DE19908323B4

DE19908323B4 - Gelenkte Fahrzeugachse

Info

Publication number: DE19908323B4
Application number: DE1999108323
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Pelz (FH)
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2019-02-27
Also published as: DE19908323A1

Abstract

Gelenkte Fahrzeugachse mit Begrenzern, die den maximalen Lenkeinschlag der Räder der Achse bestimmen, bei welcher
– ein Sensor (7) vorhanden ist, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt,
– die Begrenzer veränderlich sind, wodurch sich der maximale Lenkeinschlag verändern läßt und
– die Begrenzer über Aktuatoren (10) so ansteuerbar sind, dass unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeuges der zulässige Lenkeinschlag größer ist als oberhalb dieser Geschwindigkeit,
dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Schwenkbereich, der unterhalb der bestimmten Geschwindigkeit zugelassen ist, so groß ist, dass zumindest ein Rad (3) der Achse bei einer zusätzlichen dynamischen Belastung Teile der Karosserie, des Fahrwerks (6) oder des Antriebsstranges berühren würde.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gelenkte Fahrzeugachse mit Begrenzern, die den maximalen Lenkeinschlag bestimmen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine derartige Begrenzung des Lenkeinschlages ist notwendig, da vermieden werden soll, dass die Räder einer Achse bei einer Richtungsänderung des Fahrzeuges Teile der Karosserie des Fahrwerks oder des Antriebsstrangs berühren. Der Fahrzeugkonstrukteur wird bemüht sein, einen möglichst großen Lenkeinschlag zu realisieren, um den Wendekreis des Fahrzeuges klein zu halten. Er wird daher die oben erwähnten Fahrzeugkomponenten in Sinne eines möglichst großen Freiraums (Radfreiheit) für den Lenkeinschlag anordnen. Dabei wird der zu schaffende Freiraum größer sein müssen als der, der sich aus einer Berechnung des statischen Lenkeinschlags für einen vorgegebenen Wendekreis ergibt, da zusätzlich zu der reinen Lenkgeometrie dynamische Einflüsse zu berücksichtigen sind. Bei hohen Geschwindigkeiten und bei enger Kurvenfahrt ergibt sich nämlich ein zusätzlicher Platzbedarf für die eingeschlagenen Räder, der durch Reifenverformungen, Antriebsstrangbewegungen und Elastizitäten in der Radaufhängung bedingt ist. Aufgrund dieser Einflüsse kann der maximale Lenkeinschlag nicht so groß gewählt werden, wie dies eine rein geometrisch-statische Betrachtung ergeben würde. Außerdem muß berücksichtigt werden, dass die Fahrzeugräder gegebenenfalls mit Schneeketten ausgerüstet werden.
Die Begrenzer können sehr unterschiedlich ausgeführt sein. Typisch sind Anschläge im Bereich der Radaufhängung, die den Schwenkwinkel der Radlenker begrenzen. Es sind aber auch Begrenzer bekannt, die innerhalb des Lenkaggregats angeordnet sind, so kann z. B. der Weg der Zahnstange einer Zahnstangenlenkung oder der maximale Weg der Spurstangen begrenzt sein. Der Begriff Begrenzer soll im Sinne der Erfindung nicht zu eng verstanden werden, vielmehr soll damit jedwede Einrichtung definiert sein, die in ihrer jeweiligen Art den Lenkeinschlag begrenzt.
Eine gattungsgemäße Fahrzeugachse mit den maximalen Lenkeinschlag der Räder der Achse bestimmenden Begrenzern ist aus der deutschen Patentschrift DE 3525255 C2 bekannt.
Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, den Wendekreis eines Fahrzeuges bei gegebener Karosserie- und Radaufhängungsgeometrie zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch eine gelenkte Fahrzeugachse mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Merkmale des Unteranspruchs angegeben.
Die Erfindung schlägt dazu vor, dass bei einer gelenkten Radachse ein Sensor vorhanden ist, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, wobei die Begrenzer veränderlich sind, wodurch sich der maximale Lenkeinschlag verändern läßt, und wobei die Begrenzer über Aktuatoren so ansteuerbar sind, dass unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeuges der zulässige Lenkeinschlag größer ist als der oberhalb dieser Geschwindigkeit. Hierbei ist der erweiterte Schwenkbereich, der unterhalb der bestimmten Geschwindigkeit zugelassen ist, so groß, dass zumindest ein Rad der Achse bei einer zusätzlichen dynamischen Belastung Teile der Karosserie, des Fahrwerks oder des Antriebsstranges berühren würde.
Die Erfindung basiert damit auf der Überlegung, dass die gegebene Radfreiheit wegen dynamischer Einflüsse nicht voll für den Lenkeinschlag genutzt werden kann. Allerdings gibt es Situationen, in denen keine dynamischen Einflüsse zu erwarten sind, bei denen es aber auf einen möglichst kleinen Wendekreises ankommt. Eine solche Situation ist z. B. das Einparken in Parklücken, das bei einer niedrigen Geschwindigkeit durchgeführt wird, wobei dynamische Einflöße keine Rolle spielen. Gemäß der Erfindung wird der zulässige maximale Lenkeinschlag in einer solchen Situation um den dynamischen Anteil vergrößert, was eine höhere Wendigkeit des Fahrzeuges zur Folge hat.
Die Veränderbarkeit der Begrenzer kann in einfacher Weise erzielt werden, wenn die Begrenzung im Bereich des Lenkaggregats erfolgt, d. h. die Begrenzer den Verschiebeweg der Zahnstange einer Zahnstangenlenkung begrenzen. Die dazu notwendigen Aktuatoren können dann leicht mit dem Gehäuse der Zahnstangenlenkung kombiniert werden.
Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens ist in der einzigen Fig. die Draufsicht auf die linke Seite einer Vorderachse eines Kraftfahrzeuges dargestellt. Ein Querlenker 1 ist auf seiner inneren Seite an einem Karosserierahmen 2 in zwei voneinander beabstandeten Stellen schwenkbar gelagert. An seinem äußeren Ende ist in um eine Hochachse schwenkbar ein Achsschenkel gelagert, der hier nicht näher dargestellt ist. Am Achsschenkel wiederum ist das linke Vorderrad 3 um eine Horizontalachse drehbar gelagert. Der Achsschenkel ist über eine Spurstange 4 mit einem Lenkgetriebe 5 verbunden.
Das Rad 3 ist einerseits in seiner Geradeausstellung andererseits bei einem maximalen Lenkeinschlag (Position 3') gezeigt. Man kann erkennen, dass das hinterer Ende sich in diesem Fall einem Stabilisator 6 nähert, die die Grenze der Radfreiheit markiert. Allerdings verbleibt noch ein deutlicher Abstand, um wie erläutert dynamische Einflüsse kompensieren zu können.
Wie oben erläutert, läßt die Erfindung einen zusätzlichen Einschlagwinkel phi zu, bei dem eine weitere Annäherung des Rad 3 an die Radfreiheitsbegrenzung (Position 3'') erfolgt, bei der Kontaktierungen zu befürchten wären, wenn eine zusätzliche dynamische Belastung aufträte. Da aber dieser zusätzliche Einschlag nur bei geringen Geschwindigkeiten erlaubt sein soll, ist diese Situation nicht als kritisch zu beurteilen, da dynamische Einflüsse nicht zu erwarten sind.
Der Sensor 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel nur schematisch dargestellt. Eine Möglichkeit einen solchen Sensor 7 zu realisieren besteht darin, sogenannte Radsensoren vorzusehen, die die Abrollgeschwindigkeit der Räder erfassen. Solche Sensoren sind z. B. für ein Antiblockiersystem notwendig. Die elektronische Auswerteeinheit 8 dieses Systems ist in der Lage, ein entsprechendes Geschwindigkeitssignal 9 auszugeben. Dieses Signal kann genutzt werden, um einen Aktuator 10 für einen Begrenzer derart anzusteuern, dass ein vergrößerter Lenkeinschlag zugelassen ist.
Der Begrenzer und der Aktuator 10 sind nicht bzw. nur schematisch dargestellt. Es kann sich hier z. B. um Teile des Lenkgetriebes 5 handeln, wobei der Begrenzer den Verschiebeweg der Lenkzahnstange begrenzt.

Claims

Gelenkte Fahrzeugachse mit Begrenzern, die den maximalen Lenkeinschlag der Räder der Achse bestimmen, bei welcher – ein Sensor (7) vorhanden ist, der die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt, – die Begrenzer veränderlich sind, wodurch sich der maximale Lenkeinschlag verändern läßt und – die Begrenzer über Aktuatoren (10) so ansteuerbar sind, dass unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeuges der zulässige Lenkeinschlag größer ist als oberhalb dieser Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Schwenkbereich, der unterhalb der bestimmten Geschwindigkeit zugelassen ist, so groß ist, dass zumindest ein Rad (3) der Achse bei einer zusätzlichen dynamischen Belastung Teile der Karosserie, des Fahrwerks (6) oder des Antriebsstranges berühren würde.
Achse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Achsschenkel der Achse über Spurstangen (4) mit einem Lenkgetriebe (5) verbunden sind und dass die Begrenzer unmittelbar dem Verschiebeweg der Spurstangen bzw. der Zahnstange begrenzen.