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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung für eine lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs, auf ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Lenkvorrichtung, auf ein entsprechendes Steuergerät, auf ein entsprechendes Computerprogramm, auf ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug und auf ein Kraftfahrzeug.
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Es können bei vielen Fahrzeugen insbesondere Achsschenkellenkungen zum Einsatz kommen. Beispielsweise bei hohen Achslasten und zusätzlich oder alternativ besonderen Reifenverhältnissen, wie z. B. Zwillingsbereifung, kann insbesondere beim Lenken im Stand ein hohes Lenkmoment entstehen.
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Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Lenkvorrichtung für eine lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Lenkvorrichtung, ein verbessertes Steuergerät, ein verbessertes Computerprogramm, ein verbessertes Lenksystem für ein Kraftfahrzeug und ein verbessertes Kraftfahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine Lenkvorrichtung mit einer Anordnung von Lenkaktoren, wie beispielsweise hydraulischen Lenkzylindern, an einer lenkbaren Fahrzeugachse mit Achsschenkellenkung bereitgestellt werden, wobei ein Radschwenkmoment für jedes Rad durch einen räumlich getrennten Angriff von zwei Lenkaktoren an zwei unterschiedlichen Angriffspunkten eines Gelenkgehäuses erzeugbar ist. Vorteilhafterweise kann somit gemäß Ausführungsformen insbesondere eine Lenkbewegung auch bei Verwendung von verhältnismäßig kleinen Bauteilgrößen von Komponenten der Lenkvorrichtung vollständig ausgeführt werden. Bei besonders hohen Achslasten und herausfordernden Reifenverhältnissen, wie z. B. Zwillingsbereifung, kann durch die Lenkvorrichtung insbesondere auch beim Lenken im Stand ein hohes Lenkmoment bewirkt werden. Eine Anordnung der Anlenkarme am Gelenkgehäuse kann gemäß Ausführungsformen vorteilhaft sein, da ein Bauraum für Anlenkarme am Gelenkgehäuse durch die Felge des Rades begrenzt sein kann und eine Position eines Anlenkarmes innerhalb der Felge bedingt durch einen kleinen gewünschten Lenkwinkelfehler erwünscht sein kann. Es kann somit beispielsweise eine Achse mit Achsschenkellenkung realisiert werden, wobei auch bei sehr großen Achslasten ein voller Lenkeinschlag im Stand ausführbar sein kann.
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Es wird eine Lenkvorrichtung für eine lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs vorgestellt, wobei die lenkbare Achse eine Achsschenkellenkung aufweist, wobei die Lenkvorrichtung folgende Merkmale aufweist:
- mindestens ein Gelenkgehäuse zum Verbinden mit einer Felgenanlage zum Befestigen eines Rades für die lenkbare Achse, wobei das mindestens eine Gelenkgehäuse um eine Lenkdrehachse relativ zu der lenkbaren Achse drehbar gelagert ist, wobei das mindestens eine Gelenkgehäuse einen ersten Anlenkarm und einen zweiten Anlenkarm aufweist, wobei die Lenkdrehachse zwischen dem ersten Anlenkarm und dem zweiten Anlenkarm angeordnet ist;
- einen ersten Linearantrieb, der mit dem ersten Anlenkarm des mindestens einen Gelenkgehäuses gekoppelt ist, wobei der erste Linearantrieb ausgebildet ist, um über den ersten Anlenkarm ein Radschwenkmoment auf das Gelenkgehäuse um die Lenkdrehachse zu erzeugen; und
- einen zweiten Linearantrieb, der mit dem zweiten Anlenkarm des mindestens einen Gelenkgehäuses gekoppelt ist, wobei der zweite Linearantrieb ausgebildet ist, um über den zweiten Anlenkarm ein Radschwenkmoment auf das Gelenkgehäuse um die Lenkdrehachse zu erzeugen.
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Das Kraftfahrzeug kann ein Personenkraftwagen, ein Flurförderzeug, eine Baumaschine oder ein Nutzfahrzeug sein. Die lenkbare Achse kann eine Vorderachse, eine Hinterachse oder eine andere Achse des Kraftfahrzeugs ein. Die lenkbare Achse kann eine Einzelradaufhängung für mindestens ein Rad der lenkbaren Achse oder eine gemeinsame Achsbrücke für das mindestens eine Rad der lenkbaren Achse aufweisen. Das mindestens eine Gelenkgehäuse kann mit der Felgenanlage gekoppelt sein. Die Felgenanlage kann ausgeformt sein, um ein Befestigen des Rades an der lenkbaren Achse zu ermöglichen. Das mindestens eine Gelenkgehäuse kann gelenkig mit einem Korpus oder der Achsbrücke der lenkbaren Achse verbunden oder gekoppelt sein. Die Linearantriebe können an einer von dem Gelenksgehäuse abgewandten Seite mit dem Korpus oder der Achsbrücke der lenkbaren Achse gekoppelt sein.
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Ferner können der erste Linearantrieb und der zweite Linearantrieb an entlang einer Längsachse des Kraftfahrzeugs voneinander abgewandten Seiten der Achse angeordnet sein. Durch die Längsachse können eine Vorwärtsfahrtrichtung und eine Rückwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs definiert sein. Beispielsweise kann der erste Linearantrieb an einer der Rückwärtsfahrtrichtung zugewandten Seite der Achse angeordnet sein und kann der zweite Linearantrieb an einer der Vorwärtsfahrtrichtung zugewandten Seite der Achse angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass unabhängig von einem Lenkwinkel ein durch beide Linearantriebe erzeugtes, resultierendes Radschwenkmoment mit großem Betrag erzeugt werden kann.
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Auch können der erste Linearantrieb und der zweite Linearantrieb ausgebildet sein, um die Radschwenkmomente pro Gelenkgehäuse als gleichsinnige, sich addierende Momente zu erzeugen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein hohes resultierendes Radschwenkmoment zuverlässig erzeugt werden kann.
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Insbesondere kann zumindest einer der Linearantriebe oder jeder Linearantrieb als ein doppelt wirkender Linearantrieb ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Lenkvorrichtung platzsparend, zuverlässig hinsichtlich ihres Betriebs und unter Verwendung einer reduzierten Anzahl von Einzelteilen realisiert sein kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann zumindest einer der Linearantriebe oder jeder Linearantrieb als ein Hydraulikzylinder ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass hohe Radschwenkmomente sicher erzeugt werden können.
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Die Lenkvorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform ein erstes Gelenkgehäuse zum Verbinden mit einer ersten Felgenanlage zum Befestigen eines ersten Rades für die Achse und ein zweites Gelenkgehäuse zum Verbinden mit einer zweiten Felgenanlage zum Befestigen eines zweiten Rades für die Achse aufweisen. Hierbei kann jedes Gelenkgehäuse um die Lenkdrehachse relativ zu der lenkbaren Achse drehbar gelagert sein. Jedes Gelenkgehäuse kann den ersten Anlenkarm und den zweiten Anlenkarm aufweisen. Der erste Linearantrieb kann mit dem ersten Anlenkarm des ersten Gelenkgehäuses gekoppelt sein und mit dem ersten Anlenkarm des zweiten Gelenkgehäuses gekoppelt sein. Der erste Linearantrieb kann ausgebildet sein, um über die ersten Anlenkarme das Radschwenkmoment auf die Gelenkgehäuse um die Lenkdrehachse zu erzeugen. Der zweite Linearantrieb kann mit dem zweiten Anlenkarm des ersten Gelenkgehäuses gekoppelt sein. Ferner kann die Lenkvorrichtung hierbei einen dritten Linearantrieb aufweisen, der mit dem zweiten Anlenkarm des zweiten Gelenkgehäuses gekoppelt sein kann. Der zweite Linearantrieb und der dritte Linearantrieb können ausgebildet sein, um über die zweiten Anlenkarme ein Radschwenkmoment auf die Gelenkgehäuse um die Lenkdrehachse zu erzeugen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass für eine mit zwei gelenkten Rädern ausgeführte lenkbare Achse hohe Radschwenkmomente bzw. Lenkmomente durch eine platzsparend ausgeführte Lenkvorrichtung zuverlässig realisiert werden können.
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Dabei kann der erste Linearantrieb als ein erster doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit beidseitiger Kolbenstange ausgeführt sein. Ferner kann der zweite Linearantrieb als ein zweiter doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange ausgeführt sein. Zudem kann der dritte Linearantrieb als ein dritter doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange ausgeführt sein. Eine erste Kolbenstange des ersten Hydraulikzylinders kann über eine erste Spurstange mit dem ersten Anlenkarm des ersten Gelenkgehäuses gekoppelt sein. Eine zweite Kolbenstange des ersten Hydraulikzylinders kann über eine zweite Spurstange mit dem ersten Anlenkarm des zweiten Gelenkgehäuses gekoppelt sein. Die Kolbenstange des zweiten Hydraulikzylinders kann mit dem zweiten Anlenkarm des ersten Gelenkgehäuses gekoppelt sein. Die Kolbenstange des dritten Hydraulikzylinders kann mit dem zweiten Anlenkarm des zweiten Gelenkgehäuses gekoppelt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Platz und Gewicht sparende Anordnung von Lenkzylindern für die Lenkvorrichtung ermöglicht wird.
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Es wird auch ein Verfahren zum Betreiben einer Ausführungsform einer hierin genannten Lenkvorrichtung vorgestellt, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist:
- Ansteuern der Linearantriebe, um die Radschwenkmomente zu erzeugen.
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Durch Ausführen des Verfahrens kann eine Ausführungsform der hierin genannten Lenkvorrichtung vorteilhaft betrieben werden. Insbesondere können hohe Lenkmomente realisiert werden, wobei Komponenten der Lenkvorrichtung dennoch Platz und Gewicht sparend ausgeführt sein können.
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Es wird auch ein Steuergerät vorgestellt, das eingerichtet ist, um den Schritt einer Ausführungsform des hierin vorgestellten Verfahrens in mindestens einer entsprechenden Einheit auszuführen und/oder anzusteuern.
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Ein Steuergerät kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Es wird ferner ein Computerprogramm vorgestellt, das dazu eingerichtet ist, den Schritt einer Ausführungsform eines hier vorgestellten Verfahrens auszuführen und/oder anzusteuern.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer, einem Steuergerät oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Es wird zudem ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, wobei das Lenksystem folgende Merkmale aufweist:
- eine Ausführungsform einer hierin genannten Lenkvorrichtung; und
- eine Ausführungsform eines hierin genannten Steuergerätes, wobei das Steuergerät und die Lenkvorrichtung signalübertragungsfähig miteinander verbunden sind.
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In Verbindung mit dem Lenksystem können eine Ausführungsform der hierin genannten Lenkvorrichtung und einer Ausführungsform des hierin genannten Steuergerätes vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um hohe Lenkmomente auch mit gewichtsreduzierten Bauteilen zu realisieren. Das Lenksystem kann mindestens einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs zugeordnet sein.
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Es wird ferner ein Kraftfahrzeug vorgestellt, das folgende Merkmale aufweist:
- mindestens eine lenkbare Achse, die eine Achsschenkellenkung aufweist, und
- eine Ausführungsform einer hierin genannten Lenkvorrichtung oder eine Ausführungsform eines hierin genannten Lenksystems.
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In Verbindung mit dem Kraftfahrzeug kann eine Ausführungsform der hierin genannten Lenkvorrichtung oder eine Ausführungsform des hierin genannten Lenksystems vorteilhaft eingesetzt oder verwendet werden, um auch bei Gewicht sparender Bauweise hohe Lenkmomente umzusetzen.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug;
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Lenkvorrichtung; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Lenkvorrichtung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Lenksystems 110 für ein Kraftfahrzeug 100. Bei dem Kraftfahrzeug 100 handelt es sich um einen Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug oder ein Flurförderzeug. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst mindestens eine lenkbare Achse 106, die eine Achsschenkellenkung aufweist. Ein erstes Rad 102 und ein zweites Rad 104 des Kraftfahrzeugs 100 sind gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel Teil der lenkbaren Achse 106. Das Kraftfahrzeug 100 umfasst ferner das Lenksystem 110.
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Das Lenksystem 110 umfasst ein Steuergerät 120 und eine Lenkvorrichtung 140. Das Steuergerät 120 und die Lenkvorrichtung 140 sind signalübertragungsfähig einander verbunden. Von der Lenkvorrichtung 140 sind in der Darstellung von 1 beispielhaft lediglich ein erster Linearantrieb 142 und ein zweiter Linearantrieb 144 gezeigt. Der erste Linearantrieb 142 und der zweite Linearantrieb 144 sind an entlang einer Längsachse 101 des Kraftfahrzeugs 100 voneinander abgewandten Seiten der lenkbaren Achse 106 angeordnet. Auf die Lenkvorrichtung 140 wird unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren noch detaillierter eingegangen.
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Das Steuergerät 120 ist ausgebildet, um die Lenkvorrichtung 140 zu betreiben bzw. einen Betrieb der Lenkvorrichtung 140 zu steuern. Hierzu ist das Steuergerät 120 eingerichtet, um das Verfahren aus 3 oder ein ähnliches Verfahren in mindestens einer entsprechenden Einheit auszuführen und/oder anzusteuern. Das Steuergerät 120 weist hierbei eine Ansteuereinrichtung 122 auf. Die Ansteuereinrichtung 122 ist ausgebildet, um die Linearantriebe 142, 144 der Lenkvorrichtung 140 anzusteuern, um Radschwenkmomente M bzw. Lenkmomente an den Rädern 102 und 104 der lenkbaren Achse 106 zu erzeugen. Dabei ist die Ansteuereinrichtung 142 ausgebildet, um ein Ansteuersignal 125 zu generieren und zur Ausgabe an die Linearantriebe 142, 144 der Lenkvorrichtung 140 bereitzustellen. Unter Verwendung des Ansteuersignals 125 erzeugen die Linearantriebe 142, 144 die Radschwenkmomente M an den Rädern 102 und 104 der lenkbaren Achse 106.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Lenkvorrichtung 140. Die Lenkvorrichtung 140 ist für eine lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, die eine Achsschenkellenkung aufweist. Die Lenkvorrichtung 140 entspricht oder ähnelt der Lenkvorrichtung aus 1.
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Gemäß einer grundlegenden Ausführungsvariante umfasst die Lenkvorrichtung 140 ein Gelenkgehäuse, hier beispielsweise ein erstes Gelenkgehäuse 252 zum Verbinden mit einer Felgenanlage, hier beispielsweise einer ersten Felgenanlage 202, zum Befestigen eines Rades für die lenkbare Achse. Das Gelenkgehäuse bzw. erste Gelenkgehäuse 252 ist um eine Lenkdrehachse A relativ zu der lenkbaren Achse drehbar gelagert. Das Gelenkgehäuse bzw. erste Gelenkgehäuse 252 umfasst einen ersten Anlenkarm 254 und einen zweiten Anlenkarm 256. Die Lenkdrehachse A ist zwischen dem ersten Anlenkarm 254 und dem zweiten Anlenkarm 256 angeordnet. Ferner umfasst hierbei die Lenkvorrichtung 140 einen ersten Linearantrieb 142, der mit dem ersten Anlenkarm 254 des Gelenkgehäuses bzw. ersten Gelenkgehäuses 252 gekoppelt ist. Der erste Linearantrieb 142 ist ausgebildet, um über den ersten Anlenkarm 254 ein Radschwenkmoment M auf das Gelenkgehäuse bzw. erste Gelenkgehäuse 252 um die Lenkdrehachse A zu erzeugen. Zudem umfasst hierbei die Lenkvorrichtung 140 einen zweiten Linearantrieb 144, der mit dem zweiten Anlenkarm 256 des Gelenkgehäuses bzw. ersten Gelenkgehäuses 252 gekoppelt ist. Der zweite Linearantrieb 144 ist ausgebildet, um über den zweiten Anlenkarm 256 ein Radschwenkmoment M auf das Gelenkgehäuse bzw. erste Gelenkgehäuse 252 um die Lenkdrehachse A zu erzeugen.
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Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Lenkvorrichtung 140 ein erstes Gelenkgehäuse 252, ein zweites Gelenkgehäuse 262, einen ersten Linearantrieb 142, einen zweiten Linearantrieb 144 und einen dritten Linearantrieb 246.
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Das erste Gelenkgehäuse 252 ist mit einer ersten Felgenanlage 202 zum Befestigen eines ersten Rades für die lenkbare Achse des Kraftfahrzeugs verbunden. Das erste Gelenkgehäuse 252 ist um die Lenkdrehachse A relativ zu der lenkbaren Achse drehbar gelagert. Das erste Gelenkgehäuse 252 umfasst den ersten Anlenkarm 254 und den zweiten Anlenkarm 256. Die Lenkdrehachse A des ersten Gelenkgehäuses 252 ist zwischen dem ersten Anlenkarm 254 und dem zweiten Anlenkarm 256 des ersten Gelenkgehäuses 252 angeordnet. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Geschenkgehäuse 252 gelenkig mit einer Achsbrücke 206 der lenkbaren Achse verbunden.
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Das zweite Gelenkgehäuse 262 ist mit einer zweiten Felgenanlage 204 zum Befestigen eines zweiten Rades für die lenkbare Achse des Kraftfahrzeugs verbunden. Das zweite Gelenkgehäuse 262 ist um die Lenkdrehachse A relativ zu der lenkbaren Achse drehbar gelagert. Das zweite Gelenkgehäuse 262 umfasst ebenfalls einen ersten Anlenkarm 264 und einen zweiten Anlenkarm 266. Die Lenkdrehachse A des zweiten Gelenkgehäuses 262 ist zwischen dem ersten Anlenkarm 264 und dem zweiten Anlenkarm 266 des zweiten Gelenkgehäuses 262 angeordnet. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Gelenkgehäuse 262 ebenfalls gelenkig mit der Achsbrücke 206 der lenkbaren Achse verbunden.
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Der erste Linearantrieb 142 ist mit dem ersten Anlenkarm 254 des ersten Gelenkgehäuses 252 gekoppelt. Ferner ist der erste Linearantrieb 142 mit dem ersten Anlenkarm 264 des zweiten Gelenkgehäuses 262 gekoppelt. Der erste Linearantrieb 142 ist ausgebildet, um über den ersten Anlenkarm 254 des ersten Gelenkgehäuses 252 das Radschwenkmoment M auf das erste Gelenkgehäuse 252 um die Lenkdrehachse A zu erzeugen und über den ersten Anlenkarm 264 des zweiten Gelenkgehäuses 262 das Radschwenkmoment M auf das zweite Gelenkgehäuse 262 um die Lenkdrehachse A zu erzeugen. Der erste Linearantrieb 142 ist ferner mit der Achsbrücke 206 der lenkbaren Achse verbunden bzw. an derselben fixiert.
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Der zweite Linearantrieb 144 ist mit dem zweiten Anlenkarm 256 des ersten Gelenkgehäuses 252 gekoppelt. Der zweite Linearantrieb 144 ist ausgebildet, um über den zweiten Anlenkarm 256 des ersten Gelenkgehäuses 252 das Radschwenkmoment M auf das erste Gelenkgehäuse 252 um die Lenkdrehachse A zu erzeugen. Der zweite Linearantrieb 144 ist ebenfalls mit der Achsbrücke 206 der lenkbaren Achse verbunden bzw. an derselben fixiert.
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Der dritte Linearantrieb 246 ist mit dem zweiten Anlenkarm 266 des zweiten Gelenkgehäuses 262 gekoppelt. Der dritte Linearantrieb 246 ist ausgebildet, um über den zweiten Anlenkarm 266 des zweiten Gelenkgehäuses 262 das Radschwenkmoment M auf das zweite Gelenkgehäuse 262 um die Lenkdrehachse A zu erzeugen. Der dritte Linearantrieb 246 ist ebenfalls mit der Achsbrücke 206 der lenkbaren Achse verbunden bzw. an derselben fixiert.
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Insbesondere sind der erste Linearantrieb 142 und der zweite Linearantrieb 144 ausgebildet, um die Radschwenkmomente M für das erste Gelenkgehäuse 252 als gleichsinnige, sich addierende Momente zu erzeugen. Ferner sind hierbei der erste Linearantrieb 142 und der dritte Linearantrieb 246 ausgebildet, um die Radschwenkmomente M für das zweite Gelenkgehäuse 262 als gleichsinnige, sich addierende Momente zu erzeugen. Die Achsbrücke 206 der lenkbaren Achse ist zwischen dem ersten Linearantrieb 142 einerseits und sowohl dem zweiten Linearantrieb 144 als auch dem dritten Linearantrieb 246 andererseits angeordnet.
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Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Linearantrieb 142 als ein erster doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit beidseitiger Kolbenstange bzw. einer ersten Kolbenstangenseite 241 und einer zweiten Kolbenstangenseite 243 ausgeführt, ist der zweite Linearantrieb 144 als ein zweiter doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange 245 ausgeführt und ist der dritte Linearantrieb 246 als ein dritter doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange 247 ausgeführt. Ferner umfasst die Lenkvorrichtung 140 gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine erste Spurstange 272 und eine zweite Spurstange 274. Die erste Kolbenstangenseite 241 des ersten Linearantriebs 142 bzw. ersten Hydraulikzylinders ist über die erste Spurstange 272 mit dem ersten Anlenkarm 254 des ersten Gelenkgehäuses 252 gekoppelt. Die zweite Kolbenstangenseite 243 des ersten Linearantriebs 142 bzw. ersten Hydraulikzylinders ist über die zweite Spurstange 274 70 mit dem ersten Anlenkarm 264 des zweiten Gelenkgehäuses 262 gekoppelt. Die Kolbenstange 245 des zweiten Linearantriebs 144 bzw. zweiten Hydraulikzylinders ist mit dem zweiten Anlenkarm 256 des ersten Gelenkgehäuses 252 gekoppelt. Die Kolbenstange 247 des dritten Linearantriebs 246 bzw. dritten Hydraulikzylinders ist mit dem zweiten Anlenkarm 266 des zweiten Gelenkgehäuses 262 gekoppelt.
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In der Darstellung von 2 ist die Lenkvorrichtung 140 in einem Zustand gezeigt, der einen mindestens partiellen Lenkeinschlag für die lenkbare Achse repräsentiert. Hierbei befindet sich die erste Kolbenstangenseite 241 des ersten Linearantriebs 142 bzw. ersten Hydraulikzylinders in einem mindestens partiell ausgefahrenen Zustand, befindet sich die zweite Kolbenstangenseite 243 des ersten Linearantriebs 142 bzw. ersten Hydraulikzylinders in einem mindestens partiell eingezogenen Zustand, befindet sich die Kolbenstange 245 des zweiten Linearantriebs 144 bzw. zweiten Hydraulikzylinders in einem mindestens partiell eingezogenen Zustand befindet sich die Kolbenstange 247 des dritten Linearantriebs 246 bzw. dritten Hydraulikzylinders in einem mindestens partiell ausgefahrenen Zustand.
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Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Lenkvorrichtung 140 hierbei mit anderen Worten ausgedrückt eine Lenkzylinderanordnung mit einem doppelt wirkenden Hydraulikzylinder mit beidseitiger Kolbenstange, d. h. dem ersten Linearantrieb 142, und Anbindung an die ersten Anlenkarme 254 und 264 der Gelenkgehäuse 252 und 262 über die Spurstangen 272 und 274 in einer Fahrtrichtung der lenkbaren Achse, sowie zwei doppelt wirkenden Hydraulikzylindern mit einseitiger Kolbenstange, d. h. dem zweiten Linearantrieb 144 und dem dritten Linearantrieb 246, in der anderen Fahrtrichtung der lenkbaren Achse, welche an jeweils einem ihrer beiden Enden in den zweiten Anlenkarmen 256 und 266 der Gelenkgehäuse 252 und 262 gelenkig gelagert sind.
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Dabei erzeugt der erste Linearantrieb 142, der hier als ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit beidseitiger Kolbenstange 241 und 243 ausgeführt ist, über die Spurstangen 272 und 274 ein Radschwenkmoment M auf die Gelenkgehäuse 252 und 262 um die jeweilige Lenkdrehachse A. Dadurch rotiert jede Felgenanlage 202 und 204 um die Lenkdrehachse A und der Lenkvorgang der lenkbaren Fahrzeugachse wird ausgeführt. Um bei besonders großen Lenkwinkeln bzw. Lenkeinschlägen die Lenkbewegung vollständig ausführen zu können, sind bei der Lenkvorrichtung 140 beispielsweise lediglich moderate Spurstangenkräfte und daher keine massiven Bauteile nötig, weil ein bezüglich des ersten Linearantriebs 142 geltende, wirksame Hebellänge, die rechtwinklig zur Verlängerung einer ersten Kraftrichtung 282 der ersten Spurstange 272 durch die Lenkdrehachse A des ersten Gelenkgehäuses 252 und rechtwinklig zur Verlängerung einer zweiten Kraftrichtung 284 der zweiten Spurstange 274 durch die die Lenkdrehachse A des zweiten Gelenkgehäuses 262 gemessen wird, durch eine weitere wirksame Hebellänge ergänzt wird, die bezüglich des zweiten Linearantriebs 144 und des dritten Linearantriebs 246 gilt.
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Dazu sind der zweite Linearantrieb 144 und der dritte Linearantrieb 246 vorgesehen, die als doppelt wirkende Hydraulikzylinder mit einseitiger Kolbenstange 245 bzw. 247 ausgeführt sind, welche gelenkig an je einem der zweiten Anlenkarme 256 und 266 der Gelenkgehäuse 252 und 262 angebunden sind. Bei großen Lenkeinschlägen des jeweils kurveninneren Rades bildet die Kolbenstange 245 des zweiten Linearantriebs 144 rechtwinklig zu einer dritten Kraftrichtung 286 derselben durch die Lenkdrehachse A gemessen bzw. die Kolbenstange 247 des dritten Linearantriebs 246 rechtwinklig zu einer vierten Kraftrichtung 288 derselben durch die Lenkdrehachse A gemessen eine größere wirksame Hebellänge zur Erzeugung eines weiteren Radschwenkmomentes M um die Lenkdrehachse A als die wirksame Hebellänge aufgrund der ersten Kraftrichtung 282 der ersten Spurstange 272 bzw. der zweiten Kraftrichtung 284 der zweiten Spurstange 274 in dieser Radstellung. So kann die Lenkbewegung auch bei Verwendung von verhältnismäßig kleinen Bauteilgrößen von Zylindern und Spurstangen vollständig ausgeführt werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 300 zum Betreiben einer Lenkvorrichtung. Das Verfahren 300 zum Betreiben ist hierbei ausführbar, um Lenkvorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren oder eine ähnliche Lenkvorrichtung zu betreiben. Anders ausgedrückt entspricht oder ähnelt die Lenkvorrichtung, die durch Ausführen des Verfahrens 300 zum Betreiben betrieben wird, der Lenkvorrichtung aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Das Verfahren 300 zum Betreiben umfasst einen Schritt 305 des Ansteuerns. In dem Schritt 305 des Ansteuerns werden die Linearantriebe der Lenkvorrichtung angesteuert, um die Radschwenkmomente zu erzeugen.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Bezugszeichen
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- 100
- Kraftfahrzeug
- 101
- Längsachse
- 102
- erstes Rad
- 104
- zweites Rad
- 106
- lenkbare Achse
- 110
- Lenksystem
- 120
- Steuergerät
- 122
- Ansteuereinrichtung
- 125
- Ansteuersignal
- 140
- Lenkvorrichtung
- 142
- erster Linearantrieb bzw. Hydraulikzylinder
- 144
- zweiter Linearantrieb bzw. Hydraulikzylinder
- M
- Radschwenkmoment bzw. Lenkmoment
- 202
- erste Felgenanlage
- 204
- zweite Felgenanlage
- 206
- Achsbrücke
- 241
- erste Kolbenstangenseite des ersten Linearantriebs bzw. Hydraulikzylinders
- 243
- zweite Kolbenstangenseite des ersten Linearantriebs bzw. Hydraulikzylinders
- 245
- Kolbenstange des zweiten Linearantriebs bzw. Hydraulikzylinders
- 246
- dritter Linearantrieb bzw. Hydraulikzylinder
- 247
- Kolbenstange des dritten Linearantriebs bzw. Hydraulikzylinders
- 252
- erstes Gelenkgehäuse
- 254
- erster Anlenkarm des ersten Gelenkgehäuses
- 256
- zweiter Anlenkarm des ersten Gelenkgehäuses
- 262
- zweites Gelenkgehäuse
- 264
- erster Anlenkarm des zweiten Gelenkgehäuses
- 266
- zweiter Anlenkarm des zweiten Gelenkgehäuses
- 272
- erste Spurstange
- 274
- zweite Spurstange
- 282
- erste Kraftrichtung
- 284
- zweite Kraftrichtung
- 286
- dritte Kraftrichtung
- 288
- vierte Kraftrichtung
- A
- Lenkdrehachse
- 300
- Verfahren zum Betreiben
- 305
- Schritt des Ansteuerns
