DE102008040051A1 - Verfahren zur Beeinflussung der Wankachse eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur Beeinflussung der Wankachse eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Kraftfahrzeugs, bei dem - die die vorliegende Querdynamik repräsentierende Querdynamik-Istgröße ermittelt wird, - eine den Fahrerwunsch bezüglich der Fahrzeugquerdynamik repräsentierende Querdynamik-Sollgröße ermittelt wird, - die Querdynamik-Sollgröße mit der Querdynamik-Istgröße verglichen wird und - abhängig vom Vergleich eine Verstellung des Neigungswinkels der Wankachse vorgenommen wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Aus der DE 198 02 489 A1 ist ein mehrachsiger, motorgetriebener Kraftwagen bekannt. Zur Verbesserung der passiven Sicherheit wird die Größe der über die Radfederung übertragenen Kräfte verzögerungsabhängig, insbesondere bremskraftabhängig, derart verändert, dass der Vorbau der Kraftwagens beim Bremsen im wesentlichen auf einem konstruktiv vorgegeben Niveau verbleibt, so dass einem Unterfahren beim Heckaufprall auf ein vorausfahrendes Fahrzeug begegnet ist und insbesondere die Einleitung der Stoßkraft in das Fahrzeug in einer der Konstruktionslage im wesentlichen entsprechenden Lage erfolgt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Kraftfahrzeugs, bei dem
    • – eine die vorliegende Querdynamik repräsentierende Querdynamik-Istgröße ermittelt wird,
    • – eine den Fahrerwunsch bzgl. der Fahrzeugquerdynamik repräsentierende Querdynamik-Sollgröße ermittelt wird,
    • – die Querdynamik-Sollgröße mit der Querdynamik-Istgröße verglichen wird und
    • – abhängig vom Vergleich eine Verstellung des Neigungswinkels der Wankachse vorgenommen wird.
  • Diese Erfindung nutzt den Einfluss der Fahrwerke auf die Fahrdynamik zur Erhöhung der Fahrsicherheit aus. Die Beeinflussung der Fahrwerke ist für den Fahrer kaum bemerkbar und mit keinerlei Komforteinbuße verbunden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Neigungswinkels der Wankachse dadurch erfolgt, dass in die Einfederwege oder Stabilisatoren an den Vorderrädern und Hinterrädern des Kraftfahrzeugs eingegriffen wird. Verstellbare Dämpfer oder Stabilisatoren sind bereits in einigen Fahrzeugen serienmäßig enthalten, so dass dort für die erfindungsgemäße Funktionalität keine wesentlichen Zusatzkosten entstehen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einfederwege an der Vorderachse unterschiedlich gegenüber den Einfederwegen an der Hinterachse verstellt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisatoren an der Vorderachse unterschiedlich gegenüber den Stabilisatoren an der Hinterachse verstellt werden.
  • Durch die beiden letztgenannten Ausgestaltungen ist eine einfache Einstellung des Neigungswinkels der Wankachse möglich.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines detektierten untersteuernden Fahrzustands der Fahrzeugaufbau an den Hinterrädern stärker als an den Vorderrädern angehoben wird oder der Fahrzeugaufbau an den Vorderrädern stärker als an den Hinterrädern abgesenkt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines detektierten übersteuernden Fahrzustands der Fahrzeugaufbau an den Vorderrädern stärker als an den Hinterrädern angehoben wird oder der Fahrzeugaufbau an den Hinterrädern stärker als an den Vorderrädern abgesenkt wird.
  • Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zur Regelung der Querdynamik eines Kraftfahrzeugs. Diese Vorrichtung enthält Mittel, die zur Durchführung der vorstehenden Verfahren ausgestaltet sind.
  • Die vorteilhaften Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens äußern sich auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt.
  • Die Zeichnung besteht aus den 1 bis 3.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung der Funktion zur Verstellung der Wankachse.
  • 2 zeigt den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm zur Funktion zur Verstellung der Wankachse.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird die Wankachse verstellt, um gezielt die Steuertendenz eines Fahrzeugs zu beeinflussen. Die Wankachse ist eine in die Berechnung von Fahrwerkskomponenten eingehende Größe. Abhängig von Größen wie z. B. Federung, Dämpfung, Geometrie und Masse verläuft eine Linie in Längsrichtung durch das Fahrzeug, um welche sich der Fahrzeugaufbau bei Kurvenfahrt neigt. Dies ist in 1 dargestellt. 1 kennzeichnet dabei die Wankachse des Fahrzeugs, 2 kennzeichnet die Verstellrichtung der Wankachse vorne und 3 kennzeichnet die Verstellrichtung der Wankachse hinten. Allgemein wird die Geometrie in der Entwicklung des Fahrwerks so festgelegt, dass die Wankachse schräg nach vorne geneigt ist und eine untersteuernde Tendenz vorhanden ist. Die allgemeinen Auswirkungen einer Verschiebung bzw. Neigungsänderung der Wankachse sind die folgenden:
    • – Anhebung der Wankachse vorne: Fahrzeug untersteuert mehr
    • – Anhebung der Wankachse hinten: Fahrzeug übersteuert mehr
  • Der Neigungswinkel der Wankachse ist in 1 mit α gekennzeichnet.
  • Durch Verwendung von aktiven Stabilisatoren mit Befestigung am Rahmen kann die Höhe des Aufbaus geregelt werden: Der Fahrzeugaufbau kann damit vorne, hinten oder gesamt angehoben oder abgesenkt werden. Somit ist eine gezielte Veränderung der Neigungswinkels der Wankachse darstellbar und die Steuertendenz wird beeinflusst. Insbesondere wird die Neigungsveränderung der Wankachse zur Gierratenregelung verwendet oder mitverwendet.
  • Im Falle eines übersteuernden Fahrzustandes wird der Neigungswinkel der Wankachse verringert, d. h. der Fahrzeugaufbau wird vorne angehoben oder hinten abgesenkt.
  • Im Falle eines untersteuernden Fahrzustandes wird der Neigungswinkel der Wankachse vergrößert, d. h. der Fahrzeugaufbau wird hinten angehoben oder vorne abgesenkt.
  • Das Vorliegen eines übersteuernden oder untersteuernden Fahrzustandes kann anhand der z. B. mittels eines Drehratensensors ermittelten Ist-Gierrate und der den Fahrerwunsch repräsentierenden Soll-Gierrate ermittelt werden. Ein übersteuernder Fahrzustand liegt dann vor, wenn die Ist-Gierrate größer als die Soll-Gierrate ist, d. h. das Fahrzeug dreht stärker ein als vom Fahrer gewünscht. Ein untersteuernder Fahrzustand liegt dann vor, wenn die Ist-Gierrate kleiner als die Soll-Gierrate ist, d. h. das Fahrzeug dreht schwächer ein als vom Fahrer gewünscht.
  • Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 200 wird in Block 201 eine die vorliegende Querdynamik repräsentierende Querdynamik-Istgröße ermittelt wird. Diese Größe kann beispielsweise die mittels eines Gierratensensors ermittelte Ist-Gierrate sein. Anschließend wird in Block 202 eine den Fahrerwunsch bzgl. der Fahrzeugquerdynamik repräsentierende Querdynamik-Sollgröße ermittelt wird. Dies kann beispielsweise die Soll-Gierrate sein, welche aus Lenkwinkel und Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden kann.
  • In Block 203 wird die Querdynamik-Sollgröße mit der Querdynamik-Istgröße verglichen wird und danach in Block 204 abhängig vom Vergleich eine Verstellung des Neigungswinkels der Wankachse vorgenommen. In Block 205 endet das erfindungsgemäße Verfahren.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm zur Funktion zur Verstellung der Wankachse. Die Bewegung des Fahrzeugs wird mit den ESP-Sensoren 302 detektiert und im Regler 303 wird abhängig davon eine Stellgröße (z. B. Höhe der Wankachse vorne und hinten) berechnet und durch die Aktoren 304 auf das Fahrzeug 301 aufgebracht. Block 300 kennzeichnet den Fahrer.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19802489 A1 [0001]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Regelung der Querdynamik eines Kraftfahrzeugs, bei dem – eine die vorliegende Querdynamik repräsentierende Querdynamik-Istgröße ermittelt wird (201), – eine den Fahrerwunsch bzgl. der Fahrzeugquerdynamik repräsentierende Querdynamik-Sollgröße ermittelt wird (202), – die Querdynamik-Sollgröße mit der Querdynamik-Istgröße verglichen wird (203) und – abhängig vom Vergleich eine Verstellung des Neigungswinkels (α) der Wankachse (1) vorgenommen wird (204).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung des Neigungswinkels (α) der Wankachse (1) dadurch erfolgt, dass in die Einfederwege oder Stabilisatoren (2, 3) an den Vorderrädern und Hinterrädern des Kraftfahrzeugs eingegriffen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfederwege an der Vorderachse (2) unterschiedlich gegenüber den Einfederwegen an der Hinterachse (3) verstellt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisatoren an der Vorderachse (2) unterschiedlich gegenüber den Stabilisatoren an der Hinterachse (3) verstellt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines detektierten untersteuernden Fahrzustands der Fahrzeugaufbau an den Hinterrädern stärker als an den Vorderrädern angehoben wird oder der Fahrzeugaufbau an den Vorderrädern stärker als an den Hinterrädern abgesenkt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines detektierten übersteuernden Fahrzustands der Fahrzeugaufbau an den Vorderrädern stärker als an den Hinterrädern angehoben wird oder der Fahrzeugaufbau an den Hinterrädern stärker als an den Vorderrädern abgesenkt wird.
  7. Vorrichtung zur Regelung der Querdynamik eines Kraftfahrzeugs, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der vorstehenden Verfahren ausgestaltet sind.
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