DE4035216C2 - Hinterradlenkung für Fahrzeuge - Google Patents
Hinterradlenkung für FahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Hinterradlenkung für Fahr
zeuge mit einem Vierradlenksystem mit den Merkmalen
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bekannt sind Vierradlenkungen, die sowohl die Hinterrä
der als auch die Vorderräder lenken. Solche Vorrichtun
gen sind zum Beispiel in der DE 35 33 009 A1 beschrieben.
Derartige Lenksysteme weisen eine Hinterradspurstange auf,
die durch ihre Verstellung die Hinterräder lenkt. Halte
vorrichtungen für die neutrale Position drücken die
Hinterradspurstange permanent in eine neutrale Stellung.
Ein Motor ist mit der Hinterradspurstange verbunden,
um das Lenkwinkelverhältnis (Verhältnis des Hinterrad
lenkwinkels zum Vorderradlenkwinkel) zu verändern,
indem die Hinterradspurstange verschoben wird. Diese Ver
schiebung erfolgt mittels einer Öldruckkraft und mit
Hilfe eines Öldruckverstärkers.
Für die Vierradlenkung ist die genannte Vorrichtung
so gesteuert, daß die Hinterräder bei einer geringen
Fahrzeuggeschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung
und bei einer höheren Geschwindigkeit in dieselbe Rich
tung - jeweils im Verhältnis zu den Vorderrädern -
gelenkt werden, wobei bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit
gleich Null das Lenkwinkelverhältnis seinen maximalen
Wert in entgegengesetzter Richtung hat.
Wenn jedoch das Fahrzeug stoppt und es eine Verzögerung
beim Betrieb des das Lenkwinkelverhältnis ändernden
Motors gibt, kann es vorkommen, daß der Motor still
steht, bevor eine Standardposition erreicht ist, in
der das Lenkwinkelverhältnis einen maximalen Wert in
der entgegengesetzten Richtung einnimmt. In dem Fall,
in dem in dieser Situation der Fahrzeugmotor ausgestellt
wird, sinkt der Öldruck der entsprechenden Vorrichtun
gen. Bei der Wiederaufnahme des Fahrzeugbetriebs ist
es in diesem Fall erforderlich, zunächst den Motor
zum Erreichen der Standardposition arbeiten zu lassen,
und zwar auch bei einer anfänglichen Überprüfung (Ini
tial Check) des Systems, die dem Start der Steuerung
der Hinterradlenkung vorausgeht.
In diesem Zustand ist jedoch der Öldruck noch nicht
aufgebaut und liegt noch nicht an dem Öldruckverstärker,
der den Motor unterstützt, an. Da weiterhin ein Puffer
mechanismus mit einer Feder, die zur Ausfallsicherheit
die an die Hinterradspurstange zu übertragende Lenkkraft
aufnimmt und speichert, im mittleren Teil des Systems
vorgesehen ist, um eine Lenkkraft auf die Hinterradspur
stange auszuüben, so daß für diese Zeit des Ausfalls
eine nur auf die Vorderräder wirkende Zweiradsteuerung
möglich ist, ohne daß Handlenkkräfte auf die Hinterräder
übertragen werden, muß die genannte Standardposition
allein durch die Kraft des Motors gegen die Federkraft
des Puffermechanismus erreicht werden, da eine Unter
stützung durch den Öldruck nicht zur Verfügung steht.
Damit der Motor solche Arbeiten ordnungsgemäß und an
jedem Ort, einschließlich in kälteren Gebieten (z. B.
bei minus 40°C), ausführen kann, ist es erforderlich,
die Leistung des Motors extrem hoch auszulegen, verbun
den mit allen Nachteilen großer Motoren. Wenn anderer
seits die Konstruktion so ausgelegt ist, daß die Steue
rung der Hinterradlenkung zum Erreichen der Standardpo
sition sofort wieder aufgenommen werden kann, ohne
daß der Motor arbeitet, besteht die Gefahr, daß eine
größere Nichtübereinstimmung zwischen dem von dem System
gesteuerten Lenkwinkelverhältnis und dem tatsächlichen
Lenkwinkelverhältnis eintritt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hinterradlenkung
für Fahrzeuge zu schaffen, die nur einen kleinen Motor
zum Ändern des Lenkwinkelverhältnisses benötigt und
verhindert, daß sich das Lenkwinkelverhältnis unbeab
sichtigt verändern kann, wobei die Lenkbarkeit des
Fahrzeugs nicht beeinträchtigt sein darf.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Hinter
radlenkung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Gegenstandes
nach Anspruch 1 gelöst.
Dadurch wird erreicht, daß bei Betätigung des das Lenk
winkelverhältnis ändernden Motors beim Initial Check,
d. h. vom Systemstart bis zum Start der Steuerung der
Hinterradlenkung, Öldruck dem Öldruckverstärker mittels
der Öldruckzuführungsvorrichtung zugeführt wird, bevor
der Motor arbeitet. Wenn der Motor beim Initial Check
der Steuerung der Hinterradlenkung vorher betätigt
wird, wird somit Öldruck von der Öldruckzuführungsvor
richtung zugeführt, bevor der Motor arbeitet. Daher
wird der Motor durch Öldruckkraft öldruckunterstützt
und in seinen vorbestimmten Zustand versetzt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein
Rechner zum Ermitteln der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie
eine Steuervorrichtung für die Lenkung der Hinterräder,
an der das Ausgangssignal des Rechners anliegt und
die den Motor steuert, vorgesehen, so daß während der anfängli
chen Überprüfung bei dem Abfrageergebnis "Fahrzeugge
schwindigkeit vorhanden" eine Zweiradlenkposition mit
einem Zweiradlenkwinkelverhältnis erhalten wird und
während der anfänglichen Überprüfung bei dem Abfrageer
gebnis "Fahrzeuggeschwindigkeit nicht vorhanden" eine
Standardposition mit einem maximalen Lenkwinkelverhält
nis in entgegengesetzter Richtung erhalten wird. Des
weiteren ist eine erste Korrektureinrichtung vorgesehen,
an der die Ausgangssignale des genannten Rechners und
der Steuervorrichtung für die Lenkung der Hinterräder
anliegen und die, wenn der Motor bei der anfänglichen
Überprüfung und dem Abfrageergebnis "Fahrzeuggeschwin
digkeit vorhanden" in die Zweiradlenkposition steuert,
die Öldrucksteuervorrichtung derart steuert, daß die
Öldruckzuführungsvorrichtung dem Öldruckverstärker
Öldruck zuführt.
Die Öldruckzuführungsvorrichtung umfaßt ein Paar elek
tromagnetisch betätigter, im Normalzustand offener
Ventile, die parallelgeschaltet sind und eine Abflußlei
tung freigeben, durch die Öl aus einer Öldruckpumpe
in einen Tank abgelassen werden kann, und die, während
sie stromlos sind, offengehalten sind.
Die Steuervorrichtung für die Hinterradlenkung erhält
ein Ausgangssignal von der Öldrucksteuervorrichtung,
und die Steuerung des Motors in eine Standardposition,
in der das Lenkwinkelverhältnis bei dem Abfrageergebnis
"Fahrzeuggeschwindigkeit nicht vorhanden" ein Maximal
wert in entgegengesetzter Richtung ist, wird ausgeführt,
nachdem eine vorgegebene Zeit nach der Stromzuführung
zu den elektromagnetisch betätigten Ventilen verstrichen
ist. Dabei ist vorgesehen, daß die Steuervorrichtung
für die Hinterradlenkung das Lenkwinkelverhältnis ent
sprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, und zwar
in der entgegengesetzten Richtung bei einer geringen
Geschwindigkeit und in derselben Richtung bei einer
hohen Geschwindigkeit.
Eine weitere Ausführungsform umfaßt eine zweite
Korrektureinrichtung, an der die Ausgangssignale des
Rechners für die Fahrzeuggeschwindigkeit und der genann
ten Steuervorrichtung für die Hinterradlenkung anliegen
und die die Steuervorrichtung für die Hinterradlenkung
bei der anfänglichen Prüfung veranlaßt, eine Steuerung
der Hinterradlenkung mit einer neuen, gegebenen Position
zu beginnen, die - entsprechend dem Abfrageergebnis
"Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden" - nach dem Beginn
der Steuerbewegung in die Standardposition um einen
fest vorgegebenen Betrag in Richtung derselben Seite
derselben Phase von der vorhandenen Position liegt.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist durch
eine Vorrichtung zum Festhalten des Lenkwinkelverhält
nisses; eine Vorrichtung für die Ausfallsicherheit,
die Ausgangssignale der Vorrichtung zum Feststellen
des Lenkwinkelverhältnisses und des Rechners zum Fest
stellen der Fahrzeuggeschwindigkeit erhält und die
Prüfung der Ausfallsicherheit durchführt, wenn das
Abfrageergebnis die Nichtübereinstimmung zwischen der
Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkelverhältnis
als "erfolglos" feststellt; und weiterhin durch eine
Verhinderungsvorrichtung, die mit der Vorrichtung für
die Ausfallsicherheit verbunden ist und die die Fest
stellung der Ausfallsicherheit durch die Vorrichtung
für die Ausfallsicherheit aufgrund der Nichtübereinstim
mung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenk
winkelverhältnis verhindert bis die Zweiradlenkposition
bei der Steuerung des Motors in die Zweiradlenkposition
entsprechend dem Abfrageergebnis "Fahrzeuggeschwindig
keit vorhanden" bei der anfänglichen Prüfung erreicht
ist, gekennzeichnet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist durch
eine Vorrichtung zum Verändern des Lenkwinkelverhältnis
ses, die in Fahrzeugquerrichtung entsprechend dem Hin
terradlenkwinkel verschiebbar angeordnet ist und eine
Abtriebsstange aufweist, die die Hinterradspurstange
in Fahrzeugquerrichtung mittels einer Übertragungsvor
richtung verstellt, wobei das Verhältnis des Betrages
der Verschiebung der Abtriebstange zu dem Vorderradlenk
winkel entsprechend dem Betrag der Rotation des Motors
variiert, gekennzeichnet. Weiterhin ist es zweckmäßig
einen Servoverstärker vorzusehen, der durch Nutzung
des Öldrucks eine Lenkkraft erzeugt, wobei der Öldruck
verstärker ein Öldruckänderungsventil hat, das in axia
ler Richtung ein parallel mit der Achse der Abtriebstan
ge verstellbares Ventilelement aufweist. Das Ventilele
ment ist mit der Abtriebstange und mit der Hinterrad
spurstange mittels der Übertragungsvorrichtung verbun
den, und durch das Verstellen des Ventilelements wird
die Öldruckzufuhr zum Servoverstärker gesteuert.
Die vorstehend aufgeführten und weitere Merkmale der
Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtdarstellung der Hinterradlenkung
eines Fahrzeugs,
Fig. 2 eine Schnittansicht der Vorrichtung zum Verän
dern des Lenkwinkelverhältnisses,
Fig. 3 einen Querschnitt eines Abtrieb-Verstellele
mentes,
Fig. 4 eine vereinfachte perspektivische Ansicht
einer Lenkvorrichtung,
Fig. 5 ein beispielsweises Steuerungsprogramm für
das Lenkwinkelverhältnis,
Fig. 6 bis 8 jeweils bestimmte Schaltzustände der Übertra
gungsvorrichtung, der Abtriebstange, des
Öldruckänderungsventils und der Hinterrad
spurstange,
Fig. 9 den Programmablauf der Steuerung und
Fig. 10 ein Blockdiagramm der Steuerungselemente.
Fig. 1 zeigt die Gesamtkonstruktion einer Hinterradlen
kung gemäß der Erfindung. Die Vierradlenkung besteht
aus einer Vorderradlenkung 2, die das linke und rechte
Vorderrad 1L und 1R steuert, und einer Hinterradlenkung
4, die auf das linke und rechte Hinterrad 3L und 3R
wirkt.
Die Vorderradlenkung 2 für das linke und rechte Vorder
rad 1L und 1R besteht aus einer vorderen Zahnstange
7 mit jeweils links und rechts daran anschließenden
Spurstangen 5L und 5R, die an den jeweils rechten und
linken Spurstangenhebeln 6L und 6R angelenkt sind.
Die Lenkradsäule 11 mit dem Lenkrad 10 besitzt an ihrem
unteren Ende ein Zahnradritzel 9, das in die Verzahnung
8 der Zahnstange 7 eingreift. Durch Betätigung des
Lenkrades 10 wird die Zahnstange 7 quer zur Fahrzeug
längsachse bewegt und somit werden die Vorderräder
1L und 1R entsprechend gelenkt.
Die Hinterradlenkung 4 steuert die Hinterräder entspre
chend einem vorgegebenen Lenkwinkelverhältnis, nämlich
in Abhängigkeit vom Lenkwinkel der Vorderräder, wobei
auch die jeweilige Fahrzeuggeschwindigkeit zum Verändern
des Lenkwinkelverhältnisses genutzt wird.
Die Hinterradlenkung 4 umfaßt eine Vorrichtung 12 zum
Verändern des Lenkwinkelverhältnisses, einen Servover
stärker 13 für die Lenkung, eine Hinterradspurstange
14, eine Haltevorrichtung 15 für die Neutralposition,
eine Übertragungsvorrichtung 46 und ein Öldruckände
rungsventil 61 zur Öldruckverstärkung (siehe Fig. 2
bis 4).
Die Hinterradspurstange 14 erstreckt sich quer zur
Fahrzeuglängsachse und ist an ihren beiden Enden über
die linken und rechten Spurstangenteilstücke 21L und
21R und die beiden linken und rechten Spurstangenhebel
22L und 22R mit den linken und rechten Hinterrädern
3L und 3R verbunden. Die Hinterräder 3L und 3R werden
durch eine Verschiebebewegung der Hinterradspurstange
14 quer zur Fahrzeuglängsrichtung gelenkt.
Die Vorrichtung 15 zum Halten der Neutralposition weist
eine Zentrierungsfeder 16 im vorgespannten Zustand
auf, wie das in Fig. 5 dargestellt ist. Die Zentrie
rungsfeder 16 drückt die Hinterradspurstange 14 konstant
in die Neutralposition, in der die Hinterräder 3L und
3R gerade nach vorn gerichtet sind.
Die axiale Verschiebebewegung der Hinterradspurstange
14 quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs wird durch
die Vorrichtung 12 zum Verändern des Lenkwinkelverhält
nisses und durch den Servoverstärker 13 ausgeführt.
Die Vorrichtung 12 zum Verändern des Lenkwinkelverhält
nisses variiert das Lenkwinkelverhältnis beim Lenken
der Hinterräder 3L und 3R. Diese Vorrichtung 12 weist
eine Abtriebstange 17 auf. Mittels der Verzahnung 23,
die sich an der Zahnstange 7 der Vorderradlenkung befin
det, und eines Zahnritzels 24, das mit der Verzahnung
23 im Eingriff steht, und einer mit dem Zahnritzel
24 rotierenden Übertragungswelle 25 wird ein Vorderrad
lenkungswinkel in die Vorrichtung 12 zum Verändern
des Lenkwinkelverhältnisses eingegeben. Entsprechend
dem eingegebenen Vorderradlenkungswinkel wird die Ab
triebstange in Fahrzeugquerrichtung, d. h. quer zur
Fahrzeuglängsrichtung, bewegt.
Die Konstruktion ist so ausgelegt, daß das Verhältnis
der Bewegung der Abtriebstange 17 zu dem eingegebenen
Vorderradlenkungswinkel (entspricht dem Lenkwinkelver
hältnis) mit der Rotationsverstellung eines Schrittmo
tors variiert. Der Betrag der Rotationsverstellung
des Schrittmotors 26 wird in geeigneter Weise von einer
Steuereinheit 28 aufgrund eines Fahrzeuggeschwindig
keitssignals bestimmt, das von einem Geschwindigkeits
sensor 27 abgegeben wird. Der jeweilige Betrag der
Rotationsverstellung des Schrittmotors 26 wird von
einem Lenkwinkelverhältnis-Sensor 29 erfaßt, und mittels
des Erfassungssignals des Sensors 29 wird eine Prozeß
steuerung durchgeführt.
Die Lenkung der Hinterräder 3L und 3R wird durch einen
Servoverstärker 13 entsprechend dem Betrag der Verschie
bung der Abtriebstange 17 in der Vorrichtung 12 zum
Verändern des Lenkwinkelverhältnisses ausgeführt.
Die Hinterradlenkung schließt den Servoverstärker 13,
der die Lenkungskraft durch Ausnutzung des Öldruckes
erzeugt, ein. Der Servoverstärker 13 ist an eine Ventil
vorrichtung 30 angeschlossen, die die Hinterradlenkkraft
(Öldruck in dem Kraftzylinder) in dem Servoverstärker
13 verringert, indem sie die Öldruckpumpe 31 mit einem
Tankabfluß verbindet.
Die Ventilvorrichtung 30 besitzt zu diesem Zweck eine Ab
flußleitung 33, die die Druckseite der Öldruckpumpe
31 und ein Öldruckänderungsventil 61 mit einem Tank
32 verbindet, so daß von der Öldruckpumpe abgegebenes
Öl in den Tank 32 zurückfließt. Die Ventilvorrichtung 30
besteht aus den elektromagnetischen Ventilen 34 und
35, die in ihrer Normalposition offen sind. Die Bezugs
ziffer 37 bezeichnet einen Filter.
Beide Ventile 34 und 35 werden mittels der Steuerein
heit 28 betätigt, in die verschiedene Informationen
(in der Zeichnung nicht dargestellt), die für das Steu
ern der Ventile 34 und 35 erforderlich sind, eingegeben
werden. Im einzelnen gilt, daß während der normalen
Hinterradlenkung beide Ventile 34 und 35 unter Strom
stehen, so daß die Magnete 34a und 35a erregt sind
und beide Ventile 34 und 35 geschlossen sind. In diesem
Zustand wird auf die Hinterräder eine Lenkungskraft
entsprechend dem von der Öldruckpumpe 31 abgegebenen
Öldruck ausgeübt. Dadurch sind die Hinterräder 3L und
3R steuerbar.
Außerhalb des Normalzustandes stehen die beiden Ventile
34 und 35 nicht unter Strom, d. h. die Magnete 34 und
35 sind entmagnetisiert und beide Ventile 34 und 35
sind geöffnet, so daß die Druckseite der Öldruckpumpe
31 über die Abflußleitung 33 direkt in den Tank 32
arbeitet. Dadurch erlischt oder mindert sich die Lenk
kraft in dem Servoverstärker, so daß die Hinterradspur
stange in ihre neutrale Position zurückkehrt, und zwar
mittels der Rückstellkraft der Zentrierfeder 16 in
der Haltevorrichtung 15 für die Neutralposition. Dadurch
ist eine Ausfallsicherheit gegeben. Bei geöffneten
Ventilen 34 und 35 wird das Öl der Öldruckpumpe 31
über die Ventile 34 und 35 infolge des hohen Öldruckwi
derstandes in dem Öldruckänderungsventil 61 in den
Tank 32 gefördert.
Die elektrische Stromversorgung der beiden Ventile 34
und 35 wird beendet, wenn ein Zündschalter in die Posi
tion "AUS" gestellt wird, sobald die Ausgangsspannung
an einem Stromerzeuger unterhalb eines vorgegebenen
Wertes sinkt. Im Ergebnis dessen werden beide Ventile
34 und 35 geöffnet.
Fig. 2 zeigt, daß die Vorrichtung zum Verändern des
Lenkwinkelverhältnisses weiterhin ein Kegelradgetriebe
41, ein Kippachsenelement 42, einen Pendelarm 43 und
eine Verbindungsstange 44 besitzt. Diese Elemente sind
in einem Gehäuse 45 angeordnet.
Die Abtriebstange 17 der Vorrichtung 12 zum Verändern
des Lenkwinkelverhältnisses ist in dem Gehäuse 45 in
Achsrichtung verschiebbar gelagert. Indem die Abtrieb
stange 17 in ihre Axialrichtung verschoben wird, wird
die Hinterradspurstange 14 mittels der Übertragungsvor
richtung 46 in Fahrzeugquerrichtung bewegt, so daß
die Hinterräder 3L und 3R, die an beiden Enden der
Hinterradspurstange 14 angelenkt sind, gesteuert werden.
Das Kegelradgetriebe 41 ist in dem Gehäuse 45 um eine
Achse drehbar, die mit der Achse der Abtriebstange
17 koaxial angeordnet ist. Mit der Rotation des Kegelra
des 47 (an dem hinteren Ende der Übertragungswelle 25),
das mit dem Kegelrad 41 kämmt, rotiert das Kegelrad 41
um die vorgenannte Achse, wenn das Lenkrad bewegt wird.
Das Kippachsenelement 42, dessen Achse mit der Achse
der Abtriebstange 17 koaxial sein kann (siehe Fig.
2), ist mit einem Kippmechanismus 48 verbunden. Der
Kippmechanismus 48 arbeitet mit einem Schneckenrad
49, das beim Antrieb des Schrittmotors gedreht wird,
wobei es um die Achse (in der Zeichnung senkrecht)
rotiert, die die Achse 11 des Kippachsenelementes 42
schneidet. Durch diese Rotation des Kippmechanismus
48 wird das Kippachsenelement 42 ebenfalls gedreht.
Der Pendelarm 43 ist an dem Kippachsenelement 42 befe
stigt, so daß er um die Achse 11 des Kippachsenelement
42 kippbar ist. Die Position, in der der Pendelarm
43 an dem Kippachsenelement 42 befestigt ist, ist so
bestimmt, daß die Achse 12 des Pendelarms 43 durch
den Schnittpunkt der Rotationsachse mit der Achse 11
des Kippachsenelements 42 geht.
Die Verbindungsstange 44 besitzt eine Achse, die paral
lel zur Achse 13 der Abtriebstange 17 verläuft und
mit der Abtriebstange 17, dem Kegelrad 41 und dem Pen
delarm 43 in Verbindung steht. Die Befestigung an der
Abtriebstange 17 erfolgt durch Einschrauben des Endteils
der Verbindungsstange 44 in einen endseitigen Hebelarm
17A der Abtriebstange 17. Mit dem Kegelrad 41 ist die
Verbindungsstange 44 dadurch verbunden, daß sich ihr
Ende durch eine Bohrung 41a in dem Kegelrad 41 (im
Abstand r von der Achse des Kegelrades 41) erstreckt.
Die Verbindung zum Pendelarm 43 erfolgt dadurch, daß
sich der Pendelarm 43 durch eine Bohrung 50a in dem
Kugelgelenk 50, das in dem mittleren Teil der Verbin
dungsstange 44 gebildet und in allen Richtungen beweg
bar ist, erstreckt. Daraus folgt, daß die Verbindungs
stange 44 an der Abtriebstange 17 befestigt ist, jedoch
sowohl in Richtung der Achse 14 relativ zum Kegelrad 41
als auch in Richtung der Achse 12 relativ zum Pendel
arm 43 verschiebbar ist.
Wird das Kippachsenelement 42 gedreht, neigt sich die
Achse 12 des Pendelarms 43 in eine Richtung, die die
Achse 13 rechtwinklig schneidet, und der Pendelarm
gleitet in diese Neigungsrichtung. In diesem Fall wird
eine Veränderung des eingeschlossenen Winkels zwischen
der Achse 12 und der Achse 14 vermieden, und dadurch
sind in dem Verbindungspunkt zwischen dem Pendelarm
43 und der Verbindungsstange 44 in der Richtung, die
die Achse 13 der Abtriebstange 17 rechtwinklig schnei
det, Komponenten aus der Kraft, die von dem Pendelarm
43 auf die Verbindungsstange 44 übertragen wird, vermie
den, so daß Relativbewegungen in Richtungen, die einan
der rechtwinklig schneiden, möglich sind.
Somit ist die Verbindung zwischen der Verbindungsstange
44 und dem Pendelarm 43 der Vorrichtung 12 zum Variieren
des Lenkwinkelverhältnisses derart gestaltet, daß beide
relativ beweglich in der Richtung sind, die die Achse
13 rechtwinklig schneidet, und daher ist die geometri
sche Ortskurve des Verbindungspunktes zwischen dem
Pendelarm 43 und der Verbindungsstange 44, wenn der
Pendelarm 43 gedreht wird, eine kreisförmige Ortskurve
und eine elliptische Ortskurve auf der äußeren Umfangs
fläche eines Zylinders, der den Radius r und die Achse
13 als Zylinderachse hat.
Da die Verbindung zwischen dem Pendelarm 43 und der
Verbindungsstange 44, wie oben erwähnt, in der Weise
gestaltet ist, daß beide relativ bewegbar in der Rich
tung sind, die die Achse 13 rechtwinklig schneidet,
kann der Winkel zwischen der Achse 14 der Verbin
dungsstange 44 und der Achse 13 der Abtriebstange 17
fixiert gehalten sein. Auf diese Weise kann verhindert
werden, daß rechte und linke Abweichungen bei der Ver
stellung der Abtriebstange 17 auftreten.
Fig. 3 zeigt ein Abtrieb-Verstellelement 51, das zwischen
der Vorrichtung 12 zum Verändern des Lenkwinkelverhält
nisses und der Übertragungsvorrichtung 46 angeordnet
ist. Das Abtrieb-Verstellelement 51 besteht aus dem
äußeren rohrförmigen Teil 52 und der Abtriebstange
17, deren eines Ende mit der Verbindungsstange 44 ver
bunden ist und deren anderes Ende in dem rohrförmigen
Teil 52 verschiebbar in Richtung der Achse 13 gelagert
ist. Die Endbereiche der Abtriebstange 17 und des rohr
förmigen Teils 52 sind in Lagern 14a gehalten, die
integrierter Bestandteil des Gehäuses 45 sind.
Das äußere rohrförmige Teil 52 besteht zunächst aus
einem ersten rohrförmigen Teil 52b, das ein Mitnehmer
teil 52a aufweist, das wiederum mit dem Endstück A
(siehe Fig. 4) der Übertragungsvorrichtung 46 im Ein
griff ist, sowie einem zweiten rohrförmigen Teil 52c,
das auf das erste rohrförmige Teil 52b aufgeschraubt
und mit einer Kontermutter 52d gesichert ist. Im Inneren
besitzt das rohrförmige Teil 52 einen größeren Durchmes
ser 52e. In diesem Bereich des größeren Durchmessers
52e ist eine Feder 17e zwischen zwei Federanlagescheiben
17a und 17b vorgespannt angeordnet, so daß beide Feder
anlagescheiben 17a und 17b mittels der Feder 17c in
axialer Richtung nach außen gedrückt werden und einen
Halteanschlag 17d sowie einen Schulteranschlag 17e
der Abtriebstange 17 kontaktieren, wobei gleichzeitig
Schulteranschläge 52f und 52g an beiden Enden des im
Durchmesser vergrößerten Teils in axialer Richtung
kontaktiert werden.
Daraus folgt, daß mittels der Verbindungsstange 44
die Abtriebstange 17 in Richtung der Achse 13 verschoben
werden kann. Solche Verschiebungen werden auf den rohr
förmigen Teil 52 über die Schulteranschläge 52f und
52g übertragen und von dem rohrförmigen Teil 52 an
das Endstück A der Übertragungsvorrichtung 42 weiterge
geben. Ist jedoch das Endstück A der Übertragungsvor
richtung 46 gesteuert und daher mit einer größeren
Kraft beaufschlagt als es der ausgeübten Kraft der
Feder 17c (die einen festen vorgegebenen Wert besitzt)
auf das äußere rohrförmige Teil 52 im Augenblick der
Verschiebung der Abtriebstange 17 entspricht, wird
die Verschiebung der Abtriebstange 17 nicht auf das
äußere rohrförmige Teil übertragen, da sie durch das
Zusammendrücken der Feder 17c neutralisiert wird.
Das Öldruckänderungsventil 61 besitzt ein Ventilgehäuse
62 und einen Schieber 63, der Bestandteil des Ventils
ist und in dem Gehäuse 62 derart angeordnet ist, daß
er in Richtung der Achse 15, die parallel zur Achse
13 der Abtriebstange 17 gelagert ist, verschiebbar
ist. Die Verstellung des Schiebers 63 erfolgt mittels
der Abtriebstange 17 und der Hinterradspurstange 14
mittels der Übertragungsvorrichtung 46. Durch die Ver
stellung des Schiebers 63 wird die Zufuhr von Öldruck
zum Servoverstärker 13 gesteuert. Das heißt, wenn der
Schieber 63 aus seiner neutralen Position relativ zum
Ventilgehäuse 42 nach rechts verschoben wird, wird
dem rechten Ölraum 65, d. h. der rechten Seite des Zylin
ders des Servoverstärkers 13, Öldruck zugeführt, und
wenn der Schieber 63 nach links verschoben wird, wird
in den linken Ölraum 66, d. h. in die andere Seite des
Zylinders, Öldruck eingegeben.
Die Hinterradspurstange 14 erstreckt sich in Fahrzeug
querrichtung und ist parallel zur Achse 13
der Abtriebstange 17 ausgerichtet. Sie lenkt die Hinter
räder 3L und 3R und ist mit ihrem jeweiligen Ende
und damit zur Verstellbewegung in die jeweilige Rich
tung über die Spurstangenteilstücke 21L und 21R und
die Spurstangenhebel 22L und 22R mit den Hinterrädern
verbunden. Die Verstellung der Hinterradspurstange
14 erfolgt mittels der Öldruckkraft des Servoverstärkers
13. Die Hinterradspurstange besitzt auch eine Zentrier
feder 16. Erlischt oder vermindert sich der Öldruck
in dem Öldruckänderungsventil 61 und in dem Servover
stärker 13 oder treten Leckagen, Beschädigungen und
sonstige Schwierigkeiten in dem mechanischen System
der Hinterradlenkung auf, in deren Folge der Öldruck
in dem Zylinder des Servoverstärkers 13 durch Öffnen
des Tankabflusses des Öldrucksystems erlischt, wird
die Hinterradspurstange in ihre neutrale Position ver
stellt, d. h. in die Position, in der die Hinterräder
nicht ausgelenkt sind, sondern gerade nach vorn weisen.
Dadurch ist zugleich die sogenannte Ausfallsicherheit
gewährleistet.
Der Zylinder des Servoverstärkers 13 bewirkt über die
Öldruckkraft die seitliche Verstellung der
Hinterradspurstange 14 in Fahrzeugquerrichtung. Ein Kolben 68
ist direkt auf der Hinterradspurstange 14 befestigt.
Dichtungsteile 70 und 71 sind links und rechts vom
Kolben 68 angeordnet und bilden zusammen mit diesem
den linken und rechten Ölraum 66 und 65. Die Dichtungs
teile 70 und 71 sind mit dem Gehäuse 72 des Zylinders
des Servoverstärkers 13 verbunden und gleiten relativ
zu der Hinterradspurstange 14.
Die Übertragungsvorrichtung 46 arbeitet mit der Abtrieb
stange 17, dem Schieber 63, der Hinterradspurstange
14 und auch mit dem Abtriebverstellelement 51 zusammen.
Diese Vorrichtung 46 ist derart gesteuert, daß sie
bei Bewegung der Abtriebstange 17 den Schieber 63 in
eine vorgegebene Richtung und entsprechend auch in
die entgegengesetzte Richtung bewegen kann.
Im einzelnen besitzt die Übertragungsvorrichtung 46
einen Kreuzhebel 46a mit einem vertikalen Hebel und
einem horizontalen Hebel. Der vertikale Hebel steht
mit seinem einen Ende, d. h. dem Endstück A, mit dem
äußeren rohrförmigen Teil 52 des Abtrieb-Verstellele
ments 51 in Wirkverbindung, und das andere Ende des
vertikalen Hebels, d. h. des Endstück B, steht mit der
Hinterradspurstange 14 in Wirkverbindung. Der horizon
tale Hebel steht mit seinem Endstück C mit dem an dem
Fahrzeugrahmen befestigten Gehäuse der Hinterradlenkung
4 in Wirkverbindung, während das Endstück D des horizon
talen Hebels auf den Schieber 63 wirkt. Die Endstücke
A, B und D sind in axialer Richtung relativ zu dem
rohrförmigen Teil 52 des Abtrieb-Verstellelements
51, der Hinterradspurstange 14 und dem Schieber 63
unbeweglich. Sie sind jedoch in andere Richtungen beweg
bar und drehbar. Das Endstück C ist drehbar, jedoch
infolge der Kugellagerung (in dieser Zeichnung nicht
dargestellt) nicht bewegbar.
Nachstehend ist das Steuerungsprinzip dieser Lenkvor
richtung anhand der Fig. 6 bis 8 näher erläutert.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt der Vorrichtung in einer
Position, in der sich sowohl der Schieber 63 als auch
die Hinterradspurstange 14 in ihrer neutralen Position
befinden, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. Angenommen,
die Abtriebstange 17 wird aus dieser Position nach
rechts bewegt, wird das Endstück A des Kreuzhebels
46a zusammen mit dem rohrförmigen Teil 52 ebenfalls
nach rechts bewegt. Wenn sich das Endstück A bewegt,
wirken Gegenkräfte des Fahrzeugrades und Gegenkräfte
der Zentrierfeder 16 auf die Hinterradspurstange 14,
und daher ist das Endstück B in axialer Richtung unbe
weglich. Das Endstück C ist ebenfalls unbeweglich,
da es mit dem Gehäuse verbunden ist. Daraus folgt,
daß sich der Kreuzhebel 46a in einer geraden Linie,
die das Endstück C mit dem Endstück B verbindet, um
das Endstück B als Zentrum neigt, wie das in Fig. 7
dargestellt ist. D.h. der Kreuzhebel 46a bewegt sich
in eine solche Richtung, daß er mittels des Endstücks
D den Schieber 63 in die vorgegebene Richtung, d. h.
nach rechts, bewegt.
In der neutralen Position gemäß Fig. 6 gibt der Schieber
63 relativ zum Gehäuse 62 einen Überströmungsspalt
Lo jeweils auf der linken Seite des Ölraums 66 und auf
rechten Seite des Ölraums 65 frei, so daß das Öl zum
Tank abströmen kann. Wird jedoch der Schieber aus seiner
neutralen Position nach rechts bewegt, verringert sich
der Überströmungsspalt des rechten Ölraums 65, während
sich der Überströmungsspalt des linken Ölraums 66 ver
größert. Dementsprechend erhöht sich der Öldruck in
dem rechten Ölraum 65, und in dem linken Ölraum 66
verringert sich der Öldruck, so daß die Hinterradspur
stange nach links bewegt wird. Der Öldruck, der die
Hinterradspurstange nach links bewegt, vergrößert sich
mit zunehmender Verstellung des Schiebers 63 nach
rechts.
Bei der Bewegung des Schiebers 63 aus seiner in Fig.
6 gezeigten neutralen Position in eine in Fig. 7 gezeigte
und auf der rechten Seite durch L1 gekennzeichnete
ausbalancierte Position verringert sich der Überströ
mungsspalt für den Tankabfluß auf der rechten Seite
des Ölraums 65 auf L2 = L0 - L1, und die Kraft aus
dem Öldruck des Servoverstärkers 13 befindet sich im
ausbalancierten Zustand mit den äußeren Kräften, d. h.
der Kraft aus der Zentrierfeder, den Reaktionskräften
der Fahrzeugräder usw.
Bewegt sich der Schieber 63, ausgehend von der in Fig.
7 gezeigten Position, weiter nach rechts, verengt sich
der Überströmungsspalt für den Tankabfluß auf der rech
ten Seite des Ölraums 65 noch weiter als mit L2 angege
ben, während sich der Überströmungsspalt links vom
Ölraum 66 über L3 hinaus vergrößert, so daß der vom
Servoverstärker 13 erzeugte Öldruck größer als die
äußeren Kräfte wird, die auf die Hinterradspurstange
14 wirken. Dementsprechend wird die Hinterradspurstange 14
durch diesen Öldruck nach links bewegt.
Wenn sich die Hinterradspurstange nach links bewegt,
verstellt sich das Endstück B des Kreuzhebels 46a zusam
men mit der Hinterradspurstange 14 nach links. Zu dieser
Zeit ist das Endstück A unbeweglich, da die Kraft des
Steuerrades, die Reaktionskraft der Vorderräder usw.
auf das Abtrieb-Verstellelement wirken und auch das
Endstück C unbeweglich ist. Daraus resultiert, daß
die Bewegung der Hinterradspurstange 14 stoppt, wenn
der Kreuzhebel 46a in seine ausbalancierte Position, wie
in Fig. 8 gezeigt, zurückkehrt, wobei eine gerade Linie
das Endstück A mit dem Endstück C verbindet und das
Endstück C das Zentrum dieser Bewegung ist.
Wird die Abtriebstange 17, ausgehend von dem vorher
beschriebenen Zustand, weiter nach rechts bewegt und
dementsprechend auch der Schieber 63, dann bewegt sich
die Hinterradspurstange 14 nach links. Jedoch endet
diese Bewegung, wenn sich der Schieber in die balancier
te Position zurückbewegt. Durch Wiederholung dieser
Verstellbewegung wird die Hinterradspurstange 14 um
solche Anteile bewegt, die dem Anteil der Verstellbewe
gung der Abtriebstange 17 entsprechen, und gemäß diesem
Anteil werden die Hinterräder 3L und 3R gelenkt. Die
ausbalancierte Position variiert mit der Größe der
äußeren Kräfte. Wenn zum Beispiel die Hinterradspurstan
ge 14, wie vorstehend beschrieben, nach links bewegt
wird, verändert sich die Zentrierfeder entsprechend
dieser Bewegung und die Kraft (äußere Kraft) der Zen
trierfeder 16 wird größer, so daß sich die ausbalancier
te Position von der in Fig. 7 gezeigten Stellung
nach rechts verstellt. Diese Verstellung der ausbalan
cierten Position ist jedoch sehr gering (z. B. bei der
dargestellen Ausführungsform der Hinterradspurstange
+10 mm nach links und rechts als Maximum, ausgehend
von der neutralen Position), und die Verstellung der
ausbalancierten Position beträgt lediglich +1 mm gegen
über der in Fig. 6 gezeigten neutralen Position, wenn
sich die Hinterradspurstange 14 maximal verstellt.
Wird die Abtriebstange 17 nach links bewegt, dann sind
die Verstellungen bzw. Bewegungen des Kreuzhebels 46a,
des Schiebers 63 und der Hinterradspurstange 14 ledig
lich entgegengesetzt zu den vorstehend beschriebenen
Funktionsabläufen. Daher kann eine Beschreibung entfal
len.
Das Verändern des Lenkwinkelverhältnisses mittels der
Vorrichtung 12 kann auf der Basis verschiedener Faktoren
erfolgen, und diverse Steuerabläufe sind möglich. Für
das dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Steuersche
ma in Fig. 5 dargestellt. Im langsamen Geschwindigkeits
bereich kann die Kurvenfahrt des Fahrzeugs verbessert
werden, indem die Hinterräder 3L und 3R relativ zu
den Vorderrädern 1L und 1R und der Lenkradbewegung
in die entgegengesetzte Richtung gelenkt werden. Im
höheren Geschwindigkeitsbereich kann eine Verbesserung
der Laufstabilität dadurch erreicht werden, daß alle
Räder in dieselbe Richtung gelenkt werden. In diesem
Fall werden dann die Hinterräder entsprechend der Dreh
richtung des Lenkrades in dieselbe Richtung gelenkt.
Um das genannte Steuerverhalten zu realisieren, spei
chert die Steuereinheit 28 das Steuerschema des Lenkwin
kelverhältnisses, und ein Geschwindigkeitssignal des
Fahrzeugs wird von dem Sensor 27 eingegeben. Um das
jeweilige Lenkwinkelverhältnis bei einem entsprechenden
Geschwindigkeitssignal und dem gegebenen Steuerschema
(Fig. 5) zu erhalten, besitzt die Steuereinheit eine
Hinterradsteuereinrichtung 28a. Diese Hinterradsteuer
vorrichtung 28a erfaßt das tatsächliche Lenkwinkelver
hältnis aus dem Rotationswinkel der zentralen Achse
des Kippmechanismus 48 und dem Lenkwinkelverhältnis,
das durch die Rotation des Schrittmotors 26 gegeben
ist. Die Steuereinheit 28 erhält einen Ausgangsimpuls
des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 27 und besitzt
eine Einrichtung 28g zur Berechnung der Fahrzeugge
schwindigkeit, die die Fahrzeuggeschwindigkeit auf
der Basis der Zyklen zwischen dem Impulsen am Anfang
eines Prüfzeitraums in Verbindung mit anderen Fahrzu
ständen, die auf der Basis der Anzahl der abgegebenen
Impulse innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums berech
net sind, ermittelt.
Die Hinterradsteuervorrichtung 28a erhält Ausgangssigna
le aus der Einrichtung 28g zum Berechnen der Fahrzeugge
schwindigkeit und steuert den Schrittmotor 26, so daß
die Zweiradlenkposition (2WS Position), in der das
Lenkwinkelverhältnis null ist, erhalten wird, wenn
am Anfang des Prüfzeitraums das Ergebnis "Fahrzeugge
schwindigkeit vorhanden" vorliegt, und die Standardposi
tion, in der das Lenkwinkelverhältnis seinen maximalen
Wert in entgegengesetzter Richtung einnimmt, dann gege
ben ist, wenn am Anfang des Prüfzeitraums das Ergebnis
"Fahrzeuggeschwindigkeit nicht vorhanden" vorliegt.
Wie auch Fig. 10 zu entnehmen ist, besitzt die Steuer
einheit 28 eine Steuervorrichtung 28b für den Öldruck,
die, wenn der Schrittmotor 26 am Anfang eines Prüfzeit
raums arbeitet, die Ventilvorrichtung 30 (Öldruckzufüh
rungsvorrichtung) steuert, bevor der Motor seine Öl
druckförderung zu dem Öldruckänderungsventil (als Servo
verstärker) beginnt; eine erste Korrektureinrichtung
28c, an der die Ausgangssignale 28g für die Fahrzeugge
schwindigkeit und der Steuervorrichtung 28a für die
Hinterradlenkung anliegen und die den Schrittmotor
in die Zweiradlenkposition verstellt und die Steuervor
richtung für den Öldruck betätigt, nachdem die Zweirad
lenkungsposition erreicht ist, und die die Öldruckzufüh
rung der Ventilvorrichtung 30 zum Öldruckänderungsventil
freigibt; und eine zweite Korrektureinrichtung 28d,
an der die Ausgangssignale des Rechners 28g für die
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Steuervorrichtung 28a
für die Hinterradlenkung anliegen und die nach dem
Start der Steuerung in die Standardposition bewirkt,
daß die Steuervorrichtung 28a für die Hinterradlenkung
die Hinterradlenkung in Gang setzt, mit dem Punkt als
neue Position, der von der gegebenen Position um einen
vorgegebenen Betrag in derselben Richtung entfernt liegt,
wenn das Ergebnis der Prüfung aussagt "Fahrzeuggeschwin
digkeit vorhanden", nachdem der Start der Steuerung
zur Standardposition veranlaßt ist.
Die Steuereinheit 28 weist weiterhin eine Vorrichtung
28e zur Ausfallsicherheit auf, an der die Ausgangssigna
le des Rechners 28g für die Fahrzeuggeschwindigkeit
und des Sensors 29 für das Lenkwinkelverhältnis anlie
gen, und die die Ausfallsicherheitsprüfung durchführt,
wenn die Beurteilung eine mangelnde Übereinstimmung
zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel
verhältnis mit "fehlt" ausweist, sowie eine Verhinde
rungsvorrichtung 28f, die mit der Vorrichtung zur Aus
fallsicherung 28e verbunden ist und die die Ausfallsi
cherheitsprüfung durch die Vorrichtung 28e auf der
Basis der mangelnden Übereinstimmung zwischen der Fahr
zeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkelverhältnis unter
bindet, wenn das Ergebnis am Anfang des Prüfungszeit
raums bestätigt "Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden"
und die Steuerung zu der Zweiradsteuerungsposition
durchgeführt ist.
Das Ablaufprogramm der Steuereinheit 28 wird nachfolgend
mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben.
Zunächst wird beim Systemstart der Fahrzeugmotor ge
stoppt. Sodann wird als erstes die CPU der Steuereinheit
28 initialisiert (Schritt S₁), und die Anfangsprüfung
(Initial Check) wird in Gang gesetzt. Der Grund dafür,
warum beim Initial Check der Fahrzeugmotor gestoppt
werden muß, liegt darin, daß der Schrittmotor mit dem
L-Potentialanschluß des Stromerzeugers verdrahtet ist
und die Spannung beim Abschalten des Fahrzeugmotors
gegen Null geht und damit der Zustand "System abgeschal
tet" eintritt.
Es erfolgt zunächst die Entscheidung, ob das Fahrzeug
in Bewegung ist. Die Beurteilung der Fahrzeuggeschwin
digkeit, d. h. ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist,
erfolgt aufgrund des Ausgangssignals des Sensors für
die Fahrzeuggeschwindigkeit (Schritt S₂).
Wird eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich Null angezeigt,
dann steht das Fahrzeug, und das Lenkwinkelverhältnis
sollte den maximalen Wert in der entgegengesetzten
Richtung oder die Standardposition aufweisen (siehe
Fig. 5). Um daher den Öldruck aufzubauen, sind beide
Magnetspulen 34a und 35a der im normalen Zustand offenen
Ventile 34 und 35 erregt (Schritt S₃), so daß beide
Ventile 34 und 35 geschlossen sind und die Entscheidung
vorgenommen werden kann, ob die vorgegebene Zeit ver
strichen ist oder nicht (Schritt S₄).
Nach Ablauf der vorgegebenen Zeit wird die Standardposi
tion so hergestellt, daß der Schrittmotor 26 (z. B.
Motorgeschwindigkeit 380 pps) die Standardposition
einnimmt, in der das Lenkwinkelverhältnis den maximalen
Wert in der entgegengesetzten Richtung erreicht (Schritt
S₅). Wenn die vorgegebene Zeit noch nicht abgelaufen
ist, dann erfolgt das Einstellen der Standardposition
nicht bevor die vorgegebene Zeit abgelaufen ist.
Sodann wird entschieden, ob die Standardeinstellung
beendet ist (Schritt S₆). Ist die Standardeinstellung
beendet, geht das Programm zum Schritt S₇ und die übli
che Steuerung der Hinterradlenkung oder eine Lenkung
der Hinterräder 3L und 3R wird entsprechend der Fahr
zeuggeschwindigkeit durchgeführt. Wenn andererseits
die Standardeinstellung noch nicht beendet ist, wird
erneut abgefragt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit Null
ist (Schritt S₈). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
Null ist, befindet sich das Fahrzeug im Stillstand
und der Programmablauf kehrt zum Schritt S₅ zurück, und
die Standardeinstellung wird erneut durchgeführt.
Wenn dagegen die Fahrzeuggeschwindigkeit ungleich Null
ist, ist das Fahrzeug vom Stillstand in eine Vorwärtsbe
wegung gelangt, und es ist aus Sicherheitsgründen uner
wünscht, nunmehr die Standardeinstellung vorzunehmen,
bei der der maximale Wert in entgegengesetzter Richtung
des Lenkwinkelverhältnisses erreicht wird, als befände
sich das Fahrzeug im Stillstand. Daher wird die gegebene
Anzahl der Schritte des Schrittmotors von dem Sensor
29 des Lenkwinkelverhältnisses vorgegeben, und die
Steuerung der Lenkung der Hinterräder 3L und 3R beginnt
bei der Stellung, die durch den vorgegebenen Winkel
(z. B. 1.6°) - gleichgerichtet zur selben Richtung (das
ist die sichere Seite) - gegeben ist (Schritt S₉).
Dann geht der Programmablauf zum Schritt S₇ über.
Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Abfrage nach
Schritt S₂ ungleich Null, befindet sich das Fahrzeug
in Bewegung. Um in diesem Zustand die Möglichkeit auszu
schließen, daß die Hinterräder 3L und 3R stärker in
die entgegengesetzte Richtung gelenkt werden als es
dem Lenkwinkelverhältnis entsprechen würde, das sie
im Anfangszustand einnehmen sollten, werden die Magnet
spulen 34a und 35a der im Normalzustand offenen Ventile
34 und 35 zur Entmagnetisierung abgeschaltet (Schritt
S₁₀), und beide Ventile 34 und 35 sind geöffnet. Dann
wird im Schritt S₁₁ die Ausfallsicherheitsprüfung ausge
setzt, die durch mangelnde Übereinstimmung zwischen
dem Lenkwinkelverhältnis und der Fahrzeuggeschwindig
keit ausgelöst wird. Der Antriebskraft wird der Vorrang
gegeben, während die Rotation des Schrittmotors 26
bei einer geringen Geschwindigkeit (z. B. Motorgeschwin
digkeit 95 pps) erfolgt und die 2WS-Positionierung
(Lenkwinkelverhältnis einer Zweiradlenkung) ausgeführt
wird (Schritt S₁₂).
Der Grund für die Aussetzung der Prüfung der Ausfallsi
cherheit liegt darin, daß die Rotation des Schrittmotors
26 bei einer geringen Geschwindigkeit frei von der
entsprechenden Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwin
digkeit und dem Lenkwinkelverhältnis ist, so daß eine
mangelnde Übereinstimmung zwischen den genannten Größen
auftreten und als Folge davon eine Überprüfung der
Ausfallsicherheit erforderlich sein kann.
Anschließend wird abgefragt, ob die 2WS-Positionierung
beendet ist (Schritt S₁₃). Ist die 2WS-Positionierung
noch nicht beendet, kehrt der Programmablauf zum Schritt
S₁₂ zurück, und die 2WS-Positionierung wird erneut durch
laufen. Wenn andererseits die 2WS-Positionierung beendet
ist, wird überprüft, ob diese tatsächlich erreicht
ist (Schritt S₁₄). Ist die 2WS-Positionierung tatsäch
lich erfolgt, werden die Magnetspulen 34a und 35a der
Ventile 34 und 35 erregt, da die Hinterräder 3L und
3R nicht gesteuert werden, selbst dann nicht, wenn
Öldruck zugeführt wird (Schritt S₁₅). Das Aussetzen
der Überprüfung der Ausfallsicherheit ist dann aufgeho
ben (Schritt S₁₆). Daraufhin geht der Programmablauf
zu der üblichen Steuerung der Hinterradlenkung entspre
chend der festgestellten Fahrzeuggeschwindigkeit über
(Schritt S₇).
Wurde die 2WS-Positionierung tatsächlich nicht erreicht,
wird abgefragt, ob die Herstellung der 2WS-Positionie
rung fünfmal versucht worden ist. Ist das nicht der
Fall, kehrt der Programmablauf zum Schritt S₁₁ zurück,
und die 2WS-Positionierung wird erneut begonnen. Nach
fünf Versuchen wird festgestellt, daß diese Positionie
rung nicht erreichbar ist, und das System entscheidet
eine "Fehler"-Meldung. Damit ist die Steuerung als
"System tot" zu betrachten (Schritt S₁₈).
Der Grund für den fünfmaligen Versuch einer 2WS-Positio
nierung liegt darin, daß es Fälle geben kann, in denen
es infolge zu geringer Antriebskraft schwierig ist,
eine 2WS-Positionierung zu erreichen, obwohl der
Schrittmotor 26 bei einer geringen Geschwindigkeit
rotiert und der Antriebskraft der Vorrang gegeben ist.
Wird die 2WS-Positionierung trotz fünffachen Versuches
nicht erreicht, dann ist es aufgrund des Fehlens der
Antriebskraft im allgemeinen unmöglich, diese Positionie
rung zu erhalten.
Da es sehr viele Ausführungsformen der Erfindung gibt,
ohne die Lehre der Erfindung zu verlassen, wird hervor
gehoben, daß die beschriebene Ausführung nur ein Bei
spiel ist und die Erfindung nicht beschränkt. Der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch
die folgenden Ansprüche zusammen mit der Beschreibung
und der Zeichnung bestimmt, und alle Änderungen sollen
mit unter diesen Schutz fallen.
Claims (9)
1. Hinterradlenkung für Fahrzeuge mit einem Vierradlenk
system, bei dem ein Einschlagmechanismus für die
Vorderräder mit einem Einschlagmechanismus für die
Hinterräder verbunden ist und die Verstellung der
Hinterräder entsprechend einem vorgegebenen Lenkwin
kelverhältnis in Abhängigkeit von dem Lenkwinkel
der Vorderräder und der Fahrgeschwindigkeit erfolgt,
mit einer Hinterradspurstange, die durch ihre Ver
stellung die Hinterräder lenkt, einer Haltevorrich
tung, die die Hinterradspurstange ständig in eine
neutrale Position zu drücken versucht, einem mit
der Hinterradspurstange verbundenen Motor zur Ände
rung des Lenkwinkelverhältnisses zwischen Vorder-
und Hinterrädern, einem Öldruckverstärker zum Ver
schieben der Hinterradspurstange mittels einer Öl
druckkraft sowie einer Öldruckzuführungsvorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öldruckzuführungsvorrich
tung mit einer Ventilvorrichtung (34, 34a, 35, 35a)
versehen und mit einer Steuervorrichtung (28b) für
den Öldruck verbunden ist, die beim Betätigen des
Motors (26) zur Änderung des Lenkwinkelverhältnisses
bei einer ersten Überprüfung die Ventilvorrichtung
vor dem Arbeiten des Motors steuert und damit die
Öldruckzuführung zum Öldruckverstärker (13, 61)
frei gibt.
2. Hinterradlenkung nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch einen Rechner (28g) zum Ermitteln der Fahrzeug
geschwindigkeit; eine Steuervorrichtung (28a) für
die Lenkung der Hinterräder (3R, 3L), an der das
Ausgangssignal des Rechners (28g) anliegt und die
den Motor (26) steuert, so daß während der anfängli
chen Überprüfung bei dem Abfrageergebnis "Fahrzeugge
schwindigkeit vorhanden" eine Zweiradlenkposition
mit einem Zweiradlenkwinkelverhältnis erhalten wird,
und während der anfänglichen Überprüfung bei dem
Abfrageergebnis "Fahrzeuggeschwindigkeit nicht vor
handen" eine Standardposition mit einem Lenkwinkel
verhältnis mit maximalem Wert in entgegengesetzter
Richtung erhalten wird; und eine erste Korrekturein
richtung (28c), an der die Ausgangssignale des Rech
ners (28g) und der Steuervorrichtung (28a) für die
Lenkung der Hinterräder (3R, 3L) anliegen und die,
wenn der Motor (26) bei der anfänglichen Überprüfung
und dem Abfrageergebnis "Fahrzeuggeschwindigkeit
vorhanden" in die Zweiradlenkposition steuert, die
Öldrucksteuervorrichtung (28b) derart steuert, daß
die Öldruckzuführungsvorrichtung veranlaßt ist,
dem Öldruckverstärker (13, 61) Öldruck zuzuführen.
3. Hinterradlenkung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich
net durch eine Öldruckzuführungsvorrichtung, die
durch ein Paar elektromagnetisch betätigter, im
Normalzustand offener Ventile (34, 35) gebildet
ist, die parallelgeschaltet sind und eine Abflußlei
tung (33) freigeben, durch die Öl aus einer Öldruck
pumpe (31) in einen Tank (32) abgelassen werden
kann, und die, während sie stromlos sind, offengehal
ten sind.
4. Hinterradlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung
(28a) für die Hinterradlenkung ein Ausgangssignal
von der Ölsrucksteuervorrichtung (28b) erhält und
die Steuerung des Motors (26) in eine Standardpositi
on, in der bei dem Abfrageergebnis "Fahrzeuggeschwin
digkeit nicht vorhanden" das Lenkwinkelverhältnis
ein Maximalwert in entgegengesetzter Richtung ist,
ausgeführt wird, nachdem eine vorgegebene Zeit nach
der Stromzuführung zu den elektromagnetisch betätig
ten Ventilen (34, 35) verstrichen ist.
5. Hinterradlenkung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervor
richtung für die Hinterradlenkung das Lenkwinkelver
hältnis entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit
verändert, und zwar in die entgegengesetzte Richtung
bei einer geringen Geschwindigkeit und in dieselbe
Richtung bei einer hohen Geschwindigkeit.
6. Hinterradlenkung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Korrektur
einrichtung (28d), an der die Ausgangssignale des
Rechners (28g) für die Fahrzeuggeschwindigkeit und
der Steuervorrichtung (28a) für die Hinterradlenkung
anliegen, und die bei der anfänglichen Überprüfung
die Steuervorrichtung für die Hinterradlenkung veran
laßt, eine Steuerung der Hinterradlenkung mit einer
vorgegebenen Position zu beginnen, die entsprechend
dem Abfrageergebnis "Fahrzeuggeschwindigkeit vorhan
den" nach dem Beginn der Steuerbewegung in die Stan
dardposition um einen fest vorgegebenen Betrag in
Richtung derselben Seite derselben Richtung von
der vorhandenen Position liegt.
7. Hinterradlenkung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum
Feststellen des Lenkwinkelverhältnisses, das als
Verhältnis des Lenkwinkels der Hinterräder zum Lenk
winkel der Vorderräder definiert ist; eine Vorrich
tung (28e) für die Ausfallsicherheit, die Ausgangssi
gnale der Vorrichtung zum Festhalten des Lenkwinkel
verhältnisses und des Rechners zum Feststellen der
Fahrzeuggeschwindigkeit erhält und die Prüfung der
Ausfallsicherheit durchführt, wenn das Abfrageergeb
nis die Nichtübereinstimmung zwischen der Fahrzeugge
schwindigkeit und dem Lenkwinkelverhältnis als "er
folglos" feststellt; und eine Verhinderungsvorrich
tung (28f), die mit der Vorrichtung (28e) für die
Ausfallsicherheit verbunden ist und die die Feststel
lung der Ausfallsicherheit durch die Vorrichtung
für die Ausfallsicherheit aufgrund der Nichtüberein
stimmung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und
dem Lenkwinkelverhältnis aussetzt, bis die Zweirad
lenkposition bei der Steuerung des Motors in die
Zweiradlenkposition entsprechend dem Abfrageergebnis
"Fahrzeuggeschwindigkeit vorhanden" bei der anfäng
lichen Überprüfung erreicht ist.
8. Hinterradlenkung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (12)
zum Verändern des Lenkwinkelverhältnisses, die in
Fahrzeugquerrichtung entsprechend dem Hinteradlenk
winkel verschiebbar angeordnet ist, und die eine
Abtriebstange (17) aufweist, die die Hinterradspur
stange (14) in Fahrzeugquerrichtung mittels einer
Übertragungsvorrichtung (46) verstellt, wobei das
Verhältnis des Betrages der Verschiebung der Abtrieb
stange zum Vorderradlenkwinkel entsprechend dem
Betrag der Rotation des Motors (26) variiert.
9. Hinterradlenkung nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch einen Servoverstärker
(13), der durch Nutzung des Öldrucks eine Lenkkraft
erzeugt, bei dem der Öldruckverstärker ein Öldruckän
derungsventil (61) ist, das einen Schieber (63)
hat, der in axialer Richtung parallel mit der Achse
der Abtriebstange (17) verstellbar ist, wobei der
Schieber (63) mit der Abtriebstange (17) und der
Hinterradspurstange (14) mittels der Übertragungsvor
richtung (46) verbunden ist und durch das Verstellen
des Schiebers (63) die Öldruckzufuhr zum Servover
stärker (13) steuerbar ist.
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