DE102012008383A1

DE102012008383A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung einer Fahrlage eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102012008383A1
Application number: DE201210008383
Authority: DE
Inventors: Nando Laumanns
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-10-31
Also published as: CN203496615U

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Beeinflussung einer Fahrlage eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens eine aktive Komponente (3, 4) zum Ausgleich von Wankmomenten, wobei die Komponente (3, 4) automatisch oder manuell deaktivierbar ist, wobei im deaktivierten Zustand der aktiven Komponente (3, 4) die aktive Komponente (3, 4) manuell aktivierbar und einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung einer Fahrlage eines Kraftfahrzeuges, mittels mindestens einer aktiven Komponente zum Ausgleich von Wankmomenten.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Beeinflussung einer Fahrlage bzw. des Fahrwerks eines Kraftfahrzeuges bekannt, um das Kraftfahrzeug zu stabilisieren. Die wohl bekannteste Komponente ist der Stabilisator, der die beiden Räder einer Achse miteinander und mit der Karosseriestruktur verbindet. Dabei weisen die Kraftfahrzeuge mindestens an der Vorderachse einen Stabilisator auf, wobei häufig auch an der Hinterachse ein solcher Stabilisator angeordnet ist. Die Funktionsweise des Stabilisators ist dabei wie folgt: Fährt ein Kraftfahrzeug durch eine Rechtskurve, wird seine Karosserie von der Fliehkraft nach links gedrückt. Die kurvenäußeren Räder federn dadurch ein, die kurveninneren Räder federn aus. Das Kraftfahrzeug gerät in Schieflage. Der Stabilisator verhindert die Schieflage dadurch, dass dieser die Kräfte zwischen den Rädern aufteilt, sodass diese möglichst gleichmäßig ein- und ausfedern. Die Wankbewegungen des Aufbaus werden so unter Kontrolle gehalten. Insbesondere in größeren Fahrzeugen und SUVs werden aktive Stabilisatoren eingesetzt. Diese arbeiten üblicherweise mit einem Motor, der die Metallstange des Stabilisators verstellen kann. So kann der Stabilisator bei Geradeausfahrten weicher und bei Kurvenfahrten härter eingestellt werden. Bei extrem unebenen Gelände ist das beidseitig gleichmäßige Einfedern der Räder nicht erwünscht, denn dies kann dazu führen, dass einer der Reifen in der Luft hängt und so die Traktion verloren geht. Daher können bei hochwertigen Kraftfahrzeugen mit Off-Road-Modus die Stabilisatoren deaktiviert werden, wozu auf Knopfdruck sich eine Kupplung öffnet, sodass dann die beiden Hälften der Metallstange voneinander unabhängig beweglich sind.
Alternativ sind aktive Koppelstangen bekannt, bei denen die Verbindung zwischen einem Stabilisator und einem Querlenker steuerbar ist. Auch die aktiven Koppelstangen dienen der Kompensation von Wankmomenten.
Des Weiteren ist ein auf Stahlfederung basierendes elektro-hydraulisches aktives Fahrwerksystem bekannt, was auch unter der Markenbezeichnung Active Body Control bekannt ist. Dieses System ermöglicht neben der Federungs- und Dämpfungsfunktion einen Ausgleich der Nick- und Rollbewegungen des Fahrzeugs. Aufgrund der Horizontierung des Kraftfahrzeugs durch das Hydrauliksystem brauchen derartige Fahrzeuge keine konventionellen Stabilisatoren. Um die Funktionen zu erfüllen, ist in jedem Federbein ein vertikal verstellbarer einseitig wirkender Hydraulikzylinder angebracht, der kontinuierlich die jeweilige Federvorspannung regelt.
Aus der EP 1 466 763 B1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Niveauregelanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, zu der ein Regelungsgerät, Sensoren zur direkten oder indirekten Ermittlung des Abstandes der Fahrzeugkarosserie zu den Achsen der Fahrzeugräder und Aktuatoren zur Verstellung des Abstandes der Fahrzeugkarosserie zu diesen Radachsen gehören. Das Regelungsgerät überprüft auf der Grundlage der ermittelten Messwerte in einem Soll-Ist-Vergleich, ob die Abstände der Fahrzeugkarosserie zu den Radachsen vorbestimmte Grenzwerte überschreiten, wobei bei einer Abweichung von diesen Grenzwerten einer oder mehrere der Aktuatoren betätigt werden, um einen Niveauausgleich im Sinne einer horizontalen Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie zu erreichen, wobei das Regelungsgerät die automatische Niveauausgleichsregelung unterbindet, wenn sich das Fahrzeug in einer für die Fahrzeugsicherheit unzulässigen Hang- und Schiefstandlage befindet. Dabei ist weiter vorgesehen, dass das Regelungsgerät nach einer Beendigung des automatischen Niveauregelungsverfahrens eine manuell ausgelöste Betätigung der Aktuatoren an den Radachsen zulässt. Vorzugsweise empfiehlt das Regelungsgerät dem Fahrzeugführer mit Hilfe einer Anzeigevorrichtung oder durch Sprachausgabe, welche der jeweils betroffenen Aktuatoren und in welcher Weise diese nach Beurteilung des Regelungsgerätes zu betätigen sind, um die Fahrzeugkarosserie trotz der ermittelten unzulässigen Hang- und Schiefstandlage in eine komfortablere und/oder sichere räumliche Lage zu bringen. Dieser Regelvorgang kann auch automatisch mit oder ohne vorherige Freigabe durch den Fahrzeugführer achs- oder radweise erfolgen (manuell oder automatisch ausgelöste Hangstabilisierung).
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beeinflussung einer Fahrlage eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, mittels derer ein verbessertes Fahrverhalten erreicht werden kann.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu wird die Fahrlage bzw. das Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges mittels mindestens einer aktiven Komponente zum Ausgleich von Wankmomenten beeinflusst, wobei die Komponente automatisch oder manuell deaktivierbar ist. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass im deaktivierten Zustand der aktiven Komponente die aktive Komponente manuell aktiviert und einstellbar ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei deaktivierter aktiver Komponente Situationen auftreten können, wo durch eine gegebenenfalls kurzzeitige Aktivierung und Einstellung der aktiven Komponente die Lage des Fahrwerks situativ verbessert werden kann. Ist beispielsweise die aktive Komponente deaktiviert und kommt es situativ zu einem starken Einfedern des rechten Vorderrades, so kann das linke Hinterrad sich vom Boden abheben, was zu einem Traktionsverlust führen kann. Erfindungsgemäß kann nun die aktive Komponente manuell aktiviert und eingestellt werden. Ist die aktive Komponente beispielsweise ein aktiver Stabilisator, so kann achsweise die Radlast verändert werden. Im dargestellten Beispiel wird die Radlast des rechten vorderen Rades erhöht, sodass die Karosserie vorne angehoben wird. Dies bewirkt, dass sich das linke hintere Rad absenkt und wieder Traktion bekommt.
Der Vorteil der aktiven Komponente bzw. Komponenten zum Ausgleich von Wankmomenten gegenüber Niveauregelungen ist, dass diese im Sekundenbereich und schneller wirksam sind, wohingegen Niveauregelungen erheblich langsamer sind. Zur manuellen Aktivierung und Einstellung der aktiven Komponente muss eine geeignete Mensch-Maschine-Schnittstelle vorhanden sein. Dabei sei angemerkt, dass die manuelle Aktivierung und Einstellung auch per Sprachbefehl erfolgen kann. Weiter kann vorgesehen sein, dass die manuelle Aktivierung nach wenigen Sekunden automatisch wieder deaktiviert wird. Auch kann vorgesehen sein, dass dem Kraftfahrzeugführer Einstellempfehlungen vorgegeben werden.
Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet ist der Off-Road-Modus. Der Off-Road-Modus kann dabei automatisch oder manuell eingestellt werden, wobei im Off-Road-Modus die aktive Komponente deaktiviert wird. Die automatische Einstellung des Off-Road-Modus kann beispielsweise anhand von Daten verschiedener Sensoriken erfolgen. Die manuelle Einstellung erfolgt vorzugsweise über ein Bedienelement, beispielsweise einen Tastschalter. Dabei kann das manuelle Bedienelement auch zur manuellen Aktivierung der aktiven Komponente verwendet werden, indem beispielsweise der Off-Road-Modus kurzzeitig ausgeschaltet wird. Vorzugsweise werden jedoch die Bedienelemente getrennt ausgeführt, um eine verbesserte Übersichtlichkeit zu erreichen.
Die aktive Komponente ist dabei in einer Ausführungsform als aktiver Stabilisator ausgebildet, wobei vorzugsweise jeder Radachse ein aktiver Stabilisator zugeordnet ist. In einer alternativen Ausführungsform ist die aktive Komponente als aktive Koppelstange ausgebildet, die ebenfalls vorzugsweise an beiden Achsen vorhanden ist. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die aktive Komponente als ein auf einer Stahlfederung basierendes elektro-hydraulisches aktives Fahrzeugsystem ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Kraftfahrzeug zusätzlich eine Niveauregelanlage auf, wobei die Niveauregelanlage zusätzlich manuell aktivierbar und einstellbar ist, um zusätzlich eine Fahrzeuglage situativ besser anzupassen.
In einer weiteren Ausführungsform wird die manuelle Einstellung der aktiven Komponente und/oder der Niveauregelanlage kraftfahrzeugseitig begrenzt, um zu verhindern, dass die Fahrzeugstabilität nicht mehr gewährleistet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Fahrzeuglage eines Kraftfahrzeugs.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine zentrale Steuereinheit 2, eine erste aktive Komponente 3 und eine zweite aktive Komponente 4 zum Ausgleich von Wankmomenten. Die erste aktive Komponente 3 umfasst einen Elektromotor 3a und zwei Stabilisatorstangen 3b, 3c. Dabei liegt die erste Stabilisatorstange 3b zwischen dem linken Vorderrad LV und dem Elektromotor 3a. Entsprechend liegt die zweite Stabilisatorstange 3c zwischen dem rechten Vorderrad RV und dem Elektromotor 3a. Das linke Vorderrad LV und das rechte Vorderrad RV sind über eine Vorderachse VA miteinander verbunden. Entsprechend sind ein linkes Hinterrad LH und ein rechtes Hinterrad RH über eine Hinterachse HA miteinander verbunden. Die aktive Komponente 4 weist dabei ebenfalls einen Elektromotor 4a und zwei Stabilisatorstangen 4b, 4c auf. Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 eine Niveauregelanlage auf, die beispielsweise vier Luftfedern 5a–5d aufweist. Schließlich weist die Vorrichtung 1 noch eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 6 auf, die als Eingabe- und Ausgabeeinheit ausgebildet ist. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 6 weist einen Off-Road-Taster 7, einen Aktivierungstaster 8 und ein Eingabeelement 9 auf.
Im normalen Zustand auf ebener Straße sind die aktiven Komponenten 3, 4 sowie die Luftfedern 5a–5d aktiv und werden durch die Steuereinheit 2 in Abhängigkeit von Sensorsignalen angesteuert.
Möchte nun der Kraftfahrzeugführer Off-Road fahren, so bestätigt dieser den Off-Road-Taster 7. Als Reaktion darauf deaktiviert die Steuereinheit 2 die aktiven Komponenten 3, 4 und die Niveauregelanlage, wobei beispielsweise ein bestimmtes Niveau mit den Luftfedern 5a–5d eingestellt und fixiert wird.
In bestimmten Situationen kann nun der Kraftfahrzeugführer manuell über den Aktivierungstaster 8 die aktiven Komponenten im Off-Road-Modus aktivieren und über das Eingabeelement 9 manuell einstellen. Mögliche Eingaben sind beispielsweise
Stabilisatormomente der aktiven Komponenten 3, 4, um achsweise die Radlast zu verändern. Hierdurch kann situativ die Fahrzeuglage verändert werden, da durch eine Änderung der Radlast die Ein- und Ausfederung verändert wird, wobei eine Änderung an der einen Achse aufgrund der Ein- bzw. Ausfederung auch die Lage der anderen Achse beeinflusst. Da gegebenenfalls nach der positiven Beeinflussung der Fahrzeuglage die aktiven Komponenten 3, 4 eher störend sind, werden diese nach einer vorgegebenen Zeit wieder deaktiviert. Alternativ muss der Kraftfahrzeugführer die aktiven Komponenten 3, 4 wieder manuell deaktivieren.
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

EP 1466763 B1 [0005]

Claims

Verfahren zur Beeinflussung einer Fahrlage eines Kraftfahrzeuges, mittels mindestens einer aktiven Komponente (3, 4) zum Ausgleich von Wankmomenten, wobei die Komponente (3, 4) automatisch oder manuell deaktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im deaktivierten Zustand der aktiven Komponente (3, 4) die aktive Komponente (3, 4) manuell aktiviert und eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Off-Road-Modus aufweist, wobei der Off-Road-Modus automatisch oder manuell einstellbar ist, wobei im Off-Road-Modus die aktive Komponente (3, 4) deaktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnete, dass die aktive Komponente (3, 4) als aktiver Stabilisator oder als aktive Koppelstange oder als ein auf eine Stahlfederung basierendes elektro-hydraulisches aktives Fahrwerksystem ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich das Kraftfahrzeug eine Niveauregelung aufweist, wobei die Niveauregelanlage zusätzlich manuell aktiviert und eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die manuelle Einstellung der aktiven Komponenten (3, 4) und/oder der Niveauregelanlage kraftfahrzeugseitig begrenzt wird.
Vorrichtung (1) zur Beeinflussung einer Fahrlage eines Kraftfahrzeuges, umfassend mindestens eine aktive Komponente (3, 4) zum Ausgleich von Wankmomenten, wobei die Komponente (3, 4) automatisch oder manuell deaktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im deaktivierten Zustand der aktiven Komponente (3, 4) die aktive Komponente (3, 4) manuell aktivierbar und einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug einen Off-Road-Modus aufweist, wobei der Off-Road-Modus automatisch oder manuell einstellbar ist, wobei im Off-Road-Modus die aktive Komponente (3, 4) deaktiviert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Komponente (3, 4) als aktiver Stabilisator oder als aktive Koppelstange oder als ein auf einer Stahlfederung basierendes elektro-hydraulisches aktives Fahrwerksystem ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug zusätzlich eine Niveauregelanlage aufweist, die zusätzlich manuell aktivierbar und einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die manuelle Einstellung der aktiven Komponente (3, 4) und/oder der Niveauregelanlage kraftfahrzeugseitig begrenzt ist.