DE10029819C1

DE10029819C1 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE10029819C1
Application number: DE10029819A
Authority: DE
Inventors: Steffen Ritz; Stefan Steiner
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2020-06-17
Also published as: US6588858B2; US20020060103A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit vier Rädern, einer Antriebsachse, einem Antriebsstrang, der einen Fahrzeugmotor über ein Getriebe, eine Kupplung und ein Achsdifferential mit der Antriebsachse verbindet, einer Bremsanlage, die zumindest an der Antriebsachse die zugehörigen Räder unabhängig von den anderen Rädern bremsen kann, einer Lenkanlage, die eine Lenkhandhabe aufweist, an der ein Fahrzeugführer einen Lenkwinkel für lenkbare Räder einstellen kann, sowie einem Steuerungssystem, das unterhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit und ab einem vorbestimmten Lenkwinkel zumindest das kurveninnere Rad der Antriebsachse bremst und daran ein lenkunterstützendes Bremsmoment erzeugt. DOLLAR A Zur Verbesserung der Lenkunterstützung wird vorgeschlagen, daß das Steuerungssystem den Schaltzustand des Getriebes und/oder der Kupplung überwacht und zur Erzeugung des lenkunterstützenden Bremsmoments die Bremsbetätigung des jeweiligen Rades in Abhängigkeit dieses Schaltzustandes durchführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein Fahrzeug dieser Art ist aus der EP 0 863 063 A1 bekannt und weist vier Räder und eine Antriebsachse auf. Ein Antriebsstrang des Fahrzeugs umfaßt ein Getriebe, eine Kupplung und ein Achsdifferential und verbindet einen Fahrzeugmotor mit der Antriebsachse. Eine Bremsanlage des Fahrzeugs kann an der Antriebsachse die zugehörigen Räder jeweils unabhängig von den anderen Rädern bremsen. Eine Lenkanlage des Fahrzeugs weist eine Lenkhandhabe auf, an der ein Fahrzeugführer einen Lenkwinkel für lenkbare Räder einstellen kann. Ein Steuerungssystem stellt unterhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit und ab einem vorbestimmten Lenkwinkel einen Lenkunterstützungsbedarf fest und bremst zumindest das kurveninnere Rad der Antriebsachse, um daran ein lenkunterstützendes Bremsmoment zu erzeugen. Das Steuerungssystem überwacht dabei den Schaltzustand des Getriebes bzw. der Kupplung und führt zur Erzeugung des lenkunterstützenden Bremsmoments die Bremsbetätigung des jeweiligen Rades in Abhängigkeit dieses Schaltzustandes durch. Das Steuerungssystems des bekannten Fahrzeugs berücksichtigt außerdem ob ein Allradantrieb aktiviert ist oder nicht und ermöglicht den lenkunterstützenden Bremseingriff nur bei aktiviertem Allradantrieb.

Aus der DE 36 25 025 C1 ist ebenfalls ein Fahrzeug mit lenkunterstützendem Bremseingriff bekannt, wobei verschiedene Randbedingungen überwacht werden, um den Bremseingriff zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Die Deaktivierung eines Lenkbremseingriffs erfolgt beispielsweise, wenn entweder eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird oder nach einem Lenkbremseingriff eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist oder ein höherer Gang eingelegt wird oder eine bestimmte Querneigung des Fahrzeugs überschritten wird oder die Lenkung auf Geradauslauf rückgestellt wird oder ein Anhänger angekoppelt wird.

Aus der EP 0 295 396 B1 geht ein weiteres Fahrzeug hervor, umfassend mindestens vier Räder, mindestens eine Antriebsachse, einen Antriebsstrang, der einen Fahrzeugmotor über ein Getriebe, eine Kupplung und ein Achsdifferenzial mit der Antriebsachse verbindet, eine Bremsanlage, die es ermöglicht, jedes Rad unabhängig von den anderen Rädern zu bremsen, eine Lenkanlage, die eine Lenkhandhabe, zum Beispiel Lenkhandrad, aufweist, an der ein Fahrzeugführer einen Lenkwinkel für die lenkbaren Räder einstellen kann, und ein Steuerungssystem, das unterhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit, zum Beispiel 25 km/h, und ab einem vorbestimmten Lenkwinkel, zum Beispiel 90% des Volleinschlages, zumindest das kurveninnere Rad der Antriebsachse bremst und daran ein lenkunterstützendes Bremsmoment erzeugt. Bei einem solchen Fahrzeug kann somit eine einseitige Bremsung des Fahrzeuges realisiert werden, durch die ein Drehmoment um die Fahrzeughochachse in die zu durchfahrende Kurve hinein erzeugt werden kann. Die durch den Lenkeinschlag eingestellte Lenkwirkung wird dadurch unterstützt.

Zweckmäßig wird bei einem solchen Fahrzeug die Realisierung von lenkunterstützenden Bremsvorgängen mit Mitteln erreicht, die am Fahrzeug bereits vorhanden sind. Beispielsweise baut eine solche lenkunterstützende Bremsanlage auf Bestandteilen eines Antiblockiersystems oder einer Antischlupfregelung auf.

Aus der DE 36 37 481 A1 ist es bekannt, ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Traktor, mit einer Lenkbremsanlage auszustatten, um kleinste Wenderadien für das Fahrzeug zu realisieren. Hierbei wird ein Lenkbrems-Umschaltventil so ausgebildet, daß es mit einer Lenkanlage des Kraftfahrzeuges funktionell verbunden ist, wobei das Lenkbrems-Umschaltventil bei einem bestimmten Lenkeinschlag der Lenkräder durch die Lenkanlage angesteuert wird. Dabei wird zur Erzeugung eines lenkunterstützenden Bremsmoments das kurveninnere Rad der angetriebenen Hinterachse abgebremst.

Des weiteren wird in der DE 42 24 887 A1 ein Fahrzeug, insbesondere ein Ackerschlepper, beschrieben, das eine elektrische und/oder elektronische Steuereinrichtung aufweist, die in Abhängigkeit des Lenkwinkels Steuersignale an druckmittelgesteuerte Bremsen der Räder der Antriebsachse abgibt, so daß bei Überschreiten eines vorgebbaren Grenzlenkwinkels das hinsichtlich der Kurve innenliegende Rad der Hinterachse abgebremst wird. Durch diese Maßnahme wird der Spurkreisdurchmesser beim Durchfahren einer Kurve reduziert. Vorzugsweise stellt die Steuereinrichtung diese lenkunterstützende Bremswirkung so ein, daß sie stufenlos mit zunehmendem Lenkwinkel zunimmt.

Sofern das linke und das rechte Rad über ein Achsdifferential angetrieben werden, das sich durch eine Differenzialsperre sperren läßt, ist es zweckmäßig, die Sperrwirkung automatisch durch die elektrische Steuereinrichtung aufzuheben, wenn bei einem solchen Fahrzeug die Steuereinrichtung zur Lenkunterstützung ein Bremssignal an eine der Bremsen abgibt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die lenkunterstützende Wirkung des Bremseingriffs verbessert ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei der Dimensionierung des lenkunterstützenden Bremsmomentes die Schaltstellung des im Antriebsstrang enthaltenen Getriebes und zusätzlich oder alternativ die Schaltstellung der im Antriebsstrang enthaltenen Kupplung zu berücksichtigen. Beispielsweise kann bei ausgekuppelter Kupplung und/oder bei eingelegtem Leerlauf die lenkunterstützende Wirkung verbessert werden, wenn am jeweiligen kurveninneren Rad eine andere, insbesondere stärkere, Bremsbetätigung erzeugt wird als bei eingelegtem Gang und geschlossener Kupplung.

Durch die Berücksichtigung des jeweiligen Schaltzustandes des Getriebes bzw. der der Kupplung kann somit die lenkunterstützende Wirkung des erzeugten Bremsmoments verbessert werden. Beim erfindungsgemäßen Fahrzeug ist die Kupplung von einem Steuerungssystem steuerbar, wobei das Steuerungssystem zur Erzeugung des lenkunterstützenden Bremsmoments bei offener Kupplung das Schließen der Kupplung veranlasst. Die Berücksichtigung der Schaltstellung bei der Dimensionierung der Bremskräfte findet ihren Niederschlag somit auch darin, daß gegebenenfalls die Kupplung geschlossen wird. Des weiteren ist auch das Getriebe vom Steuerungssystem steuerbar, wobei das Steuerungssystem zur Erzeugung des lenkunterstützenden Bremsmoments bei eingelegtem Leerlauf das Einlegen eines Ganges veranlasst, wobei das Steuerungssystem die Kupplung jeweils entsprechend ansteuert. Durch diese Ausgestaltung findet die Berücksichtigung des Schaltzustands von Kupplung und Getriebe ihren Niederschlag im wesentlichen darin, daß bei eingelegtem Leerlauf durch das Steuerungssystem automatisch und somit selbsttätig ein Gang eingelegt wird.

Beim erfindungsgemäßen Fahrzeug steuert das Steuerungssystem zur Erzeugung des lenkunterstützenden Bremsmoments den Motor, das Getriebe und die Kupplung so an, daß am kurvenäußeren Rad der Antriebsachse zusätzlich ein lenkunterstützendes Antriebsmoment erzeugt wird. Durch diese Maßnahme wird zusätzlich zu dem am kurveninneren Rad der Antriebsachse erzeugten Bremsmoment am kurvenäußeren Rad der Antriebsachse ein zusätzliches Antriebsmoment erzeugt, wodurch insgesamt das daraus resultierende Lenkmoment vergrößert werden kann. Dabei kann ein vom Fahrzeugführer gewünschter dynamischer Fahrzustand (z. B. Beschleunigung des Fahrzeuges) in geeigneter Weise berücksichtigt werden.

Bei einem Fahrzeug, dessen Antriebsstrang mit einer steuerbaren Kupplung und einem steuerbaren Getriebe, insbesondere mit einem Automatikgetriebe mit Drehmomentwandler, ausgestattet ist, können Fahrzustände auftreten, bei denen Kupplung bzw. Getriebe so betätigt werden, daß kein Motormoment auf die Antriebsachse übertragen wird. Bei einem solchen Fahrzustand macht sich die vorgenannte Weiterbildung der Erfindung besonders deutlich bemerkbar, da beim Durchfahren einer (engen) Kurve Motor, Getriebe und Kupplung dann so angesteuert werden können, daß ein Motormoment auf die Antriebsachse übertragen wird, wobei die Abbremsung des kurveninneren Rades in Verbindung mit dem Achsdifferenzial dazu führt, daß am kurvenäußeren Rad das zusätzliche Antriebsmoment erzeugt wird. Auch bei den anderen Betriebszuständen des Fahrzeuges, bei denen durch die geschlossene Kupplung und durch einen eingelegten Gang ein Motormoment auf die Antriebsachse übertragen wird, kann die Erfindung ein zusätzliches Antriebsmoment am kurvenäußeren Rad erzeugen, indem das Motormoment entsprechend angepaßt wird.

Bei einer Weiterbildung kann das erzielbare Lenkmoment noch dadurch vergrößert werden, daß das Steuerungssystem zusätzlich mindestens an einer nicht angetriebenen Achse das kurveninnere Rad bremst und daran ein lenkunterstützendes Bremsmoment erzeugt.

Zweckmäßig ist eine Ausführungsform, bei der das Steuerungssystem zur Lenkunterstützung den Motor und die Kupplung so ansteuert, daß der zeitliche Verlauf der Summe der an den Rädern der Antriebsachse erzeugten Antriebsmomente stetig ist. Auf diese Weise können für den Fahrer unerwartete Fahrzeug-Reaktionen verhindert werden.

Bei einem Fahrzeug, das mit einer zuschaltbaren zusätzlichen Antriebsachse ausgestattet ist, kann entsprechend einer Weiterbildung das Steuerungssystem zur Erzielung einer Lenkunterstützung die zusätzliche Antriebsachse zuschalten und auch am kurveninneren Rad der zugeschalteten Antriebsachse ein lenkunterstützendes Bremsmoment erzeugen und am kurvenäußeren Rad der zugeschalteten Antriebsachse ein lenkunterstützendes Antriebsmoment erzeugen. Durch diese Maßnahme kann bei einem Fahrzeug mit mehreren Antriebsachsen, zum Beispiel Geländefahrzeug, Allradfahrzeug, der Wendekreis z. B. zum Parkieren, Rangieren deutlich reduziert werden.

Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform kann ein Mittendifferenzial Vorgesehen sein, das eine Drehzahlverteilung zwischen angetriebener Vorderachse und angetriebener Hinterachse bewirkt, wobei dieses Mittendifferenzial eine vom Steuerungssystem steuerbare Differenzialsperre aufweist, wobei das Steuerungssystem zur Erzeugung der lenkunterstützenden Antriebsmomente diese Differenzialsperre zum Sperren des Mittendifferenzials betätigen kann. Durch diese Maßnahme können an Vorderachse und Hinterachse gleichbleibende Drehzahlverhältnisse gewährleistet werden, um eine Reproduzierbarkeit der lenkunterstützenden Wirkung der Bremseingriffe sowie der Antriebsmomenterzeugung erzielen zu können.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann bei einem Fahrzeug, das ein elektronisches Radschlupfregelsystem, zum Beispiel ABS, ASR, ESP, aufweist, das Steuerungssystem in dieses Radschlupfregelsystem bezüglich seiner Hardware integriert und/oder bezüglich seiner Software implementiert sein. Durch diese Maßnahme kann bei einem Fahrzeug mit Radschlupfregelsystem eine lenkunterstützende Bremswirkung, zum Beispiel zur Verkleinerung des Wendekreises oder zur Verbesserung des Rangierverhaltens, realisiert werden, ohne daß zusätzliche Aggregate am Fahrzeug montiert werden müssen. Im einfachsten Fall genügt die Implementierung eines Software- Bausteins in die Steuerung des Radschlupfregelsystems. Dabei ist es möglich, die Funktion der Lenkungsbremsung bei einem Fahrzeug mit Radschlupfregelsystem mit minimalem Aufwand nachzurüsten.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Fig. 1 zeigt eine schematisierte Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges.

Entsprechend Fig. 1 weist ein Fahrzeug 1, das beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet ist, vier Räder 2 auf, die entsprechend ihrer Anordnung bezüglich einer mit einem Pfeil symbolisierten Fahrtrichtung 3 wie folgt indiziert sind: Rad 2 _VL bezeichnet das Rad vorne links; Rad 2 _VR bezeichnet das Rad vorne rechts; Rad 2 _HL bezeichnet das Rad hinten links; Rad 2 _HR bezeichnet das Rad hinten rechts.

In der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform besitzt das Fahrzeug 1 eine als Antriebsachse ausgebildete Hinterachse 4 sowie eine ebenfalls als Antriebsachse verwendbare Vorderachse 5. Bevorzugt wird eine Variante, bei der die Hinterachse 4 permanent als Antriebsachse dient, während die Vorderachse 5 als bedarfsabhängig zuschaltbare Antriebsachse ausgebildet ist. Ebenso sind jedoch eine umgekehrte oder variable Ausgestaltung sowie andere Allradvarianten möglich. Grundsätzlich arbeitet die Erfindung auch bei einem Fahrzeug mit nur einer Antriebsachse.

Zum Antrieb der Antriebsachsen 4 und 5 ist ein Antriebsstrang 6 vorgesehen, der Motormomente von einem Motor 7 über eine Kupplung 9 und ein Getriebe 8 auf die Hinterachse 4 überträgt. Dabei erfolgt die Momenteinleitung in die Hinterachse 4 über ein Achsdifferential 10, das optional mit einer Differenzialsperre 11 ausgestattet sein kann. In entsprechender Weise erfolgt auch eine Momentübertragung an die Vorderachse 5 über eine weitere Kupplung 12 und ein Achsdifferential 13. Auch dieses Achsdifferential 13 kann optional mit einer Differenzialsperre 14 ausgestattet sein. Außerdem kann in der der Vorderachse 5 zugeordneten Seite des Antriebsstrangs 6 ein weiteres Getriebe 15 angeordnet sein. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die einzelnen Bestandteile des Antriebsstrangs 6 steuerbar ausgebildet, wobei entsprechende Leitungen 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 mit einem Steuerungssystem 23 verbunden sind, das zur Betätigung und Steuerung der Bestandteile des Antriebsstrangs 6 mit diesen zusammenwirkt. Dabei ist es klar, daß dieses Steuerungssystem 23 aus mehreren Steuergeräten oder dergleichen bestehen kann, die durch entsprechende Verknüpfungen zu einem System verbunden sind, das zur Vereinfachung hier symbolisch als Rechteck dargestellt ist. Die Leitungen umfassen dabei Signalleitungen zur Übertragung von Signalen und/oder Steuerleitungen zur Übertragung von Steuerungsbefehlen.

Die Momentverteilung bzw. Drehzahlverteilung zwischen Vorderachse 5 und Hinterachse 4 erfolgt hier über ein Mittendifferenzial 34, das ebenfalls eine Differenzialsperre 35 aufweisen kann, die über eine Steuerleitung 36 vom Steuerungssystem 23 betätigbar ist.

Das Fahrzeug 1 ist außerdem mit einer Lenkanlage 24 ausgestattet, die eine als Lenkhandrad ausgebildete Lenkhandhabe 25 aufweist und zur Lenkbetätigung der Vorderräder 2 _VL und 2 _VR dient. Die Lenkanlage 24 kann wie hier prinzipiell dargestellt durch eine herkömmliche Lenkanlage mit mechanischer Zwangskopplung zwischen Lenkhandhabe 25 und gelenkten Fahrzeugrädern 2 _VL, 2 _VR gebildet sein, ebenso ist jedoch auch eine Ausführungsform möglich, bei der eine Regelstrecke eine elektronische Kopplung zwischen der Lenkhandhabe und der lenkbaren Rädern bildet (Steer-by-wire- Lenkung). Die Lenkanlage 25 hat die Möglichkeit, einen an der Lenkhandhabe 25 vom Fahrer eingestellten Lenkwinkel zu erfassen, z. B. mittels Raddrehzahlsensoren oder mittels einem Lenkwinkelsensor 26. Zusätzlich oder alternativ kann ein anderer Lenkwinkelsensor 27 vorgesehen sein, der den lenkbaren Rädern 2 _VL und 2 _VR zugeordnet ist und den an den lenkbaren Rädern eingestellten Lenkwinkel erfaßt. Mit entsprechenden Signalleitungen 28 und/oder 29 sind die Lenkwinkelsensoren 26 und/oder 27 mit dem Steuerungssystem 23 verbunden.

Des weiteren ist das Fahrzeug 1 mit einer Bremsanlage 30 ausgestattet, die hier vereinfacht durch vier, jeweils einem Rad 2 zugeordnete Bremsscheiben 31 und durch vier mit den Bremsscheiben 31 zusammenwirkende, jeweils einem der Räder 2 zugeordnete Bremsaggregate 32 symbolisch dargestellt ist. Die einzelnen Bremsaggregate 32 sind über elektrische, hydraulische oder pneumatische Steuerleitungen 33 mit dem Steuerungssystem 23 verbunden. Zur Verdeutlichung sind die einzelnen Bremsaggregate 32 und die zugehörigen Steuerleitungen 33 wie die zugehörigen Räder 2 indiziert. Diese Steuerleitungen 33 sind vorzugsweise diejenigen Steuerleitungen, die bei der Betriebsbremsanlage des Fahrzeuges ohnehin vorhanden sind. Die Bremsaggregate 32 können als herkömmliche, hydraulisch arbeitende Bremsaggregate ausgebildet sein, wobei dann hydraulische Steuerleitungen 33 die Bremsaggregate 32 betätigen. Weitere Komponenten der zugehörigen Hydraulik sind zur Vereinfachung hier nicht dargestellt. Bei einer anderen Ausführungsform können die Bremsaggregate 32 auch elektrohydraulisch arbeiten, wobei dann elektrische Steuerleitungen 33 die Bremsaggregate 32 direkt betätigen können, um dort hydraulischen Bremsdruck aufzubauen. Des weiteren können auch elektromechanisch arbeitende Bremsaggregate 32 vorgesehen sein, bei denen das Bremsmoment beispielsweise durch einen elektromotorischen Antrieb erzeugt wird. Auch hier ist die Betätigung der Bremsaggregate 32 direkt über die elektrischen Steuerleitungen 33 möglich. Entsprechendes gilt für Druckfuftbremsen.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug 1 arbeitet wie folgt:
Wenn der Fahrer über das Lenkrad 25 an den lenkbaren Rädern 2 _VL und 2 _VR einen Lenkwinkel einstellt, kann dies z. B. über den oder die Lenkwinkelsensoren 26 oder 27 vom Steuerungssystem 23 erkannt werden. Das Steuerungssystem 23 überwacht außerdem permanent die Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei diese Information beispielsweise aus herkömmlichen, hier nicht dargestellten Radsensoren (z. B. eines Antiblockiersystems) oder dergleichen zur Verfügung steht. Sofern das Fahrzeug eine Geschwindigkeit aufweist, die kleiner ist als eine vorbestimmte Grenzgeschwindigkeit von z. B. 30 km/h, und sobald der eingestellte Lenkwinkel 25 einen vorbestimmten Grenzwert von z. B. 50% des Volleinschlags erreicht und überschreitet, steuert das Steuerungssystem 23 das Bremsaggregat 32 des kurveninneren Rades 2 der Antriebsachse an. Im hier dargestellten Beispiel soll in Vorwärtsrichtung eine Linkskurve durchfahren werden. Sofern die Hinterachse 4 die Antriebsachse des Fahrzeuges 1 bildet, wird dementsprechend das hinten links angeordnete Rad 2 _HL abgebremst. Durch die Bremsbetätigung des Rades 2 _HL wird an diesem ein Bremsmoment M_B erzeugt, das in Fig. 1 am Rad 2 _HL durch einen nach hinten gerichteten Pfeil symbolisiert ist. Bezüglich der Hochachse des Fahrzeuges 1 erzeugt dieses Bremsmoment M_B ein die Lenkwirkung unterstützendes, nach links gerichtetes. Lenkmoment M_L, das in Fig. 1 links neben dem Fahrzeug durch einen Pfeil symbolisiert ist.

Darüber hinaus sorgt das Steuerungssystem 23 bei der hier dargestellten bevorzugten Ausführungsform dafür, daß auf das kurvenäußere Rad 2 _HR der angetriebenen Hinterachse 4 ein zusätzliches Antriebsmoment M_A übertragen wird, wodurch eine zusätzliche lenkunterstützende Wirkung erreicht wird. Das zusätzliche Antriebsmoment M_A ist im Rad 2 _HR durch einen nach vorn gerichteten Pfeil symbolisiert. Über die Leitungen 20 und 21 überwacht das Steuerungssystem 23 die aktuellen Schaltstellungen von Getriebe 8 und Kupplung 9. Bei offener Kupplung 9 veranlaßt das Steuerungssystem 23 das Schließen der Kupplung 9. Bei eingelegtem Leerlauf betätigt das Steuersystem 23 das Getriebe 8 so, daß ein geeigneter Gang eingelegt wird. Für die Erzeugung dieses zusätzlichen Antriebsmoments M_A steuert das Steuerungssystem 23 die Kupplung 9 und das Getriebe 8 in entsprechender Weise an, um über das Achsdifferenzial 10 ein entsprechendes Antriebsmoment in das kurvenäußere Rad 2 _HR einleiten zu können. Zusätzlich kann noch das Motormoment bedarfsabhängig angehoben werden.

Bei der hier gezeigten Ausführungsform wird demnach ein Bremseingriff an den jeweiligen Rädern 2 in Abhängigkeit des Schaltzustandes der Kupplung 9 und des Getriebes 8 durchgeführt. Bei einer anderen Ausführungsform, die kein durch das Steuerungssystem 23 steuerbares Getriebe 8 aufweist, kann der Bremseingriff ebenfalls in Abhängigkeit des Schaltzustandes durchgeführt werden, indem beispielsweise die Dimensionierung der jeweiligen Bremsbetätigung davon abhängt, ob ein Gang eingelegt ist oder nicht. Entsprechendes gilt für eine Ausführungsform, die nicht über eine vom Steuerungssystem 23 steuerbare Kupplung 9 verfügt. Auch dort kann beispielsweise die Dimensionierung des jeweiligen Bremseingriffs davon abhängen, ob die Kupplung geöffnet oder geschlossen ist.

Sofern eine Differenzialsperre 11 vorhanden und gegebenenfalls aktiviert ist, wird diese über das Steuerungssystem 23 zur Erzeugung des zusätzlichen Lenkmoments M_L deaktiviert. Die Kupplung 9 kann bei einem Automatikgetriebe durch eine Überbrückungskupplung eines Drehmomentwandlers des Automatikgetriebes gebildet sein.

Das zusätzlich am kurvenäußeren Rad 2 _HR eingeleitete Antriebsmoment M_A wird vorzugsweise so gewählt, daß ein durch den einseitigen Bremseingriff verursachter Vortriebsverlust kompensiert wird.

Zusätzlich zum kurveninneren Rad 2 _HL der angetriebenen Hinterachse 4 kann außerdem das kurveninnere Rad 2 _VL der nicht angetriebenen Vorderachse 5 abgebremst werden, wodurch auch an diesem Rad ein Bremsmoment M_B erzeugt wird. Vorzugsweise wird das kurveninnere Rad 2 _HL der Antriebsachse 4 stärker abgebremst als das kurveninnere Rad 2 _VL der nicht angetriebenen Achse 5.

Bei dem hier dargestellten Fahrzeug 1, das mit einem zuschaltbaren Vorderachsantrieb ausgestattet ist, kann zur Verstärkung des Lenkmoments M_L außerdem der Vorderachsantrieb zugeschaltet werden, was beispielsweise durch eine entsprechende Betätigung der Kupplung 12 vom Steuerungssystem 23 veranlaßt werden kann. Auch hier wird dann über den Antriebsstrang 6 und über das Achsdifferenzial 13 ein Antriebsmoment M_A am kurvenäußeren Rad der Vorderachse 5 erzeugt, wobei dessen Größe insbesondere von der Einstellung des Getriebes 15 abhängt. Sofern eine Differenzialsperre 14 vorhanden ist, sorgt das Steuerungssystem 23 zur Erzeugung des Antriebsmoments M_A an der Vorderachse 5 dafür, daß keine Sperrung des Achsdifferentials 13 der Vorderachse 5 vorliegt.

Um bei zugeschaltetem Frontantrieb an beiden Antriebsachsen 4 und 5 eine konstante Drehzahlverteilung zu erreichen, kann das Steuerungssystem 23 außerdem so ausgebildet sein, daß es die Differenzialsperre 35 des Mittendifferenzials aktiviert.

Sofern das Fahrzeug 1 mit einer Kupplung 9, 12 ausgestattet ist, die in Fahrbetriebszuständen, die keine Antriebsleistung erfordern, z. B. Ausrollen, offen ist, also keine direkte Momentübertragung zwischen Motor 7 und Antriebsachse ermöglicht, betätigt das Steuerungssystem 23 zur Erzielung eines Lenkmoments M_L die Kupplung 9, 12 zum Einkuppeln, so daß über das Achsdifferential 10, 13 der Antriebsachse ein Antriebsmoment M_A auf das kurvenäußere Rad 2 übertragen werden kann. Die Größe dieses Antriebsmoments ist dem Betrag nach insbesondere wenigstens so groß wie das am kurveninneren Rad 2 dieser Antriebsachsen 4, 5 erzeugte Bremsmoment M_B. Zweckmäßig wird dieses Steuerungssystem 23 zusätzlich überprüfen, ob ein Gang eingelegt ist, um gegebenenfalls vor dem Einkuppeln noch einen Gang einzulegen.

Vorzugsweise steuert das Steuerungssystem 23 den Motor 7 und die jeweilige Kupplung 9 bzw. 12 so an, daß der vom Fahrer gewünschte Fahrbetrieb, der beispielsweise über die Gaspedalstellung ermittelt wird, stetig, also ohne spürbare Stufen aufrechterhalten wird. Das bedeutet, daß beispielsweise das zusätzlich am kurvenäußeren Rad 2 bzw. an den kurvenäußeren Rädern 2 erzeugte Antriebsmoment M_A so dimensioniert ist, daß eine durch den lenkunterstützenden Bremsvorgang verursachte Fahrzeugverzögerung kompensiert und somit vermieden wird. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Anhebung des vom Motor 7 erzeugten Motormoments erfolgen. Sofern das Steuerungssystem 23 zur Erzeugung eines Antriebsmoments M_A die Kupplung 8 bzw. 12 einrückt, kann es aufgrund des vom Fahrer gewünschten Fahrbetriebs zur Übertragung eines Schleppmoments vom Motor 7 an die Antriebsachse kommen. Damit es auch in diesem Fall nicht zu einer ungewünschten Verzögerung des Fahrzeuges 1 kommt, kann das Steuerungssystem 23 durch eine entsprechende Ansteuerung des Motors 7 eine derartige Bremswirkung kompensieren.

In Abhängigkeit der vom Fahrzeughersteller verfolgten Sicherheitsphilosophie kann das Steuerungssystem 23 den Motor 7 und die jeweilige Kupplung 9 bzw. 12 so ansteuern, daß die Größe des erzeugten zusätzlichen Antriebsmoments M_A von der Größe einer zur Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit dienenden Betätigung der Bremsanlage 30 abhängt.

Beispielsweise kann es sinnvoll sein, ab einem vorbestimmten Wert einer Bremsverzögerung des Fahrzeuges, die vom Fahrer durch eine entsprechende Betätigung des Bremspedals initiiert ist, nur noch ein reduziertes oder kein zusätzliches Antriebsmoment M_A an den kurvenäußeren Rädern zu erzeugen, um auf diese Weise den insgesamt erforderlichen Bremsweg nicht zu verlängern.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Steuerungssystem 23 so auf die Bremsanlage 30 und den Antriebsstrang 6 einwirken, daß die Größe des lenkunterstützenden Bremsmoments M_B und/oder die Größe des lenkunterstützenden Antriebsmoments M_A von Betriebsparametern des Fahrzeuges 1 abhängen, wobei diese Betriebsparameter beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Fahrzeugbeschleunigung und/oder der Lenkwinkel und/oder die Fahrtrichtung sein können. Vorzugsweise können dadurch für langsame Fahrt, Schrittempo und Rangierbetrieb unterschiedliche Lenkmomente erzeugt werden. Zweckmäßig könnte es sein, die lenkunterstützende einseitige Bremsbetätigung bei Rückwärtsfahrt zu deaktivieren.

Ein großer Vorteil der hier vorgestellten Anordnung zur Erzeugung lenkunterstützender Bremsmomente M_B bzw. lenkunterstützender Antriebsmomente M_A kann darin gesehen werden, daß diese Anordnung mit relativ geringem Aufwand in ein elektronisches Radschlupfregelsystem des Fahrzeuges 1 integriert werden kann. Derartige Systeme, wie z. B. ABS, ASR, ESP, sind bei modernen Kraftfahrzeugen 1 bereits Standard.

Claims

1. Fahrzeug mit
mindestens vier Rädern (2),
mindestens einer Antriebsachse (4, 5),
einem mindestens ein Getriebe (8, 15), mindestens eine Kupplung (9, 12) und mindestens ein Achsdifferenzial (10, 13) aufweisenden Antriebsstrang (6), der einen Fahrzeugmotor (7) mit der Antriebsachse (4, 5) verbindet,
einer Bremsanlage (30), die zumindest an einer Antriebsachse (4, 5) die zugehörigen Räder (2) jeweils unabhängig von den anderen Rädern (2) bremsen kann,
einer Lenkanlage (24), die eine Lenkhandhabe, z. B. Lenkhandrad (25), aufweist, an der ein Fahrzeugführer einen Lenkwinkel für lenkbare Räder (2) einstellen kann,
einem Steuerungssystem (23), das unterhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit und ab einem vorbestimmten Lenkwinkel einen Lenkunterstützungsbedarf feststellt und zumindest das kurveninnere Rad (2) der Antriebsachse (4, 5) bremst und daran ein lenkunterstützendes Bremsmoment (M_B) erzeugt,
wobei das Steuerungssystem (23) den Schaltzustand des Getriebes (8, 15) und/oder der Kupplung (9, 12) überwacht, wobei das Steuerungssystem (23) zur Erzeugung des lenkunterstützenden Bremsmoments (M_B) die Bremsbetätigung des jeweiligen Rades (2) in Abhängigkeit dieses Schaltzustandes durchführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (9, 12) vom Steuerungssystem (23) steuerbar ist, wobei das Steuerungssystem (23) bei offener Kupplung (9, 12) und festgestelltem Lenkunterstützungsbedarf das Schließen der Kupplung (9, 12) veranlasst,
daß das Getriebe (8, 15) vom Steuerungssystem (23) steuerbar ist, wobei das Steuerungssystem (23) bei eingelegtem Leerlauf und festgestelltem Lenkunterstützungsbedarf das Einlegen eines Ganges veranlasst, wobei das Steuerungssystem (23) die Kupplung (9, 12) entsprechend ansteuert, und
daß das Steuerungssystem (23) bei festgestelltem Lenkunterstützungsbedarf das Getriebe (8, 15) und die Kupplung (9, 12) so ansteuert, daß am kurvenäußeren Rad (2) der Antriebsachse (4, 5) zusätzlich ein lenkunterstützendes Antriebsmoment (M_A) erzeugt wird.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) zusätzlich zu Kupplung (9, 12) und/oder Getriebe (8, 12) den Motor (7) zur Erzeugung des Antriebsmoments (M_A) ansteuert.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) zur Lenkunterstützung den Motor (7), das Getriebe (8, 15) und die Kupplung (9, 12) so ansteuert, daß das Antriebsmoment (M_A) betragsmäßig etwa dem Bremsmoment (M_B) entspricht.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) zusätzlich mindestens an einer nicht angetriebenen Achse (4, 5) das kurveninnere Rad (2) bremst und daran ein lenkunterstützendes Bremsmoment (M_B) erzeugt.

5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) zur Lenkunterstützung den Motor (7), das Getriebe (8, 15) und die Kupplung (9, 12) so ansteuert, daß der zeitliche Verlauf der Summe der an den Rädern (2) der Antriebsachse erzeugten Antriebsmomente stetig ist.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) zur Lenkunterstützung den Motor (7), das Getriebe (8, 15) und die Kupplung (9, 12) so ansteuert, daß die Größe des erzeugten Antriebsmoments (M_A) vom Maß einer zur Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit dienenden Betätigung der Bremsanlage (30) abhängt.

7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) zur Lenkunterstützung den Motor (7), das Getriebe (8, 15) und die Kupplung (9, 12) so ansteuert, daß die Größe des lenkunterstützenden Bremsmoments (M_B) und/oder die Größe des lenkunterstützenden Antriebsmoments (M_A) von Betriebsparametern des Fahrzeuges (1) abhängt.

8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsparameter die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Fahrzeugbeschleunigung und/oder den Lenkwinkel und/oder die Fahrtrichtung umfassen.

9. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) bei einem Achsdifferential (10, 13) mit steuerbarer Differenzialsperre (11, 14) zur Erzeugung des lenkunterstützenden Antriebsmoments (M_A) die Differenzialsperre (11, 14) zum Entsperren des Achsdifferentials (10, 13) betätigt.

10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungssystem (23) bei einem Fahrzeug (1) mit zuschaltbarer zusätzlicher Antriebsachse (4, 5) zur Erzeugung einer Lenkunterstützung die zusätzliche Antriebsachse (4, 5) zuschaltet und an den kurveninneren Rädern (2) der Antriebsachsen (4, 5) lenkunterstützende Bremsmomente (M_B) erzeugt und an den kurvenäußeren Rädern (2) der Antriebsachsen (4, 5) lenkunterstützende Antriebsmomente (M_A) erzeugt.

11. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittendifferenzial (34) vorgesehen ist, das eine Drehzahlverteilung zwischen angetriebener Vorderachse (5) und angetriebener Hinterachse (4) bewirkt, wobei das Mittendifferenzial (34) eine vom Steuerungssystem (23) steuerbare Differenzialsperre (35) aufweist, wobei das Steuerungssystem (23) zur Erzeugung der lenkunterstützenden Antriebsmomente (M_A) diese Differenzialsperre (35) zum Sperren des Mittendifferenzials (34) betätigt.

12. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (1) ein elektronisches Radschlupfregelsystem, z. B. ABS, ASR, ESP, aufweist und daß das Steuerungssystem (23) in dieses Radschlupfregelsystem hardwaremäßig integriert und/oder softwaremäßig implementiert ist.