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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung
des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges.
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Solche
Verfahren und Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in vielerlei
Modifikation bekannt.
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In
der
DE 40 17 222 A1 sind
ein Verfahren und ein System zur Steuerung aktiver Aufhängungen eines
Fahrzeuges beschrieben. Das Fahrzeug enthält den jeweiligen Rädern zugeordnete
Fluidaufhängungen,
eine Vorrichtung zum Zuführen
und Abführen
eines Fluids in und aus den jeweiligen Fluidaufhängungen zwecks Ausdehnung und
Zusammenziehung der Aufhängungen
unabhängig
voneinander, und eine Steuereinrichtung zum Einstellen der Zufuhr-
und Abfuhrvorrichtungen zur Steuerung der Fahrzeughöhen bei
den jeweiligen Rädern.
Es wird die Lateralbeschleunigung des Fahrzeugs erfasst und ansprechend
auf die erfasste Lateralbeschleunigung wird eine Hubsteuergröße ermittelt,
die der Lateralbeschleunigung direkt proportional ist. Entsprechend
einer Ausführungsform
wird bei einem Abbiegen des Fahrzeuges nach links die Fahrzeughöhe des rechten
Vorderrades um die Hubsteuergröße vermindert
und die Fahrzeughöhe
des linken Vorderrades um die Hubsteuergröße angehoben und die Fahrzeughöhe des rechten Hinterrades
um die Hubsteuergröße angehoben
und die Fahrzeughöhe
des linken Hinterrades um die Hubsteuergröße abgesenkt. Durch diese Maßnahmen
nimmt die Last auf das vordere Außenrad und auf das hintere
Innenrad ab, während
die Last auf das hintere Außenrad
und auf das vordere Innenrad zunimmt. Insgesamt wird dadurch das
Ausmaß der
Untersteuerung vermindert. Bei einem Abbiegen des Fahrzeuges nach rechts
wird entsprechend verfahren.
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In
der
DE 39 43 216 C2 ist
eine Vorrichtung zur Steuerung der Drift eines Fahrzeuges in der
Kurve beschrieben. Durch Auswertung der mittels eines Seitenbeschleunigungssensors
ermittelten Seitenbeschleunigung wird festgestellt, ob das Fahrzeug durch
eine Kurve fährt.
Ist dies der Fall, dann wird in Abhängigkeit des Lenkwinkels und
der Antriebskraft oder Gaspedalstellung eine erste Lastverschiebungsgröße, die
die Lastverschiebung zwischen den Vorderrädern beschreibt und eine zweite
Lastverschiebungsgröße, die
die Lastverschiebung zwischen den Hinterrädern beschreibt, ermittelt.
Abhängig
von diesen beiden Lastverschiebungsgrößen wird der jeweilige Druck
in den Fahrzeugrädern
zugeordneten Aufhängungseinheiten
derart beeinflusst, dass der Fluiddruck in den Aufhängungseinheiten
auf der Kurvenaußenseite
der Vorderräder
verringert wird, während
andererseits der Fluiddruck auf der Kurveninnenseite um den selben
Betrag erhöht
wird. Zudem wird der Fluiddruck auf der Kurvenaußenseite der Aufhängungseinheiten
der hinteren Räder
um denselben Betrag erhöht,
während
andererseits der Fluiddruck auf der Kurveninnenseite um denselben Betrag
verringert wird. Insgesamt ergibt sich ein Giermoment in Richtung Übersteuern.
Die absoluten Werte der Laständerungen
der einzelnen Räder
sind dieselben. Die Last auf einem diagonal gegenüberliegenden
Räderpaar
nimmt zu, während
die Last auf dem anderen diagonal gegenüberliegenden Räderpaar
abnimmt. Es tritt eine Lastverschiebung auf, ohne dass sich die
Stellung des Fahrzeugaufbaus ändert.
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Ausgehend
von dem bekannten Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe für den Fachmann, bestehende
Verfahren und Vorrichtungen zur Beeinflussung des Fahrverhaltens
eines Fahrzeuges weiterzuentwickeln bzw. zu verbessern, beispielsweise dahingehend,
dass sich ein verbessertes Fahrverhalten des Fahrzeuges ergibt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und durch die Merkmale
des Anspruchs 28 gelöst.
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Bei
dem Verfahren zur Beeinflussung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges
wird eine Kurvenfahrtgröße ermittelt,
die eine vorliegende Kurvenfahrt des Fahrzeuges repräsentiert.
An wenigstens einem Fahrzeugrad wird die Radaufstandskraft gemäß einem
funktionalen Zusammenhang in Abhängigkeit der
ermittelten Kurvenfahrtgröße beeinflusst.
Erfindungsgemäß wird bei
Vorliegen oder Erreichen eines vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges der funktionale Zusammenhang modifiziert,
und die Beeinflussung der Radaufstandskraft gemäß dem modifizierten funktionalen
Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße durchgeführt.
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Durch
die Maßnahme,
dass bei Vorliegen oder Erreichen eines vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges der funktionale Zusammenhang modifiziert
wird, und dann die Beeinflussung der Radaufstandskraft gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße durchgeführt wird,
wird eine Adaption des Verfahrens zur Beeinflussung des Fahrverhaltens
eines Fahrzeuges an bestimmte vordefinierte Fahrzustände oder Betriebszustände des Fahrzeuges
erreicht. So kann besagtes Verfahren optimal an Fahrzustände bzw.
Betriebszustände,
die ein unterschiedliches Fahrzeugverhalten erfordern, angepasst
werden. Insgesamt ergibt sich dadurch eine Verbesserung des Fahrzeugverhaltens.
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Sowohl
mittels des funktionalen Zusammenhanges als auch mittels des modifizierten
funktionalen Zusammenhanges wird für einen jeweils ermittelten
Wert der Kurvenfahrtgröße ein zugehöriger Wert für die Änderungsgröße ermittelt.
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Vorteilhafterweise
handelt es sich bei der Kurvenfahrtgröße um eine die Querbeschleunigung beschreibende
Größe. Zur
Erfassung einer Kurvenfahrt könnte
anstelle einer die Querbeschleunigung beschreibenden Größe auch
eine die Gierwinkelgeschwindigkeit beschreibenden Größe verwendet werden.
Eine die Querbeschleunigung beschreibende Größe hat jedoch gegenüber einer
die Gierwinkelgeschwindigkeit beschreibenden Größe den Vorteil, dass die die
Querbeschleunigung beschreibende Größe und die durch die Räder übertragbare
Seitenkraft unmittelbar zusammenhängen bzw. dass die die Querbeschleunigung
beschreibende Größe und der an
den Fahrzeugrädern
auftretende Schräglaufwinkel
unmittelbar zusammenhängen.
Im Gegensatz hierzu ist die die Gierwinkelgeschwindigkeit beschreibende
Größe geschwindigkeitsabhängig. Bei Berücksichtigung
der Gierwinkelgeschwindigkeit müsste
auch die Fahrzeuggeschwindigkeit mit berücksichtigt werden. Auf den
vorteilhaften Zusammenhang zwischen der die Querbeschleunigung beschreibenden
Größe und besagter
Seitenkraft wird weiter unten näher
eingegangen.
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Die
die Querbeschleunigung beschreibende Größe kann auf unterschiedliche
Art und Weise ermittelt werden. So kann diese Größe mittels eines Querbeschleunigungssensors
gemessen werden. Diese Größe kann
aber auch in Abhängigkeit
einer den Lenkwinkel beschreibenden Größe und einer die Fahrzeuggeschwindigkeit
beschreibenden Größe ermittelt
werden. Letztgenannte Vorgehensweise hat gegenüber der Verwendung eines Querbeschleunigungssensors
folgenden Vorteil: Für
gewöhnlich
ist ein Querbeschleunigungssensor als Trägheitssensor ausgeführt, ein
Lenkwinkelsensor dagegen nicht. Hinzu kommt, dass eine Kurvenfahrt
durch Einstellung eines Radlenkwinkels an den gelenkten Rädern eingeleitet
wird. Dies führt
bedingt durch die Trägheit des
Fahrzeugaufbaus, zeitverzögert
zu einer Querbeschleunigung, die durch einen im Fahrzeug angeordneten
Querbeschleunigungssensor erfasst wird. Folglich kann in dem Fall,
bei dem die die Querbeschleunigung beschreibende Größe in Abhängigkeit der
den Lenkwinkel beschreibenden Größe ermittelt wird,
eine Kurvenfahrt zeitlich früher
erkannt werden.
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Für gewöhnlich weist
ein Fahrzeug ein linkes und ein rechtes Vorderrad sowie ein linkes
und ein rechtes Hinterrad auf. Dabei sind jeweils ein Vorderrad
und ein Hinterrad einer der beiden Fahrzeugdiagonalen zugeordnet.
Vorteilhafterweise werden für wenigstens
eine der beiden Fahrzeugdiagonalen die Radaufstandskräfte an den
beiden Fahrzeugrädern gemäß dem funktionalen
Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße beeinflusst,
wobei an diesen beiden Fahrzeugrädern,
die Radaufstandskräfte
gleichsinnig geändert
werden. Die gleichsinnige Beeinflussung der Radaufstandskräfte an den
beiden Fahrzeugrädern
einer Fahrzeugdiagonale ist die Voraussetzung dafür, dass
das Fahrzeugniveau trotz einer Veränderung der Radaufstandskräfte unverändert bleibt.
Unter einer gleichsinnigen Änderung
der Radaufstandskräfte
an den beiden Fahrzeugrädern einer Fahrzeugdiagonale
ist Folgendes zu verstehen: An diesen beiden Fahrzeugrädern wird
die Radaufstandskraft entweder gleichzeitig erhöht oder gleichzeitig reduziert.
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Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind den einzelnen Fahrzeugrädern
jeweils Aktuatoren zur radindividuellen Beeinflussung der an dem
jeweiligen Fahrzeugrad auftretenden Radaufstandskraft zugeordnet.
Unter radindividueller Beeinflussung der an dem jeweiligen Fahrzeugrad auftretenden
Radaufstandskraft ist Folgendes zu verstehen: Der Aktuator, der
demjenigen Fahrzeugrad zugeordnet ist, dessen Radaufstandskraft
gezielt beeinflusst werden soll, wird angesteuert. Selbstverständlich ändert sich
dadurch auch in einem gewissen Umfang zwangsläufig die jeweilige Radaufstandskraft
derjenigen Fahrzeugräder,
deren Aktuatoren nicht angesteuert werden. Dies soll jedoch der Bezeichnung
dieser Art von Ansteuerung der den Fahrzeugrädern zugeordneten Aktuatoren
zur Beeinflussung der an den Fahrzeugrädern vorliegenden bzw. auftretenden
Radaufstandskräfte
als radindividuelle Beeinflussung von Radaufstandskräften nicht entgegenstehen.
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Vorteilhafterweise
werden die Radaufstandskräfte
an den beiden Fahrzeugrädern
der wenigstens einen Fahrzeugdiagonalen dadurch gleichsinnig geändert, dass
die Aktuatoren dieser beiden Fahrzeugräder entsprechend angesteuert
werden. Dies bedeutet beispielsweise für den Fall, dass an den beiden
Fahrzeugrädern
der wenigstens einen Fahrzeugdiagonalen die Radaufstandskräfte erhöht werden
soll, dass die Aktuatoren dieser beiden Fahrzeugräder so angesteuert
werden, dass die Radaufstandskräfte
an diesen beiden Fahrzeugrädern
erhöht
werden. Die Aktuatoren, die den beiden Fahrzeugrädern der anderen Fahrzeugdiagonalen
zugeordnet sind, werden dabei nicht angesteuert. Für eine Erniedrigung
der Radaufstandskräfte
gilt entsprechendes. Alternativ bietet sich an, dass die Aktuatoren
derjenigen Fahrzeugräder,
die der anderen Fahrzeugdiagonalen zugeordnet sind, komplementär angesteuert
werden. Darunter ist Folgendes zu verstehen: Wenn an den beiden
Fahrzeugrädern
der wenigstens einen Fahrzeugdiagonalen die Radaufstandskräfte erhöht werden
sollen, so werden die Aktuatoren der beiden Fahrzeugräder der
anderen Fahrzeugdiagonalen so angesteuert, dass die Radaufstandskräfte an diesen
beiden Fahrzeugrädern erniedrigt
bzw. reduziert werden. Die Aktuatoren, die den beiden Fahrzeugrädern der
wenigstens einen Fahrzeugdiagonalen zugeordnet sind, werden dabei nicht
angesteuert. Für
eine Erniedrigung der Radaufstandskräfte gilt entsprechendes. Alternativ
zu den beiden vorstehenden Vorgehensweisen, bietet sich folgende
Vorgehensweise an: Die Aktuatoren derjenigen Fahrzeugräder, die
der wenigstens einen Fahrzeugdiagonalen zugeordnet sind und die
Aktuatoren derjenigen Fahrzeugräder,
die der anderen Fahrzeugdiagonalen zugeordnet sind, werden gegenläufig angesteuert.
Hierunter ist Folgendes zu verstehen: Wenn an den beiden Fahrzeugrädern der
wenigstens einen Fahrzeugdiagonalen die Radaufstandskräfte erhöht werden
sollen, so werden die Aktuatoren der beiden Fahrzeugräder dieser
Fahrzeugdiagonalen so angesteuert, dass die Radaufstandskräfte an diesen
beiden Fahrzeugrädern
erhöht
werden. Gleichzeitig werden die Aktuatoren der beiden Fahrzeugräder der
anderen Fahrzeugdiagonalen so angesteuert, dass die Radaufstandskräfte an diesen beiden
Fahrzeugrädern
erniedrigt werden. Für
eine Erniedrigung der Radaufstandskräfte gilt entsprechendes. Letztgenannte
Vorgehensweise hat gegenüber
den beiden erstgenannten Vorgehensweisen den Vorteil, dass sich
das Fahrverhalten des Fahrzeuges schneller beeinflussen lässt, da
bei einer Beaufschlagung der beiden Fahrzeugdiagonalen beispielsweise
die Einstelldauer an den einzelnen Aktuatoren geringer ist, als
bei einer Beaufschlagung lediglich einer Fahrzeugdiagonalen.
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Bei
einer Kurvenfahrt weist das Fahrzeug ein kurvenäußeres und ein kurveninneres
Vorderrad und ein kurvenäußeres und
ein kurveninneres Hinterrad auf, wobei jeweils ein Vorderrad und
ein Hinterrad einer der beiden Fahrzeugdiagonalen zugeordnet ist. Auch
bei einer vorliegenden Kurvenfahrt werden für wenigstens eine der beiden
Fahrzeugdiagonalen die Radaufstandskräfte an den beiden Fahrzeugrädern gemäß dem funktionalen
Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße beeinflusst.
Vorteilhafterweise wird dabei so vorgegangen, dass sowohl an dem
kurvenäußeren Vorderrad
als auch an dem kurveninneren Hinterrad die jeweilige Radaufstandskraft erniedrigt
wird. Ergänzend
oder alternativ wird sowohl an dem kurveninneren Vorderrad als auch
an dem kurvenäußeren Hinterrad
die jeweilige Radaufstandskraft erhöht. Insgesamt sind somit drei
Ansteuerungsvarianten möglich.
Gemäß einer
ersten Variante wird nur an dem kurvenäußeren Vorderrad und an dem
kurveninneren Hinterrad eine Ansteuerung durchgeführt. Gemäß einer
zweiten Variante wird nur an dem kurveninneren Vorderrad und an
dem kurvenäußeren Hinterrad
eine Ansteuerung durchgeführt.
Gemäß einer
dritten Variante werden die erste und die zweite Ansteuerungsvariante
kombiniert. Erfolgt eine Änderung
der Radlastverteilung gemäß einer
dieser drei Ansteuerungsvarianten, insbesondere gemäß der dritten
Ansteuerungsvariante, so wird der Momentanpol der Fahrzeugdrehbewegung
verschoben, und zwar in Richtung Kurvenmittelpunkt. Es entsteht
ein übersteuerndes
Gi9ermomnet. Die dadurch resultierende Veränderung der Drehbewegung des Fahrzeuges
bewirkt eine Agiliätssteigerung
und wird vom Fahrer subjektiv als sportlich empfunden. Die sich
durch die dritte Ansteuerungsvariante ergebende Radlastverteilung
wird auch als diagonales oder kreuzweises Verspannen bezeichnet
werden. Kurz gesagt: Das Fahrwerk wird in Abhängigkeit der Querbeschleunigung
diagonal bzw. kreuzweise verspannt.
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Im
Rahmen der drei vorgenannten Ansteuerungsvarianten werden die den
einzelnen Fahrzeugrädern
jeweils zugeordneten Aktuatoren zur radindividuellen Beeinflussung
der an dem jeweiligen Fahrzeugrad auftretenden Radaufstandskraft
wie folgt angesteuert: Gemäß der ersten
Ansteuerungsvariante werden die dem kurvenäußeren Vorderrad und die dem
kurveninneren Hinterrad jeweils zugeordneten Aktuatoren so angesteuert,
dass an diesen beiden Fahrzeugrädern
die jeweilige Radaufstandskraft erniedrigt wird. Gemäß der zweiten
Ansteuerungsvariante werden die dem kurveninneren Vorderrad und die
dem kurvenäußeren Hinterrad
jeweils zugeordneten Aktuatoren so angesteuert, dass an diesen beiden
Fahrzeugrädern
die jeweilige Radaufstandskraft erhöht wird. Gemäß der dritten
Ansteuerungsvariante werden die Ansteuerungen der ersten und der zweiten
Ansteuerungsvariante kombiniert.
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Vorteilhafterweise
werden für
die beiden Fahrzeugdiagonalen die Radaufstandskräfte um denselben Betrag erhöht und/oder
erniedrigt. Vor allem bei der dritten Ansteuerungsvariante hat die
Erhöhung
und Erniedrigung der Radaufstandskräfte um denselben Betrag den
Vorteil, dass trotz einer Veränderung
der Radlastverteilung das Fahrzeugniveau unverändert bleibt.
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Mit
Hilfe des funktionalen Zusammenhangs wird in Abhängigkeit der Kurvenfahrtgröße eine Änderungsgröße ermittelt,
die ein Maß für die durchzuführende Änderung
der Radaufstandskraft ist. Vorteilhafterweise handelt es sich bei
der Änderungsgröße um den
Wert, um den die Radaufstandskraft zu ändern ist. Durch die Verknüpfung dieser
beiden Größen ist
eine unmittelbare, direkte Einstellung der Radlastverteilung, die
optimal an die Kurvenfahrt angepasst ist, möglich.
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Vorteilhafterweise
wird ausgehend von der Änderungsgröße und einem
für die
Radaufstandskraft ermittelten Istwert ein Sollwert für die einzustellende
Radaufstandskraft ermittelt. Dadurch wird ausgehend von der jeweils
vorliegenden Radaufstandskraft zur Erzielung der gewünschten
Radlastverteilung ein Wert für
die einzustellende Radaufstandskraft ermittelt. Die zur Erzielung
des gewünschten Fahrverhaltens
des Fahrzeuges geforderte Radlastverteilung lässt sich somit exakt einstellen.
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Wie
bereits ausgeführt,
ist dem Fahrzeugrad ein Aktuator zur radindividuellen Beeinflussung
der an diesem Fahrzeugrad auftretenden Radaufstandskraft zugeordnet.
Vorteilhafterweise wird in Abhängigkeit
des Sollwertes für
die einzustellende Radaufstandskraft ein Vorgabewert für die die
Ansteuerung des Aktuators ermittelt. Bei dem Vorgabewert handelt es
sich, je nachdem, welche Größe an dem
Aktuator erfasst wird und somit für die Einstellung der geforderten
Radaufstandskraft zur Verfügung
steht, vorteilhafterweise um einen Sollwert für eine mit dem Aktuator einzustellende
Weggröße, oder
um einen Sollwert für
eine an dem Aktuator einzustellende Druckgröße.
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Vorteilhafterweise
ist der funktionale Zusammenhang in mehrere Abschnitte unterteilt.
Dadurch lässt
sich der Wert er Änderungsgröße jeweils
optimal an den Wert der Kurvenfahrtgröße anpassen. Vorteilhafterweise
ist besagter funktionaler Zusammenhang in vier Abschnitte unterteilt.
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In
einem ersten Abschnitt, für
den die Kurvenfahrtgröße kleiner
als ein erster Schwellenwert ist, nimmt die Änderungsgröße einen ersten Wert an, der
im Wesentlichen dem Wert Null entspricht. Die bedeutet, dass die Änderungsgröße entweder
den Wert Null oder einen sehr kleinen, nahe bei Null liegenden Wert
annimmt.
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In
einem zweiten Abschnitt, für
den die Kurvenfahrtgröße größer als
der erste Schwellenwert und kleiner als ein zweiter Schwellenwert
ist, nimmt der Wert der Änderungsgröße ausgehend
von dem ersten Wert auf einen zweiten Wert zu. vorteilhafterweise
verläuft
der Übergang
von dem ersten zu dem zweiten Abschnitt stetig. Im zweiten Abschnitt
ist der Funktionsverlauf steigend oder monoton steigend. Der Funktionsverlauf
kann einen parabelförmigen, zunehmenden
Verlauf haben. In einem dritten Abschnitt, für den die Kurvenfahrtgröße größer als
der zweite Schwellenwert und kleiner als ein dritter Schwellenwert
ist, nimmt der Wert der Änderungsgröße ausgehend
von dem zweiten Wert auf einen dritten Wert ab. Der Übergang
zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt verläuft vorteilhafterweise stetig.
Im dritten Abschnitt ist der Funktionsverlauf fallend oder monoton
fallend. Der Funktionsverlauf kann einen parabelförmigen,
abnehmenden Verlauf haben. In einem vierten Abschnitt, für den die
Kurvenfahrtgröße größer als
der dritte Schwellenwert ist, behält der Wert der Änderungsgröße im Wesentlichen
den dritten Wert bei. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass die Änderungsgröße diesen
Wert im Sinne einer Konstanten beibehält. Dies kann aber auch bedeuten,
dass die Änderungsgröße startend mit
dem dritten Wert auf einen vierten Wert abnimmt, wobei der vierte
Wert nahe bei Null liegt oder dem Wert Null entspricht. Es ist auch
denkbar, dass der vierte Wert negativ ist. In der Regel ist der
dritte Wert betragsmäßig größer als
der erste Wert.
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Der
vorbestimmte Fahrzustand oder Betriebszustand des Fahrzeuges wird
dann erreicht oder liegt vor, wenn die Kurvenfahrtgröße größer als ein
Schwellenwert ist und gleichzeitig eine zeitliche Abnahme der Kurvenfahrtgröße oder
einer anderen Fahrzeuggröße, die
ebenfalls eine Kurvenfahrt repräsentiert,
festgestellt wird. Die zeitliche Abnahme der Kurvenfahrtgröße wird
deshalb berücksichtigt
bzw. erfasst bzw. ausgewertet, da ein Herausfahren des Fahrzeuges
aus der Kurve erfasst werden soll. Mit anderen Worten: es soll festgestellt
werden, ob sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt in einem Kurvenausfahrvorgang
oder in einen Umlenkvorgang oder in einem Zurücklenkvorgang befindet bzw.
ob solch ein Vorgang eintritt. Als weitere Fahrzeuggröße wird
beispielsweise der vom Fahrer eingestellte Lenkwinkel ausgewertet.
Auch anhand dieser Fahrzeuggröße lässt sich
feststellen, ob sich das Fahrzeug in einem der vorgenannten Vorgänge befindet.
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Aus
folgendem Grund wird einer der vorgenannten Vorgänge erfasst: Beim Zurücklenken/Zurückdrehen
des Lenkrades aus der Kurve heraus soll die Verspannung nicht vergrößert, sondern
nur noch verringert werden. Der Fahrer soll beim Herausfahren aus
der Kurve keine Zunahme der „Kurvenwilligkeit" des Fahrzeuges spüren. D.h.
beim Herausfahren aus der Kurve soll die Agilität des Fahrzeuges gegenüber der
Fahrsituation, die unmittelbar vor dem Herausfahren vorlag, weiter
gesteigert werden. Würde
beim Herausfahren aus der Kurve die Agilität des Fahrzeuges weiter gesteigert
werden, würde
dies eventuell den Fahrer irritieren.
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Bei
dem Schwellenwert für
die Kurvenfahrtgröße handelt
es sich vorteilhafterweise um den wert der Kurvenfahrtgröße, bei
dem die Änderungsgröße gemäß dem funktionalen
Zusammenhang ihr absolutes Maximum bzw. der funktionale Zusammenhang seinen
Scheitelpunkt aufweist. Dadurch wird sichergestellt, dass die maximal
mögliche
Verbesserung der Agilität
des Fahrzeuges erreicht werden kann.
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Mit
Hilfe des modifizierten funktionalen Zusammenhangs wird in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße eine
modifizierte Änderungsgröße ermittelt, die
ein Maß für die durchzuführende Änderung
der Radaufstandskraft ist. Dabei übersteigt der jeweilige Wert
der modifizierten Änderungsgröße den Wert
der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges mit Hilfe des funktionalen Zusammenhanges
ermittelt wurde, nicht oder nur unwesentlich. Durch diese Maßnahme wird
erreicht, dass beim Herauslenken aus einer Kurve die Agilität des Fahrzeuges
nicht gegenüber
der unmittelbar vor dem Herauslenken vorliegenden Fahrsituation
gesteigert wird. Es ist allenfalls eine minimale Zunahme der Agilität zugelassen.
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Vorteilhafterweise
wird als Wert der modifizierten Änderungsgröße der Wert
der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges mit Hilfe des funktionalen Zusammenhanges ermittelt
wurde, beibehalten. Alternativ ist der jeweils ermittelte Wert der
modifizierten Änderungsgröße betragsmäßig kleiner
als der Wert der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges mit Hilfe des funktionalen Zusammenhanges ermittelt
wurde.
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Vorteilhafterweise
wird die modifizierte Änderungsgröße mit Hilfe
des modifizierten funktionalen Zusammenhanges solange ermittelt,
bis der Wert der modifizierten Änderungsgröße einem
Wert der mit Hilfe des funktionalen Zusammenhangs ermittelten Änderungsgröße entspricht,
der für
einen Wert der Kurvenfahrtgröße ermittelt
wird, der kleiner ist als der Wert der Kurvenfahrtgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder Betriebszustandes
des Fahrzeuges vorlag. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt,
dass der Wert der Änderungsgröße mit Hilfe
des funktionalen Zusammenhanges erst wieder dann ermittelt wird, wenn
der Wert der Kurvenfahrtgröße kleiner
als besagter Schwellenwert ist, bei dem die Änderungsgröße ihr absolutes Maximum aufweist.
Es wird somit eine weitere Zunahme der Agilität bzw. der Kurvenwilligkeit
des Fahrzeuges vermieden.
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Vorteilhafterweise
handelt es sich bei dem modifizierten funktionalen Zusammenhang
um einen funktionalen Zusammenhang, der bezogen auf den Wert der
Kurvenfahrtgröße und den
Wert der hierfür ermittelten Änderungsgröße, die
beide bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges vorlagen, zu kleineren Werten der
Kurvenfahrtgröße hin einen monoton
fallenden Verlauf aufweist. Dadurch wird nicht nur sichergestellt,
dass keine weitere Zunahme der Agilität des Fahrzeuges erfolgt. Es
wird auch erreicht, dass die Agilität des Fahrzeuges reduziert wird,
da sich das Fahrzeug beim Herausfahren aus einer Kurve befindet.
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Als
besonders vorteilhafter Verlauf hat sich eine lineare Funktion mit
negativer Steigung herausgestellt. Durch diesen einfachen mathematischen Zusammenhang
lässt sich
der oben beschriebene Übergang
von dem funktionalen Zusammenhang auf den modifizierten funktionalen
Zusammenhang und wieder zurück
auf den funktionalen Zusammenhang in einfacher Art und Weise realisieren.
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Es
bietet sich an, den Wert der Steigung fest vorzugeben. Dadurch lässt sich
ein zeitoptimierter Übergang
von dem funktionalen Zusammenhang auf den modifizierten funktionalen
Zusammenhang realisieren. Alternativ kann der Wert der Steigung
in Abhängigkeit
des Wertes der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeugs vorlag, ermittelt werden. Diese
Vorgehensweise ermöglicht
eine optimale Anpassung des Übergangs
von dem funktionalen Zusammenhang auf den modifizierten funktionalen
Zusammenhang und wieder auf den funktionalen Zusammenhang zurück. Bei
dieser Vorgehensweise kann der Wert der Steigung so an die Übergänge zwischen
den einzelnen funktionalen Zusammenhängen angepasst werden, dass
der Fahrer diese Übergänge so wenig
wie möglich
mitbekommt bzw. spürt.
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Hinsichtlich
der Ermittlung des Wertes der Steigung in Abhängigkeit des Wertes der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeugs vorlag, ist beispielsweise folgende
Vorgehensweise denkbar: Ausgehend von besagtem Wert der Änderungsgröße wird
ein Wert für
die Änderungsgröße ermittelt,
der nach Abschluss der Beeinflussung der Radaufstandskräfte mittels
des modifizierten funktionalen Zusammenhangs eingenommen werden
soll. Dieser „Endwert" ergibt sich aus
besagtem Wert der Änderungsgröße durch
eine prozentuale Reduzierung oder durch eine Reduzierung um einen
festen Betrag. Somit liegen zwei Werte für die zu bestimmende lineare
Funktion vor, aus denen sich die Steigung der linearen Funktion
ermitteln lässt.
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Selbstverständlich bietet
es sich an, neben dem Herausfahren aus einer Kurve, auch andere Fahrzustände oder
Betriebszustände
des Fahrzeuges zu erfassen und bei deren Erreichen oder Vorliegen,
den funktionalen Zusammenhang zu modifizieren. Es werden somit zusätzliche
fahrsituationsabhängige
Veränderungen
der Radaufstandskräfte
vorgenommen.
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Ein
weiterer vorbestimmter zu berücksichtigender
Fahrzustand oder Betriebszustand des Fahrzeuges ist dann erreicht
oder liegt dann vor, wenn bei einer Kurvenfahrt ein im Fahrzeug
angeordnetes Schlupfregelsystem an wenigstens einem Antriebsrad
Eingriffe zur Regelung des an diesem Antriebsrad vorliegenden Antriebsschlupfes
durchführt.
Diese Weiterbildung ist aus folgendem Grund für den Fall einer beschleunigten
Kurvenfahrt – der
Fahrer möchte
zum Ausgang der Kurve wieder beschleunigen – von Bedeutung: Bei der bereits
oben beschriebenen Verspannung des Fahrzeuges wird sowohl an dem kurveninneren
Vorderrad als auch an dem kurvenäußeren Hinterrad
die Radaufstandskraft erhöht. Gleichzeitig
wird an dem kurvenäußeren Vorderrad und
an dem kurveninneren Hinterrad die Radaufstandskraft erniedrigt.
Möchte
der Fahrer eines heckgetriebenen Fahrzeuges zügig aus einer Kurve heraus
fahren, d.h. gegen Ende der Kurvenfahrt beschleunigen – der Fahrer
fordert quasi einen hohen Vortrieb – so kann es passieren, dass
das entlastete kurveninneren Hinterrad durchdreht. Obwohl das durch
die Kurvenfahrt stärker
belastetet kurvenäußere Hinterrad
eine größere Vortriebskraft
auf die Fahrbahn bzw. den Untergrund übertragen kann, führt der Verlust
an Vortriebskraft am kurveninneren Hinterrad zu einem verschlechterten
Beschleunigungsvermögen
bei der Kurvenfahrt. Hier greift die Weiterbildung ein: Wird bei
einer Kurvenfahrt festgestellt, dass an einem Rad der Schlupfwert
größer als
ein vorgegebener Schwellenwert ist – vornehmlich wird dies für das kurveninnere
Hinterrad der Fall sein – dann
wird dieses Rad stärker
auf den Untergrund gedrückt. Hierzu
wird die in Abhängigkeit
der Änderungsgröße durchgeführte Beeinflussung
der Radaufstandskräfte bzw.
die vorgenommene Verspannung bzw. Radlastverteilung verändert. Und
zwar so, dass das kurveninnere Hinterrad wieder stärker auf
die Fahrbahn gedrückt
wird. Das Vorliegen eines Schlupfwertes, der größer als ein vorgegebener Schwellenwert
ist, kann beispielsweise mittels eines Flags, welches von besagtem
Schlupfregelsystem erzeugt wird, und anzeigt, dass dieses fahrerunabhängige Eingriffe
zur Regelung des Antriebesschlupfes durchführt, festgestellt werden. Dieses
Flag wird, da es sich bei besagtem Schlupfregelsystem um ein System
zur Regelung des Antriebsschlupfes bzw. um eine Antriebsschlupfregelung
handelt, auch als ASR-Flag bezeichnet. Zusammengefasst kann festgehalten
werden: Bei auftretendem Antriebsschlupf am entlasteten Rad, insbesondere
am kurveninneren Hinterrad, wird die Verspannung zurückgenommen
bzw. reduziert, um den Antriebsschlupf an diesem Fahrzeugrad zu verringern.
Alternativ oder zusätzlich
hierzu kann dieses Rad auch durch fahrerunabhängige Bremseneingriffe abgebremst
werden.
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An
dieser Stelle sei Folgendes erwähnt:
Die vorstehend beschriebene Erhöhung
der Radaufstandskraft an dem kurveninneren Hinterrad wegen eines
während
einer Kurvenfahrt auftretenden Beschleunigungsvorganges kann auch
ohne vorherige, gemäß dem funktionalen
Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße vorgenommene
Beeinflussung der Radaufstandskräfte
bzw. Radlastverteilung bzw. Verspannung vorgenommen werden. Dadurch
kann die an dem kurveninneren Hinterrad reduzierte Radaufstandskraft,
die von der durch die Kurvenfahrt verursachten Wankbewegung resultiert, kompensiert
werden.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen, weiter zu berücksichtigenden Fahrzustand
oder Betriebszustand des Fahrzeuges wird der Wert der modifizierten Änderungsgröße wie folgt
ermittelt: Der mit Hilfe des funktionalen Zusammenhanges ermittelte
Wert der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges vorlag, wird um einen fest vorgegebenen
Wert oder um einen Wert reduziert, der in Abhängigkeit besagten Wertes der Änderungsgröße ermittelt
wird. Alternativ wird der mit Hilfe des funktionalen Zusammenhanges
ermittelte Wert der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges vorlag, solange reduziert, bis
an dem wenigstens einen Antriebsrad kein Eingriff mehr zur Regelung
des Antriebsschlupfes durchgeführt wird.
Insbesondere die letzt genannte Vorgehensweise ermöglicht eine
optimale Anpassung der Radaufstandskraft.
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Zumindest
an dem wenigstens einen Antriebsrad, an dem eine Regelung des Antriebsschlupfes
durchgeführt
wird, wird durch die vorstehend beschriebene Vorgehensweise die
Radaufstandskraft gemäß der modifizierten Änderungsgröße eingestellt.
D.h. an dem kurveninneren Hinterrad wird die Radaufstandskraft gemäß dem modifizierten Änderungswert
eingestellt.
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Ein
weiterer vorbestimmter zu berücksichtigender
Fahrzustand oder Betriebszustand des Fahrzeuges ist dann erreicht
oder liegt dann vor, wenn bei einer Kurvenfahrt ein Bremseneingriff
durchgeführt wird.
Dieser Fahrzustand wird aus folgendem Grund berücksichtigt: Beim Bremsen in
einer Kurve muss eine ausreichende Seitenkraft gewährleistet
werden, um ein Ausbrechen des Fahrzeugs zu verhindern. Folglich
wird bei diesem Fahrzustand bzw. Betriebszustand des Fahrzeuges
die Verspannung reduziert bzw. zurückgenommen. Bei diesem Fahrtzustand oder
Betriebszustand des Fahrzeuges ist es unerheblich, ob die während der
Kurvenfahrt erfolgende Bremsung vom Fahrer durchgeführt wird
oder ob es sich um einen fahrerunabhängig durchgeführten Bremseneingriff
handelt, wie er beispielsweise von einem Antriebsschlupfregelsystem
oder einem Fahrdynamikregelsystem, mit dem beispielsweise die Gierwinkelgeschwindigkeit
des Fahrzeuges geregelt wird, vorgenommen werden kann.
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Vorteilhafterweise
wird der Wert der modifizierten Änderungsgröße wie folgt
ermittelt: Der mit Hilfe des funktionalen Zusammenhanges ermittelte Wert
der Änderungsgröße, der
bei Eintritt oder Vorliegen des vorbestimmten Fahrzustandes oder
Betriebszustandes des Fahrzeuges vorlag, wird um einen fest vorgegebenen
Wert oder um einen Wert reduziert, der in Abhängigkeit besagten Wertes der Änderungsgröße ermittelt
wird.
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Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist das Fahrzeug mit einer entsprechend eingerichteten Vorrichtung
ausgestattet. In diesem Zusammenhang weist das Fahrzeug Ermittlungsmittel
zur Ermittlung einer Kurvenfahrtgröße, die eine vorliegende Kurvenfahrt
des Fahrzeuges repräsentiert,
und Beeinflussungsmittel, mit denen an wenigstens einem Fahrzeugrad
die Radaufstandskraft gemäß einem
funktionalen Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße beeinflusst
wird, auf. Bei Vorliegen oder Erreichen eines vorbestimmten Fahrzustandes
oder Betriebszustandes des Fahrzeuges wird der funktionale Zusammenhang
modifiziert, und die Beeinflussung der Radaufstandskraft wird gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße durchgeführt. Darüber hinaus
ist die Vorrichtung zur Durchführung
der weiteren, vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte eingerichtet.
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An
dieser Stelle sei mit Blick auf die Formulierung „funktionaler
Zusammenhang" Folgendes ausgeführt: In
erster Linie soll diese Formulierung zum Ausdruck bringen, dass
zwischen der Kurvenfahrtgröße einerseits
und der zu beeinflussenden Radaufstandskraft anderseits im mathematischen Sinne
ein Zusammenhang besteht, der beispielsweise durch die abschnittsweise
Zuordnung der Änderungsgröße zu der
Kurvenfahrtgröße hergestellt
wird. Diese Formulierung kann aber auch so weit gefasst werden,
dass darunter nicht nur ein Zusammenhang im mathematischen Sinne
verstanden werden soll. In einem sehr weiten Verständnis soll
er auch Einflussmöglichkeiten
abdecken, beispielsweise eine Veränderung der Gesetzmäßigkeiten
bei der Ermittlung der Ansteuergrößen für die Aktuatoren, wodurch ebenfalls
eine Beeinflussung der Radaufstandskräfte erzielt wird. In diesem
Fall wird direkt eine Änderung
an der Ansteuergröße des Aktuators
und nicht an der Änderungsgröße vorgenommen,
d.h. unter Umgehung einer Modifikation der Änderungsgröße. In diesem Fall wird die Änderungsgröße in einen
Sollwert für
die Radaufstandskraft und die Radaufstandskraft in eine Vorgabegröße bzw.
Ansteuergröße für den Aktuator
umgesetzt. Die Vorgabegröße wird
dann allerdings modifiziert bzw. reduziert. Diese sehr weit gefasste
Betrachtung gilt beispielsweise für den Beschleunigungsvorgang
während
einer Kurvenfahrt oder für
den Fall einer Kurvenbremsung.
-
Die
im Zusammenhang mit dem Beschleunigungsvorgang während einer Kurvenfahrt oder
der Kurvenbremsung erwähnte
Zurücknahme
der Verspannung kann beispielsweise mittels einer zeitlichen Rampe
erfolgen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen können
der Beschreibung und der Zeichnung entnommen werden. Es sollen auch
die vorteilhaften Ausgestaltungen einbezogen sein, die sich aus
einer beliebigen Kombination der in den Unteransprüchen beschriebenen
Gegenstände
ergeben.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung
werden nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
-
Dabei
zeigen:
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1 den
dem erfindungsgemäßem Verfahren
bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu Grunde liegenden technischen bzw. physikalischen Sachverhalt,
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2 den
Verlauf eines funktionalen Zusammenhangs, der die Abhängigkeit
einer Änderungsgröße von einer
Kurvenfahrtgröße darstellt,
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3 einen Überblick über ein
Fahrzeug, welches mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der das
erfindungsgemäße Verfahren
abläuft,
ausgestattet ist,
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4 den
Aufbau einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,
gemäß einer
ersten Ausführungsform,
-
5 den
Aufbau einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,
gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
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6 den
Aufbau einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,
gemäß einer
dritten Ausführungsform,
-
7 den
Aufbau einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,
gemäß einer
vierten Ausführungsform,
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8 den
Ablauf des in er erfindungsgemäßen Vorrichtung
ablaufenden Verfahrens,
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9 die
Vorgehensweise bei der Ermittlung der Änderungsgröße im Zusammenhang mit einem Auslenken
aus einer Kurve,
-
10 die
Vorgehensweise bei der diagonalen Verspannung des Fahrwerkes bei
Vorliegen vorbestimmter Fahrzustände
oder Betriebszustände
des Fahrzeuges,
wobei Komponenten, die in unterschiedlichen
Zeichnungen enthalten sind, und mit demselben Bezugszeichen versehen
sind, dieselbe Bedeutung haben.
-
In 1 ist
schematisch der Zusammenhang für
die beiden an einem Fahrzeugrad auftretenden Größen Schräglaufwinkel α und Radseitenkraft bzw.
Seitenkraft Fs dargestellt. Dabei ist angedeutet, dass sich in Abhängigkeit
des zwischen dem Reifen des Fahrzeugrades und der Fahrbahnoberfläche vorliegenden
Reibwertes eine Kurvenschar ergibt. Bei dem Schräglaufwinkel handelt es sich
um den Winkel zwischen der Felgenebene und der Bewegungsrichtung
des Fahrzeugrades. Wie dem dargestellten Kurvenverlauf zu entnehmen
ist, besteht im Falle eines großen
Reibwertes, in einem ersten Abschnitt ein linearer Zusammenhang
zwischen der Seitenkraft und dem Schräglaufwinkel, der in der Nähe des Maximums
in einen nicht-linearen Zusammenhang übergeht. Für den Bereich, in dem der lineare
Zusammenhang zwischen dem Schräglaufwinkel
und der Seitenkraft besteht, liegt ein linearer Zusammenhang zwischen
dem Schräglaufwinkel
und der bei einer Kurvenfahrt auf das Fahrzeug wirkenden Querbeschleunigung
vor. Folglich ist die Querbeschleunigung ein Maß bzw. eine Abschätzung für den Schräglaufwinkel,
bei deren Kenntnis sich somit bestimmen lässt, ob sich das jeweilige
Fahrzeugrad im linearen oder im nicht-linearen Bereich befindet.
Es bietet sich somit an, als Kurvenfahrtgröße, in deren Abhängigkeit
gemäß einem
funktionalen Zusammenhang an wenigstens einem Fahrzeugrad die Radaufstandskraft
beeinflusst wird, die Querbeschleunigung zu verwenden.
-
Die
Kenntnis, ob sich das Fahrzeugrad im linearen oder nicht-linearen Bereich
befindet, ist aus folgendem Grund von Bedeutung: In 1 sind
die während
einer Kurvenfahrt an den beiden Hinterrädern auftretenden Seitenkräfte mittels
durchgezogener Pfeile und Linien dargestellt (Darstellung „ohne Verspannung"). Wegen der bei
einer Kurvenfahrt auftretenden Lastverschiebung zu den kurvenäußeren Rädern hin,
weist das kurvenäußere Hinterrad
eine größere Seitenkraft
auf, als das kurveninnere Hinterrad. Das kurveninnere Hinterrad
befindet sich im linearen Bereich, wohingegen sich das kurvenäußere Hinterrad
im nicht-linearen Bereich befindet. Wird nun das Fahrwerk erfindungsgemäß verspannt,
d.h. sowohl an dem kurvenäußeren Vorderrad
als auch an dem kurveninneren Hinterrad wird die Radaufstandskraft
erniedrigt und sowohl an dem kurveninneren Vorderrad als auch an
dem kurvenäußeren Hinterrad
wird die Radaufstandskraft erhöht,
wobei die einzelnen Radaufstandskräfte um denselben Betrag erhöht bzw.
erniedrigt werden, ergeben sich für die Hinterachse die in 1 dargestellten Änderungen
der Seitenkräfte
(Darstellung „mit
Verspannung"). Am
kurveninneren Hinterrad nimmt die Seitenkraft um einen größeren Betrag
ab, als die Seitenkraft am kurvenäußeren Hinterrad zunimmt. Dies führt dazu,
dass die Summe der Seitenkräfte
bzw. Radseitenkräfte
an der Hinterachse durch die Verspannung insgesamt abnimmt. Eine
entsprechende Betrachtung für
die Vorderachse ergibt, dass durch die erfindungsgemäße Verspannung
die Summe der Seitenkräfte
bzw. Radseitenkräfte
an der Vorderachse durch die Verspannung insgesamt zunimmt. Durch
diese Veränderung
der Seitenkräfte
an der Vorderachse und an der Hinterachse entsteht ein übersteuerndes
Giermoment, das Fahrzeug verhält sich
somit bei einer Kurvenfahrt agiler. Die vorstehende Betrachtung
zeigt somit: Eine Beeinflussung des Fahrverhaltens kann durch eine
Verspannung nur dann erzielt werden, wenn sich eines der beiden Fahrzeugräder einer
Fahrzeugachse im nicht-linearen Bereich oder in der Nähe des nicht-linearen
Bereiches befindet. Bei hohem Reibwert kann im Bereich kleiner Schräglaufwinkel
aufgrund der Linearität der
in 1 dargestellten Kurve durch das Verspannen kein
Effekt auf das Fahrverhalten bewirkt werden: die Radseitenkraft
die am hinteren kurvenäußeren Rad
gewonnen wird, geht am hinteren kurveninneren Rad wieder verloren,
so dass die Bilanz der Seitenkräfte
an der Hinterachse unverändert
ist. Für die
Vorderachse verhält
sich dies genauso. Die Querbeschleunigung bleibt wegen der unveränderten
Seitenkraftsumme an den beiden Fahrzeugachsen im Wesentlichen gleich.
Erst wenn der Schräglaufwinkel des
kurvenäußeren Rades
durch das Verspannen den nicht-linearen Bereich der Kurve erreicht
oder weiter in diesen Bereich hineinkommt, wird eine Veränderung
des Kurvenfahrverhaltens hervorgerufen werden, da sich die Summe
der Radseitenkräfte
an der Fahrzeugachse ändert.
Bei niedrigem Reibwert ist zwar die Kurve auch bei kleinen Schräglaufwinkeln
bereits nicht-linear – aber bei
kleinen Reibwerten soll die Summe der übertragenen Seitenkräfte an einer
Achse gerade nicht herabgesetzt werden. Deswegen muss dafür Sorge
getragen werden, dass bei Vorliegen eines niedrigen Reibwertes keine
Verspannung bzw. allenfalls eine nur sehr geringe Verspannung des
Fahrwerkes vorgenommen wird.
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Aus
den vorstehenden Überlegungen
lässt sich
der in 2 dargestellte Verlauf des funktionalen Zusammenhanges
zwischen der Kurvenfahrtgröße ay und
der Änderungsgröße V herleiten.
Dieser Verlauf ist in vier Abschnitte unterteilt. In einem ersten
Abschnitt (in 2 mit 1 markiert), für den die Kurvenfahrtgröße ay kleiner
als ein erster Schwellenwert ay1 ist, nimmt die Änderungsgröße V einen ersten Wert V1 an,
der im Wesentlichen dem Wert Null entspricht. In diesem ersten Abschnitt,
d.h. bei kleinen Querbeschleunigungen, soll das Fahrwerk nicht oder
nur unwesentlich verspannt werden, da in diesem Querbeschleunigungsbereich
kein wesentlicher Effekt durch ein Verspannen des Fahrwerkes erreicht werden
kann – dies
gilt für
den Fall eines hohen Reibwertes – bzw. ein Herabsetzen der
Summe der Radseitenkräfte
an einer Achse vermieden werden soll – dies gilt für den Falle
eines niedrigen Reibwertes. In einem zweiten Abschnitt (in 2 mit
2a markiert), für
den die Kurvenfahrtgröße ay größer als
der erste Schwellenwert ay1 und kleiner als ein zweiter Schwellenwert
ays ist, nimmt der Wert der Änderungsgröße V ausgehend
von dem ersten Wert V1 auf einen zweiten Wert Vs zu. D.h. bis zum
Scheitelpunkt des funktionalen Zusammenhangs, der bei ays liegt,
wird die Verspannung des Fahrwerkes vergrößert, d.h. die Erhöhung der
Radaufstandskräfte
am kurvenäußeren Hinterrad
und am kurveninneren Vorderrad und gleichzeitig die Verringerung
der Radaufstandskräfte
am kurvenäußeren Vorderrad
und am kurveninneren Hinterrad nimmt bis zu besagtem Scheitelpunkt
kontinuierlich zu, wodurch wiederum die Kurvenwilligkeit bzw. Agilität des Fahrzeugs
ausgehend von dem Wert ay1 der Kurvenfahrtgröße hin zum Wert ays der Kurvenfahrtgröße kontinuierlich
zunimmt. In einem dritten Abschnitt (in 2 mit 2b markiert),
für den
die Kurvenfahrtgröße ay größer als der
zweite Schwellenwert ays und kleiner als ein dritter Schwellenwert
ay2 ist, nimmt der Wert der Änderungsgröße V ausgehend
von dem zweiten wert Vs auf einen dritten Wert V2 ab. D.h. ab dem
Scheitelpunkt des funktionalen Zusammenhanges erfolgt eine Zurücknahme
der Verspannung, um die maximal mögliche Querbeschleunigung durch
das Erhöhen
der Summe aller Radaufstandskräfte
wieder zu vergrößern. In
einem vierten Abschnitt (in 2 mit 3
markiert), für
den die Kurvenfahrtgröße ay größer als
der dritte Schwellenwert ay2 ist, behält der Wert der Änderungsgröße V im
Wesentlichen den dritten Wert V2 bei. Demzufolge wird in diesem
Abschnitt die Verspannung im Wesentlichen unverändert beibehalten. Der Wert
der Änderungsgröße kann – entgegen der
Darstellung in 2 – auch auf Null oder auf einen
Wert kleiner Null zurückgehen,
da bei sehr hohen Querbeschleunigungen keine Verringerung der Summe
der Radseitenkräfte
an einer Achse erfolgen soll.
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Auf
den dritten Abschnitt soll nochmals eingegangen werden. In diesem
dritten Abschnitt ist auf dem funktionalen Zusammenhang ein so genannter „Umlenkpunkt" markiert. Dieser
Umlenkpunkt kennzeichnet einen vorbestimmten Fahrzustand oder Betriebszustand
des Fahrzeuges. Bis zu diesem Umlenkpunkt nimmt die Kurvenfahrtgröße ay kontinuierlich
zu, d.h. das Fahrzeug wird in eine Kurve eingelenkt und befindet
sich dann in einer Kurvenfahrt (Darstellung „Einlenken in die Kurve"). Mit Erreichen des
Umlenkpunktes beginnt der Kurvenausfahrvorgang bzw. Zurücklenkvorgang
bzw. Umlenkvorgang. Das Fahrzeug wird aus der Kurve zurückgelenkt (Darstellung „Zurücklenken
aus der Kurve"),
die Kurvenfahrtgröße nimmt
somit ab. Für
den in 2 eingezeichneten Umlenkpunkt ist der Scheitelpunkt
des funktionalen Zusammenhanges bereits überschritten. Würde nun
entsprechend der abnehmenden Kurvenfahrtgröße dem Verlauf des funktionalen
Zusammenhanges gefolgt werden, so würde der Wert der Änderungsgröße wieder
zunehmen und somit auch die Verspannung des Fahrwerkes, das Fahrzeug
würde eine
zunehmende Kurvenwilligkeit bzw. Agilität zeigen. Gerade beim Zurücklenken
bzw. Zurückdrehen
des Lenkrades aus der Kurve heraus soll dies vermieden werden, die
Verspannung des Fahrwerkes soll nicht vergrößert, sondern nur noch verringert
werden, damit der Fahrer beim Herausfahren aus der Kurve keine Zunahme
der „Kurvenwilligkeit" spürt. Um dies
zu erreichen wird beim Zurücklenken aus
der Kurve nicht dem funktionalen Zusammenhang gefolgt. Es wird quasi
der bis dahin geltende funktionale Zusammenhang durch einen modifizierten
funktionalen Zusammenhang ersetzt. Mit Hilfe des modifizierten funktionalen
Zusammenhangs wird in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße ay eine
modifizierte Änderungsgröße Vm ermittelt
und die Beeinflussung der Radaufstandskraft wird gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße durchgeführt. Der
modifizierte funktionale Zusammenhang bleibt solange beibehalten,
bis der Wert der modifizierten Änderungsgröße, der
mittels des modifizierten funktionalen Zusammenhanges in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße ermittelt
wird, dem Wert der Änderungsgröße entspricht,
der mittels des funktionalen Zusammenhanges in Abhängigkeit
der Kurvenfahrtgröße ermittelt wird.
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Wie
den vorstehenden Darstellungen zu entnehmen ist, wird der vorbestimmte
Fahrzustand oder Betriebszustand des Fahrzeuges dann erreicht oder liegt
dann vor, wenn die Kurvenfahrtgröße ay größer als
ein Schwellenwert ays ist und gleichzeitig eine zeitliche Abnahme
der Kurvenfahrtgröße – der zeitliche
Gradient der Kurvenfahrtgröße ist negativ – festgestellt
wird. Alternativ zu der Abnahme der Kurvenfahrtgröße kann
auch die Abnahme einer anderen Fahrzeuggröße, die ebenfalls eine Kurvenfahrt
repräsentiert,
erfasst bzw. ausgewertet werden. Als weiterer Fahrzeuggröße bietet
sich beispielsweise der vom Fahrer eingestellte Lenkwinkel an.
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Die Änderungsgröße V repräsentiert
eine Differenz zwischen den Radaufstandskräften der beiden Fahrzeugräder einer
Fahrzeugachse. Ausgehend von dem für die jeweiligen Fahrzeugräder erfassten
Istwert der Radaufstandskraft ist es denkbar, zur diagonalen Verspannung
des Fahrwerkes die Radaufstandskraft am kurvenäußeren Vorderrad und am kurveninneren
Hinterrad um den Wert der Änderungsgröße zu erniedrigen,
und gleichzeitig die Radaufstandskraft am kurveninneren Vorderrad
und am kurvenäußeren Hinterrad
um den Wert der Änderungsgröße zu erhöhen. Alternativ
ist es denkbar, dass die Erhöhung
bzw. Erniedrigung an den einzelnen Fahrzeugrädern jeweils nur um den halben
Wert der Änderungsgröße ausfällt.
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Mit
Hilfe des funktionalen Zusammenhangs wird in Abhängigkeit der Kurvenfahrtgröße eine Änderungsgröße ermittelt.
Der Verlauf des funktionalen Zusammenhanges ist in 2 dargestellt.
Es sind verschiedene Vorgehensweisen denkbar, wie in einer im Fahrzeug
enthaltenen Steuervorrichtung ausgehend von einem Wert der Kurvenfahrtgröße der zugehörige Wert
der Änderungsgröße ermittelt
werden kann. So kann in dieser Steuervorrichtung eine Tabelle hinterlegt
sein, die den in 2 dargestellten Verlauf nachbildend,
für eine
Vielzahl von Werten der Kurvenfahrtgröße den zugehörigen Wert
der Änderungsgröße enthält. Es ist
aber auch denkbar, in der Steuervorrichtung eine mathematische Funktion
zu hinterlegen, die aus mehreren Polynomfunktion zusammengesetzt
ist und dem in 2 dargestellten Verlauf nachgebildet
ist. Mit dieser mathematischen Funktion kann der Wert der Änderungsgröße aus dem
Wert der Kurvenfahrtgröße berechnet
werden.
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In 3 ist
in schematischer Form ein Fahrzeug 301 dargestellt, welches
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgestattet ist, in der das erfindungsgemäße Verfahren abläuft. Das
Fahrzeug weist Fahrzeugräder 302ij auf,
wobei mit dem Index i bezeichnet wird, ob es sich um vorderes (v)
oder um ein hinteres (h) Fahrzeugrad und mit dem Index j bezeichnet
wird, ob es sich um ein linkes (l) oder um ein rechtes (r) Fahrzeugrad
handelt. Wird diese Nomenklatur für andere Komponenten verwendet,
so hat sie dort dieselbe Bedeutung. Den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij sind
jeweils Aktuatoren 303ij zugeordnet. Diese Aktuatoren umfassen,
wie weiter unten noch ausgeführt
wird, zumindest Mittel zur Erzeugung einer Bremskraft und Mittel
zur Beeinflussung der Radaufstandskraft. Ferner enthält das Fahrzeug 301 eine Steuervorrichtung 304 mit
der Ansteuergrößen bzw. Steuersignale
für die
Aktuatoren 303ij und einen Block 305 erzeugt werden.
Der Block 305 soll einen im Fahrzeug angeordneten Motor
nebst Beeinflussungsmittel, mit denen das von diesem Motor abgegebene
Motormoment beeinflussbar ist, umfassen. Wie in 3 dargestellt,
können
der Steuervorrichtung 304 ausgehend von den Aktuatoren 303ij und dem
Block 305 auch Größen zur
Verarbeitung zugeführt
werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung setzt
sich aus der Steuervorrichtung 304 und zumindest einem
Teil der Aktuatoren 303ij zusammen. An dieser Stelle sei
angemerkt, dass die Verwendung der Bezeichnung Steuervorrichtung
keine einschränkende
Wirkung hinsichtlich der Generierung der von der Steuervorrichtung
ausgegebenen Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale haben soll. Diese Größen bzw. Signale können im
Rahmen einer Regelung oder im Rahmen einer Steuerung generiert werden.
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4 zeigt
den Aufbau der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 304 gemäß einer
ersten Ausführungsform.
Die Steuervorrichtung 304 umfasst einen Block 401,
bei dem es sich um einen Fahrdynamikregler handelt. Diesem Fahrdynamikregler 401 werden
ausgehend von einem Block 402, der verschiedene, im Fahrzeug
enthaltene Sensormittel umfasst, verschiedene Sensorsignale zugeführt. In
Abhängigkeit
dieser Sensorsignale werden in dem Fahrdynamikregler 401 Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale zur Ansteuerung von im Fahrzeug enthaltenen Aktuatoren
generiert. Diese Aktuatoren sind in 4 durch
die Blöcke 305 und 408ij dargestellt.
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Der
Fahrdynamikregler 401 umfasst verschiedene Funktionalitäten. Zum
einen umfasst der Fahrdynamikregler 401 die Funktionalität eines Bremsschlupfreglers
mit dem der an den Fahrzeugrädern 302ij während eines
Bremsvorganges auftretende Bremsschlupf geregelt wird. Zu diesem
Zweck werden dem Fahrdynamikregler 401 ausgehend von dem
Block 402, der den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij zugeordnete
Raddrehzahlsensoren umfasst, Raddrehzahlgrößen, die die an den einzelnen
Fahrzeugrädern 302ij vorliegenden
Raddrehzahlen repräsentieren,
zugeführt.
In bekannter Weise werden in dem Fahrdynamikregler 401 aus
diesen Raddrehzahlgrößen Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale ermittelt, die einzelnen Bremsaktuatoren 408ij,
die den jeweiligen Fahrzeugrädern 302ij zugeordnet
sind, zur Regelung des Bremsschlupfes zugeführt werden. Zum anderen umfasst
der Fahrdynamikregler 401 auch die Funktionalität eines
Antriebsschlupfreglers, mit dem der an den Fahrzeugrädern während eines Beschleunigungsvorganges
auftretende Antriebsschlupf geregelt wird. Zu diesem Zweck werden
dem Fahrdynamikregler 401 ausgehend von dem Block 402 entsprechende
Sensorsignale zugeführt.
Bei diesen Sensorsignalen handelt es sich um besagte Raddrehzahlgrößen und
um eine Motordrehzahlgröße, die
von einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl des in dem Block 305 enthaltenen
Fahrzeugmotors bereitgestellt wird. In bekannter Weise werden in dem
Fahrdynamikregler 401 aus diesen Signalen Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale erzeugt, die den Bremsaktuatoren 408ij und
dem Block 305 zur Regelung des Antriebsschlupfes zugeführt werden.
Im Block 305 werden durch die Ansteuergrößen bzw. Steuersignale
die Beeinflussungsmittel zur Reduzierung des vom Fahrzeugmotor abgegebenen
Motormoments angesteuert.
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Darüber hinaus
generiert der Fahrdynamikregler 401 auch Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale für
die Bremsaktuatoren 408ij und den Block 305 zur Regelung
der Gierwinkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges. Im Rahmen dieser Funktionalität generiert der
Fahrdynamikregler 401 Ansteuergrößen bzw. Steuersignale für die Bremsaktuatoren 408ij zur Durchführung radindividueller
fahrerunabhängiger Bremseneingriffe,
mit denen ein auf das Fahrzeug wirkendes Giermoment erzeugt werden
kann. Sofern erforderlich, werden vom Fahrdynamikregler 401 auch
Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale erzeugt, die dem Block 305 zugeführt werden,
und mittels derer die Beeinflussungsmittel zur Reduzierung des vom
Fahrzeugmotor abgegeben Motormoments angesteuert werden. Zur Realisierung
dieser Funktionalität
erhält
der Block 401 ausgehend von dem Block 402 eine
Querbeschleunigungsgröße, eine Lenkwinkelgröße, Raddrehzahlgrößen sowie
eine Vordruckgröße, die
den vom Fahrer eingestellten Bremsdruck repräsentiert. Folglich umfasst
der Block 402 entsprechende Sensormittel. Um die vorstehend aufgeführten Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale zur Regelung der Gierwinkelgeschwindigkeit generieren zu
können,
benötigt
der Fahrdynamikregler 401 noch eine Information, die eine
Abweichung charakterisiert, die gegebenenfalls zwischen einem für die Gierwinkelgeschwindigkeit
ermittelten Istwert und einem hierfür vorgegebenen Sollwert besteht.
Diese Information wird dem Fahrdynamikregler 401 ausgehend
von einem Block 403, bei dem es sich um einen Gierwinkelgeschwindigkeitsregler
handelt, zugeführt. Um
diese Information bereitstellen zu können, werden dem Block 403 ausgehend
von dem Block 402, der entsprechende Sensormittel umfasst,
eine Gierwinkelgeschwindigkeitsgröße, eine Lenkwinkelgröße und Raddrehzahlgrößen zugeführt. Mit
Hilfe eines mathematischen Modells wird in dem Block 403 in Abhängigkeit
der Lenkwinkelgröße und einer
Fahrzeuggeschwindigkeitsgröße, die
in dem Block 403 ausgehend von den Raddrehzahlgrößen ermittelt wird,
ein Sollwert für
die Gierwinkelgeschwindigkeit ermittelt. Eine gegebenenfalls zwischen
dem Istwert und dem Sollwert für
die Gierwinkelgeschwindigkeit vorliegende Abweichung wird beispielsweise
durch Differenzbildung ermittelt. Die dabei erhaltene Differenzgröße kann
dam Block 401 zugeführt
werden. Es ist aber auch denkbar, dass eine für die Gierwinkelgeschwindigkeit
zwischen dem Istwert und dem Sollwert vorliegende Abweichung im
Block 403 in Sollschlupfänderungsgrößen für die einzelnen Fahrzeugräder 302ij umgesetzt
wird, und diese dann dem Block 401 zugeführt werden.
Ausgehend von dem Block 402 wird einem Block 404 eine
Querbeschleunigungsgröße zugeführt. In
dem Block 404 wird die zeitliche Ableitung dieser Querbeschleunigungsgröße ermittelt,
die zusammen mit der Querbeschleunigungsgröße einem Block 405 zugeführt wird.
In dem Block 405 wird in Abhängigkeit der Querbeschleunigungsgröße, bei
der es sich um die Kurvenfahrtgröße handelt,
und der zeitlichen Ableitung der Querbeschleunigungsgröße eine Änderungsgröße V gemäß dem in 2 dargestellten
funktionalen Zusammenhang ermittelt.
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Ausgehend
von der Änderungsgröße V und Istwerten
Fnistij für
die an den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij vorliegenden
Radaufstandskräfte,
werden in dem Block 405 Sollwerte Fnsollij für an den
einzelnen Fahrzeugrädern 302ij einzustellende
Radaufstandskräfte
ermittelt. Diese Sollwerte werden einem Block 407, bei
dem es sich um einen Fahrwerkregler handelt, zugeführt. Auf
die in diesem Zusammenhang in 4 verwendete
strichlinierte Darstellung wird weiter unten noch eingegangen. Die
in dem Block 405 benötigten
Istwerte Fnistij der Radaufstandskräfte werden dem Block 405 ausgehend
von dem Fahrwerkregler 407 zugeführt. Die Istwerte der Radaufstandskräfte werden
in dem Fahrwerkregler 407 beispielsweise in Abhängigkeit
der ihm zugeführten
Größen unter
Verwendung geeigneter Modelle ermittelt.
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Der
Fahrwerkregler 407 ist Teil eines in dem Fahrzeug enthaltenen
aktiven Federungssystem, welches neben dem Fahrwerkregler 407 als
weitere Komponenten entsprechende Sensormittel, die von dem Block 402 umfasst
sein sollen, und den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij zugeordnete
Aktuatoren 409ij zur radindividuellen Beeinflussung der
an dem jeweiligen Fahrzeugrad 302ij auftretenden Radaufstandskraft
enthält.
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Das
aktive Federungssystem kontrolliert die Bewegungen des Aufbaus des
Fahrzeuges 301 mit Hilfe zusätzlicher Radaufstandskräfte, die
an den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij mittels
der Aktuatoren 409ij erzeugt werden. Bei den Aktuatoren 409ij handelt
es sich um den jeweiligen Fahrzeugrädern 302ij zugeordnete
aktive Federbeine, bei denen Feder und Stoßdämpfer beispielsweise parallel
geschaltet sind. Bei einem solchen aktiven Federbein stützt sich
die Schraubenfeder zum Fahrzeugrad 302ij hin auf einem
mit dem Stoßdämpferrohr
fest verbundenen Federteller ab und zum Fahrzeugaufbau hin auf einem
Federteller, der mit einem einfach wirkenden Hydraulikzylinder verbunden
ist. Durch hydraulische Ansteuerung dieses Hydraulkzylinders bzw.
Verstellzylinders wird dieser bewegt und damit die Vorspannung der
Schraubenfeder vergrößert oder
verkleinert. Dadurch lässt
sich an dem jeweiligen Fahrzeugrad 302ij die Radaufstandskraft
beeinflussen. Durch Betätigung
der Verstellzylinder wird somit eine Verstellung des Federfußpunktes
vorgenommen. Alternativ zu den vorstehenden Ausführungen können die aktiven Federbeine
auch als so genannte hydropneumatische Federn ausgebildet sein.
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Die
Aktuatoren 409ij werden ausgehend von dem Fahrwerkregler 407 durch
entsprechende Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale in Abhängigkeit des
aktuellen Zustandes des Fahrzeuges 301, angesteuert. Den
aktuellen Zustand des Fahrzeuges 301 bekommt der Fahrwerkregler 407 über Sensorsignale,
die ihm ausgehend von dem Block 402 zugeführt werden,
mitgeteilt. Bei diesen Sensorsignalen handelt es sich um Sensorsignale,
die den Bewegungszustand des Aufbaus des Fahrzeuges 301 repräsentieren,
um Sensorsignale, die das aktuelle Fahrzeugniveau gegenüber der
Fahrbahn repräsentieren
und um Sensorsignale, die die jeweiligen aktuellen Betätigungszustände der
aktiven Federbeine, genauer gesagt die jeweilige aktuelle Position
der Verstellzylinder repräsentieren.
Bei den Sensorsignalen, die den Bewegungszustand des Aufbaus des
Fahrzeuges 301 repräsentieren
handelt es sich beispielsweise um drei Vertikalbeschleunigungsgrößen, die
die an drei unterschiedlichen Orten des Fahrzeugaufbaus vorliegende
Vertikalbeschleunigung beschreiben, um eine Querbeschleunigungsgröße, die
die auf das Fahrzeug wirkenden Querkräfte beschreibt und um eine
Längsbeschleunigungsgröße, die
die Beschleunigung bzw. Verzögerung
des Fahrzeuges beschreibt. Diese Beschleunigungsgrößen werden durch
entsprechende, am Fahrzeug 301 angeordnete Beschleunigungssensoren
erfasst. Die Sensorsignale, die das aktuelle Fahrzeugniveau gegenüber der Fahrbahn
repräsentieren,
werden Hilfe von den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij zugeordneten
Niveausensoren erfasst. Mit Hilfe dieser Niveausensoren wird der
jeweils zwischen Fahrzeugaufbau und Radmittelpunkt vorliegende Relativweg
erfasst. Aus den für
die Fahrzeugräder 302ij erfassten
Relativwegen kann dann das Fahrzeugniveau ermittelt werden. Bei den
Sensorsignalen, die die jeweiligen aktuellen Betätigungszustände der aktiven Federbeine
repräsentieren,
handelt es sich beispielsweise um Größen, die von Wegsensoren bereit
gestellt werden, die den Verstellweg des Verstellzylinders erfassen,
oder um Größen, die
von Drucksensoren bereit gestellt werden, die den im Verstellzylinder
eingestellten Hydraulikdruck erfassen. Block 402 soll die
vorstehend genannten, zu dem aktiven Federungssystem gehörenden Sensormittel
umfassen. Die von dem Fahrwerkregler 407 an die Aktuatoren 409ij ausgegebenen Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale repräsentieren, je
nachdem welche Größe des Verstellzylinders
gemäß dem im
Fahrwerkregler 407 implementierten Regelungskonzept beeinflusst
wird, den Verstellweg oder den Hydraulikdruck.
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Durch
das aktive Federungssystem werden dynamische Aufbaubewegungen, wie
Hubbewegungen oder Nickbewegungen oder Wankbewegungen kompensiert.
Darüber
hinaus erlaubt das aktive Federungssystem eine beladungsabhängige Niveauregulierung
an der Vorder- und an der Hinterachse. Hierzu sind im Fahrwerkregler 407 verschiedene
Algorithmen implementiert. Ein so genannter Skyhook-Algorithmus
minimiert unabhängig
von der Fahrbahnanregung anhand der drei Vertikalbeschleunigungsgrößen die
absoluten Beschleunigungswert des Aufbaus des Fahrzeuges 301.
Ein Aktakon-Algorithmus verarbeitet die Relativwege zwischen dem
Fahrzeugaufbau und den einzelnen Fahrzeugrädern 302i. Ein Vergleich
zwischen Istwert und Sollwert für
den Relativweg ermöglicht
es, das Fahrzeug auf ein bestimmtes Niveau zu bringen oder es auf
diesem zu halten. Gleichzeitig wird das Federungsverhalten des Fahrzeuges 301 beeinflusst.
Mittels einer Querbeschleunigungsaufschaltung wird das Wanken des
Aufbaus bei dynamischen Lenkmanövern
reduziert. Mittels einer Längsbeschleunigungsaufschaltung
wird das Nicken bei Brems- oder Beschleunigungsvorgängen reduziert.
Die von dem Block 405 gelieferten Sollwerte Fnsollij für die Radaufstandkräfte können beispielsweise
in den Aktakon-Algorithmus oder in der Querbeschleunigungsaufschaltung
eingehen und werden somit bei der Ansteuerung der Aktuatoren 409ij berücksichtigt.
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Nun
soll auf die strichlinierte Darstellung in 4 eingegangen
werden. Die strichlinierte Darstellung bringt zum Ausdruck, dass
mehrere Alternativen für
die Bereitstellung von Sollwerten Fnsollij für die Radaufstandskräfte denkbar
sind. Gemäß einer ersten
Alternative werden lediglich von dem Block 405 Sollwerte
für die
Radaufstandskräfte
ermittelt, die dann dem Fahrwerkregler 407 zugeführt werden. Gemäß einer
zweiten Alternative können
zusätzlich zu
dem Block 405 auch von dem Block 401 und/oder dem
Block 403 Sollwerte Fnsollij für die Radaufstandskräfte ermittelt
werden. Bei dieser Alternative werden die von dem Block 405 und
die von dem Block 401 und/oder 403 ermittelten
Sollwerte Fnsollij für
die Radaufstandskräfte
nicht direkt dem Fahrwerkregler 407 sondern einem Block 406 zugeführt. Bei dem
Block 406 handelt es sich um ein Koordinationsmittel. Das
Koordinationsmittel führt
die von den Blöcken 401, 403 und 405 generierten
Sollwerte Fnsollij für
die Radaufstandskräfte
zu einem einheitlichen Sollwert für die jeweiligen Fahrzeugräder 302ij zusammen.
Dies kann beispielsweise durch eine gewichtete Addition, eine piorisierte
Auswahl oder durch andere geeignete Vorgehensweisen erfolgen.
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Im
Block 403 kann die Ermittlung von Sollwerten Fnsollij für die Radaufstandskräfte beispielsweise
nach folgendem Muster ablaufen: Die für die Gierwinkelgeschwindigkeit
vorliegende Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert wird
in besagte Sollwerte umgesetzt. Soll ein übersteuerndes Fahrverhalten
des Fahrzeuges kompensiert werden, so müssen die Sollwerte für die Radaufstandskräfte so vorgegeben
werden, dass die sich daraus ergebende Radlast an der Hinterachse
größer ist,
als die sich daraus ergebende Radlast an der Vorderachse. Soll ein
untersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeuges kompensiert werden,
so müssen
die Sollwerte für die
Radaufstandskräfte
so vorgegeben werden, dass die sich daraus ergebende Radlast an
der Vorderachse größer ist,
als die sich daraus ergebende Radlast an der Hinterachse.
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Wie 4 zu
entnehmen ist, findet zwischen den Blöcken 403 und 405 ein
Austausch statt. Ein erster Grund für diesen Austausch ist, dass
eine Beeinflussung des Sollwertes für die Gierwinkelgeschwindigkeit
in Abhängigkeit
der Änderungsgröße V bzw.
der vorliegenden bzw. vorgenommenen diagonalen Verspannung des Fahrwerkes
möglich
sein soll. Hierzu wird bei einer vorliegenden diagonalen Verspannung
des Fahrwerkes, es liegt ein von Null verschiedener Wert für die Änderungsgröße V vor, ermittelt,
ob ein übersteuerndes
oder ein untersteuerndes Fahrverhalten des Fahrzeuges vorliegt.
Bei einem übersteuernden
Fahrverhalten wird der Sollwert für die Gierwinkelgeschwindigkeit
erhöht.
Bei einem untersteuernden Fahrverhalten wird der Sollwert für die Gierwinkelgeschwindigkeit
reduziert. Die Korrektur des Sollwertes für die Gierwinkelgeschwindigkeit
wird aus folgendem Grund vorgenommen bzw. ist aus folgenden Grund
erforderlich: Die diagonale Verspannung des Fahrwerkes und die damit
einhergehende Beeinflussung des Lenkverhaltens des Fahrzeuges führt zu einer
Beeinflussung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges, die bei der Ermittlung des
Sollwertes für
die Gierwinkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit
und des Lenkwinkels nicht berücksichtigt
wird – die
vorgenommene diagonale Verspannung des Fahrwerkes wird weder durch
die Fahrzeuggeschwindigkeit noch durch den Lenkwinkel erfasst. Somit
würde bei
einem im Falle einer diagonalen Verspannung des Fahrwerkes unkorrigierten
Sollwert für
die Gierwinkelgeschwindigkeit eine Abweichung zwischen dem Istwert
und dem Sollwert für
die Gierwinkelgeschwindigkeit vorliegen, was von dem Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 erkannt
werden würde
und dazu führen
würde,
dass durch den Fahrdynamikregler 401 stabilisierende Eingriffe
hinsichtlich einer Regelung der Gierwinkelgeschwindigkeit vorgenommen werden
würden.
Diese von dem Fahrdynamikregler 401 vorgenommenen Eingriffe
würden
der durch die diagonale Verspannung des Fahrwerkes hervorgerufenen
Beeinflussung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges entgegenwirken,
d.h. diese letztlich aufheben, insgesamt bliebe das Fahrverhalten
des Fahrzeuges somit unbeeinflusst. Soll durch die diagonale Verspannung
des Fahrwerkes ein besseres Einlenkverhalten des Fahrzeuges erreicht
werden, so würde ohne
Korrektur des Sollwertes der Gierwinkelgeschwindigkeit der Istwert
betragsmäßig größer als der
Sollwert sein, der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 würde ein übersteuerndes
Fahrverhalten des Fahrzeuges erkennen, weshalb der Fahrdynamikregler 401 Bremseneingriffe
vornehmen würde, durch
die dieses vermeintliche übersteuernde
Fahrverhalten aufgehoben werden würde. Da dieses durch die diagonale
Verspannung des Fahrwerkes hervorgerufene übersteuernde Fahrverhalten
des Fahrzeuges gewünscht
ist, wird der Sollwert für
die Gierwinkelgeschwindigkeit entsprechend erhöht, der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 erkennt
somit auf ein neutrales Fahrverhalten des Fahrzeuges und es werden
keine stabilisierenden Bremseneingriffe durchgeführt – das Fahrverhalten des Fahrzeuges, welches
durch die diagonale Verspannung des Fahrwerkes hervorgerufen werden
soll, kann sich somit einstellten. Ob ein übersteuerndes oder ein untersteuerndes
Fahrverhalten des Fahrzeuges vorliegt, kann in dem Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 anhand
einer Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit
ermittelt werden. Ist der Istwert größer als der Sollwert, dann liegt Übersteuern
vor. Ist der Istwert kleiner als der Sollwert, dann liegt Untersteuern
vor
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Ein
zweiter Grund für
diesen Austausch ist, dass die Möglichkeit
einer Einflussnahme durch den Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 auf
die im Block 405 ablaufende Ermittlung der Radlastverteilung
bzw. auf die im Block 405 ablaufende Ermittlung der Änderungsgröße V bestehen
soll. Diese Möglichkeit
der Einflussnahme kann beispielsweise aus folgendem Grund erforderlich
sein: Das erfindungsgemäße diagonale
Verspannen des Fahrwerkes führt bei
einer Kurvenfahrt zu einem gewollten übersteuernden Fahrverhalten
des Fahrzeuges. Solange sich dieses Übersteuern in gewissen Grenzen
bewegt, wird dieses vom Fahrer als positiv empfunden, da sich das
Fahrzeug agiler verhält
und eine ausgeprägtere
Kurvenwilligkeit zeigt. Überschreitet
dieses Übersteuern
jedoch gewisse Grenzen, so empfindet dies der Fahrer nicht mehr
als angenehm. In diesem Fall wird der Wert der im Block 405 ermittelten Änderungsgröße V reduziert
oder es kann die im Block 405 ermittelte Änderungsgröße V durch
eine im Block 403 ermittelte Änderungsgröße ersetzt werden. Die vorstehend
beschriebene Einflussnahme durch den Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 auf
den Block 405 ist insbesondere für den Fall von Bedeutung, bei dem
der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 keine Sollwerte
Fnsollij für
die Radaufstandskräfte
ausgibt. Ein zu starkes Übersteuern
kann der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 durch Auswertung
der Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Gierwinkelgeschwindigkeit
feststellen. Ein Übersteuern
liegt vor, wenn der Istwert größer als
der Sollwert ist. Ist diese Abweichung größer als ein vorgegebener Schwellenwert,
dann ergreift der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403 gemäß den vorstehenden Ausführungen
entsprechende Maßnahmen.
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Ferner
findet gemäß 4 ein
Austausch zwischen den Blöcken 401 und 405 statt.
So können dem
Block 405 ausgehend von dem Block 401 beispielsweise
folgenden Größen zugeführt werden:
Ein ASR-Flag, welches anzeigt, dass von dem Fahrdynamikregler 401 Ansteuergrößen bzw.
Steuersignale zur Durchführung
stabilisierender Eingriffe zur Regelung des Antriebsschlupfes ausgegeben
werden. Das ASR-Flag zeigt somit an, dass der Fahrdynamikregler 401 gemäß der Funktionalität eines
Antriebsschlupfreglers aktiv ist. Ein Flag, das anzeigt, dass eine
Kurvenbremsung vorliegt. Dieses Flag wird dann generiert, wenn beispielsweise
die Kurvenfahrtgröße einen
von Null verschieden Wert aufweist und gleichzeitig eine Betätigung des
Bremspedals, d.h. eine vom Fahrer durchgeführte Bremsung vorliegt oder
ein fahrerunabhängig
durchgeführter
Bremseneingriff vorgenommen wird. Ein Flag, welches anzeigt, dass
eine so genannte μ-split-Bremsung
vorliegt, also eine vom Fahrer vorgenommene Bremsung, während sich
das Fahrzeug auf einer Fahrbahn bewegt, die für die linke und rechte Fahrzeugseite unterschiedliche
Reibwerte aufweist.
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Die
Auslagerung der Ermittlung der Änderungsgröße V in
einen eigenständiger
Block 405 hat den Vorteil, dass die diagonale Verspannung
des Fahrwerkes definiert werden kann, ohne dabei grundlegende Änderungen
an bestehenden Reglern, wie beispielsweise dem Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403,
dem Fahrdynamikregler 401 oder dem Fahrwerkregler 407 vornehmen
zu müssen.
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In 4 ist
dies aus Gründen
der Übersichtlichkeit
zwar nicht dargestellt, aber bei den Aktuatoren 408ij und 409ij handelt
es sich um die Aktuatoren, die in 3 mit 303ij bezeichnet
sind.
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5 zeigt
den Aufbau der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 304 gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
Bei dieser zweiten Ausführungsform
sind die beiden in 4 enthaltenen eigenständigen Blöcke 401 und 403,
also der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler und der Fahrdynamikregler
zu einer funktionellen Einheit 501 vereint. Daraus ergibt sich,
dass ausgehend von dem Block 402 dem Block 501 die
Größen zugeführt werden,
die gemäß 4 ausgehend
von dem Block 402 den beiden Blöcken 401 und 403 zugeführt werden.
Ferner umfasst der zwischen den beiden Blöcken 405 und 501 stattfindende
Austausch den Austausch, der gemäß 4 zum
einen zwischen den beiden Blöcken 403 und 405 und
zum anderen zwischen den beiden Blöcken 401 und 405 stattfindet.
Außerdem
werden ausgehend von dem Block 501 die Größen dem
Block 406 zugeführt,
die gemäß 4 ausgehend
von dem Block 401 dem Block 406 und ausgehend
von dem Block 403 dem Block 406 zugeführt werden.
Die in 5 enthaltenen Blöcke 402, 404, 405, 406, 407, 408ij, 305 und 409ij entsprechen
denen, die in 4 dargestellt sind. Demzufolge
werden diesen in 5 dargestellten Blöcken ebenfalls
die Größen zugeführt, wie
dies der Beschreibung zu 4 zu entnehmen ist, und/oder
geben diese in 5 dargestellten Blöcke ebenfalls
die Größen aus,
wie dies der Beschreibung zu 4 zu entnehmen
ist.
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6 zeigt
den Aufbau der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 304 gemäß einer
dritten Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform
sind der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 602 und der Fahrdynamikregler 601 als
eigenständige
funktionelle Einheiten ausgeführt,
so wie dies gemäß der in 4 dargestellten
Ausführungsform
der Fall ist. Im Gegensatz zu der in 4 dargestellten
Ausführungsform
ist bei der in 6 dargestellten Ausführungsform
die Funktion des Blockes 405 – und mit ihr auch die Funktion
des Blockes 404 – in
den Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 602 oder in den Fahrdynamikregler 601 integriert.
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Nachfolgend
werden die beiden vorstehend aufgeführten Ausgestaltungen getrennt
betrachtet. Bei der ersten Ausgestaltung, bei der sowohl die Funktion
des Blockes 404 als auch die Funktion des Blockes 405 in
dem Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 602 integriert ist,
werden dem Block 602 die Größen zugeführt, die gemäß 4 ausgehend
von dem Block 402 den beiden Blöcken 403 und 404 zugeführt werden.
Was den Austausch zwischen den beiden Blöcken 601 und 602 angeht,
so umfasst dieser Austausch den Austausch, der gemäß 4 zum
einen zwischen den Blöcken 401 und 403 und
zum anderen zwischen den beiden Blöcken 401 und 405 stattfindet.
Ausgehend von dem Block 402 werden dem Block 601 die
Größen zugeführt, die
gemäß der Beschreibung
zu 4 ausgehend vom Block 402 dem Block 401 zugeführt werden.
Die in dem Block 602 ermittelten Sollwert Fnsollij für die Radaufstandskräfte werden
dem Fahrwerkregler 407 zugeführt. Bei dieser Alternative
wird davon ausgegangen, dass von dem Block 601 keine Sollwerte
Fnsollij für
die Radaufstandskräfte
ermittelt werden. Gemäß einer zweiten
Alternative werden auch von dem Block 601 Sollwerte Fnsollij
für die
Radaufstandskräfte
ermittelt. In diesem Fall werden die jeweils ermittelten Sollwerte
nicht direkt dem Fahrwerkregler 407 sondern dem Block 406 zugeführt, in
dem die Sollwerte, wie der Beschreibung zu 4 zu entnehmen
ist, zu einem einheitlichen Sollwert zusammengeführt werden. Diese beiden denkbaren
Alternativen sind in 6 durch die strichlinierte Darstellung
angedeutet.
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Bei
der zweiten Ausgestaltung, bei der sowohl die Funktion des Blockes 404 als
auch die Funktion des Blockes 405 in dem Fahrdynamikregler 601 integriert
ist, werden dem Block 601 die Größen zugeführt, die gemäß 4 ausgehend
von dem Block 402 den beiden Blöcken 401 und 404 zugeführt werden.
Was den Austausch zwischen den beiden Blöcken 601 und 602 angeht,
so umfasst dieser Austausch den Austausch, der gemäß 4 zum
einen zwischen den Blöcken 401 und 403 und
zum anderen zwischen den beiden Blöcken 403 und 405 stattfindet.
Ausgehend von dem Block 402 werden dem Block 602 die
Größen zugeführt, die
gemäß der Beschreibung
zu 4 ausgehend vom Block 402 dem Block 403 zugeführt werden.
Die in dem Block 601 ermittelten Sollwert Fnsollij für die Radaufstandskräfte werden
dem Fahrwerkregler 407 zugeführt. Bei dieser Alternative
wird davon ausgegangen, dass von dem Block 602 keine Sollwerte
Fnsollij für
die Radaufstandskräfte
ermittelt werden. Gemäß einer zweiten
Alternative werden auch von dem Block 602 Sollwerte Fnsollij
für die
Radaufstandskräfte
ermittelt. In diesem Fall werden die jeweils ermittelten Sollwerte
nicht direkt dem Fahrwerkregler 407 sondern dem Block 406 zugeführt, in
dem die Sollwerte, wie der Beschreibung zu 4 zu entnehmen
ist, zu einem einheitlichen Sollwert zusammengeführt werden.
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Die
in 6 enthaltenen Blöcke 402, 406, 407, 408ij, 305 und 409ij entsprechen
denen, die in 4 dargestellt sind. Demzufolge
werden diesen in 6 dargestellten Blöcken ebenfalls
die Größen zugeführt, wie
dies der Beschreibung zu 4 zu entnehmen ist, und/oder
geben diese in 6 dargestellten Blöcke ebenfalls
die Größen aus,
wie dies der Beschreibung zu 4 zu entnehmen
ist.
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7 zeigt
den Aufbau der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 304 gemäß einer
vierten Ausführungsform.
Bei dieser vierten Ausführungsform sind
die beiden in 4 enthaltenen eigenständigen Blöcke 401 und 403,
also der Gierwinkelgeschwindigkeitsregler und der Fahrdynamikregler
zu einer funktionellen Einheit 701 vereint, in die zudem
die Funktionen der in 4 dargestellten Blöcke 404 und 405 integriert
sind. Ausgehend von dem Block 402 werden dem Block 701 die
Größen zugeführt, die gemäß 4 ausgehend
von dem Block 402 den Blöcken 401, 403 und 404 zugeführt werden.
Die in dem Block 701 ermittelten Sollwerte Fnsollij für die Radaufstandskräfte werden
dem Fahrwerkregler 407 zugeführt. Die in 7 enthaltenen
Blöcke 402, 407, 408ij, 305 und 409ij entsprechen
denen, die in 4 dargestellt sind. Demzufolge
werden diesen in 7 dargestellten Blöcken ebenfalls
die Größen zugeführt, wie
dies der Beschreibung zu 4 zu entnehmen ist, und/oder
geben diese in 7 dargestellten Blöcke ebenfalls
die Größen aus,
wie dies der Beschreibung zu 4 zu entnehmen
ist.
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In 8 ist
mit Hilfe eines Flussdiagramms der Ablauf des in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ablaufenden erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
beginnt mit einem Schritt 801, an den sich ein Schritt 802 anschließt. In diesem
Schritt 802 wird überprüft, ob ein Abbruchkriterium
erfüllt
ist. Hierzu kann überprüft werden,
ob beispielsweise in einem der Regler, d.h. dem Gierwinkelgeschwindigkeitsregler
oder dem Fahrdynamikregler oder dem Fahrwerkregler, ein Fehler auftritt,
oder ob an einer anderen beteiligten Komponente ein Fahler auftritt.
Wird in dem Schritt festgestellt, dass das Abbruchkriterium erfüllt ist,
so wird anschließend
ein Schritt 803 ausgeführt
und danach das erfindungsgemäße Verfahren
mit einem schritt 904 beendet. In dem Schritt 803 werden
zumindest die den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij zugeordneten
Aktuatoren 409ij, mit denen die an dem jeweiligen Fahrzeugrad 302ij auftretende
Radaufstandskraft Fnij radindividuell beeinflussbar ist, in einen
definierten Zustand überführt.
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Wird
dagegen in dem Schritt 802 festgestellt, dass das Abbruchkriterium
nicht erfüllt
ist, so wird anschließend
an den Schritt 802 ein Schritt 805 ausgeführt. In
dem Schritt 805 werden verschiedene zur Ermittlung der Änderungsgröße V benötigte Größen bereitgestellt,
unter anderem die Kurvenfahrtgröße, bei
der es sich um eine die Querbeschleunigung beschreibende Größe handelt,
und die zeitliche Ableitung der Kurvenfahrtgröße. In einem sich an den Schritt 805 anschließenden Schritt 806 wird
ein Wert für
die Änderungsgröße V ermittelt.
Auf die konkrete Vorgehensweise hierbei, wird im Zusammenhang mit 9 eingegangen.
An den Schritt 806 schließt sich ein Schritt 807 an,
in dem in Abhängigkeit
des Wertes der Änderungsgröße Sollwerte
Fnsollij für
die Radaufstandskräfte
ermittelt werden. Sofern von mehreren im Fahrzeug enthaltenen Reglern
Sollwerte Fnsollij für
die Radaufstandskräfte
ermittelt werden, werden diese in einem sich an den Schritt 807 anschließenden Schritt 808 zu
einem für
die jeweiligen Fahrzeugräder 302ij einheitlichen
Sollwert zusammengeführt.
Anschließend
an den Schritt 808 wird ein Schritt 809 ausgeführt. Der
Schritt 808 ist nur dann erforderlich, wenn von verschiedenen
im Fahrzeug enthaltenen Reglern Sollwerte Fnsollij für die Radaufstandskräfte ermittelt
werden. Werden lediglich von einem Regler solche Sollwerte ermittelt, dann
ist die Durchführung
des Schrittes 808 nicht erforderlich. In diesem Fall schließt sich
an den Schritt 807 direkt der Schritt 809 an.
Vorstehend beschriebene optionale Ausführung des Schrittes 808 ist
in 8 durch die strichlinierte Darstellung angedeutet. In
dem Schritt 809 werden die für die einzelnen Fahrzeugräder 302ij ermittelten
Sollwerte Fnsollij für
die einzustellenden Radaufstandskräfte in Sollwerte für den an
dem jeweiligen Aktuator 409ij einzustellenden Verstellweg
oder Hydraulikdruck ermittelt. In einem sich an den Schritt 809 anschließenden Schritt 810 werden
durch eine entsprechende Ansteuerung der Aktuatoren 409ij die
geforderten Radaufstandskräfte
an den einzelnen Fahrzeugrädern 302ij durch Beeinflussung
bzw. Einstellung des Verstellweges oder des Hydraulikdruckes eingestellt.
Anschließend an
den Schritt 810 wird erneut der Schritt 802 ausgeführt.
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In 9 ist
die in dem Schritt 806 stattfindende Ermittlung der Änderungsgröße bzw.
die im Schritt 806 ablaufende Routine zur Ermittlung der Änderungsgröße dargestellt.
An diese Routine wird ausgehend von dem Schritt 805 übergeben,
an den sich ein Schritt 901 anschließt. In dem Schritt 901 wird überprüft, ob der
Wert der Kurvenfahrtgröße ay kleiner
als ein erster Schwellenwert ay1 ist. Ist der Wert der Kurvenfahrtgröße ay kleiner
als der erste Schwellenwert ay1, so wird keine diagonale Verspannung
des Fahrwerkes vorgenommen, weswegen im Anschluss an den Schritt 901 ein
Schritt 902 ausgeführt
wird, in welchem der Änderungsgröße V ein
erster Wert V1 zugewiesen wird. An den Schritt 902 schließt sich
der Schritt 807 an, über
den die Routine zur Ermittlung der Änderungsgröße verlassen wird.
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Wird
dagegen im Schritt 901 festgestellt, dass der Wert der
Kurvenfahrtgröße ay größer als der
erste Schwellenwert ay1 ist, so wird eine diagonale Verspannung
des Fahrwerkes vorgenommen, weshalb anschließend an den Schritt 901 ein
Schritt 903 ausgeführt
wird. Mittels des Schrittes 903 wird zunächst überprüft, ob ein
Flag gesetzt ist, welches anzeigt, dass bereits eine diagonale Verspannung des
Fahrwerkes gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang durchgeführt wird. Ist das Flag nicht
gesetzt, dann wird anschließend
an den Schritt 903 ein Schritt 904 ausgeführt. In
dem Schritt 904 wird gemäß dem funktionalen Zusammenhang
in Abhängigkeit
des Wertes der Kurvenfahrtgröße ay ein Wert
für die Änderungsgröße V ermittelt.
D.h. es wird eine diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß dem funktionalen
Zusammenhang durchgeführt.
An den Schritt 904 schließt sich ein Schritt 905 an.
In dem Schritt 905 wird überprüft, ob der Wert der Kurvenfahrtgröße ay kleiner
als ein zweiter Schwellenwert ays ist. Bei diesem zweiten Schwellenwert
weist der Verlauf des funktionalen Zusammenhanges seinen Scheitelpunkt
bzw. sein absolutes Maximum auf. Wird in dem Schritt 905 festgestellt,
dass der Wert der Kurvenfahrtgröße ay kleiner
als der zweite Schwellenwert ays ist, so ist keine Modifikation
des funktionalen Zusammenhanges erforderlich, weswegen ausgehend
von dem Schritt 905 an den Schritt 807 übergeben
wird. Wird dagegen in dem Schritt 905 festgestellt, dass
der Wert der Kurvenfahrtgröße ay größer als
der zweite Schwellenwert ays ist, so wird anschließend an
den Schritt 905 ein Schritt 906 ausgeführt. In
dem Schritt 906 wird ermittelt, ob der Fahrer aus der Kurve
zurücklenkt
bzw. ob der Fahrer das Lenkrad zurückdreht, d.h. ob ein Kurvenausfahrvorgang
bzw. ein Zurücklenkvorgang
bzw. ein Umlenkvorgang vorliegt bzw. ob der Umlenkpunkt erreicht
ist. Dies kann beispielsweise durch Auswertung der zeitlichen Ableitung
der Kurvenfahrtgröße bzw.
durch Auswertung der zeitlichen Ableitung des Betrages der Kurvenfahrtgröße festgestellt
werden. Wird eine negativer Wert für die zeitliche Ableitung festgestellt,
dann liegt ein Umlenkvorgang vor, der Fahrer lenkt aus der Kurve
zurück,
weswegen eine Modifikation des funktionalen Zusammenhanges erforderlich
ist. Deswegen wird bei Vorliegen einer negativen Ableitung für die Kurvenfahrtgröße anschließend an
den Schritt 906 ein Schritt 908 ausgeführt. In dem
Schritt 908 wird zum einen das Flag gesetzt, welches anzeigt,
dass eine diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang durchgeführt wird. Zum anderen wird
in dem Schritt 908 mit Hilfe des modifizierten funktionalen
Zusammenhangs in Abhängigkeit
des Wertes der Kurvenfahrtgröße ay ein
Wert für
eine modifizierte Änderungsgröße Vm ermittelt.
D.h. es wird eine diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang vorgenommen bzw. durchgeführt. Im
Anschluss an den Schritt 908 wird der Schritt 807 ausgeführt. Wird
dagegen im Schritt 906, dass der Fahrer noch nicht aus
der Kurve zurücklenkt,
d.h. dass der Umlenkpunkt noch nicht erreicht ist, dann ist es auch nicht
erforderlich, die diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang vorzunehmen. In diesem Fall wird im Anschluss
an den Schritt 906 der Schritt 807 ausgeführt. Wird
im Schritt 903 dagegen festgestellt, dass besagtes Flag
bereits gesetzt ist, d.h. dass bereits eine diagonale Verspannung
des Fahrwerkes gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang durchgeführt wird, so wird anschließend an
den Schritt 903 ein Schritt 907 ausgeführt. In
dem Schritt 907 wird geprüft, ob der Wert der mit Hilfe
des modifizierten funktionalen Zusammenhanges ermittelten modifizierten Änderungsgröße dem Wert
der Änderungsgröße entspricht,
der mit Hilfe des funktionalen Zusammenhanges für den selben Wert der Kurvenfahrtgröße ermittelt
wird, für
den der Wert der modifizierten Änderungsgröße ermittelt
wurde. Entsprechen sich die beiden Werte nicht, dann wird anschließend an
den Schritt 907 der Schritt 908 ausgeführt. Es
wird weiterhin eine diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhangs vorgenommen. Wird dagegen im Schritt 907 festgestellt,
dass sich die beiden Werte entsprechen, dann wird im Anschluss an
den Schritt 907 ein Schritt 909 durchgeführt. Da
nunmehr die Durchführung
einer diagonalen Verspannung des Fahrwerkes gemäß dem modifizierten funktionalen Zusammenhang
nicht mehr erforderlich ist, wird in dem Schritt 909 besagtes
Flag gelöscht.
Anschließend
an den Schritt 909 wird der Schritt 807 durchgeführt.
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Bei
der in 9 dargestellten Vorgehensweise wird das bei Vorliegen
oder Erreichen eines vorbestimmten Fahrzustandes oder Betriebszustandes
des Fahrzeuges anhand der beiden Schritte 905 und 906 festgestellt.
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In 10 ist
die Vorgehensweise bei der diagonalen Verspannung des Fahrwerkes
bei Vorliegen vorbestimmter Fahrzustände oder Betriebszustände des
Fahrzeuges dargestellt. Bei den betrachteten vorbestimmten Fahrzuständen oder
Betriebszuständen
handelt es sich zum einen um eine Kurvenfahrt, bei der an wenigstens
einem Antriebsrad eine Regelung des Antriebsschlupfes durchgeführt wird.
Zum anderen handelt es sich um einen Kurvenfahrt, bei der an wenigstens
einem Fahrzeugrad ein Bremseneingriff durchgeführt wird.
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Das
Verfahren beginnt mit einem Schritt 1001, an den sich ein
Schritt 1002 anschließt.
In dem Schritt 1002 wird überprüft, ob der Wert der Kurvenfahrtgröße ay kleiner
als ein erster Schwellenwert ay1 ist. Ist der Wert der Kurvenfahrtgröße ay kleiner als
der erste Schwellenwert ay1, so wird keine diagonale Verspannung
des Fahrwerkes vorgenommen, weswegen im Anschluss an den Schritt 1002 ein Schritt 1003 ausgeführt wird,
in welchem der Änderungsgröße V ein
erster Wert V1 zugewiesen wird. An den Schritt 1003 schließt sich
ein Schritt 1006 mit dem das Verfahren beendet wird.
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Wird
dagegen im Schritt 1002 festgestellt, dass der Wert der
Kurvenfahrtgröße ay größer als der
erste Schwellenwert ay1 ist, so wird eine diagonale Verspannung
des Fahrwerkes vorgenommen, weshalb anschließend an den Schritt 1002 ein
Schritt 1004 ausgeführt
wird. In dem Schritt 1004 wird geprüft, ob ein Flag gesetzt ist,
welches die Durchführung
einer Regelung des Antriebsschlupfes an wenigstens einem Fahrzeugrad
anzeigt, oder ob ein Flag gesetzt ist, welches eine Betätigung des
Bremspedals durch den Fahrer und somit die Durchführung eines
fahrerabhängigen
Bremsvorganges anzeigt. Liegt kein solches Flag vor, dann besteht
auch keine Notwenigkeit eine diagonale Verspannung des Fahrwerkes
gemäß einem
modifizierten funktionalen Zusammenhanges vorzunehmen. In diesem
Fall wird anschließend
an den Schritt 1004 ein Schritt 1005 ausgeführt, mit
dem Maßnahmen
zur Durchführung einer
diagonalen Verspannung des Fahrwerkes gemäß dem funktionalen Zusammenhang
vorgenommen werden. Anschließend
an den Schritt 1005 wird ein Schritt 1006 ausgeführt, mit
dem da Verfahren beendet wird. Wird dagegen in dem Schritt 1004 festgestellt,
dass eines der vorstehend bezeichneten Flags gesetzt ist, so besteht
die Notwendigkeit, eine diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß einem modifizierten
funktionalen Zusammenhang durchzuführen. Deshalb wird anschließend an
den Schritt 1004 ein Schritt 1007 ausgeführt. Wird
im Schritt 1004 durch Auswertung der Flags festgestellt,
dass bei einer Kurvenfahrt, an wenigstens einem Antriebsrad eine
Regelung des Antriebsschlupfes durchgeführt wird, so wird ein speziell
an diese Fahrsituation angepasster funktionaler Zusammenhang gewählt, und
die diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß diesem Zusammenhang durchgeführt. Gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang wird an dem Antriebsrad, an dem der Antriebsschlupf
geregelt wird, die Verspannung zurückgenommen, d.h. aufgehoben,
oder aber reduziert. Hierzu werden entsprechende Sollwerte für die an
diesem Antriebsrad einzustellende Radaufstandskraft ermittelt. Die
Zurücknahme
der Verspannung kann beispielsweise mittels eine Zeitrampe erfolgen.
Wird im Schritt 1004 durch Auswertung der Flags festgestellt,
dass bei einer Kurvenfahrt, ein Bremseneingriff durchgeführt wird,
so wird ein speziell an diese Fahrsituation angepasster funktionaler
Zusammenhang gewählt,
und die diagonale Verspannung des Fahrwerkes gemäß diesem Zusammenhang durchgeführt. Gemäß dem modifizierten
funktionalen Zusammenhang wird die Verspannung reduziert oder zurückgenommen.
Dies kann für
einzelne Fahrzeugräder
oder aber für
alle Fahrzeugräder
der Fall sein. Anschließend
an den Schritt 1007 wird ein Schritt 1006 durchgeführt.
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Mit
Hilfe von 10 soll lediglich eine prinzipielle
Vorgehensweise dargestellt werden. Selbstverständlich kann die in 10 dargestellte
Vorgehensweise auch in das anhand der beiden 8 und 9 beschriebene
Verfahren eingebunden oder mit diesem Verfahren kombiniert werden.
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Nachfolgend
soll ein weiterer Aspekt betrachtet werden. Es handelt sich um eine
so genannte μ-split-Bremsung.
Bei einer μ-split-Bremsung
handelt es sich um einen vom Fahrer durchgeführten Bremsvorgang, bei dem
das Fahrzeug auf einer Fahrbahn fährt, die für die linke und rechte Fahrzeugseite
unterschiedliche Reibwerte aufweist. Bei solch einer Bremsung entstehen
an den linken und rechten Fahrzeugräder unterschiedliche Bremskräfte, die dazu
führen,
dass sich das Fahrzeug um seine Hochachse dreht, und zwar in Richtung
der Fahrbahnseite, die den höheren
Reibwert aufweist. Wenn das Fahrzeug mit einem aktiven Federungssystem
ausgestattet ist, dann kann bei Vorliegen einer μ-split-Bremsung eine diagonale
Verspannung des Fahrwerkes vorgenommen werden, um der Drehbewegung – zumindest
anfänglich – entgegenzuwirken.
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Bei
der diagonalen Verspannung des Fahrwerkes im Falle einer μ-split-Bremsung
wird wie folgt vorgegangen: Zunächst
wird die Radaufstandskraft am vorderen Fahrzeugrad, welches sich
auf der Fahrbahnseite mit dem höheren
Reibwert befindet, erhöht,
um durch die Vorspur des Fahrzeugrades der Drehung des Fahrzeuges
um seine Hochachse entgegenzuwirken. Gleichzeitig wird auf Grund
der diagonalen Verspannung an dem hinteren Fahrzeugrad, welches
sich auf der Fahrbahnseite mit dem niedrigeren Reibwert befindet,
ebenfalls die Radaufstandskraft erhöht. Da durch die diagonale
Verspannung gleichzeitig das für
die Richtungsstabilität
wichtige hintere Rad, welches sich auf der Fahrbahnseite mit dem
höheren
Reibwert befindet, entlastet wird, kann diese diagonale Verspannung
nur zu Beginn des Bremsvorgangs aufrechterhalten werden. Nach einer gewissen
Zeitdauer wird deswegen die Radaufstandskraft an dem hinteren Fahrzeugrad,
welches sich auf der Fahrbahnseite mit dem höheren Reibwert befindet, erhöht. Auch
hierbei wird das Fahrwerk diagonal verspannt.
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Die
hier beschriebene diagonale Verspannung des Fahrwerkes zur Kompensation
der Drehbewegung des Fahrzeuges um seine Hochachse, die bei einer μ-split-Bremsung
auftritt, muss nicht zwangsläufig
alle technischen Teilaspekte aufweisen bzw. umfassen, die im Zusammenhang
mit den 1 bis 10 vorstehend
beschrieben wurden. Sofern es technisch sinnvoll ist, beispielsweise,
weil entsprechende technische Teilaspekte einsetzbar sind oder eine
vorteilhafte Weiterbildung darstellen, soll die hier beschriebene
diagonale Verspannung des Fahrwerkes zur Kompensation der Drehbewegung
des Fahrzeuges um seine Hochachse mit eben diesen technischen Teilaspekten
in beliebiger Art und Weise kombinierbar sein.
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Da
es sich bei der hier beschriebenen diagonalen Verspannung des Fahrwerkes
zur Kompensation der Drehbewegung des Fahrzeuges um seine Hochachse
um einen eigenständigen
technischen Gegenstand handelt, der nicht zwangsläufig mit
den technischen Teilaspekten, die im Zusammenhang mit den 1 bis 10 beschrieben
wurden, behält sich
die Anmelderin vor, auf diesen technischen Gegenstand eine eigenständige Anmeldung
zu richten. In diese Anmeldung können
dann die zur einer sinnvollen Ergänzung oder Weiterbildung führenden technischen
Teilaspekte mit aufgenommen werden. Entsprechendes gilt auch für den Fahrzustand
einer Kurvenfahrt, bei der an wenigstens einem Antriebsrad der Antriebsschlupf
geregelt wird oder für
den Fahrzustand einer Kurvenfahrt, bei der eine Bremsung durchgeführt wird.
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Insbesondere
ist es auch bei den beiden zuletzt genannten Fahrzuständen denkbar,
dass auch denn eine Beeinflussung des Fahrverhaltens des Fahrzeuges
durch entsprechende Beeinflussung der an den Fahrzeugrädern vorliegenden
Radaufstandskräfte
durchführbar
ist, wenn keine zuvor eingestellte diagonale Verspannung des Fahrwerkes
vorliegt. Auch diese Aspekte sollen in einer eigenständigen Anmeldung
weiterführbar
sein. Die jeweils vorstehend aufgezeigten Schutzbegehren, für die eigenständige Patentanmeldungen
denkbar sind, sollen jeweils mit beliebigen in der vorliegenden
Anmeldung enthaltenen technischen Aspekten kombinierbar sein.
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Nachfolgend
sollen noch einige Überlegungen
angeführt
werden.
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Anstelle
der Vorgabe von Sollwerten für
die Radaufstandskräfte
können
auch Sollwerte für
die Radaufstandskraftänderungen
vorgegeben werden.
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Hinsichtlich
der Fahrsituation, bei der während
einer Kurvenfahrt an wenigstens einem Antriebsrad der Antriebsschlupf
geregelt wird, sei festgehalten, dass der Block 402 nicht
zwangsläufig
als Fahrdynamikregler ausgeführt
sein muss. Es würde auch
ausreichen, wenn der Block 402 allein die Funktionalität eines
Antriebsschlupfreglers aufweisen würde.
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Die
Auslagerung der Ermittlung der Änderungsgröße V in
einen eigenständigen
Block 405 hat den Vorteil, dass die diagonale Verspannung
des Fahrwerkes definiert werden kann, ohne dabei grundlegende Änderungen
an bestehenden Reglern, wie beispielsweise dem Gierwinkelgeschwindigkeitsregler 403,
dem Fahrdynamikregler 401 oder dem Fahrwerkregler 407 vornehmen
zu müssen.