DE10140604C1 - Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens von Kraftfahrzeugen

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens von Kraftfahrzeugen mit mindestens drei Rädern. Mit Hilfe des Verfahrens werden Fahrzeugaufbaubewegungen unter dem Einfluss von am Schwerpunkt angreifenden Querkräften reduziert. Für das Verfahren ist es möglich, für jede Fahrzeugachse einen zweigeteilten Stabilisator zu verwenden, in dem ein hydraulisches Stellglied integriert ist, das die beiden Stabilisatorhälften gegeneinander tordieren kann. Das in den Stabilisator eingeleitete Drehmoment wird über die Stabilisatorschenkel an den jeweiligen Radträgern übertragen. Es können auch vom Stabilisator unabhängige Stellglieder verwendet werden. Mit diesem Drehmoment kann ein durch die Fahrzeugquerkraft verursachtes Wankmoment kompensiert werden. DOLLAR A Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem das Wankverhalten im Hinblick auf Genauigkeit und die Reaktionsgeschwindigkeit verbessert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens von Kraftfahrzeugen mit mindestens drei Rädern. Zwischen den auf die Räder wirkenden Stabilisatoren und dem Fahrzeugaufbau oder zwischen den Stabilisatorabschnitten zweier Räder einer Achse ist jeweils mindestens ein Stellglied ange­ ordnet. Am Kraftfahrzeug wird der Lenkradwinkel, die Fahrge­ schwindigkeit, die Fahrzeugquerbeschleunigung und am Antriebs­ motor mindestens die Motordrehzahl gemessen. Aus dem Lenkrad­ winkel und der Fahrgeschwindigkeit wird die theoretische Fahr­ zeugquerbeschleunigung berechnet. Aus der gemessenen oder der berechneten Querbeschleunigung, der Motordrehzahl und einer der Gaspedalstellung proportionalen Größe wird die Wankmomenten­ verteilung zwischen den Fahrzeugachsen errechnet. Aus den Daten der Querbeschleunigung und der Wankmomentenverteilung werden die Stellgliedkräfte ermittelt. Auf der Basis der Daten der je­ weiligen Stellgliedkräfte wird die Energiezufuhr zu den ent­ sprechenden Stellgliedern gesteuert.
Ein derartiges Verfahren ist aus einem Vortrag bekannt: "Aktive Roll-Stabilisation - eine kostengünstige Lösung zur aktiven Fahrwerksregelung" gehalten im Haus der Technik e. V., Essen 1993; Veranstaltungsnummer T306330563. Dort wird ein aktives Fahrwerksystem beschrieben, das eine Verbesserung der Fahr­ zeugquerdynamik zur Aufgabe hat. Das Verfahren befaßt sich mit dem Reduzieren der Fahrzeugaufbaubewegung unter dem Einfluß ei­ ner am Schwerpunkt angreifenden Querkraft. Es benötigt am Kraftfahrzeug für jede Fahrzeugachse einen zweigeteilten Stabi­ lisator. In der Teilungsfuge des Stabilisators ist ein hydrau­ lisches Stellglied angeordnet, das die beiden Stabilisatorhälf­ ten gegeneinander tordieren kann. Das in den Stabilisator ein­ geleitete Drehmoment wird über die Stabilisatorschenkel an den jeweiligen Radträgern übertragen. Die Reaktionskräfte werden am Fahrzeugaufbau abgestützt. Dadurch wirkt auf den Fahrzeugaufbau ein Drehmoment um die Wankachse. Mit diesem Drehmoment kann ein durch die Fahrzeugquerkraft verursachtes Wankmoment kompensiert werden.
Zur Steuerung der Stellglieder werden zum einen der Lenkradwin­ kel und die Fahrgeschwindigkeit erfaßt, um daraus die auf den Fahrzeugaufbau wirkende Querbeschleunigung zu berechnen. Die Querbeschleunigung kann auch direkt gemessen werden. Zum ande­ ren werden die Drehzahl und der Drosselklappenwinkel des das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungsmotors erfaßt. U. a. aus diesen Meßwerten wird die Zugkraftänderung bzw. die Wankmomen­ tenverteilung ermittelt. Die Querbeschleunigung und die Wank­ momentenverteilung bestimmen die Kräfte die in den Stellglie­ dern an den verschiedenen Fahrzeugachsen zum Einsatz kommen.
Aus der DE 198 36 674 C1 ist ein Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens bekannt. Hierbei werden über den Schwerpunkt angreifende Querkräfte über einen zweigeteilten Stabilisator und einem in dieser Teilung befindlichen Stellglied gegeneinan­ der tordiert. Die über die Stabilisatorhälften eingeleiteten Drehmomente werden über mit den Stabilisatorhälften fest ver­ bundenen Kragarmen auf die entsprechenden Räder übertragen um somit Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus abzustützen.
Des weiteren sind Algorithmen in der Fachwelt bekannt, um fahrdynamische Zustandsgrößen, beispielsweise die Querbeschleunigung ay zu berechnen bzw. abzuschätzen. Ebenso ist es bekannt, aus unterschiedlichen ermittelten Zustandsgrößen Rückschlüsse auf den Fahrzustand eines Fahrzeugs zu ziehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, das Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens im Hinblick auf Genauigkeit und die Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern und universeller zu gestalten.
Das Problem wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Bei dem neuen Verfahren werden mindestens an zwei Rädern einer Achse die Raddrehzahlen gemessen und aus den Raddrehzahlen wird die für die Berechnung der Querbeschleunigung notwendige Fahr­ geschwindigkeit ermittelt. Die Querbeschleunigung wird im fol­ genden als theoretische Querbeschleunigung bezeichnet. Am An­ triebsmotor wird das Motormoment gemessen oder aus motortypi­ schen Meßdaten und/oder Kennfeldern hergeleitet. Die theoreti­ sche Querbeschleunigung wird mit einem Schwellwert verglichen, wobei bis zum Erreichen des Schwellwerts die Stellglieder nicht aktiv sind, während bei einem Überschreiten des Schwellwertes die Differenz zwischen der theoretischen und der gemessenen Querbeschleunigung ermittelt wird. Anschließend wird die Diffe­ renz mit einem Differenzschwellwert verglichen, wobei bis zum Erreichen dieses Differenzschwellwertes die berechnete Querbe­ schleunigung als aktuelle Querbeschleunigung verwendet wird, während bei einem Überschreiten des Differenzschwellwertes die gemessene Querbeschleunigung als aktuelle Querbeschleunigung definiert wird. Ferner wird für einen vorgegebenen, regulären Fahrzustandsbereich in Abhängigkeit von den Drehzahlen der Fahrzeugräder oder der mittleren Drehzahl der Radpaare einzel­ ner Achsen, der aktuellen Querbeschleunigung und der Änderung des Antriebsmoments eine theoretische Wankmomentenverteilung ermittelt. Die Drehzahlen der Achsen oder Räder, die aktuelle Querbeschleunigung und die Antriebsmomentenänderung werden je­ weils mit entsprechenden Schwellwerten verglichen, wobei bis zum Erreichen der Schwellwerte die theoretische Wankmomenten­ verteilung als aktuelle Wankmomentenverteilung verwendet wird, während beim Überschreiten von mindestens zwei der genannten Schwellwerte eine neue, aktuelle Wankmomentenverteilung errech­ net wird. Abschließend werden die Stellkräfte der Stellglieder als Funktionen der aktuellen Querbeschleunigung und der aktuel­ len Wankmomentenverteilung errechnet, in Signale zur Ansteue­ rung der Stellglieder umgesetzt und die Stellglieder mit Ener­ gie zur Erzeugung der ermittelten Kräfte versorgt.
Mit dem Verfahren wird ein Wanken bei Kurvenfahrten weitgehend verhindert. Es ermöglicht durch eine variable Wankmomentenver­ teilung beispielsweise zwischen einer Vorder- und Hinterachse eine positive Beeinflussung des Fahrverhaltens. Dazu werden die Stabilisatoren an der Vorder- und der Hinterachse mit Hilfe von geeigneten Stellgliedern verspannt. Als Stellglieder können beispielsweise die aus der DE 196 47 300 A1 bekannten Hydro­ motoren verwendet werden. Alternativ können auch pneumatische oder elektromechanische Stellglieder verwendet werden.
Ein Stellglied kann zwischen den beiden Hälften eines U-Stabi­ lisators angeordnet sein. Ist das Stellglied ein Schwenkmotor, so ist z. B. die rechte Stabilisatorhälfte am Stator ange­ flanscht, während die linke Hälfte Teil des Rotors ist. Beide Hälften können hydraulisch gegeneinander verdreht und gesperrt werden. Eine weitgehende Entkopplung der Stabilisatorhälften ist möglich.
Die Stellglieder können auch zwischen jeder Stabilisatorhälfte und dem Fahrzeugaufbau angeordnet sein, so daß die Kopplung der Stabilisatorhälften hydraulisch, pneumatisch oder elektromecha­ nisch nachgebildet wird.
Bei einer Kurvenfahrt wird zumindest annähernd proportional zur Querbeschleunigung pro Achse eine Kraft bzw. ein Moment aufge­ baut, die einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenwirkt, so daß das Fahrzeug nur geringfügig wankt. Dazu wird aus mehre­ ren Meßgrößen und deren Auswertung eine Wankmomentenverteilung berechnet. Die Meßgrößen werden immer nur teilweise ausgewertet und mit Schwellwerten verglichen bzw. auf ihre Plausibilität überprüft, um so beispielsweise verrauschte Meßgrößen durch vergleichbare, auf anderen Meßgrößen basierende Berechnungs­ werte zu ersetzen.
Die Wankmomentenverteilung kann zusätzlich über einen bei­ spielsweise durch den Fahrer von Hand zu betätigenden Schalter beeinflußt werden, um dem Fahrzeug zumindest bereichsweise zwei verschiedene Fahrcharakteristiken zu verleihen. Durch diesen Schalter kann zwischen einem komfortablen und einem sportlichen Fahrverhalten gewählt werden. Bei einer sportlichen Einstellung reagiert das Kraftfahrzeug agiler. Es weist ein Fahrverhalten mit einer Übersteuertendenz auf. Im Gegensatz hierzu verhält sich das Fahrzeug bei einer komfortablen Einstellung mehr un­ tersteuernd.
Bei Fahrzuständen im Grenzbereich neigen Fahrzeuge zum Schleu­ dern bzw. zum Gieren. Ist dies der Fall, verliert mindestens eine Achse des Fahrzeugs ihre Seitenführungseigenschaften und rutscht in Richtung der Außenseite der befahrenen Kurve. Dieses Verhalten wird im allgemeinen Schleudern oder Gieren genannt. In derartigen Situationen sind Lastwechsel oder wechselseitiges Ein- und Ausfedern sehr gefährlich. Das Fahrzeug neigt durch diese an- und abschwellenden Belastungen zu einer aufschaukeln­ den Wankbewegung. Um auf diese Fahrzustände rechtzeitig reagie­ ren zu können, wird die Giergeschwindigkeit des Fahrzeuges ge­ messen. Diese gemessene Giergeschwindigkeit wird anschließend mit einem auf das Fahrzeug abgestimmten Sollwert der Gierge­ schwindigkeit verglichen. Dieser Sollwert kann einer der Fahr­ situation zugeordneten Kenngröße aus einem Kennfeld entspre­ chen. Wird nun dieser Sollwert inklusive eines zu berücksichti­ genden Toleranzfeldes überschritten, wird dieser Wert zur Be­ stimmung einer Wankmomentenverteilung verwendet.
Um den Einsatz der Erfindung in Geländefahrzeugen zu ermögli­ chen, ist ähnlich dem Sport/Komfortschalter ein Schalter für Geländefahrbetrieb vorgesehen. Da bei Fahrten im Gelände be­ reits im Langsamfahrbetrieb, bedingt durch extreme Verwindungen sowie durch Ein- und Ausfedern große Wankbewegungen auftreten, wird hierbei für die spezielle Fahrsituation längs eines Hanges eine Hangkompensation berücksichtigt. Dabei wird ein aktueller Hangwinkel ermittelt und mit einem Sollhangwinkel verglichen. Bei Erreichen eines Schwellwertes, der sich aus dem Sollhang­ winkel und vorgegebener Kennfeldtoleranzen zusammensetzt, wird bei aktivierten Schalter für Geländefahrbetrieb eine hierfür entsprechende Wankmomentenverteilung durch die zugehörige Akti­ vierung der Stellglieder bewirkt.
Zur Ermittlung des aktuellen Hangwinkels werden die Eingangs­ größen der Querbeschleunigung, des Wankwinkels und der aktuel­ len Federwege der Räder gemessen. Die aktuellen Federwege der Räder werden mit Sollfederwegen der Räder verglichen, wobei die Sollfederwege entsprechend der Abhängigkeit von Querbeschleuni­ gung und Wankwinkel vorgegeben werden. Ergibt der Vergleich zwischen Sollhangwinkel und aktuellem Hangwinkel einen größeren Wert als eins, zumindest jedoch einen Wert gleich eins, wird eine neue Wankmomentenverteilung mit zugehöriger Aktivierung der Stellglied bewirkt.
Diese Wankmomentenverteilung berücksichtigt ebenso ein Wegrut­ schen oder Gieren bei Längsfahrbetrieb am Hang. Dies ist von besonderer Wichtigkeit, da hierdurch ein Kippen des Fahrzeuges vermieden werden kann.
Eine zusätzliche Gefährdung kann durch plötzliches Anfahr- und Bremsnicken hervorgerufen werden. Da bei Längsfahrbetrieb am Hang und einem gleichzeitigen Lenken sowie ruckartigem Bremsen, Anfahren oder Beschleunigen aus einer bestimmten Geschwindig­ keit heraus das Fahrzeuges zusätzlich zum Wanken angeregt wird, besteht hierbei eine erhöhte Kippgefahr. Bei Normalfahrbetrieb ist diese Kippneigung geringer ausgeprägt und nur bei Kurven­ fahrt von Bedeutung. Zur Kompensation eines derartigen Anfahr- und Bremsnickens wird eine Wankmomentenverteilung unter Berück­ sichtigung des Anfahr- und Bremsnickens ermittelt. Als Ein­ gangsgrößen gehen hierbei ein Abgleich der Raddrehzahlen, das Motormoment, der gewählte Getriebegang, der Lenkradwinkel und die aktuelle Ein- bzw. Ausfederung der Vorderachse und der Hin­ terachse ein.
Um in die Berechnung von Anfahrbeschleunigung und Bremsabstüt­ zung Eingang zu finden, muss beim Abgleich der Raddrehzahlen eine Abweichung eines vorgegebenen Raddrehzahlbereiches vorlie­ gen.
Ein derartiges Verfahren ist für normale Straßenfahrzeuge und Geländefahrzeuge geeignet. Selbstverständlich kann dieses Ver­ fahren auch bei Nutzfahrzeugen, Baumaschinen und landwirt­ schaftlichen Fahrzeugen und deren Hänger eingesetzt werden. Da solche Fahrzeuge oft im Gelände eingesetzt werden, wird mit dem Verfahren ein erheblicher Beitrag zur Betriebssicherheit ge­ währleistet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Form mehrerer Flussdiagramme einer schematisch dargestellten Ausführungsform. Die Formelzeichen sind in einer dem Flußdia­ gramm vorangestellten Formelzeichenliste erläutert.
Fig. 1 Flussdiagramm zur Ermittlung der aktiven Stell­ kräfte aus der Querbeschleunigung und der Wank­ momentenverteilung;
Fig. 2 Flussdiagramm zur Ermittlung der Wankmomenten­ verteilung unter Verwendung der Gierge­ schwindigkeit;
Fig. 3 Flussdiagramm zur Ermittlung der aktiven Stell­ kräfte bei Geländefahrt und Fahrbetrieb längs eines Hanges;
Fig. 4 Flussdiagramm zur Ermittlung der aktiven Stell­ kräfte bei Anfahrbeschleunigung und Bremsver­ zögerung.
Die Fig. 1 zeigt dieses Flußdiagramm. Zur Bestimmung der Quer­ beschleunigung werden der Lenkradwinkel, die Drehzahlen der Fahrzeugräder und die Querbeschleunigung direkt oder indirekt gemessen.
Der Lenkradwinkel liefert zusammen mit der Lenkgetriebeüber­ setzung die Fahrtrichtung bzw. den Radius des momentan abgefah­ renen Kurvenabschnitts. Anstelle des Lenkradwinkels können - besonders bei Allradlenkungen - auch die Radeinschläge aller gelenkten Räder gemessen werden.
Die zur Berechnung der Querbeschleunigung notwendige Fahrge­ schwindigkeit ergibt sich in der Regel u. a. aus der mittleren Fahrgeschwindigkeit der nicht angetriebenen Fahrzeugachse.
Die berechnete Querbeschleunigung eilt der gemessenen voraus und ist nicht so verrauscht wie die gemessene Querbeschleuni­ gung. Sie ist daher besser zur Ansteuerung des Systems geeig­ net.
Die berechnete Querbeschleunigung wird permanent mit einem Schwellwert verglichen, der alle Kurvenfahrten, einschließlich der theoretischen Geradeausfahrten in Fahrten mit oder ohne Wankausgleich unterteilt. Unterhalb des Schwellwertes, bei­ spielsweise bei Geradeausfahrt, ist das System deaktiviert. Die Stellglieder sind nicht aktiv.
Wird der Schwellwert überschritten, wird die Differenz zwischen der berechneten bzw. theoretischen Querbeschleunigung und der gemessenen berechnet und mit einem Differenzschwellwert vergli­ chen. Beide Werte werden vor dem Vergleichen tiefpaßgefiltert. Ist die Differenz größer als der Differenzschwellwert, so er­ folgt eine gleitende Umschaltung auf die gemessene Querbe­ schleunigung. Letztere wird als aktuelle Querbeschleunigung für die weiteren Berechnungen verwendet. Das hat den Vorteil, daß bei außergewöhnlichen Fahrzuständen Fehlinterpretationen der berechneten Querbeschleunigungen vermieden werden, wie bei­ spielsweise beim Schleudern des Fahrzeugs. Hierbei ergäbe sich durch die unwillkürliche Gegenlenkreaktion des Fahrers ein fal­ scher Querbeschleunigungwert.
Mit Hilfe des Motormoments, der Motordrehzahl, den mittleren Fahrgeschwindigkeiten der Achsen wird zusammen mit der Wahl der Schalterstellung des Komfort/Sportschalters eine Wankmomenten­ verteilung erstmals errechnet. Entsprechend dieser erstberech­ neten Wankmomentenverteilung werden die Stellglieder voreinge­ stellt. Gleichzeitig wird die Antriebsmomentenänderung als Funktion der mittleren Fahrgeschwindigkeit der Antriebsachse, des Motormoments und der Motordrehzahl ermittelt.
Die Fahrgeschwindigkeit, die Antriebsmomentenänderung und die aktuelle Querbeschleunigung werden fortlaufend mit entsprechen­ den vorgegebenen Schwellwerten verglichen. Werden im Ausfüh­ rungsbeispiel alle drei Schwellwerte überschritten, so werden entsprechend der Höhen der Schwellwertüberschreitungen neue Wankmomentenverteilungen errechnet. Ansonsten wird die erst­ berechnete Wankmomentenverteilung beibehalten.
Aus der aktuellen Wankmomentenverteilung und der aktuellen Querbeschleunigung werden die Stellgliedkräfte ermittelt. Aus den Stellgliedkräften werden Steuersignale generiert, über die - beispielsweise bei hydraulischen Stellgliedern - die Ventile zur Beaufschlagung der Hydromotoren gesteuert oder geregelt werden.
In die Berechnungen der Stellgliedkräfte fließen neben den in Fig. 1 dargestellten Eingangsgrößen selbstverständlich alle notwendigen fahrzeug- und stellgliedtypischen Daten ein.
In Fig. 2 ist ein Flussdiagramm zur Ermittlung der Wankmomen­ tenverteilung unter Verwendung der Giergeschwindigkeit abgebil­ det. Die gemessene Giergeschwindigkeit wird permanent mit einer dem jeweiligen Fahrzustand entsprechenden Sollgiergeschwindig­ keit verglichen. Wird dieser Sollwert überschritten, wird ent­ sprechend der Sollwertüberschreitung eine neue Wankmomentenver­ teilung errechnet. Diese Berechnung stützt sich auf die Berech­ nung der Wankmomentenverteilung unter Berücksichtigung von in Fig. 1 verwendeten Parametern wie Fahrgeschwindigkeit, Antriebsmomentenänderung und aktuelle Querbeschleunigung.
Wird der Sollwert nicht überschritten gelten die gleichen Be­ dingungen wie in Fig. 1, wobei die ersterrechnete Wankmomen­ tenverteilung beibehalten wird.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm zur Ermittlung der aktiven Stellkräfte bei Geländefahrt und Fahrbetrieb längs eines Han­ ges. Abhängig von der Aktivierung des Schalters für Gelände­ fahrt wird die Berechnung eines Hangwinkels unter der verglei­ chenden Betrachtung eines aktuellen Hangwinkels und eines Soll­ hangwinkels ermittelt. Hierzu werden die Parameter der gemesse­ nen Querbeschleunigung, der gemessene Wankwinkel und die aktu­ ellen Federwege der Räder fortlaufend abgefragt.
Die aktuellen Federwege werden beim Fahrbetrieb längs eines Hanges permanent mit entsprechenden Sollfederwegen verglichen und bei positiver und negativer Abweichung mit zur Berechnung integriert.
Tritt keine Abweichung auf, wird der aktuelle Federweg der Rä­ der als weitere Berechnungsgröße zur Ermittlung der Stellkräfte der Stellglieder an der Vorderachse und Hinterachse verwendet. Das entsprechende Signal wird - wie im Flussdiagramm der Fig. 1 ersichtlich - an dem Knotenpunkt A1 eingeleitet. Liegt eine Abweichung vor, wird dieser Wert mit den gemessenen Para­ metern der Querbeschleunigung und des Wankwinkels zur Berech­ nung eines aktuellen Hangwinkels verwendet. Weicht dieser aktu­ elle Hangwinkel entsprechend eines vorgegebenen Hangwinkels ab, wird ein entsprechend dieser Abweichung gewählter Wert zur Er­ mittlung der Stellkräfte der Stellglieder an den Knotenpunkt A1 der Fig. 1 geleitet.
Ist die Abweichung zwischen aktuellem Hangwinkel und vorgegebe­ nen Hangwinkel klein und liegt somit in einem vorgegebenen Be­ reich, liegt keine wesentliche Hangneigung des Fahrzeuges vor. In diesem Fall verzweigt sich der Signalfluss zum Knoten­ punkt A4 der Fig. 1, wo über die Fahrgeschwindigkeit, die Antriebsmomentenänderung und der Querbeschleunigung eine Wank­ momentenverteilung ermittelt wird.
In Fig. 4 ist ein Flussdiagramm zur Ermittlung der aktiven Stellkräfte bei Anfahrbeschleunigung und Bremsverzögerung abge­ bildet. Mit Hilfe der folgenden Eingangsparameter des Motormo­ ments, des Getriebegangs, der Lenkradstellung, der aktuellen Einfederung der Vorderachse und der Hinterachse sowie den Rad­ drehzahlen wird eine Anfahrbeschleunigung beziehungsweise eine Bremsverzögerung ermittelt.
Die Raddrehzahlen ergeben sich in einer relativen Betrachtung der momentanen Raddrehzahlen zu einem entsprechend vorbestimm­ ten Raddrehzahlenschwellwert. Werden hierbei erhebliche Unter­ schiede ermittelt, werden diese Werte zur Berechnung der An­ fahrbeschleunigung und der Bremsverzögerung verwendet. Ist die Abweichung unwesentlich, wird der Signalfluss zum Knoten­ punkt A2 der Fig. 1 verzweigt.
Die errechnete Anfahrbeschleunigung oder Bremsverzögerung wird über den Knotenpunkt A1 in der Fig. 1 zur Berechnung der akti­ ven Stellkräfte der Stellglieder verwendet.
Formelzeichenliste
ay,mess
: Querbeschleunigung, gemessen
ay,theo
: Querbeschleunigung, errechnet
ay,akt
: Querbeschleunigung, aktuell
ay,tneo,Sw
: Schwellwert für die theo. Querbeschleunigung
ay,akt,Sw
: Schwellwert für die akt. Querbeschleunigung
aan
: Anfahrbeschleunigung, positive Beschleunigung
abr
: Bremsverzögerung, negative Beschleunigung
δLR
: Lenkradwinkel
Δay
: Differenz von theoretischer und gemessener Querbeschleunigung
Δay,Sw
: Schwellwert für die Querbeschleunigungsdifferenz
ΔAM
Antriebsmomentenänderung
ΔAM,Sw
: Schwellwert für die Antriebsmomentenänderung
FAktor,v,h
: Stellkraft der Stellglieder an der Vorder- und Hinterachse
MM
: Motormoment
MW,v
: Wankmoment, vorn
MW,h
: Wankmoment, hinten
MW,v,0
↔MW,h,0
: Wankmomentenverteilung, erstberechnet
MW,v,neu
↔MW,h,neu
: Wankmomentenverteilung, neu
MW,v,akt
↔MW,h,akt
: Wankmomentenverteilung, aktuell
nM
: Motordrehzahl
nR
: Drehzahlen der Fahrzeugräder
nSw
: Schwellwert Raddrehzahl
v0
: Fahrzeuggeschwindigkeit
v0,Sw
: Schwellwert der Fahrzeuggeschwindigkeit
Ψmess
: Giergeschwindigkeit, gemessen
Ψsoll
: Soll-Giergeschwindigkeit
sakt,R
: Federweg aktuell am Rad
ssoll,R
: Sollfederweg am Rad
sakt,VA
: Einfederung aktuell an der Vorderachse
sakt,VH
: Einfederung aktuell an der Hinterachse
λ: Radschlupf
χ: Wankwinkel
GG
: Getriebegang
αH,akt
: Hangwinkel aktuell
αH,soll
: Hangwinkel soll

Claims (5)

1. Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens in Kraftfahr­ zeugen mit mindestens drei Rädern,
wobei zwischen den auf die Räder wirkenden Stabilisatoren und dem Fahrzeugaufbau oder zwischen den Stabilisatorabschnitten zweier Räder einer Achse jeweils mindestens ein Stellglied angeordnet ist,
wobei am Kraftfahrzeug der Lenkradwinkel (δLR), die Fahrge­ schwindigkeit (v0), die Fahrzeugquerbeschleunigung (ayr) und am Antriebsmotor mindestens die Motordrehzahl (nM) gemessen wird,
wobei aus dem Lenkradwinkel (δLR) und der Fahrgeschwindig­ keit (v0) die theoretische Fahrzeugquerbeschleunigung (ay,theo) berechnet wird,
wobei aus der gemessenen (ay,mess) oder der berechneten Quer­ beschleunigung (ay,theo), der Motordrehzahl (nM) und einer der Gaspedalstellung proportionalen Größe eine Wankmomentenver­ teilung (MW,v↔MW,h) errechnet wird,
wobei aus den Daten der Querbeschleunigung (ay,mess oder ay,theo) und der Wankmomentenverteilung (MW,v↔MW,h) die Stellglied­ kräfte ermittelt werden und
wobei auf der Basis der Daten der jeweiligen Stell­ gliedkräfte (FAktor) die Energiezufuhr zu den Stellgliedern gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens an zwei Rädern einer Achse die Raddrehzah­ len (nR) gemessen werden und aus den Raddrehzahlen (nR) die für die Berechnung der Querbeschleunigung (ay,theo) notwendige Fahrgeschwindigkeit (v0) berechnet wird,
dass am Antriebsmotor das Motormoment (MM) gemessen oder aus motortypischen Meßdaten und/oder Kennfeldern ermittelt wird,
dass die theoretische Querbeschleunigung (ay,theo) mit einem Schwellwert (ay,theo,Sw) verglichen wird, wobei bis zum Errei­ chen des Schwellwertes (ay,tneo,Sw) die Stellglieder nicht aktiv sind, während bei einem Überschreiten des Schwellwer­ tes (ay,theo,Sw) die Differenz (Δay) zwischen der theoreti­ schen (ay,theo) und der gemessenen Querbeschleunigung (ay,mess) ermittelt wird,
dass die Differenz (Δay) mit einem Differenzschwell­ wert (Δay,Sw) verglichen wird, wobei bis zum Erreichen des Differenzschwellwertes (Δay,Sw) die berechnete Querbeschleuni­ gung (ay,theo) als aktuelle Querbeschleunigung (ay,akt) verwendet wird, während bei einem Überschreiten des Differenzschwellwertes (Δay,Sw) die gemessene Querbeschleunigung (ay,mess) als aktuelle Querbeschleunigung (ay,akt) definiert wird,
dass für einen vorgegebenen, regulären Fahrzustandsbereich in Abhängigkeit von den Drehzahlen (nR) der Fahrzeugräder oder der Radpaare einzelner Achsen, der aktuellen Querbeschleuni­ gung (ay,akt) und der Änderung (ΔAM) des Antriebsmoments eine Wankmomentenverteilung (MW,v,0↔MW,h,0) ermittelt wird,
dass die Drehzahlen (nR) der Achsen oder Räder, die aktuelle Querbeschleunigung (ay,akt) und die Antriebsmomentenände­ rung (ΔAM) jeweils mit entsprechenden Schwellwerten (v0,Sw, ay,akt,Sw, ΔAM,Sw) verglichen werden, wobei bis zum Erreichen der Schwellwerte (v0,Sw, ay,akt,Sw, ΔAM,Sw) die erstberechnete Wankmomentenverteilung (MW,v,0↔MW,h,0) als aktuelle Wankmomentenverteilung (MW,v,akt↔MW,h,akt) verwendet wird, während beim Überschreiten von mindestens zwei der genannten Schwellwerte (v0,Sw, ay,akt,Sw, ΔAM,Sw) eine neue, aktuelle Wankmomentenverteilung (MW,v,neu↔MW,h,neu ∼ MW,v,akt↔MW,h,akt) errechnet wird,
dass die Stellkräfte (FAktor,v,h) der Stellglieder als Funktionen der aktuellen Querbeschleunigung (ay,akt) und der aktuellen Wankmomentenverteilung (MW,v,akt↔MW,h,akt) errechnet werden und
dass aus den Drehzahlen (nR) der Achsen oder Räder, aus dem Motormoment (MM), aus dem Getriebegang (GG), aus den aktuel­ len Einfederungen an Vorder- und Hinterachse (sakt,VA, sakt,VH) und aus dem Lenkradwinkel (δLR) eine Anfahrbeschleuni­ gung (aan) oder eine Bremsverzögerung (abr) errechnet wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Wankmomentenverteilung (MW,v,akt↔MW,h,akt) ein ma­ nuell betätigbarer Schalter abgefragt wird, der die Wahl zwi­ schen einem Berechnungsmodus für komfortablen oder sportlichen Fährstil ermöglicht.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellglieder Hydromotoren oder hydropneumatische Bauteile sind.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene Giergeschwindigkeit (Ψmess) mit einer Soll-Gierge­ schwindigkeit (Ψsoll) verglichen wird, wobei in Abhängigkeit von Fahrzeuggeschwindigkeit (v0), der Antriebsmomentenände­ rung (ΔAM) und der Querbeschleunigung (ay.mess) eine aktuelle Wankmomentenverteilung (MW,v,akt↔MW,h,akt) ermittelt wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Berechnung der aktuellen Wankmomentenverteilung (MW,v,akt↔MW,h,akt) aus dem Wankwinkel (χmess), den aktuellen Radfe­ derwegen (sakt,R), den entsprechenden Radsollfederwegen (ssoll,R) und der Querbeschleunigung (ay,mess) ein manuell vom Fahrer betä­ tigbarer Schalter abgefragt wird, der die Wahl zwischen einem Normalfahrbetrieb und einem Geländefahrbetrieb ermöglicht.
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