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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lenksystem für Fahrzeuge und ein Verfahren
zum Lenken von Fahrzeugen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei
modernen Fahrzeugen sind die Vorderräder an einer starren Vorderachse
aufgehängt,
wobei die Räder
an einem Achsschenkel angebracht sind. Die Achsschenkel sind an
der Vorderachse mittels Achsschenkelbolzen gelenkig gelagert, die
an einem oberen und einem unteren Lagerpunkt an dem Achsschenkel
gehalten sind. Die Vorderachse ist an dem Rahmen/dem Chassis des
Fahrzeugs mit Hilfe von zwei Federanordnungen befestigt. Zum Lenken des
Fahrzeugs sind die Achsschenkel mit Lenkarmen versehen, die miteinander
durch ein Lenkgestänge
und ein Lenkgetriebe verbunden sind, das den Lenkwinkel von dem
Lenkrad auf das Lenkgestänge
und daher auf die Räder überträgt.
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Gesetzliche
Erfordernisse, insbesondere für Lastkraftwagen,
regeln verschiedene Parameter des Lenkmechanismus. Beispielsweise
müssen
das Lenkgetriebe und das Lenkrad so gestaltet sein, dass ein auf
das Lenkrad wirkendes Drehmoment die Räder auch dann drehen kann,
wenn die Servolenkung defekt ist.
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Ein
solches herkömmliches
Lenksystem hat eine Anzahl von Nachteilen. Erstens ist es schwer. Ein
vollständiges
Lenksystem mit einer Lenksäule, einem
Lenkgetriebe, einer oder mehreren Servo-Lenkeinheiten etc. kann
einige hundert Kilogramm wiegen. Zweitens ist eine komplizierte
Radeinstellung erforderlich, um die Winkel des Lenksystems und die
Räder relativ
zueinander auszurichten. Drittens ist eine herkömmliche Servo-Lenkfunktion ein
unnötiger Energieabfluss.
Viertens erfordern Fahrzeuge mit unterschiedlichen Radständen und Radanbringungen
unterschiedliche Ackermann-Lenkwinkel, was eine Anzahl verschiedener Komponenten
für einen
Gesamtbereich von Fahrzeugen mit sich bringt. Fünftens begrenzen die Lenkarme
den maximalen Radwinkel, wodurch sich ein begrenzter Wendekreis
ergibt. Sechstens werden Fahrzeuge mit doppelter Vorderachse und/oder
mehreren Lenkachsen extrem kompliziert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Lenksystem
für ein
Fahrzeug bereitzustellen, das leicht, flexibel und einfach anzubringen
ist, zusammen mit einem Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs, das
ein Lenksystem erzeugt, das eine maximale Flexibilität bietet.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Ziel bei einem Lenksystem, wie es in dem Oberbegriff von Anspruch 1
definiert und beispielsweise aus der
EP 0334691 A1 bekannt ist, durch die in dem
kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 bezüglich des Lenksystems beschriebene
Lösung
und durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 11 bezüglich des
Verfahrens erreicht. Die anderen Patentansprüche enthalten vorteilhafte
Entwicklungen und weitere Entwicklungen des erfindungsgemäßen Lagersystems.
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Bei
einem Lenksystem für
ein Fahrzeug mit einem Achsschenkel, der auf einem Achsschenkelbolzen
gelenkig gelagert ist, wobei der Achsschenkelbolzen zur Befestigung
an einem Element bestimmt ist, das durch eine Federaufhängung an
dem Fahrzeug angebracht ist, wird das Ziel der Erfindung dadurch
erreicht, dass das Lenksystem eine Krafteinheit umfasst, die so
an dem Achsschenkel befestigt ist, dass sie zusammen mit dem Achsschenkel
(2) bezüglich
des Achsschenkelbolzens dreht, wobei die Krafteinheit ein Drehmoment
auf den Achsschenkelbolzen überträgt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
erreicht das Ziel dadurch, dass wenigstens zwei Krafteinheiten,
die jeweils auf einem separaten Achsschenkel angebracht sind, verwendet
werden, um jeden Achsschenkel bezüglich des jeweiligen Achsschenkelbolzens
zu drehen, der an dem Fahrzeug befestigt ist.
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Diese
erste erfindungsgemäße Ausführungsform
stellt ein Lenksystem für
ein Fahrzeug bereit, bei dem jedes Rad unabhängig gelenkt und gesteuert
werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das Lenksystem leicht an
verschiedene Fahrzeuge in einem Bereich von Fahrzeugen angepasst
werden kann. Zusätzlich
erlaubt das erfindungsgemäße Lenksystem
eine unabhängige
Aufhängung
der Vorderräder
des Fahrzeugs, wodurch der Motor weiter unten angeordnet werden
kann.
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Bei
einer vorteilhaften ersten Entwicklung des erfindungsgemäßen Lenksystems
umfasst das Lenksystem Einrichtungen, die die Kraft von der Krafteinheit
auf den Achsschenkelbolzen übertragen. Dies
hat den Vorteil, dass das durch die Krafteinheit ausgeübte Drehmoment übersetzt
werden kann, so dass die Krafteinheit an die Erfordernisse des Lenksystems
angepasst werden kann.
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Bei
einer vorteilhaften zweiten Entwicklung des erfindungsgemäßen Lenksystems
kann die Krafteinheit elektrisch gesteuert werden. Dies hat den
Vorteil, dass die Krafteinheit über
das elektronische System des Fahrzeugs gesteuert werden kann. Dies
macht es leicht, beispielsweise das Lenksystem an verschiedene Fahrzeuge
in einem Bereich von Fahrzeugen anzupassen oder beispielsweise die Lenkung
für verschiedene
Fahrsituationen einzustellen.
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Bei
einer vorteilhaften dritten Entwicklung des erfindungsgemäßen Lenksystems
umfasst das Lenksystem einen Sensor, der Informationen über den
Radwinkel bereitstellt. Hierdurch soll es möglich sein, die Radwinkel automatisch
zu überwachen
und einzustellen.
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Bei
einer vorteilhaften vierten Entwicklung des erfindungsgemäßen Lenksystems
umfasst das Lenksystem einen Sensor, der Informationen über das
Drehmoment bereitstellt, das auf den Achsschenkel wirkt. Hierdurch
soll es möglich
sein, die Radwinkel automatisch zu überwachen und einzustellen.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zum Lenken eines Fahrzeuges umfasst einen Schritt, bei dem jeder
Achsschenkel bezüglich
des jeweiligen Achsschenkelbolzens mittels wenigstens zweier Krafteinheiten
gedreht wird, die jeweils auf einem separaten Achsschenkel angebracht
sind. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es leicht
ist, ein Fahrzeuglenksystem an verschiedene Fahrzeuge in einem Bereich
von Fahrzeugen und an verschiedene Fahrsituationen anzupassen.
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Bei
einer vorteilhaften ersten Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind die Steuersignale, die die Krafteinheiten steuern, separate
Signale für
jede Krafteinheit. Dies hat den Vorteil, dass Lenkparameter leicht
an verschiedene Fahrzeuge in einem Bereich von Fahrzeugen und an
verschiedene Fahrsituationen angepasst werden können.
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Bei
einer vorteilhaften zweiten Entwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist das Steuersignal, das die Krafteinheiten steuert, eine Funktion
der Fahrzeuggeschwindigkeit. Dies hat den Vorteil, dass verschiedene
Lenkparameter auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt
werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert, in
denen
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1 ein
erfindungsgemäßes Lenksystem zeigt,
und
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2 ein
schematisches Diagramm eines erfindungsgemäßen Lenksystems zeigt, das
an der Vorderseite eines Lastwagens angebracht ist.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
nachstehend beschriebenen Ausführungsformen
der Erfindung und deren Entwicklungen sind nur als Beispiele zu
betrachten und begrenzen in keiner Weise den Schutzbereich der Patentansprüche. Bei
den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen
beziehen sich dieselben Bezugszeichen in den unterschiedlichen Figuren
auf dieselbe Art einer Komponente. Jede Komponente ist deshalb nickt
in allen Ausführungsbeispielen
detailliert beschrieben.
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Das
in 1 gezeigte Lenksystem 1 für ein Fahrzeug
umfasst einen Achsschenkel 2, der gelenkig auf einem Achsschenkelbolzen 3 gelagert
ist. Die Gelenkbefestigung ist von einer Konstruktion, die dem Fachmann
bekannt ist, mit einem oberen Lager 10, beispielsweise
einem Kegelrollenlager, und einem unteren Lager 11, beispielsweise
einem Gleitlager. Das obere Lager 10 ist an dem oberen
Schenkel 13 des Achsschenkels befestigt, und das untere
Lager 11 ist an dem unteren Schenkel 14 des Achsschenkels
befestigt. Der Achsschenkelbolzen 3 ist an einem Achselement 4 (siehe 2)
auf eine Weise befestigt, die dem Fachmann bekannt ist. Das Lenksystem
umfasst außerdem
eine Krafteinheit 5, hier in Form eines Motors gezeigt,
der an dem Achsschenkel 2 befestigt ist. Der Motor 5 und
der Achsschenkelbolzen 3 umfassen außerdem eine Kraftübertragung, die
hier so gezeigt ist, dass sie zwei mit Zahnabschnitte 6, 7 aufweist.
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2 zeigt
in schematischer Form zwei Lenksysteme 1, die jeweils an
einem Achselement 4 angebracht sind. Das Achselement 4 bildet
einen Teil des vorderen Endes eines Lastwagens, in dem die Achselemente 4 mittels
einer Federaufhängung
an dem Fahrzeug auf eine Weise angebracht sind, die dem Fachmann
bekannt ist. Die Achselemente 4 können entweder eine starre Vorderachse
oder, wie hier gezeigt, eine unabhängige Radaufhängung sein.
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Der
Motor 5 ist an dem Achsschenkel 2 mittels einer
geeigneten mechanischen Verbindung, wie z. B. einer Schraubverbindung,
mit Schrauben 8 befestigt. In diesem Beispiel ist der Motor 5 an
dem unteren Schenkel 14 des Achsschenkels befestigt, der so
modifiziert ist, dass der Motor auf eine Weise befestigt werden
kann, die eine mechanische Stabilität bietet. Der Motor kann an
dem oberen oder unteren Schenkel des Achsschenkels befestigt werden,
was unter anderem von dem zur Verfügung stehenden Raum abhängt. Es
ist vorteilhaft, den Motor an dem unteren Schenkel des Achsschenkels
zu befestigen, da ein Achsschenkelbolzen oft an dem oberen Schenkel
befestigt wird. Wo erforderlich, ist es auch möglich, den Motor an jedem Schenkel
zu befestigen.
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Der
Motor 5 kann vorteilhafterweise von dem Achsschenkel 2 für eine Wartung
oder einen Austausch gelöst
werden. Die Lagerflächen
des Motors 5 gegen den Achsschenkel 2 sind vorteilhafterweise mit
einer gewissen Form einer Dichtung 9 versehen, so dass
kein Wasser, Schmutz, etc. in den Motor und in die Kraftübertragung
zwischen dem Motor und dem Achsschenkelbolzen gelangen kann.
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Kraft
wird zwischen dem Motor 5 und dem Achsschenkelbolzen 3 geeigneterweise
durch eine Zahnradvorrichtung übertragen,
beispielsweise durch zwei Zahnsegmente 6, 7. Das
Zahnsegment 6 ist in Drehrichtung beispielsweise durch
Keilwellenprofile an dem Achsschenkelbolzen 3 drehfest
angebracht, und das Zahnsegment 7 ist beispielsweise durch
Keilwellenprofile drehfest an der Welle des Motors 5 angebracht.
Da der Winkel, um den sich der Achsschenkel 2 bezüglich des
Achsschenkelbolzens 3 drehen kann, begrenzt ist (beispielsweise
max. +/–40
Grad), kann der Achsschenkelbolzen 3 mit einem Zahnsegment
versehen werden, das diesem Winkel entspricht.
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Das
Verhältnis
zwischen den zwei Zahnsegmenten 6, 7, d. h. das
Kraftübertragungs-Übersetzungsverhältnis, wird
u. a. durch das maximale Drehmoment des Motors und das maximale
Drehmoment bestimmt, das erforderlich ist, damit das Lenksystem ein
Rad drehen kann. In dem beschriebenen Beispiel ist das Verhältnis zwischen
den zwei Zahnsegmenten 6, 7 so, dass das Übersetzungsverhältnis ungefähr 4:1 beträgt. Geeignete Übersetzungsverhältnisse
liegen zwischen 1:1 und 20:1. Dies bedeutet, dass der Motor 5 während einer
vollständigen
Radschwenkbewegung mehrere Umdrehungen dreht, so dass die Zahnsegmente 7 die
Form eines vollständigen
Zahnrades annehmen. Abhängig
von der Konstruktion und den Dimensionen des Motors 5,
beispielsweise davon, ob ein Getriebezug in den Motor 5 eingebaut
ist, kann der Motor 5 deshalb auch direkt auf den Achsschenkelbolzen 3 wirken
oder in den zuletzt genannten ohne zusätzliche Kraftübertragung integriert
sein. Beispielsweise kann die Welle des Motors 5 in eine
Ausnehmung in dem Achsschenkelbolzen 3 eingesetzt sein.
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Der
Motor 5 ist vorteilhafterweise ein Hydraulikmotor, obwohl
andere Arten von Motoren möglich sind,
wie z. B. eine Form eines Elektromotors. Die Vorteile eines Hydraulikmotors
bestehen darin, dass er eine kompakte Konstruktion aufweisen kann,
dass er ein gutes Kraft-zu-Gewicht-Verhältnis aufweist
und dass er leicht zu steuern ist. Der Motor 5 kann zusammen
mit dem Kraftübertragungsgetriebezug
so konstruiert werden, dass er die relevanten gesetzlichen Erfordernisse
erfüllt.
Die Kraft des Motors und alle Steuersignale werden über ein
flexible Verbindung 12 auf eine Weise zugeführt, die
dem Fachmann bekannt ist, d. h. über
hydraulische Schläuche und/oder
elektrische Leitungen.
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Der
Motor kann hydraulisch steuerbar sein. Dies ermöglicht es, zwei Motoren, einen
auf jeder Seite des Fahrzeugs, mit einem Lenkgetriebe mit hydraulischem
Steuerausgang zu verbinden.
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Dies
bedeutet, dass ein Lenkradwinkel direkt über das Lenkgetriebe auf die
Motoren übertragen wird,
die ihrerseits die Räder
lenken. In diesem Fall kann entweder das Lenkgetriebe oder die Kraftübertragungsvorrichtung
eine Einrichtung zur Einstellung des Lenkwinkels als Funktion der
Radschwenkbewegung umfassen.
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In
dem gezeigten Beispiel ist der Motor so konstruiert, dass er elektrisch
gesteuert wird. Dies bedeutet, dass das Fahrzeuglenksystem voll
in sich geschlossen sein kann, wodurch es sehr kompakt und flexibel
wird. Es besteht nicht länger
ein Bedarf für
ein Lenkgetriebe und eine anschließende Lenksäule, wodurch das Fahrzeug leichter
wird.
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Wenn
der Motor elektrisch gesteuert wird, umfasst das Lenksystem in vorteilhafter
Weise einen Sensor, der den Radwinkel erfasst. Dieser Sensor ist geeigneterweise
in dem Achsschenkelbolzen, beispielsweise in das Kegellager eingebaut,
oder beispielsweise in der Kraftübertragung
an der Motorwelle untergebracht. Der Sensor kann entweder ein Analogsensor
oder ein Impulsgenerator sein und kann auch absolut oder relativ
sein. Der Sensor kann auf einem Widerstands-, optischen oder magnetischen Prinzip
arbeiten oder auf einer Kombination von diesen. Ein absoluter Sensor
wird zum Zeitpunkt der Herstellung kalibriert, so dass das Sensorausgangssignal
dem Radwinkel entspricht. Ein Impulsgenerator gibt eine Anzahl von
Impulsen aus, die beispielsweise einer spezifischen Winkeländerung
entsprechen. Mit einem Impulsgenerator muss die Fahrzeugsteuereinheit
daher zum Zeitpunkt der Herstellung so kalibriert werden, dass die
Steuereinheit mit dem Zählen
von Impulsen beginnt, wenn sich die Räder in einer bekannten Position
befinden.
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Das
Lenksystem weist deshalb vorteilhafterweise sowohl einen Sensor,
der eine Winkelinformation bereitstellt, als auch einen Sensor auf,
der beispielsweise eine vorherbestimmte Kalibrierungsposition des
Rades anzeigt, wenn das Rad geradeaus nach vorne zeigt. Dies bedeutet,
dass der Sensor, der die Winkelinformation bereitstellt, immer dann geprüft werden
kann, wenn sich das Rad in der vorherbestimmten Kalibrierungsposition
befindet. Dieser Sensor wird während
der Herstellung eingestellt oder kann in den Achsschenkelbolzen
so integriert werden, dass er nicht wieder eingestellt werden muss. Mit
geeignet gewählten
Toleranzen und Sensoren bedeutet dies, dass die Radwinkel an dem
Fahrzeug während
der Produktion nicht mechanisch eingestellt werden müssen.
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Bei
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
ist das Lenksystem mit einem Sensor versehen, der die auf das Rad
wirkende Seitenkraft erfasst. Dieser Sensor ist geeigneterweise
an dem Achsschenkel angebracht. Dieser Sensor kann zur Einstellung der
Winkel der Räder
relativ zueinander verwendet werden, der so genannten Spureinstellung.
Normalerweise sind die Vorderräder
an einem Fahrzeug etwas nach innen gewinkelt, d. h. die Räder haben
eine Vorspur von beispielsweise 1,5 mm/m. Hierdurch wird das Fahrzeug
bei geringen Geschwindigkeiten leichter handhabbar. Dies bedeutet
auch, dass eine Kraft auf die Räder
wirkt, wenn sie angetrieben werden. Es ist diese Kraft, die von
dem Sensor gemessen wird. Bei höheren
Geschwindigkeiten, beispielsweise über 40 km/h, ist es vorteilhaft,
die Vorspur vollständig
zu kompensieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das Lenksystem
die Räder
etwas auseinanderdreht, so dass die auf die Räder wirkende Seitenkraft null
wird, d. h. so dass die Räder
gerade nach vorne zeigen. Einer der Vorteile von diesem ist die
Reduzierung des Reifenabnutzung.
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Bei
einer dritten bevorzugten Ausführungsform
kann das Setzen oder die Kalibrierung der Vorspur und der Radwinkel
auch automatisch durchgeführt
werden. Dies wird durch Messen der auf die Räder wirkenden Seitenkraft bei
einer bestimmten Geschwindigkeit durchgeführt, beispielsweise beim Fahren
auf einer Hauptstraße.
Wenn die Räder
so eingestellt sind, dass keine Kraft auf die Räder wirkt, bedeutet dies, dass
die Räder
gerade nach vorne zeigen. Diese Position der Räder kann dann als Kalibrierungsposition
verwendet werden, in der die Räder gerade
nach vorne zeigen. Aus dieser Position können dann die Winkel des Rades
auf den gewünschten
Wert eingestellt werden.
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Bei
einer dritten bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lenksystems
können die
Lenkwinkel und die Radsperre leicht auf äußere Parameter eingestellt
werden. Somit kann bei hoher Geschwindigkeit ein bestimmter Lenkradwinkel
in einer geringeren Radschwenkbewegung resultieren, was progressive
Lenkung genannt wird. Gleichzeitig kann die Lenkung sehr leicht
durchgeführt
werden, wenn das Fahrzeug stationär ist, oder beim Manövrieren.
Es ist außerdem
möglich,
die Radschwenkbewegung unabhängig
einzustellen. Wenn ein Fahrzeug eine Kurve fährt, müssen die Räder unterschiedliche Radwinkel
aufweisen, wobei diese Möglichkeit
als Ackermann-Lenken bekannt ist. Der optimale Ackermann-Lenkwinkel
für ein
Fahrzeug hängt u.
a. von dem Fahrzeugradstand ab. Für einen Bereich von Fahrzeugen
sollte dieser Ackermann-Lenkwinkel auf die betreffenden unterschiedlichen
Radstände
und Rad konfigurationen eingestellt werden. Um für jedes Fahrzeug einen optimalen
Ackermann-Lenkwinkel
zu schaffen, sind deshalb eine Anzahl verschiedener Dinge erforderlich.
Ein Fahrzeughersteller kann außerdem
einen Ackermann-Lenkwinkel an allen Fahrzeugen haben, unabhängig von der
Radkonfiguration oder von den Radständen. Dies bedeutet, dass die
Winkel der Räder
bezüglich
zueinander nicht optimal sind, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt. Mit
dem erfindungsgemäßen Lenksystem
kann der Ackermann-Lenkwinkel leicht auf das Optimum für alle Fahrzeugvarianten
eingestellt werden.
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Noch
ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lenksystems besteht darin,
dass die maximale Radschwenkbewegung für das Fahrzeug vergrößert werden
kann. Dies ist zum Teil der Fall, weil ein erfindungsgemäßes Lenksystem
kompakter ist als ein herkömmliches
Lenksystem, und zum Teil, weil die maximale Radschwenkbewegung für unterschiedliche
Fahrzeugvarianten optimiert werden kann. Die maximale Radschwenkbewegung
ist in einem für
das Fahrzeug spezifischen Datensatz gespeichert, in dem die Radschwenkbewegung
entsprechend der Ausrüstung
eingestellt werden kann, die gerade an diesem Fahrzeug vorgesehen
ist. Dies bedeutet, dass die Radschwenkbewegung an unterschiedlichen
Fahrzeugvarianten als Funktion der Reifengröße, der Aufhängung, des
Radstandes, etc. maximiert werden kann, ohne dass die Räder auf
irgendeinen Teil des Fahrzeugs treffen. Dies bedeutet, dass jedes
Fahrzeug die größtmögliche Radschwenkbewegung
haben kann, d. h. den kleinstmöglichen
Wendekreisradius.
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Bei
einer vierten bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lenksystems
ist das Lenksystem mit zwei Krafteinheiten in Form von beispielsweise
zwei Motoren versehen. Dies kann in verschiedener Hinsicht vorteilhaft
sein. Erstens kann es einfacher sein, zwei kleinere Motoren unterzubringen
als einen größeren Motor.
Zweitens gibt es eine bestimmte Redundanz in dem System, falls ein
Motor defekt werden sollte. Außerdem
können
zwei Motoren so gesteuert werden, dass sie einander spannen, d.
h. dass jegliches Spiel in der Kraftübertragung kompensiert werden
kann. Die Motoren können
entweder an einem der Schenkel des Achsschenkels angebracht werden,
oder ein Motor kann an jedem Schenkel angebracht werden.
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1 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der die Längsachsen
des Achsschenkelbolzens 3 und des Motors 5 parallel
sind. Hierdurch wird die Konstruktion der Kraftübertragung zwischen dem Motor und
dem Achsschenkelbolzen erleichtert. Unter anderem aus Platzgründen und abhängig von
der Konstruktion des Motors kann es vorteilhaft sein, den Motor
in einem bestimmten Winkel bezüglich
des Achsschenkelbolzens anzubringen. Die Kraftübertragung wird diesem Winkel
entsprechend angepasst.
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Bei
einer fünften
vorteilhaften Ausführungsform
ist das Lenksystem an einem unabhängig gefederten Aufhängungsarm
angebracht, wie es in 2 gezeigt ist. Eine Kombinierung
des erfindungsgemäßen Lenksystems
mit einer unabhängigen
Vorderradaufhängung
ist besonders vorteilhaft, da diese keine feste Verbindung zwischen
den zwei Rädern
hat (in Form einer starren Vorderachse und eines Lenkgestänges). Dies
bedeutet, dass der Motor vertikal ohne Bezug auf das Lenksystem
und die Radaufhängung angeordnet
werden kann. Der Motor kann deshalb weiter unten angeordnet werden.
Darüber
hinaus ermöglicht
es ein unabhängig
gefederter Aufhängungsarm,
das Lenksystem leicht irgendwo an dem Fahrzeug anzubringen, wo es
einen Bedarf für
mehrere gelenkte Achsen gibt.
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Der
Vorteil eines erfindungsgemäßen Lenksystems
wird noch deutlicher bei einem Fahrzeug mit zwei gelenkten Vorderachsen.
Doppelte gelenkte Vorderachsen erzeugen normalerweise Probleme bei
der Suche nach Platz für
Gelenkgestänge
und andere Lenkkomponenten. Bei einem erfindungsgemäßen Lenksystem
können
dieselben Komponenten auch für
die zweite gelenkte Achse verwendet werden. Eine Einstellung des
Lenksystems auf verschiedene Radschwenkbewegungen für jede Achse
ist einfach, da jeder Motor unabhängig gesteuert wird. Der korrekte
Datensatz für
die in Frage stehende Fahrzeugkonfiguration wird bei der Produktion
heruntergeladen. Hierdurch wird das Problem einer mechanischen Einstellung
der Lenkschwenkbewegung beseitigt. Es sind auch keine unterschiedlichen
Spezialausführungsformen
für bestimmte
Fahrzeugkombinationen mehr nötig.
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Ein
noch weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lenksystems tritt auf,
wenn das Fahrzeug mit einer gelenkten Hinterachse ausgerüstet ist.
Eine solche gelenkte Hinterachse kann auch mit einem erfindungsgemäßen Lenksystem
konstruiert werden, das entweder auf einer Seite einer festen Hinterachse
oder an zwei unabhängigen
Radaufhängungen angebracht
ist. Auch im Falle längerer
Busse und von Gelenkbussen kann die Zugänglichkeit durch die Verwendung
eines erfindungsgemäßen Lenksystems
beträchtlich
verbessert werden.
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Bei
einer zweiten Entwicklung des erfindungsgemäßen Lenksystems ist es auch
möglich, ein
Lenksystem an einem Hängerfahrzeug
zu verwenden, das an das Fahrzeug gekoppelt werden kann. Dies kann
bei Traktor-Hängerkombinationen vorteilhaft
sein, die durch enge Straßen
hindurchmüssen
oder die häufig
manövriert
werden müssen. Die
Möglichkeit,
jedes Rad separat zu lenken, macht beispielsweise das Umdrehen beträchtlich
einfacher. Wenn beispielsweise die Lenkradschwenkbewegung einen
vorherbestimmten Wert überschreitet
und die Geschwindigkeit gering ist und das Fahrzeug umgedreht wird,
kann sich die Traktor-Hängereinheit "krabbenmäßig" bewegen, d. h. sich
beim Manövrieren seitlich
bewegen.
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Bei
einem ersten Beispiel einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Lenken eines Fahrzeugs umfasst das Fahrzeug zwei Achsschenkel,
die jeweils an einem separaten Achsschenkelbolzen gelenkig gelagert
sind. Jeder Achsschenkelbolzen ist an einem Element befestigt, das im
Fahrzeug durch Federaufhängung
angebracht ist, wie z. B. einer starren Vorderachse, oder ist an
einem separaten, durch Federaufhängung
an dem Fahrzeug angebrachten Element, beispielsweise einer unabhängigen Radaufhängung, befestigt.
Eine Krafteinheit beispielsweise in Form eines Motors ist an dem
jeweiligen Achsschenkel angebracht. Durch geeignetes Steuern des
Motors kann jeder Achsschenkel bezüglich jedes Achsschenkelbolzens
gedreht werden. Ein Motor kann ein hydraulischer Motor oder ein
elektrischer Motor sein.
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Jede
Krafteinheit wird vorteilhafterweise durch ein Steuersignal von
einer elektronischen Steuereinheit elektrisch gesteuert, die in
dem Fahrzeug angeordnet ist. Durch Lieferung unabhängiger Steuersignale
an jede Krafteinheit kann das Fahrzeug leicht gesteuert werden,
wobei es u. a. möglich ist,
die Radschwenkbewegung und die Radwinkel unabhängig für jede Krafteinheit einzustellen
und sie auf unterschiedliche Fahrsituationen einzustellen. Ein Steuersignal
kann beispielsweise eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit sein,
so dass beispielsweise der Lenkradwinkel bezüglich der Radschwenkbewegung
auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eingestellt werden kann.
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Es
ist außerdem
möglich,
die Krafteinheiten beispielsweise hydraulisch von einem Lenkgetriebe aus
zu steuern.
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Die
Erfindung ist darf nicht als auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
begrenzt betrachtet werden, es ist eine Anzahl weiterer Varianten und
Modifizierungen innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Patentansprüche möglich. Das
Lenksystem kann auch beispielsweise für andere Arten eines Fahrzeugs
verwendet werden, bei dem ein unabhängiges Radlenken vorteilhaft
ist.