Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere autonomes Kraftfahrzeug, mit einer Lenkung, mehreren mittels der Lenkung lenkbaren Rädern und Radhäusern für diese Räder.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Lenken eines derartigen Kraftfahrzeugs und ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens. Bei einem derartigen Kraftfahrzeug sind die Räder in der Regel zweispurig angeordnet. Sind die Räder des Fahrzeugs nicht an eine Schiene oder eine sonstige Führung gebunden, so sind in der Regel zumindest zwei der Räder mittels einer Lenkung aktiv lenkbar, d.h. relativ zur jeweiligen Spur verschwenkbar. Ein solches Kraftfahrzeug ist in der Regel ein Kraftfahrzeug zum Fahren auf der Straße, also ein Straßenfahrzeug. Ein handelsüblicher Personenkraftwagen (PKW) ist somit ein solches Kraftfahrzeug. Ebenso ein LKW, ein Bus, etc.

Als autonomes Kraftfahrzeug oder selbstfahrendes Kraftfahrzeug bezeichnet man ein Kraftfahrzeug, das ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers fahren, steuern und einparken kann (hochautomatisiertes Fahren bzw. autonomes Fahren). Ein autonomes Personenbeförderungsfahrzeug wird auch als (autonomer) People Mover bezeichnet. Autonom bedeutet in diesem Zusammenhang, dass keine der beförderten Personen das Fahrzeug steuert, sondern dass das Personenbeförderungsfahrzeug selbstgesteuert oder automatisch gesteuert ist. Die beförderten Personen sind also in der Regel„nur“ Fahrgäste/Passagiere.

Mit der Integration des elektrischen Antriebs in die einzelnen Räder und mit der Kom- bination aus einzeln angetriebenen und lenkbaren Rädern (Radmodulen) ergeben sich neuartige Möglichkeiten hinsichtlich der Fahrzeugmanövrierbarkeit in beengten Situationen. So können beispielsweise kleinste Parklücken durch Einparken quer zur Fahrtrichtung genutzt werden. Möglich macht das beispielsweise ein ins Radmodul integrierter elektrischer Steller für die Lenkung, der einen Lenkeinschlag bis zu 90° ermöglicht. Bei derartigen Kraftfahrzeugen ist oftmals eine große Wendigkeit und gleichzeitig eine kompakte Bauweise gewünscht. Die Druckschriften JP 2016 - 22756 A, US 9 834 249 B2 und US 2016/0236710 A1 zeigen verschiedene Fahrzeuge, deren Lenkungen große Lenkwinkel und damit eine große Wendigkeit der entsprechenden Fahrzeuge ermöglichen. Dazu benötigen die Räder bzw. Radmodule jedoch entsprechenden Platz zum Einlenken. Es ist Aufgabe der Erfindung Maßnahmen anzugeben, die beim Kraftfahrzeug große Wendigkeit bei kompakter Bauweise dieses Kraftfahrzeugs ermöglichen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängi- gen Ansprüche 1 , 8 und 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug, insbesondere autonomem Kraftfahrzeug, mit einer Lenkung, mehreren mittels der Lenkung paarweise lenkbaren Rädern und Radhäusern für diese Räder ist vorgesehen, dass die Lenkung derart eingerichtet ist, dass sie die lenkbaren Räder eines jeweiligen Radpaares bei einem gemeinsamen Lenken nach links oder rechts mit einem Lenkwinkel a bis zu einem jeweiligen von der Form der entsprechenden Radhäuser vorgegeben Grenzwinkel a _g gleichsinnig ein- lenkt und bei einem Lenken nach links oder rechts mit einem Lenkwinkel a, der über den Grenzwinkel a _g hinausgeht, gegensinnig einlenkt. Auf diese Weise kann der Lenkwinkel weiterhin aus dem Bereich 0° a 90° gewählt werden, wobei die entsprechenden Radhäuser nun kleiner dimensioniert sein können. Entsprechend ihrer Form geben diese kleiner dimensionierten Radhäuser dann den Grenzwinkel a _g vor. Der Grenzwinkel liegt dann im Bereich 30° < a < 60°. Alle Winkelangaben beziehen sich auf den Geradeauslauf und sind unabhängig von der Lenkrichtung nur positiv definiert, also als Winkelbeträge zu verstehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt der Grenzwinkel a _g im Bereich 40° 50°, insbesondere bei 45°. Bei Wahl des Grenzwinkels in diesem Winkelbereich können die entsprechenden Radhäuser besonders kompakt ausgestaltet sein.

Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein autonomes Personenbeförderungsfahrzeug. Ein autonomes Personenbeförderungsfahrzeug wird auch als (autonomer) People Mover bezeichnet. Autonom bedeutet in diesem Zusammenhang, dass keine der beförderten Personen das Fahrzeug steuert, sondern dass das Personenbeförderungs- fahrzeug selbstgesteuert bzw. automatisch gesteuert ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lenkung zumindest eine Schnittstelle zur Ansteuerung durch ein Steuerungsmodul für das autonome Fahren aufweist. Eine solche Ausgestaltung ergibt sich beim autonomem Kraftfahrzeug und insbesondere auch beim autonomen Personenbeförderungsfahrzeug.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Lenkung eine Achsschenkel-Lenkung. Die entsprechenden Achsschenkel geben die Drehachse beim Lenken vor. Diese Lenkdrehachse befindet sich in der Regel außerhalb der Rä- der.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug ein Elektro- oder Hybrid-Antriebssystem umfasst. Dabei ist insbesonde- re die Verwendung von Radnaben(elektro)motoren vorgesehen.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die aktiv lenkbaren Räder angetriebene Rä- der, insbesondere mittels Radnabenmotor angetriebene Räder, sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs, insbeson- dere zum automatischen Lenken eines autonomen Kraftfahrzeugs, welches mehrere lenkbare Räder und Radhäuser für diese Räder aufweist, wobei die lenkbaren Räder bei der Fahrt paarweise im Wesentlichen parallel geführt werden, ist vorgesehen, dass die lenkbaren Räder eines jeweiligen Radpaares bei einem gemeinsamen Lenken nach links oder rechts mit einem Lenkwinkel a bis zu einem jeweiligen von der Form der entsprechenden Radhäuser vorgegeben Grenzwinkel a _g gleichsinnig einge- lenkt und bei einem Lenken nach links oder rechts mit einem Lenkwinkel a, der über den Grenzwinkel a _g hinausgeht, gegensinnig eingelenkt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Grenzwinkel im Bereich 40° 50°, besonders bevorzugt bei

45°, liegt.

Die zuvor für das mehrspurige Kraftfahrzeug genannten Ausführungsformen gelten entsprechend auch für das Verfahren zum Lenken eines Kraftfahrzeugs, welches mehrere lenkbare Räder und Radhäuser für diese Räder aufweist.

Bei dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt ist vorgesehen, dass dieses Programmteile umfasst, die in einem Prozessor eines computerbasierten Steuerungsmoduls, insbesondere eines computerbasierten Steuerungsmoduls für das auto- nome Fahren, geladen zur Durchführung des zuvor genannten Verfahrens eingerich- tet sind.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Front-Bereich eines Kraftfahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit parallel leicht eingeschla- genen lenkbaren Rädern,

Fig. 2: eine schematische Darstellung eines Front-Bereich eines mit gleichsinnig pa- rallel stark eingeschlagenen lenkbaren Rädern, und Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Front-Bereich des bereits in Fig. 1 gezeigten Kraftfahrzeugs mit antiparallel sehr stark eingeschlagenen lenkbaren Rädern.

Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Front-Bereich eines Fahrzeugs 10. Die Vorwärts-Fachrichtung ist über einen Pfeil 12 angegeben. Das Fahr- zeug 10 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen oder ein sonstiges Kraftfahrzeug. Dabei kann das Kraftfahrzeug insbesondere ein Kraftfahrzeug für das autonome Fah- ren wie zum Beispiel ein autonomes Personenbeförderungsfahrzeug sein. Das hier gezeigte Fahrzeug 10 ist ein zweispuriges Fahrzeug 10, das in seinem Front- Bereich zwei Radmodule 14, 16 mit je einem lenkbaren Rad 18, 20 aufweist. Die hier gezeigten Räder 18, 20 sind mittels einer (nur in wenigen Teilen gezeigten) Lenkung des Fahrzeugs 10 lenkbar. Neben den Radmodulen 14, 16 ist auch der Frontbereich einer Karosserie 22 des Fahrzeugs 10 dargestellt. Dabei bildet diese Karosserie 22 je ein Radhaus 24, 26 (oft auch Radkasten genannt) für jedes der Radmodule 14, 16.

Die besagte Lenkung ist eine Art Achsschenkel-Lenkung, die für jedes der Räder 18, 20 einen Achsschenkel 28, 30 aufweist, der die Lenkdrehachse vorgibt, um die das jeweilige lenkbare Rad 18, 20 nach rechts oder links eingelenkt werden kann.

Somit weist das eine der Radmodule 14 also das Rad 18 und den Achsschenkel 28 und das andere der Radmodule 16 das Rad 20 und den Achsschenkel 30 auf. Diese sind beim Geradeaus-Lauf spiegelverkehrt zueinander aufgebaut und angeordnet. Die Fig. 1 zeigt nun den Front-Bereich des Kraftfahrzeugs 10 - einerseits mit den lenkbaren Räder 18, 20 beim Geradeaus-Lauf, andererseits mit gleichsinnig parallel leicht nach links eingeschlagenen lenkbaren Rädern 18, 20. Die Lenkrichtung ist als Pfeil 32 eingezeichnet. Der Lenkwinkel a ist sehr nah an einem von der Form des entsprechenden Radhauses 26 vorgegeben Grenzwinkel a _g .

Die Fig. 2 zeigt nun den Front-Bereich des Kraftfahrzeugs 10 - einerseits mit den lenkbaren Räder 18, 20 beim Geradeaus-Lauf, andererseits mit gleichsinnig parallel leicht nach links eingeschlagenen lenkbaren Rädern 18, 20. Anders als in Fig. 1 ist der Lenkwinkel a jedoch größer als der von der Form des entsprechenden Radhauses 26 vorgegebene Grenzwinkel a _g . Im Bereich 34 ist das Fehlen eines entsprechenden

Bauraums erkennbar, wodurch ein solch weites gleichsinniges Einschlagen mit einem Lenkwinkel a > a _g bei dieser Bauweise des Radhauses 26 also nicht möglich ist. Um nun trotz der vorgegebenen Form der Radhäuser 24, 26 ein Einschlagen mit einem Lenkwinkel a > a _g zu ermöglichen, werden die lenkbaren Räder 18, 20 bei einem Lenkwinkel a > ag gegensinnig (parallel) eingeschlagen. Dies ist in Fig. 3 für den Lenkwinkel a » 90°, also einen Winkel a » a _g gezeigt. Beide lenkbaren Räder 18, 20 des Radpaares sind für eine anschließende Fahrt (z.B. im Rahmen eines Einpark- Vorgangs) wieder im Wesentlichen parallel geführt.

Es ergibt sich also das folgende Vorgehen zur Lenkung des Kraftfahrzeugs 10, bei dem die lenkbaren Räder 18, 20 zumindest beim Fahren paarweise im Wesentlichen parallel geführt werden: Die lenkbaren Räder 18, 20 des Radpaares werden beim gemeinsamen Lenken nach links oder rechts mit einem Lenkwinkel a bis zu einem jeweiligen von der Form der entsprechenden Radhäuser 24, 26 vorgegeben Grenzwinkel a _g gleichsinnig eingelenkt und bei einem Lenken nach links oder rechts mit einem Lenkwinkel a, der über den Grenzwinkel a _g hinausgeht, gegensinnig eingelenkt.

Im Folgenden sollen wichtige Aspekte der Erfindung und möglicher Ausführungsformen noch einmal mit anderen Worten beschrieben werden.

Es wird eine bauraumoptimierte Anordnung für das Radmodul/Fahrzeugrad vorge- schlagen. Insbesondere wird ein Lenkverfahren vorgeschlagen, welches ein gegensinniges Einlenken der Räder 18, 20 umfasst, sodass das jeweilige Radhaus 24, 26 bauraumoptimiert ausgeführt werden kann.

Dabei ergeben sich die folgenden Merkmale:

- das Fahrzeug verfügt über eine Lenkeinrichtung, welche einen gegensinnigen Lenkeinschlag der Räder einer Fahrzeugachse ermöglicht;

- während der "normalen" Fahrt werden die Räder 18, 20 an einer Achse vorzugswei- se gleichsinnig eingelenkt;

- während des Querparkens, mit ca. 90° Radeinschlag, werden die Räder 18, 20 einer Achse gegensinnig eingelenkt.

Fig. 2 zeigt das zugrundeliegende Problem bei einer Radanordnung mit einem 90° Lenkwinkel. Bei gleichsinnigem Radeinschlag fährt das rechte Vorderrad 18 teilweise aus dem Radhaus 24 heraus und benötigt dadurch keinen zusätzlichen Bauraum, während das linke Vorderrad 20 in das Radhaus 26 hineingeschwenkt und mit der Radhauskontur des Radhauses 26 kollidiert.

Die "Kollision" wird durch gegensinniges Einlenken der Räder 18, 20 jeder Achse ver- hindert.

Die Fig. 3 macht die Vorteile des gegensinnigen Lenkeinschlags in der Gegenüberstellung deutlich: beide Räder 18, 20 werden bei dem gegensinnigen Lenkeinschlag aus dem jeweiligen Radhaus 24, 26 herausgeschwenkt und benötigen keinen zusätz- liehen Bauraum.

Das Herausschwenken der Räder 18, 20 basiert auf der entsprechend abgestimmten Radkinematik: der Radaufstandpunkt jedes gelenkten Rades 18, 20 beschreibt eine Bahn um den durch den Störkrafthebelarm erzeugten Kreis. Die Darstellungen ma- chen deutlich, dass nur ein gegensinniger Radeinschlag das Rausschwenken der Räder 18, 20 aus dem Radhaus 24, 26 sicherstellt. Die Radaufstandpunkte befinden sich dabei auf einer Linie oder Ebene, die senkrecht zur Fahrzeugachse steht.

Im Gegensatz dazu erzeugt beim gleichsinnigen Radeinschlag die Kreisbewegung um den Störkrafthebelarm einen Versatz zwischen den beiden Radaufstandpunkten: der Radaufstandpunkt des linkes Vorderrads (VL) 20 ist um den Kreis herum nach innen geschwenkt und bewegt es hin zum Radhaus-Innenkontur (in das Radhaus 26 hinein).

Bezuqszeichenliste

10 Fahrzeug

12 Pfeil (Fahrtrichtung)

14 Radmodul

16 Radmodul

18 Rad

20 Rad

22 Karosserie

24 Radhaus

26 Radhaus

28 Achsschenkel mit Achse

30 Achsschenkel mit Achse

32 Lenkrichtung

34 fehlender Bauraum

a Lenkwinkel

a _g Grenzwinkel