WO2024037802A1 - Aktives lenksystem für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2024037802A1
WO2024037802A1 PCT/EP2023/069560 EP2023069560W WO2024037802A1 WO 2024037802 A1 WO2024037802 A1 WO 2024037802A1 EP 2023069560 W EP2023069560 W EP 2023069560W WO 2024037802 A1 WO2024037802 A1 WO 2024037802A1
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tie rod
longitudinally displaceable
wheel
steering
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PCT/EP2023/069560
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Victor Kühn
Christian Hein
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Mercedes Benz Group AG
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Mercedes Benz Group AG
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D9/00—Steering deflectable wheels not otherwise provided for
    • B62D9/002—Steering deflectable wheels not otherwise provided for combined with means for differentially distributing power on the deflectable wheels during cornering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/20—Links, e.g. track rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D9/00—Steering deflectable wheels not otherwise provided for
    • B62D9/005—Emergency systems using brakes for steering

Definitions

  • the invention relates to an active steering system for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • each axle of the motor vehicle to be steered is usually assigned an active steering actuator, which can be designed, for example, as a rack-and-pinion steering gear or as a block steering system.
  • an active steering actuator which is attached on the one hand to the shell or to the body of the motor vehicle and, on the other hand, is connected to the wheels of the axle of the motor vehicle to be steered, a steering angle predetermined by the steering wheel angle is transmitted to the wheels of the axle to be steered, whereby these wheels are steered according to the desired steering angle the active steering actuator can be adjusted.
  • the active steering actuator required for this on each axle of the motor vehicle to be steered i.e. on the front axle of the motor vehicle and/or on the rear axle of the motor vehicle, requires a fairly large installation space in the area of the respective axle between the corresponding wheels of the motor vehicle.
  • a steering system for a motor vehicle is known from DE 10 2015 220 361 A1, in which front axle steering and rear axle steering with at least one steering actuator are provided.
  • a control unit controls both a power steering device for the front axle steering and the steering actuator for the rear axle steering.
  • the invention is based on the object of specifying a generic active steering system for a motor vehicle in which the steering angle on the wheels of the motor vehicle can be adjusted in a simple and advantageous manner.
  • the steering movement on the steering wheel is transmitted via a drive torque or braking torque of the motor vehicle via the (largest possible) steering roll radius to the wheels of a steerable axle of the motor vehicle, i.e. to the wheels of a steerable front axle of the motor vehicle and / or to the Wheels of a steerable rear axle of the motor vehicle. That is, to adjust the steering angle on the wheels of a steerable axle of the motor vehicle depending on the steering angle specified or desired by the position of the steering wheel, the driving forces and / or the braking forces of the motor vehicle are used, which generate a torque via a positive steering roll radius (a large impact radius). generate the steering axis of the motor vehicle on the road.
  • the two wheels of a steerable axle of the motor vehicle can therefore assume different steering angles separately from one another.
  • the tracking of the respective wheel of a steerable axle of the motor vehicle is carried out by a longitudinally displaceable tie rod which is attached to the body of the motor vehicle at certain connection points and is connected to the respective wheel of a steerable axle.
  • the longitudinal displacement of the tie rod which can be varied in length, is preferably carried out by means of a linear guide that meets high requirements in terms of accuracy, durability and speed.
  • a locking element is assigned to a longitudinally displaceable tie rod, which is preferably designed as a clamping element, by means of which the linearly guided longitudinally displaceable tie rod can be locked in an extended position of the respective tie rod which is dependent on the steering angle.
  • the longitudinally displaceable tie rod connected to the wheel on the inside of the curve of a steerable axle has a longer extended position than the longitudinally displaceable tie rod connected to the wheel on the outside of the curve of a steerable axle.
  • the respective locking element is attached to the longitudinally displaceable tie rod, in particular arranged directly on the linearly guided surface of a longitudinally displaceable tie rod.
  • the locking element for fixing the respective longitudinally displaceable tie rod can be electrically actuated and thus have an inhibiting effect on the longitudinally displaceable tie rod.
  • the locking element has, for example, a cylindrical or rectangular shape and is preferably designed as a clamping element, for example as a collet or as a clamping nut.
  • a position measuring system on the respective longitudinally displaceable tie rod which in particular has a sensor for sensing the wheel angle as the (actual) rotation angle or steering angle of the respective wheel of a steerable axle of the motor vehicle.
  • the steering angle actually present on the respective wheel of a steerable axle of the motor vehicle can be checked and, if necessary, a correction can be made to the steering angle to be set on the respective wheel.
  • a control device for sequence control of the active steering system is preferably provided.
  • This control device is designed in particular as a steering control device which, depending on the steering angle predetermined by the position of the steering wheel of the motor vehicle, generates a corresponding steering control signal, via which the extended position of the respective longitudinally displaceable tie rod can ultimately be adjusted and thus the wheel angle on the wheels of a steerable axle of the vehicle is determined becomes.
  • the active steering system according to the invention for a motor vehicle combines several advantages: no connecting element or other component such as an active steering actuator is required between the two wheels of a steerable axle of the motor vehicle, which brings with it space advantages, cost advantages and a simple structure of the active steering system.
  • Fig. 1 A schematic block diagram with components of the active steering system.
  • Fig. 2 A sectional view of a wheel of the motor vehicle
  • Fig. 3 A schematic block diagram with components of the active steering system during operation of the active steering system.
  • the motor vehicle 1 has an active steering system for controlling all four wheels 5; 6; 7; 8 of the motor vehicle 1. That is, the two wheels 5; 6 on the steerable front axle 3 of the motor vehicle 1 and the two wheels 7; 8 on the steerable rear axle 4 of the motor vehicle 1 can be controlled individually and independently of one another and are in particular each connected to the body 2 of the motor vehicle 1 via their own separate wheel suspension 10.
  • the individual wheels 5; 6; 7; 8 of the motor vehicle 1 can be varied in their angular position using an electric motor, ie they can assume a certain predetermined wheel angle.
  • an electric motor for example a wheel hub motor to vary the wheel angle and thus to adjust the wheels 5; 6; 7; 8 of the motor vehicle 1 in the wheel hub of the respective wheel 5; 6; 7; 8 is provided.
  • each of the wheels 5; 6; 7; 8 of the motor vehicle 1 on the two steerable axles 3; 4 is assigned a variable length and therefore longitudinally displaceable tie rod 11, the respective extended position of which is controlled by the wheel 5; 6; 7; 8 of the motor vehicle 1 respectively assigned electric motor 9 is specified.
  • a longitudinally displaceable tie rod 11 is connected to both the respective axle 3; 4 of the vehicle 1 as well as at connection points 13 with the body 2 of the motor vehicle 1 rigidly connected.
  • the locking element 12 for example a clamping element designed as a collet, exerts a clamping force on the tie rod 11 and thereby fixes the respective longitudinally displaceable tie rod 11 in its respective extended position.
  • a resulting on the respective wheel 5; 6; 7; 8 of the motor vehicle 1 resulting displacement path 15 is determined.
  • the wheel 5; 6; 7; 8 connected steering axle 3; 4 of the motor vehicle 1 is acted upon by an electric motor, whereupon the respective steering axle 3; 4 of the motor vehicle 1 connected longitudinally displaceable tie rod 11 is moved in particular in a longitudinal guide into its respective extended position.
  • the longitudinally displaceable tie rod 11 is fixed as a locking element 12 by means of the clamping element arranged, for example, directly on the tie rod 11.
  • an application of the active steering system for a right-hand bend to be driven by the motor vehicle 1 is shown in a motor vehicle 1 with a steerable front axle 3.
  • a specific steering wheel angle is selected, for example a steering wheel angle of 10° to the right, in order to be able to drive through the right-hand bend with the motor vehicle 1.
  • a steering impulse is generated depending on the position of the steering wheel 16 and thus the steering wheel angle.
  • This steering pulse as a measure of the selected steering wheel angle is detected by a sensor and the output value of the sensor is output to a control unit 17, for example output to the steering control unit.
  • the control unit 17 determines drive torques/braking torques using the engine revolution of the motor vehicle's drive motor and the circumference of the tire of the two wheels 5; 6 on the front axle 3, the wheel angle as that for the respective wheel 5; 6 required steering angles on the front axle 3 are determined.
  • the wheel angle is determined.
  • the one for the two wheels 5; 6 wheel angle individually determined on the steerable front axle 3 is driven by an electric motor as described by controlling the respective wheel 5; 6 assigned electric motor 9 adjusted by generating an angular momentum on the front axle 3 and via the leverage from the longitudinal axis of the motor vehicle 1 to the wheel contact point of the respective wheel 5; 6 a steering torque is generated which is exerted on the two steering knuckles of the steerable front axle 3.
  • the wheel angle on the outside wheel 5 can be adjusted via the driving force and a clockwise rotation and the wheel angle on the inside wheel 6 can be adjusted via the driving force and a left rotation, whereby the two wheel angles on the outside wheel 5 and on the inside wheel 6 also differ from each other.
  • each associated longitudinally displaceable tie rod 11 is moved longitudinally into its respective extended position and held statically in the extended position by the respective clamping element 12 arranged on a longitudinally displaceable tie rod 11.
  • the longitudinally displaceable tie rod 11 on the inside wheel 6 of the front axle 3 is longer than the longitudinally displaceable tie rod 11 on the outside wheel 5 of the front axle 3.
  • the wheel angle on the inside wheel 6 of the front axle 3 is therefore also larger than the wheel angle on the outside wheel 5 of the front axle 3.
  • each longitudinally displaceable tie rod 11 for example an incremental sensor attached to the longitudinally displaceable tie rod 11, via which the extended position of the respective longitudinally displaceable tie rod 11 and thus the respective steering angle or wheel angle of the two wheels 5 is determined for path control; 6 is measured directly on the front axle 3.
  • This actual value of the wheel angle of the two wheels 5; 6 on the front axle 3 is compared with the default value determined by the steering control unit 17 and, if there is a deviation between the two values, a correction is made if necessary.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein aktives Lenksystem für ein Kraftfahrzeug (1), bei dem die Räder (5; 6; 7; 8) einer lenkbaren Achse (3; 4) des Kraftfahrzeugs (1) abhängig vom durch die Stellung des Lenkrads (16) des Kraftfahrzeugs (1) vorgegebenen Lenkwinkel angesteuert werden. Erfindungsgemäß ist den beiden Rädern (5; 6; 7; 8) einer lenkbaren Achse (3; 4) des Kraftfahrzeugs (1) jeweils eine mit der Karosserie (2) des Kraftfahrzeugs (1) und mit dem jeweiligen Rad (5; 6; 7; 8) verbundene längsverschiebliche Spurstange (11) zugeordnet. Der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange (11) ist ein Sperrelement (12) zugeordnet, das die längsverschiebliche Spurstange (12) in einer vom Lenkwinkel abhängigen Ausfahrposition fixiert.

Description

Aktives Lenksystem für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein aktives Lenksystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem aktiven Lenksystem für ein Kraftfahrzeug ist üblicherweise jeder zu lenkenden Achse des Kraftfahrzeugs ein aktiver Lenkaktuator zugeordnet, der beispielsweise als Zahnstangenlenkgetriebe oder als Blocklenkung ausgebildet sein kann. Durch diesen einerseits am Rohbau beziehungsweise an der Karosserie des Kraftfahrzeugs befestigten und andererseits mit den Rädern der zu lenkenden Achse des Kraftfahrzeugs verbundenen aktiven Lenkaktuator wird ein durch den Lenkradeinschlag vorgegebener Lenkwinkel an die Räder der zu lenkenden Achse übertragen, wodurch diese Räder entsprechend dem gewünschten Lenkwinkel durch den aktiven Lenkaktuator verstellt werden.
Der an jeder zu lenkenden Achse des Kraftfahrzeugs, d.h. an der Vorderachse des Kraftfahrzeugs und/oder an der Hinterachse des Kraftfahrzeugs hierzu erforderliche aktive Lenkaktuator benötigt allerdings einen recht großen Bauraum im Bereich der jeweiligen Achse zwischen den entsprechenden Rädern des Kraftfahrzeugs.
Zu dieser Thematik ist aus der DE 10 2015 220 361 A1 ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine Vorderachslenkung und eine Hinterachslenkung mit zumindest einem Lenkaktuator vorgesehen ist. Von einem Steuergerät wird sowohl eine Lenkhilfevorrichtung für die Vorderachslenkung als auch der Lenkaktuator der Hinterachslenkung angesteuert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes aktives Lenksystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem der Lenkwinkel an den Rädern des Kraftfahrzeugs auf einfache und vorteilhafte Weise eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein aktives Lenksystem für ein Kraftfahrzeug mit den im Patentanspruch 1 angeführten Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen aktiven Lenksystems für ein Kraftfahrzeug sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.
Beim erfindungsgemäßen aktiven Lenksystem für ein Kraftfahrzeug wird die Lenkbewegung am Lenkrad über ein Antriebsmoment beziehungsweise Bremsmoment des Kraftfahrzeugs über den (möglichst großen) Lenkrollradius auf die Räder einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs übertragen, d.h. an die Räder einer lenkbaren Vorderachse des Kraftfahrzeugs und/oder an die Räder einer lenkbaren Hinterachse des Kraftfahrzeugs. D.h. zur Einstellung des Lenkwinkels an den Rädern einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit des von der Stellung des Lenkrads vorgegebenen beziehungsweise gewünschten Lenkwinkels werden die Antriebskräfte und/oder die Bremskräfte des Kraftfahrzeugs genutzt, welche über einen positiven Lenkrollradius (einen großen Stoßradius) ein Drehmoment um die Lenkachse des Kraftfahrzeugs auf der Fahrbahn erzeugen. Somit können die beiden Räder einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs separat voneinander verschiedene Lenkwinkel einnehmen.
Die Spurführung des jeweiligen Rads einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs übernimmt eine an der Karosserie des Kraftfahrzeugs an bestimmten Anbindungspunkten befestigte und mit dem jeweiligen Rad einer lenkbaren Achse verbundene längsverschiebliche Spurstange. Die Längsverschiebung der in der Länge variierbaren Spurstange erfolgt hierbei vorzugsweise mittels einer Linearführung, die hohen Anforderungen an Genauigkeit, Beständigkeit und Geschwindigkeit genügt. Einer längsverschieblichen Spurstange ist jeweils ein Sperrelement zugeordnet, das vorzugsweise als Klemmelement ausgebildet ist, mittels dem eine Sperrung der linear geführten längsverschieblichen Spurstange in einer vom Lenkwinkel abhängigen Ausfahrposition der jeweiligen Spurstange realisierbar ist.
Die mit dem kurveninneren Rad einer lenkbaren Achse verbundene längsverschiebliche Spurstange weist dabei eine längere Ausfahrposition auf als die mit dem kurvenäußeren Rad einer lenkbaren Achse verbundene längsverschiebliche Spurstange. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das jeweilige Sperrelement an der längsverschieblichen Spurstange befestigt, insbesondere unmittelbar an der linear geführten Fläche einer längsverschieblichen Spurstange angeordnet.
In der Ausfahrposition einer längsverschieblichen Spurstange kann das Sperrelement zur Fixierung der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange elektrisch betätigt werden und damit auf die längsverschiebliche Spurstange hemmend einwirken.
Das Sperrelement weist beispielsweise eine zylindrische oder rechteckige Form auf und ist vorzugsweise als Klemmelement ausgebildet, beispielsweise als Spannzange oder als Klemmmutter.
An der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange befindet sich in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein Wegmesssystem, das insbesondere einen Sensor zur Sensierung des Radwinkels als (tatsächlichen) Drehwinkel beziehungsweise Einschlagwinkel des jeweiligen Rads einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs aufweist. Hierdurch kann der tatsächlich vorhandene Einschlagwinkel am jeweiligen Rad einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs überprüft werden und gegebenenfalls eine Korrektur des am jeweiligen Rad einzustellenden Lenkwinkels vorgenommen werden.
Vorzugsweise ist ein Steuergerät zur Ablaufsteuerung des aktiven Lenksystems vorgesehen. Dieses Steuergerät ist insbesondere als Lenksteuergerät ausgebildet, das in Abhängigkeit des durch die Stellung des Lenkrads des Kraftfahrzeugs vorgegebenen Lenkwinkels ein entsprechendes Lenksteuersignal generiert, über das letztendlich die Ausfahrposition der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange einstellbar ist und damit der Radwinkel an den Rädern einer lenkbaren Achse des Fahrzeugs festgelegt wird.
Das erfindungsgemäße aktive Lenksystem für ein Kraftfahrzeug vereinigt mehrere Vorteile in sich: zwischen den beiden Rädern einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs ist kein Verbindungselement oder sonstiges Bauelement wie ein aktiver Lenkaktuator erforderlich, was Bauraumvorteile, Kostenvorteile und einen einfachen Aufbau des aktiven Lenksystems mit sich bringt.
Da die beiden Räder einer lenkbaren Achse des Kraftfahrzeugs separat und nicht gemeinsam angesteuert werden, kann hiermit auch eine Einzelradlenkung auf einfache Weise realisiert werden. Der Wendekreis des Kraftfahrzeugs kann durch die genannte Wirkungsweise des aktiven Lenksystems, insbesondere aufgrund der separaten Einstellung des Radwinkels der beiden Räder einer lenkbaren Achse, gering gehalten werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 Ein schematisches Blockschaltbild mit Komponenten des aktiven Lenksystems.
Fig. 2 Eine Schnittdarstellung eines Rads des Kraftfahrzeugs und
Fig. 3 Ein schematisches Blockschaltbild mit Komponenten des aktiven Lenksystems im Betrieb des aktiven Lenksystems.
Gemäß dem schematischen Blockschaltbild der Figur 1 weist das Kraftfahrzeug 1 ein aktives Lenksystem zur Ansteuerung aller vier Räder 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 auf. D.h., die beiden Räder 5; 6 an der lenkbaren Vorderachse 3 des Kraftfahrzeugs 1 und die beiden Räder 7; 8 an der lenkbaren Hinterachse 4 des Kraftfahrzeugs 1 können einzeln und unabhängig voneinander angesteuert werden und sind insbesondere jeweils über eine eigene separate Radaufhängung 10 mit der Karosserie 2 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden.
Die einzelnen Räder 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 können hierzu elektromotorisch in ihrer Winkelstellung variiert werden, d.h. einen bestimmten vorgegebenen Radwinkel annehmen. Hierzu ist beispielsweise jeweils einem der Räder 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 ein Elektromotor zugeordnet, beispielsweise ein Radnabenmotor, der zur Variation des Radwinkels und damit zur Verstellung der Räder 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 in der Radnabe des jeweiligen Rads 5; 6; 7; 8 vorgesehen ist. Weiterhin ist jedem der Räder 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 an den beiden lenkbaren Achsen 3; 4 eine in der Länge variierbare und damit längsverschiebliche Spurstange 11 zugeordnet, deren jeweilige Ausfahrposition über die Ansteuerung durch den dem Rad 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 jeweils zugeordneten Elektromotor 9 vorgegeben wird. Eine längsverschiebliche Spurstange 11 ist hierbei sowohl mit der jeweiligen Achse 3; 4 des Fahrzeugs 1 als auch an Anbindungspunkten 13 mit der Karosserie 2 des Kraftfahrzeugs 1 starr verbunden.
Falls die jeweilige längsverschiebliche Spurstange 11 ihre über den gewünschten Lenkwinkel des Fahrzeugs 1 beziehungsweise durch den am jeweiligen Rad 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 ermittelten Radwinkel vorgegebene Ausfahrposition erreicht hat, übt das Sperrelement 12, beispielsweise ein als Spannzange ausgebildetes Klemmelement, eine Klemmkraft auf die Spurstange 11 aus und fixiert hierdurch die jeweilige längsverschiebliche Spurstange 11 in ihrer jeweiligen Ausfahrposition.
In der Schnittdarstellung gemäß Figur 2 ist die Variationsmöglichkeit des Radwinkels für eines der Räder 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 exemplarisch dargestellt.
In Abhängigkeit der Lenkleistung, d.h. des Produkts aus Antriebskraft und Rollradius 14, wird für einen bestimmten am Lenkrad des Kraftfahrzeugs 1 vorgegebenen Lenkwinkel ein sich hierdurch am jeweiligen Rad 5; 6; 7; 8 des Kraftfahrzeugs 1 ergebender Verschiebeweg 15 ermittelt.
In Abhängigkeit des Verschiebewegs 15 wird die mit dem Rad 5; 6; 7; 8 verbundene Lenkachse 3; 4 des Kraftfahrzeugs 1 elektromotorisch beaufschlagt, woraufhin die mit der jeweiligen Lenkachse 3; 4 des Kraftfahrzeugs 1 verbundene längsverschiebliche Spurstange 11 insbesondere in einer Längsführung in ihre jeweilige Ausfahrposition bewegt wird. In der Ausfahrposition wird die längsverschiebliche Spurstange 11 mittels des beispielsweise unmittelbar auf der Spurstange 11 angeordneten Klemmelements als Sperrelement 12 fixiert.
Gemäß dem schematischen Blockschaltbild der Figur 3 ist ein Anwendungsfall des aktiven Lenksystems für eine vom Kraftfahrzeug 1 zu durchfahrende Rechtskurve bei einem Kraftfahrzeug 1 mit lenkbarer Vorderachse 3 dargestellt. Durch Drehung des Lenkrads 16 des Kraftfahrzeugs 1 wird ein bestimmter Lenkradwinkel angewählt, beispielsweise ein Lenkradwinkel von 10° nach rechts, um die Rechtskurve mit dem Kraftfahrzeug 1 durchfahren zu können.
In Abhängigkeit der Stellung des Lenkrads 16 und damit des Lenkradwinkels wird ein Lenkimpuls erzeugt. Dieser Lenkimpuls als Maß für den angewählten Lenkradwinkel wird von einem Sensor erfasst und der Ausgangswert des Sensors an ein Steuergerät 17 ausgegeben, beispielsweise an das Lenksteuergerät ausgegeben.
Unter Berücksichtigung des Lenkfehlers (Lenkdifferenzwinkels) wird vom Steuergerät 17 über Antriebsmomente / Bremsmomente mithilfe der Motorumdrehung des Antriebsmotors des Kraftfahrzeugs und des Umfangs des Reifens der beiden Räder 5; 6 an der Vorderachse 3, der Radwinkel als der für das jeweilige Rad 5; 6 an der Vorderachse 3 jeweils erforderliche Lenkwinkel bestimmt. Bei dieser Bestimmung des Radwinkels ist ein großer Lenkrollradius von Vorteil.
Der für die beiden Räder 5; 6 an der lenkbaren Vorderachse 3 individuell ermittelte Radwinkel wird elektromotorisch wie beschrieben durch Ansteuerung eines dem jeweiligen Rad 5; 6 zugeordneten Elektromotors 9 eingestellt, indem ein Drehimpuls auf die Vorderachse 3 generiert und über die Hebelwirkung von der Längsachse des Kraftfahrzeugs 1 zum Radaufstandspunkt des jeweiligen Rads 5; 6 ein Lenkmoment erzeugt wird, das auf die beiden Achsschenkel der lenkbaren Vorderachse 3 ausgeübt wird. Hierdurch wird an den beiden Räder 5; 6 an der lenkbaren Vorderachse 3 ein bestimmter Lenkwinkel als Einschlagwinkel beziehungsweise Radwinkel eingestellt. Somit kann der Radwinkel am kurvenäußeren Rad 5 über die Antriebskraft und eine Rechtsdrehung eingestellt werden und der Radwinkel am kurveninneren Rad 6 über die Antriebskraft und eine Linksdrehung eingestellt werden, wodurch sich auch die beiden Radwinkel am kurvenäußeren Rad 5 und am kurveninneren Rad 6 voneinander unterscheiden.
Wenn die entsprechenden Lenkwinkel an den beiden Rädern 5; 6 an der lenkbaren Vorderachse 3 erreicht sind, gehen die Sperrelemente 12 bzw. Klemmelemente an der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange 11 zu und das Kraftfahrzeug 1 fährt die gewünschte Rechtskurve.
D.h. zur statischen Fixierung des Radwinkels wird die den beiden Räder 5; 6 an der Vorderachse 3 jeweils zugeordnete längsverschiebliche Spurstange 11 in ihre jeweilige Ausfahrposition längsverschoben und in der Ausfahrposition durch das jeweilige an einer längsverschieblichen Spurstange 11 angeordnete Klemmelement 12 statisch gehalten. Wie auch aus der Figur 3 ersichtlich wird, ist hierbei die längsverschiebliche Spurstange 11 am kurveninneren Rad 6 der Vorderachse 3 länger als die längsverschiebliche Spurstange 11 am kurvenäußeren Rad 5 der Vorderachse 3. Somit ist auch der Radwinkel am kurveninneren Rad 6 der Vorderachse 3 größer als der Radwinkel am kurvenäußeren Rad 5 der Vorderachse 3.
An einer längsverschieblichen Spurstange 11 befindet sich zudem jeweils ein Wegmesssystem, beispielsweise ein auf der längsverschieblichen Spurstange 11 befestigter Inkrementalsensor, über den zur Wegkontrolle die Ausfahrposition der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange 11 und damit der jeweiligen Lenkwinkel beziehungsweise Radwinkel der beiden Räder 5; 6 an der Vorderachse 3 direkt gemessen wird. Dieser tatsächliche Wert des Radwinkels der beiden Räder 5; 6 an der Vorderachse 3 wird mit dem durch das Lenksteuergerät 17 bestimmten Vorgabewert verglichen und bei einer Abweichung der beiden Werte gegebenenfalls eine Korrektur vorgenommen.

Claims

Patentansprüche Aktives Lenksystem für ein Kraftfahrzeug (1), bei dem die Räder (5; 6; 7; 8) einer lenkbaren Achse (3; 4) des Kraftfahrzeugs (1) abhängig vom durch die Stellung des Lenkrads (16) des Kraftfahrzeugs (1) vorgegebenen Lenkwinkel angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Rädern (5; 6; 7; 8) einer lenkbaren Achse (3; 4) des Kraftfahrzeugs (1) jeweils eine mit der Karosserie (2) des Kraftfahrzeugs (1) und mit dem jeweiligen Rad (5; 6; 7; 8) verbundene längsverschiebliche Spurstange
(11) zugeordnet ist, und dass der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange (11) ein Sperrelement
(12) zugeordnet ist, das die längsverschiebliche Spurstange (12) in einer vom Lenkwinkel abhängigen Ausfahrposition fixiert. Aktives Lenksystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Längsverschiebung der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange (11) eine Linearführung vorgesehen ist. Aktives Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem kurveninneren Rad (6) verbundene längsverschiebliche Spurstange (11) eine längere Ausfahrposition als die mit dem kurvenäußeren Rad (5) verbundene längsverschiebliche Spurstange (11) aufweist. Aktives Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (12) an der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange (11) befestigt ist. Aktives Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (12) zur Fixierung der längsverschieblichen Spurstange
(11) in der jeweiligen Ausfahrposition elektrisch betätigbar ist. Aktives Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement als Klemmelement ausgebildet ist. Aktives Lenksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement als Spannzange oder Klemmmutter ausgebildet ist. Aktives Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange (11) ein Wegmesssystem zur Bestimmung der Position der längsverschieblichen Spurstange (11) zugeordnet ist. Aktives Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Lenksystem ein Lenksteuergerät (17) aufweist, das ein Lenksteuersignal in Abhängigkeit des durch die Stellung des Lenkrads (16) des Kraftfahrzeugs (1) vorgegebenen Lenkwinkels generiert, über das die Ausfahrposition der jeweiligen längsverschieblichen Spurstange (11) einstellbar ist
PCT/EP2023/069560 2022-08-16 2023-07-13 Aktives lenksystem für ein kraftfahrzeug Ceased WO2024037802A1 (de)

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DE102022002968.5A DE102022002968A1 (de) 2022-08-16 2022-08-16 Aktives Lenksystem für ein Kraftfahrzeug

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102015220361A1 (de) 2015-10-20 2017-04-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Lenksystem mit Vorderachslenkung und Hinterachslenkung sowie Verfahren zur Steuerung eines derartigen Lenksystems
DE102019109155A1 (de) * 2019-04-08 2020-10-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebslenkanordnung zum Antrieb und zur Lenkung eines Rades eines Radmoduls, Radmodul mit der Antriebslenkanordnung, Fahrzeug mit mindestens einem Radmodul und Verfahren zum Antrieb und zur Lenkung des Rades mit der Antriebslenkanordnung

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