DE4006149A1 - Vorder- und hinterradlenkung fuer ein fahrzeug - Google Patents
Vorder- und hinterradlenkung fuer ein fahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorder- und Hinterradlenk
vorrichtung für ein Fahrzeug, in dem aufgrund der Dre
hung des Lenkrades sowohl die Vorder- als auch die Hin
terräder eingeschlagen werden. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine solche Vorder- und Hinterradlenkvorrich
tung, die mit einer Servolenkung versehen ist, um dem
Fahrer das Drehen des Lenkrades zu erleichtern.
Beispielsweise ist aus US 46 01 357-A eine Vierradlenkvor
richtung bekannt, in der aufgrund der Drehung des Lenk
rades sowohl die Vorder- als auch die Hinterräder einge
schlagen werden, wobei das Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis, also das Verhältnis des Hinterradeinschlagwin
kels zum Vorderradeinschlagwinkel, auf der Grundlage
einer vorgegebenen Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-
Kennlinie geändert wird. Im allgemeinen werden die Hin
terräder bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit in die
zur Einschlagrichtung der Vorderräder entgegengesetzte
Richtung eingeschlagen (Gegenphase), was eine bessere
Lenkbarkeit des Fahrzeugs zur Folge hat, während die
Hinterräder bei hoher Fahrzeuggeschwindigkeit in die
gleiche Richtung wie die Vorderräder eingeschlagen wer
den (Gleichphase) was die Fahrstabilität des Fahrzeugs
verbessert.
Ferner ist beispielsweise in US 46 60 844-A vorgeschlagen
worden, eine Mehrzahl von Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis-Kennlinien vorzusehen und hiervon gemäß den
Fahrbedingungen des Fahrzeugs eine auszuwählen.
Einige der Vierradlenkvorrichtungen sind mit einer Ser
volenkung versehen, die dem Fahrer beim Drehen des Lenk
rades behilflich ist.
In der mit einer Servolenkung ausgerüsteten Vierradlenk
vorrichtung wird die Servolenkung vorzugsweise mit Bezug
auf die Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ge
steuert, da die Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kenn
linie die Lenkeigenschaften der Lenkvorrichtung beein
flussen kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ei
ne eine Vorderradlenkvorrichtung, eine Hinterradlenkvor
richtung und eine Servolenkung aufweisende Vorder- und
Hinterradlenkvorrichtung zu schaffen, in der die Servo
lenkung gemäß einer Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-
Kennlinie gesteuert werden kann, so daß die Hilfskraft
der Servolenkung der Hinterradeinschlagwinkelverhält
nis-Kennlinie angepaßt wird und eine optimale Steuerung
des Fahrzeugs erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung gelöst durch eine Vorder- und Hinterradlenk
vorrichtung, die eine Vorderradlenkvorrichtung, die ein
Vorderrad oder mehrere Vorderräder aufgrund der Drehung
des Lenkrades einschlägt, eine Hinterradlenkvorrichtung,
die ein Hinterrad oder mehrere Hinterräder aufgrund der
Drehung des Lenkrades einschlägt, und eine Servolenkung
aufweist. Dabei wird das Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis, also das Verhältnis des Hinterradeinschlagwin
kels zum Vorderradeinschlagwinkel, auf der Grundlage
vorgegebener Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennli
nien geändert. Die erfindungsgemäße Vorder- und Hinter
radlenkvorrichtung ist gekennzeichnet durch eine
Wählvorrichtung, die aus einer Mehrzahl von Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis-Kennlinien gemäß der Fahrbe
dingung des Fahrzeugs eine Kennlinie auswählt und die
Hinterradlenkvorrichtung dazu veranlaßt, das Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis auf der Grundlage der ausge
wählten Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie zu
ändern, und durch eine Hilfskraftänderungsvorrichtung,
die die Hilfskraft der Servolenkung gemäß der von der
Wählvorrichtung ausgewählten Hinterradeinschlagwinkel
verhältnis-Kennlinie ändert.
Obwohl die vorliegende Erfindung normalerweise in einem
Fahrzeug zur Anwendung kommt, das ein Paar von Vorderrä
dern und ein Paar von Hinterrädern aufweist, kann sie
auch in Fahrzeugen angewendet werden, die lediglich ein
Vorderrad und zwei oder mehr Hinterräder, zwei oder mehr
Vorderräder und lediglich ein Hinterrad oder mehr als
zwei Vorderräder und mehr als zwei Hinterräder besitzen.
Folglich ist in der vorliegenden Beschreibung unter dem
Ausdruck "Vorderradlenkvorrichtung" eine Vorrichtung zu
verstehen, die das Vorderrad oder die Vorderräder auf
grund der Drehung des Lenkrades einschlägt. Genauso ist
unter dem Ausdruck "Hinterradlenkvorrichtung" eine Vor
richtung zu verstehen, die das Hinterrad oder die Hin
terräder aufgrund der Drehung des Lenkrades einschlägt.
Ferner bezeichnet der Ausdruck "Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis" das Verhältnis des Einschlagwinkels des
Hinterrades oder der Hinterräder zum Einschlagwinkel des
Vorderrades oder der Vorderräder.
Beispielsweise sind in der Mehrzahl von Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinien eine Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinie, die für normale Fahr
bedingungen geeignet ist, und eine Hinterradeinschlag
winkelverhältnis-Kennlinie, die für erschwerte Fahrbe
dingungen geeignet ist, enthalten. Wenn die für die er
schwerten Fahrbedingungen geeignete Hinterradeinschlag
winkelverhältnis-Kennlinie gewählt wird, vermindert die
Hilfskraftänderungsvorrichtung die Hilfskraft der Servo
lenkung. Wenn die für die erschwerten Fahrbedingungen
gewählte Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie
beispielsweise zum Fahren im Gelände gewählt wird und
die Hilfskraft der Servolenkung verringert wird, wird
die zum Drehen des Lenkrades erforderliche Kraft erhöht,
so daß der Fahrer davon abgehalten wird, das Lenkrad zu
stark zu drehen.
Ferner sind in der Mehrzahl der Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinien eine Hinterradeinschlagwinkel
verhältnis-Kennlinie, die für die normalen Fahrbedingun
gen geeignet ist, und eine Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis-Kennlinie, bei der besonderes Gewicht auf die
Lenkbarkeit gelegt ist, enthalten. Wenn die Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie gewählt wird, bei
der besonderes Gewicht auf die Lenkbarkeit gelegt ist,
erhöht die Hilfskraftänderungsvorrichtung die Hilfskraft
der Servolenkung. Wenn die Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis-Kennlinie gewählt wird, bei der besonderes Ge
wicht auf die Lenkbarkeit gelegt ist, um beispielsweise
auf schmalen Wegen zu fahren, und wenn deswegen die
Hilfskraft der Servolenkung erhöht wird, wird die zum
Drehen des Lenkrades erforderliche Kraft verringert, so
daß der Fahrer das Fahrzeug leicht lenken kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfüh
rungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher er
läutert; es zeigt
Fig. 1 die schematische Darstellung eines Fahrzeugs,
das mit einer Vierradlenkvorrichtung gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung versehen
ist;
Fig. 2 eine ausschnitthafte schematische Darstellung
zur Erläuterung der Hinterradlenkvorrichtung;
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Hinter
radeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinien;
Fig. 4 ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Steu
ereinheit;
Fig. 5 eine ausschnitthafte schematische Darstellung
zur Erläuterung der Servolenkung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung
des Steuerventils und
Fig. 7 ein Beispiel der ersten und zweiten Gegen
kraftkennlinien.
In Fig. 1 ist schematisch ein mit einer Vierradlenkvor
richtung ausgerüstetes Fahrzeug dargestellt, das gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung eine Vorderradlenk
vorrichtung 3, die die Vorderräder 2 L und 2 R aufgrund
der Drehung eines Lenkrades 1 einschlägt, eine Hinter
radlenkvorrichtung 5, die die Hinterräder 4 L und 4 R auf
grund der Drehung der Vorderräder 2 L und 2 R einschlägt,
und eine Servolenkung 6, die der Vorderradlenkvorrich
tung 3 zugeordnet ist und dem Fahrer beim Drehen des
Lenkrades 1 behilflich ist, aufweist.
Die Vorderradlenkvorrichtung 3 umfaßt einen Lenkstab 7,
der sich in einer Richtung quer zur Fahrzeugkarosserie
erstreckt und mit einer Zahnstange ausgerüstet ist, die
sich mit einem am unteren Ende einer Lenkwelle 11 ange
ordneten Ritzel 10 in Eingriff befindet, linke und rech
te Spurstangen 8, die mit den einander gegenüberliegen
den Enden des Vorderradlenkstabes 7 verbunden sind, und
linke und rechte Gelenkarme 9, die die Spurstangen 8 mit
dem linken Vorderrad 2 L bzw. dem rechten Vorderrad 2 R
verbinden. Der Vorderradlenkstab 7 wird aufgrund der
Drehung des Lenkrades 1 nach links oder rechts verscho
ben, wodurch die Vorderräder 2 L und 2 R eingeschlagen
werden.
Die Hinterradlenkvorrichtung 5 umfaßt einen Steuerab
schnitt und einen mechanischen Abschnitt 20. Der Steuer
abschnitt enthält einen Hinterradeinschlagwinkelsensor
12, einen Lenkraddrehwinkelsensor 13, einen Vorderrad
einschlagwinkelsensor 14, ein Paar von Fahrzeuggeschwin
digkeitssensoren 15 und 16 und eine Steuereinheit 17.
Die Steuereinheit 17 umfaßt einen Mikroprozessor 18 und
eine Sicherheitsschaltung 19. Der mechanische Abschnitt
20 umfaßt einen Hinterradlenkstab 23, der mit jeweils
einem seiner Enden mittels einer Spurstange 21 und eines
Gelenkarms 22 mit einem der Hinterräder 4 L bzw. 4 R ver
bunden ist, einen Servomotor 24 und ein Untersetzungsge
triebe 25, das die Antriebskraft des Servomotors an den
Hinterradlenkstab 23 überträgt.
Der Servomotor 24 ist ein Schrittmotor, dessen Ausgangs
welle mittels des Untersetzungsgetriebes 25, das, wie in
Fig. 2 gezeigt, einen Kraftübertragungsweg 26 und eine
Kugelspindel 27 umfaßt, mit dem Hinterradlenkstab 23
verbunden ist. Der Servomotor 24 dreht sich entsprechend
der von der Steuersignalausgabe von der Steuereinheit 17
bewirkten Steuerung und schlägt die Hinterräder 4 L und
4 R ein. Der Einschlagwinkel der Hinterräder 4 L und 4 R
wird auf der Grundlage eines Ermittlungssignals, das vom
Hinterradeinschlagwinkelsensor 12, der den Grad der Be
tätigung des Untersetzungsgetriebes 25 ermittelt, ausge
geben wird, und eines Ermittlungssignals, daß von einem
Kodedrehgeber 28, der den Drehwinkel des Servomotors 24
ermittelt, ausgegeben wird, berechnet. Der auf diese
Weise berechnete Einschlagwinkel der Hinterräder 4 L und
4 R wird mit der Steuereinheit 17 rückgekoppelt, so daß
die Steuereinheit 17 das Rückkopplungssignal für die
Steuerung des Betriebs des mechanischen Abschnittes 20
der Hinterradlenkvorrichtung 5 verwenden kann. Zwischen
dem Servomotor 24 und das Untersetzungsgetriebe 25 ist
eine Bremse 29 geschaltet. Die Bremse 29 verhindert, daß
die Antriebskraft des Servomotors 24 an das Unter
setzungsgetriebe 25 übertragen wird.
Ferner ist zwischen dem Servomotor 24 und das Unter
setzungsgetriebe 25 eine Kupplung 30 geschaltet. Am Hin
terradlenkstab 23 ist eine Hinterradneutralisierungsvor
richtung 31 vorgesehen, die die Hinterräder 4 L und 4 R in
die Geradeausposition zurückstellt, wenn der Kraftschluß
der Kupplung 30 unterbrochen wird. Die Hinterradneutra
lisierungsvorrichtung 31 umfaßt ein Paar von Halterungen
32, die in einem vorgegebenen Abstand voneinander am
Hinterradlenkstab 23 befestigt sind, eine zwischen den
Halterungen 32 angeordnete Zentrierfeder 33, ein Paar
von an den gegenüberliegenden Ende der Zentrierfeder 33
befestigten Abstandhaltern 34 und ein Paar von an der
Fahrzeugkarosserie an den der Feder 33 gegenüberliegen
den Seiten befestigten Sperren. Wenn sich die Hinterrä
der 4 L und 4 R in der Geradeausposition befinden, stoßen
die Abstandhalterungen 34 gegen die entsprechenden Sper
ren 35, während sich dann, wenn der Hinterradlenkstab 23
nach links oder rechts gleitet, eine der Abstandhalte
rungen 34 von der entsprechenden Sperre 35 wegbewegt und
dabei die Zentrierfeder 33 zusammendrückt, so daß die
Feder 33 den Hinterradlenkstab 23 in die Mittelposition
zwingt (in der die Hinterräder 4 L und 4 R in der Gerade
ausposition gehalten werden).
Die Steuereinheit 17 liest das Hinterradeinschlagwinkel
verhältnis, d.h. das Verhältnis des Hinterradeinschlag
winkels zum Vorderradeinschlagwinkel, das auf der momen
tanen Fahrzeuggeschwindigkeit und einer im voraus ge
setzten Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ba
siert, aus und gibt ein Steuersignal an der Servomotor
24 aus. Das heißt, daß die Steuereinheit 17 einerseits anhand
der Ermittlungssignalausgabe vom den Drehwinkel des
Lenkrades 1 ermittelnden Lenkraddrehwinkelsensor 13 den
Einschlagwinkel der Vorderräder 2 L und 2 R und anderer
seits anhand der Ermittlungssignalausgabe vom die Rota
tionsgeschwindigkeit der Vorderräder 2 L und 2 R ermit
telnden Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 15 die momentane
Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Dann liest die Steu
ereinheit 17 einen auf diesen Werten und der im voraus
gesetzten Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie
basierenden Zieleinschlagwinkel aus und gibt ein diesem
Zieleinschlagwinkel der Hinterräder 4 L und 4 R entspre
chendes Steuersignal an den Servomotor 24 aus. Gleich
zeitig folgt die Steuereinheit 17 mittels des Signals
vom Kodedrehgeber 28 konstant der Position des Servomo
tors 24, wodurch die Steuerung des Einschlagwinkels der
Hinterräder 4 L und 4 R ausgeführt wird.
Die den normalen Fahrbedingungen des Fahrzeugs entspre
chende Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ist
in Fig. 3 durch die durchgezogene Linie A dargestellt;
diese Kurve wird als erste Hinterradeinschlagwinkel-
Kennlinie bezeichnet. Eine zweite Hinterradeinschlagwin
kel-Kennlinie (die in Fig. 3 durch die unterbrochene Li
nie B dargestellt wird) entspricht einem besonderen Satz
von Fahrbedingungen für das Fahrzeug. In der ersten Hin
terradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ist das Hin
terradeinschlagwinkelverhältnis bei niedriger Fahrzeug
geschwindigkeit negativ (d.h., daß die Hinterräder 4 L
und 4 R in die zur Einschlagrichtung der Vorderräder 2 L
und 2 R entgegengesetzte Richtung eingeschlagen werden),
was die Lenkbarkeit des Fahrzeugs verbessert; anderer
seits wird das Hinterradeinschlagwinkelverhältnis bei
steigender Fahrzeuggeschwindigkeit positiv (d.h., daß
die Hinterräder 4 L und 4 R in die gleiche Richtung wie
die Vorderräder 2 L und 2 R eingeschlagen werden), was die
Fahrstabilität bei hoher Geschwindigkeit verbessert. In
der zweiten Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie
ist die Zunahmerate des Hinterradeinschlagwinkelverhält
nisses bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner
als in der ersten Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-
Kennlinie, außerdem erreicht das Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis den Wert 0 bei einer höheren Fahrzeugge
schwindigkeit als in der ersten Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinie, so daß die Lenkbarkeit bei nie
driger Geschwindigkeit weiter verbessert wird. Die Hin
terradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinien werden ge
wechselt, indem ein Wählschalter 36 manuell betätigt
wird oder indem der Wählschalter 36 gemäß den Fahrbedin
gungen des Fahrzeugs automatisch betätigt wird.
Jede der der Steuerung der Hinterradlenkvorrichtung 5
dienenden Vorrichtungen zur Ermittlung der Betriebsbe
dingungen des Fahrzeugs ist aus Gründen der Störsicher
heit doppelt vorgesehen. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist da
her zusätzlich zum Lenkraddrehwinkelsensor 13 der Vor
derradeinschlagwinkelsensor 14, der über die Verschie
bung des Vorderradlenkstabes 7 den Einschlagwinkel der
Vorderräder 2 L und 2 R ermittelt, vorgesehen; weiterhin
ist zusätzlich zum Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 15 der
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 16 vorgesehen, der über
die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle die Fahr
zeuggeschwindigkeit ermittelt; schließlich ist zusätz
lich zum Kodedrehgeber 28 der Hinterradeinschlagwinkel
sensor 12 vorgesehen, der über den Betätigungsgrad des
Untersetzungsgetriebes 25 den Einschlagwinkel der Hin
terräder 4 L und 4 R ermittelt. Wenn beispielsweise der
durch das Ermittlungssignal vom Lenkraddrehwinkelsensor
13 gegebene Einschlagwinkel der Vorderräder 2 L und 2 R
erheblich vom durch das Ermittlungssignal des Vorderrad
einschlagwinkelsensors gegebenen Einschlagwinkel ab
weicht, wird entschieden, daß in einem der Sensoren eine
Störung vorliegt. Daraufhin werden im voraus festgelegte
Maßnahmen ergriffen, etwa werden die Hinterräder 4 L und
4 R in die Geradeausposition zurückgestellt.
In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 36 den Wählschal
ter, das Bezugszeichen 37 einen Leerlaufschalter, der
verwendet wird, wenn die Vierradlenkvorrichtung dieser
Ausführungsform in einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe
eingebaut ist; er ermittelt, daß sich der Schalthebel in
der Leerlaufposition befindet oder daß das Kupplungspe
dal getreten ist. Das Bezugszeichen 38 bezeichnet einen
Sperrschalter, der dann verwendet wird, wenn die Vier
radlenkvorrichtung dieser Ausführungsform in einem Fahr
zeug mit automatischer Kraftübertragung eingebaut ist;
er ermittelt, daß sich der Wählhebel in der N- oder der
P-Position befindet. Das Bezugszeichen 39 bezeichnet ei
nen Bremsschalter, der ermittelt, daß das Bremspedal
niedergedrückt ist. Die Bezugszeichen 40 und 41 bezeich
nen einen Motorschalter, der ermittelt, ob der Motor
läuft, bzw. einen L-Anschluß, der ermittelt, ob die
Lichtmaschine arbeitet. Die von den Schaltern 37 bis 40
und dem L-Anschluß 41 ausgegebenen Signale werden in die
Steuereinheit 17 eingegeben. Das bedeutet, wie in Fig. 4
gezeigt, daß die Ausgangssignale der Geschwindigkeits
sensoren 15 und 16, der Schalter 37 bis 40 und des L-An
schlußes 41 über einen Puffer 42 in den Mikroprozessor
18 der Steuereinheit 17 eingegeben werden. Die Ausgangs
signale des Lenkraddrehwinkelsensors 13, des Vorderrad
einschlagwinkelsensors 14 und des Hinterradeinschlagwin
kelsensors 15 werden über den Puffer 42 und einen A/D-
Wandler 43 in den Mikroprozessor 18 eingegeben. Das Aus
gangssignal des Kodedrehgebers 28 wird in den Mikropro
zessor 18 über eine Schnittstelle 44 eingegeben.
Die Steuereinheit 17 beginnt aufgrund des Ausgangssi
gnals vom L-Anschluß 41 zu arbeiten, woraufhin die durch
den Mikroprozessor 18 erzeugten Steuersignale über eine
Motorsteuerschaltung 45 an den Servomotor 24, über eine
Bremsantriebsschaltung 46 an die Bremse 29 und über eine
Kupplungsantriebsschaltung 47 an die Kupplung 30 über
tragen werden.
Wenn der Mikroprozessor 18 aufgrund der Ausgangssignale
von den verschiedenen Ermittlungsvorrichtungen fest
stellt, daß in irgendeinem Teil der Steuervorrichtung
eine Störung vorliegt oder irgendein Teil der Steuervor
richtung ausgefallen ist, gibt er Steuersignale aus, die
eine Relaistreiberschaltung 48 dazu veranlassen, die
Wicklung 49 eines Relais 50 abzuerregen, und die Kupp
lungsantriebsschaltung 47 dazu veranlassen, den Kraft
schluß der Kupplung 30 zu unterbrechen. Wenn die Wick
lung 49 aberregt ist, wird die Lieferung von Leistung
von der Batterie 51 an die Motorantriebssteuerung 45 un
terbrochen und eine Warnlampe 52 eingeschaltet. Wenn der
Kraftschluß der Kupplung 30 unterbrochen wird, werden
ferner die Hinterräder 4 L und 4 R mittels der Neutrali
sierungsvorrichtung 31 in die Geradeausposition zurück
gestellt. Wenn der Ausfall von der Art ist, daß er die
Steuerung des Servomotors 24 nicht nachteilig beein
flußt, veranlaßt der Mikroprozessor 18, daß ein Strom an
die Basis eines Transistors 53 fließt, wodurch die Warn
lampe 52 eingeschaltet wird, und daß der Servomotor 24
die Hinterräder 4 L und 4 R in die Geradeausposition zu
rückstellt.
Die Sicherheitsschaltung 19, die vom Mikroprozessor 18
unabhängig ist, unterbricht die Arbeit des Mikroprozes
sors 18, wenn in diesem selbst eine Störung auftritt.
Das heißt, daß die Ermittlungssignale von den Sensoren 12 bis
16 in die Sicherheitsschaltung 19 eingegeben werden und
daß diese aufgrund der Ermittlungssignale und unabhängig
vom Mikroprozessor 18 feststellt, ob die Hinterradlenk
vorrichtung 5 richtig gemäß den Fahrbedingungen des
Fahrzeugs arbeitet. Wenn festgestellt wird, daß die Hin
terradlenkvorrichtung 5 nicht richtig arbeitet, schaltet
die Sicherheitsschaltung 19 die Warnlampe 52 ein und
gibt ein Steuersignal aus, daß den Kraftschluß der Kupp
lung 30 unterbricht, wodurch die Hinterräder 4 L und 4 R
durch die Kraft der Neutralisierungsvorrichtung 31 in
die Geradeausposition zurückgestellt werden.
Ferner gibt die Sicherheitsschaltung 19 ein Signal mit
hohem oder mit niedrigem Regel an den Mikroprozessor 18
aus, woraufhin der Mikroprozessor 18 an die Sicherheits
schaltung 19 ein Signal ausgibt, das dem von der Sicher
heitsschaltung 19 ausgegebenen Signal entspricht. Somit
überwacht die Sicherheitsschaltung 19 den Mikroprozessor
18. Wenn der Mikroprozessor 18 ausfällt, gibt die Si
cherheitsschaltung 19 an den mechanischen Abschnitt 20
ein Steuersignal, das die vom Mikroprozessor 18 ausge
führte Hinterradeinschlagsteuerung zurücksetzt.
Ferner steuert die Sicherheitsschaltung 19 die Hilfs
kraft der Servolenkung 6 entsprechend der Betriebsbedin
gung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Das heißt, daß
die Sicherheitsschaltung 19 ein Steuersignal an eine
Ventiltreiberschaltung 55 ausgibt, die ein Steuerventil
54 der Servolenkung 6 steuert.
Wie in Fig. 5 gezeigt, enthält die Servolenkung 6 einen
am Vorderradlenkstab 7 angebrachten Kolbenmechanismus
56. Der Kolbenmechanismus 56 umfaßt einen Zylinder 57
und einen Kolben 58, welcher einteilig mit dem Vorder
radlenkstab 7 ausgebildet ist und den Raum im Zylinder
57 in linke und rechte Hydraulikdruckkammern 59 und 60
unterteilt. Die Hydraulikdruckkammern 59 und 60 sind
mittels Rohrleitungen 61 bzw. 62 mit einem an der Lenk
welle 11 angeordneten Steuerventil 54 verbunden. Eine
von der Druckseite einer Ölpumpe 63 sich erstreckende
Rohrleitung 64 und eine mit einem Behälter 65 in Verbin
dung stehende Rohrleitung 66 sind mit dem Steuerventil
54 verbunden.
Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt das Steuerventil 54 ein
Schaltventil 67 und einen Gegenkraftmechanismus 68. Das
Schaltventil 67 legt entsprechend der Richtung, in die
das Lenkrad 1 gedreht wird, fest, welche der Kammern 59
und 60 mit Hydrauliköl versorgt wird. Der Gegenkraftme
chanismus 68 umfaßt eine Druckkammer 70 und einen Kolben
71, der sich unter dem Druck der Druckkammer 70 bewegt.
Die Druckkammer 70 steht mit einer Rohrleitung 69 in
Verbindung, die von der Rohrleitung 64 abzweigt. Wenn
der Druck in der Druckkammer 70 zunimmt, nimmt die auf
einen mit dem Lenkrad 1 verbundenen Torsionsstab wirken
de Festhaltekraft zu. Das bedeutet, daß bei zunehmender
Fahrzeuggeschwindigkeit die Hilfskraft der Servolenkung
6 abgeschwächt wird. Die Rohrleitung 69 steht über eine
Abzweigrohrleitung 72 mit einer Rücklaufrohrleitung 66
in Verbindung. Die Rohrleitung 69 und die Abzweigrohr
leitung 72 sind mit variablen Verengungen 73 bzw. 74
ausgerüstet, die miteinander gekoppelt sind und eine Ge
genkraftdruck-Änderungsvorrichtung bilden.
Normalerweise ändern sich die Öffnungen der variablen
Verengungen 73 und 74 mit der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Insbesondere wird die Öffnung der Verengung 73 größer,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, während in
diesem Fall die Öffnung der Verengung 74 kleiner wird.
In dieser Anordnung nimmt der Druck in der Druckkammer
70 zu, um die Hilfskraft der Servolenkung 6 bei steigen
der Fahrzeugsgeschwindigkeit abzuschwächen. Das heißt, daß
die in der Sicherheitsschaltung 19 vorgesehene Gegen
kraftbestimmungsvorrichtung den Wert des Gegenkraft
druckes festlegt, der im Gegenkraftmechanismus 68 auf
der Grundlage der im voraus festgesetzten Gegenkraft
kennlinie und auf der Grundlage der momentanen Fahrzeug
geschwindigkeit, die wiederum auf der Grundlage der Si
gnale von den Fahrzeuggeschwindigkeitssensoren 15 und 16
bestimmt wird, erzeugt wird. Somit wird ein Steuersi
gnal, das dem Wert des zu erzeugenden Gegenkraftdruckes
entspricht, an die variablen Verengungen 73 und 74 aus
gegeben. Mit diesem Steuersignal werden die Öffnungen
der Verengungen 73 und 74 gesteuert.
Es sind erste und zweite Gegenkraftkennlinien vorgese
hen die in Fig. 7 durch die durchgezogene Linie α bzw.
die unterbrochene Linie β dargestellt sind. Wenn die
Hilfskraft der Servolenkung 6 erhöht werden soll, wird
die erste Gegenkraftkennlinie verwendet, während die
zweite Gegenkraftkennlinie verwendet wird, wenn die
Hilfskraft der Servolenkung 6 verringert werden soll.
Unter der Annahme, daß die erste Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinie für normale Fahrbedingungen des
Fahrzeugs geeignet ist und daß die zweite Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinie für erschwerte Fahrbe
dingungen des Fahrzeugs, etwa solche des Fahrens im Ge
lände, geeignet ist, gibt die Sicherheitsschaltung 19
dann, wenn die Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kenn
linien von der ersten Hinterradeinschlagwinkelverhält
nis-Kennlinie zur zweiter Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis-Kennlinie geändert werden, ein Steuersignal aus,
welches veranlaßt, daß die Gegenkraftkennlinien von der
ersten Gegenkraftkennlinie zur zweiten Gegenkraftkennli
nie wechseln und folglich die Hilfskraft der Servolen
kung 6 verringert wird. Wenn die Hilfskraft der Servo
lenkung verringert wird, wird die zum Drehen des Lenkra
des erforderliche Kraft erhöht, so daß der Fahrer davon
abgehalten wird, das Lenkrad zu stark zu drehen.
Unter der Annahme, daß die erste Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinie für normale Fahrbedingungen ge
eignet ist und bei der zweiten Hinterradeinschlagwinkel
verhältnis-Kennlinie besonderes Gewicht auf die Lenkbar
keit des Fahrzeugs gelegt worden ist, gibt die Sicher
heitsschaltung 19 dann, wenn die Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinien von der ersten Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinie zur zweiten Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie geändert werden, ein
Steuersignal aus, das veranlaßt, daß die Gegenkraftkenn
linien von der zweiten Gegenkraftkennlinie zur ersten
Gegenkraftkennlinie wechseln und daher die Hilfskraft
der Servolenkung 6 erhöht wird. Wenn die Hilfskraft der
Servolenkung 6 erhöht wird, wird die zum Drehen des
Lenkrades erforderliche Kraft verringert, so daß der
Fahrer das Fahrzeug leicht lenken kann.
Der Mikroprozessor 18 überwacht die Sicherheitsschaltung
19 und gibt ein Steuersignal aus, das das Steuerventil
54 dazu veranlaßt, die Hilfskraft auf der Grundlage der
ersten Gegenkraftkennlinie unabhängig von der Sicher
heitsschaltung festzusetzen, wenn festgestellt wird, daß
die Gegenkraftkennlinien aufgrund einer Störung in der
Sicherheitsschaltung 19 nicht richtig geändert worden
sind.
In der beschriebenen Ausführungsform arbeitet die den
Mikroprozessor 18 überwachende Sicherheitsschaltung 19
auch als Hilfskraftsteuervorrichtung. Daher wird der Ge
samtaufbau verglichen mit einer Anordnung, in der die
Hilfskraftsteuervorrichtung getrennt von der Sicher
heitsschaltung 19 vorgesehen ist, vereinfacht.
Im Mikroprozessor 18 oder in der Sicherheitsschaltung 19
kann eine Vorrichtung vorgesehen werden, die den Wähl
schalter 36 überwacht und bei einer fehlerhaften Auswahl
seinen Betrieb sperrt, so daß der Mikroprozessor 18 oder
die Sicherheitsschaltung 19 aufgrund der Sperrung der
Funktion des Wählschalters 36 die erste Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinie und die erste Gegen
kraftkennlinie auswählt.
Wenn ferner die Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kenn
linien schnell von der ersten Hinterradeinschlagwinkel
verhältnis-Kennlinie zur zweiten Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinie bei hoher Geschwindigkeit des
Fahrzeugs geändert werden, kann dies die Fahrstabilität
des Fahrzeugs negativ beeinflussen. Folglich wird ein
Wechsel zwischen den Hinterradeinschlagwinkelverhält
nis-Kennlinien vorzugsweise entweder langsam ausgeführt
oder so lange nicht ausgeführt, bis die Fahrzeugge
schwindigkeit niedriger als eine vorgegebene Geschwin
digkeit ist oder bis der Lenkraddrehwinkel kleiner als
ein vorgegebener Wert ist. Ferner kann die Steuerein
heit 17 so ausgebildet sein, daß sie die Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinien ändert, bevor sie die
Hilfskraft der Servolenkung 6 ändert. Beispielsweise
schwächt die Steuereinheit 17 zuerst die Hilfskraft ab
und ändert dann die Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-
Kennlinien, wenn sich das Fahrzeug in erschwerten Fahr
bedingungen befindet. In diesem Fall kann die Lenkbar
keit bei Aufrechterhaltung der Lenkstabilität verbessert
werden, da die Hilfskraft vor einem Wechsel der Hinter
radeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinien von der ersten
Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie zur zweiten
Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie abge
schwächt worden ist, so daß zum Drehen des Lenkrades ei
ne größere Kraft erforderlich ist.
Claims (8)
1. Vorder- und Hinterradlenkvorrichtung für ein
Fahrzeug, die eine Vorderradlenkvorrichtung (3), die
ein Vorderrad oder mehrere Vorderräder (2 L, 2 R) auf
grund der Drehung eines Lenkrades (1) einschlägt, ei
ne Hinterradlenkvorrichtung (5), die ein Hinterrad
oder mehrere Hinterräder (4 L, 4 R) aufgrund der Dre
hung des Lenkrades (1) einschlägt, und eine Servo
lenkvorrichtung (6) aufweist, wobei das Hinterradein
schlagwinkelverhältnis, das durch das Verhältnis des
Hinterradeinschlagwinkels zum Vorderradeinschlagwin
kel gegeben ist, auf der Grundlage vorgegebener Hin
terradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinien geändert
wird,
gekennzeichnet durch
eine Wählvorrichtung (36), die aus einer Mehrzahl
von Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinien
entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs eine
Kennlinie auswählt und die Hinterradlenkvorrichtung
(5) dazu veranlaßt, das Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis auf der Grundlage der ausgewählten Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie zu ändern, und
eine Hilfskraftänderungsvorrichtung (17), die die
Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) entsprechend
der von der Wählvorrichtung (36) ausgewählten Hinter
radeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie ändert.
2. Vorder- und Hinterradlenkvorrichtung gemäß Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie, die für normale
Fahrbedingungen geeignet ist, und diejenige Hinter
radeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie, die für er
schwerte Fahrbedingungen geeignet ist, in der Mehr
zahl der Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennli
nien enthalten sind, und daß dann, wenn die für die
erschwerten Fahrbedingungen geeignete Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinie gewählt wird, die
Hilfskraftänderungsvorrichtung (17) die Hilfskraft
der Servolenkvorrichtung (6) verringert.
3. Vorder- und Hinterradlenkvorrichtung gemäß Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Servolenkvorrich
tung (6) so ausgebildet ist, daß bei Zunahme der
Fahrzeuggeschwindigkeit die Hilfskraft dann, wenn
sich die Hinterradlenkvorrichtung (5) im Normalzu
stand befindet, gemäß einer ersten Hilfskraftkennli
nie verringert wird, wobei gemäß der ersten Hilfs
kraftkennlinie die Hilfskraft im wesentlichen propor
tional zur Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird,
und daß dann, wenn die für die erschwerten Fahrbedin
gungen geeignete Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-
Kennlinie gewählt wird, die Hilfskraftänderungsvor
richtung (17) die Servolenkvorrichtung (6) dazu ver
anlaßt, die Hilfskraft bei Zunahme der Fahrzeugge
schwindigkeit gemäß einer zweiten Hilfskraftkennlinie
zu erhöhen, wobei die ersten und zweiten Hilfskraft
kennlinien so bestimmt sind, daß die Hilfskraft für
eine gegebene Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß der zwei
ten Hilfskraftkennlinie geringer ist als gemäß der
ersten Hilfskraftkennlinie.
4. Vorder- und Hinterradlenkvorrichtung gemäß Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die normalen
Fahrbedingungen geeignete Hinterradeinschlagwinkel
verhältnis-Kennlinie und diejenige Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinie, bei der besonderes
Gewicht auf die Lenkbarkeit gelegt ist, in der Mehr
zahl der Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennli
nien enthalten sind und daß dann, wenn diejenige Hin
terradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie gewählt
wird, bei der besonderes Gewicht auf die Lenkbarkeit
gelegt ist, die Hilfskraftänderungsvorrichtung (17)
die Hilfskraft der Servolenkvorrichtung (6) erhöht.
5. Vorder- und Hinterradlenkvorrichtung gemäß Anspruch
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Servolenkvorrich
tung (6) so ausgebildet ist, daß die Hilfskraft dann,
wenn sich die Hinterradlenkvorrichtung (5) im Normal
zustand befindet, bei Zunahme der Fahrzeuggeschwin
digkeit gemäß einer ersten Hilfskraftkennlinie geän
dert wird, wobei die Hilfskraft gemäß der ersten
Hilfskraftkennlinie im wesentlichen proportional zur
Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird, und daß die
Hilfskraftänderungsvorrichtung (17) dann, wenn die
jenige Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie
gewählt worden ist, bei der besonderes Gewicht auf
die Lenkbarkeit gelegt ist, die Servolenkvorrichtung
(6) dazu veranlaßt, bei Zunahme der Fahrzeuggeschwin
digkeit die Hilfskraft gemäß einer zweiten Hilfs
kraftkennlinie zu verringern, wobei die ersten und
zweiten Hilfskraftkennlinien so bestimmt sind, daß
die Hilfskraft bei gegebener Fahrzeuggeschwindigkeit
gemäß der zweiten Hilfskraftkennlinie größer ist als
gemäß der ersten Hilfskraftkennlinie.
6. Vorder- und Hinterradlenkvorrichtung gemäß Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählvorrichtung
(36) die Hinterradlenkvorrichtung (5) bei hoher Ge
schwindigkeit dazu veranlaßt, von derjenigen Hinter
radeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie, die für nor
male Fahrbedingungen geeignet ist, zu derjenigen Hin
terradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie, bei der
besonderes Gewicht auf die Lenkbarkeit gelegt ist, zu
wechseln, wobei die Hinterradlenkvorrichtung (5)
nicht tatsächlich von der erstgenannten Kennlinie zur
zweiten Kennlinie wechselt, solange die Fahrzeugge
schwindigkeit nicht geringer als ein vorgegebener
Wert ist.
7. Vorder- und Hinterradlenkvorrichtung gemäß Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählvorrichtung
(36) die Hinterradlenkvorrichtung (5) bei hoher Ge
schwindigkeit dazu veranlaßt, von der für die norma
len Fahrbedingungen geeigneten Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinie zu derjenigen Hinterradein
schlagwinkelverhältnis-Kennlinie, bei der besonderes
Gewicht auf die Lenkbarkeit gelegt ist, zu wechseln,
wobei die Hinterradlenkvorrichtung (5) nicht tatsäch
lich von der erstgenannten Kennlinie zur zweitgenann
ten Kennlinie wechselt, solange der Drehwinkel des
Lenkrades (1) nicht kleiner als ein vorgegebener Wert
ist.
8. Vierradlenkvorrichtung mit einer Vorderradlenkvor
richtung (3), die Vorderräder (2 L, 2 R) aufgrund der
Drehung eines Lenkrades (1) einschlägt, einer Hinter
radlenkvorrichtung (5), die Hinterräder (4 L, 4 R) auf
grund der Drehung des Lenkrades (1) einschlägt, und
einer Servolenkvorrichtung (6), in der das Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis, das durch das Verhältnis
des Hinterradeinschlagwinkels zum Vorderradeinschlag
winkel gegeben ist, auf der Grundlage einer vorgege
benen Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinie
geändert wird,
gekennzeichnet durch
eine Wählvorrichtung (36), die aus einer Mehrzahl
von Hinterradeinschlagwinkelverhältnis-Kennlinien
entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs eine
Kennlinie auswählt und die Hinterradlenkvorrichtung
(5) dazu veranlaßt, das Hinterradeinschlagwinkelver
hältnis auf der Grundlage der ausgewählten Hinterrad
einschlagwinkelverhältnis-Kennlinie zu ändern und
eine Hilfskraftänderungsvorrichtung (17), die die
Hilfskraft der Servolenkung (6) gemäß der von der
Wählvorrichtung (36) gewählten Hinterradeinschlagwin
kelverhältnis-Kennlinie ändert.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4943489A JPH02227381A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | 車両の後輪操舵とパワーステアリングの協調制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4006149A1 true DE4006149A1 (de) | 1990-08-30 |
DE4006149C2 DE4006149C2 (de) | 1993-08-26 |
Family
ID=12830999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904006149 Granted DE4006149A1 (de) | 1989-02-28 | 1990-02-27 | Vorder- und hinterradlenkung fuer ein fahrzeug |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH02227381A (de) |
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1989
- 1989-02-28 JP JP4943489A patent/JPH02227381A/ja active Pending
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- 1990-02-27 DE DE19904006149 patent/DE4006149A1/de active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4006149C2 (de) | 1993-08-26 |
JPH02227381A (ja) | 1990-09-10 |
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