DE102018127920A1 - Wheel-selective vehicle steering - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine radselektive Fahrzeuglenkung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkaktuator zum Verstellen eines Fahrzeugrads. Die radselektive Fahrzeuglenkung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkaktuator derart angeordnet ist, dass eine Längsachse des Lenkaktuators senkrecht oder parallel zu einer Lenkachse des Fahrzeugrads angeordnet ist.The invention relates to a wheel-selective vehicle steering system for a motor vehicle, with a steering actuator for adjusting a vehicle wheel. The wheel-selective vehicle steering is characterized in that the steering actuator is arranged such that a longitudinal axis of the steering actuator is arranged perpendicular or parallel to a steering axis of the vehicle wheel.
Description
Technisches GebietTechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine radselektive Fahrzeuglenkung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Lenkaktuator zum Verstellen eines Fahrzeugrads. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen radselektiven Fahrzeuglenkung.The present invention relates to a wheel-selective vehicle steering system for a motor vehicle, with a steering actuator for adjusting a vehicle wheel. In addition, the invention relates to a vehicle with such a wheel-selective vehicle steering.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, die unterschiedlich ausgebildete Fahrzeuglenkungen aufweisen. Insbesondere sind Fahrzeuge bekannt, die radselektive Fahrzeuglenkungen aufweisen. Bei diesen Fahrzeugen ist jedem Fahrzeugrad ein Lenkaktuator zugeordnet, mittels dem das jeweilige Fahrzeugrad zum Durchführen eines Lenkvorgangs verstellt werden kann.Vehicles are known from the prior art which have differently designed vehicle steering systems. In particular, vehicles are known which have wheel-selective vehicle steering systems. In these vehicles, each vehicle wheel is assigned a steering actuator, by means of which the respective vehicle wheel can be adjusted to perform a steering process.
Nachteilig an den bekannten Fahrzeuglenkungen ist, dass sie, insbesondere in Richtung einer Fahrzeughochachse, viel Bauraum benötigen.A disadvantage of the known vehicle steering systems is that they require a large amount of installation space, particularly in the direction of a vertical vehicle axis.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine radselektive Fahrzeuglenkung anzugeben, die weniger Bauraum benötigt.It is therefore an object of the present invention to provide a wheel-selective vehicle steering system that requires less installation space.
Die Aufgabe wird durch eine radselektive Fahrzeuglenkung der eingangs genannten Art gelöst, bei der der Lenkaktuator derart angeordnet ist, dass eine Längsachse des Lenkaktuators senkrecht oder parallel zu einer Lenkachse des Fahrzeugrads angeordnet ist.The object is achieved by a wheel-selective vehicle steering system of the type mentioned at the outset, in which the steering actuator is arranged such that a longitudinal axis of the steering actuator is arranged perpendicularly or parallel to a steering axis of the vehicle wheel.
Die erfindungsgemäße Fahrzeuglenkung bietet den Vorteil, dass aufgrund der Anordnung des Lenkaktuators senkrecht oder parallel zu der Lenkachse die Fahrzeuglenkung wenig Bauraum benötigt. Insbesondere wird in Richtung der Fahrzeughochachse wenig Bauraum benötigt, sodass eine kompakt ausgebildete Fahrzeuglenkungen realisiert werden kann. Die Fahrzeughochachse steht senkrecht zu einem Fahrboden, insbesondere zu einem horizontal verlaufenden Fahrboden.The vehicle steering system according to the invention offers the advantage that due to the arrangement of the steering actuator perpendicular or parallel to the steering axis, the vehicle steering system requires little installation space. In particular, little installation space is required in the direction of the vehicle vertical axis, so that a compactly designed vehicle steering system can be implemented. The vehicle vertical axis is perpendicular to a floor, in particular to a horizontally running floor.
Als Lenkachse des Fahrzeugrads wird eine Achse verstanden, um die sich das Fahrzeugrad beim Lenken dreht. Die radselektive Fahrzeuglenkung kann derart ausgebildet sein, dass die Lenkachse senkrecht zu dem Fahrboden steht.The steering axis of the vehicle wheel is understood to be an axis about which the vehicle wheel rotates when steering. The wheel-selective vehicle steering can be designed such that the steering axis is perpendicular to the floor.
Der Lenkaktuator weist einen Antriebsmotor und ein vom Antriebsmotor angetriebenes Abtriebselement auf. Darüber hinaus kann der Lenkaktuator ein Getriebe aufweisen, das triebtechnisch zwischen den Antriebsmotor und das Abtriebselement geschaltet ist.The steering actuator has a drive motor and an output element driven by the drive motor. In addition, the steering actuator can have a transmission which is connected between the drive motor and the driven element in terms of drive technology.
Bei einer Ausführung kann sich ein Abtriebselement des Lenkaktuators um die Längsachse drehen. Dabei kann das Abtriebselement als Getriebeelement und besonders bevorzugt als Zahnrad oder als Schneckenrad ausgebildet sein. Das Zahnrad kann im Umfangsrichtung nur teilweise verzahnt sein.In one embodiment, an output element of the steering actuator can rotate about the longitudinal axis. The output element can be designed as a gear element and particularly preferably as a gear or worm gear. The gear wheel can only be partially toothed in the circumferential direction.
Alternativ kann sich das Abtriebselement entlang der Längsachse bewegen. In diesem Fall ist der Lenkaktuator als Linearaktuator ausgebildet. Dabei kann das Abtriebselement als Zahnstange ausgebildet sein.Alternatively, the output element can move along the longitudinal axis. In this case, the steering actuator is designed as a linear actuator. The output element can be designed as a rack.
Die Fahrzeuglenkung kann einen Übertragungsmechanismus aufweisen. Der Übertragungsmechanismus dient zum Übertragen einer Verstellbewegung des Lenkaktuators an das Fahrzeugrad. Dabei kann der Übertragungsmechanismus ein Übertragungselement aufweisen, das mit dem Abtriebselement des Lenkaktuators zumindest mittelbar wirkverbunden ist. Das Übertragungselement kann als Zahnrad oder Schneckenrad ausgebildet sein. Dabei kann bei einer Ausbildung des Übertragungselements als Zahnrad nur ein Teil des Zahnrads verzahnt sein.The vehicle steering system can have a transmission mechanism. The transmission mechanism serves to transmit an adjustment movement of the steering actuator to the vehicle wheel. The transmission mechanism can have a transmission element that is at least indirectly operatively connected to the output element of the steering actuator. The transmission element can be designed as a toothed wheel or worm wheel. If the transmission element is designed as a gearwheel, only part of the gearwheel can be toothed.
Der Übertragungsmechanismus ist besonders einfach aufgebaut, wenn er einen gabelförmigen Träger und/oder eine Schwinge aufweist. Der gabelförmige Träger kann, insbesondere an einem Ende des Trägers, einen Aufnahmeabschnitt zum Aufnehmen des Übertragungselements aufweisen. Darüber hinaus kann der gabelförmige Träger, insbesondere an einem anderen Ende des Trägers, mit der Schwinge gelenkig verbunden sein. Gelenkig verbunden bedeutet, dass sich die Schwinge relativ zu dem gabelförmigen Träger bewegen, insbesondere drehen kann.The transmission mechanism is particularly simple if it has a fork-shaped carrier and / or a rocker. The fork-shaped carrier can, in particular at one end of the carrier, have a receiving section for receiving the transmission element. In addition, the fork-shaped carrier, in particular at another end of the carrier, can be articulated to the rocker. Articulated means that the rocker can move, in particular rotate, relative to the fork-shaped carrier.
Die Schwinge kann an einem Ende mit dem gabelförmigen Träger gelenkig verbunden sein. Dabei kann der gabelförmige Träger zum Tragen der Schwinge dienen. Darüber hinaus kann die Schwinge an einem anderen Ende mit dem Fahrzeugrad wirkverbunden sein. Insbesondere kann die Schwinge an dem anderen Ende mit einem Feder- und/oder Dämpferbein der Fahrzeuglenkung wirkverbunden sein. Das Feder- und/oder Dämpferbein ist mit dem Fahrzeugrad wirkverbunden.The rocker arm can be articulated at one end to the forked carrier. The forked carrier can serve to carry the rocker. In addition, the rocker may be operatively connected to the vehicle wheel at another end. In particular, the Swing arm at the other end with a spring and / or damper leg of the vehicle steering system be operatively connected. The spring and / or shock absorber leg is operatively connected to the vehicle wheel.
Bei einer besonderen Ausführung kann der Lenkaktuator wenigstens teilweise in einem Fahrwerksbauteil angeordnet sein. Dadurch kann eine besonders kompakt ausgebildete Fahrzeuglenkung realisiert werden. Das Fahrwerksbauteil kann der Übertragungsmechanismus sein. Insbesondere kann ein Teil des Lenkaktuators in einem Loch des gabelförmigen Trägers angeordnet sein. Das Abtriebselement ist außerhalb des Lochs angeordnet und mit einer Welle des Antriebsmotors oder des Getriebes drehfest verbunden sein.In a special embodiment, the steering actuator can be arranged at least partially in a chassis component. This enables a particularly compact vehicle steering system to be implemented. The chassis component can be the transmission mechanism. In particular, part of the steering actuator can be arranged in a hole in the fork-shaped carrier. The output element is arranged outside the hole and connected to a shaft of the drive motor or the transmission in a rotationally fixed manner.
Der Lenkaktuator, insbesondere ein Aktuatorgehäuse, kann mit dem Fahrwerksbauteil, insbesondere dem gabelförmigen Träger, drehfest verbunden sein. Alternativ kann der Lenkaktuator derart im Bauraum des Fahrzeugs angeordnet sein, dass das Aktuatorgehäuse ortsfest ist.The steering actuator, in particular an actuator housing, can be connected in a rotationally fixed manner to the chassis component, in particular the fork-shaped carrier. Alternatively, the steering actuator can be arranged in the installation space of the vehicle such that the actuator housing is stationary.
Der Lenkaktuator und der Übertragungsmechanismus können derart angeordnet und ausgebildet sein, dass eine Lenkachsnormalebene eine Stirnseite des Übertragungselements und eine andere Stirnseite des Abtriebselements aufweist. Bei dieser Ausführung ist es von Vorteil, wenn das Übertragungselement und das Abtriebselement jeweils als Zahnrad ausgebildet sind. Der verbleibende Teil des Lenkaktuators erstreckt sich von der Lenkachsnormalebene in Richtung zum Fahrboden. Darüber hinaus können der Lenkaktuator und der Übertragungsmechanismus derart angeordnet und ausgebildet sein, dass die Lenkachsnormalebene eine Stirnseite des Übertragungselements aufweist und wenigstens ein Teil des Antriebsmotors des Lenkaktuators, insbesondere der vollständige Antriebsmotor, näher zu dem Fahrboden angeordnet ist als die Lenkachsnormalebene. Dadurch wird auf einfache Weise eine in Richtung der Fahrzeughochachse kompakt ausgebildete Fahrzeuglenkung realisiert, weil in beiden zuvor beschriebenen Ausführungen ausgehend von der Lenkachsnormalebene in Richtung weg von dem Fahrboden nicht viel Bauraum benötigt wird.The steering actuator and the transmission mechanism can be arranged and designed in such a way that a normal steering axis plane has an end face of the transmission element and another end face of the output element. In this embodiment, it is advantageous if the transmission element and the driven element are each designed as a gear. The remaining part of the steering actuator extends from the normal steering axis plane towards the floor. In addition, the steering actuator and the transmission mechanism can be arranged and designed such that the steering axis normal plane has an end face of the transmission element and at least a part of the drive motor of the steering actuator, in particular the complete drive motor, is arranged closer to the floor than the steering axis normal plane. As a result, a vehicle steering system that is compact in the direction of the vertical axis of the vehicle is realized in a simple manner because in both of the above-described embodiments, starting from the normal plane of the steering axis in the direction away from the floor, not much installation space is required.
Bei einer besonderen Ausführung kann das Übertragungselement mit dem gabelförmigen Träger drehfest verbunden sein. Bei dieser Ausführung kann der Lenkaktuator derart angeordnet sein, dass das Aktuatorgehäuse im Bauraum des Fahrzeugs ortsfest angeordnet ist. Dabei wird die Verstellbewegung des Abtriebselements mittels des Übertragungselements auf den gabelförmigen Träger übertragen. Besonders einfach erfolgt dies, wenn das Übertragungselement, wie zuvor bereits beschrieben ist, als Zahnrad oder Schneckenrad ausgebildet ist.In a special embodiment, the transmission element can be connected in a rotationally fixed manner to the fork-shaped carrier. In this embodiment, the steering actuator can be arranged such that the actuator housing is arranged in a stationary manner in the installation space of the vehicle. The adjustment movement of the driven element is transmitted to the forked carrier by means of the transmission element. This is particularly easy if the transmission element, as already described above, is designed as a gear or worm gear.
Alternativ kann das Übertragungselement mit der Fahrzeugkarosserie drehfest verbunden sein. Bei dieser Ausführung ist der Lenkaktuator mit dem gabelförmigen Träger drehfest verbunden. Bei einem Lenkvorgang bewegt sich somit der komplette Lenkaktuator gemeinsam mit dem gabelförmigen Träger. Der gabelförmige Träger kann an der Fahrzeugkarosserie drehbar gelagert sein und/oder relativ zu dem Übertragungselement drehbar gelagert sein.Alternatively, the transmission element can be connected to the vehicle body in a rotationally fixed manner. In this embodiment, the steering actuator is rotatably connected to the fork-shaped carrier. During a steering process, the complete steering actuator moves together with the fork-shaped carrier. The fork-shaped carrier can be rotatably mounted on the vehicle body and / or rotatably mounted relative to the transmission element.
Von besonderem Vorteil ist ein Kraftfahrzeug, das eine radselektive Fahrzeuglenkung aufweist. Dabei kann ein Kraftfahrzeug wenigstens vier, insbesondere genau vier, radselektive Fahrzeuglenkungen aufweist. Darüber hinaus kann das Kraftfahrzeug wenigstens eine Antriebseinheit zum Antreiben des Fahrzeugrads, insbesondere genau vier Antriebseinheiten zum Antreiben jeweils eines Fahrzeugrads, aufweisen. Die Antriebseinheit kann in einer Radnabe angeordnet sein. Bei mehreren Rädern kann in jeder Radnabe jeweils eine Antriebseinheit angeordnet sein.A motor vehicle that has wheel-selective vehicle steering is particularly advantageous. A motor vehicle can have at least four, in particular exactly four, wheel-selective vehicle steering systems. In addition, the motor vehicle can have at least one drive unit for driving the vehicle wheel, in particular exactly four drive units for driving one vehicle wheel each. The drive unit can be arranged in a wheel hub. If there are several wheels, a drive unit can be arranged in each wheel hub.
Die Antriebseinheit kann eine elektrische Maschine sein, die einen Stator und einen Rotor aufweist. Mittels der elektrischen Maschine kann elektrische Energie in Rotationsenergie umgewandelt werden. Alternativ kann beispielsweise bei einem Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs mittels der elektrischen Maschine Rotationsenergie in elektrische Energie umgewandelt werden.The drive unit can be an electrical machine that has a stator and a rotor. Electrical energy can be converted into rotational energy by means of the electrical machine. Alternatively, rotational energy can be converted into electrical energy by means of the electrical machine, for example, when the motor vehicle is braking.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den Figuren. Alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale können unabhängig von ihrer Darstellung in einzelnen Ansprüchen, Figuren, Sätzen oder Absätzen miteinander kombiniert werden. In den Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.Further features, advantages and possible uses of the present invention result from the following description, the exemplary embodiments and the figures. All of the described and / or illustrated features can be combined with one another, regardless of their representation in individual claims, figures, sentences or paragraphs. In the figures, the same reference symbols stand for the same or similar objects.
FigurenlisteFigure list
-
1 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeuglenkung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.1 shows a vehicle steering according to the invention according to a first embodiment. -
2 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeuglenkung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.2nd shows an inventive vehicle steering system according to a second embodiment. -
3 zeigt einen gabelförmigen Träger der Fahrzeuglenkung, die in der Fahrzeuglenkung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird.3rd shows a fork-shaped carrier of the vehicle steering system, which is used in the vehicle steering system according to the second embodiment.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen Detailed description of exemplary embodiments
Die in
Der Lenkaktuator
Der Übertragungsmechanismus
Dabei wird die Schwinge
Bei einem Lenkvorgang wird der Lenkaktuator
Die in
In
Der Lenkaktuator
Der gabelförmige Träger
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- FahrzeuglenkungVehicle steering
- 22nd
- LenkaktuatorSteering actuator
- 33rd
- FahrzeugradVehicle wheel
- 44th
- ÜbertragungsmechanismusTransmission mechanism
- 55
- AktuatorgehäuseActuator housing
- 66
- AbtriebselementOutput element
- 77
- ÜbertragungselementTransmission element
- 88th
- gabelförmiger Trägerforked carrier
- 99
- SchwingeSwingarm
- 1010th
- Feder- und/oder DämpferbeinShock and / or shock absorber
- 1111
- Lochhole
- 1212
- AufnahmeabschnittReceiving section
- 1313
- Stirnseite des AbtriebselementsFront side of the output element
- 1414
- Stirnseite des Übertragungselements Front side of the transmission element
- L1L1
- Längsachse des LenkaktuatorsLongitudinal axis of the steering actuator
- L2L2
- Lenkachse des Fahrzeugrads Steering axis of the vehicle wheel
- VV
- Richtung der FahrzeughochachseDirection of the vehicle's vertical axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 202012002846 U1 [0003]DE 202012002846 U1 [0003]
- WO 11098848 A1 [0004]WO 11098848 A1 [0004]
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DE102018127920.5A DE102018127920A1 (en) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | Wheel-selective vehicle steering |
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-
2018
- 2018-11-08 DE DE102018127920.5A patent/DE102018127920A1/en not_active Ceased
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