DE102015220361A1

DE102015220361A1 - Lenksystem mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung sowie Verfahren zur Steuerung eines derartigen Lenksystems

Info

Publication number: DE102015220361A1
Application number: DE102015220361.1A
Authority: DE
Inventors: Carsten Busse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-10-20
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug (1) umfassend eine Vorderachslenkung (3) mit einer Lenkhilfevorrichtung (11), einem Lenkhilfesteuergerät (13) zur Steuerung der Lenkhilfevorrichtung (11) und einer Hinterachslenkung (15) mit zumindest einem Lenkaktuator (19). Das Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) dient zur Ansteuerung des zumindest einen Lenkaktuators (19) der Hinterachslenkung (15). Dieses Lenksystem und ein entsprechendes Steuerungsverfahren haben den Vorteil, dass auf ein separates Steuergerät für den zumindest einen Lenkaktuator (19) der Hinterachslenkung (15) verzichtet werden kann. Die Ansteuerung des Lenkaktuators (19) kann auf einfache Art und Weise als Zusatzoption in das Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) integriert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenksystem mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung sowie ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Lenksystems.
Bei derartigen Lenksystemen mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung wird der Lenkwinkel an der Hinterachse gleichsinnig zu dem Lenkwinkel an der Vorderachse eingestellt, wenn eine größere Stabilität des Fahrzeugs und ein besserer Geradeauslauf erzielt werden sollen. Dagegen wird der Lenkwinkel an der Hinterachse gegensinnig zum Lenkwinkel an der Vorderachse eingestellt, wenn die Wendigkeit des Fahrzeugs durch eine Vergrößerung der Gesamtlenkwinkels verbessert werden soll.
Aus DE 10 2012 015 988 A1 sind ein Lenksystem mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung sowie ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Lenksystems bekannt. Für die Ansteuerung der Vorderachslenkung ist ein erstes Steuergerät und für die Ansteuerung der Hinterachslenkung ist ein zweites Steuergerät vorgesehen. Das erste Steuergerät für die Vorderachslenkung und das zweite Steuergerät für die Hinterachslenkung können über ein Bussystem miteinander verbunden sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorderachslenkung und einer Hinterachslenkung zur Verfügung zu stellen, dass einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist und dabei einen besonders sicheren Betrieb ermöglicht. Für den gleichen Zweck soll ein Verfahren zur Steuerung eines Lenksystems zur Verfügung gestellt werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Lenksystem nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 6.
Ein erfindungsgemäßes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Vorderachslenkung mit einer Lenkhilfevorrichtung, ein Lenkhilfesteuergerät zur Steuerung der Lenkhilfevorrichtung der Vorderachslenkung sowie eine Hinterachslenkung mit zumindest einem Lenkaktuator. Das Lenkhilfesteuergerät der Vorderachslenkung dient zudem zur Ansteuerung des zumindest einen Lenkaktuators der Hinterachslenkung.
Das erfindungsgemäße Lenksystem hat den Vorteil, dass für die Ansteuerung des oder der Lenkaktuatoren der Hinterachslenkung die Elektronikarchitektur des Lenkhilfesteuergeräts mit genutzt und dadurch auf ein separates Steuergerät für den oder die Lenkaktuatoren der Hinterachslenkung verzichtet werden kann. Dies reduziert darüber hinaus den erforderlichen Bauraum und den Aufwand und die Kosten für die elektrischen Bauteile und Verbindungen.
Die elektronische Ansteuerung der Lenkaktuatoren der Hinterachslenkung kann daher auf einfache Art und Weise als Zusatzoption in das Lenkhilfesteuergerät für die Ansteuerung der Lenkhilfevorrichtung der Vorderachslenkung integriert werden. Dies hat den Vorteil, dass baugleiche Lenkhilfesteuergeräte in verschiedenen Kraftfahrzeugen unabhängig davon verwendet werden können, ob in dem betreffenden Fahrzeug eine optionale Hinterachslenkung verbaut ist oder lediglich eine Lenkung an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dies kann auch als Skalierbarkeit des Lenksystems bezeichnet werden.
Das Sicherheitskonzept der Vorderachslenkung kann zudem in gleicher Weise für die Lenkaktuatoren der Hinterachslenkung verwendet werden. Dadurch kann die Betriebssicherheit des gesamten Lenksystems erhöht und im Falle eines möglichen Defekts auf einfache Weise ein Notbetrieb und damit die Verfügbarkeit des Lenksystems sichergestellt werden.
Die gleichen Vorteile ergeben sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung eines entsprechenden Lenksystems nach Anspruch 6, bei dem der zumindest eine Lenkaktuator der Hinterachslenkung durch das Lenkhilfesteuergerät der Vorderachslenkung angesteuert wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Für den Fall, dass an der Hinterachse des Kraftfahrzeugs zwei Lenkaktuatoren für die Hinterachslenkung vorgesehen sind, wobei vorzugsweise je ein Lenkaktuator einem Hinterrad des Kraftfahrzeugs zugeordnet ist, ist es für einen einfachen Aufbau und sicheren Betrieb des erfindungsgemäßen Lenksystems von Vorteil, wenn das Lenkhilfesteuergerät der Vorderachslenkung zur Ansteuerung von beiden Lenkaktuatoren der Hinterachslenkung dient.
Von Vorteil für einen einfachen Aufbau des erfindungsgemäßen Lenksystems und eine einfache Lenkunterstützung an der Vorderachslenkung sowie eine einfache Ansteuerung der Lenkaktuatoren ist es ebenfalls, wenn die Vorderachslenkung und die Hinterachslenkung als elektromechanische Lenkungen ausgeführt sind, d.h. die Vorderachslenkung elektromechanisch unterstützt wird und die Hinterachslenkung elektromechanisch betätigt wird.
Um den zumindest einen Lenkaktuator der Hinterachslenkung zu dessen Ansteuerung möglichst einfach mit dem Lenkhilfesteuergerät der Vorderachslenkung zu verbinden, ist es von Vorteil, diese Verbindung über ein Bussystem herzustellen.
Für die Stromversorgung der nahe der Hinterachse angeordneten Lenkaktuatoren ist es von Vorteil, wenn dem oder den Lenkaktuatoren eine eigene, mit dem Lenkhilfesteuergerät der Vorderachslenkung in Verbindung stehende Leistungselektronik zugeordnet ist. Die Energieversorgung und Leistungselektronik der Lenkaktuatoren an der Hinterachse kann auch unmittelbar in die Aktuatoren integriert sein oder durch eine externes funktionvereinendes Steuergerät, z.B. ein zentrales Fahrer-Assistenz-Steuergerät mit Leistungselektronik, realisiert werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenksystems für ein Kraftfahrzeug ist in der Figur in vereinfachter Darstellung gezeigt.
Die Figur zeigt eine stark vereinfachte schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 1 mit einer elektromechanischen Vorderachslenkung 3. Die Vorderachslenkung 3 dient zum Lenken zweier Vorderräder 9 des Kraftfahrzeugs 1. Der Lenkwunsch des Fahrers wird über ein Lenkrad 5 und eine Lenksäule 7 auf die Vorderachslenkung 3 übertragen. Um dem Fahrer das Aufbringen der zum Lenken des Kraftfahrzeugs 1 erforderlichen Lenkkraft bzw. des erforderlichen Lenkmoments zu erleichtern, sind eine Lenkhilfevorrichtung 11 und ein Lenkhilfesteuergerät 13 zur Steuerung und Regelung der Lenkhilfevorrichtung 11 vorgehen. Die Lenkhilfevorrichtung 11 weist beispielsweise einen nicht dargestellten Elektromotor auf, der eine zusätzliche Kraft oder ein zusätzliches Moment auf die Vorderachslenkung aufbringt und auf diese Weise den Fahrer unterstützt. Zur Messung des vom Fahrer aufgebrachten Handlenkmoments ist eine nicht dargestellte Drehmomentmesseinrichtung im Bereich der Lenksäule 7 angeordnet, die mit dem Lenkhilfesteuergerät 13 in Verbindung steht. Dieses Handlenkmoment ist für die Größe der von der Lenkhilfevorrichtung 11 aufgebrachten Lenkhilfe oder Lenkunterstützung maßgeblich.
Zudem weist das Kraftfahrzeug 1 eine Hinterachslenkung 15 auf. Bei Lenksystemen mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung kann der Lenkwinkel an der Hinterachse gleichsinnig zu dem Lenkwinkel an der Vorderachse eingestellt, um eine größere Stabilität des Fahrzeugs und einen besseren Geradeauslauf zu erzielen. Dagegen wird der Lenkwinkel an der Hinterachse gegensinnig zum Lenkwinkel an der Vorderachse eingestellt, wenn die Wendigkeit des Fahrzeugs durch eine Vergrößerung der Gesamtlenkwinkels verbessert werden soll. Es besteht somit eine Wechselwirkung zwischen Vorderachslenkung 3 und Hinterachslenkung 15.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedem Hinterrad 17 des Kraftfahrzeugs 1 ein separater Lenkaktuator 19 mit einer eigenen Leistungselektronik 21 zugeordnet. Es ist aber ebenfalls möglich, dass die Hinterachslenkung 15 nur einen einzigen, gemeinsamen Lenkaktuator 19 mit einer entsprechenden eigenen Leistungselektronik 21 für das gemeinsame Lenken der beiden Hinterräder 17 aufweist. Zudem ist lediglich noch eine Lagesensorik für jeden Lenkaktuator 19 vorzusehen, um im Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 die jeweilige Position des Lenkaktuators 19 ermitteln zu können.
Erfindungsgemäß dient das Lenkhilfesteuergerät 13 nicht nur zur Steuerung und Regelung der Lenkhilfevorrichtung 11, sondern zudem zur Ansteuerung der beiden Lenkaktuatoren 19 der Hinterachslenkung 15. Zu diesem Zweck sind das Lenkhilfesteuergerät 13 und die beispielsweise zwei Leistungselektroniken 21 der beiden Lenkaktuatoren 19 über ein vereinfacht dargestelltes Bussystem 23 miteinander verbunden. Dabei kann es sich z.B. um einen LIN-Bus oder einen CAN-Bus handeln.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
3: Vorderachslenkung
5: Lenkrad
7: Lenksäule
9: Vorderrad
11: Lenkhilfevorrichtung
13: Lenkhilfesteuergerät
15: Hinterachslenkung
17: Hinterrad
19: Lenkaktuator
21: Leistungselektronik
23: Bussystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012015988 A1 [0003]

Claims

Lenksystem für ein Kraftfahrzeug (1) umfassend eine Vorderachslenkung (3) mit einer Lenkhilfevorrichtung (11), einem Lenkhilfesteuergerät (13) zur Steuerung der Lenkhilfevorrichtung (11) und einer Hinterachslenkung (15) mit zumindest einem Lenkaktuator (19), dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) zur Ansteuerung des zumindest einen Lenkaktuators (19) der Hinterachslenkung (15) dient.
Lenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) zur Ansteuerung von zwei Lenkaktuatoren (19) der Hinterachslenkung (15) dient.
Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderachslenkung (3) und/oder die Hinterachslenkung (15) eine elektromechanische Lenkung ist.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lenkaktuator (19) der Hinterachslenkung (15) über ein Bussystem (23) mit dem Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) in Verbindung steht.
Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Lenkaktuatoren (19) eine eigene, mit dem Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) in Verbindung stehende Leistungselektronik (21) zugeordnet ist.
Verfahren zur Steuerung eines Lenksystems eines Kraftfahrzeugs (1) mit einer Vorderachslenkung (3) umfassend eine Lenkhilfevorrichtung (11), ein Lenkhilfesteuergerät (13) und einer Hinterachslenkung (15) mit zumindest einem Lenkaktuator (19), dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lenkaktuator (19) der Hinterachslenkung (15) durch das Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterachslenkung (15) zwei Lenkaktuatoren (19) aufweist, die beide durch das Lenkhilfesteuergerät (13) der Vorderachslenkung (3) angesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lenkaktuator (19) durch das Lenkhilfesteuergerät (13) über ein Bussystem (23) angesteuert wird.
Kraftfahrzeug mit einem Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5.