DE102011116456A1

DE102011116456A1 - Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges, Lenksystem für ein Fahrzeug sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011116456A1
Application number: DE102011116456A
Authority: DE
Inventors: Thomas Degenstein; Jürgen-Horst Präckel
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-04-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1; 1') zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines lenkbaren Rades (100, 110) eines Fahrzeuges mit einer Stelleinrichtung (2), durch welche der maximale Lenkeinschlag des Rades (100, 110) veränderbar ist, und mit einer die Stelleinrichtung (2) ansteuernden elektronischen Steuereinrichtung (3). Es sind mit der Stelleinrichtung (2) und/oder der Steuereinrichtung (3) gekoppelte Sensormittel (8) zum Erfassen wenigstens einer den maximalen Lenkeinschlag des Rades (100, 110) beeinflussenden radspezifischen Information vorgesehen. Es sind ferner Sensormittel (8') zum Erfassen des momentanen Lenkeinschlags des Rades (100, 110) oder zum Erfassen wenigstens eines mit dem momentanen Lenkeinschlag des Rades (100, 110) korrelierenden Parameters vorgesehen. Die Erfindung betrifft ferner ein Lenksystem für ein Fahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges mit einer Stelleinrichtung, durch welche der maximale Lenkeinschlag des Rades verändert ist, und mit einer die Stelleinrichtung ansteuernden elektronischen Steuereinrichtung. Die Erfindung betrifft ferner ein Lenksystem für ein Fahrzeug. Auch betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Bei Kraftfahrzeugen werden üblicherweise die Radkästen größer dimensioniert als für die lenkbaren Räder des Kraftfahrzeuges notwendig wäre. Beispielsweise ist bei frontgetriebenen Fahrzeugen der Raum zwischen lenkbarem Rad und Fahrzeugkörper so groß gewählt, dass selbst bei montierten Schneeketten sich die lenkbaren Räder bis an den maximalen Lenkeinschlag einlenken lassen, wobei im maximalen Lenkeinschlag die lenkbaren Räder mit ihren Schneeketten ausreichend Freiraum gegenüber dem Fahrzeugkörper haben.
Auch bei heckbetriebenen Kraftfahrzeugen ist der Raum zwischen den lenkbaren Rädern und dem Fahrzeugkörper größer dimensioniert als für die empfohlene Größe der Räder notwendig ist. Dadurch können bei den Kraftfahrzeugen anstelle der empfohlenen Räder auch Räder mit größerer Breite eingebaut werden, wobei trotz der vergrößerten Radbreite die lenkbaren Räder noch immer bis zu dem maximalen Lenkeinschlag eingelenkt werden können und bei maximalem Lenkeinschlag auch für die Räder mit größerer Breite ausreichend Freiraum zum Abrollen gegeben ist.
Insofern könnte bei den Kraftfahrzeugen der maximale Lenkeinschlag der lenkbaren Räder vergrößert werden, sofern die Kraftfahrzeuge lediglich auf die einzige empfohlene Radgröße und/oder auf einen Fahrbetrieb ohne Schneeketten ausgelegt wären. Durch einen vergrößerten maximalen Lenkeinschlag der Räder würde sich ein verkleinerter Wendekreis des Kraftfahrzeuges ergeben. Unter dem Wendekreis ist dabei der minimale Durchmesser einer bei maximalem Lenkeinschlag durchgeführten Kreisfahrt des Kraftfahrzeuges zu verstehen.
Die konstruktionsmäßig bei Kraftfahrzeugen im Bereich der Vorderradaufhängung vorgesehene Platzreserve machen sich bekannte Vorrichtungen der hier angesprochenen Art zu Nutze, um den maximalen Lenkeinschlag des lenkbaren Rades des Kraftfahrzeuges zu verändern. Bei der bekannten Vorrichtung kann ein als Begrenzer für den Lenkeinschlag der lenkbaren Räder wirkender mechanischer Anschlag von einer Position im Normalbetrieb des Kraftfahrzeuges auf eine Position für den Schneekettenbetrieb verändert werden.
Im Bereich des Armaturenbrettes ist dazu ein Schalter vorgesehen, welcher von einer Schaltstellung für den normalen Fahrbetrieb in eine Schaltstellung für den Schneekettenbetrieb umgestellt werden kann. In der Schaltstellung für den Normalbetrieb ist die Anschlagsposition des mechanischen Anschlages bereits so gewählt, dass bei Erreichen des maximalen Lenkeinschlages das Kraftfahrzeug einen kleinstmöglichen Wendekreis ausführt. Erst bei Umschaltung des Schalters auf den Schneekettenbetrieb und das dadurch hervorgerufene Verschieben des mechanischen Anschlags in seiner Anschlagsposition hin zu einem verkleinerten Einschlagwinkel des Rades führt dazu, dass bei Fahrbetrieb mit Schneeketten der maximale Lenkeinschlag verkleinert ist und damit das Kraftfahrzeug beim Einlenken bis in den maximalen Lenkeinschlag einen vergrößerten Wendekreis einnimmt.
Durch die bekannten Vorrichtungen ist zumindest für die beiden Betriebsstellungen Normalbetrieb und Schneekettenbetrieb eine Anpassung des maximalen Lenkeinschlages durch Veränderung der Anschlagsposition des mechanischen Anschlages auf den konstruktiv vorgegebenen Raum zwischen dem Rad und dem Fahrzeugkörper erreicht.
Die Einstellmöglichkeiten durch die bekannten Vorrichtungen sind jedoch relativ eingeschränkt, da lediglich zwischen den beiden Schalterstellungen Normalbetrieb und Schneekettenbetrieb unterschieden werden kann. Auch ist durch den Fahrer ein gewisser Handhabungsaufwand zu erbringen, da der Fahrer zum Ändern des maximalen Lenkeinschlages der lenkbaren Räder den Schalter zu betätigen hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlages wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges mit den eingangs genannten Merkmalen bereit zu stellen, welche für den Fahrer besonders handhabungsfreundlich ist und durch welche der maximale Lenkeinschlag variabler als bisher verändert werden kann. Ferner sollen ein Lenksystem für ein Fahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen werden, welche für den Einsatz einer solchen Vorrichtung geeignet sind.
Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlages wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Die Aufgabe wird ferner mit einer Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges gelöst, welche die Merkmale des Anspruches 10 aufweist. Weiterhin wird zur Lösung der Aufgabe ein Lenksystem für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 13 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 15 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Nach dem Anspruch 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges eine Stelleinrichtung auf, durch welche der maximale Lenkeinschlag des Rades veränderbar ist.
Die Stelleinrichtung kann beispielsweise wenigstens einen Antrieb, insbesondere elektromotorischen Antrieb, aufweisen oder aus einem solchen Antrieb, insbesondere elektromotorischen Antrieb, gebildet sein, welcher lenkkraftunterstützend auf das Rad wirkt. Beispielsweise kann der Antrieb Bestandteil einer sogenannten elektrischen Lenkung sein. Die Stelleinrichtung nutzt den Antrieb in der Weise, dass durch das von dem Antrieb aufbringbare Motormoment von dem Fahrer und/oder dem gesamten Lenksystem erzeugte Lenkkraft als Gegenkraft entgegenwirkt. In diesem Fall ist dann ein weitergehender Lenkeinschlag nicht mehr möglich. Der maximale Lenkeinschlag für das Rad ist somit erreicht. Die Stelleinrichtung bzw. der Antrieb der Stelleinrichtung dient somit einmal zum Erzeugen einer Lenkkraft, insbesondere Hilfslenkkraft und zum anderen wird die Kraft des Motors gezielt als Haltekraft genutzt, um den Lenkeinschlag des Rades zu begrenzen.
Es kann ergänzend oder alternativ durch die Stelleinrichtung auch ein als Begrenzer für den Lenkeinschlag des Rades wirkender mechanischer, elektrischer und/oder hydraulischer Anschlag in seiner Anschlagsposition veränderbar sein.
Der Anschlag kann beispielsweise ein mechanischer Anschlag sein, welcher eine Zahnstange eines Lenkgetriebes des Kraftfahrzeuges in ihrem Steuerweg bzw. Stellweg zum Einlenken des Rades bzw. der Räder begrenzt. Im Grunde kann als Anschlag jegliche Art von Bauteil oder System genutzt werden, durch welchen der Lenkeinschlag des wenigstens einen lenkbaren Rades begrenzt wird. Die Begrenzung kann mechanisch, elektrisch, hydraulisch, elektrohydraulisch, elektromechanisch oder auf dergleichen andere beliebige Art und Weise erfolgen. Maßgeblich ist, dass der Anschlag in seiner Begrenzungsposition im Hinblick auf das wenigstens eine lenkbare Rad bzw. die lenkbaren Räder veränderbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine die Stelleinrichtung ansteuernde elektronische Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung kann eine Steuereinheit sein, welche beispielsweise Bestandteil der zentralen Steuereinheit des Kraftfahrzeuges ist.
Nach der Erfindung sind mit der Stelleinrichtung und/oder der Steuereinrichtung gekoppelte Sensormittel zum Erfassen wenigstens einer den maximalen Lenkeinschlag des Rades beeinflussenden radspezifischen Information vorgesehen.
Durch diese Maßnahme erlangt die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Zutun des Fahrers wenigstens eine Information über das montierte lenkbare Rad, so dass in Abhängigkeit der mittels der Sensormittel erfassten Information der maximale Lenkeinschlag selbsttätig angepasst wird. Es ergibt sich dadurch eine besonders komfortable Handhabung für den Fahrer, da der Fahrer selbst nicht eingreifen muss, damit der maximale Lenkanschlag auf die Abmessung des montierten lenkbaren Rades entsprechend angepasst wird. Dies übernimmt die erfindungsgemäße Vorrichtung selbsttätig auf der Basis der wenigstens einen von den Sensormitteln erfassten radspezifischen Information. Insofern benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung keinen Schalter, welcher von dem Fahrer zu bedienen ist und durch die vorgegebenen Schalterstellungen die Einstellmöglichkeiten für den maximalen Lenkeinschlag begrenzt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dagegen auf beliebige maximale Lenkeinschläge des wenigstens einen lenkbaren Rades eingestellt werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sensormittel zum Erfassen wenigstens einer Information zur Breite des Rades, insbesondere der Breite der Felge und/oder der Breite des Reifens des Rades, ausgebildet ist. Dadurch ist das Sensormittel dazu ausgebildet, dass die von den Sensormitteln erfasste wenigstens eine Information direkt diejenige radspezifische Größe betrifft, welche beschränkend auf den maximalen Lenkeinschlag des lenkbaren Rades wirkt. Denn mit zunehmender Breite des Rades bzw. der Felge bzw. des Reifens des Rades ist der maximale Lenkeinschlag des wenigstens einen lenkbaren Rades hin zu kleineren Werten zu verstellen, so dass der sich ergebende Wendekreis größer wird. Es ist somit auf schnellem Wege und auf besonders einfache Art und Weise der elektronischen Steuereinrichtung und/oder der Stelleinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Information gegeben, welche Breite das Rad bzw. die Felge bzw. der Reifen des momentan montierten lenkbaren Rades vorliegt.
In die gleiche Richtung geht die Maßnahme, dass die Sensormittel zum Erfassen wenigstens einer Information zu einem die Breite des Rades verändernden Anbauteil an das Rad und/oder wenigstens eine Information zur Breite des Rades mit einem Anbauteil an das Rad ausgebildet ist. Das Anbauteil kann beispielsweise eine Schneekette sein, durch welche die Breite des Rades vergrößert ist, worauf die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Verkleinerung des maximalen Lenkeinschlages reagiert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Information auf einem Medium, wie beispielsweise einem Transponder, abgelegt ist und die Sensormittel durch eine Identifizierungseinrichtung gebildet ist, mittels welcher die Information identifizierbar ist, insbesondere auslesbar ist. Dadurch wird auf technisch einfache Art und Weise die wenigstens eine radspezifische Information von den Sensormitteln erfasst und lässt sich auf technisch einfache Art und Weise auf, an oder bzw. in der Schneekette den Rädern vorhalten. Durch den Einsatz eines Transponders und einer dazugehörigen Identifizierungseinrichtung kann auf kostengünstige und in großer Vielzahl und Stückzahl auf dem Markt angebotene Systeme zurückgegriffen werden. Beispielsweise kann auf sogenannte RFID-Systeme zurückgegriffen werden. Ein solches System besteht aus wenigstens einem Transponder, der sich an oder in dem Rad befindet und einen kennzeichnenden Code enthält. Der Code wird von der Identifizierungseinrichtung ausgelesen. Der Code kann beispielsweise ein Barcode sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Sensormittel zum Erfassen wenigstens eines den maximalen Lenkeinschlag des Rades beeinflussenden radspezifischen Parameters ausgebildet sind. In diesem Fall erfassen die Sensormittel wenigstens eine Größe, mittels welcher direkt oder indirekt Rückschlüsse auf die Abmessungen des lenkbaren Rades gezogen werden können. Mittels der Sensormittel findet bevorzugt eine Messung, insbesondere eine kontinuierliche Messung, des wenigstens einen Parameters bzw. der wenigstens einen Messgröße statt. Selbstverständlich ist auch eine diskontinuierliche Messung möglich.
Durch diese Ausgestaltung bedarf es keiner Markierung oder sonstigen Konditionierung des Rades. Die bisherigen Räder können somit also unverändert und ohne vorherige Kennzeichnung an dem Fahrzeug montiert werden, da mittels der Sensormittel die radspezifischen Parameter identifiziert werden.
Die Ausgestaltung, wonach die Sensormittel zum Erfassen wenigstens eines den maximalen Lenkeinschlages des Rades beeinflussenden radspezifischen Parameters ausgebildet sind, kann als separate Ausgestaltung gesehen werden. Auch kann diese Ausgestaltung als Kombination zu der Ausgestaltung vorgesehen sein, wonach die Sensormittel wenigstens eine radspezifische Information von einem Medium identifizieren, welches beispielsweise direkt an oder in dem Rad angeordnet ist.
Sofern die Sensormittel zum Erfassen wenigstens eines den maximalen Lenkeinschlag des Rades beeinflussenden radspezifischen Parameters ausgebildet sind, bietet es sich an, dass die Sensormittel zum Erfassen bzw. Identifizieren der Breite des Rades, insbesondere der Breite der Felge und/oder der Breite des Reifens des Rades, ausgebildet sind. Dadurch liefern die Sensormittel direkt eine Information zu derjenigen Größe, welche den maximalen Lenkeinschlag maßgeblich beeinflusst, nämlich die Breite des Rades. Die Abmessungen des Rades können durch die Sensormittel auf direktem Wege oder indirektem Wege erfasst werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Sensormittel zum Erfassen bzw. Identifizieren der Breite des Rades mit einem daran montierten Anbauteil ausgebildet sind. Das Anbauteil kann beispielsweise eine Schneekette sein, so dass die Gesamtbreite des Rades sich aus der Breite und der daran montierten Schneekette ergibt. Die Gesamtbreite des Rades kann durch die Sensormittel auf direktem oder indirektem Wege ermittelt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Sensormittel durch wenigstens ein in einem anderen elektronischen Regelungssystem des Fahrzeuges genutztes Sensorelement gebildet sind. Dadurch kann auf bereits im Fahrzeug vorhandene Sensorelemente zurückgegriffen werden, so dass die erfindungsgemäße Vorrichtung kostengünstig realisiert ist.
Die Sensormittel können beispielsweise durch wenigstens ein Sensorelement eines elektronisch gesteuerten Assistenzsystems, eines elektronischen Dämpfungssystems, eines elektronischen Luftdruckerfassungs-/Regelungssystems und/oder eines adaptiven Lichtsystems gebildet sein. Auch können mehrere Sensorelemente derartiger Systeme, wie beispielsweise einem elektronisch gesteuerten Assistenzsystem, einem elektronischen Dämpfungssystem, einem elektronischen Luftdruckerfassungs-/Regelungssystem und/oder einem adaptiven Lichtsystem, miteinander die Sensormittel bilden.
Als Sensormittel können beispielsweise wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Raddrehzahl und/oder wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Gierrate des Kraftfahrzeuges herangezogen werden, welche beispielsweise Teil des ESP-Systems des Kraftfahrzeuges sind. Ergänzend oder alternativ kann wenigstens ein Beschleunigungssensor genutzt werden, welcher beispielsweise Bestandteil des CDC-Dämpfersystems des Kraftfahrzeuges ist. Ergänzend oder alternativ kann auch ein Luftdrucksensor als Sensormittel genutzt werden. Ergänzend oder alternativ ist es auch möglich, dass wenigstens ein Sensor, insbesondere wenigstens ein Leveling-Sensor, benutzt wird, welcher beispielsweise bei dem adaptiven Lichtsystem des Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine Wissensbasis mit Stellwerten zum Ansteuern der Stelleinrichtung in Abhängigkeit der radspezifischen Informationen aufweist. Dadurch ist auf technisch einfache Weise der maximale Lenkeinschlag durch die Stelleinrichtung der maximale Lenkeinschlag des Rades auf dessen Abmessungen, insbesondere dessen Breite unter Berücksichtigung der von den Sensormitteln gelieferten wenigstens einen radspezifischen Information anzupassen.
Nach dem Anspruch 10 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges eine Stelleinrichtung auf, durch welche der maximale Lenkeinschlag des Rades veränderbar ist.
Die Stelleinrichtung kann beispielsweise wenigstens einen Antrieb, insbesondere elektromotorischen Antrieb, aufweisen oder aus einem solchen Antrieb, insbesondere elektromotorischen Antrieb, gebildet sein, welcher lenkkraftunterstützend auf das Rad wirkt. Beispielsweise kann der Antrieb Bestandteil einer sogenannten elektrischen Lenkung sein. Die Stelleinrichtung nutzt den Antrieb in der Weise, dass durch das von dem Antrieb aufbringbare Motormoment von dem Fahrer und/oder dem gesamten Lenksystem erzeugte Lenkkraft als Gegenkraft entgegenwirkt. In diesem Fall ist dann ein weitergehender Lenkeinschlag nicht mehr möglich. Der maximale Lenkeinschlag für das Rad ist somit erreicht. Die Stelleinrichtung bzw. der Antrieb der Stelleinrichtung dient somit einmal zum Erzeugen einer Lenkkraft, insbesondere Hilfslenkkraft und zum anderen wird die Kraft des Motors gezielt als Haltekraft genutzt, um den Lenkeinschlag des Rades zu begrenzen.
Es kann ergänzend oder alternativ durch die Stelleinrichtung auch ein als Begrenzer für den Lenkeinschlag des Rades wirkender mechanischer, elektrischer und/oder hydraulischer Anschlag in seiner Anschlagsposition veränderbar sein.
Der Anschlag kann beispielsweise ein mechanischer Anschlag sein, welcher eine Zahnstange eines Lenkgetriebes des Kraftfahrzeuges in ihrem Steuerweg bzw. Stellweg zum Einlenken des Rades bzw. der Räder begrenzt. Im Grunde kann als Anschlag jegliche Art von Bauteil oder System genutzt werden, durch welchen der Lenkeinschlag des wenigstens einen lenkbaren Rades begrenzt wird. Die Begrenzung kann mechanisch, elektrisch, hydraulisch, elektrohydraulisch, elektromechanisch oder auf dergleichen andere beliebige Art und Weise erfolgen. Maßgeblich ist, dass der Anschlag in seiner Begrenzungsposition im Hinblick auf das wenigstens eine lenkbare Rad bzw. die lenkbaren Räder veränderbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat ferner eine die Stelleinrichtung ansteuernde elektronische Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung kann eine Steuereinheit sein, welche beispielsweise Bestandteil der zentralen Steuereinheit des Kraftfahrzeuges ist.
Nach der Erfindung sind mit der Stelleinrichtung und/oder der Steuereinrichtung gekoppelte Sensormittel zum Erfassen des momentanen Lenkeinschlags des Rades oder zum Erfassen wenigstens eines mit dem momentanen Lenkeinschlag des Rades korrelierenden Parameters ausgebildet.
Auch durch diese Maßnahme ist ein Anpassen des maximalen Lenkeinschlages an die durch das montierte lenkbare Rad vorhandene Abmessung anpassbar, ohne dass dazu der Fahrer des Fahrzeuges eine Handlung auszuführen hat. Die erfindungsgemäße Vorrichtung passt den maximalen Lenkeinschlag entsprechend des jeweils montierten lenkbaren Rades selbsttätig an, indem in Abhängigkeit der von den Sensormitteln gelieferten Werte des momentanen Lenkeinschlages oder des wenigstens einen mit dem momentanen Lenkeinschlag des Rades korrelierenden Parameters der maximale Lenkeinschlag verändert wird.
Insofern benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung keinen Schalter, welcher von dem Fahrer zu bedienen ist und durch die vorgegebenen Schalterstellungen die Einstellmöglichkeiten für den maximalen Lenkeinschlag begrenzt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dagegen auf beliebige maximale Lenkeinschläge des wenigstens einen lenkbaren Rades eingestellt werden.
Die Sensormittel sind beispielsweise durch wenigstens einen Sensor zur Erfassung des Einschlagwinkels des Rades gebildet.
Ergänzend oder alternativ kann wenigstens ein Sensorelement vorgesehen sein, welches den Weg einer Zahnstange des Lenkgetriebes erfasst. Durch den zurückgelegten Weg der Zahnstange lässt sich auf den zugehörigen Lenkeinschlag des Rades zurückschließen, so dass auch das Sensorelement zum Erfassen des Weges als Sensormittel herangezogen werden kann.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass unter Berücksichtigung der von den Sensormitteln erfassten momentanen Messwerten die Steuereinrichtung zur Ermittlung des momentanen Abstandes zwischen einem vorgegebenen Bezugspunkt an dem Rad, dessen Position sich in Abhängigkeit des Lenkeinschlages ändert, und einem vorgegebenen karosseriefesten Bezugspunkt ausgebildet ist. Dadurch ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf technisch einfache Art und Weise der maximale Lenkeinschlag des lenkbaren Rades auf die jeweilige Abmessung des lenkbaren Rades anpassbar, wobei zum Anpassen des maximalen Lenkeinschlages die erfindungsgemäße Vorrichtung keine Informationen über die Abmessung des lenkbaren Rades benötigt oder das montierte Rad identifizieren muss. Zur Veränderung des maximalen Lenkeinschlages wird vielmehr lediglich auf den direkt oder indirekt erfassten momentanen Lenkeinschlag des Rades und den Abstand zwischen den beiden Bezugspunkten abgestellt.
Der karosseriefeste Bezugspunkt kann ein Teil der Fahrzeugkarosserie sein. Beispielsweise kann der karosseriefeste Bezugspunkt ein Längsträger der Fahrzeugkarosserie sein.
Es bietet sich an, dass die Steuereinrichtung zum Ansteuern der Stelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass bei Erreichen oder Unterschreiten eines vorgegebenen Minimalwertes des Abstandes zwischen den beiden Bezugspunkten die Stelleinrichtung begrenzend auf den Lenkeinschlag des Rades wirkt. Dadurch ist bei Erreichen oder Unterschreiten des vorgegebenen Minimalwertes ein weitergehender Lenkeinschlag des Rades nicht mehr möglich. Es ist dadurch der maximale Lenkeinschlag in technisch einfacher Art und Weise unter Berücksichtigung der Abmessung des montierten Rades realisiert, wobei die Abmessung des Rades selbst nicht mittels der Sensormittel direkt erfasst wird.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Lenksystem für ein Fahrzeug mit zwei lenkbaren Rädern und einem Lenkgetriebe, welches eine Lenkbewegung auf die Räder überträgt. Bevorzugt weist das Lenksystem eine auf die Räder wirkende Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art.
Das Lenkgetriebe kann mit wenigstens einer auf die Räder wirkenden Zahnstange zusammenwirken. Bevorzugt ist der maximale Weg der Zahnstange durch die Stelleinrichtung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung veränderbar. Es kann dadurch der maximale Weg der Zahnstange gesteuert und/oder geregelt werden, so dass je nach Abmessung des Rades, insbesondere der Breite des Rades, der maximal mögliche Weg zur Bewegung der Zahnstange im Zuge einer Lenkbewegung vorgegeben wird und damit das Kraftfahrzeug in Abhängigkeit der Abmessung des montierten Rades einen kleinstmöglichen Wendekreis bei vollem Lenkeinschlag vollzieht.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art. Bevorzugt ist das Kraftfahrzeug mit einem Lenksystem der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet.
Durch die Erfindung ergibt sich ein reduzierter, auf Abmessungen der Bereifung des Fahrzeuges optimierter Wendekreis. Die Lenkung passt sich dabei dem gerade montierten Reifen bzw. dessen Abmessungen selbsttätig an. Auch montierte Schneeketten, welche die Breite der Räder vergrößern, werden durch die Erfindung berücksichtigt.
Durch die Erfindung ist es ferner möglich, dass der Kunde im After-Markt erworbene breite Reifen, insbesondere Reifen mit größerer Breite als die empfohlene Breite, montieren kann, ohne dass es dadurch zur Funktionsbeeinträchtigung des Lenksystems kommt. Durch die Auswahl des Reifens bzw. dessen Abmessungen, kann der Kunde selbst entscheiden, welchen Wendekreis das Fahrzeug ausführt. Insgesamt ergibt sich durch die Erfindung eine Reduzierung der Kosten, da die Teilevielfalt reduziert ist.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
Es zeigen:
1 eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlages wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges in schematischer Darstellung und
2 eine mögliche weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verändern des maximalen Lenkeinschlages wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges in schematischer Darstellung.
1 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Verändern des maximalen Lenkeinschlages wenigstens eines lenkbaren Rades eines Fahrzeuges. Zum besseren Verständnis der Vorrichtung 1 ist in der 1 der Lenkaufbau eines Fahrzeuges schematisch dargestellt. Das Fahrzeug hat zwei lenkbare Räder 100, 110, welche durch ein Lenkgetriebe 120 gelenkt werden, wobei das Lenkgetriebe 120 wiederum über eine Lenkwelle 140 mit dem Lenkrad 130 des Fahrzeuges gekoppelt ist. Zum Betätigen des Lenkrades 130 wird eine Lenkbewegung erzeugt, welche über die Lenkwelle 140 auf das Lenkgetriebe 120 übertragen wird. Das Lenkgetriebe 120 wirkt wiederum auf die Räder 100 bzw. 110, indem es die Lenkbewegung auf die Räder 100, 110 weiterleitet, welche dadurch einen Lenkeinschlag erfahren.
In der 1 ist es schematisch angedeutet, dass das Lenkgetriebe 120 mit Zahnstangen 180, 190 zusammenwirkt, durch welche die Lenkbewegung auf die Räder 100, 110 überfragen wird. Die Zahnstangen 180, 190 sind zumindest durch jeweils eine gestrichelte Linie angedeutet. Es ist ferner in der 1 lediglich angedeutet, dass die Zahnstangen 180, 190 in ihrem Stellweg durch jeweils einen zugehörigen Anschlag 160 bzw. 170 begrenzt sind. Der jeweilige Anschlag 160 bzw. 170 ist dabei entlang des jeweils eingezeichneten Pfeiles hin und her bewegbar, so dass der jeweilige Anschlag 160 bzw. 170 in seiner Anschlagsposition veränderbar ist. Durch die Veränderbarkeit des Anschlages 160 bzw. 170 ist somit der maximale Lenkeinschlag des jeweiligen Rades 100 bzw. 110 veränderbar.
Auf die Anschläge 160 bzw. 170 wirkt eine Stelleinrichtung 2 der Vorrichtung 1. Durch die Stelleinrichtung 2 kann der jeweilige Anschlag 160 bzw. 170 in seiner Anschlagsposition verändert werden.
Der Vollständigkeit halber soll erwähnt sein, dass anstelle der Anschläge 160, 170 die Stelleinrichtung auf einen Antrieb wirken kann oder selbst einen Antrieb bilden kann, welcher Bestandteil einer elektronischen Lenkung ist und zum Ausführen einer Hilfslenkbewegung zusätzlich zu der von dem Fahrer ausgeübten Lenkbewegung dient. Bei dieser Ausführungsform wird die Begrenzung des Lenkeinschlages durch das von dem Motor aufbringbare Motormoment als Haltekraft gebildet, welche größer ist als die aufgebrachte Lenkkraft und der Lenkkraft entgegenwirkt.
Die Vorrichtung 1 weist ferner eine elektronische Steuereinrichtung 3 auf, durch welche die Stelleinrichtung 2 angesteuert wird.
Weiterhin weist die Vorrichtung 1 Sensormittel 8 auf, welche zum Erfassen wenigstens einer den maximalen Lenkeinschlag des Rades 100 bzw. 110 einer beeinflussenden radspezifischen Information ausgebildet sind.
Die Sensormittel 8 übergeben die wenigstens eine erfasste Information auf die Steuereinrichtung 3, welche anschließend auf der Basis dieser Information die Stelleinrichtung 2 ansteuert, von welcher aus die Anschläge 160, 170 entsprechend wenigstens einer Stellanweisung der Stelleinrichtung 2 in ihrer Anschlagsposition verändert werden.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 sind die Sensormittel 8 durch wenigstens eine Identifizierungseinrichtung 5 gebildet, durch welche die wenigstens eine radspezifische Information von einem Medium 4 ausgelesen werden kann. Das Medium 4 ist beispielsweise ein Transponder, welcher sich an oder in dem zugehörigen Rad 100 bzw. 110 befindet. Auf dem Medium 4 kann beispielsweise als Information die Breite des zugehörigen Rades 100 bzw. 110, insbesondere die Breite der Felge und/oder die Breite des Reifens abgelegt sein. Auch können selbstverständlich noch weitere Informationen auf dem Medium 4 abgelegt sein, wie beispielsweise weitergehende Daten über Eigenschaften des Rades, Reifens oder der Felge.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1' anhand des bereits zu der 1 beschriebenen Lenkaufbaus eines Fahrzeuges.
Bauteile der 2, welche mit den Bauteilen aus der 1 baulich identisch oder funktionsgleich sind, sind zum besseren Verständnis mit gleichen Bezugszeichen versehen; insofern wird auf die Beschreibung zu der 1 verwiesen.
Die Vorrichtung 1' gemäß der 2 unterscheidet sich von der Vorrichtung 1 gemäß der 1 unter anderem dadurch, dass Sensormittel 8' vorgesehen sind, welche zum Erfassen des momentanen Lenkeinschlages des jeweiligen Rades 100 bzw. 110 oder zur Erfassung wenigstens eines mit dem momentanen Lenkeinschlages des zugehörigen Rades 100 bzw. 110 korrelierenden Parameters ausgebildet sind. Die Vorrichtung 1' steuert damit über die Stelleinrichtung 2 den jeweiligen Anschlag 160 bzw. 170 nicht nach der Breite des Rades, wie dies beispielsweise gemäß der Vorrichtung 1 nach der 1 der Fall ist, sondern eine Information über die Breite des Rades ist dazu nicht erforderlich, da lediglich der momentane Lenkeinschlag oder ein damit korrelierender Parameter herangezogen wird.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sensormittel 8' durch wenigstens ein Sensorelement 6 bzw. 7 gebildet sind, welches mit dem jeweils zugehörigen Rad 100 bzw. 110 zusammenwirkt, wobei das jeweilige Sensorelement 6 bzw. 7 den momentanen Abstand zwischen einem vorgegebenen Bezugspunkt 9 an dem jeweiligen Rad 100 bzw. 110 und einem vorgegebenen karosseriefesten Bezugspunkt 10 im Hinblick auf das jeweilige Rad 100 bzw. 110 erfasst. Der Bezugspunkt 9 an dem jeweiligen Rad 110 bzw. 110 ist bevorzugt derart gewählt, dass der Bezugspunkt 9 in Abhängigkeit des Lenkeinschlages des Rades 100 bzw. 110 seine Position entsprechend ändert.
Der jeweilige karosseriefeste Bezugspunkt 10 kann beispielsweise an einem Längsträger 200 bzw. 210 der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein.
Die Steuereinrichtung 3 ist bei dieser Ausführungsform derart ausgebildet, dass der Anschlag 160 bzw. 170 soweit in seiner Anschlagsposition verändert wird, dass bei Erreichen oder Unterschreiten eines vorgegebenen Minimalwertes des Abstandes zwischen den beiden Bezugspunkten 9, 10 des jeweiligen Rades 100 bzw. 110 der jeweils zugehörige Anschlag 160, 170 begrenzend auf den Lenkeinschlag wirkt und damit ein maximaler Lenkeinschlag für das jeweils montierte Rad 100 bzw. 110 festgelegt ist.
Auch kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass das jeweilige Sensorelement 6 bzw. 7 den Einschlagswinkel des jeweiligen Rades 100 bzw. 110 oder den momentanen Stellweg der jeweiligen Zahnstange 180 bzw. 190 zum Einlenken des zugehörigen Rades 100 bzw. 110 erfasst und diese Information an die elektronische Steuereinrichtung 3 weitergibt. Die elektronische Steuereinrichtung 3 kann für diesen Fall dazu ausgebildet sein, dass unter Vorgabe der Position des karosseriefesten Bezugspunktes 10 für das jeweilige Rad 100 bzw. 110 und den von dem jeweiligen Sensorelement 6 bzw. 7 gelieferten momentanen Wert für den Lenkeinschlag oder den Stellweg der Zahnstange 180 bzw. 190 auf den momentanen Abstand der beiden Bezugspunkte 9 und 10 zueinander zurückgeschlossen wird. Hierauf aufbauend steuert dann die Steuereinrichtung 3 die Stelleinrichtung 2 zum Einstellen des jeweiligen Anschlages 160 bzw. 170 an.
Für eine Plausibilitätsprüfung könnten Messwerte der Lenkung verwendet werden. Beispielsweise könnte der Weg der Zahnstangen oder der Lenkwinkel herangezogen werden. Auch könnte die aufgebrachte Kraft der Zahnstange zugrunde gelegt werden. Beispielsweise könnte ein zusätzliches Sensorelement zum Erfassen eines Weges verbaut werden. Dieser Wegsensor könnte dann das Rad beispielsweise bei 90% des Zahnstangenweges detektieren und die Vorrichtung könnte dann bis zu einer minimalen Annäherung den weitergehenden Weg der Zahnstange zulassen. Sofern Wegmessung und tatsächlicher Zahnstangenweg oder Lenkwinkel nicht korrelieren, würde eine Fehlmessung vorliegen und der Zahnstangenweg wäre zu begrenzen. Dies vor dem Hintergrund, Beschädigungen des Rades, insbesondere des Reifens oder der Felge auszuschließen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
1': Vorrichtung
2: Stelleinrichtung
3: Steuereinrichtung
4: Medium
5: Identifizierungseinrichtung
6: Sensorelement
7: Sensorelement
8: Sensormittel
8': Sensormittel
9: Bezugspunkt
10: Bezugspunkt
100: Rad
110: Rad
120: Lenkgetriebe
130: Lenkrad
140: Lenkwelle
160: Anschlag
170: Anschlag
180: Zahnstange
190: Zahnstange
200: Längsträger
210: Längsträger

Claims

Vorrichtung (1) zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines Lenkbaren Rades (100, 110) eines Fahrzeuges mit einer Stelleinrichtung (2), durch welche der maximale Lenkeinschlag des Rades (100, 110) veränderbar ist, und mit einer die Stelleinrichtung (2) ansteuernden elektronischen Steuereinrichtung (3), wobei mit der Stelleinrichtung (2) und/oder der Steuereinrichtung (3) gekoppelte Sensormittel (8) zum Erfassen wenigstens einer den maximalen Lenkeinschlag des Rades (100, 110) beeinflussenden radspezifischen Information vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (8) zum Erfassen wenigstens einer Information zur Breite des Rades (100, 110), insbesondere der Breite der Felge und/oder der Breite des Reifens des Rades (100, 110), ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel (8) zum Erfassen wenigstens einer Information zu einem die Breite des Rades (100, 110) verändernden Anbauteil an das Rad (100, 110), wie beispielsweise eine Schneekette, und/oder wenigstens einer Information zur Breite des Rades (100, 110) mit einem Anbauteil an das Rad (100, 100), wie beispielsweise einer Schneekette, ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Information auf einem Medium (4), wie beispielsweise einem Transponder, abgelegt ist und die Sensormittel (8) durch eine Identifizierungseinrichtung (5) gebildet sind, mittels welcher die Information identifizierbar ist, insbesondere auslesbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel zum Erfassen wenigstens eines den maximalen Lenkeinschlag des Rades beeinflussenden radspezifischen Parameters ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel zum Erfassen der Breite des Rades, insbesondere der Breite der Felge und/oder der Breite des Reifens des Rades, ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel zum Erfassen der Breite des Rades mit einem daran montierten Anbauteil, wie beispielsweise einer Schneekette, ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel durch wenigstens ein in einem anderen elektronischen Regelsystem des Fahrzeuges genutztes Sensorelement, insbesondere wenigstens einem Sensorelement eines elektronisch gesteuerten Assistenzsystems, eines elektronischen Dämpfungssystems, eines elektronischen Luftdruckerfassungs-/Regelsystems und/oder eines adaptiven Lichtsystems, gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) eine Wissensbasis mit Stellwerten zum Ansteuern der Stelleinrichtung (2) in Abhängigkeit der radspezifischen Informationen aufweist.
Vorrichtung (1) zum Verändern des maximalen Lenkeinschlags wenigstens eines lenkbaren Rades (100, 110) eines Fahrzeuges mit einer Stelleinrichtung (2), durch welche der maximale Lenkeinschlag des Rades (100, 110) veränderbar ist, und mit einer die Stelleinrichtung (2) ansteuernden elektronischen Steuereinrichtung (3) wobei mit der Stelleinrichtung und/oder der Steuereinrichtung gekoppelte Sensormittel (8') zum Erfassen des momentanen Lenkeinschlags des Rades oder zum Erfassen wenigstens eines mit dem momentanen Lenkeinschlag des Rades (100, 110) korrelierenden Parameters vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass unter Berücksichtigung der von den Sensormitteln (8') erfassten momentanen Messwerten die Steuereinrichtung (3) zur Ermittlung des momentanen Abstandes zwischen einem vorgegebenen Bezugspunkt (9) an dem Rad (100, 110), dessen Position sich in Abhängigkeit des Lenkeinschlages ändert, und einem vorgegebenen karosseriefesten Bezugspunkt (10) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, das die Steuereinrichtung (3) zum Ansteuern der Stelleinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass bei Erreichen oder Unterschreiten eines vorgegebenen Minimalwertes des Abstandes zwischen den beiden Bezugspunkten (9, 10) die Stelleinrichtung (2) begrenzend auf den Lenkeinschlag des Rades (100, 110) wirkt.
Lenksystem für ein Fahrzeug mit zwei lenkbaren Rädern (100, 110) und einem Lenkgetriebe (120), welches eine Lenkbewegung auf die Räder (100, 110) überträgt, und mit einer auf die Räder (100, 110) wirkenden Vorrichtung (1; 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Lenksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenkgetriebe (120) mit wenigstens einer auf die Räder (100, 110) wirkenden Zahnstange (180, 190) zusammenwirkt, dessen maximaler Stellweg durch die Stelleinrichtung (2) der Vorrichtung (1; 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 12 veränderbar ist.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung (1; 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 12, insbesondere mit einem Lenksystem nach Anspruch 13 oder 14.