DE4028009C2 - Vierradlenksystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vierradlenksystem für ein Fahrzeug mit einem Vorderradlenkmechanismus, einem Hinterradlenkmechanismus, mehreren Sensoren und einer Steuerungseinrichtung, die anhand der Ausgangssignale der Sensoren auf die Geschwindigkeit und die Querabweichung des Fahrzeugs sowie auf die Umfangsgeschwindigkeit aller Fahrzeugräder schließt, wobei die Steuerungseinrichtung eine Vorrichtung, die einen auf die erfaßte Geschwindigkeit des Fahrzeugs bezogenen Parameter bestimmt, sowie eine Vorrichtung aufweist, die einen Hinterradlenkwinkel auf der Grundlage der erfaßten Querabweichung des Fahrzeugs sowie des zuvor bestimmten Parameters ermittelt, und mittels einer Vorrichtung den Hinterradlenkmechanismus derart ansteuert, daß dieser die Hinterräder mit dem ermittelten Winkel lenkt.

In der DE 35 33 009 C2 ist ein Vierradlenksystem beschrieben, das bei vorbestimmten Geschwindigkeiten eine Regelung der Hinterradlenkung mittels eines Rückkopplungszweiges durchführt und ansonsten eine einfache, offene Steuerung der Hinterradlenkung vornimmt. Dabei kommt die Regelung der Hinterradlenkung nur bei Geschwindigkeiten zum Einsatz, bei denen eventuell durch die Rückkopplung verursachte Schwingungen in der Hinterradlenkung keine negativen Auswirkungen auf die Fahrstabilität haben können (z. B. beim Einparken). Ansonsten wird bei der Hinterradlenkung die schnellere Steuerung durchgeführt.

Weiterhin ist aus der DE 33 00 640 C2 ein Vierradlenksystem der eingangs genannten Art bekannt, bei dem von Sensoren erhaltene Eingangsinformationen mittels eines Prozeßrechners zur automatischen Steuerung der Hinterräder ausgewertet werden. Dabei dienen die Sensoren beispielsweise zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Gierwinkelgeschwindigkeit, der Querbeschleunigung und des Lenkwinkels.

Die vorgenommene Hinterradlenkung basiert dabei jedoch auf dem Vergleich zwischen theoretisch bestimmten und tatsächlich ermittelten Raddrehzahlen und aufgrund dieses Vergleichs wird ein kritischer Fahrzeugzustand ermittelt. Die ermittelte Raddrehzahl wird mit der der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechenden Raddrehzahl verglichen und die entsprechende Hinterradlenkung vorgenommen.

Bei einer derartigen Vierradlenkung kommt es bei einer Vollbremsung aufgrund des Blockierens der Räder zu falschen Ergebnissen und somit treten Unzulänglichkeiten zutage.

So ist im Falle eines Blockierens der Fahrzeugräder, das im übrigen auch bei einer Antiblockierregelung zeitweise auftritt, die über die Drehung bzw. die Umfanggeschwindigkeit der einzelnen Fahrzeugräder erfolgende Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit nicht durchführbar bzw. liefert fehlerhafte Werte. Eine auf dieser Erfassung basierende Hinterradlenkung arbeitet dann ebenfalls nicht korrekt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Vierradlenksystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß auch im Falle einer Fehlerfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit ein gewünschter Hinterradlenkwinkel bestimmt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuerungseinrichtung bei einer Blockade eines oder mehrerer Fahrzeugräder oder bei einer ungewöhnlich großen Differenz zwischen der momentan erfaßten und der zuvor erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit mittels einer Vorrichtung einen konstanten Parameter bestimmt und den Hinterradlenkwinkel basierend auf der erfaßten Querabweichung des Fahrzeugs sowie des konstanten Parameters bestimmt.

Somit läßt sich auch im Falle einer fehlerhaften Erfassung der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit ein für die Lenkung der Hinterräder erforderlicher Winkel bestimmen und eine dementsprechend korrekte Hinterradlenkung durchführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht eines mit einem erfindungsgemäßen Vierradlenksystem ausgerüsteten Fahrzeugs,

Fig. 2 einen Flußplan, der ein von einem in Fig. 1 ge­ zeigten Rechner ausgeführtes Steuerungsprogramm dar­ stellt,

Fig. 3 ein Diagramm, in dem Koeffizienten eines Vorderradlenkwinkels und einer Giergeschwindigkeit als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt sind,

Fig. 4 ein Diagramm, in dem konstante Koeffizienten des Vorderradlenkwinkels und der Giergeschwindigkeit darge­ stellt sind,

Fig. 5 ein Zeitdiagramm, in dem entsprechende Steue­ rungssignale für Radbremszylinder des Fahrzeugs und ein Anti-Blockiersignal dargestellt werden, und

Fig. 6 ein Diagramm, in dem eine durch eine Anti- Blockiereinrichtung vermutete Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt wird.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein mit einem Vierradlenksystem ausgestattetes Fahrzeug, das einen zum Lenken eines Paares lenkbarer Vorderräder FW1, FW2 angeordneten Vorderrad­ lenkmechanismus A, einen zum Lenken eines Paares lenk­ barer Hinterräder RW1, RW2 unter Bezug auf die Lenkung der Vorderräder FW1, FW2 angeordneten Hinterradlenkmechanismus B, eine Anti-Blockiereinrichtung C zum Verhindern einer Radblockade während einer Bremsung und eine elektrische Steuerungseinrichtung D für den Hinterradlenkmechanismus B umfaßt.

Der Vorderradlenkmechanismus A ist ein an sich bekannter servounterstützter Lenkmechanismus, der eine mittels der Be­ tätigung eines Lenkrades 11 axial verschiebbare Seitenzahn­ stange 14, ein Paar Zugstangen 16a, 16b, die jeweils mit gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 14 über ein Paar Stangenenden 15a, 15b verbunden sind, und ein Paar Schar­ nierteile 17a, 17b, die jeweils mit den Zugstangen 16a, 16b zum Lenken der Vorderräder FW1, FW2 unter Bezug auf die axiale Verschiebung der Zahnstange 14 verbunden sind, um­ faßt. Die Zahnstange 14 ist mit dem Lenkrad 11 über ein Ritzel 13 und eine Lenksäule 12 wirksam verbunden. Damit die über das Lenkrad 11 eingeleiteten Lenkbemühungen des Fah­ rers weiter geleitet werden, ist die Lenksäule 12 mit einem Steuerungsventil 18 in Form eines Vierwegventils ausgestat­ tet. Dieses steuert einen Fluß von Hydraulikflüssigkeit unter einem Druck, der von einer Hydraulikpumpe 22 durch einen Me­ tallschlauch P₁ in einem Hydraulikdruckzylinder 23 aufge­ baut wird. Ferner steuert es einen Fluß von Hydraulikflüssigkeit, der von dem Druckzylinder 23 in ein Flüssigkeits­ reservoir 24 über einen Metallschlauch P₂ abgelassen wird. Die Hydraulikpumpe 22 wird mittels einer Antriebsmaschine 21 des Fahrzeugs angetrieben und der Druckzylinder 23 wird unter Steuerung der Hydraulikflüssigkeit zum Bewirken einer Axialverschiebung der Zahnstange 14 in Betrieb genommen, um somit die Lenkung der Vorderräder FW1, FW2 zu unterstützen.

Der Hinterradlenkmechanismus B umfaßt eine axial verschiebbar angebrachte Querstange 31, ein Paar Zugstangen 33a, 33b, die jeweils mit gegenüberliegenden Enden der Querstange 31 über ein Paar Stangenenden 32a, 32b verbunden sind, und ein Paar Scharnierteile 34a, 34b, die jeweils mit den Zugstangen 33a, 33b zum Lenken der Hinterräder RW1, RW2 unter Bezug auf die Axialverschiebung der Querstange 31 verbunden sind. Die Querstange 31 wird axial verschiebbar von einem Gehäuse 35 gehalten, das fest mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden ist. Das Gehäuse 35 ist zur Auf­ nahme eines Hydraulikdruckzylinders 36 ausgeformt, der die Axialverschiebung der Querstange 31 bewirkt. Der Druckzy­ linder 36 umfaßt einen Druckkolben 36a, der zum Bilden ei­ nes Flüssigkeitskammerpaares 36b und 36c axial verschiebbar in dem Gehäuse 35 untergebracht ist, und ein Paar sich ge­ genüberliegender, die Querstange 31 umschlingender Schrau­ benfedern 37a, 37b, die mit einer Vorspannung versehen sind, um somit die Querstange 31 in ihrer Neutralstellung zu­ rückzuhalten. Der Druckkolben 36a ist an der Quer­ stange 31 befestigt, um die Querstange 31 entsprechend der unter Druck in die Flüssigkeitskammern 36b oder 36c einge­ speisten Hydraulikflüssigkeit axial zu verschieben.

Das Gehäuse 35 ist weiterhin zur Aufnahme eines Spindelven­ tils 41 ausgebildet. Das Spindelventil 41 beinhaltet eine innerhalb des Gehäuses 35 axial bewegbare Ventilbuchse 41a und einen Abstandsring 41b, der zur Relativbewegung gegen­ über der Ventilbuchse 41a ortsfest angebracht ist. Bei ei­ ner Linksbewegung wirkt die Ventilbuchse 41a derart mit dem Ab­ standsring 41b zusammen, daß Hydraulikflüssigkeit unter Druck von der Hydraulikpumpe 22 durch einen Metallschlauch P3 und Öffnungen 41c, 41d in die linke Kammer 36b des Druckzylinders 36 eingespeist wird und daß ein Hydraulik­ flüssigkeitsfluß von der rechten Kammer 36c des Druckzylin­ ders 36 durch Öffnungen 41e, 41f und einen Metallschlauch P4 in das Flüssigkeitsreservoir 24 abgelassen wird. Bei ei­ ner Rechtsbewegung wirkt die Ventilbuchse 41a derart mit dem Ab­ standsring 41b zusammen, daß die Hydraulikflüssigkeit unter Druck von der Hydraulikpumpe 22 durch Öffnungen 41c, 41e in die rechte Kammer 36c des Druckzylinders 36 einge­ speist wird und daß ein Hydraulikflüssigkeitsfluß von der linken Kammer 36b des Druckzylinders 36 durch Öffnungen 41d, 41f in das Flüssigkeitsreservoir 24 abgelassen wird.

Die Ventilbuchse 41a ist an ihrem rechten Ende bewegbar mit der Querstange 31 verbunden und ein Zahnstift 44 mittels eines Schwenkhebels 43. Der Schwenkhebel 43 hat einen Drehgelenkabschnitt 43a mit einer kugelförmigen Oberfläche zum Ein­ griff in eine entsprechende Bohrung 41g im rechten Ende der Ventilbuchse 41a. Der Schwenkhebel 43 greift mit einem seiner Enden drehbar in eine in den Druckkolben 36a einge­ formte ringförmige Nut 36a1 ein und ist an seinem anderen Ende gegenüber dem Zahnstift 44 drehbar. Der Zahnstift 44 ist axial verschiebbar von 35a, 35b des Gehäuses 35 ge­ stützt und greift mit seinem Zahnabschnitt 44a in einen Schneckenantrieb 46 ein, der zur Drehung auf der Drehwelle einer Vorrichtung, genauer eines umschaltbaren Schrittmotors 45 befestigt ist. Wenn der Schrittmotor 45 zur Vorwärtsdrehung eingeschaltet wird, wird der Zahnstift 44 nach rechts ausgelenkt, wenn der Schrittmotor dagegen in umgekehrter Drehrichtung einge­ schaltet wird, wird der Zahnstift 44 nach links ausgelenkt.

Die Anti-Blockiereinrichtung C beinhaltet einen elektri­ schen Regelkreis 52, der mit einem hydraulischen Anti-Blockierregelkreis 53 verbunden ist. Der elektrische Regelkreis 52 umfaßt einen (nicht gezeigten) Rechner, der mit Ge­ schwindigkeitssensoren 52a-52d verbunden ist, die zum Er­ fassen der jeweiligen Drehgeschwindigkeit der Räder FW1, FW2, RW1, RW2 angeordnet sind. Der Rechner ist program­ miert, um Fahrzeuggeschwindigkeiten VF1, VF2, VR1, VR2 der Räder auf der Basis jedes einzelnen elektrischen Signals der Geschwindigkeitssensoren 52a-52d zum Nachweisen von Blockaden der Räder FW1, FW2, RW1, RW2 anzunehmen und um diese Blockaden anzeigende, elektrische Steuersignale zur Regelung der an Radbremszylinder 54a-54d angelegten Brems­ drücke zu erzeugen (siehe Fig. 5). Der Rechner ist weiter­ hin dazu programmiert, ein Anti-Blockiersignal zu erzeugen, das anzeigt, ob einer der Bremsdrücke zur Verhinderung einer Radblockade während der Bremsung geregelt wird (siehe Fig. 5). Der hydraulische Anti-Blockierregelkreis 53 umfaßt eine Vielzahl elektrisch geschalteter Ventile, die in jedem Bremskreis angebracht sind, der einen Hauptzylinder mit den Radbremszylindern 54a-54d verbindet, zum wechseln­ den Verbinden der Radbremszylinder mit einem Flüssigkeits­ reservoir des Hauptzylinders unter Bezug auf die hierzu eingespeisten elektrischen Steuersignale des elektrischen Regelkreises 52.

Die elektrische Steuerungseinrichtung D für den Hinterrad­ lenkmechanismus B in Form eines Rechners 65 enthält eine Ein/Ausgabeeinheit 65e, die mit einem Lenkwinkelsensor 61, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 62, einem Gierge­ schwindigkeitssensor 63 und einem Drehwinkelsensor 64 ver­ bunden ist. Der Lenkwinkelsensor 61 ist zum Erfassen eines Drehwinkels der Lenksäule 12 oder eines Axialverschiebungs­ betrages der Zahnstange 14 angeordnet, um so ein elektri­ sches Signal zu erzeugen, das einen Lenkwinkel df der Vor­ derräder FW1, FW2 anzeigt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssen­ sor 62 ist zum Erfassen einer Umdrehungsgeschwindigkeit ei­ ner Antriebswelle eines Lastschaltgetriebes angeordnet, um so ein elektrisches Signal zu erzeugen, das eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hinterradantriebssystems an­ zeigt. Der Giergeschwindigkeitssensor 63 ist zum Erfassen der Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie angeordnet, um so ein elektrisches Signal zu erzeugen, das eine Gierge­ schwindigkeit r des Fahrzeugs anzeigt. Der Drehwinkelsensor 64 ist zum Erfassen eines Drehwinkels R der Drehwelle des Schrittmotors 45 angeordnet, um so ein elektrisches Signal zu erzeugen, das den Drehwinkel R anzeigt. Bei der Steue­ rung des später beschriebenen Vierradlenksystems wird der Vorderradlenkwinkel df als positiver Wert angezeigt, wenn das Lenkrad 11 rechts gedreht wird, und als negativer Wert angezeigt, wenn das Lenkrad 11 links gedreht wird. Die Giergeschwindigkeit r wird als positiver Wert angezeigt, wenn die Fahrzeugkarosserie rechts gedreht wird, und als negativer Wert angezeigt, wenn die Fahrzeugkarosserie links gedreht wird. Der Drehwinkel R wird als positiver Wert an­ gezeigt, wenn der Schrittmotor 45 zum Vorwärtsdrehen ange­ schaltet wird, und als negativer Wert, wenn der Schrittmo­ tor 45 zum Drehen in umgekehrter Richtung angeschaltet wird.

Der Rechner 65 beinhaltet zudem einen Festspeicher 65b, eine Recheneinrichtung, genauer Zentraleinheit 65c und einen Schreib/Lesespeicher 65d, die miteinander und mit der Ein/Ausgabeeinheit 65e über eine Sammelleitung 65a verbunden sind. Der Festspeicher 65b ist zum Speichern eines in Fig. 2 dargestellten Steue­ rungsprogramms vorgesehen und die Zentraleinheit 65c ist zum Ausführen des Steuerungsprogramms unter der Bedingung, daß ein (nicht gezeigter) Zündungsschalter der Antriebsma­ schine 21 geschlossen ist, vorgesehen. Der Festspeicher 65b ist zudem zum Speichern eines Koeffizienten Kdf(V) des Vorderradlenkwinkels bezogen auf die Fahrzeuggeschwindig­ keit V und eines Koeffizienten Kr(V) der Giergeschwindig­ keit bezogen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V in Tabellen­ form und zum Speichern eines konstanten Koeffizienten Kdf­ FIX des Vorderradlenkwinkels und eines konstanten Koeffizi­ enten KrFIX der Giergeschwindigkeit vorgesehen. Die Koeffi­ zienten Kdf(V) und Kr(V) werden durch die Zentraleinheit 65c aus dem Festspeicher 65b in Abhängigkeit des dazu eingespeisten elektrischen Signals, das die Fahrzeugge­ schwindigkeit V anzeigt, ausgelesen. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird der Koeffizient Kdf(V) als Negativwert angenommen, dessen Absolutwert entsprechend einer Steigerung der Fahr­ zeuggeschwindigkeit V während langsamer Fahrt des Fahrzeugs ansteigt und nach und nach entsprechend einer Steigerung der Fahrzeuggeschwindigkeit V während mittlerer und hoher Fahrt des Fahrzeugs abfällt, und der Koeffizient Kr(V) wird als Positivwert angenommen, dessen Absolutwert nach und nach entsprechend einer Steigerung der Fahrzeuggeschwindig­ keit V ansteigt. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird der konstante Koeffizient KdfFIX zu "0" und der konstante Koeffizient Kr­ FIX als vorbestimmter Positivwert angenommen.

Der Schreib/Lesespeicher 65d ist zum Zwischenspeichern von Variablen vorgesehen, die zur Ausführung des Steuerungsprogramms notwendig sind. Die Ein/Ausgabeeinheit 65e ist zudem mit dem elektrischen Regelkreis 52 verbunden, um davon mit einem Anti-Blockiersignal versorgt zu werden. Eine Vorichtung, genauer Treiberschaltung 66 ist mit der Ein/Ausgabeeinheit 65e verbunden, um mit einem Steuersignal dr der Zentraleinheit 65c versorgt zu werden. Bei Zuführung des Steuer­ signals dr läßt die Treiberschaltung 66 den Schrittmotor um einen durch die Information des Steuersignals dr bestimmten Winkel drehen und diese Drehstellung beibehalten.

Unter der Annahme, daß der Zündungsschalter der Antriebsma­ schine 21 geschlossen ist, beginnt die Zentraleinheit 65c mit der Ausführung des nachstehend beschriebenen Steuerprogramms. Beim Schritt 101 werden der Zentraleinheit 65c elektrische Signale der Sensoren 61-64 durch die Ein/Ausgabeeinheit 65e zugeführt, um den Vorderradlenkwinkel df, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Giergeschwindigkeit r und den Drehwinkel R auszulesen und in dem Schreib/Lesespeicher 65d zwischenzuspeichern. Wenn das Programm zu dem Schritt 103 fortschreitet, bestimmt die Zentraleinheit 65c, ob ein Anti-Blockiersignal von dem elektrischen Regel­ kreis 52 der Anti-Blockiereinrichtung C erzeugt wurde oder nicht. In diesem Fall nimmt der Rechner des elektrischen Regelkreises 52 Fahrzeuggeschwindigkeiten VF1, VF2, VR1, VR2 der Räder auf der Basis jedes einzelnen, ihm zugeführten elektri­ schen Signals der Geschwindigkeitssensoren 52a-52d an.

Wenn die Räder zur Zeit t0 in Fig. 6 nicht blockieren, sind die angenommenen Fahrzeuggeschwindigkeiten VF1, VF2, VR1, VR2 gleich einer wirklichen Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn die Räder zum Blockieren neigen, werden die angenommenen Fahr­ zeuggeschwindigkeiten niedriger als die wirkliche Fahrzeug­ geschwindigkeit sein. Aus diesem Grund wird eine Maximalge­ schwindigkeit V_MAX (VF1 bis VR2) aus den angenommenen Fahr­ zeuggeschwindigkeiten VF1, VF2, VR1, VR2 zur nachstehenden Bestimmung ausgesucht. Weil Verzögerung und Beschleunigung des Fahrzeugs tatsächlich in einem begrenzten Bereich ge­ führt werden, wird angenommen, daß sich eine augenblickli­ che Fahrzeuggeschwindigkeit V_NOW zur Zeit t0 in einem Be­ reich zwischen V_OLD+a(V_OLD) und V_OLD-b(V_OLD) auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V_OLD zur Zeit t1 befin­ det. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird die augenblickliche Fahr­ zeuggeschwindigkeit als mittlere Geschwindigkeit zwischen V_OLD+a(V_OLD), V_MAX(VF1 bis VR2) und V_OLD-b(V_OLD) ange­ nommen. Wenn sich eine der angenommenen Fahrzeuggeschwin­ digkeiten VF1 bis VR2 stark von der augenblicklichen Fahr­ zeuggeschwindigkeit V_NOW unterscheidet, wird die Zen­ traleinheit 65c mit dem Anti-Blockiersignal von dem elek­ trischen Regelkreis der Anti-Blockiereinrichtung C ver­ sorgt. In einem derartigen Zustand verringert sich durch den Rad­ schlupf die Zuverlässigkeit der durch den Geschwindigkeits­ sensor 62 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit V.

Ist die Antwort beim Schritt 103 "Nein", fährt das Programm mit dem Schritt 105 fort, bei dem die Zentraleinheit 65c bestimmt, ob der Geschwindigkeitssensor 62 in einem Normal­ zustand ist oder nicht. Ist der Unterschied zwischen den zu den Zeiten t1 und t0 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeiten außergewöhnlich groß, bestimmt die Zentraleinheit 65c beim Schritt 105 eine "Ja" Antwort und läßt das Programm mit dem Schritt 109 fortfahren. Wenn die Antwort beim Schritt 105 "Nein" ist, fährt das Programm mit dem Schritt 107 fort, bei dem die Zentraleinheit 65c einen Koeffizienten Kdf(V) des Vorderradlenkwinkels und einen Koeffizienten Kr(V) der Giergeschwindigkeit als Parameter Kdf* und Kr* bestimmt, die zur Berechnung eines Lenkbetrages der Hinterräder be­ nutzt werden. Wenn die Antwort beim Schritt 103 oder 105 "Ja" ist, fährt das Programm mit dem Schritt 109 fort, bei dem die Zentraleinheit 65c den konstanten Koeffizienten KdfFIX des Vorderradlenkwinkels und den konstanten Koef­ fizienten KrFIX der Giergeschwindigkeit als Parameter Kdf* und Kr* bestimmt, die zur Berechnung eines Lenkbetrages der Hinterräder benutzt werden.

Nachdem die Parameter Kdf* und Kr* beim Schritt 107 oder 109 bestimmt sind, fährt das Programm mit dem Schritt 111 fort, bei dem die Zentraleinheit 65c einen gewünschten Drehwinkel des Schrittmotors 45 basierend auf der folgenden Gleichung berechnet.

dR*=Kdf* · df+Kr* · r (1)

Anschließend fährt das Programm mit dem Schritt 113 fort, bei dem die Zentraleinheit 65c eine Information dr zum Steuern der Drehrichtung und des Winkels des Schrittmotors 45 basierend auf der folgenden Gleichung berechnet.

dr=R*-R (2)

Durch Einspeisung eines Steuersignals, das die Information dr anzeigt, über die Ein/Ausgabeeinheit 65e wird die Trei­ berschaltung 66 aktiviert, um den Schrittmotor 45 zu dre­ hen. Danach läßt die Zentraleinheit 65c das Programm mit dem Schritt 101 fortfahren, damit die Ausführung des Pro­ gramms wie vorstehend beschrieben wiederholt wird.

Unter der Annahme, daß die Zentraleinheit 65c während der Programmausführung eine "Nein"-Antwort beim Schritt 103 und 105 bestimmt, werden beim Schritt 107 die Koeffizienten Kdf(V) und Kr(V) als Parameter Kdf* und Kr* bestimmt. Wäh­ rend langsamer Fahrt des Fahrzeugs wird der Koeffizient Kdf(V) des Vorderradlenkwinkels zu einem großen Nega­ tivwert, während der Koeffizient Kr(V) zu einem kleinen Po­ sitivwert wird (siehe Fig. 3). Wenn das Lenkrad 11 während langsamer Fahrt des Fahrzeugs rechts gedreht wird, werden der Vorderradlenkwinkel df und die Giergeschwindigkeit r entsprechend als Positivwerte erfaßt. Ein gewünschter Dreh­ winkel dR* des Schrittmotors 45 wird somit als Negativwert im Schritt 111 berechnet und die Steuersignalinformation dr wird im Schritt 113 als Negativwert basierend auf dem ge­ wünschten Drehwinkel dR* bestimmt. Wird der Treiberschal­ tung die Steuersignalinformation dr zugeführt, läßt sie den Schrittmotor 45 um einen durch die negative Steuersi­ gnalinformation bestimmten Winkel in umgekehrter Richtung drehen. Dann wird der Zahnstift 44 nach links ausgelenkt, um eine Linksbewegung des Schwenkhebels 43 zu bewirken. Als Ergebnis wird die Ventilbuchse 41a des Spindelventils 41 nach links bewegt, um die Hydraulikflüssigkeit unter Druck in die linke Kammer 36b des Druckzylinders 36 einzuspeisen und das Ablassen der Hydraulikflüssigkeit aus der rechten Kammer 36c zuzulassen. Dieses bewirkt eine Rechtsbewegung des Druckkolbens 36a. In diesem Fall wird die Ventilbuchse 41a entsprechend der Rechtsbewegung des Druckkolbens 36a nach rechts bewegt, damit die Versorgung der linken Kammer des Druckzylinders 36 mit unter Druck stehender Hydraulik­ flüssigkeit unterbrochen wird und der Druckkolben in seiner ausgelenkten Stellung verbleibt. Die Rechtsbewegung des Druckkolbens 36a bewirkt eine Rechtsauslenkung der Quer­ stange 31 und dann werden die Scharnierteile 34a, 34b im Gegenuhrzeigersinn durch die Zugstangen 33a, 33b gedreht, um die Hinterräder RW1, RW2 in eine den Vorderrädern entge­ gengesetzte Richtung zu drehen. Dies bewirkt eine Verbesse­ rung der Manövrierbarkeit des Fahrzeugs bei langsamer Fahrt.

Wenn das Lenkrad 11 während langsamer Fahrt des Fahrzeugs links gedreht wird, werden der Vorderradlenkwinkel df und die Giergeschwindigkeit r entsprechend als Negativwerte er­ faßt. Ein gewünschter Drehwinkel dR* des Schrittmotors 45 wird somit als Positivwert im Schritt 111 berechnet und die Steuersignalinformation dr wird im Schritt 113 als Posi­ tivwert basierend auf dem gewünschten Drehwinkel dR* be­ stimmt. Wird der Treiberschaltung die Steuersignalin­ formation dr zugeführt, läßt sie den Schrittmotor 45 um einen durch die positive Steuersignalinformation bestimmten Winkel in Vorwärtsrichtung drehen. Dann wird der Zahnstift 44 nach rechts ausgelenkt, um eine Rechtsbewegung des Schwenkhebels 43 zu bewirken. Als Ergebnis wird die Ventil­ buchse 41a des Spindelventils 41 nach rechts bewegt, um die Hydraulikflüssigkeit unter Druck in die rechte Kammer 36c des Druckzylinders 36 einzuspeisen und das Ablassen der Hydraulikflüssigkeit aus der linken Kammer 36b zuzulassen. Dieses bewirkt eine Linksbewegung des Druckkolbens 36a. In diesem Fall wird die Ventilbuchse 41a entsprechend der Linksbewegung des Druckkolbens 36a nach links bewegt, damit die Versorgung der rechten Kammer des Druckzylinders 36 mit unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit unterbrochen wird und der Druckkolben in seiner ausgelenkten Stellung verbleibt. Die Linksbewegung des Druckkolbens 36a bewirkt eine Linksauslenkung der Querstange 31 und dann werden die Scharnierteile 34a, 34b im Uhrzeigersinn durch die Zugstan­ gen 33a, 33b gedreht, um die Hinterräder RW1, RW2 in eine den Vorderrädern entgegengesetzte Richtung zu drehen. Dies bewirkt eine Verbesserung der Manövrierbarkeit des Fahr­ zeugs bei langsamer Fahrt.

Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, wird der Ab­ solutwert des Koeffizienten Kdf(V) des Vorderradlenkwinkels klein, während der Absolutwert des Koeffizienten Kr(V) der Giergeschwindigkeit groß wird. Wenn das Lenkrad 11 während einer schnellen Fahrt des Fahrzeugs rechts gedreht wird, werden der Vorderradlenkwinkel df und die Giergeschwindig­ keit r entsprechend als Positivwerte erfaßt. Ein gewünsch­ ter Drehwinkel dR* des Schrittmotors 45 wird somit als Po­ sitivwert im Schritt 111 berechnet und die Steuersignalin­ formation dr wird im Schritt 113 als Positivwert basierend auf dem gewünschten Drehwinkel dR* bestimmt. Wird derTrei­ berschaltung die Steuersignalinformation dr zugeführt, läßt sie den Schrittmotor 45 um einen durch die positive Steuersignalinformation bestimmten Winkel in Vorwärtsrich­ tung drehen. Als ein Ergebnis werden die Hinterräder RW1, RW2 in die gleiche Richtung wie die Vorderräder FW1, FW2 gedreht. Wenn das Lenkrad 11 während schneller Fahrt des Fahrzeugs links gedreht wird, werden die Hinterräder RW1, RW2 im wesentlichen auf die gleiche Art wie vorstehend be­ schrieben in die gleiche Richtung wie die Vorderräder FW1, FW2 gedreht.

Unter der Annahme, daß die Räder während einer Bremsung zum Blockieren neigen, wird ein Anti-Blockiersignal durch den elektrischen Regelkreis 52 der Anti-Blockiereinrichtung C erzeugt. In einem solchen Fall bestimmt die Zentraleinheit 65c des Rechners 65 eine "Ja" Antwort in dem Schritt 103 und läßt das Programm mit dem Schritt 109 fortfahren. Somit werden die konstanten Koeffizienten KdfFIX und KrFIX als Parameter Kdf* und Kr* im Schritt 109 bestimmt. Wenn das Lenkrad 11 während einer solchen vorstehend beschriebenen Brem­ sung des Fahrzeugs rechts gedreht wird, wird die Gierge­ schwindigkeit r positiv und der gewünschte Drehwinkel R* des Schrittmotors 45 als Positivwert im Schritt 111 be­ stimmt. Als Ergebnis werden während langsamer und schneller Fahrt des Fahrzeugs die Hinterräder in die gleiche Richtung wie die Vorderräder gelenkt. Wenn das Lenkrad 11 während der Bremsung des Fahrzeugs links gedreht wird, wird die Giergeschwindigkeit r negativ und der gewünschte Drehwinkel R* des Schrittmotors 45 als Negativwert im Schritt 111 be­ stimmt. Als Ergebnis werden während langsamer und schneller Fahrt des Fahrzeugs die Hinterräder in die gleiche Richtung wie die Vorderräder gelenkt. Eine derartige Steuerung der Hinter­ räder stellt die Manövrierbarkeit des bremsenden Fahrzeugs während schneller Fahrt sicher.

Aus der vorstehenden Beschreibung kann entnommen werden, daß in einem Fall, in dem die Zuverlässigkeit des Fahrzeug­ geschwindigkeitssensors 62 groß gehalten wird, die auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bezogenen Koeffizienten Kdf(V) und Kr(V) dazu benutzt werden, um die Hinterräder während lang­ samer Fahrt des Fahrzeugs in entgegengesetzter Richtung zu den Vorderrädern zu lenken und während schneller Fahrt des Fahrzeugs in die gleiche Richtung wie die Vorderräder zu lenken. In einem Fall, in dem die Zuverlässigkeit des Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensors 62 abnimmt, werden die konstan­ ten Koeffizienten KdfFIX und KrFIX dazu benutzt, um während langsamer und schneller Fahrt des Fahrzeugs die Hinterräder in die gleiche Richtung wie die Vorderräder zu lenken.

Obwohl in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Vorderradlenkwinkel df und die Giergeschwindigkeit r zum Erfassen der Querabweichung des Fahrzeugs erfaßt werden, kann die Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie erfaßt werden.

Claims (6)

1. Vierradlenksystem für ein Fahrzeug mit einem Vorderradlenkmechanismus (A), einem Hinterradlenkmechanismus (B), mehreren Sensoren (61-64) und einer Steuerungseinrichtung (D), die anhand der Ausgangssignale der Sensoren (61-64) auf die Geschwindigkeit und die Querabweichung des Fahrzeugs sowie auf die Umfangsgeschwindigkeit aller Fahrzeugräder (FW1, FW2, RW1, RW2) schließt, wobei die Steuerungseinrichtung (D) eine Vorrichtung (107), die einen auf die erfaßte Geschwindigkeit des Fahrzeugs bezogenen Parameter (Kdf(V), Kr(V)) bestimmt, sowie eine Vorrichtung (111) aufweist, die einen Hinterradlenkwinkel auf der Grundlage der erfaßten Querabweichung des Fahrzeugs sowie des zuvor bestimmten Parameters (Kdf(V), Kr(V)) ermittelt, und mittels einer Vorrichtung (45) den Hinterradlenkmechanismus (B) derart ansteuert, daß dieser die Hinterräder (RW1, RW2) mit dem ermittelten Winkel lenkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung (D) bei einer Blockade eines oder mehrerer Fahrzeugräder (FW1, FW2, RW1, RW2) oder bei einer ungewöhnlich großen Differenz zwischen der momentan erfaßten (V_NOW) und der zuvor erfaßten (V_OLD) Fahrzeuggeschwindigkeit mittels einer Vorrichtung (109) einen konstanten Parameter (KdfFIX, KrFIX) bestimmt und den Hinterradlenkwinkel basierend auf der erfaßten Querabweichung des Fahrzeugs sowie in Abhängigkeit des konstanten Parameters (KdfFIX, KrFIX) bestimmt.

2. Vierradlenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit in vorbestimmten Zeitabständen erfaßt und mittels einer in der Steuerungseinrichtung (D) enthaltenen Recheneinrichtung (65c) die Differenz der erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeiten mit einem vorbestimmten Wert verglichen wird, daß, falls die Differenz kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, der auf die erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit bezogene Parameter (Kdf(V), Kr(V)) zum Bestimmen eines ersten Lenkwinkels als der Hinterradlenkwinkel verwendet wird, und daß andernfalls der konstante Parameter (KdfFIX, KrFIX) zum Bestimmen eines zweiten Lenkwinkels als der Hinterradlenkwinkel verwendet wird.

3. Vierradlenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vierradlenksystem eine Anti-Blockiereinrichtung (C) enthält, die bei einer Blockade eines oder mehrerer Fahrzeugräder (FW1, FW2, RW1, RW2) ein Anti-Blockiersignal erzeugt, und daß die Steuerungseinrichtung (D) auf das Anti-Blockiersignal hin den konstanten Parameter (KdfFIX, KrFIX) zum Bestimmen des Hinterradlenkwinkels verwendet.

4. Vieradlenksystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vierradlenksystem eine Vorrichtung (66) zum Steuern des Hinterradlenkmechanismus (B) aufweist, die mit dem ersten bestimmten Lenkwinkel die Hinterräder unabhängig von den Vorderrädern lenkt und die mit dem zweiten bestimmten Lenkwinkel die Hinterräder in die gleiche Richtung wie die Vorderräder lenkt.

5. Vierradlenksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Parameter (KdfFIX, KrFIX) Null ist.

6. Vierradlenksystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Erfassen der Querabweichung des Fahrzeugs, die einen Lenkwinkelsensor (61) zum Erfassen des Lenkwinkels der Vorderräder und einen Giergeschwindigkeitssensor (63) zum Erfassen der Giergeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie aufweist.