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Title:
DEVICE AND METHOD FOR MOVING A MOTOR VEHICLE SIDEWAYS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/041621
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and a method, on a multi-track, non-track-bound, multi-axle motor vehicle, for moving the vehicle in a direction running essentially perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle. According to the invention, said vehicle thus comprises a device (2;8;10) for altering the kingpin inclination of the vehicle wheels (1), by means of which a sideways movement of the vehicle can be achieved due to the change in kingpin inclination.

Inventors:
BERNHARD WERNER (DE)
DUPLITZER ENNO (DE)
MAECKLE GUENTHER (DE)
RAAB MARKUS (DE)
SCHIRLE THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/011403
Publication Date:
May 21, 2004
Filing Date:
October 15, 2003
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
BERNHARD WERNER (DE)
DUPLITZER ENNO (DE)
MAECKLE GUENTHER (DE)
RAAB MARKUS (DE)
SCHIRLE THOMAS (DE)
International Classes:
B60G7/00; B60G21/00; B62D15/02; B62D17/00; (IPC1-7): B62D17/00; B60G17/015; B62D15/00; B62D57/02
Foreign References:
FR2704500A11994-11-04
GB415271A1934-08-23
DE3808415A11989-09-28
DE19935535A12001-02-08
Attorney, Agent or Firm:
Kocher, Klaus-peter (Intellectual Property Management IPM - C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung eines mehrspurigen, nicht spurgebundenen, meh rachsigen Kraftfahrzeugs zum Bewegen des Fahrzeugs in ü berwiegend quer zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufender Richtung, dadurch'gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Einrichtung (2 ; 8 ; 10) zum Verstellen des Sturzes von Fahrzeugrädern (1) aufweist, über die durch Sturzwinkeländerung eine Seitwärtsbewegung des Fahr zeugs erzielbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Bewegens des Fahrzeugs die Radlast der Kraftfahrzeugräder (1) aktiv veränderbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei Rädern (1) einer Fahrzeugachse der Sturzwin kel zeitweise gleichzeitig veränderbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sturzwinkel der in gleicher Spur verlaufenden Rä der (1) unterschiedlicher Achsen zeitlich versetzt und in gleicher Richtung änderbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der Sturzwinkel der in gleicher Spur verlaufenden Räder (1) unterschiedlicher Achsen zeitlich versetzt und in entgegengesetzter Richtung änderbar ist.
6. Verfahren zum Bewegen eines mehrspurigen, nicht spurgebun denen, mehrachsigen Kraftfahrzeugs in überwiegend quer zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufender Richtung mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte an einer Fahrzeugachse : das erste Rad (1) wird entlastet (41), danach auf einen vorgegebenen Sturzwinkel verschwenkt (42) und sodann wieder belastet (43), dann wird das zweite Rad (1) der selben Achse auf einen vorgegebenen Sturzwinkel verschwenkt (45), zeitgleich der Sturzwinkel des ersten Rades (1) auf seinen Ausgangssturzwinkel verringert (44), sodann entlastet (46) und danach der Sturzwinkel auf seinen Ausgangssturzwinkel verringert (47).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Achse des Fahrzeugs die Verfahrensschritte (40) durchgeführt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug seitlich in eine Parklücke hinein oder aus einer Parklücke herausbewegt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug um seine Hochachse geschwenkt wird.
Description:
Vorrichtung und Verfahren zum seitlichen Bewegen eines Kraftfahrzeugs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewegen eines Kraftfahrzeugs in überwiegend quer zur Längs- achse des Fahrzeugs verlaufender Richtung gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren kann z. B. dazu benutzt werden, ein Fahrzeug seitlich in eine räumlich eng begrenzte Parklücke einzuparken, oder aus einer solchen das Fahrzeug herauszuparken.

Die DE 38 08 415 AI schlägt eine Parkvorrichtung vor, die in der Nähe der Fahrzeugräder Querräder vorsieht, die zwecks seitlichen Ein-oder Ausparkens ausgeklappt werden, dabei das Fahrzeug anheben und über einen Hilfsantrieb angetrieben wer- den können. Hierzu sind gegenüber einem herkömmlichen Fahr- zeug viele zusätzliche Bauteile nötig, die viel Bauraum im Fahrzeug beanspruchen.

Aus der DE 199 35 535 AI ist ein Kraftfahrzeug mit veränder- lichem Sturz von Fahrzeugrädern bekannt, dass eine Aktuatorik zur Veränderung des Radsturzes aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Ver- fahren anzugeben, mit denen ein Kraftfahrzeug in überwiegend quer zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufender Richtung be- wegt werden kann, wobei lediglich ein geringer Bauraum im Fahrzeug beansprucht wird.

Grundgedanke der Erfindung ist es, zum Bewegen des Fahrzeugs in überwiegend quer zu Längsachse des Fahrzeugs verlaufender<BR> / Richtung eine Einrichtung zum Verstellen des Sturzes von Fahrzeugrädern so zu verwenden, dass eine Seitwärtsbewegung des Fahrzeugs erzielbar ist. Eine solche Einrichtung samt da- zugehöriger Steuerung kann in Fahrzeugen eingesetzt werden, um durch Einstellung eines negativen Sturzes die Seitenfüh- rungskraft eines Fahrzeugreifens bzw. -rades zu erhöhen. Die- se Einrichtung kann erfindungsgemäß jedoch auch dazu verwen- det werden, ein Fahrzeug aus dem Stillstand in seitliche Richtung zu bewegen, indem der Sturzwinkel der Räder der ver- schiedenen Achsen zum Teil alternierend, zum Teil zeitgleich durch Aktoren verstellt wird. Vorteilhaft wirkt sich dabei das Vorhandensein von doppelt wirkenden Federbeinen aus, die sowohl ein Anheben eines Fahrzeugrades als auch ein das Fahr- zeug abhebendes Ausfahren der Fahrzeugräder bewirken können.

Durch aktives Anheben und Absenken der Räder ist es auch mög- lich, Fahrzeuge auch auf unebenem Untergrund wie z. B. einer Straße mit Längsspurrillen seitlich zu bewegen.

Nachfolgend werden anhand einer Zeichnung und eines Ablauf- planes die Vorrichtung und die einzelnen Verfahrensschritte näher erläutert. Dabei zeigt : Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer Einzelradaufhän- gung eines Kraftfahrzeugs mit einer Einrichtung zum Verstellen des Radsturzes, Fig. 2 : eine Ansicht nach Fig. 1, jedoch bei gestürztem Rad, Fig. 3 : einen Auszug des Ablaufplans, in dem die einzelnen Verfahrensschritte der Räder einer Fahrzeugachse dar- gestellt sind und Fig. 4 : den gesamten Ablaufplan eines Steuergeräts beim seit- lichen Bewegen des Fahrzeugs.

In Fig. 1 ist ein Rad 1 an einem geteilten Radträger 2 rota- tionsbeweglich gelagert. Dabei weist das Rad 1 einen Reifen la mit asymmetrischer Lauffläche auf, die am Übergang zur Ra- dinnenseite einen größeren Radius aufweist, als am Übergang zur Radaußenseite. Der Radträger 2 weist zwei Teile 2a ; 2b auf, die über ein Gelenk 3 gegeneinander schwenkbar miteinan- der verbunden sind. Dabei ist das Rad mit dem ersten Radträ- gerteil 2a drehbeweglich verbunden, während das zweite Rad- trägerteil 2b an seinen Enden mit einem oberen und einem un- teren Lenker 4 ; 5 gelenkig verbunden ist. Am unteren Lenker 5 stützt sich über ein Gelenk 6 eine Feder-Dämpfer-Einheit 7 ab, die, wie auch die beiden Lenker 4 ; 5, drehbeweglich mit dem nicht näher dargestellten Aufbau bzw. der Karosserie des Fahrzeug verbunden sind.

Über ein weiteres Gelenk 9 ist ein Aktor 8 mit dem zweiten Radträgerteil 2b kraftschlüssig verbunden. Der Aktor 8 weist eine Kolbenstange 10 auf, die an ihrem, dem Aktor abgewandten Ende mit dem ersten Radträgerteil 2a über ein Gelenk 11 ver- bunden ist.

In der Fig. 2 ist die Einzelradaufhängung des Fahrzeugs ge- stürzt dargestellt. Der Sturz wird dabei durch den Aktor 8 eingestellt, der beispielsweise hydraulisch oder elektrisch die Kolbenstange 10 verfährt. Die Kolbenstange 10 drückt über das Gelenk 11 das untere Ende des ersten Radträgerteils 2a nach außen. Aufgrund des Gelenks 3, das das erste Radträger- teil 2a mit dem oberen Lenker 4 verbindet, wird somit das erste Radträgerteil 2a und das damit rotationsbewegliche Rad 1 gestürzt. Dadurch rollt der Reifen la mit der nach innen gebogenen Lauffläche auf dem Untergrund 12 ab. Infolge der gelenkigen Anbindung des Aktors 8 wird dieser und die Kolben- stange 10 gegenüber dem zweiten Teil des Radträgers 2b ver- schwenkt. Durch Einziehen der Kolbenstange 10 bewirkt der Ak- tor 8 ein Aufrichten des Rades 1 und dadurch ein Verschwenken in die Ausgangslage gemäß Fig. 1.

In Fig. 3 ist der Ablaufplan 40 der Räder einer Fahrzeugachse beim seitlichen Bewegen des Fahrzeugs dargestellt. Dabei ist das Rad des Fahrzeugs mit"Rad 1"bezeichnet, welches in Be- wegungsrichtung der Fahrzeugachse liegt. Im ersten Verfah- rensschritt 41 wird Rad 1 entlastet. Dies erfolgt z. B. über das Federbein eines aktiven Fahrwerks oder über eine auf die einzelnen Federbeine des Fahrzeugs wirkende Niveauregulie- rung.

Im Verfahrensschritt 42 wird das erste Rad auf den maximal möglichen negativen Sturzwinkel verschwenkt. Dies kann bei- spielsweise durch Verschwenken eines geteilten, über ein Ge- lenk miteinander verbundenen Radträgers mittels eines Aktors erfolgen. Im nächsten Schritt 43 wird das Rad wieder be- lastet. Im darauffolgenden Verfahrensschritt 44 wird das ers- te Rad auf. den''Sturzwinkel, zurückgestellt, den das Rad im Ausgangszustand aufweist.

Zeitgleich zum Verfahrensschritt 44 erfolgt der Verfahrens- schritt 45, wobei dabei beim zweiten Rad der Achse der maxi- mal mögliche Sturzwinkel eingestellt wird. Bei diesem Vorgang bewegt sich die Achse das Fahrzeugs in Richtung des ersten Rades. Die Strecke, um die die Achse bewegt wird, hängt u. a. ab vom Radius der auf den Rädern der bewegten Achse montier- ten Fahrzeugreifen, vom Betrag der Sturzwinkeländerung und vom Abstand des Schwenkpunktes der Radträger zur Raddrehach- se.

Nach Verschieben der Fahrzeugachse wird das zweite Rad ent- lastet (46) und sodann der Sturzwinkel am unbelasteten Rad wieder zurückgestellt (47), bevor das Rad wieder belastet wird (48). Es ist leicht nachvollziehbar, dass zum Zurückle- gen von größeren Strecken, z. B. beim seitlichen Einparken in eine Parklücke zum Überwinden der Wegstrecke dieser Zyklus mehrmals durchlaufen werden muss.

Im nachfolgenden wird daher der Ablaufplan (20) eines Steuer- geräts, welches die Aktoren zum Verschwenken der Räder sowie die Federbeinebelastung steuert, anhand eines zweiachsigen Fahrzeugs bei einem seitlichen Einparkmanöver beschrieben. Zu Beginn des gesamten Verfahrens (21) wird eine Zielposition des Fahrzeugs ermittelt. Dies kann z. B. aufgrund optischer o- der akustischer Vermessung des näheren Fahrzeugumfeldes und daran anschließender Berechnung der Zielposition des Fahr- zeugs und der beiden Fahrzeugachsen erfolgen. Nach Bestimmung der Zielposition des Fahrzeugs wird diese mit der momentanen Ist-Position des Fahrzeugs verglichen (22). Befindet sich das Fahrzeug bereit in der errechneten Zielposition, wird das Verfahren beendet (23).

Für den Fall, dass sich das Fahrzeug noch nicht in der er- rechneten Zielposition befindet, wird die Achsvariable N mit N=1 belegt (24). Daraufhin wird überprüft, ob die errechnete Zielposition dieser ersten Achse (N=1) bereits erreicht ist (25).

Falls sich die erste Achse bereits in ihrer Zielposition be- finden sollte, erfolgt eine Überprüfung (26), ob die Achsva- riable N den Wert der maximalen Achsanzahl besitzt. Ist die maximale Achsanzahl NmaX erreicht, erfolgt eine Überprüfung des gesamten Fahrzeugs hinsichtlich seiner errechneten Ziel- position (22).

Im beschriebenen Beispiel besitzt das Fahrzeug die maximale Achsanzahl N=2. Daher wird hier die Achsvariable in einem nächsten Schritt (27) auf N=N+1, also N=2 gesetzt und sodann überprüft, ob die zweite Achse des Fahrzeugs die Zielposition bereits erreicht hat (25).

Hat die erste Achse jedoch noch nicht ihre errechnete Zielpo- sition erreicht (25), werden die Räder und die Federbeine dieser Achse vom Steuergerät entsprechend des in Fig. 3 dar- gestellten Ablaufplans 40 angesteuert.

Nach Verschiebung der ersten Achse erfolgt eine erneute Über- prüfung hinsichtlich des Erreichens ihrer Zielposition (28).

Beim seitlichen Einparken muss durch das Verschieben der Ach- sen mindestens die Fahrzeugbreite überwunden werden. Daher wird in der Regel nach einmaligem Verschieben der ersten Ach- se noch nicht die Zielposition erreicht sein.

Im nächsten Verfahrensschritt (29) wird sodann überprüft, ob sich die Achse mit der nächst höheren Achsvariablen (hier al- so N=2) bereits in ihrer Zielposition befindet. Dies wird zu- nächst im Beispiel des seitlichen Einparkens beim ersten Durchlauf des Ablaufplans 10 noch nicht der Fall sein. Daher wird im nächsten Schritt (30) überprüft, ob die derzeit. aktu- elle Achsvariable N bereits den maximal möglichen Wert Nmax besitzt. Im geschilderten Beispiel weist das Fahrzeug zwei Achsen auf, somit kann die Achsvariable N im Schritt 31 von N=1 auf N=2 erhöht werden. Falls in der Überprüfung (28) die Zielposition der Achse N=1 bereits festgestellt worden sein sollte, erfolgt die Erhöhung der Achsvariablen N im Schritt 31 sofort.

Im Verfahrensschritt 32 erfolgt eine Überprüfung, ob die ak- tuelle Achsvariable N einen höheren Wert aufweist, als das Fahrzeug Achsen (NmaX) besitzt. Falls diese Überprüfung-wie im beschriebenen Beispiel-negativ verläuft, wird die Posi- tion der aktuellen Achse mit ihrer errechneten Zielposition verglichen (25).

Wird im Verfahrensschritt 30 jedoch festgestellt, dass die aktuelle Achsvariable N bereits den maximalen Wert der Achs- variablen Nmax erreicht hat, wird die Achsvariable N im Ver- fahrensschritt 33 auf den nächst möglichen Wert (N=N-1) redu- ziert.

Im dargestellten Beispiel wird also im Verfahrensschritt 25 die Position der zweiten Achse überprüft und mit der Zielpo- sition verglichen. Da sich auch diese zweite Achse im ge- schilderten Beispiel noch nicht in der errechneten Zielposi- tion befindet, durchlaufen die Räder der zweiten Achse den Ablaufplan 40. Nach dem seitlichen Bewegen der zweiten Achse und der Überprüfung hinsichtlich der noch nicht erreichten Zielposition (28), wird geprüft, ob die Achse N+1-im Bei- spiel also Achse N=3-die Zielposition erreicht hat. Da im Beispiel das Fahrzeug lediglich zwei Achsen besitzt, hat die dritte Achse per Definition immer ihre Zielposition erreicht.

Im Schritt 32 wird sodann festgestellt, dass die Achsvariable N die maximale Achsanzahl Nmax übersteigt. Daher wird nach ne- gativer Überprüfung der Zielposition des gesamten Fahrzeugs (22) die Achsvariable auf N=1 gesetzt und der Vorgang mit der ersten Achse weiter fortgesetzt.

Nach mehrfachen Durchlaufens der entsprechenden Schleifen im Ablaufplan 20 wird die Situation erreicht, dass z. B. die ers- te Achse ihre Zielposition erreicht hat, was im Verfahrens- schritt 28 festgestellt wird. Im Schritt 31 wird sodann die Achsvariable auf N=2 gesetzt. Da die maximale Achsvariable Nmax nicht überschritten ist (32) und auch die Zielposition der zweiten Achse noch nicht erreicht wurde (25) wird die zweite Achse seitlich bewegt (40). Danach hat auch die zweite Achse die Zielposition erreicht, was im Schritt 28 festge- stellt wird. Die daran anschließende Erhöhung im Verfahrens- schritt 31 bewirkt im Verfahrensschritt 32 eine Feststellung, dass die maximale Achsvariable NmaX überschritten wurde. Daher wird daraufhin im Schritt 22 die aktuelle Position des Fahr- zeugs mit der errechneten Zielposition des Fahrzeugs über- prüft und festgestellt, dass das Fahrzeug seine Zielposition erreicht hat. Das Verfahren ist damit beendet (23).

Mit dem vorgestellten Verfahren ist es möglich, ein Fahrzeug seitlich z. B. in eine Parklücke hinaus-bzw. aus einer sol- chen herauszubewegen. Ebenso kann damit ein Fahrzeug um seine Hochachse gedreht werden, z. B. um auf engen Straßen zu wen- den, ohne durch mehrmaliges Hin-und Herfahren rangieren zu müssen. Des weiteren kann das Verfahren dazu benutzt werden, lediglich eine Achse, vorzugsweise eine ungelenkte Hinterach- se, beim Abbiegen auf durch beispielsweise mit Pkw zugepark- ten, beengten Straßen quasi als Hinterachslenkung einzuset- zen.

Es ist auch eine Varianten im Ablaufplan möglich, bei der beispielsweise erst das jeweils erste Rad an allen Achsen nacheinander entlastet und auf maximalen Sturz verschwenkt wird und das Zurückschwenken des jeweils zweiten Rades der verschiedenen Achsen zeitgleich erfolgt. Dadurch bewegen sich die Achsen zeitgleich, womit ein Verschwenken um Hochachse des Fahrzeugs vermieden wird.

Auch sind Varianten denkbar, die nach erstem Versetzen der ersten Achse ein doppeltes Versetzen der weiteren Achse (n), gefolgt von doppeltem Versetzen der ersten Achse vorsieht.