Radselektive Antriebe als Redundanz des Lenkaktors

Die Abbildung zeigt das Funktionsprinzip der Nutzung radselektiver Antriebe als Redundanz für einen Lenkaktor. Das Prinzip beruht auf der Wirkung von radselektiven Antriebsmomenten auf das Lenkmoment an der gelenkten Achse (Achsschenkellenkung). Wird, wie hier gezeigt, am rechten Rad eine größere Antriebskraft $F_{A_2}$ als am linken Rad ($F_{A_1}$) gestellt, bewirkt dies ein Moment im Lenksystem um die Lenkachsen ($EG$), welches der Wirkung eines Lenkaktors ($M_{L_1}$, $M_{L_2}$) entspricht. Die Darstellung basiert auf einer von Römer [1] veröffentlichten Abbildung, welche zeigt, wie das gleiche Wirkprinzip für den Anwendungsfall einer Lenkkraftunterstützung genutzt werden kann. ... mehrAngepasst wurde diese Abbildung dahingehend, dass das Lenkrad entfernt und durch zwei redundante Lenkaktoren ($M_{L_1}$, $M_{L_2}$) ersetzt wurde. Damit stellt die modifizierte Abbildung die Anwendung in einem Steer-by-Wire Fahrzeug dar, welches auch automatisierte Fahrfunktionen ermöglicht. Weitere Größen in der Abbildung sind: Störkrafthebelarm ($r_A$), Seitenkrafthebelarm ($r_S$), Lenkübersetzung ($i_L$), Seitenkräfte rechts ($F_{y_{vr}}$) und links ($F_{y_{vl}}$).

[1] J. Römer, “Steuerung und Regelung des Lenkradmoments durch Nutzung radselektiver Frontantriebe,” dissertation, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.5445/ksp/1000132577. This work is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International (CC BY-SA 4.0) License. To view a copy of this license, visit https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de.

The figure illustrates the functional principle of using wheel-selective drives as redundancy for a steering actuator. The principle is based on the effect of wheel-selective drive torques on the steering torque at the steered axle (Ackermann steering). If, as shown here, a larger driving force $F_{D_2}$ is applied to the right wheel than to the left wheel ($F_{D_1}$), a torque is induced in the steering system about the steering axis ($EG$), which corresponds to the effect of a steering actuator ($M_{S_1}$, $M_{S_2}$). The illustration is based on a figure published by Römer [1], which shows how the same principle can be used for the case of a power steering system. ... mehrThis figure has been modified by removing the steering wheel and replacing it with two redundant steering actuators ($M_{S_1}$, $M_{S_2}$). Thus, the modified figure represents the application in a steer-by-wire vehicle, which also allows automated driving functions. Other quantities in the figure are: interfering force arm ($r_D$), lateral force arm ($r_L$), steering ratio ($i_S$), lateral forces right ($F_{y_{fr}}$) and left ($F_{y_{fl}}$).

[1] J. Römer, “Steuerung und Regelung des Lenkradmoments durch Nutzung radselektiver Frontantriebe,” dissertation, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.5445/ksp/1000132577. This work is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International (CC BY-SA 4.0) License. To view a copy of this license, visit https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de.