DE4334279A1 - Allrad-Lenkungssteuerung - Google Patents
Allrad-LenkungssteuerungInfo
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- DE4334279A1 DE4334279A1 DE19934334279 DE4334279A DE4334279A1 DE 4334279 A1 DE4334279 A1 DE 4334279A1 DE 19934334279 DE19934334279 DE 19934334279 DE 4334279 A DE4334279 A DE 4334279A DE 4334279 A1 DE4334279 A1 DE 4334279A1
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- 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
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Allrad-Lenkungssteuerung
für Fahrzeuge mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern,
insbesondere für solche Fahrzeuge, die in der Land- und
Bauwirtschaft eingesetzt werden, wie z. B. Schlepper.
Mit diesen Fahrzeugen sind vier verschiedene Lenkungsarten
möglich. Die jeweilige Lenkungsart wird vom Fahrer je nach
Einsatzbereich und Lenksituation entsprechend gewählt. Die
Lenkung erfolgt über ein Lenkrad, eine Servolenkeinrichtung
und Hydraulikzylinder, die an den Vorder- und Hinterrädern
angeordnet sind.
In einer ersten Lenkungsart (Vorderrad-Lenkung) werden nur
die Vorderräder eingeschlagen, während die Hinterräder in
Geradeausstellung verbleiben; in einer zweiten Lenkungsart
(Hinterrad-Lenkung) werden nur die Hinterräder
eingeschlagen, während die Vorderräder in Geradeausstellung
verbleiben; in einer dritten Lenkungsart (Allrad-Lenkung)
werden die Vorder- und Hinterräder gegensinnig
eingeschlagen, und in einer vierten Lenkungsart (Synchron-
Lenkung) werden die Vorder- und Hinterräder gleichsinnig
eingeschlagen.
Die Vorderrad-Lenkung wird üblicherweise auf normalen
Strecken benutzt. Hinterrad- und Allrad-Lenkung werden
bevorzugt dort eingesetzt, wo Lenkbewegungen auf kleinem
Raum durchzuführen sind, z. B. beim Rangieren, da sie einen
kleineren Wendekreis des Fahrzeuges bewirken.
Die Synchron-Lenkung ist dagegen besonders gut geeignet z. B.
für Schlepper, die mit einem Anhänger an einem abschüssigen
Hanggelände fahren. Eine unerwünschte Änderung der
Lenkbewegungsrichtung durch ein Abrutschen der Hinterachse
wird in der Synchron-Lenkungsart durch die gleichsinnig
eingeschlagenen Vorder- und Hinterräder vermieden.
In dem Handbuch der Firma Sanderson ("Operator Handbook for
Teleporter") ist ein Fahrzeug mit solchen Lenkungsarten und
einem Lenkungsart-Wahlschalter beschrieben. Ein Wechsel von
einer Lenkungsart in eine andere ist bei diesem Fahrzeug nur
im Stillstand möglich. Außerdem ist es für einen Lenkungsart
wechsel erforderlich, daß Vorder- und Hinterräder zuvor durch
ein manuelles Lenkmanöver in Geradeausstellung gebracht
werden. Für einen Lenkungsart-Wechsel ist bei diesem Fahrzeug
immer eine Fahrtunterbrechung notwendig. Befinden sich die
Vorder- und Hinterräder nicht in Geradeausstellung, muß der
Fahrer den Lenkungsart-Wahlschalter in eine Korrekturstellung
bringen und dann durch Drehen des Lenkrades die
Geradeausstellung der Räder bewirken. Da der Fahrer nach einem
komplizierten Lenkmanöver aber oft die jeweiligen
Radstellungen nicht kennt, ist die Bewirkung der
Geradeausstellung eine aufwendige und für den Fahrer oft
nervenaufreibende Angelegenheit.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lenkungssteuerung für
Fahrzeuge mit lenkbaren Vorder- und Hinterrädern zu schaffen,
die in sicherer Weise einen automatischen Wechsel von einer
Lenkungsart in eine andere Lenkungsart, ohne die Vorder- und
Hinterräder zuvor manuell in Geradeausstellung zu bringen, und
ohne Fahrtunterbrechung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die sich daran
anschließenden Unteransprüche stellen vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung dar.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist an den Vorder- und Hinterrädern
des Fahrzeuges je ein Schwenkwinkelsensor angeordnet, welche
einer elektronischen Steuereinrichtung den Vorderradeinschlag-
Lenkwinkel (βv) und den Hinterradeinschlag-Lenkwinkel (βh)
zuführen, wobei diese für Geradeauslauf zu Null normiert und
gleichsinnig bewertet werden. Außerdem empfängt die
Steuereinrichtung Lenkungsart-Wahlsignale von Lenkungsart-
Wahlschaltern. In der Steuereinrichtung wird nun die
Lenkrichtungstendenz (zunehmend rechts oder links) aus der
jeweiligen zeitlichen Änderung der Radeinschlag-Lenkwinkel-
Differenz (βv-βh) und des vorderen Radeinschlag-Lenkwinkels
(βv) ermittelt. Die Steuereinrichtung (8) kann die
Lenkrichtungstendenz aber auch unmittelbar als Lenksignale
empfangen.
Beim Wechsel von einer alten Lenkungsart in eine neu
angewählte Lenkungsart ergeben sich in Bezug auf die jeweils
neu angewählte Lenkungsart jeweils entsprechende Fehlerwinkel.
Die Steuereinrichtung schaltet nun bei einer neu angewählten
Lenkungsart in Abhängigkeit vom jeweiligen Fehlerwinkel und
der jeweiligen aktuellen Lenkrichtungstendenz eine
Übergangskorrektur-Lenkungsart, welche die alte Lenkungsart in
die neu angewählte überführt, zur Verringerung des
Fehlerwinkels ein.
Dies erfolgt über die Ansteuerung von Steuerventilen, welche
die Hydraulikzylinder an den Vorder- und Hinterrädern dann
entsprechend untereinander und mit der Servolenkeinrichtung
verbinden. Wenn der Fehlerwinkel gleich Null ist, schaltet die
Steuereinrichtung die angewählte Lenkungsart ein.
Mit dieser Allrad-Lenkungssteuerung ist eine automatische
Umschaltung von einer Lenkungsart in eine andere ohne manuelle
Korrektur der Radeinschlag-Lenkwinkel und ohne
Fahrtunterbrechung möglich. Dies erspart dem Fahrer
nervenaufreibende manuelle Korrekturlenkungen, Zeit und erhöht
die Sicherheit.
Mit dieser Lenkungssteuerung sind auch Fehlerwinkel, die z. B.
durch Ölverluste an den Hydraulikzylindern entstehen,
korrigierbar.
Um die Sicherheit noch zu erhöhen, empfängt die
Steuereinrichtung Fahrgeschwindigkeitssignale und schaltet,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmbaren Wert
überschreitet, automatisch unter Korrektur des Fehlerwinkels
in die sichere Vorderradlenkung um. Alternativ dazu beschränkt
die Steuereinrichtung die Fahrzeuggeschwindigkeit über eine
Motor- und Getriebesteuerung auf einen für die jeweilige
Lenkungsart vorbestimmten Maximalwert.
Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt,
welches nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit
lenkbaren Vorder- und Hinterrädern, Lenkrad,
Hydrauliksteuerung und elektronischer
Steuereinrichtung,
Fig. 2 und Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug in
der Vorderrad-Lenkungsart, mit nach links und rechts
eingeschlagenen Vorderrädern,
Fig. 4 und Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug in
der Hinterrad-Lenkungsart, mit nach links und rechts
eingeschlagenen Hinterrädern,
Fig. 6 und Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug in
der Allrad-Lenkungsart,
Fig. 8 und Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug in
der Synchron-Lenkungsart,
Fig. 10 bis Fig. 12 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug in der
Hinterrad-Lenkungsart; beim Übergang von der
Hinterrad-Lenkung in die Vorderradlenkungsart;
und in der Vorderrad-Lenkungsart,
Fig. 13 bis Fig. 15 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug in der
Allrad-Lenkungsart, mit fehlerhaft voneinander
abweichenden Vorder- und Hinterradeinschlag-
Lenkwinkeln, bei der Lenkwinkelkorrektur;
und nach erfolgter Lenkwinkelkorrektur.
In Fig. 1 ist schematisch ein Fahrzeug (1) mit lenkbaren
Vorder- und Hinterrädern (VL, VR, HL, HR), einem Lenkrad (14),
einer Servolenkeinrichtung (11) und Hydraulikzylindern (12),
welche an den Vorder- und Hinterrädern (VL, VR, HL, HR) zur
Einstellung der jeweiligen Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh)
angeordnet sind, dargestellt. Die Servolenkeinrichtung (11)
schaltet je nach Lenkradeinschlag die Verbindung von
Hydraulikleitungen (13) zu einer Hydraulikölpumpe (P) und
einem Hydrauliköltank (T).
Das Fahrzeug (1) weist über Lenkungsart-Wahlschalter (1-4)
elektromagnetisch betätigbare Steuerventile (A, B, C) auf,
welche die Hydraulikzylinder (12) an den Vorder- und
Hinterrädern (VL, VR, HL, HR) über die Hydraulikleitungen (13)
derart mit der Servolenkeinrichtung (11) und untereinander
verbinden, daß bei einem Lenkradeinschlag
- - in einer ersten Lenkungsart (Vorderrad-Lenkung) nur die Vorderräder (VL, VR) eingeschlagen werden, während die Hinterräder in Neutralstellung verbleiben,
- - in einer zweiten Lenkungsart (Hinterrad-Lenkung) nur die Hinterräder (HR, HL) eingeschlagen werden, während die Vorderräder (VR, VL) in Neutralstellung verbleiben,
- - in einer dritten Lenkungsart (Allradlenkung) die Vorder- und Hinterräder gegensinnig eingeschlagen werden
- - und in einer vierten Lenkungsart (Synchronlenkung) die Vorder- und Hinterräder (VL, VR, HL, HR) gleichsinnig eingeschlagen werden.
Erfindungsgemäß ist an den Vorder- und Hinterrädern (V, H) je
ein Schwenkwinkelsensor (9V, 9H) angeordnet. Die elektrischen
Signale dieser Schwenkwinkelsensoren (9V, 9H), welche den
Radeinschlag-Lenkwinkeln (βv, βh) entsprechen, sind einer
elektronischen Steuereinrichtung (8) eingangsseitig zugeführt.
Die Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh) sind für Geradeauslauf
bezogen auf die Fahrzeug-Längsrichtung zu Null normiert und
werden gleichsinnig bewertet. Ein Vorderradeinschlag-
Lenkwinkel (βv < 0) größer als Null bedeutet, daß die
Vorderräder nach links eingeschlagen sind; entsprechend
bedeutet ein Vorderradeinschlag-Lenkwinkel (βv < 0) kleiner
als Null, daß die Vorderräder (VL, VR) nach rechts
eingeschlagen sind.
Ein Hinterrad-Einschlag-Lenkwinkel (βh < 0) größer als Null
bedeutet, daß die Hinterräder (HL, HR) nach links
eingeschlagen sind; entsprechend bedeutet ein Hinterrad-
Lenkwinkel (βh < 0) kleiner als Null, daß die Hinterräder (HL,
HR) nach rechts eingeschlagen sind.
Die Steuereinrichtung (8), welche von einem Mikroprozessor mit
Arbeits- und Programmspeicher (8A) gebildet ist, empfängt
außer den Radeinschlag-Lenkwinkeln (βv, βh) zusätzlich
Lenkungsart-Wahlsignale von den Lenkungsart-Wahlschaltern
(1-4). Die Steuereinrichtung (8) ermittelt die jeweilige
Lenkrichtungstendenz (zunehmende Lenkrichtungstendenz nach
rechts oder links) aus der jeweiligen zeitlichen Änderung der
Radeinschlag-Lenkwinkel-Differenz (βv-βh) und des vorderen
Radeinschlag-Lenkwinkels (βv).
In einer alternativen Variante empfängt die Steuereinrichtung
(8) die jeweilige Lenkrichtungstendenz als Lenksignale (SL,
SR), diese können von einem am Lenkrad (14) angeordneten
Lenkwinkelgeber (nicht dargestellt) oder von Drucksensoren
(nicht dargestellt) an den Hydraulikzylindern (12) stammen.
Beim Anwählen einer neuen Lenkungsart entsprechen die im
Moment des Anwählens noch aktuellen Radeinschlag-Lenkwinkel
(βv, βh) nicht der neu angewählten Lenkungsart.
Für jede angewählte Lenkungsart ist ein jeweiliger
Fehlerwinkel (β1-β4) bestimmt. Bei angewählter Vorderrad-
Lenkung ist der Fehlerwinkel (β1) gleich dem
Hinterradeinschlag-Lenkwinkel (β1 = βh); bei angewählter
Hinterrad-Lenkung ist der Fehlerwinkel (β2) gleich dem
Vorderradeinschlag-Lenkwinkel (β2 = βv); bei angewählter
Allrad-Lenkung ist der Fehlerwinkel (β3) gleich der
Winkelsumme aus Vorderrad- und Hinterradeinschlag-Lenkwinkel
(β3 = βv + βh); bei angewählter Synchron-Lenkung ist der
Fehlerwinkel (β4) gleich der Winkeldifferenz aus Vorderrad-
und Hinterradeinschlag-Lenkwinkel (β4 = βv - βh).
Die Steuereinrichtung (8) stellt nun immer dann, wenn ein
jeweiliger Fehlerwinkel (β1-β4) ungleich Null ist jeweils
in Abhängigkeit von der Lenkrichtungstendenz eine solche
Verknüpfung der Hydraulikzylinder (12) über die
Steuerventile (A, B, C) mittels von Steuersignalen (SA, SB,
SC) her, die jeweils eine Verringerung des Fehlerwinkels (β1-β4)
erbringt. Wenn der Fehlerwinkel gleich Null ist, wird
die jeweils gewählte Lenkungsart durch entsprechende
Steuerventilansteuerung von der Steuereinrichtung (8)
erbracht.
Von der Steuereinrichtung (8) wird somit beim Wechsel von
einer Lenkungsart in eine andere, neu angewählte Lenkungsart
automatisch eine Übergangskorrektur-Lenkung eingeschaltet,
welche die alte Lenkungsart in die neue überführt. Der
Fahrer muß das Fahrzeug für den Lenkungsart-Wechsel nicht
anhalten und kann weiter lenken. Während des
Korrekturvorganges wird dem Fahrer über eine Warnlampe (10)
oder ein akustisches Signal, welche von der
Steuereinrichtung (8) ein- und abgeschaltet werden,
angezeigt, daß die neu angewählte Lenkungsart noch nicht
eingeschaltet ist.
Die Steuereinrichtung (8) ist so programmiert, daß sie zur
Verringerung des Fehlerwinkels bei angewählter Vorderrad-
Lenkung und einem Fehlerwinkel (β1 = βh < 0) größer als Null
und einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach rechts die
Synchron-Lenkungsart einschaltet, während sie bei zunehmender
Lenkrichtungstendenz nach links die Allrad-Lenkungsart
einschaltet. Bei angewählter Vorderrad-Lenkung und einem
Fehlerwinkel (β1 = βh < 0) kleiner als Null schaltet die
Steuereinrichtung (8) bei einer zunehmenden
Lenkrichtungstendenz nach rechts die Allrad-Lenkungsart ein,
während sie bei zunehmender Lenkrichtungstendenz nach links
die Synchron-Lenkungsart einschaltet.
Bei angewählter Hinterrad-Lenkungsart und bei einem
Fehlerwinkel (β2 = βv < 0) größer als Null schaltet die
Steuereinrichtung (8) bei einer zunehmenden
Lenkrichtungstendenz nach rechts die Vorderrad-Lenkungsart zur
Verringerung des Fehlerwinkels (β2) ein, während sie bei einer
zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die unmittelbar
angewählte Hinterrad-Lenkungsart einschaltet. Bei angewählter
Hinterrad-Lenkungsart und bei einem Fehlerwinkel (β2 = βv < 0)
kleiner als Null schaltet die Steuereinrichtung (8) bei einer
zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach rechts unmittelbar die
angewählte Hinterrad-Lenkungsart ein, während sie bei einer
zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Vorderrad-
Lenkungsart zur Verringerung des Fehlerwinkels (β2)
einschaltet.
Bei angewählter Allrad-Lenkungsart schaltet die
Steuereinrichtung (8) bei einem Fehlerwinkel
(β3 = (βv + βh) < 0) größer als Null und bei einer zunehmenden
Lenkrichtungstendenz nach rechts die Vorderrad-Lenkungsart zur
Verringerung des Fehlerwinkels (β3) ein, während sie bei einer
zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Hinterrad-
Lenkungsart zur Verringerung des Fehlerwinkels (β3)
einschaltet. Bei angewählter Allrad-Lenkungsart und einem
Fehlerwinkel (β3 = (βv + βh) < 0) kleiner als Null schaltet
die Steuereinrichtung (8) bei einer zunehmenden
Lenkrichtungstendenz nach rechts die Hinterrad-Lenkungsart zur
Verringerung des Fehlerwinkels (β3) ein, während sie bei einer
zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Vorderrad-
Lenkungsart zur Verringerung des Fehlerwinkels (β3)
einschaltet.
Bei angewählter Synchron-Lenkungsart schaltet die
Steuereinrichtung (8) bei einem Fehlerwinkel
(β4 = (βv-βh) < 0) größer als Null und bei einer zunehmenden
Lenkrichtungstendenz nach rechts die Vorderrad-Lenkungsart zur
Verringerung des Fehlerwinkels (β4) ein, während sie bei einer
zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Hinterrad-
Lenkungsart zur Verringerung des Fehlerwinkels (β4)
einschaltet. Bei angewählter Synchron-Lenkungsart und einem
Fehlerwinkel (β4 = (βv-βh) < 0) kleiner als Null schaltet
die Steuereinrichtung (8) bei einer zunehmenden
Lenkrichtungstendenz nach rechts die Hinterrad-Lenkungsart zur
Verringerung des Fehlerwinkels (β4) ein, während sie bei einer
zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Vorderrad-
Lenkungsart zur Verringerung des Fehlerwinkels (β4)
einschaltet.
Die oben beschriebenen Fehlerwinkel-Korrekturverfahren sind in
der nachstehenden Tabelle übersichtlich zusammengefaßt. Diese
Tabelle ist auch in Speicheradressen eines elektronischen
Speichers (8A) der Steuereinrichtung (8) abgelegt.
In der Vorderrad-Lenkungsart sind alle Steuerventile (A, B, C)
im stromlosen Zustand. Bei einem eventuellen Stromausfall wird
so automatisch die sichere Vorderrad-Lenkung eingeschaltet. In
dieser Lenkungsart sind nur die Druckkammern (12A, 12B) der
Hydraulikzylinder (12) an den Vorderrädern (VL, VR) mit dem
Hydrauliköltank und/oder der Ölpumpe verbunden, während die
Hydraulikleitungen (13) zu den Druckkammern (12A, 12B) der
Hydraulikzylinder (12) an den Hinterrädern (HL, HR) abgesperrt
sind. Je nach Lenkrichtungstendenz schlagen die Kolben (12C)
der vorderen Hydraulikzylinder (12) nun über die Lenkgestänge
(15) die Vorderräder (VL, VR) rechts- oder linksherum ein.
Die Steuerventile (A) und das Steuerventil (B) sind in einem
4/3 Wege-Ventil integriert. Das Steuerventil (C) ist von einem
4/2 Wege-Ventil gebildet.
In der Hinterrad-Lenkungsart sind das Steuerventil (A) und das
Steuerventil (C) über die Steuersignale (SA, SC) betätigt. Die
Hydraulikleitungen zu den Druckkammern (12A, 12B) der vorderen
Hydraulikzylinder (12) sind abgesperrt. Die Druckkammern (12A,
12B) der hinteren Hydraulikzylinder (12) sind dann mit dem
Hydrauliköltank (T) und/oder der Ölpumpe (P) verbunden.
In der Allrad-Lenkungsart ist das Steuerventil (A) betätigt,
während die beiden anderen Steuerventile (B, C) nicht bestromt
sind. In den Druckkammern (12A, 12B) sich jeweils diagonal
gegenüberliegender Hydraulikzylinder (12) wird nun in
gegensinniger Richtung Druck auf- und abgebaut.
In der Synchron-Lenkungsart ist das Steuerventil (B) betätigt,
während die beiden anderen Steuerventile (A, C) nicht bestromt
sind. In den Druckkammern (12A, 12B) sich jeweils diagonal
gegenüberliegender Hydraulikzylinder (12) wird nun in
gleichsinniger Richtung Druck auf- und abgebaut.
In den Fig. 10 bis 12 ist schematisch ein Lenkungsart
wechsel von der Hinterrad-Lenkung in die Vorderrad-Lenkung
dargestellt. In der Ausgangsstellung (Fig. 10) sind die
Hinterräder (HL, HR) nach rechts eingeschlagen und der
Hinterrad-Lenkwinkel (βh), welcher bei angewählter Vorderrad-
Lenkung gleich dem Fehlerwinkel (β1) ist, ist kleiner als
Null. Nun wird vom Fahrer die Vorderrad-Lenkungsart angewählt,
und er lenkt zunehmend nach rechts. Die Steuereinrichtung (8)
schaltet nun zur Verringerung des Fehlerwinkels (β1) die
Allrad-Lenkung als Übergangskorrektur-Lenkung ein (Fig. 11)
Während des Korrekturvorganges leuchtet die Warnlampe (10).
Wenn der Hinterradeinschlag-Lenkwinkel (βh) gleich Null ist,
schaltet die Steuereinrichtung (8) die angewählte Vorderrad-
Lenkung ein und die Warnlampe (10) erlischt.
Mit dieser Lenkungssteuerung sind auch Fehlerwinkel, die z. B.
durch Ölverluste an den Hydraulikzylindern (12) entstehen, zu
korrigieren. Ein Beispiel dafür ist in den Fig. 13 bis 15
schematisch dargestellt. Die von dem Fahrer angewählte
Lenkungsart ist die Allrad-Lenkung. Zunächst arbeiten die
Hydraulikzylinder (12) hinten und vorne fehlerfrei und der
Vorderradeinschlag-Lenkwinkel (βv) ist gleich dem negativen
Hinterradeinschlag-Lenkwinkel (βh). Durch ein Leck an den
hinteren Hydraulikzylindern (12) verringert sich nun der
Hinterradeinschlag-Lenkwinkel (βh). Die Steuereinrichtung (8)
registriert nun einen Fehlerwinkel (β3 = βv + βh) größer als
Null. Bei einer nach links zunehmenden Lenkrichtungstendenz
schaltet die Steuereinrichtung (8) nun die Hinterrad-Lenkung
zur Verringerung des Fehlerwinkels (β3) ein (Fig. 14).
Aus Sicherheitsgründen ist die Lenkungssteuerung so ausgelegt,
daß sie auch noch die Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt.
Dazu empfängt die Steuereinrichtung (8)
Fahrgeschwindigkeitssignale eines am Fahrzeug (1) angeordneten
Fahrgeschwindigkeitssensors (5). In einer ersten
Sicherheitsstrategie schaltet die Steuereinrichtung (8) immer
dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmbaren
Wert überschreitet, automatisch unter Korrektur des
Fehlerwinkels (β1) in die sichere Vorderrad-Lenkung um. In
einer zweiten Sicherheitsstrategie begrenzt die
Steuereinrichtung (8) über eine Motor- und/oder
Getriebesteuerung (7) die Geschwindigkeit des Fahrzeuges (1)
in jeder Lenkungsart bis auf einen für die jeweilige
Lenkungsart vorbestimmten Maximalwert.
Die Lenkungsart-Wahlschalter für die Vorderrad-, Hinterrad-
und Allrad-Lenkungsart sind vorzugsweise in einem Drehschalter
integriert. Der Lenkungsart-Wahlschalter für die Synchron-
Lenkungsart ist von einem gesonderten, verriegelbaren Schalter
gebildet. Außerdem ist die Steuereinrichtung (8) über einen
Verriegelungsschalter (6) auf manuellen Betrieb umschaltbar.
Die Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh) werden auf einer
Ausgabetafel (nicht dargestellt) (LCD-Anzeige,
Zeigerinstrument) zur Anzeige gebracht.
Bei einer Drehung der Fahrerkabine (nicht dargestellt) des
Fahrzeuges (1) um 180° wird dies der Steuereinrichtung (8)
angezeigt, welche dann die Zuordnung der Radeinschlag-
Lenkwinkel (βv, βh) jeweils zur Vorder- und Hinterachse
entsprechend der Stellung der Fahrerkabine vornimmt.
In den beiden Fällen, wo bei angewählter Hinterrad-Lenkungsart
keine Fehlerwinkel-Korrektur erfolgt und die Steuereinrichtung
(8) direkt die angewählte Hinterrad-Lenkungsart einschaltet,
wird dies dem Fahrer über die Warnlampe (10) mitgeteilt.
Claims (22)
1. Allrad-Lenkungssteuerung für Fahrzeuge mit
- - lenkbaren Vorder- und Hinterräder (VL, VR, HL, HR),
- - einem Lenkrad (14) und einer Servolenkeinrichtung (11),
- - Hydraulikzylindern (12), welche an den Vorder- und Hinterrädern (VL, VR, HL, HR) zur Einstellung der jeweiligen Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh) angeordnet sind
- - und mit über Lenkungsart-Wahlschaltern (1, 2, 3, 4)
betätigbaren Steuerventilen (A, B, C), welche die
Hydraulikzylinder (12) an den Vorder- und
Hinterrädern (VL, VR, HL, HR) je nach der
Schaltstellung der Lenkungsart-Wahlschalter
(1 bis 4) derart mit der Servolenkeinrichtung (11)
und untereinander verbinden, daß bei einem
Lenkradeinschlag
- - in einer ersten Lenkungsart (Vorderrad-Lenkung) nur die Vorderräder (VL, VR) eingeschlagen werden, während die Hinterräder in Neutralstellung verbleiben,
- - in einer zweiten Lenkungsart (Hinterrad-Lenkung) nur die Hinterräder (HR, HL) eingeschlagen werden, während die Vorderräder (VR, VL) in Neutralstellung verbleiben,
- - in einer dritten Lenkungsart (Allradlenkung) die Vorder- und Hinterräder gegensinnig eingeschlagen werden
- - und in einer vierten Lenkungsart (Synchronlenkung) die Vorder- und Hinterräder (VL, VR, HL, HR) gleichsinnig eingeschlagen werden,
dadurch gekennzeichnet, daß an den Vorder- und Hinterrädern
(V, H) je ein Schwenkwinkel-Sensor (9V, 9H) angeordnet ist, die
elektrische Signale, die die Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh)
für Geradeauslauf zur Null normieren und gleichsinnig bewertet,
einer elektronischen Steuereinrichtung (8) zuführen, welche
außerdem Lenkungsart-Wahlsignale von den Lenkungsart-
Wahlschaltern (1-4) empfängt und die die jeweilige
Lenkrichtungstendenz als Lenksignale (SL, SR) empfängt oder aus
der jeweiligen zeitlichen Änderung des vorderen Radeinschlag-
Lenkwinkels (βv) und/oder des hinteren Radeinschlag-Lenkwinkels
(βh) ermittelt und die dann, wenn ein jeweiliger Fehlerwinkel
(β1-β4), welcher
- - bei angewählter Vorderrad-Lenkung gleich dem Hinterradeinschlag-Lenkwinkel ist (β1 = βh), oder
- - bei angewählter Hinterrad-Lenkung gleich dem Vorderradeinschlag-Lenkwinkel ist (β2 = βv), oder
- - bei angewählter Allrad-Lenkung gleich der Winkelsumme aus Vorderrad- und Hinterradeinschlag-Lenkwinkel ist (β3 = βv + βh), oder
- - bei angewählter Synchronlenkung gleich der Winkeldifferenz aus Vorderrad- und Hinterradeinschlag- Lenkwinkel ist (β4 = βv-βh), ungleich Null ist,
jeweils in Abhängigkeit von der Lenkrichtungstendenz eine
solche Verknüpfung der Hydraulikzylinder (12) über die
Steuerventile (A, B, C) mittels Steuersignalen (SA, SB, SC)
herstellt, die jeweils eine Verringerung des Fehlerwinkels
(β1 bis β4) erbringt und wenn der Fehlerwinkel gleich Null
ist, die jeweils gewählte Lenkungsart durch entsprechende
Steuerventil-Ansteuerung erbracht wird.
2. Allrad-Lenkungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8) bei angewählter
Vorderrad-Lenkungsart
- - und bei einem Fehlerwinkel (β1 = βh < 0) größer als Null,
wobei ein Hinterradeinschlag-Lenkwinkel (βh) größer als
Null einen Einschlag der Hinterräder (HL, HR) nach links
bedeutet, und bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz
nach rechts die Synchronlenkungs-Art
oder
bei einer zunehmenden Lenkungsrichtungstendenz nach links die Allrad-Lenkungsart jeweils zur Verringerung des Fehlerwinkels (β1) einschaltet - - und bei einem Fehlerwinkel (β1 = βh < 0) kleiner als Null, wobei ein Hinterradeinschlag-Lenkungswinkel (βh) kleiner als Null einen Einschlag der Hinterräder (HL, HR) nach rechts bedeutet, und bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach rechts die Allrad-Lenkungsart bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Synchron-Lenkungsart zur Verringerung des Fehlerwinkels (β1) einschaltet.
3. Allrad-Lenkungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8) bei angewählter
Hinderrad-Lenkungsart
- - und bei einem Fehlerwinkel (β2 = βv < 0) größer als Null,
wobei ein Vorderrad-Lenkwinkel (βv) größer als Null einen
Einschlag der Vorderräder (VL, VR) nach links bedeutet
und bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach
rechts die Vorderrad-Lenkungsart zur Verringerung des
Fehlerwinkels (β2)
oder
bei einer zunehmenden Lenkungsrichtungstendenz nach links unmittelbar die angewählte Hinterrad-Lenkungsart einschaltet - - und bei einem Fehlerwinkel (β2 = βv < 0) kleiner als
Null, wobei ein Vorderrad-Lenkwinkel (βv) kleiner als
Null einen Einschlag der Vorderräder (VL, VR) nach
rechts bedeutet und bei einer zunehmenden
Lenkrichtungstendenz nach rechts unmittelbar die
Hinterrad-Lenkungsart
oder
bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Vorderrad-Lenkungsart zur Verringerung des Fehlerwinkels (β2) einschaltet.
4. Allrad-Lenkungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8) bei angewählter
Allrad-Lenkungsart
- - und bei einem Fehlerwinkel (β3 = (βv + βh) < 0) größer
als Null und bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz
nach rechts die Vorderrad-Lenkungsart
oder
bei einer zunehmenden Lenkungsrichtungstendenz nach links die Hinterrad-Lenkungsart jeweils zur Verringerung des Fehlerwinkels (β3) einschaltet - - und bei einem Fehlerwinkel (β3 = (βv + βh) < 0) kleiner
als Null und bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz
nach rechts die Hinterrad-Lenkungsart
oder bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Vorderrad-Lenkungsart jeweils zur Verringerung des Fehlerwinkels (β3) einschaltet.
5. Allrad-Lenkungssteuerung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (8) bei angewählter
Synchron-Lenkungsart
- - und bei einem Fehlerwinkel (β4 = (βv-βh) < 0) größer
als Null bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach
rechts die Vorderrad-Lenkungsart
oder
bei einer zunehmenden Lenkungsrichtungstendenz nach links die Hinterrad-Lenkungsart jeweils zur Verringerung des Fehlerwinkels (β4) einschaltet - - und bei einem Fehlerwinkel (β4 = (βv - βh) < 0) kleiner
als Null bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach
rechts die Hinterrad-Lenkungsart
oder bei einer zunehmenden Lenkrichtungstendenz nach links die Vorderrad-Lenkungsart jeweils zur Verringerung des Fehlerwinkels (β4) einschaltet.
6. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
(8) ein Fahrgeschwindigkeitssignal eines am Fahrzeug (1)
angeordneten Geschwindigkeitssensors (5) empfängt und immer
dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmbaren
Wert überschreitet, automatisch unter Korrektur des
Fehlerwinkels (β1) in die Vorderrad-Lenkungsart umschaltet.
7. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
(8) über eine Motor- und/oder Getriebesteuerung (7) die
Geschwindigkeit des Fahrzeuges (1) in jeder Lenkungsart bis
auf einen für die jeweilige Lenkungsart vorbestimmten
Maximalwert beschränkt.
8. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
(8) von einem Mikroprozessor mit Arbeits- und Programmspeicher
gebildet ist.
9. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Lenkrad (14) ein
Lenkwinkelgeber angeordnet ist, von dem die Steuereinrichtung
(8) die die jeweilige Lenkrichtungstendenz anzeigenden
Lenksignale (SL, SR) empfängt.
10. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den
Hydraulikzylindern (12) jeweils Drucksensoren angeordnet sind,
von denen die Steuereinrichtung (8) die die jeweilige
Lenkrichtungstendenz anzeigenden Lenksignale (SL, SR)
empfängt.
11. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
(8) über einen Verriegelungsschalter (6) auf manuellen Betrieb
umschaltbar ist.
12. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkungsart-
Wahlschalter (1, 2, 3) für die Vorderrad-, Hinterrad- und
Allrad-Lenkungsart in einem Drehschalter integriert sind.
13. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Lenkungsart-
Wahlschalter (4) für die Synchronlenkung ein gesonderter,
verriegelbarer Schalter vorgesehen ist.
14. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
(8) immer dann, wenn die Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh)
nicht der angewählten Lenkungsart entsprechen, eine Warnlampe
(10) einschaltet.
15. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
(8) immer dann, wenn die Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh)
nicht der angewählten Lenkungsart entsprechen, ein akustisches
Warnsignal einschaltet.
16. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile
(A, B, C) von elektromagnetisch betätigbaren Wegeventilen
gebildet sind.
17. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile
(A, B, C) im stromlosen Zustand die Vorderrad-Lenkung
einschalten.
18. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung
(8) die Radeinschlag-Lenkwinkel (βv, βh) auf einer
Ausgabetafel zur Anzeige bringt.
19. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der
Schwenkwinkelsensoren (9V, 9H) direkt auf einer Ausgabetafel
zur Anzeige gebracht sind.
20. Allrad-Lenkungssteuerung nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Drehung der
Fahrerkabine des Fahrzeuges um 180° dies der Steuereinrichtung
(8) angezeigt wird und diese die Zuordnung der Radeinschlag-
Lenkwinkel (βv, βh) jeweils zur Vorder- und Hinterachse
entsprechend der Stellung der Fahrerkabine vornimmt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934334279 DE4334279A1 (de) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Allrad-Lenkungssteuerung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934334279 DE4334279A1 (de) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Allrad-Lenkungssteuerung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4334279A1 true DE4334279A1 (de) | 1995-04-13 |
Family
ID=6499668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19934334279 Withdrawn DE4334279A1 (de) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Allrad-Lenkungssteuerung |
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