DE102022003839A1

DE102022003839A1 - Verfahren zur Reduzierung der Lenkkräfte an der gelenkten Achse eines Fahrzeuges beim Parken

Info

Publication number: DE102022003839A1
Application number: DE102022003839.0A
Authority: DE
Inventors: Timo Gaugele
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2023-03-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Lenkkräfte an der gelenkten Achse eines Fahrzeuges beim Parken, bei welchem die an der Achse angeordneten lenkbaren Räder in Abhängigkeit eines Lenkeinschlages eingeschlagen werden. Bei einem Verfahren, mit welchem ein Parkvorgang mit einer preiswerteren Lenkung zuverlässig durchgeführt werden kann, werden bei stehendem Fahrzeug die Räder der gelenkten Achse in einen Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges eingeschlagen, wobei eines der lenkbaren Räder gebremst wird, während das andere der lenkbaren Räder ungebremst bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Lenkkräfte an der gelenkten Achse eines Fahrzeuges beim Parken, bei welchem die an der Achse angeordneten lenkbaren Räder in Abhängigkeit eines Lenkeinschlages eingeschlagen werden.
Aus der DE 10 2005 000 701 B4 ist eine Fahrzeug-Elektrohydraulik-Servolenkeinheit bekannt, die einen mechanischen Lenkmechanismus umfasst, der ein lenkbares Rad in eine Lenkrichtung in Abhängigkeit von der Betätigung eines Lenkrades lenkt.
Bei einem Parkvorgang kommt es vor, dass bei stehendem Fahrzeug die Lenkung bis zu einem Endanschlag eingeschlagen wird. Geschieht dies mit maximalem Bremsdruck werden beider Räder der gelenkten Achse beidseitig blockiert. Dabei erhöht sich die an der Zahnstange des Lenkmechanismus aufzubringende Kraft, insbesondere immer dann, wenn das Fahrzeug maximal beladen ist. Dies erfordert eine größere, schwerere und teurere Lenkung sowohl hinsichtlich des mechanischen Lenkmechanismus als auch für die elektrische Servounterstützung der Lenkung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Reduzierung der Lenkkräfte an der gelenkten Achse eines Fahrzeuges beim Parken anzugeben, mit welchem ein Parkvorgang mit einer preiswerteren Lenkung zuverlässig durchgeführt werden kann.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in der Figur dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem eingangs erläuterten Verfahren zur Reduzierung der Lenkkräfte an der gelenkten Achse eines Fahrzeuges beim Parken, bei welchem die an der Achse angeordneten lenkbaren Räder in Abhängigkeit eines Lenkeinschlages eingeschlagen werden, werden bei stehendem Fahrzeug die Räder der gelenkten Achse in einem Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges eingeschlagen, wobei eines der lenkbaren Räder gebremst wird, während das andere der lenkbaren Räder ungebremst bleibt. Durch das einseitige Entbremsen eines der Räder wird die an der Zahnstange des mechanischen Lenkmechanismus aufzubringende Kraft beträchtlich reduziert. Die entsprechende Unterstützungseinheit der Lenkung, umfassend einen Elektromotor und ggf. Übersetzungsstufen, kann entsprechend kleiner und schwächer dimensioniert werden. Die mechanischen Bestandteile weisen bei gleicher technischer Performance eine höhere Lebensdauer auf. Dieses Verfahren kann zuverlässig auch an einer Steigung angewandt werden
Vorteilhafterweise bleibt das kurveninnere Rad ungebremst, während das kurvenäußere Rad gleichzeitig blockiert wird. Dadurch können die Randbedingungen für die Auswahl der Achstopologie bzw. der Achskinematik vereinfacht bzw. reduziert werden. Durch den Wegfall der Randbedingung des Parkens kann die Achskinematik hinsichtlich anderer Kriterien, wie Elasto-Kinematik, Fertigung und Montage ausgelegt werden, was eine Optimierung der Bauteile der Radführung ermöglicht. Auch die Anforderungen für die Reifenentwicklung ändert sich, da die Reifen potentiell besser hinsichtlich Rollwiderstand bzw. fahrdynamischer Anforderungen ausgelegt werden können.
In einer Ausgestaltung werden die Räder an einer ungelenkten Achse des Fahrzeuges vollständig blockiert. Dadurch wird gewährleistet, dass während des Parkvorganges des stehenden Fahrzeuges ein maximaler Lenkwinkel an den Rädern einschlagbar ist.
In einer Variante wird bei annähernd vollem Lenkeinschlag der Räder der gelenkten Achse eines der lenkbaren Räder gebremst, während das andere der lenkbaren Räder ungebremst bleibt. Überraschenderweise ist es bei großen Radwinkeln und sehr geringer Geschwindigkeit ausreichend, den Bremsdruck kurvenintern zu reduzieren. Die Bremskraft nimmt bei vollem Lenkeinschlag am stärksten ab.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
Es zeigt:

1 eine Darstellung der an einer Zahnstange wirkenden Kräfte in Abhängigkeit eines Zahnstangenhubes.

Bei Parkvorgängen von Fahrzeugen ist es üblich, dass die gelenkten Räder des Fahrzeuges, die üblicherweise an der Vorderachse des Fahrzeuges angeordnet sind, bei stehendem Fahrzeug in eine Winkelstellung zur Geradeausfahrtrichtung des Fahrzeuges gebracht werden, um auf einem kleinen Territorium die Richtung zu ändern. Dabei werden bei stehendem Fahrzeug die Räder bis zum kompletten Lenkungshub in beide Richtungen der Lenkung durchgedreht. Während dieses Vorgangs bleibt ein kurveninneres Rad der gelenkten Vorderachse ungebremst während gleichzeitig das kurvenäußere Rad der Vorderachse voll gebremst wird. Die Räder der Hinterachse werden in diesem Zeitraum voll blockiert.
In 1 sind die bei der beschriebenen Vorgehensweise auftretenden Kräfte (Kurve 1) dem Parken mit einem beidseitig auf die Räder wirkenden maximalen Bremsdruck (Kurve 2) und dem Parken mit offener Bremse (beide Räder des Vorderachse bleiben ungebremst) in Kurve 3 gegenübergestellt. Dabei werden die an der Zahnstange der Lenkung angreifenden Kräfte in % der maximalen Kraft bei blockierter Achse in Abhängigkeit des Zahnstangenhubes in % des maximalen Lenkhubes gegenübergestellt. In allen drei Varianten werden die Räder der Hinterachse mit einem maximalem Bremsdruck gebremst.
Im Arbeitspunkt A, welcher den maximalen Lenkungshub nach links am kurveninneren Vorderrad charakterisiert, wird bei gleichzeitig vollständig gebremsten Rädern der Vorderachse ein Kraftniveau an der Zahnstange von 100% erreicht (Kurve 2). Wird die Bremse vollständig geöffnet, d.h. beide Räder der Vorderachse sind ungebremst, wird die Kraft an der Zahnstange auf etwa 80 % des ursprünglichen Wertes reduziert (Kurve 3). Die gleiche Wirkung wird erreicht, wenn die Bremse nur auf das kurveninnere, linke Rad der Vorderachse geöffnet wird (Kurve 1). Bei einem maximalen Lenkungshub in die andere Richtung, welcher durch den Arbeitspunkt B angegeben wird, liegen die Kraftniveaus der einseitig und der beidseitig gebremsten Vorderachse aufeinander. Für kleine Zahnstangenhübe (Zahnstangenhub zwischen ca. -50% und +50% des jeweiligen maximalen Zahnstangenhubes) hat das Öffnen der Bremse keine Wirkung. Beim Durchlenken in die andere Richtung kann somit beidseitig gebremst werden, um kurz vor Erreichen des maximalen Zahnstangenhubes auf der anderen Seite die Bremse an dem anderen Rad der Vorderachse zu öffnen.
Der beschriebene Vergleich zeigt, dass das Öffnen der Bremse auf der kurveninneren Seite der Vorderachse, also an dem Rad mit dem größeren Radwinkel genügt, um die auf die Zahnstange wirkende Kraft um annähernd 20% zu reduzieren. Unter dem größeren Radwinkel ist dabei der Radwinkel zu verstehen, der sich beispielsweise bei einem Zahnstangenhub von 5mm unterhalb des maximalen Zahnstangenhubs einstellt. Eine beschriebene Reduzierung der Bremskraft an dem kurveninneren Rad der Vorderachse ist bei einem Servolenksystem einfach über das elektronische Stabilitätsprogramm ESP einstellbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005000701 B4 [0002]

Claims

Verfahren zur Reduzierung der Lenkkräfte an der gelenkten Achse eines Fahrzeuges beim Parken, bei welchem die an der Achse angeordneten lenkbaren Räder in Abhängigkeit eines Lenkeinschlages eingeschlagen werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei stehendem Fahrzeug die Räder der gelenkten Achse in einen Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges eingeschlagen werden, wobei eines der lenkbaren Räder gebremst wird, während das andere der lenkbaren Räder ungebremst bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kurveninnere Rad ungebremst bleibt, während das kurvenäußere Rad gleichzeitig blockiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder an einer ungelenkten Achse des Fahrzeuges vollständig blockiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei annähernd vollem Lenkeinschlag der Räder der gelenkten Achse eines der lenkbaren Räder gebremst wird, während das andere der lenkbaren Räder ungebremst bleibt.