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Title:
STEERING DEVICE FOR A VEHICLE AND METHOD FOR STEERING A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/162229
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a steering device (102) for a vehicle (100), the vehicle (100) comprising at least one drive axle (104) with at least one drive wheel (110) and a second drive wheel (112) and at least one other axle (106) with at least one other wheel (108). The steering device (102) comprises a drive device (114) which is designed to apply different torques around the first drive wheel (110) and the second drive wheel (112) in order to cause the vehicle (100) to corner. The steering device (102) also comprises at least one manoeuvring wheel (120) for manoeuvring the vehicle (100), and a regulating device (122) designed to shift a distance between the manoeuvring wheel (120) and a road surface between a manoeuvring position and an idle position. In the manoeuvring position, the first drive wheel (110), the second drive wheel (112) and the manoeuvring wheel (120) are in contact with the road surface, while the other wheel (108) does not have any contact with the road surface, and in the idle position, at least the first drive wheel (110), the second drive wheel (112) and the other wheel (108) are in contact with the road surface.

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Inventors:
WOLFF VON GUDENBERG, Thilo (Max-Liebermann-Weg 1, Sindelfingen, 71065, DE)
Application Number:
EP2018/054205
Publication Date:
September 13, 2018
Filing Date:
February 21, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
International Classes:
B60S9/16; B60S9/18; B62D11/02; B62D61/12
Foreign References:
US6439332B12002-08-27
EP2570332A12013-03-20
DE102015109302A12016-12-15
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche

1. Lenkvorrichtung (102) für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug (100), wobei das Fahrzeug (100) ein erstes Antriebsrad (110) und ein zweites Antriebsrad (112) aufweist, die einer Antriebsachse (104) des Fahrzeugs (100) zugeordnet sind, und zumindest ein weiteres Rad (108) aufweist, das einer weiteren Achse (106) des Fahrzeugs (100) zugeordnet ist, wobei die Lenkvorrichtung (102) folgende Merkmale aufweist: eine Antriebseinrichtung (114), die ausgebildet ist, um das erste

Antriebsrad (110) und das zweite Antriebsrad (112) zum Bewirken einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs (100) mit unterschiedlichen Drehmomenten zu beaufschlagen; zumindest ein Rangierrad (120) zum Rangieren des Fahrzeugs (100); und eine Versteileinrichtung (122), die ausgebildet ist, um einen Abstand des Rangierrads (120) zu einer Fahrbahnoberfläche zwischen einer

Rangierstellung und einer Ruhestellung zu verstellen, wobei in der Rangierstellung das erste Antriebsrad (110), das zweite

Antriebsrad (112) und das Rangierrad (120) Kontakt mit der

Fahrbahnoberfläche haben, während das weitere Rad (108) keinen Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche hat, und in der Ruhestellung zumindest das erste Antriebsrad (110), das zweite Antriebsrad (112) und das weitere Rad (108) Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche haben.

2. Lenkvorrichtung (102) gemäß Anspruch 1, bei der das Rangierrad (120) als eine Lenkrolle mit einer Drehachse (402) und einer windschief zur Drehachse (402) ausgerichteten Schwenkachse (400) ausgeführt ist. Lenkvorrichtung (102) gemäß Anspruch 2, bei der das Rangierrad (120) um zumindest 360 Grad um die Schwenkachse (400) schwenkbar ist.

Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Rangierrad (120) benachbart zur weiteren Achse (106) angeordnet oder anordenbar ist.

Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Rangierrad (120) vollgummibereift ist.

Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Antriebseinrichtung (114) ausgebildet ist, um das erste Antriebsrad (110) und das zweite Antriebsrad (112) in einander entgegengesetzte Richtungen zu drehen.

Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Antriebseinrichtung (114) einen ersten Antriebsmotor (116) zum Antreiben des ersten Antriebsrades (110) und einen getrennt vom ersten Antriebsmotor (116) ansteuerbaren zweiten Antriebsmotor (118) zum Antreiben des zweiten Antriebsrades (112) aufweist.

Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Antriebseinrichtung (114) zumindest ein Verteilergetriebe zum Umsetzen eines Eingangsmomentes in ein erstes Drehmoment zum Antreiben des ersten Antriebsrades (110) und ein zweites

Drehmoment zum Antreiben des zweiten Antriebsrades (112) aufweist.

Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit der weiteren Achse (106), wobei die weitere Achse (106) als lenkbare Nachlaufachse ausgeführt ist.

Lenkvorrichtung (102) gemäß Anspruch 9, bei der der weiteren

Achse (106) zumindest zwei weitere Räder (108) zugeordnet sind. Verfahren (800) zum Lenken eines Fahrzeugs (100) mittels einer Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren (800) folgende Schritte umfasst:

Stellen (810) des Rangierrads (120) in die Rangierstellung mittels der Versteileinrichtung (122); und

Beaufschlagen (820) des ersten Antriebsrades (110) und des zweiten Antriebsrades (112) mit unterschiedlichen Drehmomenten mittels der Antriebseinrichtung (114), wenn das Rangierrad (120) in die

Rangierstellung gestellt wurde.

Steuergerät (124) zum Betreiben einer Lenkvorrichtung (102) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Steuergerät (124) die folgenden Merkmale aufweist: eine Empfangseinheit (710) zum Empfangen zumindest eines

Steuersignals (712) zum Rangieren des Fahrzeugs; und eine Ausgabeeinheit (720), die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Steuersignals (712) das Verstellsignal (130) an eine Schnittstelle zu der Versteileinrichtung (122) bereitzustellen, um das Rangierrad (120) in die Rangierstellung zu verstellen, und ausgebildet ist, um unter

Verwendung des Steuersignals (712) zumindest eines der

Ansteuersignale (126, 128) an eine Schnittstelle zu der

Antriebseinrichtung (114) bereitzustellen, um das erste Antriebsrad (110) und das zweite Antriebsrad (112) zum Bewirken einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs (100) mit unterschiedlichen Drehmomenten zu

beaufschlagen.

Description:
Beschreibung Titel

Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Einzelradantriebe, bei der die Räder einer Achse individuell angetrieben werden können, sind insbesondere bei elektrischen oder hydraulischen Antrieben bekannt. Durch das individuelle Ansteuern der Räder kann ein Fahrzeug somit zum Fahren einer Kurve gezwungen werden.

Zukünftige autonom fahrende Fahrzeuge haben andere und neue Anforderungen gegenüber herkömmlichen Fahrzeugen. Da neben der Entwicklung des autonomen Fahrens auch die Elektrifizierung des Antriebsstrangs immer weiter vorangetrieben wird, wird ein Großteil der zukünftigen autonomen Fahrzeuge elektrische Antriebskonzepte besitzen. Aktuelle Prototypen und Konzepte bestätigen diesen Trend. Diese Konzepte bestätigen auch, dass viele Fahrzeuge dieser Art eher in niedrigen Geschwindigkeitsbereichen unterwegs sind. Daraus ergeben sich neue Möglichkeiten zur Realisierung der Lenkung.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine

Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, ein Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs und weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Es wird eine Lenkvorrichtung für ein zumindest zweiachsiges Fahrzeug vorgestellt, wobei das Fahrzeug ein erstes Antriebsrad und ein zweites

Antriebsrad aufweist, die einer Antriebsachse des Fahrzeugs zugeordnet sind, und zumindest ein weiteres Rad aufweist, das einer weiteren Achse des

Fahrzeugs zugeordnet ist, und wobei die Lenkvorrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Antriebseinrichtung, die ausgebildet ist, um das erste Antriebsrad und das zweite Antriebsrad zum Bewirken einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs mit unterschiedlichen Drehmomenten zu beaufschlagen; zumindest ein Rangierrad zum Rangieren des Fahrzeugs; und eine Versteileinrichtung, die ausgebildet ist, um einen Abstand des Rangierrads zu einer Fahrbahnoberfläche zwischen einer Rangierstellung und einer

Ruhestellung zu verstellen, wobei in der Rangierstellung das erste Antriebsrad, das zweite Antriebsrad und das Rangierrad Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche haben, während das weitere Rad keinen Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche hat, und in der Ruhestellung zumindest das erste Antriebsrad, das zweite Antriebsrad und das weitere Rad Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche haben. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein zweispuriges Kraftfahrzeug,

insbesondere etwa ein Elektrofahrzeug, handeln. Bei der Antriebsachse kann es sich um eine Vorder- oder Hinterachse des Fahrzeugs handeln. Unter einer Antriebsachse kann dabei ein aus gegenüberliegenden Rädern bestehendes Räderpaar verstanden werden. Die Räder können von voneinander separierten Radträgern getragen werden. Auch kann unter der Antriebsachse eine gedachte

Linie durch Drehachsen der Antriebsräder verstanden werden. Zusätzlich oder alternativ kann unter der Antriebsachse eine mechanische Einrichtung verstanden werden. Dabei kann die Antriebsachse beispielsweise eine oder mehrere Wellen zum Antreiben der Antriebsräder aufweisen. Die Antriebsachse kann beispielsweise mit einem oder mehreren Verteilergetrieben zum Umsetzen eines beispielsweise von einer zentralen Antriebseinheit der Antriebseinrichtung bereitgestellten Antriebsmoments in unterschiedliche Drehmomente zum Drehen der Antriebsräder gekoppelt sein. Alternativ können die Antriebsräder direkt durch je einen Antriebsmotor der Antriebseinrichtung antreibbar sein.

Insbesondere kann die Antriebseinrichtung beispielsweise ausgebildet sein, um die Antriebsräder mit einander entgegengerichteten Drehmomenten zu beaufschlagen, sodass sich die Antriebsräder in einander entgegengesetzte Richtungen drehen. Auch kann die Antriebseinrichtung ausgebildet sein, um eines der Antriebsräder mit einem Drehmomenten zu beaufschlagen und das andere der Antriebsräder mit keinem Drehmoment zu beaufschlagen. Zum Beaufschlagen der Drehmomente kann die Antriebseinrichtung ausgebildet sein, um zumindest ein geeignetes Steuersignal an zumindest einen Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor oder Verbrennungsmotor, des Fahrzeugs bereitzustellen.

Unter einem Rangierrad kann ein höhenverstellbares, insbesondere nicht angetriebenes Stützrad des Fahrzeugs verstanden werden. Das Rangierrad kann beispielsweise als Castorrad, auch Lenkrolle genannt, ausgebildet sein, um sich selbstständig entsprechend einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausrichten zu können. Dabei kann das Rangierrad beispielsweise um zumindest zwei unterschiedliche Achsen um 360 Grad drehbar gelagert sein, wobei die beiden Achsen windschief zueinander ausgerichtet sein können. Das Rangierrad kann beispielsweise benachbart zur weiteren Achse angeordnet sein, sodass das Rangierrad einen größeren Abstand zur Antriebsachse als zur weiteren Achse aufweist.

Unter einer Versteileinrichtung kann eine hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch betätigbare Einrichtung zur Höhenverstellung des Rangierrads, insbesondere zur Verstellung des Rangierrads in vertikaler Richtung, etwa parallel zu einer Hochachse des Fahrzeugs, verstanden werden. Optional kann die Versteileinrichtung ausgebildet sein, um das Rangierrad zusätzlich anzutreiben.

Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass durch Kombination einer Fahrzeuglenkung aus zwei getrennt voneinander antreibbaren Antriebsrädern mit einem bei Bedarf ausfahrbaren Rangierrad eine

kostengünstige Lenkung mit sehr hoher Wendigkeit bereitgestellt werden kann. Das Rangierrad kann beispielsweise dazu dienen, eine nicht angetriebene Achse des Fahrzeugs, etwa eine ein- oder zweirädrige passiv gelenkte Nachlaufachse, im Rangierbetrieb anzuheben. Eine solche Lenkung eignet sich insbesondere zur

Verwendung mit elektrisch angetriebenen Fahrzeugen im Stadtverkehr.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Rangierrad als eine Lenkrolle mit einer Drehachse und einer windschief zur Drehachse ausgerichteten Schwenkachse ausgeführt sein. Dadurch kann erreicht werden, dass sich das Rangierrad selbstständig entsprechend einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausrichtet. Somit kann eine Lenkaktuatorik zum Lenken des Rangierrads entfallen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Rangierrad um zumindest 360 Grad um die Schwenkachse schwenkbar sein. Dadurch kann die Wendigkeit des Fahrzeugs erhöht werden.

Es ist von Vorteil, wenn das Rangierrad benachbart zur weiteren Achse angeordnet oder anordenbar ist. Dadurch kann die weitere Achse mit möglichst geringem Kraftaufwand angehoben werden.

Das Weiteren kann das Rangierrad vollgummibereift sein. Dadurch kann das Rangierrad besonders robust und kompakt realisiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Antriebseinrichtung

ausgebildet sein, um das erste Antriebsrad und das zweite Antriebsrad in einander entgegengesetzte Richtungen zu drehen. Dadurch ist es ohne

Lenkaktuatorik möglich, das Fahrzeug auf der Stelle zu drehen. Ferner kann die Antriebseinrichtung einen ersten Antriebsmotor zum Antreiben des ersten Antriebsrades und einen getrennt vom ersten Antriebsmotor ansteuerbaren zweiten Antriebsmotor zum Antreiben des zweiten Antriebsrades aufweisen. Dadurch können die Antriebsräder besonders effizient angetrieben werden. Die Antriebseinrichtung kann gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest ein Verteilergetriebe zum Umsetzen eines Eingangsmomentes in ein erstes Drehmoment zum Antreiben des ersten Antriebsrades und ein zweites

Drehmoment zum Antreiben des zweiten Antriebsrades aufweisen. Durch diese Ausführungsform können die Antriebsräder effizient mit unterschiedlichen Drehmomenten, insbesondere beispielsweise auch mit einander

entgegengerichteten Drehmomenten, beaufschlagt werden.

Die Lenkvorrichtung kann die weitere Achse aufweisen. Dabei kann die weitere Achse als lenkbare Nachlaufachse ausgeführt sein. Unter einer Nachlaufachse kann beispielsweise eine passiv gelenkte Nachlaufachse verstanden werden, deren Räder lose auf der Fahrbahn mitlaufen und somit passiv durch den Lauf des Fahrzeugs mitgelenkt werden. Durch die weitere Achse kann die

Lenkfunktion gewährleistet werden, wenn das Rangierrad nicht aktiv ist.

Die weitere Achse kann zumindest zwei weitere Räder aufweisen. Durch diese Ausführungsform kann die Stabilität des Fahrzeugs bei Kurvenfahrten erhöht werden.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft zudem ein Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs mittels einer Lenkvorrichtung gemäß einer der vorstehenden

Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Stellen des Rangierrads in die Rangierstellung mittels der Versteileinrichtung; und

Beaufschlagen des ersten Antriebsrades und des zweiten Antriebsrades mit unterschiedlichen Drehmomenten mittels der Antriebseinrichtung, wenn das Rangierrad in die Rangierstellung gestellt wurde.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Steuergerät geeignet, um die genannte Lenkvorrichtung oder Einrichtungen der genannten Lenkvorrichtung zu betreiben. Dazu umfasst das Steuergerät eine Empfangseinheit zum Empfangen zumindest eines Steuersignals zum Rangieren des Fahrzeugs, und eine Ausgabeeinheit, die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Steuersignals ein Verstellsignal an eine Schnittstelle zu der Versteileinrichtung bereitzustellen, um das Rangierrad in die Rangierstellung zu verstellen, und ausgebildet ist, um unter Verwendung des Steuersignals zumindest ein Ansteuersignal an eine Schnittstelle zu der

Antriebseinrichtung bereitzustellen, um das erste Antriebsrad und das zweite Antriebsrad zum Bewirken einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs mit

unterschiedlichen Drehmomenten zu beaufschlagen.

Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine

Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine

magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.

Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des

Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung des Fahrzeugs. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie Beschleunigungs-, Drehzahl-, Druck-, Lenkwinkel- oder Umfeldsensorsignale zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie Brems- oder Lenkaktoren oder ein Motorsteuergerät des Fahrzeugs.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. la eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer

Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. lb eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer

Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2a eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer

Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2b eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer

Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs aus Fig. 2 in Ruhestellung; Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs aus Fig. 2 in

Rangierstellung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer

Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer

Lenkvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts gemäß einem

Ausführungsbeispiel; und

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem

Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren

dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche

Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.

Fig. la zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Lenkvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Antriebsachse 104, hier beispielhaft eine Vorderachse des

Fahrzeugs 100, sowie eine nicht angetriebene Hinterachse als weitere Achse 106. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die weitere Achse 106 als passiv gelenkte Einradhinterachse mit einem weiteren Rad 108 ausgeführt. Somit ist die weitere Achse 106 als eine Komponente der Lenkvorrichtung 102 zu betrachten. Alternativ kann die weitere Achse 106 auch als mehrrädrige, insbesondere zweirädrige Achse ausgeführt sein. Die Antriebsachse 104 umfasst ein erstes Antriebsrad 110 und ein gegenüber dem ersten Antriebsrad 110 angeordnetes zweites Antriebsrad 112. Beide Antriebsräder 110, 112 sind durch eine

Antriebseinrichtung 114 des Fahrzeugs 100 mit unterschiedlichen

Drehmomenten beaufschlagbar, um eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs 100 zu bewirken. Gemäß dem in Fig. la gezeigten Ausführungsbeispiel ist die

Antriebseinrichtung 114 mit einem ersten Antriebsmotor 116 zum Antreiben des ersten Antriebsrades 110 und einem zweiten Antriebsmotor 118 zum Antreiben des zweiten Antriebsrades 112 ausgeführt. Die Antriebsmotoren 116, 118 sind je direkt mit dem entsprechenden Antriebsrad gekoppelt. Insbesondere sind die Antriebsräder 110, 112 mittels der Antriebsmotoren 116, 118 gleichzeitig in einander entgegengesetzte Drehrichtungen drehbar.

Des Weiteren ist das Fahrzeug 100 mit einem Rangierrad 120 zum Rangieren des Fahrzeugs 100 bei niedrigen Geschwindigkeiten ausgestattet. Beispielhaft ist das Rangierrad 120 gemäß Fig. la benachbart zur weiteren Achse 106 angeordnet. Je nach Ausführung des Fahrzeugs 100 kann das Rangierrad 120 auch an einer anderen Stelle am Fahrzeug 100 platziert sein. Das Rangierrad 120 ist höhenverstellbar am Fahrzeug 100 befestigt. Zur Höhenverstellung des Rangierrads 120 umfasst das Fahrzeug 100 eine entsprechende

Versteileinrichtung 122, die ausgebildet ist, um das Rangierrad 120,

beispielsweise mithilfe eines hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Antriebs, zwischen einer Ruhestellung und einer Rangierstellung zu verstellen. In der Rangierstellung haben die beiden Antriebsräder 110, 112 sowie das

Rangierrad 120 Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche, wobei die weitere Achse 106 durch das Ausfahren des Rangierrads 120 so weit angehoben ist, dass das weitere Rad 108 keinen Kontakt mehr mit der Fahrbahnoberfläche hat. Hingegen haben in der Ruhestellung, die einem eingefahrenen Zustand des Rangierrads 120 entspricht, lediglich die beiden Antriebsräder 110, 112 und das weitere Rad 108 Kontakt mit der Fahrbahnoberfläche. In der Rangierstellung steht das Fahrzeug 100 gemäß diesem Ausführungsbeispiel also nur mit insgesamt drei Rädern auf der Fahrbahnoberfläche, sodass eine hohe Wendigkeit beim

Rangieren gewährleistet ist. Insbesondere ist das Rangierrad 120 dabei als eine um 360 Grad schwenkbare, nachlaufgelenkte Lenkrolle realisiert. Dadurch kann eine hohe Wendigkeit unabhängig von einer jeweiligen Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 und ohne Verwendung einer zusätzlichen Lenkaktuatorik erreicht werden. Alternativ kann das Fahrzeug auch mit zwei Rangierrädern ausgestattet sein, welche sich auf einer Achse parallel zur Antriebsachse befinden. In diesem Fall steht das Fahrzeug in Rangierstellung auf insgesamt vier Rädern. Eine mögliche Anordnung der Räder ist in Fig. lb zu sehen.

Gemäß dem in Fig. la gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 100 ein Steuergerät 124 auf, das ausgebildet ist, um ein erstes Antriebssignal 126 zum Ansteuern des ersten Antriebsmotors 116 und ein zweites Antriebsignal 128 zum Ansteuern des zweiten Antriebsmotors zu erzeugen und auszugeben. Zum Lenken des Fahrzeugs 100 ist das Steuergerät 124 gemäß einem

Ausführungsbeispiel ausgebildet, um zumindest eines der Antriebssignale 126, 128 auszugeben, wenn sich das Rangierrad 120 in der Rangierstellung befindet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 124 Teil der

Antriebseinrichtung 114 oder Teil der Lenkvorrichtung 102. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 124 ferner ausgebildet, um ein Verstellsignal 130 zum Ansteuern der Versteileinrichtung 122 an die Versteileinrichtung 122 auszugeben. Das Verstellsignal 130 ist ausgebildet, um die Höhenverstellung des Rangierrads 120 zu bewirken. Gemäß einem

Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 124 zusätzlich oder alternativ ausgebildet, um ein Positionssignal von der Versteileinrichtung 122 zu empfangen, das anzeigt, ob sich das Rangierrad 120 in der Ruhestellung oder der Rangierstellung befindet. In diesem Fall kann das Steuergerät 124 ausgebildet sein, um zumindest eines der Antriebssignale 126, 128 auszugeben, wenn das Positionssignal anzeigt, dass sich das Rangierrad 120 in der

Rangierstellung befindet. Ist die weitere Achse 106 als passiv gelenkte

Nachlaufachse ausgeführt, gibt das Steuergerät 124 auch im normalen

Fahrbetrieb die Antriebssignale 126,128 aus. Fig. lb zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer

Lenkvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu Fig. la umfasst die Lenkvorrichtung 102 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei Rangierräder 120 mit je einer Versteileinrichtung 122. Die Rangierräder 120 sind beispielhaft an einem Hinterende des Fahrzeugs 100 einander

gegenüberliegend angeordnet. Beispielsweise sind die Rangierräder 120 und die jeweiligen Versteileinrichtungen 122 baugleich ausgeführt.

Fig. 2a zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Lenkvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa einer vorangehend anhand von Fig. 1 beschriebenen Lenkvorrichtung. Im Unterschied zu Fig. la ist die weitere Achse 106 gemäß diesem Ausführungsbeispiel als zweirädrige, passiv gelenkte Nachlaufachse ausgeführt. Wie in Fig. la ist das Rangierrad 120 benachbart zur weiteren Achse 106 angeordnet. Ebenfalls können zwei

Rangierräder 120 wie in Fig. 2b gezeigt verwendet werden.

Eine derartige Achskonstruktion ermöglicht trotz des eingeschränkten

Lenkwinkels der weiteren Achse 106 ein Rangieren mit maximaler Wendigkeit, ohne dass beim Rückwärtsfahren die weitere Achse 106 gesperrt werden muss. Dadurch kann der Reifenabrieb beim Rangieren deutlich gesenkt werden. Das gilt auch für das in Fig.la gezeigte Ausführungsbeispiel. Wenn die weitere Achse 106 in der in Fig.la gezeigten Darstellung jedoch so ausgeführt, dass sie um 360° drehbar ist, ist der zusätzliche Nutzen durch das Rangierrad 120 geringer.

Fig. 2b zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Lenkvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu Fig. 2a umfasst die Lenkvorrichtung 102 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei Rangierräder 120 mit je einer Versteileinrichtung 122. Die Rangierräder 120 sind beispielhaft an einem Hinterende des Fahrzeugs 100 einander

gegenüberliegend angeordnet. Beispielsweise sind die Rangierräder 120 und die jeweiligen Versteileinrichtungen 122 baugleich ausgeführt.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 aus Fig. 2a in der Ruhestellung des Rangierrads 120. Das Fahrzeug 100 ist in der

Seitenansicht gezeigt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 aus Fig. 2a in der Rangierstellung des Rangierrads 120. Das Fahrzeug 100 ist in der

Seitenansicht gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Rangierrad 120 um eine Schwenkachse 400 und um eine Drehachse 402 drehbar am Fahrzeug 100 gelagert. Die beiden Achsen 400, 402 sind windschief zueinander ausgerichtet, sodass das Rangierrad 120 einen Nachlauf 404 aufweist. Die Versteileinrichtung 122 ist beispielsweise ausgebildet, um das Rangierrad 120 in Richtung einer Hochachse 406 des Fahrzeugs 100 zu verstellen. Alternativ oder zusätzlich ist das Rangierrad 120 in zumindest einer von der Hochachse 406 abweichenden Richtung verstellbar. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schwenkachse 400 parallel zur Hochachse 406 ausgerichtet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Lenkvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der in Fig. 5 gezeigte Aufbau des Fahrzeugs 100 entspricht im Wesentlichen dem vorangehend anhand von Fig. la beschriebenen Aufbau, mit dem Unterschied, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Antriebsachse 104 als Hinterachse und die weitere Achse 106 als Vorderachse realisiert ist. Ein Vorderende des Fahrzeugs 100 ist durch eine Verjüngung des Fahrzeugumrisses angedeutet. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Lenkvorrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der in Fig. 6 gezeigte Aufbau des Fahrzeugs 100 entspricht im Wesentlichen dem vorangehend anhand der Figuren 2 bis 4 beschriebenen Aufbau, mit dem Unterschied, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Antriebsachse 104 als Hinterachse und die weitere Achse 106 als Vorderachse realisiert ist. Ein Vorderende des

Fahrzeugs 100 ist wie in Fig. 5 durch eine Verjüngung des Fahrzeugumrisses angedeutet.

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts 124 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines Steuergeräts, wie es vorangehend anhand von Fig. 1 beschrieben ist. Das Steuergerät 124 umfasst eine Empfangseinheit 710 zum Empfangen zumindest eines beispielsweise von einem Fahrer des

Fahrzeugs oder einer Einrichtung zum automatisierten Fahren des Fahrzeugs, erzeugten Steuersignals 712 zum Rangieren des Fahrzeugs. Das Steuersignals 712 gibt beispielsweise eine zum Durchführen einer gewünschten Kurvenfahrt geeignete Richtungsänderung des Fahrzeugs vor. Eine Ausgabeeinheit 720 ist ausgebildet, um den Steuerbefehl 712 zu empfangen und zur Erzeugung des Verstellsignals 130 sowie der beiden Ansteuersignale 126, 128 zu verarbeiten. Beispielsweise ist das Steuergerät 124 ausgebildet, um ansprechend auf den Empfang des Steuersignals 712 das Verstellsignal 130 an eine Schnittstelle zu der Versteileinrichtung 122 bereitzustellen, wobei das Verstellsignal 130 geeignet ist, um eine Verstellung des Rangierrads in die Rangierstellung zu bewirken. Ferner ist das Steuergerät 124 ausgebildet, um unter Verwendung des

Steuersignals 712 zumindest eines der Ansteuersignale 126, 128 an eine Schnittstelle zu der Antriebseinrichtung bereitzustellen, wobei das zumindest eine Ansteuersignal 126, 128 geeignet ist, um das erste Antriebsrad und das zweite Antriebsrad zum Bewirken der gewünschten Richtungsänderung mit geeigneten unterschiedlichen Drehmomenten zu beaufschlagen. Dabei kann eine Größe der Drehmomente von dem Steuergerät 124 unter Verwendung des Steuersignals 712 ermittelt werden oder durch das Steuersignal 712 vorgegeben sein.

Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 gemäß einem

Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 800 zum Lenken eines Fahrzeugs kann beispielsweise unter Verwendung einer Lenkvorrichtung, wie sie vorangehend anhand der Figuren 1 bis 7 beschrieben ist, durchgeführt werden. Dabei wird in einem Schritt 810 das Rangierrad mittels der Versteileinrichtung in die

Rangierstellung gestellt. In einem weiteren Schritt 820 werden die Antriebsräder der Antriebsachse durch entsprechendes Ansteuern der Antriebseinrichtung mit unterschiedlichen Drehmomenten beaufschlagt, sobald die weitere Achse durch Ausfahren des Rangierrads in die Rangierstellung über die Fahrbahnoberfläche angehoben wurde. Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten

Ansatzes nochmals mit anderen Worten zusammengefasst.

Gemäß einem etwa aus den Figuren 1 und 2 ersichtlichen Ausführungsbeispiel wird eine passiv gelenkte Nachlaufachse als weitere Achse 106, die entweder ein- oder zweirädrig ausgeführt ist, im Rangierbetrieb des Fahrzeugs 100 durch ein oder mehrere kleine Castorräder als Rangierräder 120 angehoben. Dadurch wird die weitere Achse 106, die auf den normalen Vorwärtsbetrieb optimiert ist, deaktiviert. Durch das Rangierrad 120, das um 360 Grad drehbar ist, wird nun in Kombination mit den individuell angesteuerten Antriebsrädern 110, 112 der Vorderachse eine sehr hohe Wendigkeit erreicht.

Das Fahrzeugchassis besitzt grundsätzlich die folgende Topologie. Die

Vorderachse ist als Antriebsachse 104 ausgeführt, wobei die Antriebsräder 110, 112 individuell ansteuerbar sind. Dies ist über elektrische oder hydraulische Einzelradantriebe realisiert. Auch die Verwendung einer zentralen Antriebseinheit ist möglich, wenn der Antriebsstrang entsprechende Verteilergetriebe aufweist, die zur radindividuellen Ansteuerung der Drehmomente ausgebildet sind.

Die Hinterachse umfasst entweder ein zentrales Rad 108 oder zwei Räder 108 mit beliebiger Spurbreite, wobei die Räder 108 luftbereift und ähnlich oder gleich groß wie die Vorderräder 110, 112 sein können. Die Räder 108 der Hinterachse sind beispielsweise über entsprechende Achsaufhängungen als Nachlaufräder ausgeführt, wobei keine vollständige Drehung um 360 Grad erforderlich ist. Eine Beschränkung des Lenkwinkels durch Bauraumvorgaben ist zulässig. Die Verdrehung des Rades 108 oder der Räder 108 um die Fahrzeughochachse wird beispielsweise durch optionale Dämpfungselemente zusätzlich gedämpft. Bei der Ausführung als Zweiradachse sind die Räder 108 beispielsweise über ein Trapezgestänge miteinander verbunden. Alternativ sind die Räder 108 der Hinterachse individuell drehbar ausgeführt. In der Nähe der Hinterachse ist zusätzlich das Rangierrad 120 unterhalb des Chassis angebracht, das um 360 Grad um die Hochachse drehbar ist. Das Rangierrad 120 kann mittels der Versteileinrichtung derart heruntergefahren werden, dass die Hinterachse vom Boden angehoben wird, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Im eingefahrenen Zustand, vorangehend auch Ruhestellung genannt, befindet sich das Rangierrad 120 im oder nahe am Fahrzeugboden, sodass die Bodenfreiheit zur Fahrbahnoberfläche gewährleistet ist. Der Ausfahrmechanismus in Form der Versteileinrichtung 122 ist je nach Ausführungsbeispiel hydraulisch, pneumatisch oder über einen elektrischen Spindelantrieb realisiert. Verschiedene Gestänge und Führungen sind für den Ausfahrmechanismus möglich. Das Rangierrad 120 ist

beispielsweise als Vollgummirad ausgeführt, da dieses nur bei niedrigen

Geschwindigkeiten im Rangierbetrieb aktiv ist.

Um bei normalen Vorwärtsfahrten eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs 100 zu ermöglichen, werden die beiden Antriebsräder 110, 112 mittels der

Antriebseinrichtung 114 derart angetrieben, dass das jeweils kurvenäußere Rad mit einem höheren Drehmoment als das jeweils kurveninnere Rad belastet wird. Dadurch fährt das Fahrzeug 100 in die Kurve; die Hinterräder lenken durch den Nachlauf von selbst mit. Ein Lenkaktuator kann somit entfallen. Beim

Vorwärtsfahren ist das Rangierrad 120 vollständig eingezogen. Das Fahrzeug 100 steht dann beispielsweise vollständig auf luftbereiften Rädern.

Für Rangierfahrten wird das Rangierrad 120 so weit ausgefahren, dass die eigentlichen Hinterräder den Bodenkontakt verlieren. Das Fahrzeug 100 steht auf dem um 360 Grad drehbaren Rangierrad 120. Dadurch kann nun über eine individuelle Ansteuerung der Antriebsräder 110, 112 an der Vorderachse sehr frei gelenkt werden. Je nach Drehrichtung der Antriebsräder 110, 112 ist auch ein Rückwärtsfahren oder sogar ein Drehen auf der Stelle um die Vorderachsmitte möglich. Alternativ können Vorder- und Hinterachse getauscht sein, sodass die

Hinterachse radindividuell angetrieben ist und die Vorderachse als

Nachlaufachse ausgeführt ist, wie dies in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist. Das Rangierrad 120 befindet sich dann in der Nähe der Vorderachse.

Dadurch, dass das Rangierrad 120 passiv gelenkt ist, kann eine zusätzliche Lenkaktuatorik entfallen. Die Regelung zum Rangieren ist somit quasi identisch zur Regelung bei normalen Kurvenfahrten.

Die gelenkte Achse kann auch als aktiv gelenkte Achse ausgeführt sein, wenn dies beispielsweise aufgrund der Fahrstabilität bei höheren Geschwindigkeiten konstruktiv notwendig ist. In diesem Fall funktioniert das Kurvenfahren im normalen Vorwärtsbetrieb wie üblich über einen Lenkaktuator. Durch den Rangierbetrieb kann jedoch eine sehr hohe Wendigkeit erreicht werden.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"- Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.