriff steht
und zwar gesteuert von dem Regler 13, so wird die Drehung
der Ausgangswelle des Motors 16 vom Schneckenrad 13 auf
den Schneckenradsektor 18 übertragen. Dementsprechend wird
der rechte Hebel 20 zusammen mit der Welle 20 a verschwenkt.
Demzufolge werden die Seitenlenker 23 im wesentlichen seit
lich verschoben und lenken die Hinterräder 25.
An der Welle 20 a ist ein Winkelfühler 26 vorgesehen, um
dessen Winkelauslenkung abzutasten. Ein Drehgeschwindig
keitsfühler 27 ist am Motor 16 vorgesehen, um die Motor
drehzahl abzutasten. Die Ausgangssignale der beiden Fühler
26 und 27 werden auf den Regler 13 geführt.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des Reglers 13 (also
das erfindungsgemäße Verfahren) unter Bezugnahme auf die
Fig. 3 bis 7 erläutert. Die Anordnung 12 zum Errechnen
der Hydraulik-Druckdifferenz und zum Verstärken gibt ein
Druckdifferenzsignal DP ab, welche die Druckdifferenz R P
darstellt zwischen den Drücken in den Kammern 8 a und 8 b
des Arbeitszylinders 9. Das Signal DP wird in dem Regler
13 wie nachfolgend beschrieben gefiltert. Wie in Fig. 3
gezeigt, wird das Signal DP in vorbestimmten Intervallen,
z.B. alle 4 ms abgetastet, die von einem Zeitgeber gezählt
bzw. vorbestimmt werden. Ein gefilterer Wert DP 1 des Sig
nales DP wird gemäß der folgenden Gleichung errechnet:
DP 1 = DP 1′ + (DP-DP 1′)/TC 1,
wobei DP 1′ der gefilterte Wert ist, der beim letzten Programm
durchlauf berechnet wurde und TC 1 eine Konstante ist, die mit
einer Zeitkonstante eines Verzögerungsgliedes erster Ordnung
übereinstimmt. Der Filterprozeß entspricht einem Verzögerungs
glied erster Ordnung, dessen Übertragungsfunktion durch
1/(1+T(S)) beschreibbar ist, wobei T eine Zeitkonstante
ist, die durch die vom Zeitgeber gesetzte Zeit multipli
ziert mit TC 1 darstellbar ist. Wenn somit TC 1 gleich 32 ist,
so errechnet sich die Zeitkonstante T zu
0,004 sec × 32=0,128 sec.
Ein Lenkgeschwindigkeitssignal ALP, welches die Winkelge
schwindigkeit α des Lenkwinkels repräsentiert, wird in der
gleichen Art gefiltert, wie dies im Flußdiagramm nach Fig. 4
gezeigt ist. Der gefilterte Wert ALP 1 wird also über die
folgende Gleichung erhalten:
ALP 1 = ALP 1′ + (ALP-ALP 1′)/TC 2
wobei ALP 1′ der gefilterte Wert ist, der im letzten Programm
durchlauf errechnet wurde, während TC 2 eine Konstante ist,
die bestimmt wird in Anbetracht des Filterprozesses für
das Druckdifferenzsignal TP und eine Verzögerungscharakteri
stik, die dem Steuersystem für den Elektromotor 16 inne
wohnt, um eine geeignete Antwortverzögerung im Lenksystem
für die Hinterräder vorzugeben.
Ein gewünschter Hinterradlenkwinkel δ rd wird in Überein
stimmung mit der Druckdifferenz Δ P und mit der Fahrzeugge
schwindigkeit V festgelegt, die über den Fahrzeuggeschwin
digkeitsfühler 15 festgestellt wird und zwar in einer para
metrischen Abhängigkeit, wie sie graphisch in Fig. 5 dar
gestellt ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 60 km/h
überschreitet, so steigt der Soll-Lenkwinkel für die Hin
terräder als monoton angesteigende Funktion der Druckdif
ferenz Δ P und der Fahrzeuggeschwindigkeit V an.
Der gefilterte Wert des Lenk-Winkelgeschwindigkeitssig
nales ALP 1 und die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit V werden
benutzt, um eine erste Soll-Drehzahl ω d 1 für den Motor
16 zu bestimmen, welche die Drehrichtung und deren Geschwin
digkeit darstellt, wie dies graphisch in Fig. 6 erläutert
ist. Die erste Soll-Drehzahl ω d 1 steigt als monoton anwach
sende Funktion der Winkelgeschwindigkeit α und der Fahrzeug
geschwindigkeit V an. Wenn somit das Lenkrad schnell ge
dreht wird, so schlagen auch die Hinterräder schnell ein.
Ein tatsächlicher Hinterrad-Lenkwinkel α r wird vom Winkel
fühler 26 abgetastet und dem Regler 13 zugeführt, um eine
zweite Soll-Drehzahl ω d 2 für den Motor zu errechnen. Die
zweite Soll-Drehzahl ω d 2 wird in Abhängigkeit von einer
Abweichung ε des tatsächlichen Winkels δ r vom Sollwinkel
δ rd errechnet (ε=δ rd-δ r), wie dies in Fig. 7 gezeigt
ist, um die Abweichung ε zu vermindern. Eine Soll-Drehzahl
ω d für den Motor wird über eine Addition der ersten und
der zweiten Soll-Drehzahl ω d 1 und ω d 2 erhalten.
Die Ist-Drehzahl des Motors 16 wird vom Fühler 27 abgetastet.
Eine Abweichung 3 der Ist-Drehzahl ω von der Soll-Drehzahl
ω d wird im Regler 13 errechnet, ein entsprechendes Abwei
chungssignal wird dem Motor 16 zu dessen Antrieb zugeführt.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des Hinterrad-Lenk
systems gemäß der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
Wenn der Motor zum Betrieb des Fahrzeuges gestartet wird,
so pumpt die Pumpe 7 Öl in den Behälter 8. Das Öl zirku
liert von der Pumpe 7 zum Behälter 8 durch das Steuerventil
2. Gleichzeitig wird eine Spule der Kupplung 17 mit Ener
gie versorgt und rückt diese ein, so daß die Hinterräder
vom Motor 16 gelenkt werden können.
Wenn beim Fahren des Fahrzeuges das Lenkrad 1 nicht gedreht
wird, so bleibt das Steuerventil in seiner neutralen Posi
tion, so daß die Hydraulikdrücke in der rechten und in der
linken Kammer 9 a und 9 b des Arbeitszylinders 9 ausgeglichen
sind. Auf diese Weise wird keine Unterstützungskraft aufge
bracht. Die von den Fühlern 11 a und 11 b gemessene Druck
differenz Δ P ist Null. Die Anordnung 16 zum Berechnen und
Verstärken führt ein Null-Signal dem Regler 13 zu. Nachdem
das Lenkrad 1 nicht gedreht wird, ist auch die Winkelge
schwindigkeit α Null. Demzufolge wird der Hinterrad-Soll
lenkwinkel δ rd und die Soll-Drehzahl ω d für den Motor 16
ebenfalls Null. Wenn nun die Hinterräder von ihrer neutra
len Position über Störkräfte abweichen, so lenkt das System
die Hinterräder in ihre neutrale Position zurück und zwar
in Übereinstimmung mit dem Hinterrad-Soll-Lenkwinkel δ rd.
Wenn das Fahrzeug z.B. mit hoher Geschwindigkeit in eine
Rechtskurve fährt, so wird das Steuerventil 2 betätigt und
führt Betätigungsfluid der linken Kammer 9 b zu und Öl aus
der rechten Kammer 9 a ab. Demzufolge wird eine Unter
stützungskraft in der Kammer 9 b erzeugt, welche die aufzu
bringende Lenkkraft vermindert. Zu diesem Zeitpunkt stellt
der linke Druckfühler 11 b den Unterstützungsdruck in der
Kammer 8 b fest, während der rechte Druckfühler 11 a einen
Rückführdruck (etwa 2 bis 3 kg/cm2) in der Kammer 9 a fest
stellt. Die Fühler 11 a und 11 b geben entsprechende Ausgangs
signale ab. Die Druckdifferenz Δ P zwischen den Drücken
wird in der Berechnungs- und Verstärkungsanordnung 12 be
rechnet und dem Regler 13 zugeführt. Eine Soll-Drehzahl ω d
wird in Abhängigkeit von der Druckdifferenz Δ P, der Win
kelgeschwindigkeit α, der Abweichung und der Fahrzeugge
schwindigkeit V errechnet, so daß der Motor 16 im Hinter
rad-Lenksystem angesteuert wird. Auf diese Weise werden
die Hinterräder in derselben Richtung wie die Vorderräder
gelenkt. Wenn das Lenkrad schnell gedreht wird, so wird
eine erste Soll-Drehzahl ω d 1 generiert, so daß die Hinter
räder mit hoher Geschwindigkeit gelenkt werden.
Wenn das Fahrzeug einer Störkraft, z.B. einer Windbö ausge
setzt ist, der Fahrzeugkörper sich also neigt, so wird
eine Kurvenkraft auf die Vorderräder erzeugt, die über
die Druckdifferenz Δ P zwischen den Drücken in den Kammern
9 a und 9 b abtastbar ist. Dadurch werden die Hinterräder
25 in derselben Richtung wie die Vorderräder gelenkt, so
das der Kurs das Fahrzeuges stabilisiert wird.
Wenn das Fahrzeug plötzlich verzögert wird und mit hoher
Geschwindigkeit dreht, obwohl der Lenkwinkel des Lenkrades
konstant bleibt, so wird der Lenkwinkel der Hinterräder
vergrößert. Auf diese Weise wird einem Tuck-in-Phänomen
vorgebeugt, bei welchem das Fahrzeug plötzlich übersteuert.
Fig. 8 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des
Lenksystems für die Hinterräder, die bei einem Fahrzeug
mit einer an sich bekannten Elektro-Servolenkung Verwendung
findet.
Zum Abtasten der auf ein Lenkrad aufgebrachten Lenkkraft
ist ein Torsionsmomentfühler 201 z.B. an der Lenksäule vor
gesehen. Das festgestellte Lenkmoment Th wird einem Motor
strom-Befehlskreis 202 zugeführt, dem außerdem die Fahrzeug
geschwindigkeit V und der Lenkwinkel zugeführt werden, wel
cher von einem Lenkwinkelpositionsfühler 205 abgetastet
wird, um einen Motorstrom zu errechnen, der einem Motor
203 zum Lenken der Vorderräder zugeführt wird. Dementspre
chend wird der Motor 203 in Abhängigkeit zum Strom ange
trieben. Das Motordrehmoment Tm des Motors 203 wird zum
Drehmoment des Lenkrades addiert, so daß ein Drehmoment
Tkp um den Achsschenkel jedes Vorderrades erzeugt wird, um
die aufzubringende Lenkkraft zu vermindern. Ein Fühler 206
für den Motorstrom ist vorgesehen, um den Ist-Strom i im
Motor 203 für eine Regelung festzustellen.
Ein Regler 208 für das Hinterradlenksystem umfaßt einen
Motorstromrechner 208 a, der ein Motorunterstützungsmoment
Tm in Abhängigkeit vom Ist-Strom i im Motor 203 errechnet.
Das Unterstützungsmoment Tm wird einem Kurvenkraftrechner
209 b zugeführt, auf den außerdem das Torsionsmoment Th ge
führt ist und der ein Ausgangssignal M errechnet, welches
der Kurvenkraft entspricht, die auf die Vorderräder wirkt.
Ein Hinterrad-Soll-Lenkwinkel δ rd wird in Abhängigkeit
vom Signal M und der Fahrzeuggeschwindigkeit V in einem
Rechner 209 c für den Hinterrad-Soll-Lenkwinkel errechnet.
Der Ist-Lenkwinkel δ r der Hinterräder wird vom Hinterrad-
Lenkwinkelfühler 208 festgestellt und einem Rechner 209 d
für die Lenkwinkelabweichung zugeführt, der eine Abweichung
ε des Ist-Lenkwinkels δ r vom Soll-Lenkwinkel δ rd er
rechnet.
Der Regler 208 ist weiterhin mit einem Rechner 209 e für
die Lenk-Winkelgeschwindigkeit versehen, der die Lenkwin
kelgeschwindigkeit α des Lenkrades aus dem Lenkwinkel er
rechnet, der vom Fühler 205 abgetastet wird. Ein erster
Hinterrad-Soll-Winkel ω rd 1 wird in Übereinstimmung mit
der Winkelgeschwindigkeit α und der Fahrzeuggeschwindig
keit V in einem Rechner 209 f für den Hinterrad-Soll-Lenk
winkel errechnet. Eine zweite Soll-Lenkwinkelgeschwindig
keit ω rd 2 wird in Übereinstimmung mit der Abweichung ε
hergeleitet und zur ersten Soll-Lenkwinkelgeschwindigkeit
ω rd 1 addiert. Auf diese Weise wird ein Signal, das eine
Soll-Lenkwinkelgeschwindigkeit ω rd darstellt, einem Motor
207 zugeführt, um die Hinterräder über einen Befehlskreis
209 h für die Motorspannung zu lenken.
Der Ist-Lenkwinkel δ r wird weiterhin einem Rechner 209 i
für die Ist-Lenkwinkelgeschwindigkeit zugeführt, in wel
chem die Ist-Lenkwinkelgeschwindigkeit ω r errechnet wird.
Die Geschwindigkeit ω r wird einem Rechner 209 g zum Er
rechnen der Geschwindigkeitsabweichung zugeführt. Eine Ab
weichung 3′der Ist-Geschwindigkeit von der Soll-Geschwin
digkeit wird dem Befehlskreis 209 h zum Zwecke der Regelung
zugeführt.
Das Drehmomentsignal vom Fühler 201 und ein Winkelgeschwin
digkeitssignal vom Fühler 205 werden bei der hier gezeigten
Ausführungsform der Erfindung ebenso gleichgerichtet bzw.
gefiltert wie das Druckdifferenzsignal und das Lenkwinkel
geschwindigkeitssignal bei der ersten bevorzugten Ausfüh
rungsform. Weiterhin werden der Soll-Lenkwinkel δ rd und
die erste und die zweite Soll-Winkelgeschwindigkeit ω rd 1
und ω rd 2 ähnlich den Kennlinien für den Soll-Lenkwinkel
und die Soll-Drehzahl des Motors bestimmt, die in den Fi
guren 5 bis 7 gezeigt sind. Der Motor 207 wird bei einer
weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsform der Erfin
dung über eine Einstellung des Stroms anstelle einer Ein
stellung der Spannung geregelt, so daß er dann hinsicht
lich seines Drehmomentes einstellbar ist.
Die vorliegende Erfindung ist auch mit Vorteil bei einem
Fahrzeug anwendbar, das kein Servosystem, sondern ein rein
handbetätigtes Lenksystem aufweist. In diesem Fall wird
ein Fühler, insbesondere ein Drehmomentfühler zum Abtasten
der Lenkkraft vorgesehen. Die Kurvenkraft und der Soll-
Lenkwinkel der Hinterräder werden in Abhängigkeit vom Dreh
moment und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Im we
sentlichen sind die übrigen Konstruktionselemente in der
gleichen Art wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungs
formen vorgesehen, so daß die gleiche Wirkungsweise erziel
bar ist.
Zusammenfassend kann die vorliegende Erfindung im Blockdia
gramm nach Fig. 1 dargestellt werden. Es sind Mittel 100
vorgesehen, um das Drehmoment und ein Unterstützungsmoment
für die Vorderräder abzutasten, oder aber um die Kurven
kraft abzutasten, die auf die Vorderräder wirkt. Ein Aus
gangssignal M der Mittel 100 und ein Fahrzeuggeschwindig
keitssignal V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 101
werden einem Rechner 103 a zugeführt, der einen Soll-Lenk
winkel für die Hinterräder errechnet. Der Rechner 103 a
sitzt in einem Hinterrad-Lenkwinkelregler 103. In dem Rech
ner 103 a wird ein Soll-Lenkwinkel δ rd für die Hinterräder
hergeleitet. Aus einem Vorderrad-Lenkgeschwindigkeitsfüh
ler 102 wird beim Drehen des Lenkrades ein Ausgangssignal
α erhalten, gleichgerichtet bzw. gefiltert und einem Rech
ner 103 c zum Errechnen eines Hinterrad-Lenkgeschwindigkeits-
Sollwertes zugeführt. Ein Hinterrad-Lenkgeschwindigkeits-
Sollwert ω rd wird in Übereinstimmung mit der Fahrzeugge
schwindigkeit und der Lenkgeschwindigkeit für die Vorder
räder hergeleitet. Eine Hinterrad-Lenkung 105 mit einem
Motor wird angesteuert, um die Hinterräder auf einen Soll-
Winkel δ rd mit einer Soll-Geschwindigkeit ω rd zu bringen.
Ein Hinterrad Ist-Lenkwinkel δ r, der von einem Hinterrad-
Lenkwinkelfühler 104 abgetastet wird, wird einem Rechner
103 b für die Hinterrad-Lenkwinkelabweichung zugeführt, der
die Abweichung ε errechnet, welche die Differenz zwischen
dem Ist- und dem Soll-Winkel darstellt. Die Abweichung ε
wird dem Rechner 103 c für den Hinterrad-Lenkwinkelgeschwin
digkeits-Sollwert zugeführt, so daß eine (rückgekoppelte)
Regelung durchführbar ist.
Aus obigem geht hervor, daß die vorliegende Erfindung eine
Hinterrad-Lenkung ermöglicht, bei der es keine übermäßigen
Verzögerungen beim Lenken der Hinterräder gibt, so daß die
Hinterräder eine Stabilisierung des Fahrzeuges bewirken.
Claims (5)
1. Vierrad-Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, das ein Vorderrad-
Lenksystem einschließlich eines Lenkrades umfaßt,
gekennzeichnet durch
Fühlermittel (11 a, 11 b, 12; 100; 201) zum Abtasten der Kraft, die auf die Vorderräder (6) wirkt und zum Abgeben eines Kraft- Signales (M);
einen Geschwindigkeitsfühler (14; 102; 209 e) zum Abtasten der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades (1) und zum Abgeben eines Lenkgeschwindigkeitssignales (α);
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (15, 101, 204) zum Abge ben eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignales (V);
Lenkwinkelfühlermittel (26, 104, 208) zum Feststellen des Hinterrad-Lenkwinkels und zum Abgeben eines Lenkwin kelsignales (δ r);
einen Rechner (103 a, 209 c), der so ausgebildet ist, daß in Übereinstimmung mit dem Kraftsignal (M) und dem Fahr zeuggeschwindigkeitssignal (V) ein Soll-Winkelsignal (δ rd) für die Hinterräder erzeugt wird;
einen Rechner (103 c, 209 f), der so ausgebildet ist, daß in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkelgeschwindigkeits signal (α) und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (V) ein Hinterrad Soll-Winkelgeschwindigkeitssignal (ω rd) erzeugt wird und durch
Hinterrad-Lenkmittel (105; 209 h, 207), die in Überein stimmung mit dem Hinterrad Soll-Winkelsignal (δ rd) und dem Hinterrad Soll-Winkelgeschwindigkeitssignal (l rd) die Hinterräder (25) lenken.
Fühlermittel (11 a, 11 b, 12; 100; 201) zum Abtasten der Kraft, die auf die Vorderräder (6) wirkt und zum Abgeben eines Kraft- Signales (M);
einen Geschwindigkeitsfühler (14; 102; 209 e) zum Abtasten der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades (1) und zum Abgeben eines Lenkgeschwindigkeitssignales (α);
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (15, 101, 204) zum Abge ben eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignales (V);
Lenkwinkelfühlermittel (26, 104, 208) zum Feststellen des Hinterrad-Lenkwinkels und zum Abgeben eines Lenkwin kelsignales (δ r);
einen Rechner (103 a, 209 c), der so ausgebildet ist, daß in Übereinstimmung mit dem Kraftsignal (M) und dem Fahr zeuggeschwindigkeitssignal (V) ein Soll-Winkelsignal (δ rd) für die Hinterräder erzeugt wird;
einen Rechner (103 c, 209 f), der so ausgebildet ist, daß in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkelgeschwindigkeits signal (α) und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (V) ein Hinterrad Soll-Winkelgeschwindigkeitssignal (ω rd) erzeugt wird und durch
Hinterrad-Lenkmittel (105; 209 h, 207), die in Überein stimmung mit dem Hinterrad Soll-Winkelsignal (δ rd) und dem Hinterrad Soll-Winkelgeschwindigkeitssignal (l rd) die Hinterräder (25) lenken.
2. Lenksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Vorderräder (6) wirkende und abgetastete
Kraft die Kurvenkraft ist.
3. Lenksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Vorderräder (6) wirkende und abgetastete
Kraft die Unterstützungskraft (Δ P) ist, die auf das Lenkrad
(1) aufgebracht wird.
4. Lenksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Vorderräder (6) wirkende und abgetastete
Kraft die Lenkkraft ist, die auf das Lenkrad (1) wirkt.
5. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hinterrad Soll-Lenkwinkelgeschwindigkeitssignal
(ω rd) ein erstes Soll-Geschwindigkeitssignal (ω d 1) um
faßt, das vom Lenkgeschwindigkeitssignal (α) abhängt
und ein zweites Soll-Geschwindigkeitssignal (ω d 2), das
von der Abweichung (ε) des Lenkwinkelsignales (δ r) vom
Hinterrad Soll-Lenkwinkel (δ rd) abhängt.
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