DE10244141A1 - Verfahren zum Positionieren zumindest zweier lenkbarer Räder eines zweispurigen Fahrzeugs mittels individuell zugeordneter Aktuatoren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren zumindest zweier lenkbarer Räder eines zweispurigen Fahrzeugs mittels diesen Rädern individuell zugeordneten Aktuatoren, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind, um die an den beiden Seiten des Fahrzeugs vorgesehenen lenkbaren Räder für eine gewünschte Kurvenfahrt geeignet zu positionieren, wobei der jeweils gewünschte Spurdifferenzwinkel zwischen den Lenkeinschlägen der lenkbaren Räder durch geeignete Ansteuerung der beiden Aktuatoren eingestellt wird. Bevorzugt wird der Spurdifferenzwinkel in Abhängigkeit vom jeweiligen Fahrzustand ermittelt und entsprechend eingestellt. Insbesondere können zur Erzielung einer Bremsfunktion oder Notbremsfunktion an den lenkbaren Rädern stark unterschiedliche, bevorzugt gegensinnige Lenkwinkel eingestellt werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Positionieren zumindest zweier lenkbarer Räder eines zweispurigen Fahrzeugs mittels diesen Rädern individuell zugeordneten Aktuatoren, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind, um die an den beiden Seiten des Fahrzeugs vorgesehenen lenkbaren Räder für eine gewünschte Kurvenfahrt geeignet zu positionieren. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 40 11 947 C2 vennriesen.
• Die Einstellung der Radlenkwinkel erfolgt bei konventionellen Lenkungen zweispuriger Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, sowie bei den bekannten sog. steer-by-wire-Konzepten, bei denen ein sog. Aktuator (= Stellmotor oder dgl.) einen Lenkeinschlag der lenkbaren Räder hervorruft, üblicherweise über ein im Fzg.-Motorraum und somit im Bereich der Fzg.-Vorderachse angeordnetes Lenkgetriebe, das bspw. in Form einer dem Fachmann bekannten Zahnstangenlenkung ausgebildet ist. Dabei wird die Lenk-Kinematik solchermaßen ausgelegt, dass bei Kurvenfahrt des zweispurigen Fahrzeugs ein möglichst geringer Schlupf an der Rädern entsteht, d.h. dass die bekannte Ackermannfunktion bestmöglich erfüllt wird. Hierzu müssen die Position des Lenkgetriebes sowie die Länge und die Anbindung der sich vom Lenkgetriebe zum jeweiligen sog. Spurhebel erstreckenden Spurstangen und weiterhin die Geometrie der Spurhebel, die eine entsprechende Lenkbewegung zum Schwenklager des jeweiligen Radträgers übertragen, geeignet aufeinander abgestimmt werden.
• Nachteilig an diesem üblichen Stand der Technik ist, dass die beiden lenkbaren (Vorder)-Räder über die Spurstangen und das Lenkgetriebe mechanisch aneinander gekoppelt sind, weshalb es nicht möglich ist, für verschiedene Fahrzustände jeweils den optimalen Spurdifferenzwinkel zwischen dem linken und dem rechten Vorder-Rad einzustellen. Ist im Falle einer steer-by-wire-Lenkung nur ein einziger auf das Lenkgetriebe einwirkender Aktuator vorgesehen, so ist weiterhin bei einem Ausfall dieses Aktuators für beide Räder keine Lenkwinkeleinstellung mehr möglich.
• Demgegenüber wesentlich günstiger ist das in der eingangs genannten DE 40 11 947 C2 gezeigte Lenksystem, bei dem für jedes lenkbare (Vorder)-Rad eines zweispurigen Fahrzeugs ein eigener Aktuator vorgesehen ist, der die jeweilige Spurstange des linken bzw. rechten Fzg.-Rades entsprechend geeignet übermittelter Vorgaben verschiebt, um einen jeweils gewünschten Lenkeinschlag zu erzielen. Bei einem Ausfall eines der beiden Aktuatoren bleibt das Fahrzeug mit Hilfe des anderen weiterhin funktionsfähigen Aktuators zumindest eingeschränkt lenkbar. Über die Ansteuerung dieser Aktuatoren sagt die genannte Schrift jedoch nichts aus.
• Für ein Lenksystem, wie es durch die im Oberbegriff des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale beschrieben ist, ein besonders günstiges Verfahren zur Ansteuerung der Aktuatoren (bzw. letztlich zum Positionieren der lenkbaren Räder) aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils gewünschte Spurdifferenzwinkel zwischen den Lenkeinschlägen der lenkbaren Räder durch geeignete Ansteuerung der beiden Aktuatoren eingestellt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
• Wie es bereits grundsätzlich bekannt ist, können an einem zweispurigen Fahrzeug mit (zumindest) zwei lenkbaren Rädern die jeweiligen Radlenkwin kel über jeweils einen eigenständigen (individuellen) Aktuator je Rad eingestellt werden. Die Verstellung kann dabei über eine Linearbewegung (bevorzugt über Spurhebel) oder über eine Rotationsbewegung (unter direkter Verdrehung der Lenkachse des lenkbaren Rades) erfolgen. Erfindungsgemäß soll nun, da der sog. Spurdifferenzwinkel zwischen dem linken und dem rechten lenkbaren Fahrzeug-Rad nicht mehr wie bei rein mechanischen Lenksystemen durch eine starre Lenkungs-Kinematik vorgegeben ist, dieser Spurdifterenzwinkel durch geeignete Ansteuerung der Aktuatoren eingestellt werden, d.h. jeder Aktuator stellt einen derartigen Lenkeinschlag am jeweils zugehörigen lenkbaren Rad ein, dass der Spurdifterenzwinkel zwischen diesen lenkbaren Rädern dem optimalen Spurdifferenzwinkel möglichst nahe kommt. Insbesondere kann auf diese Weise die Ackermann-Beziehung eingehalten werden.
• Im Abhängigkeit vom jeweils aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs sind (nicht nur wegen der Ackermann-Beziehung) unterschiedliche Spurdifferenzwinkel ideal, sondern es kann mit in Abhängigkeit vom aktuellen Fahrzustand geregelten Spurdifferenzwinkeln auch eine bessere Ausnutzung des Querkraftpotentials der einzelnen Räder erreicht werden. Vorgeschlagen wird daher, den jeweils günstigsten Spurdifterenzwinkel zwischen dem Lenkeinschlag des linken und demjenigen des rechten Fzg.-Rades zu ermitteln und diesen dann über die entsprechenden Lenkwinkel an den (beiden) lenkbaren Rädern einzustellen, wobei die Ermittlung bevorzugt in einer elektronischen Steuereinheit erfolgt. Die relevanten fahrdynamischen Zustands-Größen des Fahrzeugs können dabei geeignet sensorisch erfasst und in dieser elektronischen Steuereinheit geeignet ausgewertet werden. Konkret können dann bei höheren Kurvengeschwindigkeiten und somit höherer Querbeschleunigung die sich dann vergrößernden Schräglaufwinkel durch geeignet geänderte Spurdifferenzwinkel zumindest annähernd ausgeglichen werden, d.h. die beiden lenkbare Räder werden dann in Richtung eines zueinander parallelen Lenk-Einschlags gestellt.
• Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung kann auch eine Bremsfunktion oder zumindest eine Notbremsfunktion umgesetzt werden, derart, dass an den lenkbaren Rädern der linken und rechten Fahrzeugseite stark unterschiedliche, bevorzugt gegensinnige Lenkwinkel eingestellt werden, d.h. dass bspw. das rechte Vorderrad nach rechts und das linke Vorderrad nach links eingeschlagen wird, um eine besonders Bremswirkung zu erzielen. Zumindest kann eine derartige Funktion als Notbremsfunktion genutzt werden, bspw. wenn das Haupt-Bremssystem des Fahrzeugs ausgefallen oder nur eingeschränkt betriebsbereit ist. Möglich ist es aber auch, eine durch entsprechende Lenkeinschläge der lenkbaren Fzg.-Räder erzielbare Bremswirkung als zusätzlichen Bremseffekt bereitzustellen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Positionieren zumindest zweier lenkbarer Räder eines zweispurigen Fahrzeugs mittels diesen Rädern individuell zugeordneten Aktuatoren, die unabhängig voneinander ansteuerbar sind, um die an den beiden Seiten des Fahrzeugs vorgesehenen lenkbaren Räder für eine gewünschte Kurvenfahrt geeignet zu positionieren, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils gewünschte Spurdifferenzwinkel zwischen den Lenkeinschlägen der lenkbaren Räder durch geeignete Ansteuerung der beiden Aktuatoren eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spurdifferenzwinkel in Abhängigkeit vom jeweiligen Fahrzustand ermittelt und entsprechend eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer Bremsfunktion oder Notbremsfunktion an den lenkbaren Rädern stark unterschiedliche, bevorzugt gegensinnige Lenkwinkel eingestellt werden.