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DE3832924A1 - Integriertes vierradlenk- und differentialschlupf-steuersystem - Google Patents

Integriertes vierradlenk- und differentialschlupf-steuersystem

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Publication number
DE3832924A1
DE3832924A1 DE3832924A DE3832924A DE3832924A1 DE 3832924 A1 DE3832924 A1 DE 3832924A1 DE 3832924 A DE3832924 A DE 3832924A DE 3832924 A DE3832924 A DE 3832924A DE 3832924 A1 DE3832924 A1 DE 3832924A1
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DE
Germany
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cornering
wheel
differential
wheels
vehicle
Prior art date
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Granted
Application number
DE3832924A
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English (en)
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DE3832924C2 (de
Inventor
Takashi Imaseki
Yuji Kobari
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Publication of DE3832924A1 publication Critical patent/DE3832924A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3832924C2 publication Critical patent/DE3832924C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/06—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins
    • B62D7/14—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering
    • B62D7/15—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B62D7/159—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in more than one plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle, e.g. all-wheel steering characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels characterised by computing methods or stabilisation processes or systems, e.g. responding to yaw rate, lateral wind, load, road condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/04—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for differential gearing

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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
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  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einem Räderfahrzeug, das mit einer Vierrad-Lenksteuereinrichtung und einer Schlupfsteuereinrichtung für die Differential ausgestattet ist, und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem integrierten Steuersystem für eine Vierrad-Lenksteuereinrichtung und eine Schlupfsteuereinrichtung für ein Differential.
Eine übliche Schlupfsteuereinrichtung für ein Differential weist eine hydraulisch betätigte Reibungskupplungseinheit auf, die variabel einrückbar ist, um eine Differentialwirkung zu variieren, wie dies in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen Nr. 62-1 03 226 und 62-1 03 227 angegeben ist.
Um eine ausreichende Versorgung einer Antriebskraft auf die Antriebsräder während des Kurvenfahrens des Fahrzeuges aufrechtzuerhalten, ist es erwünscht, daß die Reibungskupplungseinheit stärker in Eingriff ist, d. h. es ist erwünscht, eine Schlupfbegrenzungskraft während des Kurvenfahrens des Fahrzeuges zu erhöhen (d. h. eine Kraft, die auf die Reibungskupplungseinheit einwirkt, um ein Schlupf derselben und somit eine Differentialwirkung zu begrenzen).
Wenn die Schlupfbegrenzungskraft auf einem hohen Wert bleibt, so wird es möglich, daß das Fahrzeug im Drift-Fahrzustand läuft (power-slide-Laufzustand), bei dem ein Fahrzeug einer hohen Seitenbeschleunigung ausgesetzt ist.
Bei einem Fahrzeug jedoch, das mit einer Vierrad-Lenksteuereinrichtung zusätzlich zu der vorstehend genannten Schlupfsteuereinrichtung ausgestattet ist, erfolgen die Schlupfbegrenzungskraftsteuerung durch die Schlupfsteuereinrichtung und die Hinterradlenksteuerung durch die Vierrad-Lenksteuereinrichtung unabhängig voneinander und sie stehen in keinem Wirkzusammenhang miteinander.
Wenn andererseits die Schlupfbegrenzungskraft während der Kurvenfahrt des Fahrzeuges mit einem hohen Wert aufrechterhalten wird und die Antriebsräder in Kontakt mit dem Untergrund bleiben, so daß das in der Kurve außenliegende Antriebsrad sich mit einer höheren Geschwindigkeit als das beim Kurvenfahren innenliegende Antriebsrad dreht, ist das Fahrzeug einem Moment ausgesetzt, das ursächlich für eine Untersteuerung ist.
Wenn daher die Hinterräder in dieselbe Richtung wie die Vorderräder gelenkt werden und zugleich das Fahrzeug einem für eine Untersteuerung ursächlichen Moment ausgesetzt ist, steigt die Kraft an, die den hinterradseitigen Fahrzeugkarosserieteil in Richtung zur Mitte der Kurve drückt, so daß die Stärke der Untersteuerung weiter zunimmt.
Nach der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Räderfahrzeuges mit einer Vierradlenkung und einer Differentialschlupfsteuerung bereitgestellt. Das Fahrzeug hat einen Satz von lenkbaren, hinteren Antriebsrädern, ein Differential, das zwischen den Hinterrädern angeordnet ist, eine Kupplungseinrichtung zur Bereitstellung einer Schlupfbegrenzungskraft für das Differential, um die Differentialwirkung desselben zu begrenzen, und eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Hinterräder. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß bewertet wird, ob während der Kurvenfahrt des Fahrzeuges die Schlupfbegrenzungskraft gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und daß bewertet wird, ob eine Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades schneller als eine Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, und bei dem die hinteren Antriebsräder zur Korrektur in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder gelenkt werden, wenn die Schlupfbegrenzungskraft gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist und die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades schneller als die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrtr innenliegenden Antriebsrades ist.
Nach der Erfindung wird auch ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem für ein Räderfahrzeug bereitgestellt, das einen Satz von lenkbaren hinteren Antriebsrädern, ein Differential, das zwischen den Hinterrädern angeordnet ist, eine Kupplungseinrichtung zum Bereitstellen einer Schlupfbegrenzungskraft für das Differential, um eine Differentialwirkung desselben zu begrenzen, eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Hinterräder und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kupplungseinrichtung und der Betätigungseinrichtung derart hat, daß die Hinterräder korrigierend in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder zum Zeitpunkt der Kurvenfahrt des Fahrzeuges gelenkt werden, wenn die Schlupfbegrenzungskraft gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist und die Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades schneller als eine Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist.
Das vorstehend genannte Verfahren und System sind zur Überwindung von Schwierigkeiten geeignet, die sich bei üblichen Einrichtungen ergeben.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem bereitzustellen, welches bei der Kurvenfahrt des Fahrzeuges die Stärke der Untersteuerung reduzieren kann, ohne daß die den Antriebsrädern zugeführte Antriebskraft vermindert wird.
Ferner bezweckt die Erfindung, ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem der vorstehend genannten Art bereitzustellen, mittels dem die Steuerbarkeit verbessert wird, ohne das Fahrverhalten des Fahrzeuges zu beeinträchtigen.
Weiterhin soll nach der Erfindung ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem bereitgestellt werden, das ermöglicht, daß ein Fahrzeug selbst dann sicher gesteuert werden kann, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit eine Kurve fährt.
Ferner soll nach der Erfindung ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem der vorgenannten Art bereitgestellt werden, welches in ausreichender Weise eine Antriebskraft auf die Antriebsräder überträgt, ohne die Steuerbarkeit des Fahrzeuges zu verschlechtern.
Weiterhin soll nach der Erfindung ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem der vorgenannten Art bereitgestellt werden, das im Hinblick auf den Fahrsicherheitsaspekt erwünscht und zweckmäßig ist.
Ferner wird nach der Erfindung ein neuartiges Verfahren zum Steuern einer Vierradlenkung und eines Differentialschlupfs bereitgestellt, welches vorangenannte Eigenschaften hat.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines integrierten Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystems gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges mit vorne liegender Brennkraftmaschine und Hinterradantrieb, welches ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung enthält,
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines Steuerungsablaufes einer Steuereinrichtung, die bei dem integrierten Steuersystem nach Fig. 2 vorgesehen ist,
Fig. 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zusammenhanges zwischen einer Kurvenfahrt und einer Hinterradlenkung,
Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung einer Ausführungsvariante eines Steuerungsablaufes für die Steuereinrichtung nach Fig. 3 und
Fig. 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhanges zwischen einer Zentripetalbeschleunigung und einer Hinterradlenkung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Fahrzeug gezeigt, das mit einer Betätigungseinrichtung 1 versehen ist, die derart arbeitet, daß sie einen Satz von hinteren Antriebsrädern (kein Bezugszeichen) lenkt, wobei das Fahrzeug ferner mit einer Vierrad-Lenksteuereinheit 2 versehen ist, die derart arbeitet, daß sie den Lenkwinkel der Hinterräder durch Steuerung der Arbeitsweise der Betätigungseinrichtung 1 steuert, eine Kupplungseinheit 3 vorgesehen ist, die derart arbeitet, daß sie eine Schlupfbegrenzungskraft zur Begrenzung einer Differentialwirkung zwischen den Antriebsrädern erzeugt, und eine Schlupfsteuereinheit 4 vorhanden ist, welche ein Differential betriebsmäßig mit der Kupplungseinheit 4 verbindet, um variabel die Schlupfbegrenzungskraft zu steuern. Das Fahrzeug ist ferner mit einer integrierten Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuereinheit 5 ausgestattet, die derart arbeitet, daß sie ein Signal erzeugt, wenn die Schlupfbegrenzungskraft während der Kurvenfahrt des Fahrzeuges größer als ein vorbestimmter Wert ist, und die Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als die Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, wobei das Signal der Vierrad-Lenksteuereinheit 2 zur Lenkung durch das Arbeiten der Betätigungseinrichtung 1 zugeführt wird, so daß die Antriebsräder in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder gelenkt werden.
Wenn beim Arbeiten die Schlupfbegrenzungskraft größer als ein vorbestimmter Wert ist und die Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als die Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, erzeugt die integrierte Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuereinheit 5 ein Signal und führt dieses der Vierrad-Lenksteuereinheit 4 zu, die ihrerseits die Hinterradbetätigungseinrichtung 1 derart betätigt, daß die Hinterräder in Gegenrichtung zu jener der Vorräder gelenkt werden.
Wenn hierbei bei der Kurvenfahrt des Fahrzeuges die Schlupfbegrenzungskraft mit einem großen Wert aufrechterhalten wird und die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, wodurch die Fahrzeugkarosserie einem für eine Untersteuerung ursächlichen Moment ausgesetzt ist, werden die Hinterräder in Gegenrichtungen zu jener der Vorderräder gelenkt, wodurch ein Gierwinkel vergrößert wird, der zur Erzeugung eines Momentes dient, das für eine Übersteuerung ursächlich ist, und welches es ermöglicht, das vorstehend genannte ursächliche Moment für eine Untersteuerung zu versetzen. Hierdurch wird ermöglicht, die Stärke der Untersteuerung herabzusetzen, ohne die Antriebskraft zu verringern, die den Antriebsrädern zugeführt wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 ist ein integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung gezeigt, das für ein Fahrzeug mit einer vorne liegenden Brennkraftmaschine und einem Hinterradantrieb Verwendung findet, welches eine Brennkraftmaschine 10, ein Getriebe 11, eine Antriebswelle 12, ein Differential 13, Antriebsachsen 14 und 15, Hinterräder 16 und 17, ein Lenkrad 18, einen Hydraulikzylinder 19 zum Lenken der Hinterräder 16 und 17 (Hinterradlenkbetätigungseinrichtung), Seitenstangen 20 und 21, Hinterrad-Lenkverbindungen 22 und 23 und Vorderräder 24 und 25 aufweist.
Die Vierradlenksteuerung erfolgt dadurch, daß ein Drucköl einer Druckölquelle 30 in gesteuerter Weise über ein Steuerventil 31 dem Hydraulikzylinder 19 zugeleitet wird. Eine Schlupfbegrenzungskupplungseinheit 26 (z. B. eine hydraulisch betätigte, naßarbeitende Mehrscheibenkupplungseinheit) ist im Differential 13 vorgesehen. Die Schlupfbegrenzungskraft Δ T zur Begrenzung der Differentialwirkung zwischen den Hinterrädern 16 und 17 wird dadurch gesteuert, daß das Drucköl der Druckölquelle 30 gesteuert wird, das über ein Steuerventil 32 der Kupplungseinheit 26 zugeleitet wird, die im Differential 13 vorgesehen ist.
Das Hinterrad-Lenksteuerventil 31 und das Schlupfbegrenzungs- Steuerventil 32 werden mittels einer Steuereinrichtung 33 gesteuert, die eine elektrische Schaltung aufweist, die auf Signale von Vorderrad-Geschwindigkeitssensoren 35 und 36, Hinterrad-Geschwindigkeitssensoren 37 und 38 und einem Lenkwinkel-Sensor 34 anspricht. Die Vorderrad-Geschwindigkeitssensoren 35 und 36 stellen die Drehzahlen der Vorderräder 24 und 25 fest und führen Signale der Steuereinrichtung 33 zu, die die festgestellten Drehgeschwindigkeiten der Vorderräder 24 und 25 darstellen. Andererseits stellen die Hinterrad-Geschwindigkeitssensoren 37 und 38 die Drehgeschwindigkeit der Hinterräder 16 und 17 fest und führen der Steuereinrichtung 33 Signale zu, die die detektierten Drehgeschwindigkeiten der Hinterräder 16 und 17 darstellen. Der Lenkwinkel-Sensor 34 ermittelt einen Lenkwinkel und führt der Steuereinrichtung 33 ein Signal zu, das den festgestellten Lenkwinkel darstellt.
Das Signal, das durch den Lenkwinkel-Sensor 34 erzeugt wird, um den festgestellten Lenkwinkel darzustellen, wird als eine Eingabeinformation für die Vierradlenksteuerung verwendet. Die Signale, die von den linken und rechten Vorderrad-Geschwindigkeitssensoren 35 und 36 (mit Blickrichtung auf die Vorderseite des Fahrzeuges) erzeugt werden, um die linken und rechten Vorderradgeschwindigkeiten NFL und NFR darzustellen, werden verwendet, um eine Eingabeinformation (Kurvenradius R, Zentripetalbeschleunigung Yg) für die Schlupfbegrenzungskraftsteuerung und eine Eingabeinformation (Fahrzeuggeschwindigkeit V) für die Vierradlenksteuerung zu erhalten. Andererseits werden die Signale, die durch die linken und rechten Hinterrad-Geschwindigkeitssensoren 37 und 38 erzeugt werden, um die linken und rechten Hinterradgeschwindigkeiten NRL und NRR darzustellen, verwendet, um eine Eingabeinformation für die integrierte Steuerung zu erhalten, d. h. sie werden für eine Unterscheidung des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Rades und des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Rades und auch zur Feststellung der Hinterradgeschwindigkeit Nin des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Rades und der Hinterradgeschwindigkeit Nout für das Kurvenfahrt außenliegenden Hinterrad genutzt.
Die Arbeitsweise wird nachstehend näher beschrieben.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 3, welches ein Steuerungsablauf der Steuereinrichtung 32 darstellt, werden in einem Schritt 100 die linke Vorderradgeschwindigkeit NFL und die rechte Vorderradgeschwindigkeit NFR gelesen, und in einem Schritt 101 wird der Kurvenradius R des eine Kurve durchfahrenden Fahrzeuges ermittelt, während in einem Schritt 102 die Zentripetalbeschleunigung Yg des eine Kurve durchfahrenden Fahrzeuges ermittelt wird.
Wenn angenommen wird, daß V eine Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeuges ist und ψ ein Gierwinkel ist, ergeben sich der Kurvenradius R und die Zentripetalbeschleunigung Yg seine Kurve durchfahrenden Fahrzeuges aus den nachstehend angegebenen Gleichungen:
V = {(NFL + NFR) / 2} / r
= K1 · |NFL + NFR |
R = V / c
= K2 · |(NFL + NFR) / (NFL - NFR) |
Yg = V² / R
= K3 · |(NFL + NFR) × (NFL - NFR) |
wobei K1, K2, K3 Konstanten sind, die in Abhängigkeit von den spezifischen Eigenschaften des entsprechenden Fahrzeuges bestimmt sind, und r ein Reifenradius ist.
Im Schritt 103 wird die Schlupfbegrenzungskraft Δ T, basierend auf dem Kurvenradius R und der Zentripetalbeschleunigung Yg bestimmt, die in den Schritten 101 und 102 bestimmt wurden, sowie auf der Basis einer vorbestimmten Steuertabelle.
In einem Schritt 104 wird ein Ventilantriebssignal (i) dem Schlupfbegrenzungssteuerventil 32 zugeleitet, um die Zufuhr eines Drucköls zu steuern und hierdurch zu ermöglichen, daß die Schlupfbegrenzungskupplung 26 die vorstehend genannte Schlupfbegrenzungskraft Δ T erzeugt.
In einem Schritt 105 werden die linke Hinterradgeschwindigkeit NFL und die rechte Hinterradgeschwindigkeit NRR gelesen.
Im Schritt 106 wird bewertet, ob die Schlupfbegrenzungskraft Δ T, die man im Schritt 103 als einen Steuerwert erhalten hat, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert Δ To ist.
Im Schritt 107 werden das bei der Kurvenfahrt innenliegende Hinterrad und das bei der Kurvenfahrt außenliegende Hinterrad, basierend auf den linken und rechten Hinterradgeschwindigkeiten NRL und NRR voneinander unterschieden (d. h. zu Anfang der Kurvenfahrt des Fahrzeuges, bei der ein Heben des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Rades nicht auftritt, werden die bei der Kurvenfahrt innenliegenden und außenliegenden Hinterräder durch die Bezugnahme auf die Beziehung Nin<Nout unterschieden), während zugleich bestimmt wird, wie die von der Radgeschwindigkeit Nin des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Rades und der Radgeschwindigkeit Nout des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Rades schneller ist.
Wenn zwischenzeitlich ein Heben des innenliegenden Rades auftritt, erhält man die Beziehung von Nin<Nout, so daß ermöglicht wird, daß eine größere Antriebskraft auf das bei der Kurvenfahrt außenliegende Rad verteilt wird und hierdurch das Fahrzeugkurvenverhalten in Richtung einer Übersteuerung verhindert wird.
In einem Schritt 108 wird festgestellt, ob der Kurvenradius R, den man in Schritt 101 erhalten hat, gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert Ro ist.
Nur wenn die Feststellungen in den Schritten 106 bis 108 alle zu JA führen, wird der Steuerungsablauf mit einem Schritt 109 fortgesetzt, bei dem ein solches Signal erzeugt wird, daß bewirkt wird, daß die Hinterräder 16 und 17 korrigierend in der Gegenrichtung zu jener der Vorderräder gelenkt werden, und zwar um eine Größe (Fig. 4), die man basierend auf dem Kurvenradius R erhält.
Wenn irgendeine der Bestimmungen in den Schritten 106 bis 108 zu NEIN führt, wird eine normale Vierradlenksteuerung vorgenommen.
Aus dem vorstehenden ist zu erkennen, daß selbst beim Kurvenfahren des Fahrzeuges und selbst dann, wenn die Schlupfbegrenzungskraft Δ T größer als der vorbestimmte Wert Δ To ist und die Radgeschwindigkeit Nout des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als die Radgeschwindigkeit Nin des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, die Steuereinrichtung 33 ein Signal erzeugt, das bewirkt, daß die Hinterräder 16 und 17 in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder 24 und 25 gelenkt werden.
Wenn daher die Schlupfbegrenzungskraft Δ T groß ist und beide Hinterräder 16 und 17 in Kontakt mit d er Straße bleiben, wodurch ermöglicht wird, daß die Radgeschwindigkeit Nout des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades schneller als die Radgeschwindigkeit Nin des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist und hierdurch ermöglicht wird, daß die Antriebskraft ein Moment erzeugt, daß das Fahrzeug in Richtung einer Untersteuerung drückt (d. h. ein für eine Untersteuerung unsächliches Moment erzeugt wird), werden die Hinterräder 16 und 17 korrigierend in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder 24 und 25 gelenkt, wodurch der Gierwinkel ψ, der ursächlich für eine Übersteuerung ist, vergrößert wird, und hierdurch eine Versetzung der vorstehend genannten und für eine Untersteuerung ursächlichen Momentes ermöglicht wird. Hierdurch wird ermöglicht, daß die Stärke der Untersteuerung reduziert wird, ohne die Antriebskraft zu vermindern.
Ferner werden die Hinterräder 16 und 17 in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder 24 und 25 gelenkt, wenn der Kurvenradius R gleich oder kleiner als der vorbestimmte Wert Ro ist (R≦Ro). Wenn der Kurvenradius R größer als der vorbestimmte Wert Ro bleibt, werden die Hinterräder 16 und 17 nicht in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder 24 und 25 gelenkt, so daß das Fahrzeug in einem Zustand einer Untersteuerung bleibt. Während der Fahrt eines Fahrzeuges längs einer großen Kurve ist nämlich eine Untersteuerung erwünschter, da diese einem Fahrer das Gefühl einer Sicherheit verleiht.
Wie ferner in Fig. 4 gezeigt ist, wird die linke Größe der Hinterräder in Abhängigkeit von dem Kurvenradius R variabel gesteuert. Wenn der Kurvenradius R sich in einem Bereich befindet, in dem er kleiner als ein vorbestimmter Wert Ro ist, wird die Stärke der Untersteuerung im wesentlichen unabhängig von der Größe des Kurvenradius R konstant gehalten, wodurch eine Vergrößerung der Kurvenstabilität oder der Steuerbarkeit ermöglicht wird.
Obgleich die Erfindung die vorstehend beschriebene Weise anhand der Zeichnung näher erläutert worden ist, ist die Erfindung hierauf natürlich nicht beschränkt. Während vorangehend beispielsweise angegeben und gezeigt worden ist, die Hinterräder in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder unter der Bedingung zu lenken, daß Δ T≧Δ To, Nin< Nout und R≦Ro ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, kann die vorstehend genannte Lenkung noch an eine zusätzliche Bedingung geknüpft sein, gemäß der die Zentripetalbeschleunigung Yg gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert Ygo ist (Yg≧Ygo), so daß in dem Bereich, in dem die Zentripetalbeschleunigung Yg kleiner als ein vorbestimmter Wert Ygo ist, das Fahrzeug eine Tendenz zu einer Untersteuerung haben kann. Ferner kann die Hinterrad- Lenkgröße basierend auf der Zentripetalbeschleunigung Yg bestimmt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Obgleich vorangehend beschrieben und gezeigt worden ist, daß die Hinterräder normalerweise in ihren Neutralstellungen gehalten sind und in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder gelenkt werden, können die Hinterräder auf anderer Weise in ihre Neutralstellungen (d. h. Geradstellungspositionen) in Abhängigkeit von der Feststellung der folgenden Bedingung gelenkt werden, wenn sie bereits in dieselbe Richtung wie jene der Vorderräder gelenkt wurden, bevor die Bedingung erfaßt wurde, daß während der Kurvenfahrt des Fahrzeuges die Schlupfbegrenzungskraft größer als ein vorbestimmter Wert ist und die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Rades ist. Wenn man daher die vorstehend beschriebene Bedingung erfaßt, können die Hinterräder in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder gelenkt werden und in ihre Neutralstellungen bewegt werden.
Obgleich vorangehend angegeben ist, daß die Vierradlenksteuerung und die Differentialschlußsteuerung unter Verwendung eines Druckmitteldruckes ausgeführt werden, können sie auch auf irgendeine andere Weise, wie mit einem Elektromotor, zur Lenkung der Hinterräder und einer magnetischen Kraft zur Erzeugung einer Schlupfwinkelbegrenzungskraft bewerkstelligt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Steuern einer Vierradlenkung und eines Differentialschlupfes für ein Räderfahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Satz von lenkbaren, hinteren Antriebsrädern, ein Differential, das zwischen den Hinterrädern angeordnet ist, eine Kupplungseinrichtung zum Anlegen einer Schlupfbegrenzungskraft an das Differential, um eine Differentialwirkung derselben zu begrenzen und eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen der Hinterräder hat, dadurch gekennzeichnet, daß:
  • - Beurteilen, ob die Schlupfbegrenzungskraft gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert während der Kurvenfahrt des Fahrzeuges ist,
  • - Beurteilen, ob eine Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als eine Radgeschwindigkeit eines bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, und
  • - Korrigieren des Lenkens der hinteren Antriebsräder in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder, wenn die Schlupfbegrenzungskraft gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist und die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ferner beurteilt wird, ob ein Kurvenradius bei der Kurvenfahrt gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wobei die korrektive Lenkung zusätzlich zu dieser Bedingung vorgenommen wird, wenn der Kurvenradius gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beurteilt wird, ob eine Zentripetalbeschleunigung bei einer Kurvenfahrt eines Fahrzeuges gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wobei die korrektive Lenkung zusätzlich zu diesen Bedingungen vorgenommen wird, wenn die Zentripetalbeschleunigung gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkgröße basierend auf der Zentripetalbeschleunigung bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfbegrenzungskraft durch die folgenden Schritte bestimmt wird:
  • - Detektieren der Drehgeschwindigkeiten der Vorderräder,
  • - Ermitteln eines Kurvenradius des eine Kurve durchfahrenden Fahrzeuges unter Verwendung der Drehgeschwindigkeiten der Vorderräder,
  • - Ermitteln einer Zentripetalbeschleunigung des eine Kurve durchfahrenden Fahrzeuges unter Verwendung der Drehgeschwindigkeiten der Vorderräder und
  • - Bestimmen der Schlupfbegrenzungskraft, basierend auf dem Kurvenradius von der Zentripetalbeschleunigung des eine Kurve durchfahrenden Fahrzeuges und auf einer vorbestimmten Tabelle.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades und die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Rades durch die folgenden Schritte erhielt:
  • - Detektieren der Drehgeschwindigkeiten der Hinterräder und
  • - Vornehmen einer Unterscheidung für das bei der Kurvenfahrt außenliegende Antriebsrad und das bei der Kurvenfahrt innenliegende Antriebsrad basierend auf den detektierten Hinterradgeschwindigkeiten sowie unter Bezugnahme auf die Tatsache, daß die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als die Radgeschwindigkeit des bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades am Anfang der Kurvenfahrt ist, bei dem das bei der Kurvenfahrt innenliegende Antriebsrad in Kontakt mit der Straße bleibt.
7. Integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem für ein Räderfahrzeug, gekennzeichnet durch:
  • - einen Satz lenkbarer, hinterer Antriebsräder (16, 17),
  • - ein Differential (13), das zwischen den Hinterrädern (16, 17) angeordnet ist,
  • - eine Kupplungseinrichtung (26) zum Anlegen einer Schlupfbegrenzungskraft ( Δ T) an das Differential (13), um eine Differentialwirkung desselben zu begrenzen,
  • - eine Betätigungseinrichtung (19) zum Betätigen der Hinterräder (16, 17) und
  • - eine Steuereinrichtung (33) zum Steuern der Kupplungseinrichtung (26) und der Betätigungseinrichtung (19) derart, daß die Hinterräder (16, 17) korrigierend in Gegenrichtung zu jener der lenkbaren Vorderräder (24, 25) zum Zeitpunkt der Kurvenfahrt des Fahrzeuges gelenkt werden, und wenn die Schlupfbegrenzungskraft ( Δ T) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ( Δ To) ist und eine Radgeschwindigkeit (Nout) eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als eine Radgeschwindigkeit (Nin) eines bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist.
8. Integriertes Vierradlenk- und Differentialschlupf- Steuersystem für ein Räderfahrzeug, gekennzeichnet durch:
  • - einen Satz lenkbarer Vorderräder (24, 25),
  • - einen Satz lenkbarer, hinterer Antriebsräder (16, 17),
  • - ein Differential (13), das zwischen den Hinterrädern (16, 17) angeordnet ist,
  • - eine Vierradlenksteuereinrichtung (30, 31, 19), die eine Betätigungseinrichtung (19) zum Betätigen der Hinterräder (16, 17) im Hinblick auf die Steuerung der Positionen der Hinterräder (16, 17) durch das Betätigen der Betätigungseinrichtung (19) hat,
  • - eine Schlupfsteuereinrichtung (26, 30, 32), die eine Kupplungseinheit (26) zum Anlegen einer variablen Schlupfbegrenzungskraft ( Δ T) an das Differential (13) hat, um die Differentialwirkung desselben in variabler Weise zu begrenzen, und
  • - eine integrierte Steuereinrichtung (33) zum Steuern der Vierradlenk-Steuereinrichtung und der Schlupfsteuereinrichtung derart, daß die Hinterräder (16, 17) korrigierend in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder (24, 25) zum Zeitpunkt der Kurvenfahrt des Fahrzeuges gelenkt werden, und wenn die Schlupfbegrenzungskraft ( Δ T) größer als ein vorbestimmter Wert ( Δ To) ist, eine Radgeschwindigkeit (Nout) eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als eine Radgeschwindigkeit (Nin) eines bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, und ein Kurvenkrümmungsradius (R) gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert (Ro) ist.
9. Fahrzeug mit einem Satz von vorderen lenkbaren Rädern, einem Satz von hinteren lenkbaren Antriebsrädern und einem Differential, das zwischen den Hinterrädern angeordnet ist, sowie mit einem integrierten Vierradlenk- und Differentialschlupf-Steuersystem, gekennzeichnet durch:
  • - eine Druckölquelle (30),
  • - eine Hydraulikkupplung (19), die im Differential (13) vorgesehen ist und mit der Druckölquelle (30) zum Anlegen einer Schlupfbegrenzungskraft ( Δ T) an das Differential (13) verbindbar ist, um eine Differentialwirkung desselben zu begrenzen,
  • - ein erstes Steuerventil (32), das zwischen der Druckölquelle (30) und der Hydraulikkupplung (26) angeordnet ist, um die Zufuhr des Drucköls von der Druckölquelle (30) zu der Hydraulikkupplung (26) zu steuern,
  • - einen Hydraulikzylinder (19) zum Lenken der Hinterräder (16, 17),
  • - ein zweites Steuerventil (31), das zwischen der Druckölquelle (30) und der Betätigungseinrichtung (19) zum Steuern der Zufuhr des Drucköls von der Druckölquelle (30) zu dem Zylinder (19) angeordnet ist,
  • - ein Satz erster Sensoren (35, 36) zum Feststellen der Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Vorderräder (24, 25),
  • - ein Satz zweiter Sensoren (37, 38) zum Feststellen der Drehgeschwindigkeiten der jeweiligen Hinterräder (16, 17),
  • - einen dritten Sensor (34) zum Feststellen des Lenkwinkels der Vorderräder (24, 25) und
  • - eine Steuereinrichtung (33), die eine Einrichtung zur Beurteilung hat, ob die Schlupfbegrenzungskraft ( Δ T) größer als ein vorbestimmter Wert ( Δ To) ist und ob ein bei der Kurvenfahrt außenliegendes Antriebsrad schneller als ein bei der Kurvenfahrt innenliegendes Antriebsrad unter Verwendung der festgestellten Vorderradgeschwindigkeiten und Hinterradgeschwindigkeiten ist, welche die ersten und zweiten Steuerventile (31, 32) derart steuert, daß die Hinterräder (16, 17) korrigierend in Gegenrichtung zu jener der Vorderräder (20, 25) zum Zeitpunkt der Kurvenfahrt des Fahrzeuges gelenkt werden, wenn die Schlupfbegrenzungskraft ( Δ T) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ( Δ To) ist, eine Radgeschwindigkeit (Nout) eines bei der Kurvenfahrt außenliegenden Antriebsrades größer als eine Radgeschwindigkeit (Nin) als bei der Kurvenfahrt innenliegenden Antriebsrades ist, ein Kurvenkrümmungsradius (R) gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert (Ro) ist und eine Zentripetalbeschleunigung (Yg) eines eine Kurve durchfahrenden Fahrzeuges gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert (Ygo) ist.
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