DE102008000364A1 - Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung - Google Patents

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DE102008000364A1
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Andreas Thies
Daniel Wolf
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D5/008—Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • 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
    • B62D7/08—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle
    • B62D7/09—Steering linkage; Stub axles or their mountings for individually-pivoted wheels, e.g. on king-pins the pivotal axes being situated in a single plane transverse to the longitudinal centre line of the vehicle characterised by means varying the ratio between the steering angles of the steered wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/20—Links, e.g. track rods

Abstract

Es wird eine Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung vorgeschlagen, bei der bei der Vorderachszentrallenkung die beiden Spurstangen links und rechts durch zwei längenvariable Spurstangen ersetzt sind, deren Länge über einen dem jeweiligen Steller zugeordneten Aktuator einstellbar ist, derart, dass durch die Längenänderung der Spurstangen dem Lenkwinkel, der vom Fahrer über das Lenkrad eingestellt wird, ein radindividueller Lenkwinkel überlagert werden kann, wodurch eine radindividuelle, variable Lenkübersetzung realisierbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Kraftfahrzeuge weisen in der Regel eine Zentrallenkung, beispielsweise eine Zahnstangenlenkung an der Vorderachse auf; über diese Lenkung werden beide Vorderräder gleichzeitig gelenkt, wobei die Lenkwinkel beider Räder nicht unabhängig voneinander eingestellt werden können. Hierbei legen die Kinematik/Elastokinematik der Achse und die Übersetzung des Lenkgetriebes den Zusammenhang zwischen dem Lenkradwinkel und dem Lenkwinkel beider Räder fest.
  • Zudem sind Überlagerungslenkungen bekannt. Hierbei wird zwischen der Zahnstangenlenkung und dem Lenkrad ein Summierungsgetriebe angeordnet, so dass in Verbindung mit einem Elektromotor, der abtriebsseitig mit einer Welle des Summierungsgetriebes verbunden ist, dem Lenkradwinkel ein weiterer Winkel überlagert werden kann. Dies ermöglicht eine variable Lenkübersetzung. Des weiteren können diese Systeme bei kritischen Fahrzuständen über den Lenkwinkel korrigierend eingreifen. Auch bei derartigen Systemen sind die Lenkwinkel beider Vorderräder weiterhin miteinander gekoppelt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung anzugeben, bei der eine radindividuelle, variable Lenkübersetzung realisierbar ist. Insbesondere soll die Einstellung des Gesamtradeinschlagwinkels für beide Vorderräder entkoppelt und fahrzustandsabhängig einstellbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird eine Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei der bei einer Vorderachszentrallenkung mit konstruktiv festgelegter Übersetzung die beiden Spurstangen links und rechts durch zwei längenvariable Spurstangen ersetzt werden, deren Länge über einen der jeweiligen Spurstange zugeordneten Aktuator einstellbar ist. Gemäß der Erfindung können die Spurstangen hydraulisch oder elektromagnetisch betätigbar ausgeführt sein.
  • Durch die Längenänderung der Spurstangen kann dem Lenkwinkel, der vom Fahrer über das Lenkrad eingestellt wird, ein radiindividueller Lenkwinkel überlagert werden, wodurch eine radindividuelle, variable Lenkübersetzung realisiert werden kann. In vorteilhafter Weise kann dadurch der Gesamtradeinschlagwinkel für beide Vorderräder entkoppelt und fahrzustandsabhängig eingestellt werden.
  • Für den Fall, dass die Zentrallenkung eine variable Lenkkraftunterstützung aufweist, wie dies beispielsweise bei einer elektromechanischen Lenkung der Fall ist, kann durch eine Regelung der Lenkkraftunterstützung das Lenkradmoment beliebig eingestellt werden, beispielsweise um fahrzustandsabhängige Lenkempfehlungen geben zu können oder um fahrbahn- oder antriebsstranginduzierte Störmomente am Lenkrad zu reduzieren.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass anstelle der längenvariablen Spurstangen zwei hydraulisch oder elektromagnetisch betätigbare längenvariable Steller in der Lenkzwischenstange der Zentrallenkung integriert sind, deren Länge über einen dem jeweiligen Steller zugeordneten Aktuator einstellbar ist, wobei jeder Steller einem Rad zugeordnet ist.
  • Für den Fall einer Zahnstangenlenkung, bei der die Lenkzwischenstange die Zahnstange ist, sind die Steller direkt links und rechts vom Lenkgetriebe in den Verlängerungen der Zahnstange integriert.
  • Im Rahmen des Fail Safe Konzeptes der erfindungsgemäßen Überlagerungslenkung ist vorgesehen, dass die den längenvariablen Spurstangen bzw. den Stellern zugeordneten Aktuatoren einen Feststellmechanismus aufweisen, welcher bei Ausfall einer einzelnen Spurstange bzw. eines einzelnen Stellers eine Längenverstellung der Spurstange bzw. des Stellers durch äußere Kräfte verhindert.
  • Im Rahmen weiterer erfindungsgemäßer Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Sensoren und/oder die Steuergeräte der Aktuatoren redundant ausgeführt sind.
  • Durch die Implementierung der hier vorgestellten Überlagerungslenkung mit längenvariablen Spurstangen entstehen Bauraumvorteile im Bereich der Fahrzeugmitte; zudem können die bei der Auslegung der Vorspur-Raderhebungskurve entstehenden achstypspezifischen Probleme, die das Erreichen einer idealen Kennlinie erschweren bzw. nicht ermöglichen aktiv ausgeglichen werden.

Claims (6)

  1. Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorderachszentrallenkung die beiden Spurstangen links und rechts durch zwei längenvariable Spurstangen ersetzt sind, deren Länge über einen dem jeweiligen Steller zugeordneten Aktuator einstellbar ist, derart, dass durch die Längenänderung der Spurstangen dem Lenkwinkel, der vom Fahrer über das Lenkrad eingestellt wird, ein radiindividueller Lenkwinkel überlagert werden kann, wodurch eine radindividuelle, variable Lenkübersetzung realisierbar ist.
  2. Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lenkzwischenstange der Zentrallenkung zwei längenvariable Steller integriert sind, deren Länge über einen dem jeweiligen Steller zugeordneten Aktuator einstellbar ist., derart, dass derart, dass durch die Längenänderung der Steller dem Lenkwinkel, der vom Fahrer über das Lenkrad eingestellt wird, ein radiindividueller Lenkwinkel überlagert werden kann, wodurch eine radindividuelle, variable Lenkübersetzung realisierbar ist
  3. Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall einer Zahnstangenlenkung, bei der die Lenkzwischenstange die Zahnstange ist, die Steller direkt links und rechts vom Lenkgetriebe in den Verlängerungen der Zahnstange integriert sind.
  4. Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurstangen bzw. die Steller hydraulisch oder elektromagnetisch betätigbar ausgeführt sind.
  5. Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Spurstangen bzw. den Stellern zugeordnete Aktuatoren einen Feststellmechanismus aufweisen, welcher bei Ausfall einer einzelnen Spurstange bzw. eines einzelnen Stellers eine Längenverstellung der Spurstange bzw. des Stellers durch äußere Kräfte verhindert.
  6. Überlagerungslenkung für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachszentrallenkung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren und/oder die Steuergeräte der Überlagerungslenkung redundant ausgeführt sind.
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