-
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mindestens einer gelenkten Achse, wobei die gelenkte Achse zwei gelenkte Räder aufweist, wobei die gelenkten Räder mit einem IST-Gesamtlenkmoment beaufschlagbar sind, mit einer ersten Aktorik zur Beaufschlagung eines ersten Lenkmoments auf die gelenkten Räder als ein möglicher Teil des IST-Gesamtlenkmoments, mit einer Steueranordnung zur Ansteuerung der ersten Aktorik, mit mindestens zwei radselektiven Antrieben für zwei Räder an einer beliebigen Achse des Fahrzeugs, wobei die Steueranordnung ausgebildet ist, die radselektiven Antriebe anzusteuern, so dass die Räder durch die radselektiven Antriebe mit unterschiedlichen Antriebsdrehmomenten beaufschlagt werden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs.
-
Bei Fahrzeugen werden durch zusätzliche Stelleinrichtungen und die steuerungstechnische Anbindung von Antriebsmotoren zusätzliche Funktionen umgesetzt, die den Fahrkomfort oder die Fahrsicherheit erhöhen. Beispielsweise ist es üblich, eine manuelle Lenkung entweder durch eine Lenkkraftunterstützung zu verbessern oder durch Ansätze wie steer-by-wire vollständig zu ersetzen.
-
Auch bei dem Antrieb von Fahrzeugen ist es üblich, die aufgrund von Hybridbauweisen und elektromotorbasierten Fahrzeugen neu entwickelte Antriebskonzepte in neue Funktionalitäten umzusetzen. So ist es mittlerweile bekannt, Antriebsdrehmomente auf einer Achse ungleichmäßig zu verteilen, um ein Torque-Vectoring zur Vermeidung einer Gierbewegung des Fahrzeugs anzusteuern. Derartige Fahrzeuge sind mittlerweile kommerziell erhältlich.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug mit einem verbesserten Fahrkomfort und/oder einer verbesserten Fahrsicherheit vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
-
Im Rahmen der Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches bevorzugt als ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Bus etc. ausgebildet ist. Insbesondere ist das Fahrzeug bei mindestens einer Achse zweispurig ausgebildet. Vorzugsweise weist das Fahrzeug zwei zweispurige Achsen auf.
-
Das Fahrzeug umfasst mindestens eine gelenkte Achse mit zwei gelenkten Rädern. Die gelenkte Achse ist bevorzugt eine Vorderachse, kann alternativ jedoch auch als eine Hinterachse oder eine Zwischenachse realisiert sein. Die gelenkten Räder sind um einen Lenkwinkel verschwenkbar an der Lenkachse angeordnet. Der Lenkwinkel der gelenkten Räder ist insbesondere so gewählt, dass dieser der Ackermann-Bedingung entspricht. Somit können die zwei gelenkten Räder relativ zu der Lenkachse einen identischen Lenkwinkel oder einen Lenkwinkel mit einer Differenz betragsmäßig weniger als 10 Grad, vorzugsweise weniger als 5 Grad aufweisen. Die gelenkten Räder weisen insbesondere Reifen, im Speziellen Straßenreifen, auf.
-
Die gelenkten Räder können mit einem IST-Gesamtlenkmoment beaufschlagt werden. Insbesondere weist das Fahrzeug Mittel auf, um das IST-Gesamtlenkmoment zu ändern, um einen gewünschten Lenkwinkel bei dem Fahrzeug einzustellen.
-
Das Fahrzeug weist eine erste Aktorik auf, welche zur Beaufschlagung eines ersten Lenkmoments auf die gelenkten Räder ausgebildet ist. Die erste Aktorik ist fremdenergiebetrieben. Vorzugsweise ist die erste Aktorik energieautark gegenüber und/oder unabhängig zu dem Antrieb des Fahrzeugs ausgebildet. Beispielsweise kann die erste Aktorik elektrisch oder hydraulisch betrieben werden. Insbesondere bildet die erste Aktorik eine Stelleinrichtung zum Einstellen des Lenkwinkels. Vorzugsweise umfasst die erste Aktroik einen Aktor. Die erste Aktorik ist mit den gelenkten Rädern derart wirkverbunden, dass der vorgegebene Lenkwinkel an den gelenkten Rädern eingestellt wird. Insbesondere kann der vorgegebene Lenkwinkel zum Beispiel ohne Bodenhaftung oder Bodenkontakt der gelenkten Räder durch die erste Aktorik eingestellt werden. Das erste Lenkmoment bildet einen möglichen Teil des IST-Gesamtlenkmoments.
-
Unter einem Lenkmoment oder einem Gesamtlenkmoment wird im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Rückstellmoment und/oder ein Auslenkmoment verstanden. Ein Auslenkmoment ist ein Moment, welches ausgehend von einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs die gelenkten Räder um einen Lenkwinkel verschwenkt, sodass das Fahrzeug eine Kurvenfahrt macht. Unter einem Rückstellmoment wird vorzugsweise ein Moment verstanden, welches die gelenkten Räder von der Kurvenfahrt zurück in die Geradeausfahrt schwenkt.
-
Das Fahrzeug weist mindestens zwei radselektive Antriebe auf, wobei die zwei radselektiven Antriebe den Rädern einer beliebigen Achse des Fahrzeugs selektiv zugeordnet sind. Somit ist einer der radselektiven Antriebe exklusiv einem Rad und ein anderer radselektiver Antrieb exklusiv dem anderen Rad der gleichen Achse zugeordnet. Die Räder können als die gelenkten Räder ausgebildet sein. Alternativ oder ergänzend können die Räder auch einer anderen Achse, insbesondere einer ungelenkten Achse zugeordnet sein. Bevorzugt weisen die radselektiven Antriebe mindestens einen Elektromotor auf, der damit einen Traktionsmotor für das Fahrzeug bildet. Besonders bevorzugt weist jeder der radselektiven Antriebe einen separaten Elektromotor als Traktionsmotor auf. Im Speziellen sind die radselektiven Antriebe jeweils als ein Radmotor, insbesondere als ein Radnabenmotor, ausgebildet.
-
Das Fahrzeug umfasst eine Steueranordnung, welche als eine separate Steueranordnung oder auch als ein Teil einer übergeordneten Steuerung des Fahrzeugs ausgebildet sein kann. Insbesondere kann die Steueranordnung auch in mehreren Steuereinrichtungen umgesetzt sein. Wie insbesondere nachfolgend noch erläutert wird, können die Steuereinrichtungen bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unabhängig voneinander arbeiten. Die Steueranordnung ist programmtechnisch und/oder schaltungstechnisch ausgebildet, die radselektiven Antriebe des Fahrzeugs so anzusteuern, dass die Räder mit unterschiedlichen Antriebsdrehmomenten beaufschlagt werden.
-
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Steueranordnung ausgebildet ist, die radselektiven Antriebe als eine zweite Aktorik zur Beaufschlagung eines zweiten Lenkmoments auf die gelenkten Räder anzusteuern. Das zweite Lenkmoment bildet einen weiteren, möglichen Teil des IST-Gesamtlenkmoments.
-
Somit umfasst das IST-Gesamtlenkmoment in mindestens einer Betriebsart des Fahrzeugs, insbesondere in einer Normalbetriebsart, ein erstes Lenkmoment von der ersten Aktorik und ein zweites Lenkmoment von der zweiten Aktorik. Insbesondere ist die Steueranordnung ausgebildet, einen Kontrollkreis, insbesondere einen Regelkreis oder Stellkreis, umzusetzen, wobei die erste Aktorik ein erstes mögliches Stellglied und die zweite Aktorik ein zweites mögliches Stellglied bildet.
-
Bei dem IST-Gesamtlenkmoment kann es sich um ein IST-Auslenkmoment handeln, wobei das erste und das zweite Lenkmoment vorzugsweise als Auslenkmomente ausgebildet sind. Alternativ kann es sich um ein IST-Rückstellmoment handeln, wobei das erste und das zweite Lenkmoment vorzugsweise als Rückstellmomente ausgebildet sind.
-
Optional kann ein manuell von dem Fahrer eingeleitetes Lenkmoment einen weiteren möglichen Teil des IST-Gesamtlenkmoments bilden. In diesem Fall bilden die Lenkmomente der ersten und/oder der zweiten Aktorik Hilfslenkmomente im Sinne einer Lenkkraftunterstützung. Insbesondere können die Lenkmomente der ersten und/oder der zweiten Aktorik Rückstellmomente bilden, wie diese gesetzlich vorgeschrieben sind.
-
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass die Steueranordnung eingesetzt wird, um ein gewünschtes Ist-Gesamtlenkmoment an den gelenkten Rädern zu erzeugen. Insbesondere in einem Normalbetriebszustand des Fahrzeugs wird das Ist-Gesamtlenkmoment durch das erste Lenkmoment und das zweite Lenkmoment gebildet. Hierbei wird ausgenutzt, dass das aus der Beaufschlagung der Räder mit unterschiedlichen Antriebsmomenten resultierende zweite Lenkmoment nicht zur Kompensation von Giermomenten behandelt wird, sondern als eine Stellgröße verwendet wird. Dieser konzeptionelle Unterschied führt dazu, dass durch die Kontrolle, insbesondere Steuerung der Verteilung der unterschiedlichen Antriebsdrehmomente auf die Räder nicht auf ein vorgegebenes Gierverhalten des Fahrzeugs abgezielt wird, wie dies üblicherweise bei Torque-Vectoring getan wird, sondern dass die Antriebsdrehmomentverteilung zur Beeinflussung des Ist-Gesamtlenkmoments und damit als Stellgröße für den Lenkwinkel eingesetzt wird.
-
Insbesondere wird durch die erste Aktorik eine weggesteuerte erste Lenkung, vorzugsweise eine ausschließlich weggesteuerte erste Lenkung und/oder durch die zweite Aktorik eine momentengesteuerte zweite Lenkung, vorzugsweise eine ausschließlich momentengesteuerte zweite Lenkung umgesetzt. Es ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die erste und die zweite Aktorik gemeinsam oder alternativ das IST-Gesamtlenkmoment aufbringen.
-
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Steueranordnung ausgebildet ist, die erste und/oder die zweite Aktorik in Abhängigkeit eines Lenksignals des Fahrzeugs anzusteuern. Beispielsweise umfasst das Fahrzeug eine Schnittstelle zum Fahrer, wie zum Beispiel ein Lenkrad, Joystick oder dergleichen, über die der Fahrer ein Lenksignal erzeugen kann. Dieses Lenksignal wird von der Steueranordnung als ein Eingangssignal verwendet, um die erste Aktorik und die zweite Aktorik im Normalfahrbetrieb anzusteuern.
-
Die weitere Ausgestaltung des Fahrzeugs kann aus folgenden Möglichkeiten ausgewählt sein:
Bei einer ersten möglichen Alternative sind die radselektiven Antriebe der gelenkten Achse zugeordnet, wobei die gelenkte Achse die einzige Traktionsachse des Fahrzeugs bildet. Insbesondere bilden die radselektiven Antriebe die einzigen und ausschließlichen Traktionsmotoren des Fahrzeugs. Optional umfasst das Fahrzeug eine weitere Achse, wobei die weitere Achse passiv ausgebildet ist.
-
Bei einer zweiten möglichen Alternative der Erfindung weist das Fahrzeug einen weiteren Traktionsmotor auf, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass der weitere Traktionsmotor auf eine weitere Achse des Fahrzeugs wirkt. Der weitere Traktionsmotor kann hierbei als ein weiterer Elektromotor oder als ein Verbrennungsmotor ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die radselektiven Antriebe und/oder der weitere Elektromotor über einen Generator mit elektrischem Strom versorgt werden, welcher durch einen Verbrennungsmotor angetrieben ist.
-
Bei einer dritten möglichen Alternative der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug eine weitere Achse aufweist, wobei die weitere Achse zwei Räder sowie zwei weitere radselektive Antriebe aufweist, welche den weiteren Rädern der weiteren Achse radselektiv zugeordnet sind. Es ist besonders bevorzugt, dass die Steueranordnung ausgebildet ist, die weiteren radselektiven Antriebe in dem Kontrollkreis als weitere Aktorik, insbesondere als weiteres Stellglied, anzusteuern. Insbesondere ist vorgesehen, dass durch eine weitere Antriebsdrehmomentverteilung im Vergleich zu einer Gleichverteilung der Antriebsdrehmomente an den weiteren Rädern ein weiteres Lenkmoment gebildet wird, welches einen Anteil des Ist-Gesamtlenkmoments bilden kann. Damit ist die Steueranordnung über den Kontrollkreis in der Lage, das Ist-Gesamtlenkmoment durch Ansteuerung der ersten und der zweiten Aktorik und optional ergänzend der weiteren Aktorik, insbesondere jeweils als Stellglieder, zu kontrollieren, um dieses einem Soll-Gesamtlenkmoment nachzuführen.
-
Bevorzugt ist die Gesamtheit der radselektiven Antriebe so dimensioniert, dass das Fahrzeug auf eine Geschwindigkeit größer als 100 km/h beschleunigt werden kann. In Abhängigkeit der Ausgestaltung der Erfindung kann es sich um die radselektiven Antriebe der Lenkachse und/oder um die radselektiven Antriebe der weiteren Achse handeln.
-
Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Steueranordnung, insbesondere das Fahrzeug, einen Normalbetriebszustand einnehmen kann, wobei das Ist-Gesamtlenkmoment einen Beitrag der ersten und einen Beitrag der zweiten Aktorik umfasst.
-
Über die Gesamtlebensdauer eines Fahrzeugs ist es jedoch nicht auszuschließen, dass es durch Beschädigung etc. zu Ausfällen von Komponenten des Fahrzeugs kommen kann. Besonders bevorzugt kann die Steueranordnung einen ersten Notfallbetriebszustand einnehmen, wobei das Ist-Gesamtlenkmoment einen Beitrag der ersten Aktorik umfasst, wobei die zweite Aktorik passiv ist und damit keinen Beitrag, insbesondere keinen aktiven Beitrag liefert. Insbesondere entspricht das Ist-Gesamtlenkmoment dem Soll-Gesamtlenkmoment. Somit ist es möglich, dass das Fahrzeug ohne zweite Aktorik und optional ergänzend ohne weitere Aktorik gelenkt wird. Insbesondere bringen die radselektiven Antriebe die gleichen Antriebsdrehmomente auf die Räder der Achse oder sind – wenn andere Traktionsmotoren vorhanden sind – passiv geschaltet.
-
Es ist zudem bevorzugt vorgesehen, dass die Steueranordnung, insbesondere das Fahrzeug, einen zweiten Notfallbetriebszustand einnehmen kann, wobei das Ist-Gesamtlenkmoment einen Beitrag der zweiten Aktorik umfasst, wobei die erste Aktorik passiv ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Fahrzeug durch die zweite Aktorik gelenkt wird. Für den Fall, dass somit die erste Aktorik zum Beispiel ausfällt oder deaktiviert ist, kann das Fahrzeug durch, insbesondere ausschließlich durch die zweite Aktorik gelenkt werden.
-
Durch die geschilderten Möglichkeiten des ersten Notfallbetriebszustands und des zweiten Notfallbetriebszustands ist eine Redundanz für die Lenkung des Fahrzeugs gegeben. Während in dem Normalbetriebszustand die erste und die zweite Aktorik die Lenkung oder die Lenkkraftunterstützung des Fahrzeugs übernehmen, kann in den Notfallbetriebszuständen entweder die erste Aktorik oder die zweite Aktorik die Lenkung des Fahrzeugs bzw. die Lenkkraftunterstützung durchführen. Auf diese Weise ist die Sicherheit des Fahrzeugs deutlich erhöht.
-
Bei einer möglichen konstruktiven Ausgestaltung ist die erste Aktorik als eine steer-by-wire-Einrichtung ausgebildet. In dieser Ausgestaltung wird der Lenkwinkel durch die Stelleinrichtung der ersten Aktorik eingestellt, das Lenkrad oder eine andere Mensch-Maschinen-Schnittstelle für die Lenkung ist mechanisch von den gelenkten Rädern entkoppelt. Insbesondere ist die Steueranordnung ausgebildet, die erste Aktorik so anzusteuern, dass diese die gelenkten Räder lenkt. Das Lenksignal wird von einem Fahrer (oder von einer weiteren Steuereinrichtung) als zum Beispiel analoges oder digitales Informationssignal übertragen. Insbesondere ist keine mechanische Übertragung einer Lenkbewegung vom Fahrer zu den gelenkten Rädern vorhanden. Die steer-by-wire-Einrichtung ist besonders bevorzugt als eine weggesteuerte Lenkung ausgebildet. Insbesondere ist die steer-by-wire-Einrichtung unabhängig zu der zweiten Aktorik und/oder zu den radselektiven Antrieben ausgebildet.
-
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Aktorik als eine Lenkkraftunterstützungseinrichtung ausgebildet. In dieser Ausgestaltung ist eine mechanische Übertragung vom Fahrer zu den gelenkten Rädern gegeben, dies wird jedoch durch die erste Aktorik mit Fremdenergie unterstützt.
-
Es ist besonders bevorzugt, dass das Fahrzeug ein erstes elektrisches Versorgungssystem für die erste Aktorik und ein zweites elektrisches Versorgungssystem für die zweite Aktorik aufweist. Das erste und das zweite elektrische Versorgungssystem sind unabhängig voneinander betreibbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste elektrische Versorgungssystem auch bei einer Deaktivierung oder bei einem Ausfall, insbesondere unerwartetem Ausfall, des zweiten elektrischen Versorgungssystems immer noch zur Verfügung steht. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass das zweite elektrische Versorgungssystem auch bei einer Deaktivierung oder bei einem Ausfall, insbesondere unerwartetem Ausfall, des zweiten elektrischen Versorgungssystems immer noch zur Verfügung steht. Beispielsweise ist das erste elektrische Versorgungssystem für eine Versorgungsspannung von 12 Volt ausgelegt und das zweite elektrische Versorgungssystem für eine Versorgungsspannung von 48 Volt ausgelegt. Für den Fall, dass das erste elektrische Versorgungssystem ausfällt und damit die erste Aktorik zur Beaufschlagung eines Lenkmoments, insbesondere die drive-by-wire-Einrichtung und/oder die Lenkkraftunterstützungseinrichtung, deaktiviert wird, kann über die Steueranordnung durch Ansteuerung der zweiten Aktorik ein zum Beispiel auch vom Gesetzgeber zwingend gefordertes Ist-Gesamtrückstellmoment erzeugt werden.
-
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Steueranordnung mindestens eine erste Steuereinrichtung und eine zweite Steuereinrichtung auf, wobei die erste Steuereinrichtung der ersten Aktorik und die zweite Steuereinrichtung der zweiten Aktorik zugeordnet ist. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die erste Steuereinrichtung durch das erste elektrische Versorgungsystem versorgt wird und die zweite Steuereinrichtung durch das zweite elektrische Versorgungssystem versorgt wird. Durch diese Aufteilung der Steueranordnung in zwei, vorzugsweise unabhängig arbeitende, Steuereinrichtungen ist sichergestellt, dass in dem ersten beziehungsweise in dem zweiten Notbetriebszustand die erste Aktorik beziehungsweise zweite Aktorik entsprechend angesteuert werden kann. Es ist zudem bevorzugt, dass auch die Sensoren und weitere Komponenten redundant ausgelegt sind, sodass die erste Aktorik unabhängig von der zweiten Aktorik betrieben werden kann.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs, wobei die Steueranordnung einen Normalbetriebszustand und mindestens einen Notfallbetriebszustand einnehmen kann.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figur. Dabei zeigt:
-
1 eine schematisch Draufsicht auf ein Fahrzeug als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
2 in gleicher Ansicht wie die 1 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
-
3 in gleicher Ansicht wie die 1 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht von oben. Das Fahrzeug 1 weist eine erste Achse 2 und eine zweite Achse 3 auf, wobei die erste Achse 2 als eine Vorderachse und die zweite Achse 3 als eine Hinterachse ausgebildet ist. Insbesondere ist das Fahrzeug 1 als ein zweispuriges Fahrzeug 1 ausgebildet. Die erste Achse 2 wird durch eine Lenkachsanordnung 4 gebildet und weist zwei gelenkte Räder 5 auf, welche an einer Lenkachse 6 um einen Lenkwinkel alpha verschwenkbar angeordnet sind. Der Lenkwinkel α beträgt beispielsweise mindestens +/–10 Grad, vorzugsweise mindestens +/–20 Grad.
-
Die zweite Achse 3 weist weitere Räder 7 auf, welche jedoch stets geradeauslaufend an der zweiten Achse 3 angeordnet sind, sodass die zweite Achse 3 eine ungelenkte Achse bildet. Die zweite Achse 3 kann als eine passive Achse, also eine Achse ohne Traktionsmotor ausgebildet sein. Bei alternativen Ausführungsbeispielen weist die zweite Achse 3 einen Traktionsmotor 8 auf, welcher als ein Verbrennungsmotor oder als ein Elektromotor ausgebildet sein kann.
-
Die Lenkachsanordnung 4 weist ferner eine Lenkanlage 9 auf, welche über die Lenkachse 6 mit den gelenkten Rädern 5 wirkverbunden ist. Die Lenkanlage kann über die Lenkachse 6 den Lenkwinkel alpha an den gelenkten Rädern 5 vorgeben. Beispielsweise ist die Lenkachse 6 als eine Achsschenkellenkung ausgebildet.
-
Die Lenkanlage 9 ist mit einer ersten Aktorik 10 wirkverbunden, über die der Lenkwinkel alpha insbesondere weggesteuert vorgegeben werden kann. Bei der Kombination der Lenkanlage 9 und der ersten Aktorik 10 kann es sich um ein Lenkgetriebe handeln, wobei die erste Aktorik 10 beispielsweise als eine steer-by-wire-Einrichtung ausgebildet ist. Die erste Aktorik 10 ist als eine fremdenergiebetriebene, insbesondere elektrisch betriebene erste Aktorik ausgebildet. Alternativ hierzu ist die Lenkanlage 9 als eine manuelle Stelleinrichtung ausgebildet und die Lenkanlage 9 weist eine Lenkkraftunterstützung als erste Aktorik 10 auf.
-
Jedem der gelenkten Räder 5 ist ein radselektiver Antrieb 11 zugeordnet, wobei der radselektive Antrieb 11 in der 1 und in den nachfolgenden Figuren nur schematisiert dargestellt ist. Die radselektiven Antriebe 11 sind so ausgebildet, dass diese unterschiedliche Drehmomente Mvr (Drehmoment vorne rechts) und Mvl (Drehmoment vorne links) auf die gelenkten Räder 5 aufbringen können. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den radselektiven Antrieben 11 um mindestens einen Elektromotor. Es ist bei diesem Ausführungsbeispiel sogar vorgesehen, dass jedem der gelenkten Räder ein separater Elektromotor zugeordnet ist. Insbesondere sind die radselektiven Antriebe 11 als Radmotoren ausgebildet, welche jeweils ausschließlich mit dem zugeordneten, gelenkten Rad 5 wirkverbunden sind.
-
Das Fahrzeug 1 weist eine Steueranordnung 12 auf, welche ausgebildet ist, ein Lenksignal von der Lenkachsanordnung 4 aufzunehmen. Die Erfassung und/oder Bestimmung des Lenksignals kann beispielsweise über einen Sensor 13 in der Lenkanlage 9 oder an einer Mensch-Maschinen-Schnittstelle zu einem Fahrer, wie z.B. einem Lenkrad erfolgen. Die Steueranordnung 12 ist ausgebildet, die erste Aktorik 10 und die radselektiven Antriebe 11 als eine zweite Aktorik 14 als Stellglieder anzusteuern, um ausgehend von dem Lenksignal eine Lenkung des Fahrzeugs 1 durchzuführen.
-
Insbesondere erfolgt durch das Lenksignal eine Bestimmung eines Ist-Gesamtlenkmoments für die Lenkanordnung 4. Insbesondere bilden die erste Aktorik 10 und die zweite Aktorik 14 jeweils Stellglieder in einem Kontrollkreis der Steueranordnung 12, um das Stellsignal in eine Lenkbewegung der Lenkachsanordnung 4 umzusetzen.
-
Der Ausbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass durch die Ansteuerung der ersten Aktorik 10 ein erstes Lenkmoment auf die gelenkten Räder 5 als Teil oder Beitrag des Ist-Gesamtlenkmoments erzeugt werden kann. Durch eine Drehmomentverteilung, wobei sich die Drehmomente Mvr und Mvl an den gelenkten Rädern 5 um einen Differenzwert im Vergleich zu einer Gleichverteilung der Drehmomente an den gelenkten Rädern 5 unterscheiden, wird ein zweites Lenkmoment auf die gelenkten Räder 5 übertragen, welches einen weiteren Beitrag zu dem Ist-Gesamtlenkmoment bildet. Die Beiträge der ersten Aktorik 10 und der zweiten Aktorik 14 zu dem Ist-Gesamtlenkmoment werden durch die Steueranordnung 12 bestimmt.
-
Beispielsweise ist der Kontrollkreis als ein Steuer- und/oder Regelkreis ausgebildet, wobei über das Lenksignal ein Soll-Gesamtlenkmoment vorgegeben ist und der Kontrollkreis ausgebildet ist, das Ist-Gesamtlenkmoment dem Soll-Gesamtlenkmoment nachzuführen. Damit bildet die erste Aktorik 10 ein erstes Stellglied und die zweite Aktorik 14 ein zweites Stellglied in dem Kontrollkreis zur Kontrolle des Ist-Gesamtlenkmoment.
-
Die erste Aktorik 10 wird über ein erstes elektrisches Versorgungssystem 16 mit einer Betriebsspannung versorgt. Die zweite Aktorik 14 wird dagegen über ein zweites elektrisches Versorgungssystem 17 mit einer Betriebsspannung versorgt. Das erste elektrische Versorgungssystem 16 weist beispielsweise eine Betriebsspannung von 12 Volt, das zweite elektrische Versorgungssystem 17 weist eine Betriebsspannung von 48 Volt auf. Insbesondere ist das erste elektrische Versorgungssystem 16 unabhängig von dem zweiten elektrischen Versorgungssystem 17 ausgebildet. Somit kann bei einem Ausfall des ersten elektrischen Versorgungssystems 16 das zweite elektrische Versorgungssystem 17 weiter aktiv sein oder bei einem Ausfall des zweiten elektrischen Versorgungssystems 17 das erste elektrische Versorgungssystem 16 weiter aktiv sein.
-
In einem Normalbetriebszustand kann die Steueranordnung 12 die erste Aktorik 10 und/oder die zweite Aktorik 14 zur Umsetzung des Lenksignals einsetzen.
-
Ergänzend ist jedoch vorgesehen, dass die Steueranordnung 12 und/oder das Fahrzeug 1 einen ersten Notfallbetriebszustand einnehmen kann, wobei das zweite elektrische Versorgungssystem 16 deaktiviert oder ausgefallen ist. In dem ersten Notfallbetriebszustand wird das Lenksignal über die erste Aktorik 10 umgesetzt oder unterstützt.
-
In einem zweiten Notfallbetriebszustand ist das erste elektrische Versorgungssystem 16 deaktiviert und das zweite elektrische Versorgungssystem 17 ist aktiv. In dem zweiten Notfallbetriebszustand wird das Lenksignal über die zweite Aktorik 14 und somit über die Ansteuerung der radselektiven Antriebe 11 der gelenkten Räder 5 umgesetzt. Somit bilden die erste Aktorik 10 und die zweite Aktorik 14 gegeneinander ein redundantes System, welche sich in dem ersten Notfallbetriebszustand beziehungsweise in dem zweiten Notfallbetriebszustand gegenseitig substituieren und/oder kompensieren können.
-
In der 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei die Lenkachsanordnung 4 als eine passive erste Achse 2 ausgebildet ist und die radselektiven Antriebe 11 als die zweite Aktorik 14 an der zweiten Achse 3 angeordnet sind. Die Steueranordnung 12 ist in gleicher Weise ausgebildet wie bei dem Fahrzeug 1 in der 1.
-
In der 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, wobei sowohl die erste Achse 2 als auch die zweite Achse 3 radselektiver Antriebe 11 als zweite Aktorik 14 aufweisen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeug
- 2
- erste Achse
- 3
- zweite Achse
- 4
- Lenkachsanordnung
- 5
- gelenkte Räder
- 6
- Lenkachse
- 7
- Räder
- 8
- Traktionsmotor
- 9
- Lenkanlage
- 10
- erste Aktorik
- 11
- radselektiver Antrieb
- 12
- Steueranordnung
- 13
- Sensor
- 14
- zweite Aktorik
- 15
- leer
- 16
- erstes elektrisches Versorgungssystem
- 17
- zweites elektrisches Versorgungssystem
- alpha
- Lenkwinkel
