DE102006008668A1

DE102006008668A1 - Lenksystem und Verfahren zum Bewegen von Rädern eines zweispurigen Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102006008668A1
Application number: DE200610008668
Authority: DE
Inventors: Markus Feigl
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-08-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein zweispuriges Fahrzeug (1) mit einer Vorderradlenkung (11), welche zwei separat lenkbare Räder (11a', 11b') umfasst, und einer Erfassungsvorrichtung (13), welche zur Erfassung eines momentanen Fahrzeugzustands ausgebildet ist, wobei ein Lenkvorgang des Fahrzeugs (1) abhängig von dem detektierten Fahrzeugzustand erfolgt, wobei die Räder (11a', 11b') abhängig vom erfassten Fahrzeugzustand mit einem im Wesentlichen gleich großen oder mit einem unterschiedlichen Lenkwinkel (δ_a', δ_i') einstellbar sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bewegen von Rädern eines zweispurigen Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem sowie ein Verfahren zum Bewegen von Rädern eines zweispurigen Fahrzeugs.

Aus der DE 43 40 932 B4 ist ein Verfahren zur Regelung einer die Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs repräsentierenden Fahrzeuggiergeschwindigkeit bekannt. Die Fahrzeuggiergeschwindigkeit wird dabei auf eine Führungsgröße geregelt. Diese Führungsgröße wird aus einem im Fahrzeug abgelegten Fahrzeugmodell aus einem Lenkwinkel des Fahrzeugs und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ermittelt, wobei dazu dem Fahrzeugmodell die Ackermann-Bedingungen zu Grunde gelegt werden können. Das Gierverhalten des Fahrzeugs soll dadurch erreicht werden, das abhängig von der Reglerabweichung definiert einzelne Räder des Fahrzeugs abgebremst oder beschleunigt werden und/oder überlagert zum vom Fahrer des Fahrzeugs induzierten Lenkeingriff ein zusätzlicher Lenkwinkel an der Vorderachse und/oder an der Hinterachse eingestellt wird.

Aus der WO 2005/000650 A1 ist eine Stabilisierungsvorrichtung zur fahrdynamischen Stabilisierung eines Fahrzeugs bekannt. Die Stabilisierungsvorrichtung umfasst Vorgabemittel zum Ermitteln eines Soll-Giergeschwindigkeitssignals und umfasst Begrenzungsmittel zur Ermittlung eines eine maximale Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentierenden Grenz-Giergeschwindigkeitssignals. Das Soll-Giergeschwindigkeitssignal wird in Abhängigkeit eines Vorgabe-Lenkwinkelsignals und einer die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierenden Größe ermittelt. Dabei kann ein mathematisches Modell, dem die Ackermann-Beziehung zu Grunde liegt, zum Ermitteln herangezogen werden.

Zum verschleißarmen Betrieb eines Fahrzeugs ist es besonders günstig, die Ackermann-Bedingungen einzuhalten. Unter Zuhilfenahme der im Stand der Technik bekannten Darstellung gemäß 1 wird diese Ackermann-Bedingung erläutert. Die Ackermann-Bedingung ist dadurch definiert, dass alle Räder eines zweispurigen Fahrzeugs dann schlupffrei und somit mit geringstem Verschleiß rollen, wenn sich die Verlängerung der Raddrehachsen aller vier Räder eines Fahrzeugs in einem Punkt schneiden. Das in 1 gezeigte Fahrzeug 1 weist eine Vorderradlenkung 11 auf, welche als sogenannte Achsschenkellenkung ausgebildet ist. Die Vorderradlenkung 11 umfasst ein vorne links angebrachtes Rad 11a und ein vorne rechts angebrachtes Rad 11b. Darüber hinaus umfasst das Fahrzeug 1 nicht lenkbare hintere Räder 12a und 12b. Für das in 1 ausschließlich vorderachsgelenkte Fahrzeug 1 ist zur Erfüllung der Ackermann-Bedingung erforderlich, dass das kurveninnere Rad 11b stärker eingeschlagen werden muss, als das kurvenäußere Rad 11a.

Die beiden vorderen Räder 11a und 11b sind mit einer Vorderachse 11c verbunden. Die beiden hinteren Räder 12a und 12b sind mit einer Hinterachse 12c verbunden. Die nach Ackermann erforderlichen Lenkwinkel δ_a (Einschlagwinkel des kurvenäußeren Rades) am kurvenäußeren Rad 11a und δ_i (Einschlagwinkel des kurveninneren Rades) am inneren Rad 11b können aufgrund der in 1 gezeigten kinematischen Zusammenhänge ermittelt werden. Der sogenannte Ackermann-Spurdifferenzwinkel berechnet sich demnach zu cot(δa) – cot(δi) = (s – 2·R0)/L (1)mit folgenden Bedeutungen:

δ_a:: Einschlagwinkel des kurvenäußeren Rades
δ_i:: Einschlagwinkel des kurveninneren Rades
s:: Spurweite des Fahrzeugs
R₀:: Lenkrollradius
L:: Radstand

Der eingetragene Lenkdifferenzwinkel bzw. Ackermann-Spurdifferenzwinkel Δδ_A und der Spurkreisdurchmesser D_SA, den das kurvenäußere Rad 11a durchläuft, haben die Größe: ΔδA = δi – δa (2)

Bei dem in 1 gezeigten Fahrzeug lässt sich besonders bei großen Lenkwinkeln, die bevorzugt beim Wenden und Rangieren des Fahrzeugs 1 auftreten, die Ackermann-Bedingung durch die gegebene Lenkkinematik an der Vorderachse 11c nicht mehr exakt einstellen. Insbesondere in den genannten Fahrsituationen tritt an den Rädern des Fahrzeugs ein Schlupf auf, wodurch ein erhöhter Verschleiß entsteht.

Wird bei einem Fahrzeug 1 das kurveninnere Rad 11b mit dem gleichen Winkel eingeschlagen wie das kurvenäußere Rad 11a, so spricht man vom Paralleleinschlag der Räder 11a und 11b. Vor allem bei kleinen Einschlagwinkeln wird ein Paralleleinschlag der Räder 11a und 11b bevorzugt, weil sich dadurch fahrdynamische Vorteile ergeben. Bei der Auslegung von Lenksystemen in modernen Fahrzeugen wird aufgrund der rein mechanisch dargestellten Lenkkinematik ein Kompromiss zwischen Ackermann-Bedingung bei großen Lenkwinkeln und Paralleleinschlag bei kleinen Lenkwinkeln realisiert. Beide Situationen können daher in der derzeitigen Realisierung bei Lenksystemen nur näherungsweise durch ein System erreicht werden, so dass bei allen Lenksituationen nur ein suboptimaler Lenkvorgang realisiert werden kann.

Des Weiteren ist aus der DE 600 09 244 T2 ein Allradlenksystem bekannt, bei dem jedes Rad eines Vierradfahrzeugs einzeln über einen elektromechanischen Aktor lenkbar ist.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lenksystem sowie ein Verfahren zum Bewegen von Rädern eines zweispurigen Fahrzeugs zu schaffen, bei dem Verschleißerscheinungen der Räder beim Betrieb des Fahrzeugs reduziert werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Lenksystem, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 13 aufweist, gelöst.

Ein lösungsgemäßes Lenksystem für ein zweispuriges Fahrzeug umfasst eine Vorderradlenkung, welche zwei separat lenkbare Räder aufweist. Eine Erfassungsvorrichtung des Lenksystems ist zur Erfassung eines momenta nen Fahrzeugzustands ausgebildet. Das Lenksystem ist derart ausgebildet, dass ein Lenkvorgang des Fahrzeugs abhängig von dem detektierten Fahrzeugzustand erfolgt, wobei die Räder der Vorderradlenkung abhängig vom erfassten Fahrzeugzustand mit einem im Wesentlichen gleich großen oder mit einem unterschiedlichen Lenkwinkel einstellbar sind. Durch das Lenksystem kann somit erreicht werden, dass abhängig vom Fahrzeugzustand ein Paralleleinschlag der Räder durchgeführt wird und somit insbesondere bei dynamischen Fahrmanövern des Fahrzeugs ein bestmögliches Fahrverhalten erzielt werden kann. Andererseits kann insbesondere bei Wende- und Rangiermanövern des Fahrzeugs eine individuelle Einstellung der Räder ermöglicht werden, welche ein schlupffreies Bewegen der Räder ermöglicht. Das Lenksystem kann daher bei allen Fahrsituationen, in denen eingeschlagene Räder des Fahrzeugs auftreten, eine situationsabhängig optimale Lenkwinkeleinstellung gewährleisten. Eine Kompromisslösung wie bei bekannten Lenksystemen ist daher nicht mehr erforderlich.

Das Lenksystem ist bevorzugt als Steer-by-Wire-Lenkung ausgebildet, bei dem jedes lenkbare Rad durch einen eigenen Aktor einstellbar ist.

Bevorzugt ist bei der Erfassung des Fahrzeugzustands die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder zumindest ein Lenkwinkel eines Rades, insbesondere des kurveninneren Rades berücksichtigt. Es können jedoch auch andere Kenngrößen zur Charakterisierung des Fahrzeugzustands herangezogen werden. Beispielsweise können hierbei ein Lenkradwinkel, eine Giergeschwindigkeit und eine Querbeschleunigung berücksichtigt werden. Die Erfassungsvorrichtung kann dabei eine Vielzahl an Sensoren umfassen, welche die jeweiligen Kenngrößen erfassen.

Vorzugsweise sind die Lenkwinkel im Wesentlichen gleich eingestellt, wenn ein momentaner Lenkwinkel zumindest eines Rades, insbesondere des kurveninneren Rades, einen vorgebbaren Referenz-Lenkwinkel unterschreitet. Bevorzugt erfolgt ein derartiger Paralleleinschlag der Räder, wenn zusätzlich eine vorgebbare Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit überschritten ist.

Vorzugsweise sind unterschiedliche Lenkwinkel dann eingestellt, wenn ein momentaner Lenkwinkel zumindest eines Rades, insbesondere des kurveninneren Rades, einen vorgebbaren Referenz-Lenkwinkel übersteigt und/oder eine vorgebbare Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit unterschritten ist.

Die unterschiedlichen Lenkwinkel sind bevorzugt derart eingestellt, dass die Ackermann-Bedingung erfüllt ist. Ein schlupffreies Bewegen der eingeschlagenen Räder kann dann auch bei relativ großen Lenkwinkeln erreicht werden.

Darüber hinaus umfasst das Lenksystem in vorteilhafter Weise auch eine Hinterradlenkung, welche zwei separat lenkbare Räder umfasst. Ein erstes Rad der Hinterradlenkung ist mit einem ersten Lenkwinkel und ein zweites Rad der Hinterradlenkung mit einem zweiten Lenkwinkel einstellbar. Die Lenkwinkel der lenkbaren Räder der Hinterradlenkung sind individuell derart einstellbar, dass alle lenkbaren Räder des Fahrzeugs im Wesentlichen schlupffrei bewegbar sind. Bevorzugt sind die Lenkwinkel der lenkbaren Räder der Hinterradlenkung individuell derart einstellbar, dass über einen gesamten einstellbaren Lenkwinkelbereich der Räder der Vorderradlenkung die lenkbaren Räder des Fahrzeugs schlupffrei bewegbar sind. Bei der vorgeschlagenen Lenkvorrichtung sind somit sowohl Vorderräder des Fahrzeugs als auch Hinterräder des Fahrzeugs lenkbar. Insbesondere die Hinterräder sind dabei spezifisch und quasi unabhängig von den anderen Rädern jeweils einzeln einlenkbar. Die Lenkwinkel insbesondere der Hinterräder können dabei bei im Wesentlichen beliebig eingelenkten Vorderrädern so eingestellt werden, dass alle lenkbaren Räder des Fahrzeugs beim Fortbewegen ohne Schlupf abrollen. Voraussetzung beim Einschlag ist, dass sich die Verlängerungen der Raddrehachsen der Vorderräder in einem Punkt schneiden. Dadurch kann ein besonders verschleißfreies Bewegen des Fahrzeugs, insbesondere im Hinblick auf einen Verschleiß der Räder, ermöglicht werden. Gerade bei sehr großen Lenkwinkeln der Vorderräder, welche bevorzugt beim Wenden und Rangieren des Fahrzeugs auftreten, lässt sich somit erreichen, dass alle lenkbaren Räder des Fahrzeugs im Wesentlichen ohne Schlupf bewegt werden können.

In bevorzugter Weise weist jedes lenkbare Rad einen eigenen Aktor zur Einstellung des Lenkwinkels auf.

Vorzugsweise sind die jeweiligen Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung abhängig von einem Lenkwinkel der Räder der Vorderradlenkung einstellbar. Es kann dabei vorgesehen sein, dass der Lenkwinkel des kurvenäußeren Rades der Vorderradlenkung für die Einstellung der Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung berücksichtigt ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Lenkwinkel des kurveninneren Rades der Vorderradlenkung für die separate Einstellung der Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung berücksichtigt ist. Ebenso kann auch vorgesehen sein, dass ein Lenkradwinkel eines Lenkrades des Fahrzeugs als abhängige Größe dafür berücksichtigbar ist, in wieweit die jeweiligen Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung einstellbar sind. Situationsabhängig kann dadurch ein bestmögliches Einstellen der Lenkwinkel im Hinblick auf ein schlupffreies Abrollen der lenkbaren Räder erreicht werden.

Vorzugsweise sind die Räder der Hinterradlenkung bei einem Lenkwinkel eines Rades der Vorderradlenkung nur dann lenkbar, wenn dieser Lenkwinkel eines Rades der Vorderradlenkung größer als ein vorgebbarer Schwellwert-Lenkwinkel ist. Gerade in Situationen, in denen ein Schlupf der Räder mit großer Wahrscheinlichkeit auftreten kann, wird somit das individuelle Einstellen und Einlenken der Räder der Hinterradlenkung ermöglicht. Dies ist gerade bei sehr großen Lenkwinkeln eines Rades der Vorderradlenkung, wie beispielsweise bei Wende- und Rangiermanövern des Fahrzeugs, der Fall.

In vorteilhafter Weise sind die Räder der Hinterradlenkung bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit lenkbar, welche kleiner als eine Schwellen-Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Dadurch kann erreicht werden, dass die Lenkvorrichtung hohen Sicherheitsanforderungen genügt, da bevorzugt somit nur bei relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten, welche vorteilhafterweise kleiner 40 km/h, insbesondere kleiner 30 km/h, insbesondere kleiner 15 km/h sind, das Einlenken der Räder der Hinterradlenkung möglich ist.

In bevorzugter Weise ist der Lenkwinkel der lenkbaren Räder des Fahrzeugs, insbesondere alle lenkbaren Räder, derart einstellbar, dass die Ackermann-Bedingung beim Fortbewegen des Fahrzeugs erfüllt ist. Dies gewährleistet, dass der Ackermann-Spurdifferenzwinkel im Wesentlichen kontinuierlich eingehalten wird und dadurch die Lenkwinkel aller lenkbaren Räder derart eingestellt werden, dass sich die Verlängerung der Raddrehachsen aller Räder in einem Punkt schneiden. Durch eine Hinterradlenkung mit individuell lenkbaren Rädern können die Lenkwinkel eines linken und eines rechten lenkbaren Hinterrades unabhängig voneinander so eingestellt werden, dass sich die Raddrehachsen wieder in einem Punkt schneiden. Dadurch ist stets ein schlupffreies Abrollen der Räder gewährleistet.

Vorzugsweise umfasst das Lenksystem eine elektronische Steuer- und Regelvorrichtung, welche zum automatischen Einstellen und Überwachen der Lenkwinkel zumindest der lenkbaren Räder der Hinterradlenkung des Fahrzeugs ausgebildet ist. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Steuer- und Regelvorrichtung zum Einstellen der Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung abhängig vom Betriebsparameter des Fahrzeugs und/oder Radparametern, insbesondere der Räder der Vorderradlenkung, ausgebildet ist. Als Betriebsparameter des Fahrzeugs können dabei der Schwimmwinkel und/oder eine Giergeschwindigkeit und/oder eine Gierbeschleunigung und/oder eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs betrachtet werden. Als Radparameter können die Radgeschwindigkeit oder die Raddrehzahl berücksichtigt werden. Für die Erfassung der genannten Parameter können dafür geeignete Sensoren an den entsprechenden Positionen des Fahrzeugs angeordnet sein.

Bei einem lösungsgemäßen Verfahren zum Bewegen von Rädern eines zweispurigen Fahrzeugs mit einer Vorderradlenkung, welche zwei lenkbare Räder umfasst, wird ein momentaner Fahrzeugzustand erfasst und ein Lenkvorgang des Fahrzeugs abhängig von dem detektierten Fahrzeugzustand durchgeführt, wobei die Räder abhängig vom erfassten Fahrzeugzustand mit einem im Wesentlichen gleich großen oder mit einem unterschiedlichen Lenkwinkel eingestellt werden. Die fahrzeugzustandsabhängige Einstellung der Lenkwinkel der beiden Räder der Hinterradlenkung erfolgt dabei derart, dass über einen gesamten einstellbaren Lenkwinkelbereich der Räder der Vorderradlenkung die lenkbaren Räder des Fahrzeugs schlupffrei bewegt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass der Verschleiß der Räder im Betrieb des Fahrzeugs deutlich reduziert werden kann. Insbesondere dann, wenn bei Wendemanövern oder Rangiermanövern, wie beispielsweise bei einem Ein- oder Ausparken des Fahrzeugs, relativ große Lenkwinkel an den Rädern der Vorderradlenkung eingestellt werden, kann dadurch ein schlupffreies Bewegen aller lenkbaren Räder des Fahrzeugs gewährleistet werden, indem insbesondere die Räder der Hinterradlenkung situationsabhängig in individueller Weise und unabhängig voneinander eingelenkt werden.

Die Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung werden vorzugsweise abhängig von einem Lenkwinkel der Räder der Vorderradlenkung eingestellt. Die Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung werden fahrsituationsabhängig bevorzugt automatisch eingestellt. Es kann vorgesehen sein, dass die Lenkwinkel der Räder der Hinterradlenkung nur dann eingestellt werden, wenn ein Lenkwinkel eines Rades der Vorderradlenkung einen vorgebbaren Schwellwert-Lenkwinkel übersteigt und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorgebbare Schwellwert-Fahrzeuggeschwindigkeit unterschreitet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lenkvorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens anzusehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs; und
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenksystems.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 2 ist in schematischer Weise ein Fahrzeug 1 gezeigt, welches eine Vorderradlenkung 11 und eine Hinterradlenkung 12 aufweist. Zur Verdeutlichung der Unterschiedlichkeit zum Fahrzeug 1 gemäß der Darstellung in 1 sind insbesondere auch die Räder 11a, 11b, 12a und 12b dieses Fahrzeugs 1 gemäß 1 eingezeichnet.
Die Vorderradlenkung 11 des Fahrzeugs 1 gemäß 2 weist ein linkes vorderes Rad 11a' und ein rechtes vorderes Rad 11b' auf. Diese vorderen Räder 11a' und 11b' sind mit einer Vorderachse 11c verbunden. Die Hinterradlenkung weist ein linkes hinteres Rad 12a' und ein hinteres rechtes Rad 12b' auf, welche unabhängig voneinander lenkbar sind und mit einer Hinterachse 12c verbunden sind.
In der gezeigten Darstellung gemäß 2 führt das Fahrzeug 1 ein Wendemanöver durch und bewegt sich dabei zumindest bereichsweise auf einer Rechtskurve. Das Fahrzeug 1 weist des Weiteren eine Erfassungsvorrichtung 13 auf, welche zur Erfassung des momentanen Fahrzeugzustands, insbesondere des Bewegungszustands des Fahrzeugs, ausgebildet ist. Dazu kann die Erfassungsvorrichtung 13 eine Mehrzahl an Sensoren aufweisen, mit welchen die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder weitere Kenngrößen detektiert werden können. Auch der Lenkwinkel des kurveninneren Rades 11b' wird im Ausführungsbeispiel detektiert und zur Bewertung des Fahrzeugzustands herangezogen. Abhängig vom Fahrzeugzustand wird dann erkannt, ob für das weitere Fortbewegen die eingeschlagenen Räder 11a', 11b' mit einem gleichen Lenkwinkel und die Räder 12a' und 12b' mit einem gleichen Lenkwinkel eingestellt werden. Im Ausführungsbeispiel wird ein Fahrzeugzustand detektiert, welcher für das Wendemanöver des Fahrzeugs 1 ein Einstellen von unterschiedlichen Lenkwinkeln aller Räder 11a', 11b', 12a' und 12b' vorsieht. Dies erfolgt derart, dass die Ackermann-Bedingung erfüllt ist.
Dabei ist in der Darstellung in 2 zu erkennen, dass die beiden vorderen Räder 11a' und 11b' entsprechend eingelenkt sind, wobei das kurvenäußere Rad 11a' einen Einschlagwinkel bzw. einen Lenkwinkel δ_a aufweist. Dieser Lenkwinkel δ_a soll im Ausführungsbeispiel relativ groß sein, da das Wendemanöver mit einem relativ kleinen Radius durchgeführt werden soll. Zumindest das kurvenäußere Rad 11a' ist somit relativ stark eingelenkt. Das kurveninnere Rad 11b' ist aufgrund der Ackermann-Bedingung stärker eingelenkt als das kurvenäußere Rad 11a'.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Lenksystem des Fahrzeugs 1 sowohl individuell lenkbare Räder 11a' und 11b' der Vorderradlenkung 11 als individuell lenkbare Räder 12a' und 12b' der Hinterradlenkung 12 aufweist. Jedes Rad 11a', 11b' und 12a' und 12b' weist einen eigenen Aktor auf, welcher zur Einstellung des Lenkwinkels des jeweils zugeordneten Rades 11a', 11b' sowie 12a' und 12b' ausgebildet ist. Im Unterschied zur Darstellung in 1 sind die Räder 12a' und 12b' mit einem jeweils individuell einstellbaren Lenkwinkel δ_m und δ_k eingestellt. Die Räder 12a' und 12b' weisen in dieser Ausgestaltung Einschläge auf, welche gegensinnig zu den Einschlägen der Räder 11a' und 11b' sind. Dadurch kann eine Reduzierung des Wendekreises erreicht werden. Die Ackermann-Bedingung ist bei dieser Ausgestaltung erfüllt. Die Verlängerung der Radachsen aller Räder schneiden sich in dem Punkt K. Dabei kann der Lenkeinschlag des kurveninneren Rades 11b' der Vorderradlenkung 11 beibehalten werden, das kurvenäußere Rad 11b' muss weniger stark eingeschlagen werden und weist einen Lenkwinkel δ_a' auf, welcher kleiner als der Lenkwinkel δ_a des hilfsweise dargestellten Einschlages des Rades 11a ist, welcher den Einschlag bei einer Ausführung bei ungelenkten Hinterrädern gemäß 1 zeigt.
Indem die hinteren Räder 12a' und 12b' des Fahrzeugs 1 separat und unabhängig voneinander lenkbar sind, können diese mit variabel einstellbaren Lenkwinkeln eingelenkt werden. Dies erfolgt durch eine Steuer- und Regelvorrichtung 14 des Lenksystems abhängig von den Lenkwinkeln δ_a' und δ_i' der vorderen Räder 11a' und 11b'. Die Steuer- und Regelvorrichtung 14 weist dazu separate Aktoren für alle vier Räder 11a', 11b', 12a' und 12b' auf. Durch die Steuer- und Regelvorrichtung 14 erfolgt die Einstellung und Überwachung der Lenkwinkel der lenkbaren Räder 12a' und 12b' in automatischer Weise.

Claims

Lenksystem für ein zweispuriges Fahrzeug (1) mit einer Vorderradlenkung (11), welche zwei separat lenkbare Räder (11a', 11b') umfasst, gekennzeichnet durch eine Erfassungsvorrichtung (13), welche zur Erfassung eines momentanen Fahrzeugzustands ausgebildet ist, wobei ein Lenkvorgang des Fahrzeugs (1) abhängig von dem detektierten Fahrzeugzustand erfolgt und die Räder (11a', 11b') abhängig vom erfassten Fahrzeugzustand mit einem im Wesentlichen gleich großen oder mit einem unterschiedlichen Lenkwinkel (δ_a', δ_i') einstellbar sind.
Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung des Fahrzeugzustands die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder zumindest ein Lenkwinkel (δ_a', δ_i') eines Rades (11a', 11b') berücksichtigt ist.
Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Wesentlichen gleiche Lenkwinkel (δ_a', δ_i') einstellbar sind, wenn ein momentaner Lenkwinkel zumindest eines Rades (11a', 11b'), insbesondere des kurveninneren Rades (11b'), einen vorgebbaren Referenz-Lenkwinkel unterschreitet.
Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Lenkwinkel (δ_a', δ_i') einstellbar sind, wenn ein momentaner Lenkwinkel zumindest eines Rades (11a', 11b'), insbesondere des kurveninneren Rades (11b'), einen vorgebbaren Referenz-Lenkwinkel übersteigt.
Lenksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Lenkwinkel (δ_a', δ_i') derart einstellbar sind, dass die Ackermann-Bedingung erfüllt ist.
Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksystem eine Hinterradlenkung (12) umfasst, welche zwei separat lenkbare Räder (12a', 12b') aufweist, wobei ein erstes Rad (12a') der Hinterradlenkung (12) mit einem ersten Lenkwinkel (δ_m) und ein zweite Rad (12b') der Hinterradlenkung (12) mit einem zweiten Lenkwinkel (δ_k) einstellbar ist und die Lenkwinkel (δ_m, δ_k) der Räder (12a', 12b') der Hinterradlenkung (12) derart einstellbar sind, dass die lenkbaren Räder (11a', 11b', 12a', 12b') des Fahrzeugs (1) schlupffrei bewegbar sind.
Lenksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwinkel (δ_m, δ_k) der Räder (12a', 12b') der Hinterradlenkung (12) abhängig von zumindest einem Lenkwinkel (δ_a', δ_i') der Räder (11a', 11b') der Vorderradlenkung (11), insbesondere des Lenkwinkels des kurveinneren Rades (11b'), einstellbar sind.
Lenksystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (12a', 12b') der Hinterradlenkung (12) bei einem Lenkwinkel (δ_a', δ_i') eines Rades (11a', 11b') der Vorderradlenkung (11) lenkbar sind, welcher größer als ein Schwellwert-Lenkwinkel ist.
Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (12a', 12b') der Hinterradlenkung (12) bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit lenkbar sind, welche kleiner als eine Schwellwert-Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Steuer- und Regelvorrichtung, welche zum automatischen Einstellen und Überwachen der Lenkwinkel (δ_m, δ_k) der lenkbaren Räder (12a', 12b') der Hinterradlenkung (12) des Fahrzeugs (1) ausgebildet ist.
Lenksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regelvorrichtung zum Einstellen der Lenkwinkel (δ_m, δ_k) der Räder (12a', 12b') der Hinterradlenkung (12) abhängig von Betriebsparametern des Fahrzeugs (1) und/oder Radparametern, insbesondere der Räder (11a', 11b') der Vorderradlenkung (11), ausgebildet ist.
Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lenkwinkel (δ_a', δ_i', δ_m, δ_k) der lenkbaren Räder (11a', 11b', 12a', 12b') des Fahrzeugs (1), insbesondere alle lenkbaren Räder (11a', 11b', 12a', 12b'), derart einstellbar sind, dass die Ackermann-Bedingung beim Fortbewegen des Fahrzeugs (1) erfüllt, insbesondere kontinuierlich erfüllt, ist, wenn abhängig vom Fahrzeugzustand unterschiedliche Lenkwinkel (δ_a', δ_i', δ_m, δ_k) einstellbar sind.
Verfahren zum Bewegen von Rädern eines zweispurigen Fahrzeugs (1), mit einer Vorderradlenkung (11), welche zwei lenkbare Räder (11a', 11b') umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein momentaner Fahrzeugzustand erfasst wird und ein Lenkvorgang des Fahrzeugs (1) abhängig von dem detektierten Fahrzeugzustand erfolgt, wobei die Räder (11a', 11b') abhängig vom erfassten Fahrzeugzustand mit einem im Wesentlichen gleich großen oder mit einem unterschiedlichen Lenkwinkel (δ_a', δ_i') eingestellt werden.