DE102008002719A1

DE102008002719A1 - vehicle

Info

Publication number: DE102008002719A1
Application number: DE102008002719A
Authority: DE
Inventors: Metin Ersoy
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2010-01-14
Also published as: WO2009155913A1

Abstract

Fahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau (2), zwei mit dem Fahrzeugaufbau (2) verbundenen vorderen Radträgern (3, 4), an denen jeweils ein Vorderrad (9, 10) drehbar gelagert ist, einer Vorderachslenkung, mittels welcher die vorderen Radträger (3, 4) schwenkbar sind, zwei mit dem Fahrzeugaufbau (2) verbundenen hinteren Radträgern (5, 6), an denen jeweils ein Hinterrad (11, 12) drehbar gelagert ist, einer Hinterachslenkung, mittels welcher die hinteren Radträger (5, 6) schwenkbar sind, wobei sowohl die Vorderachslenkung als auch die Hinterachslenkung als elektrische Lenkung ausgebildet sind und mittels einer Steuerung (33) derart gesteuert werden oder werden können, dass die Gesamtstromaufnahme der Lenkung einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet.Vehicle with a vehicle body (2), two front wheel carriers (3, 4) connected to the vehicle body (2), on each of which a front wheel (9, 10) is rotatably mounted, a front axle steering, by means of which the front wheel carriers (3, 4 ) are pivotally connected to the vehicle body (2) rear wheel carriers (5, 6), on each of which a rear wheel (11, 12) is rotatably mounted, a Hinterachslenkung, by means of which the rear wheel carrier (5, 6) are pivotable, wherein both the front axle steering and the rear axle steering are designed as electrical steering and can be controlled by means of a controller (33) in such a way that the total current consumption of the steering does not exceed a predetermined limit value.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugaufbau, zwei mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen vorderen Radträgern, an denen jeweils ein Vorderrad drehbar gelagert ist, einer Vorderachslenkung, mittels welcher die vorderen Radträger schwenkbar sind, zwei mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen hinteren Radträgern, an denen jeweils ein Hinterrad drehbar gelagert ist, und einer Hinterachslenkung, mittels welcher die hinteren Radträger schwenkbar sind.The The invention relates to a vehicle with a vehicle body, two with connected to the vehicle body front wheel carriers on each of which a front wheel is rotatably mounted, a front axle steering, by means of which the front wheel carriers are pivotable, two rear wheel carriers connected to the vehicle body, on each of which a rear wheel is rotatably mounted, and a rear axle steering, by means of which the rear wheel carriers are pivotable.

Die US 2007/0144818 A1 beschreibt ein Fahrzeug mit einem vorderen Lenkgetriebe, welches mit lenkbaren Vorderrädern verbunden ist und zum Schwenken der Vorderräder mittels eines Lenkrads betätigt werden kann, mit dem ein Drehmomentsensor verbunden ist. Ferner ist ein hinteres Lenkgetriebe vorgesehen, welches mit lenkbaren Hinterrädern verbunden ist. Eine mit dem Drehmomentsensor verbundene Steuerung ist mit dem hinteren Lenkgetriebe verbunden und kann dieses in Antwort auf ein Ausgangssignal des Drehmomentsensors betätigen, wenn am Lenkrad eine vorbestimmte Lenkradkraft angreift. Durch das Drehen der Hinterräder in einer den Vorderrädern entgegengesetzten Richtung kann der Lenkradius des Fahrzeugs reduziert werden.The US 2007/0144818 A1 describes a vehicle with a front steering gear, which is connected to steerable front wheels and can be operated for pivoting the front wheels by means of a steering wheel to which a torque sensor is connected. Furthermore, a rear steering gear is provided, which is connected to steerable rear wheels. A controller connected to the torque sensor is connected to the rear steering gear and can operate this in response to an output signal of the torque sensor when a predetermined steering wheel force engages the steering wheel. By turning the rear wheels in a direction opposite to the front wheels, the steering radius of the vehicle can be reduced.

Elektrische Lenkungen haben viele Vorteile gegenüber hydraulischen Lenkungen und werden in PKW bis zur Mittelklasse zunehmend eingesetzt. Der Einsatz in PKW der Oberklasse scheitert jedoch, da wegen der hier auftretenden Lenkkräfte und Lenkdynamik Elektromotoren erforderlich sind, die einen Strom von mehr als 80 A benötigen. Eine Stromstärke von 80 A ist für heutige PKW mit einem 12 V-Bordnetz aber die Obergrenze, die ein elektrischer Einzelverbraucher aufnehmen darf. Somit können kleinere Fahrzeuge mit einer elektrischen Lenkung ausgestattet sein, größere Fahrzeuge hingegen nicht, da deren höheres Gewicht eine zu große Stromaufnahme der Elektromotoren zur Folge hätte. Deshalb werden für größere Fahrzeuge hydraulische Lösungen eingesetzt.electrical Steering systems have many advantages over hydraulic ones Steering and are increasingly used in cars to the middle class. The employment in passenger cars of the upper class fails, however, because of the here occurring steering forces and steering dynamics electric motors are required, which require a current of more than 80 A. A current of 80 A is for today's cars with a 12 V electrical system but the upper limit, which is an electrical May consume individual consumers. Thus, smaller vehicles can be equipped with an electric steering, larger vehicles not, because their higher weight is too big Electricity consumption of the electric motors would result. Therefore become hydraulic for larger vehicles Solutions used.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch bei einem größeren Fahrzeug eine elektrische Vorderachslenkung einsetzen zu können.outgoing From this prior art, the invention is based on the object even with a larger vehicle an electric To use front axle steering.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Fahrzeug nach Anspruch 1 und mit einer Verwendung nach Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.These Task is according to the invention with a vehicle according to claim 1 and with a use according to claim 10. Preferred embodiments of the invention are in the subclaims given.

Das erfindungsgemäße Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist einen Fahrzeugaufbau, zwei mit dem Fahrzeugaufbau verbundene vordere Radträger, an denen jeweils ein Vorderrad drehbar gelagert ist, eine Vorderachslenkung, mittels welcher die vorderen Radträger schwenkbar sind, zwei mit dem Fahrzeugaufbau verbundene hintere Radträger, an denen jeweils ein Hinterrad drehbar gelagert ist, und eine Hinterachslenkung auf, mittels welcher die hinteren Radträger schwenkbar sind, wobei sowohl die Vorderachslenkung als auch die Hinterachslenkung als elektrische Lenkung ausgebildet sind und mittels einer Steuerung derart gesteuert werden oder werden können, dass die Gesamtstromaufnahme der Lenkung einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet.The Inventive vehicle, in particular motor vehicle, has a vehicle body, two connected to the vehicle body front wheel carriers, on each of which a front wheel is rotatably mounted is a front axle steering, by means of which the front wheel carrier are pivotally, two connected to the vehicle body rear Wheel carrier, on each of which a rear wheel rotatably mounted is, and a rear axle steering, by means of which the rear Wheel carriers are pivotable, with both the front axle steering as well as the rear axle steering designed as an electric steering are and are controlled by a controller so or are can the total power consumption of the steering a does not exceed the specified limit value.

Da eine Lenkbewegung des Fahrzeugs durch die Hinterachslenkung unterstützt wird, kann ein den Vorderrädern zugeordneter Lenkhebel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs bei gleichem Wendekreis länger als bei einem gleichartigen Fahrzeug ohne Hinterachslenkung ausgebildet sein. Der längere Hebel ermöglicht den Einsatz eines schwächeren elektrischen Antriebs für die Vorderachslenkung, sodass deren Stromaufnahme und/oder die Summe der Stromaufnahmen beider Lenkungen einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreitet. Zwar ist es möglich, dass der längere Lenkhebel eine Reduzierung des Lenkwinkels der Vorderräder zur Folge hat, dies wird aber durch den Beitrag der Hinterachslenkung zu der Lenkbewegung des Fahrzeugs kompensiert, sodass trotz eines kleineren Lenkwinkels der Vorderräder der Wendekreis des Fahrzeugs eine gewünschte Größe nicht überschreitet. Daher kann mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug ein Wendkreis erzielt werden, der ohne Hinterachslenkung nur mit einem stärkeren elektrischen Antrieb möglich wäre. Der Grenzwert beträgt vorzugsweise 80 A, insbesondere bei einem 12 V-Bordnetz des Fahrzeugs.There a steering movement of the vehicle supported by the rear axle steering is, can be assigned to the front wheels steering lever of the vehicle according to the invention at the same turning circle longer than a similar vehicle without rear axle steering be educated. The longer lever allows the use of a weaker electric drive for the front axle steering, so that their power consumption and / or the sum the current consumption of both steering systems a predetermined limit does not exceed. While it is possible that the longer steering lever a reduction of the steering angle the front wheels result, but this is by the Contribution of the rear axle steering to the steering movement of the vehicle compensated, so that despite a smaller steering angle of the front wheels the turning circle of the vehicle is a desired size does not exceed. Therefore, with the inventive Vehicle a turning circle can be achieved, without rear axle steering only possible with a stronger electric drive would. The limit is preferably 80 A, especially with a 12 V electrical system of the vehicle.

Der Ausdruck „steuern” ist insbesondere derart zu verstehen, dass er die Bedeutung von „steuern” und/oder von „regeln” haben kann. Die Hinterachslenkung und die Vorderachslenkung werden somit mittels der Steuerung gesteuert und/oder geregelt. Ferner ist unter dem Ausdruck „Gesamtstromaufnahme der Lenkung” die Summe der Stromaufnahmen von Hinterachslenkung und Vorderachslenkung zu verstehen. Die Stromaufnahmen und der Grenzwert sollen positive Werte repräsentieren. Sollten aufgrund des gewählten Zählpfeilsystems eine oder mehrere Stromaufnahmen negativ sein, so ist deren Vorzeichen umzukehren.Of the The term "control" is especially so Understand that he understands the meaning of "steer" and / or of having "rules". The rear axle steering and the front axle steering are thus controlled by the controller and / or regulated. Further, under the term "total current consumption the steering "the sum of the power consumption of rear axle steering and front axle steering to understand. The power consumption and the limit should represent positive values. Should be due of the selected counting arrow system one or more Power consumption be negative, so their sign is to reverse.

Würde ein gleichzeitiges Betreiben der Lenkungen zu einer den Grenzwert überschreitenden Gesamtstromaufnahme führen, werden die Hinterachslenkung und die Vorderachslenkung nicht gleichzeitig betrieben. Vorzugsweise werden die Lenkungen dann nacheinander bzw. zeitversetzt betrieben, was insbesondere mittels der Steuerung gesteuert wird. Gemäß einer Ausgestaltung ist mittels der Steuerung, insbesondere in Abhängigkeit von der Stromaufnahme der Lenkungen, wahlweise ein gemeinsames oder ein sequentielles Betreiben von Hinterachslenkung und Vorderachslenkung möglich. Vorzugsweise wird die Vorderachslenkung aber vorrangig betrieben.If a simultaneous operation of the steering systems would lead to a total power consumption exceeding the limit value, the rear axle steering and the front axle steering are not operated simultaneously. Preferably, the steering systems are then operated successively or with a time delay, which is controlled in particular by means of the controller. According to one embodiment is by means of the control, in particular depending on the power consumption of the steering, optionally a common or a sequential operation of rear axle steering and front axle steering possible. Preferably, the front axle steering but operated primarily.

Bevorzugt ist jeder der Radträger relativ zu dem Fahrzeugaufbau schwenkbar, insbesondere um eine in oder im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufende Lenkachse. Dabei ist jedem der Radträger bevorzugt eine separate Lenkachse zugeordnet. Insbesondere ist jeder der Radträger gelenkig mit dem Fahrzeugaufbau verbunden und bevorzugt federnd gegenüber diesem abgestützt, sodass jeder der Radträger gegenüber dem Fahrzeugaufbau ein- und ausfedern kann.Prefers each of the wheel carriers is pivotable relative to the vehicle body, in particular, in or substantially in the vehicle vertical direction extending steering axle. Each of the wheel carrier is preferred assigned a separate steering axle. In particular, each of the wheel carrier hingedly connected to the vehicle body and preferably resilient supported against this, so that each of the Radträger against the vehicle body on and can rebound.

Die Vorderachslenkung weist bevorzugt einen vorderen elektrischen Lenkantrieb auf, mittels welchem die vorderen Radträger schwenkbar sind. Ferner weist die Hinterachslenkung bevorzugt einen hinteren elektrischen Lenkantrieb auf, mittels welchem die hinteren Radträger schwenkbar sind. Die elektrischen Lenkantriebe sind insbesondere an ein elektrisches Bordnetz angeschlossen.The Front axle steering preferably has a front electric steering drive on, by means of which the front wheel carrier is pivotable are. Furthermore, the rear axle steering preferably has a rear one electric steering drive, by means of which the rear wheel carrier are pivotable. The electric steering drives are particular connected to an electrical system.

Gemäß einer Ausgestaltung bildet die Steuerung eine gemeinsame Steuerung und/oder Regelung für die Hinterachslenkung und die Vorderachslenkung. Vorzugsweise bilden die Hinterachslenkung und die Vorderachslenkung eine Vierradlenkung, insbesondere zusammen mit der Steuerung. Die elektrischen Lenkantriebe sind bevorzugt mit der Steuerung verbunden, mittels welcher die elektrischen Lenkantriebe, vorzugsweise gemeinsam, geregelt werden oder werden können.According to one Embodiment, the controller forms a common control and / or Control for the rear axle steering and the front axle steering. Preferably, the rear axle steering and the front axle steering a four-wheel steering, in particular together with the controller. The Electric steering drives are preferably connected to the controller, by means of which the electric steering drives, preferably together, be or can be regulated.

Bevorzugt ist ein um eine Lenkradachse drehbares Lenkrad vorgesehen, dessen Verdrehung um die Lenkradachse in eine Verschwenkung der Radträger umgesetzt wird. Die Verschwenkung der Radträger in Abhängigkeit von der Verdrehung des Lenkrads erfolgt insbesondere gemäß einer Übertragungsfunktion, die für die einzelnen Räder gleich oder unterschiedlich sein kann und/oder die zusätzlich von einer oder mehreren anderen Größen abhängen kann, wie z. B. von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem auf das Lenkrad ausgeübten Drehmoment etc.. Bevorzugt ist das Lenkrad unter Zwischenschaltung einer Sensoranordnung mit der Steuerung gekoppelt. Insbesondere wird eine Verdrehung und/oder ein Drehmoment des Lenkrads mittels der mit der Steuerung gekoppelten Sensoranordnung erfasst und als Signal der Steuerung zugeführt. Bei dem Signal handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches Signal, welches Informationen über den Verdrehwinkel und/oder das Drehmoment des Lenkrads trägt.Prefers a steering wheel rotatable about a steering wheel axis is provided whose Rotation about the steering wheel axis in a pivoting of the wheel is implemented. The pivoting of the wheel carrier in dependence the rotation of the steering wheel takes place in particular according to a transfer function, the same or different for the individual wheels can be and / or the addition of one or more other sizes may depend, such. B. from the vehicle speed exerted on the steering wheel Torque etc .. Preferably, the steering wheel with interposition a sensor arrangement coupled to the controller. Especially is a rotation and / or torque of the steering wheel means the coupled to the controller sensor arrangement detected and as Signal supplied to the controller. The signal is it is preferably an electrical signal which contains information about carries the angle of rotation and / or the torque of the steering wheel.

Das Lenkrad ist bevorzugt an dem Fahrzeugaufbau um die Lenkradachse drehbar gelagert. Gemäß einer Weiterbildung ist mit dem Lenkrad eine Lenkwelle drehfest verbunden. Insbesondere wirkt die Sensoranordnung zum Erfassen der Verdrehung und/oder des Drehmoments des Lenkrads mit der Lenkwelle und/oder dem Lenkrad zusammen.The Steering wheel is preferably on the vehicle body about the steering wheel axis rotatably mounted. According to a further development rotatably connected to the steering wheel a steering shaft. Especially the sensor arrangement acts to detect the rotation and / or the Torque of the steering wheel with the steering shaft and / or the steering wheel together.

Vorzugsweise ist ein vorderes Lenkgetriebe vorgesehen, welches mittels des vorderen elektrischen Lenkantriebs zum Schwenken der vorderen Radträger betätigt wird oder werden kann. Ferner ist bevorzugt ein hinteres Lenkgetriebe vorgesehen, welches mittels des hinteren elektrischen Lenkantriebs zum Schwenken der hinteren Radträger betätigt wird oder werden kann. Gemäß einer ersten Alternative ist das Lenkrad zur Übertragung einer Drehbewegung mechanisch mit dem vorderen Lenkgetriebe gekoppelt, sodass die vorderen Radträger mittels des Lenkrads auf mechanischem Wege geschwenkt werden können. Der vordere elektrische Lenkantrieb unterstützt dabei das Schwenken der vorderen Radträger. Gemäß einer zweiten Alternative besteht keine mechanische Kopplung zwischen dem Lenkrad und dem vorderen Lenkgetriebe, sodass ein Schwenken der Radträger auf rein elektrischem Wege erfolgt (steer-by-wire).Preferably a front steering gear is provided, which by means of the front electric steering drive for pivoting the front wheel carrier is or can be operated. Furthermore, a preferred Rear steering gear provided which by means of the rear electric Steering drive operated to pivot the rear wheel will or can be. According to a first alternative is the steering wheel for transmitting a rotary motion mechanically coupled with the front steering gear, so that the front wheel carrier can be pivoted by mechanical means of the steering wheel. The front electric steering drive supports this Pivoting the front wheel carrier. According to one second alternative, there is no mechanical coupling between the steering wheel and the front steering gear, so pivoting the wheel carrier is carried out by electrical means (steer-by-wire).

Gemäß einer Weiterbildung ist zumindest an einem der vorderen Radträger ein vorderer Lenkhebel vorgesehen, mittels welchem der oder die vorderen Radträger geschwenkt werden oder werden können. Insbesondere ist der vordere Lenkhebel mit dem vorderen elektrischen Lenkantrieb gekoppelt. Dies kann unter Zwischenschaltung des vorderen Lenkgetriebes erfolgen. Vorzugsweise ist zumindest an einem der hinteren Radträger ein hinterer Lenkhebel vorgesehen, mittels welchem der oder die hinteren Radträger geschwenkt werden oder werden können. Der hintere Lenkhebel ist insbesondere mit dem hinteren elektrischen Lenkantrieb gekoppelt. Dies kann unter Zwischenschaltung des hinteren Lenkgetriebes erfolgen.According to one Training is at least on one of the front wheel a front steering lever provided by means of which or the front wheel carrier can be pivoted or can be. In particular, the front steering lever with the front electric Steering drive coupled. This can be done with the interposition of the front Steering gear done. Preferably, at least at one of rear wheel carrier provided a rear steering lever, by means of which the one or more rear wheel carriers are pivoted or can be. The rear steering lever is particular coupled with the rear electric steering drive. This can be done under Interposition of the rear steering gear done.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die vorderen Radträger mittels einer vorderen Spurstange miteinander verbunden und/oder die hinteren Radträger mittels einer hinteren Spurstange miteinander verbunden.According to one Embodiment of the invention are the front wheel connected by means of a front tie rod and / or the rear wheel carrier with each other by means of a rear tie rod connected.

Beim Parkieren werden die Hinterräder vorzugsweise gegensinnig und/oder nicht gleichzeitig zu den Vorderrädern geschwenkt. Hierdurch kann ein kleiner Wendekreis und/oder eine relativ kleine Gesamtstromaufnahme der Lenkung realisiert werden. Bei einem Spurwechsel werden die Hinterräder vorzugsweise gleichsinnig und/oder gleichzeitig zu den Vorderrädern geschwenkt. Durch eine gleichsinnige und/oder gleichzeitige Lenkung beider Achsen kann z. B. die Fahrzeugstabilität erhöht werden. Wie stark die Hinterräder im Vergleich zu den Vorderrädern geschwenkt werden und ob die Hinterräder gleichsinnig oder gegensinnig zu den Vorderrädern geschwenkt werden, wird von der Steuerung geregelt und/oder gesteuert. Vorzugsweise ist die Steuerung mit einem Geschwindigkeitssensor verbunden, mittels welchem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelbar ist, sodass das Schwenken der Räder auch von der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen kann.When parking, the rear wheels are preferably pivoted in opposite directions and / or not simultaneously with the front wheels. In this way, a small turning circle and / or a relatively small total current consumption of the steering can be realized. In a lane change, the rear wheels are preferably pivoted in the same direction and / or simultaneously to the front wheels. By a co-directional and / or simultaneous steering of both axes z. B. vehicle stability can be increased. How strong the rear wheels are pivoted relative to the front wheels and whether the rear wheels are pivoted in the same direction or in opposite directions to the front wheels is controlled and / or controlled by the controller. Preferably, the controller is connected to a speed sensor, by means of which the speed of the vehicle can be determined, so that the pivoting of the wheels can also depend on the determined vehicle speed.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer Hinterachslenkung eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeug, zur Reduzierung der Stromaufnahme einer elektrischen Vorderachslenkung des Fahrzeugs. Da es sich bei dem Fahrzeug bevorzugt um ein erfindungsgemäßes Fahrzeug handelt, kann es gemäß allen in diesem Zusammenhang beschriebenen Ausgestaltungen weitergebildet sein. Insbesondere handelt es sich bei der Hinterachslenkung um eine elektrische Hinterachslenkung. Ferner können die Hinterachslenkung und die Vorderachslenkung gemeinsam geregelt und/oder gesteuert werden.The The invention further relates to the use of a rear axle steering system a vehicle, in particular motor vehicle, for reducing the Current consumption of an electric front axle steering of the vehicle. Since the vehicle is preferably an inventive Vehicle, it can, according to all in this Context described embodiments be further developed. In particular, the rear axle steering is an electric one Rear axle. Furthermore, the rear axle steering and the front axle steering jointly controlled and / or controlled become.

Gemäß einer Weiterbildung werden die Hinterachslenkung und die Vorderachslenkung wahlweise gemeinsam oder sequentiell betrieben. Bevorzugt wird die Vorderachslenkung aber vorrangig betrieben. Insbesondere hängt die Wahl des gemeinsamen oder sequentiellen Betriebs der Lenkungen von der Stromaufnahme einer oder beider Lenkungen ab. Selbstverständlich kann diese Wahl auch noch von anderen Parametern abhängen.According to one Further training will be the rear axle steering and the front axle steering optionally operated jointly or sequentially. Preferably, the Front axle steering but primarily operated. In particular, depends the choice of joint or sequential operation of the steering systems from the current consumption of one or both steering systems. Of course This choice may also depend on other parameters.

Gemäß einer Ausgestaltung schlägt die Erfindung den integrierten Einsatz von elektrischer Vorderachslenkung und Hinterachslenkung vor, die in Kombination mit der elektrischen Vorderachslenkung den notwendigen Vorderradlenkwinkel reduziert, z. B. um ca. 15–20%, da die Hinterräder mitgelenkt werden. In einem solchen Fall kann eine elektrische Vorderachslenkung eingesetzt werden, die eine um 20% geringere Leistungsfähigkeit als eine hydraulische Vorderachslenkung ohne Hinterachslenkung aufweist, da die fehlende Leistung durch die Hinterradlenkung ausgeglichen wird. Die Realisierung ist sehr einfach durch eine Verlängerung des Lenkhebels am Radträger möglich.According to one Design proposes the invention integrated use of front axle electric steering and rear steering, the in combination with the electric front axle steering the necessary Front wheel steering angle reduced, z. B. by about 15-20%, since the rear wheels are deflected. In such a case can be used an electric front axle steering, the one 20% lower performance than a hydraulic front axle steering without rear axle steering has, since the missing achievement by the rear wheel steering is compensated. The realization is very simple by extending the steering lever on the wheel carrier possible.

Es ist somit die Einsatzmöglichkeit einer Elektrolenkung bei Fahrzeugen der oberen Mittelklasse gegeben, ohne dass der Strombedarf die Bordnetz-Grenze von 80 A überschreitet. So kann z. B. die elektrische Lenkung eines kleineren Fahrzeugs bei einem größeren Fahrzeug eingesetzt werden, welches auf derselben Plattform wie das kleinere Fahrzeug aufgebaut ist, wobei lediglich der Lenkhebel verlängert wird, z. B. um ca. 20%. Der damit um 20% verkürzte Radlenkwinkel der Vorderräder wird durch die Hinterradlenkung ausgeglichen. Gemäß einer Ausgestaltung werden die beiden Lenkungen zusammen geregelt.It is thus the possibility of using an electric steering system Vehicles of the upper middle class given without the electricity requirement exceeds the vehicle electrical system limit of 80 A. So z. B. the electric steering of a smaller vehicle at a larger one Vehicle used on the same platform as the smaller vehicle is constructed, with only the steering lever is extended, for. B. by about 20%. The thus shortened by 20% Wheel steering angle of the front wheels is through the rear wheel steering balanced. According to one embodiment the two steering systems are regulated together.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described with reference to the drawing. In the drawing show:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, 1 a schematic plan view of a vehicle according to an embodiment of the invention,

2 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug während des Parkierens und 2 a schematic plan view of the vehicle during parking and

3 eine schematische Draufsicht auf das Fahrzeug während eines Spurwechsels. 3 a schematic plan view of the vehicle during a lane change.

Aus 1 ist in schematischer Draufsicht ein Fahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei an einem Fahrzeugaufbau 2 mehrere Radträger 3, 4, 5 und 6 angelenkt sind. Die Radträger 3 und 4 sind Teil einer lenkbaren Vorderachse 7, und die Radträger 5 und 6 sind Teil einer lenkbaren Hinterachse 8. An den Radträgern 3, 4, 5 und 6 ist jeweils ein Fahrzeugrad 9, 10, 11 bzw. 12 drehbar gelagert, wobei die Drehachse des Fahrzeugrads 9 mit dem Bezugszeichen 13, die Drehachse des Fahrzeugrads 10 mit dem Bezugszeichen 14, die Drehachse des Fahrzeugrads 11 mit dem Bezugszeichen 15 und die Drehachse des Fahrzeugrads 12 mit dem Bezugszeichen 16 gekennzeichnet ist. Die vorderen Radträger 3 und 4 sind mittels einer vorderen Spurstange 17 miteinander gekoppelt, die mit jedem der vorderen Radträger 3 und 4 gelenkig verbunden ist. Ferner sind die Radträger 5 und 6 mittels einer hinteren Spurstange 18 miteinander gekoppelt, die mit jedem der hintern Radträger 5 und 6 gelenkig verbunden ist. Der Radträger 4 weist einen Lenkhebel 19 auf, mit dem ein Lenkgetriebe 20 mittels eines Verbindungsstücks 21 verbunden ist. Das Lenkgetriebe 20 kann das Verbindungsstück 21 in und entgegen der Fahrtrichtung x bewegen, sodass der Radträger 4 zusammen mit dem Fahrzeugrad 10 in Richtung des Pfeils 22 relativ zu dem Fahrzeugaufbau 2 geschwenkt werden kann. Das vordere Lenkgetriebe 20 ist mit einem als Elektromotor ausgebildeten vorderen elektrischen Lenkantrieb 23 verbunden, mittels welchem das vordere Lenkgetriebe 20 betätigt und somit das Fahrzeugrad 10 geschwenkt werden kann. Wegen der Spurstange 17 wird eine Schwenkbewegung des Radträgers 4 auch auf den Radträger 3 übertragen. Wie aus der Figur ersichtlich, erstreckt sich der Lenkhebel 19 in oder im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y.Out 1 is a schematic plan view of a vehicle 1 according to an embodiment of the invention, wherein on a vehicle body 2 several wheel carriers 3 . 4 . 5 and 6 are articulated. The wheel carriers 3 and 4 are part of a steerable front axle 7 , and the wheel carriers 5 and 6 are part of a steerable rear axle 8th , At the wheel carriers 3 . 4 . 5 and 6 is each a vehicle wheel 9 . 10 . 11 respectively. 12 rotatably mounted, wherein the axis of rotation of the vehicle wheel 9 with the reference number 13 , the axis of rotation of the vehicle wheel 10 with the reference number 14 , the axis of rotation of the vehicle wheel 11 with the reference number 15 and the axis of rotation of the vehicle wheel 12 with the reference number 16 is marked. The front wheel carriers 3 and 4 are by means of a front tie rod 17 coupled with each other with each of the front wheel carriers 3 and 4 articulated is connected. Furthermore, the wheel carriers 5 and 6 by means of a rear tie rod 18 Coupled with each other with each of the rear wheel carriers 5 and 6 articulated is connected. The wheel carrier 4 has a steering lever 19 on, with which a steering gear 20 by means of a connector 21 connected is. The steering gear 20 can the connector 21 move in and against the direction of travel x, so that the wheel carrier 4 together with the vehicle wheel 10 in the direction of the arrow 22 relative to the vehicle body 2 can be swiveled. The front steering gear 20 is designed with a designed as an electric motor front electric steering drive 23 connected, by means of which the front steering gear 20 operated and thus the vehicle wheel 10 can be swiveled. Because of the tie rod 17 becomes a pivotal movement of the wheel carrier 4 also on the wheel carrier 3 transfer. As can be seen from the figure, the steering lever extends 19 in or substantially in the vehicle transverse direction y.

An dem hinteren Radträger 6 ist ein hinterer Lenkhebel 24 vorgesehen, mit dem unter Zwischenschaltung eines Verbindungsstücks 25 ein hinteres Lenkgetriebe 26 verbunden ist, welches das Verbindungsstück 25 in und entgegen der Fahrtrichtung x bewegen und somit den Radträger 6 mit dem Fahrzeugrad 12 in Richtung des Pfeils 27 relativ zu dem Fahrzeugaufbau 2 schwenken kann. Mit dem hinteren Lenkgetriebe 26 ist ein hinterer elektrischer Lenkantrieb 28 verbunden, mittels welchem das hintere Lenkgetriebe 26 betätigt und somit das Fahrzeugrad 12 geschwenkt werden kann. Wegen der Spurstange 18 wird eine Schwenkbewegung des Radträgers 6 auch auf den Radträger 5 übertragen. Wie aus der Figur ersichtlich, erstreckt sich der Lenkhebel 24 in oder im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung y.At the rear wheel carrier 6 is a rear steering arm 24 provided with the interposition of a connector 25 a rear steering gear 26 connected, which the verbin Outlet Connector 25 move in and against the direction of travel x and thus the wheel carrier 6 with the vehicle wheel 12 in the direction of the arrow 27 relative to the vehicle body 2 can swing. With the rear steering gear 26 is a rear electric steering drive 28 connected, by means of which the rear steering gear 26 operated and thus the vehicle wheel 12 can be swiveled. Because of the tie rod 18 becomes a pivotal movement of the wheel carrier 6 also on the wheel carrier 5 transfer. As can be seen from the figure, the steering lever extends 24 in or substantially in the vehicle transverse direction y.

Das Fahrzeug 1 weist ein Lenkrad 29 auf, welches in Richtung des Pfeils 30 drehbar am Fahrzeugaufbau 2 gelagert ist. Das Lenkrad 29 ist drehfest mit einer Lenkwelle 31 verbunden, an der eine Sensoranordnung 32 vorgesehen ist, mittels welcher der Verdrehwinkel des Lenkrads 29 und ein auf dieses ausgeübtes Drehmoment erfasst und als elektrische Signale an eine Steuerung 33 abgegeben werden können. Die Steuerung 33 wertet die Signale und gegebenenfalls noch ein oder mehrere andere Signale, wie z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit, aus und steuert die elektrischen Lenkantriebe 23 und 28 derart an, das eine dem Verdrehwinkel des Lenkrads 29 zugeordnete Verschwenkung der Fahrzeugräder 9, 10, 11 und 12 vorgenommen wird. Die elektrischen Lenkantriebe 23 und 28 sowie die Steuerung 33 werden aus einem elektrischen Bordnetz 34 mit elektrischer Energie versorgt. Das Übertagen einer Drehbewegung des Lenkrads auf die Fahrzeugräder 9 bis 12 kann ausschließlich elektrisch erfolgen (steer-by-wire). Alternativ ist es möglich, dass das vordere Lenkgetriebe 20 mechanisch mit der Lenkwelle 31 gekoppelt ist (gestrichelt angedeutet), sodass zwischen dem Lenkrad 30 und dem Lenkgetriebe 20 eine mechanische Kopplung besteht. In 1 sind die Fahrzeugräder 9, 10, 11 und 12 unverschwenkt dargestellt, sodass das Fahrzeug 1 in Fahrtrichtung x gerade aus fährt.The vehicle 1 has a steering wheel 29 on which in the direction of the arrow 30 rotatable on the vehicle body 2 is stored. The steering wheel 29 is non-rotatable with a steering shaft 31 connected to the one sensor arrangement 32 is provided, by means of which the angle of rotation of the steering wheel 29 and a torque applied thereto and detected as electrical signals to a controller 33 can be delivered. The control 33 evaluates the signals and optionally one or more other signals, such. As the vehicle speed, and controls the electric steering drives 23 and 28 so on, the one the angle of rotation of the steering wheel 29 associated pivoting of the vehicle wheels 9 . 10 . 11 and 12 is made. The electric steering drives 23 and 28 as well as the controller 33 be from an electrical wiring system 34 supplied with electrical energy. The transfer of a rotational movement of the steering wheel to the vehicle wheels 9 to 12 can only be done electrically (steer-by-wire). Alternatively, it is possible that the front steering gear 20 mechanically with the steering shaft 31 is coupled (indicated by dashed lines), so between the steering wheel 30 and the steering gear 20 a mechanical coupling exists. In 1 are the vehicle wheels 9 . 10 . 11 and 12 unpowered, so the vehicle 1 in the direction of travel x drives straight out.

Aus 2 ist ersichtlich, dass die Fahrzeugräder 9 und 10 in Richtung der Pfeile 35 und 36 nach links geschwenkt sind, wohingegen die Räder 11 und 12 in Richtung der Pfeile 37 und 38 in die entgegensetzte Richtung wie die Räder 9 und 10 geschwenkt sind. Die mittels der Steuereinrichtung 33 bewirkte entgegengesetzte Verschwenkung der vorderen und hinteren Fahrzeugräder eignet sich besonders zum Parkieren des Fahrzeugs 1, da ein vergleichsweise kleiner Wendekreis bzw. Lenkradius erzielt werden kann. Beim Parkieren können aber große Lenkmomente auftreten, so dass die Vorderräder bevorzugt nicht gleichzeitig mit den Hinterrädern geschwenkt werden. Insbesondere erfolgt das Schwenken der Vorderräder und das Schwenken der Hinterräder sequentiell. Vorzugsweise wird ein entgegengesetztes Verschwenken von vorderen und hinteren Fahrzeugrädern nur bei relativ geringen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs vorgenommen.Out 2 it can be seen that the vehicle wheels 9 and 10 in the direction of the arrows 35 and 36 are pivoted to the left, whereas the wheels 11 and 12 in the direction of the arrows 37 and 38 in the opposite direction as the wheels 9 and 10 are pivoted. The means of the control device 33 caused opposite pivoting of the front and rear vehicle wheels is particularly suitable for parking the vehicle 1 because a comparatively small turning circle or steering radius can be achieved. When parking but large steering moments can occur, so that the front wheels are preferably not pivoted simultaneously with the rear wheels. In particular, the pivoting of the front wheels and the pivoting of the rear wheels takes place sequentially. Preferably, opposite pivoting of front and rear vehicle wheels is performed only at relatively low speeds of the vehicle.

Gemäß einer Ausgestaltung sind die Vorderräder in einer Richtung maximal bis zu einem vorderen Grenzwinkel von z. B. 32° schwenkbar. Ist dieser Winkel nicht ausreichend, so sind die Hinterräder in die entgegengesetzte Richtung maximal bis zu einem hinteren Grenzwinkel von z. B. 8° schwenkbar. Somit kann ein relativ kleiner Wendekreis für das Fahrzeug realisiert werden, obwohl der Schwenkwinkel der Vorderräder auf den vorderen Grenzwinkel beschränkt ist. Diese Beschränkung beruht hier darauf, dass die Länge des vorderen Lenkhebels gegenüber der Länge des vorderen Lenkhebels eines gleichartigen Fahrzeugs ohne Hinterradlenkung verlängert ist, z. B. um 20%. Durch die Verlängerung des vorderen Lenkhebels ist es möglich, bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug einen schwächeren vorderen Lenkantrieb mit einer geringeren Stromaufnahme einzusetzen.According to one Embodiment, the front wheels are maximum in one direction up to a front limit angle of z. B. 32 ° pivotable. If this angle is not sufficient, then the rear wheels in the opposite direction maximum up to a rear critical angle from Z. B. 8 ° pivotable. Thus, a relatively small Tropic for the vehicle to be realized, although the Swing angle of the front wheels limited to the front critical angle is. This restriction is based here on the length of the front steering lever with respect to the length of the front steering lever of a similar vehicle without rear-wheel steering is extended, for. By 20%. By extension the front steering lever, it is possible in the inventive Vehicle a weaker front steering drive with a use lower power consumption.

Bei höheren Geschwindigkeiten und/oder bei einem Spurwechsel werden die Fahrzeugräder 9, 10, 11 und 12 bevorzugt in dieselbe Richtung ausgelenkt, was aus 3 ersichtlich ist, wonach das Fahrzeugrad 11 in Richtung des Pfeils 39 und das Fahrzeugrad 12 in Richtung des Pfeils 40 geschwenkt ist. Insbesondere treten bei höheren Geschwindigkeiten und/oder beim Spurwechsel vergleichsweise kleine Lenkmomente auf, die beispielsweise deutlich kleiner als die beim Parkieren auftretenden Lenkmomente sind. Der mit dem Bezugszeichen 2 versehene Strich repräsentiert in den 2 und 3 schematisch den Fahrzeugaufbau.At higher speeds and / or when changing lanes become the vehicle wheels 9 . 10 . 11 and 12 preferably deflected in the same direction, which made 3 it can be seen, according to which the vehicle wheel 11 in the direction of the arrow 39 and the vehicle wheel 12 in the direction of the arrow 40 is pivoted. In particular, at relatively high speeds and / or when changing lanes, comparatively small steering torques occur which, for example, are significantly smaller than the steering torques occurring during parking. The one with the reference number 2 provided dash represents in the 2 and 3 schematically the vehicle body.

11: Fahrzeugvehicle
22: Fahrzeugaufbauvehicle body
33: Radträgerwheel carrier
44: Radträgerwheel carrier
55: Radträgerwheel carrier
66: Radträgerwheel carrier
77: VorderachseFront
88th: Hinterachserear axle
99: Fahrzeugradvehicle
1010: Fahrzeugradvehicle
1111: Fahrzeugradvehicle
1212: Fahrzeugradvehicle
1313: Drehachseaxis of rotation
1414: Drehachseaxis of rotation
1515: Drehachseaxis of rotation
1616: Drehachseaxis of rotation
1717: vordere Spurstangefront tie rod
1818: hintere Spurstangerear tie rod
1919: vorderer Lenkhebelfront steering lever
2020: vorderes Lenkgetriebefront steering gear
2121: vorderes Verbindungsstückfront joint
2222: Schwenkrichtungpan direction
2323: vorderer elektrischer Lenkantriebfront electric steering drive
2424: hinterer Lenkhebelrear steering lever
2525: hinteres Verbindungsstückrear joint
2626: hinteres Lenkgetrieberear steering gear
2727: Schwenkrichtungpan direction
2828: hinterer elektrischer Lenkantriebrear electric steering drive
2929: Lenkradsteering wheel
3030: Drehrichtung des Lenkradsdirection of rotation of the steering wheel
3131: Lenkwellesteering shaft
3232: Sensoranordnungsensor arrangement
3333: Steuerungcontrol
3434: elektrisches Bordnetzelectrical board network
3535: Schwenkrichtungpan direction
3636: Schwenkrichtungpan direction
3737: Schwenkrichtungpan direction
3838: Schwenkrichtungpan direction
3939: Schwenkrichtungpan direction
4040: Schwenkrichtungpan direction
xx: Fahrtrichtungdirection of travel
yy: FahrzeugquerrichtungVehicle transverse direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2007/0144818 A1 [0002]

Claims

Vehicle with a vehicle body ( 2 ), two with the vehicle body ( 2 ) connected front wheel carriers ( 3 . 4 ), on each of which a front wheel ( 9 . 10 ) is rotatably mounted, a Vorderachslenkung, by means of which the front wheel carrier ( 3 . 4 ) are pivotable, two with the vehicle body ( 2 ) connected rear wheel carriers ( 5 . 6 ), on each of which a rear wheel ( 11 . 12 ) is rotatably mounted, a rear axle steering, by means of which the rear wheel carrier ( 5 . 6 ) are pivotable, characterized in that both the front axle steering and the rear axle steering are formed as an electric steering and by means of a control ( 33 ) can be controlled or be such that the total power consumption of the steering does not exceed a predetermined limit.

Vehicle according to claim 1, characterized in that that the front axle steering and the rear axle steering by Control can be operated sequentially or can be.

Vehicle according to claim 1 or 2, characterized that the front axle steering and the rear axle steering by Control can be operated either jointly or sequentially or can be, with priority operated the front axle steering becomes.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the front axle steering a front electric steering drive ( 23 ), by means of which the front wheel carriers ( 3 . 4 ) are pivotable, the rear axle steering a rear electric steering drive ( 28 ), by means of which the rear wheel carriers ( 5 . 6 ) are pivotable, the electric steering drives ( 23 . 28 ) to an electrical system ( 34 ) and connected to the controller ( 33 ) are connected, by means of which the electric steering drives ( 23 . 28 ) can or can be controlled.

Vehicle according to claim 4, characterized in that at least on one of the front wheel carrier ( 4 ) with the front electric steering drive ( 23 ) coupled front steering lever ( 19 ) is provided, by means of which the one or more front wheel carrier ( 3 . 4 ), or can be pivoted, at least on one of the rear wheel carriers ( 6 ) with the rear electric steering drive ( 28 ) coupled rear steering lever ( 24 ) is provided, by means of which the one or more rear wheel carrier ( 5 . 6 ) can or can be panned.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized by a rotatable steering wheel ( 29 ), whose rotation and / or torque by means of a with the controller ( 33 ) coupled sensor arrangement ( 32 ) and as an electrical signal of the controller ( 33 ) is or can be supplied.

Vehicle according to claim 6, characterized by one with the steering wheel ( 29 ) rotatably connected steering shaft ( 31 ), which mechanically with a front steering gear ( 20 ), which by means of the front electric steering drive ( 23 ) for pivoting the front wheel carrier ( 3 . 4 ) is or can be operated.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the front wheel carriers ( 3 . 4 ) by means of a front tie rod ( 17 ), the rear wheel carriers ( 5 . 6 ) by means of a rear tie rod ( 18 ) are interconnected.

Vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that when parking the vehicle, the front wheels ( 9 . 10 ) and the rear wheels ( 11 . 12 ) can be or can be sequentially pivoted when changing lanes of the vehicle, the front wheels ( 9 . 10 ) and the rear wheels ( 11 . 12 ) can be or can be pivoted simultaneously.

Use of an electric rear axle steering system of a vehicle ( 1 ) for reducing the power consumption of an electric front axle steering of the vehicle ( 1 ).

Use according to claim 10, characterized that the rear axle steering and the front axle steering optionally together or operated sequentially, with priority to the front axle steering is operated.

Use according to claim 11, characterized that the choice of joint or sequential operation of the steering depends on the current consumption of one or both steering systems.