DE102005005723A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Stabilisierung eines Fahrzeugaufbaus - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilisierung eines beweglich gelagerten Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs, mit einer Dämpfungseinrichtung (13a, ..., 13d), die zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Grundrahmen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, mit Radfedereinrichtungen (15a, ..., 15d), die zwischen dem Grundrahmen und Rädern (14a, ..., 14d) des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und mit einer Erfassungseinrichtung (21a, ..., 22d), die eine Bewegungsgröße ermittelt, die eine während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auftretende Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus wiedergibt, wobei die ermittelte Bewegungsgröße einer Steuereinrichtung (23) zur Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus zugeführt wird. Erfindungsgemäß sind die an den Radfedereinrichtungen (15a, ..., 15d) auftretenden Hübe (h¶a¶, ..., h¶d¶) durch Ansteuerung jeweils zugehöriger Stelleinrichtungen radindividuell veränderbar, wobei die Steuereinrichtung (23) die Stelleinrichtungen in Abhängigkeit der ermittelten Bewegungsgröße derart ansteuert, dass eine unerwünschte Bewegung des Fahrzeugaufbaus zumindest teilweise kompensiert wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilisierung eines beweglich gelagerten Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs, mit einer Dämpfungseinrichtung, die zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Grundrahmen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, mit Radfedereinrichtungen, die zwischen dem Grundrahmen und Rädern des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und mit einer Erfassungseinrichtung, die eine Bewegungsgröße ermittelt, die eine während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auftretende Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus wiedergibt, wobei die ermittelte Bewegungsgröße einer Steuereinrichtung zur Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus zugeführt wird.
  • Ein derartiges Stabilisierungssystem für ein Nutzfahrzeug geht aus der US 6 029 764 A hervor. Das Stabilisierungssystem weist mehrere aktive Vibrationsdämpfer auf, die zwischen dem Grundrahmen und der Fahrerkabine des Nutzfahrzeugs angeordnet sind. Die aktiven Vibrationsdämpfer umfassen jeweils eine schwingungsgedämpfte Federungseinrichtung und ein mit der Federungseinrichtung in Reihe geschaltetes hydraulisch ansteuerbares Stellelement, mittels dem sich die Fahrerkabine relativ zum Grundrahmen des Nutzfahrzeugs verstellen bzw. bewegen lässt. Das Dämpfungssystem weist ferner der Fahrerkabine zugeordnete Beschleunigungsaufnehmer auf, deren Sensorsignale eine aufgrund von Fahrbahnunebenheiten und dergleichen verursachte Bewegung der Fahrerkabine wiedergeben. Die Sensorsig nale werden einer zentralen Steuereinrichtung zugeführt, die auf deren Basis die hydraulischen Stellelemente derart ansteuert, dass eine unerwünschte fahrtbedingte Bewegung der Fahrerkabine unterdrückt wird.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Optimierung des Fahrkomforts hinsichtlich unerwünschter fahrtbedingter Bewegungen des Fahrzeugaufbaus erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 11 gelöst.
  • Die Vorrichtung zur Stabilisierung eines beweglich gelagerten Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Dämpfungseinrichtung, die zwischen dem Fahrzeugaufbau und einem Grundrahmen des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, sowie zwischen dem Grundrahmen und Rädern des Kraftfahrzeugs angeordnete Radfedereinrichtungen, die in bekannter Weise zur Absorption fahrtbedingt auftretender Fahrbahnstöße und dergleichen ausgebildet sind. Bei der Dämpfungseinrichtung kann es sich um ein passives oder auch aktives System zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen bzw. Bewegungen des Fahrzeugaufbaus handeln. Derartige Systeme sind aus dem Stand der Technik in zahlreicher Weise bekannt, sodass deren Aufbau und Funktion an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden braucht. Des weiteren ist eine Erfassungseinrichtung vorhanden, die eine Bewegungsgröße ermittelt, die eine während der Fahrt des Kraftfahrzeugs auftretende Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus wiedergibt, wobei die ermittelte Bewegungsgröße einer Steuereinrichtung zur Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus zugeführt wird.
  • Erfindungsgemäß sind die an den Radfedereinrichtungen auftretenden Hübe durch Ansteuerung jeweils zugehöriger Stelleinrichtungen radindividuell veränderbar, wobei die Steuerein richtung die Stelleinrichtungen in Abhängigkeit der ermittelten Bewegungsgröße derart ansteuert, dass eine von der Dämpfungseinrichtung unzureichend gedämpfte Bewegung des Fahrzeugaufbaus im Sinne einer Optimierung des Fahrkomforts zumindest teilweise kompensiert wird. Die Kompensation kann insbesondere insoweit erfolgen, als eine unerwünschte Bewegung des Fahrzeugaufbaus auf ein vom Fahrer bzw. den Fahrzeuginsassen als komfortabel empfundenes Maß reduziert wird.
  • Da die Ansteuerung der Stelleinrichtungen die stabilisierende Wirkung der Dämpfungseinrichtung maßgeblich unterstützt bzw. ergänzt, brauchen diesbezüglich an die Dämpfungseinrichtung selbst keine allzu hohen Anforderungen gestellt werden. Bei der Dämpfungseinrichtung kann es sich dann um einen kostengünstigen Gummidämpfer oder um einen passiven Gas- bzw. Flüssigkeitsdämpfer einfacher Bauart handeln, ohne dass möglicherweise Einbußen hinsichtlich des Fahrkomforts in Kauf genommen werden müssten.
  • Aufgrund der beschriebenen Ansteuerung der Stelleinrichtungen werden ferner altersbedingte Veränderungen der Dämpfungscharakteristik der verwendeten Dämpfungseinrichtung weitgehend ausgeglichen, sodass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung durch erhöhte Wartungsarmut auszeichnet. Dies ist vor allem bei Verwendung einfach aufgebauter passiver Dämpfungseinrichtungen, insbesondere von Gummidämpfern, von besonderer Bedeutung.
  • Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bietet sich vor allem in Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen mit beweglich gelagertem Fahrerhaus an, also bei Lastkraftwagen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen (Universalfahrzeugen, Traktoren, Erntemaschinen etc.) und dergleichen.
  • Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Vorteilhafterweise gibt die ermittelte Bewegungsgröße eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus entlang einer in Hochrichtung orientierten Lateralachse, die zu einer Hubbewegung des Fahrzeugaufbaus führt, und/oder eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus um eine in Längsrichtung orientierte Drehachse, die zu einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus führt, und/oder um eine in Querrichtung orientierte Drehachse, die zu einer Nickbewegung des Fahrzeugaufbaus führt, wieder. Die Achsen bilden vorzugsweise ein kartesisches Koordinatensystem, sodass sich die Bewegung des Fahrzeugaufbaus in Bezug auf die ihm zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade durch Auswertung der ermittelten Bewegungsgröße vollständig und eindeutig beschreiben lässt. Die Orientierung des kartesischen Koordinatensystems kann durch eine vordefinierte Ruhelage des Fahrzeugaufbaus gegeben sein, beispielsweise durch diejenige Ruhelage, die sich einstellt, wenn sich das Kraftfahrzeug im Stillstand auf einer neigungslosen bzw. ebenen Oberfläche befindet, wenn also keine fahrt- oder neigungsbedingten Kräfte auf den Fahrzeugaufbau einwirken. Alternativ kann die Ruhelage des Fahrzeugaufbaus selbstverständlich auch anderweitig vordefiniert sein.
  • Wie eingangs erwähnt, gibt die ermittelte Bewegungsgröße eine am Fahrzeugaufbau auftretende Beschleunigung wieder. Dementsprechend lassen sich auf deren Basis hauptsächlich solche Bewegungen des Fahrzeugaufbaus kompensieren, bei denen ausgeprägte und damit leicht zu erfassende Beschleunigungen auftreten, beispielsweise aufgrund fahrtbedingt auftretender Fahrbahnstöße und dergleichen. Quasistatische Bewegungen des Fahrzeugaufbaus, wie sie im Falle einer Fahrbahnquer- bzw. Fahrbahnlängsneigung, einer Kurvenfahrt oder aufgrund von Seitenwindeinflüssen auftreten können, führen hingegen zu vergleichsweise geringen Beschleunigungen und bleiben demzufolge von der Bewegungsgröße weitgehend unerfasst. Es ist daher von Vorteil, wenn die Erfassungseinrichtung neben der Bewegungsgröße eine Lagegröße ermittelt, die die aktuelle Lage des Fahrzeugaufbaus gegenüber dem Grundrahmen des Kraftfahrzeugs wiedergibt, wobei die aufbaustabilisierende Ansteuerung der Stelleinrichtungen dann unter zusätzlicher Berücksichtigung der ermittelten Lagegröße erfolgt.
  • Die Lagegröße lässt sich hierbei auf einfache Weise durch Messung der an der Dämpfungseinrichtung auftretenden Dämpferauslenkung ermitteln.
  • Zweckmäßigerweise bestimmt die Steuereinrichtung auf Basis der ermittelten Bewegungsgröße alleine oder zusätzlich auf Basis der ermittelten Lagegröße Sollkräfte bzw. Sollmomente, die zur Kompensation der von der Steuereinrichtung festgestellten unerwünschten Bewegung des Fahrzeugaufbaus aufzubringen sind, wobei die Steuereinrichtung für jeden der möglichen Freiheitsgrade des Fahrzeugaufbaus eine separate Sollkraft bzw. ein separates Sollmoment bestimmt.
  • Gegebenenfalls voneinander abhängige Sollkräfte bzw. Sollmomente werden vorzugsweise durch Ausführung einer Koordinatentransformation in ein System voneinander unabhängiger Sollkräfte bzw. Sollmomente überführt, wobei die Ansteuerung der Stelleinrichtungen dann ausgehend von diesen Sollkräften bzw. Sollmomenten erfolgt.
  • Die Stelleinrichtungen sind bei Kraftfahrzeugen mit aktivem Fahrwerk, insbesondere mit aktiver Luftfederung, in aller Regel ohnehin vorhanden, sodass in diesem Fall eine besonders kosteneffiziente Umsetzung bzw. Nachrüstung der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich ist.
  • Bei den Stelleinrichtungen kann es sich insbesondere um parallel oder seriell zu den Radfedereinrichtungen geschaltete elektrohydraulische und/oder elektropneumatische und/oder elektromechanische Aktuatoren, und/oder elektrische Linearmotoren handeln. Derartige Aktuatoren zeichnen sich durch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit aus und ermöglichen eine besonders genaue Einstellung der radindividuellen Hübe.
  • Da die Ansteuerung der Stelleinrichtungen der stoßabsorbierenden Funktion der Radfedereinrichtungen überlagert ist, erfolgt erstere aus Sicherheitsgründen ausschließlich insoweit, als der Kraftschluss der Räder zur Fahrbahnoberfläche hierdurch nicht gefährdet ist.
  • Das Komfortempfinden ist im Allgemeinen je nach Fahrer individuell verschieden. Es ist daher von Vorteil, wenn die Charakteristik der Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus fahrerseitig vorgebbar bzw. modifizierbar ist. Hierzu können verschiedene Auslöseempfindlichkeiten („niedrig" oder „hoch") und verschiedene Steuer- bzw. Regelcharakteristiken („schnell" oder „träge") in Bezug auf die Ansteuerung der Stelleinrichtungen vorgesehen sein, wobei sich diese über ein im Kraftfahrzeug befindliches Bedienelement vom Fahrer vorwählen lassen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
  • 1a ein mit einem beweglich gelagerten Fahrzeugaufbau ausgestattetes Kraftfahrzeug,
  • 1b eine beispielhaft dargestellte Bewegung des Fahrzeugaufbaus in Bezug auf die ihm zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade,
  • 2 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
  • 1a zeigt ein mit einem beweglich gelagerten Fahrzeugaufbau ausgestattetes Kraftfahrzeug.
  • Bei dem Kraftfahrzeug 10 handelt es sich beispielsgemäß um ein Zugfahrzeug, an dem sich ein nicht dargestellter Auflieger oder Anhänger anbringen lässt, wobei der beweglich gelagerte Fahrzeugaufbau 11 durch eine Fahrerkabine bzw. ein Fahrerhaus des Zugfahrzeugs gebildet ist. Anstelle eines Zugfahrzeugs kann es sich ebenso auch um einen Lastkraftwagen beliebiger anderer Bauart oder um ein landwirtschaftliches Fahrzeug, beispielsweise um ein Universalfahrzeug, einen Traktor oder eine Erntemaschine handeln.
  • Das Kraftfahrzeug 10 umfasst Dämpfungseinrichtungen 13a bis 13d, die zwischen dem Fahrzeugaufbau 11 und einem Grundrahmen 12 angeordnet sind, sowie zwischen dem Grundrahmen 12 und Rädern 14a bis 14d des Kraftfahrzeugs 10 angeordnete Radfedereinrichtungen 15a bis 15d, die in bekannter Weise zur Absorption von Fahrbahnstößen und dergleichen ausgebildet sind. Bei den Dämpfungseinrichtungen 13a bis 13d handelt es sich um ein passives oder aktives System zur Dämpfung unerwünschter Schwingungen bzw. Bewegungen des Fahrzeugaufbaus 11, beispielsweise um einen Gummidämpfer oder um einen passiven oder aktiven Luft- bzw. Flüssigkeitsdämpfer, wobei Systeme einfacher Bauart aus Kostengründen vorzuziehen sind.
  • 1b zeigt eine beispielhaft dargestellte Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 in Bezug auf die ihm zur Verfügung stehenden Freiheitsgrade zh, θ und φ, wie sie typischerweise im Falle fahrtbedingt auftretender Fahrbahnstöße und dergleichen hervorgerufen wird.
  • Beispielsgemäß erfolgt die Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 entlang einer in Hochrichtung orientierten Lateralachse z, die zu einer Hubbewegung zh des Fahrzeugaufbaus 11 führt, und/oder eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 um eine in Längsrichtung orientierte Drehachse x, die zu einer Wankbewegung θ des Fahrzeugaufbaus 11 führt, und/oder um eine in Querrichtung orientierte Drehachse y, die zu einer Nickbewegung φ des Fahrzeugaufbaus 11 führt.
  • Die Achsen x, y und z bilden ein kartesisches Koordinatensystem S, das durch eine vordefinierte Ruhelage des Fahrzeugaufbaus 11 gegeben ist, im vorliegenden Fall durch diejenige Ruhelage, die sich einstellt, wenn sich das Kraftfahrzeug 10 im Stillstand auf einer neigungslosen bzw. ebenen Oberfläche befindet, wenn also keine fahrt- oder neigungsbedingten Kräfte auf den Fahrzeugaufbau 11 einwirken. Das kartesische Koordinatensystem S definiert demnach das Bezugssystem für die Durchführung der Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus 11. Die dargestellte Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 führt hierbei zu einer von der Ruhelage abweichenden Lage des Fahrzeugaufbaus 11, gegeben durch ein kartesisches Koordinatensystem S' mit den Achsen x', y' und z'.
  • 2 zeigt ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Stabilisierung des beweglich gelagerten Fahrzeugaufbaus 11.
  • Die Vorrichtung 20 weist eine Erfassungseinrichtung auf, die eine Bewegungsgröße z ‥ ermittelt, die eine durch einen Beschleunigungsvektor (z ‥a,...,
    Figure 00080001
    gegebene Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus 11 wiedergibt, wobei die Vektorkomponenten z ‥a bis z ‥d Beschleunigungen repräsentieren, die im Bereich der Abstützstellen der Dämpfungseinrichtungen 13a bis 13d entlang der z'-Achse des kartesischen Koordinatensystems S' relativ zu dem durch das kartesische Koordinatensystem S gegebenen Bezugssystem auftreten. Die Messung dieser Beschleunigungen erfolgt mittels Beschleunigungssensoren 21a bis 21d, die dem Fahrzeugaufbau 11 als Teil der Erfassungseinrichtung im Bereich der Abstützstellen der Dämpfungseinrichtungen 13a bis 13d zugeordnet sind, wobei die Messachsen der Beschleunigungssensoren 21a bis 21d jeweils in Richtung der z'-Achse des kartesischen Koordinatensystems S' weisen.
  • Anstelle der insgesamt vier Linearbeschleunigungssensoren 21a bis 21d kann auch ein einzelner Linearbeschleunigungssensor, dessen Messachse in Richtung der z'-Achse weist, sowie zwei Drehratensensoren vorgesehen sein, deren Messachsen in Richtung der x'-Achse bzw. in Richtung der y'-Achse des kartesischen Koordinatensystems S' weisen.
  • Zusätzlich zur Bewegungsgröße z ‥ ermittelt die Erfassungseinrichtung eine Lagegröße z, die eine durch einen Positionsvektor (za,..., zd) gegebene Lage des Fahrzeugaufbaus 11 gegenüber dem Grundrahmen 12 des Kraftfahrzeugs 10 wiedergibt. Die Vektorkomponenten za bis zd repräsentieren hierbei an den Dämpfungseinrichtungen 13a bis 13d jeweils auftretende Dämpferauslenkungen. Die Messung der Dämpferauslenkungen erfolgt mittels Wegsensoren 22a bis 22d, die als Teil der Erfassungseinrichtung den Dämpfungseinrichtungen 13a bis 13d zugeordnet sind.
  • Die ermittelte Bewegungsgröße z ‥ bzw. die ermittelte Lagegröße z beschreibt dann die Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 bzw. dessen Lage gegenüber dem Grundrahmen 12 jeweils bezüglich der möglichen Freiheitsgrade zh, θ und φ eindeutig und vollständig.
  • Erfindungsgemäß sind die an den Radfedereinrichtungen 15a bis 15d auftretenden Hübe ha bis hd durch Ansteuerung jeweils zugehöriger Stelleinrichtungen radindividuell veränderbar. Die Stelleinrichtungen sind Bestandteil eines aktiven Fahrwerks, insbesondere einer aktiven Luftfederung des Kraftfahrzeugs 10, wobei es sich bei den Stelleinrichtungen um parallel bzw. seriell zu den Radfedereinrichtungen 15a bis 15d geschaltete elektrohydraulische oder – sofern das Kraftfahrzeug 10 eine aktive Luftfederung aufweist – elektropneumatische Aktuatoren handelt. Alternativ können die Stelleinrichtungen auch in Gestalt elektromechanischer Aktuatoren und/oder elektrischer Linearmotoren ausgebildet sein.
  • Eine Steuereinrichtung 23 steuert die Stelleinrichtungen in Abhängigkeit der ermittelten Bewegungsgröße z ‥ und der ermittelten Lagegröße z derart an, dass eine von der Dämpfungs einrichtung 13a bis 13d unzureichend gedämpfte Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 im Sinne einer Optimierung des Fahrkomforts zumindest teilweise kompensiert wird. Die Kompensation erfolgt insbesondere insoweit, als eine unerwünschte Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 auf ein vom Fahrer bzw. den Fahrzeuginsassen als komfortabel empfundenes Maß reduziert wird.
  • Die Steuereinrichtung 23 bestimmt hierzu auf Basis der ermittelten Bewegungsgröße z ‥ und der ermittelten Lagegröße z Sollkräfte bzw. Sollmomente, die zur Kompensation der festgestellten unerwünschten Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 aufzubringen sind, wobei für den Freiheitsgrad zh eine zugehörige Sollkraft Fzh und für die Freiheitsgrade θ bzw. φ ein zugehöriges Sollmoment Mθ bzw. Mφ bestimmt wird.
  • Gegebenfalls voneinander abhängige Sollkräfte bzw. Sollmomente werden von der Steuereinrichtung 23 durch Ausführung einer Koordinatentransformation in ein System voneinander unabhängiger Sollkräfte bzw. Sollmomente überführt. Es erfolgt also eine Entkopplung der Freiheitsgrade zh, θ und φ, die zu einer Sollkraft F'zh und zu Sollmomenten M'θ bzw. M'φ führt.
  • Die so bestimmte Sollkraft F'zh bzw. die so bestimmten Sollmomente M'θ und M'φ werden von der Steuereinrichtung 23 in korrespondierende Sollstellkräfte fa,soll bis fd,soll umgerechnet, wobei die radindividuellen Hübe ha bis hd der Radfedereinrichtungen 15a bis 15d durch geeignete Ansteuerung der Stelleinrichtungen derart verändert werden, dass an den Stelleinrichtungen den berechneten Sollstellkräften fa,soll bis fd,soll entsprechende Stellkräfte fa bis fd hervorgerufen werden.
  • Die Ansteuerung der Stelleinrichtungen erfolgt hierbei ausschließlich insoweit, als der Kraftschluss der Räder 14a bis 14d des Kraftfahrzeugs 10 zur Fahrbahnoberfläche hierdurch nicht gefährdet ist.
  • Die Charakteristik der Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus 11 ist fahrerseitig vorgebbar bzw. modifizierbar. Hierzu sind verschiedene Auslöseempfindlichkeiten und verschiedene Steuer- bzw. Regelcharakteristiken in Bezug auf die Ansteuerung der Stelleinrichtungen vorgesehen, wobei sich diese über ein im Kraftfahrzeug 10 befindliches Bedienelement 24 vom Fahrer vorwählen lassen.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
  • Das Verfahren wird mit Ausführung eines Initialisierungsschritts 30 gestartet, woraufhin in einem ersten Hauptschritt 31 die Bewegungsgröße z ‥ sowie die Lagegröße z ermittelt wird.
  • In einem Nebenschritt 41 werden Schwellenwerte z ‥0 und z0 für die ermittelte Bewegungsgröße
    Figure 00110001
    und die ermittelte Lagegröße z sowie Regel- bzw. Steuerkoeffizienten q1 und q2 für die Ansteuerung der Stelleinrichtungen festgelegt. Die Schwellenwerte z ‥0 und z0 sind fahrerseitig vorgebbar bzw. modifizierbar, sodass der Fahrer die Auslöseempfindlichkeit in Bezug auf die Ansteuerung der Stelleinrichtungen entsprechend seinem individuellen Komfortempfinden anpassen kann. Die Auslöseempfindlichkeit ist hierbei umso höher, je größer der Betrag der Schwellenwerte z ‥0 und z0 ist. Entsprechendes gilt für die Regel- bzw. Steuerkoeffizienten q1 und q2, die es durch entsprechende fahrerseitige Vorgabe bzw. Modifikation erlauben, die Steuer- bzw. Regelcharakteristik in Bezug auf die Ansteuerung der Stelleinrichtungen wunschgemäß anzupassen. Dabei ergibt sich eine umso trägere Steuer- bzw. Regelcharakteristik, je geringer der Betrag und/oder die Bandbreite der Regel- bzw. Steuerkoeffizienten q1 und q2 ist. Die Bandbreite der Regel- bzw. Steuerkoeffizienten q1 und q2 kann beispielsweise mittels eines Hochpass-Filters variabler Grenzfrequenz begrenzt sein.
  • Auf Basis der ermittelten Bewegungsgröße
    Figure 00110002
    und der ermittelten Lagegröße z, der Schwellenwerte z ‥0 und z0, sowie der Re gel- bzw. Steuerkoeffizienten q1 und q2 werden in einem zweiten Hauptschritt 32 Regel- bzw. Steuergrößen qi(z ‥ – z ‥0) und q2 (z – z0) berechnet.
  • Die im zweiten Hauptschritt 32 berechneten Regel- bzw. Steuergrößen q1 (z ‥ – z ‥0) und q2 (z – z0) werden in einem dritten Hauptschritt 33 zur Bestimmung der Sollkraft Fzh und der Sollmomente Mθ und Mφ herangezogen.
  • In einem vierten Hauptschritt 34 werden die Sollkraft Fzh und die Sollmomente Mθ und Mφ durch Ausführung einer Koordinatentransformation in eine voneinander unabhängige Form überführt, sodass sich die Sollkraft F'zh sowie die Sollmomente M'θ und M'φ ergeben.
  • Die Sollkraft F'zh sowie die Sollmomente M'θ und M'φ werden in einem fünften Hauptschritt 35 – wie bereits in Zusammenhang mit 2 ausgeführt – in korrespondierende Sollstellkräfte fa,soll bis fd,soll umgerechnet, wobei die radindividuellen Hübe ha bis hd der Radfedereinrichtungen 15a bis 15d in einem nachfolgenden sechsten Hauptschritt 36 durch geeignete Ansteuerung der Stelleinrichtungen derart verändert werden, dass den berechneten Sollstellkräften fa,soll bis fd,soll entsprechende Stellkräfte fa,soll bis fd,soll an den Stelleinrichtungen hervorgerufen werden.
  • Anschließend kehrt das Verfahren zum ersten Hauptschritt 31 zurück, um erneut zu beginnen. Auf diese Weise wird ein Regelkreis gebildet, bei dem die Ansteuerung der Stelleinrichtungen derart erfolgt, dass die aufgrund der Steuer- bzw. Regelgrößen q1 (z ‥ – z ‥0), q2 (z – z0) gegebenen Regeldifferenzen |z ‥ – z ‥0|, |z – z0| minimiert werden und eine zumindest teilweise Kompensation der festgestellten unerwünschten Bewegung des Fahrzeugaufbaus 11 erfolgt.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Stabilisierung eines beweglich gelagerten Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs, mit einer Dämpfungseinrichtung (13a,..., 13d), die zwischen dem Fahrzeugaufbau (11) und einem Grundrahmen (12) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist, mit Radfedereinrichtungen (15a,..., 15d), die zwischen dem Grundrahmen (12) und Rädern (14a,..., 14d) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet sind, und mit einer Erfassungseinrichtung (21a,..., 22d), die eine Bewegungsgröße (z ‥) ermittelt, die eine während der Fahrt des Kraftfahrzeugs (10) auftretende Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus (11) wiedergibt, wobei die ermittelte Bewegungsgröße (z ‥) einer Steuereinrichtung (23) zur Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus (11) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Radfedereinrichtungen (15a,..., 15d) auftretenden Hübe (ha,..., hd) durch Ansteuerung jeweils zugehöriger Stelleinrichtungen radindividuell veränderbar sind, wobei die Steuereinrichtung (23) die Stelleinrichtungen in Abhängigkeit der ermittelten Bewegungsgröße (z ‥) derart ansteuert, dass eine unerwünschte Bewegung des Fahrzeugaufbaus (11) zumindest teilweise kompensiert wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Bewegungsgröße (z ‥) eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus (11) entlang einer in Hochrichtung orientierten Lateralachse und/oder eine Bewegung des Fahrzeug aufbaus (11) um eine in Längsrichtung orientierte Drehachse und/oder um eine in Querrichtung orientierte Drehachse wiedergibt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (21a,..., 22d) zusätzlich zur Bewegungsgröße (z ‥) eine Lagegröße (z) ermittelt, die die aktuelle Lage des Fahrzeugaufbaus (11) gegenüber dem Grundrahmen (12) des Kraftfahrzeugs (10) wiedergibt, wobei die Ansteuerung der Stelleinrichtungen unter Berücksichtigung der ermittelten Bewegungsgröße (z ‥) und der ermittelten Lagegröße (z) erfolgt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (21a,..., 22d) die Lagegröße (z) durch Messung einer an der Dämpfungseinrichtung (13a,... 13d) auftretenden Dämpferauslenkung ermittelt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (23) auf Basis der ermittelten Bewegungsgröße (z ‥) alleine oder zusätzlich auf Basis der ermittelten Lagegröße (z) Sollkräfte (Fzh) und/oder Sollmomente (Mθ, Mφ) zur Kompensation der von der Steuereinrichtung (23) festgestellten unerwünschten Bewegung des Fahrzeugaufbaus (11) bestimmt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (23) voneinander abhängige Sollkräfte (Fzh) und/oder Sollmomente (Mθ, Mφ) durch Ausführung einer Koordinatentransformation in ein System voneinander unabhängiger Sollkräfte (F'zh) und/oder Sollmomente (M'θ, M'φ) überführt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Stelleinrichtungen ausschließlich insoweit erfolgt, als der Kraftschluss der Räder (14a,..., 14d) des Kraftfahrzeugs (10) zur Fahrbahnoberfläche hierdurch nicht gefährdet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtungen Bestandteil eines aktiven Fahrwerks, insbesondere einer aktiven Luftfederung des Kraftfahrzeugs (10) sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Stelleinrichtungen um elektrohydraulische und/oder elektropneumatische und/oder elektromechanische Aktuatoren, und/oder um elektrische Linearmotoren handelt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik der Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus (11) fahrerseitig vorgebbar ist.
  11. Verfahren zur Stabilisierung eines beweglich gelagerten Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Dämpfungseinrichtung (13a,..., 13d) zwischen dem Fahrzeugaufbau (11) und einem Grundrahmen (12) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist, bei dem Radfedereinrichtungen (15a,..., 15d) zwischen dem Grundrahmen (12) und Rädern (14a,..., 14d) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet sind, und bei dem eine Bewegungsgröße (z ‥) ermittelt wird, die eine während der Fahrt des Kraftfahrzeugs (10) auftretende Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus (11) wiedergibt, wobei die ermittelte Bewegungsgröße (z ‥) zur Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus (11) herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Radfedereinrichtungen (15a,..., 15d) auftretenden Hübe (ha,..., hd) durch Ansteuerung jeweils zugehöriger Stelleinrichtungen radindividuell verändert werden können, wobei die Stelleinrichtungen in Abhängigkeit der ermittelten Bewegungsgröße (z ‥) derart angesteuert werden, dass eine unerwünschte Bewegung des Fahrzeugaufbaus (11) zumindest teilweise kompensiert wird.
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