DE102016200926A1

DE102016200926A1 - Anpassungsverfahren und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016200926A1
Application number: DE102016200926.5A
Authority: DE
Inventors: Martin Saeger; Simon Baales; Michael Seemann
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2017-07-27
Also published as: US10179495B2; CN107053992A; US20170210193A1; US20190118608A1; CN107053992B

Abstract

Es wird ein Anpassungsverfahren (30) zur Anpassung einer Fahrwerkseigenschaft eines Kraftfahrzeugs (10) bereitgestellt. In dem Verfahren wird eine Untersteuerbereitschaft des Kraftfahrzeugs (10) erhöht, wenn erkannt wurde, dass ein Anhänger (11) ans Kraftfahrzeug (10) gekoppelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung einer Fahrwerkeigenschaft eines Kraftfahrzeugs, das einen Anhänger zieht. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug zur Ausführung des Anpassungsverfahrens.
Stabilisatoren in Kraftfahrzeugen wirken einer Wankbewegung, auch Rollen genannt, des Kraftfahrzeugs entgegen, wenn eine Straßenunebenheit oder eine Kurvenfahrt ein Ein- oder Ausfedern eines einzelnen Rades einer Achse bewirken. Der Stabilisator überträgt die durch das Federn erzeugte Bewegung des Fahrzeugaufbaus auf die gegenüberliegende Fahrzeugseite, wobei eine Torsionseigenschaft des Stabilisators eine Dämpfung und Verzögerung der Übertragung und damit ein günstigeres dynamisches Verhalten verursachen kann. Stabilisatoren können entweder an der vorderen Achse, der hinteren Achse oder jeweils an der hinteren und der vorderen Achse des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
In Kraftfahrzeugen mit hohem Schwerpunkt und Sportfahrzeugen finden aktive Stabilisatoren im Rahmen des sogenannten Active Roll Controls (ARC) zunehmend Verbreitung. Hierbei werden die Wankeigenschaften des Fahrzeugs durch Verändern des mechanischen Übertragungsverhaltens des Stabilisators an unterschiedliche Fahrsituationen und persönliche Präferenzen des Fahrers angepasst. Beispielsweise kann das Untersteuerverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflusst werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs, welches einen Anhänger zieht, zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Anpassungsverfahren nach Anspruch 1 sowie einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Anpassungsverfahren zur Anpassung einer Fahrwerkseigenschaft eines Kraftfahrzeugs wird eine Untersteuerbereitschaft des Kraftfahrzeugs erhöht, wenn erkannt wurde, dass ein Anhänger ans Kraftfahrzeug gekoppelt ist.
Dadurch kann die Fahrwerksauslegung vorteilhaft an die Situation angepasst werden und ein sichereres Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs im Anhängerbetrieb erzeugt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anpassungsverfahrens wird eine Vorderachse des Kraftfahrzeugs wankstabiler eingestellt als eine Hinterachse des Kraftfahrzeugs.
Dadurch wird auf einfache Weise die Untersteuerbereitschaft des Kraftfahrzeugs erhöht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anpassungsverfahrens wird ein der Vorderachse zugeordneter vorderer Stabilisator torsionshärter eingestellt. Zusätzlich oder alternativ wird ein der Hinterachse zugeordneter hinterer Stabilisator torsionsweicher eingestellt.
Dadurch kann ein aktiver Stabilisator an der Vorderachse und/oder der Hinterachse, wie er bereits in Kraftfahrzeugen Verwendung findet, für die Anpassung verwendet werden.
Es ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anpassungsverfahrens vorgesehen, dass anstelle der Stabilisatoren vertikale Fahrwerksaktuatoren verstellt werden. So werden zwei der Vorderachse zugeordnete vertikale Fahrwerksaktuatoren zum Ausgleich von Radlastdifferenzen zwischen rechtem und linkem Rad eingestellt. Alternativ oder zusätzlich werden zwei der Hinterachse zugeordnete vertikale Fahrwerksaktuatoren zum Beibehalten oder Erhöhen von Radlastdifferenzen zwischen rechtem und linkem Rad eingestellt.
Dadurch können vertikale Fahrwerksaktuatoren, wie sie bereits in Kraftfahrzeugen Verwendung finden, für die Anpassung verwendet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anpassungsverfahrens wird die Ankopplung des Anhängers an das Kraftfahrzeug anhand einer Kontaktinformation erkannt.
Dadurch kann der Anhänger beispielsweise durch ein Anschließen an die Anhängerdose in einfacher Weise erkannt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Anpassungsverfahrens wird die Ankopplung des Anhängers an das Kraftfahrzeug anhand des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs erkannt.
Dadurch ist es möglich Informationen, die auch für andere Fahrzeugsysteme erhoben werden mitzuverwenden. Auch ein in nicht vorgesehener Weise angekoppelter Anhänger kann hiermit erkannt werden, genau wie ein sich ebenfalls auf die Fahrcharakteristik auswirkender Fahrradträger oder sonstige ans Fahrzeugheck angebrachte Vorrichtungen.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist ausgebildet, das erfindungsgemäße Anpassungsverfahren in allen Ausführungen auszuüben. Das Kraftfahrzeug weist dazu eine Vorderachse, eine Hinterachse, und wenigstens einen verstellbaren Fahrwerkssteller an einer der Achsen auf.
Mit der Fähigkeit des Kraftfahrzeugs das erfindungsgemäße Anpassungsverfahren auszuführen, kommen dem Kraftfahrzeug die Vorteile des Anpassungsverfahrens zugute.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer ersten beispielhaften Ausgestaltungsvariante;
2 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug in einer zweiten beispielhaften Ausgestaltungsvariante; und
3 ein erfindungsgemäßes Anpassungsverfahren in einer beispielhaften Ausführung.
In den 1 und 2 ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 10 in einer ersten und zweiten beispielhaften Ausgestaltungsvariante schematisch dargestellt. Das Kraftfahrzeug 10 ist mit einem Anhänger 11, der an das Kraftfahrzeug 10 angekoppelt ist, abgebildet. Dazu besitzt das Kraftfahrzeug 10 eine Anhängevorrichtung 22, die insbesondere eine Anhängerkupplung und eine Anhängerdose umfasst.
In den Abbildungen weist der Anhänger 11 Räder auf. Der Anhänger 11 soll im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere auch auf die Anhängevorrichtung montierbare Träger umfassen, die keine eigenen Räder besitzen, wie beispielsweise Fahrradträger.
Das Kraftfahrzeug 10 ist ein zweispuriges Kraftfahrzeug 10 mit einem Fahrwerk, welches eine Vorderachse 12 und eine Hinterachse 15 umfasst. Den Achsen 12, 15 ist je Kraftfahrzeugseite ein Rad 20 zugeordnet. Die Räder 20 sind jeweils an einer Radaufhängung 21 angebracht. Das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs 10 ist ausgebildet, ein Einfedern der einzelnen Räder 20 zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug 10 zumindest einen einstellbaren Fahrwerksteller auf, der ausgebildet ist, ein Wankverhalten des Kraftfahrzeugs 10 zu beeinflussen. Der Fahrwerkssteller kann eine Stabilisatorverstelleinrichtung 14, 17 oder ein vertikaler Fahrwerksaktuator 23 sein.
In der ersten Ausgestaltungsvariante weist zumindest eine der Achsen 12, 15 des Kraftfahrzeugs 10 einen verstellbaren Stabilisator 13, 16 auf. Der Stabilisator 13, 16 dient der Wankstabilisierung und überträgt die durch das Federn auf einer der Fahrzeugseiten erzeugte Bewegung des Fahrzeugaufbaus auf die gegenüberliegende Fahrzeugseite. Zur Verstellbarkeit weist der Stabilisator 13, 16 die Stabilisatorverstelleinrichtung 14, 17 auf. Die Stabilisatorverstelleinrichtung 14, 17 ist ausgebildet die Drehmomentübertragungsweise des Stabilisators 13, 16 zu variieren, indem die Torsionssteifigkeit des Stabilisators 13, 16 variiert und/oder ein definiertes Drehmoment auf den Stabilisator 13, 16 ausgeübt wird. Die Stabilisatorverstelleinrichtung 14, 17 ist beispielsweise ein Schwenkmotor. Verstellbare Stabilisatoren sind im Stand der Technik bekannt. In der 1 weist das Kraftfahrzeug 10 an seiner Vorderachse 12 einen vorderen Stabilisator 13 mit einer vorderen Stabilisatorverstelleinrichtung 14 und an der Hinterachse 15 einen hinteren Stabilisator 16 mit hinterer Stabilisatorverstelleinrichtung 17 auf.
In der zweiten Ausgestaltungsvariante weist zumindest eine der Achsen 12, 15 des Kraftfahrzeugs 10 je einen vertikalen Fahrwerksaktuator 23 pro Radaufhängung 21 auf. Die vertikalen Fahrwerksaktuatoren 23 dienen ebenfalls der Wankstabilisierung des Kraftfahrzeugs 10 und sind ausgebildet, Radlastdifferenzen zwischen rechtem und linkem Rad 20 einzustellen. Vertikale Fahrwerksaktuatoren sind im Stand der Technik bekannt. In der 2 weist das Kraftfahrzeug 10 an der Vorderachse 12 je Rad 20 einen vertikalen Fahrwerksaktuator und an der Hinterachse 15 je Rad einen Fahrwerksaktuator 23 auf.
Das Kraftfahrzeug 10 weist ferner eine Steuereinheit 18 auf, die ausgebildet ist, den zumindest einen Fahrwerkssteller 14, 17, 23 zu steuern.
Das Kraftfahrzeug 10 weist zudem eine Erkennungseinheit 19 auf, die ausgebildet ist, zu erkennen ob an das Kraftfahrzeug 10 ein Anhänger 11 angehängt ist. Dafür kann die Erkennungseinheit 19 ausgebildet sein, beispielsweise anhand einer Kontaktinformation oder anhand von Informationen über das Fahrverhalten einen angehängten Anhänger 11 zu erkennen. So könnte eine Kontaktinformation durch Belegung der Anhängevorrichtung 22 entstehen. Informationen über das Fahrverhalten könnten ein Gierverhalten und/oder ein Querbeschleunigungsverhalten in Bezug auf Lenkbefehle des Fahrers sein. Die Erkennungseinheit 19 kann in die Steuereinheit 18 integriert sein.
In der 3 ist das erfindungsgemäße Anpassungsverfahren 30 in einer beispielhaften Ausführung in einem Diagramm von einem Start 31 bis zu einem Ende 37 dargestellt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 10 ist ausgebildet das Anpassungsverfahren 30 auszuführen.
In dem erfindungsgemäßen Anpassungsverfahren 30 wird, wenn erkannt wurde, dass ein Anhänger 11 ans Kraftfahrzeug 10 gekoppelt ist, das Kraftfahrzeug 10 untersteuernder eingestellt als wenn kein Anhänger 11 ans Kraftfahrzeug 10 gekoppelt ist. Das Kraftfahrzeug 10 wird von einer vorhandenen Einstellung in eine gewünschte Einstellung gebracht. In der gewünschten Einstellung weist das Kraftfahrzeug bevorzugt eine untersteuernde Charakteristik auf. Bei dem Kraftfahrzeug 10 wird mithin ein Eigenlenkgradient vergrößert, insbesondere wird ein Eigenlenkgradient erzeugt, der größer Null ist.
Insbesondere wird dazu in einem ersten Verfahrensschritt ein Ermitteln 32 durchgeführt, wobei zumindest eine Information für das Angekoppeltsein des Anhängers 11 ermittelt wird. Die Information ist zum Beispiel eine Kontaktinformation oder ein Wert für eine Querbeschleunigung oder ein Wert für eine Gierrate des Kraftfahrzeugs 10.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird insbesondere ein Abgleichen 33 durchgeführt, um die Information auszuwerten. Die Information für das Angekoppeltsein des Anhängers 11 kann dazu beispielsweise mit einer hinterlegten Information abgeglichen werden.
Wurde erkannt, dass gegenwärtig ein Anhänger 11 an das Kraftfahrzeug 10 angekoppelt ist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt ein Anpassen 36 vorgenommen und das Fahrwerk auf eine gewünschte Fahrwerkseinstellung eingestellt. Dabei wird zumindest ein Fahrwerksteller 13, 16, 23 eingestellt. Das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs 10 wird in eine gewünschte Einstellung gebracht, in der das Kraftfahrzeug 10 eher zum Untersteuern neigt als in einer zuvor eingestellten Normaleinstellung ohne Anhänger 11. Insbesondere wird dazu zumindest bei einer der Achsen 12, 15 des Kraftfahrzeugs 10 die Wankstabilität verstellt. So kann eine Wankstabilität der Vorderachse 12 des Kraftfahrzeugs 10 erhöht und/oder eine Wankstabilität der Hinterachse 15 des Kraftfahrzeugs 10 gesenkt werden.
Zur Erhöhung der Wankstabilität der Vorderachse 12 kann der der Vorderachse 12 zugeordnete vordere Stabilisator 13 torsionshärter eingestellt werden. Die Stabilisatorrate an der Vorderachse wird dadurch erhöht. Alternativ können die vertikalen Fahrwerksaktuatoren 23 an der Vorderachse 12 zum Ausgleichen der Radlastdifferenzen zwischen rechtem und linkem Rad 20 eingestellt werden.
Zur Verringerung der Wankstabilität der Hinterachse 15 kann der der Hinterachse 15 zugeordnete hintere Stabilisator 16 torsionsweicher eingestellt werden. Die Stabilisatorrate an der Hinterachse wird dadurch gesenkt. Bevorzugt wird die Vorderachse 12 wankstabiler als die Hinterachse 15 eingestellt. Alternativ können die vertikalen Fahrwerksaktuatoren 23 an der Hinterachse 15 zum Beibehalten oder Erhöhen der Radlastdifferenzen zwischen rechtem und linkem Rad 20 eingestellt werden.
Das Anpassen 36 könnte in Abhängigkeit eines zuvor durchgeführten Prüfens 35 vorgenommen werden, wobei überprüft wird, ob die in einem Abfragen 34 ermittelte vorhandene Fahrwerkseinstellung nicht schon der gewünschten Fahrwerkseinstellung entspricht.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Die Figuren sind nicht notwendigerweise detailgetreu und maßstabsgetreu und können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um einen besseren Überblick zu bieten. Daher sind hier offenbarte funktionale Einzelheiten nicht einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als anschauliche Grundlage, die dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik Anleitung bietet, um die vorliegende Erfindung auf vielfältige Weise einzusetzen.
Der hier verwendete Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Reihe von zwei oder mehreren Elementen benutzt wird, bedeutet, dass jedes der aufgeführten Elemente alleine verwendet werden kann, oder es kann jede Kombination von zwei oder mehr der aufgeführten Elementen verwendet werden. Wird beispielsweise eine Zusammensetzung beschrieben, dass sie die Komponenten A, B und/oder C, enthält, kann die Zusammensetzung A alleine; B alleine; C alleine; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B, und C in Kombination enthalten.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
11: Anhänger
12: Vorderachse
13: Vorderer Stabilisator
14: Vordere Stabilisatorverstelleinrichtung
15: Hinterachse
16: Hinterer Stabilisator
17: Hintere Stabilisatorverstelleinrichtung
18: Steuereinheit
19: Erkennungseinheit
20: Rad
21: Radaufhängung
22: Anhängevorrichtung
23: Vertikaler Fahrwerksaktuator
30: Anpassungsverfahren
31: Start
32: Ermitteln
33: Abgleichen
34: Abfragen
35: Prüfen
36: Anpassen
37: Ende

Claims

Anpassungsverfahren (30) zur Anpassung einer Fahrwerkseigenschaft eines Kraftfahrzeugs (10), dadurch gekennzeichnet, dass, wenn erkannt wurde, dass ein Anhänger (11) ans Kraftfahrzeug (10) gekoppelt ist, eine Untersteuerbereitschaft des Kraftfahrzeugs (10) erhöht wird.
Anpassungsverfahren (30) nach Anspruch 1, wobei eine Vorderachse (12) des Kraftfahrzeugs (10) wankstabiler eingestellt wird als eine Hinterachse (15) des Kraftfahrzeugs (10).
Anpassungsverfahren (30) nach Anspruch 2, wobei ein der Vorderachse (12) zugeordneter vorderer Stabilisator (13) torsionshärter eingestellt wird.
Anpassungsverfahren (30) nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein der Hinterachse (15) zugeordneter hinterer Stabilisator (16) torsionsweicher eingestellt wird.
Anpassungsverfahren (30) nach Anspruch 2, wobei zwei der Vorderachse (12) zugeordnete vertikale Fahrwerksaktuatoren (23) zum Ausgleich von Radlastdifferenzen zwischen rechtem und linkem Rad (20) eingestellt werden.
Anpassungsverfahren (30) nach Anspruch 2 oder 5, wobei zwei der Hinterachse (15) zugeordnete vertikale Fahrwerksaktuatoren (23) zum Beibehalten oder Erhöhen von Radlastdifferenzen zwischen rechtem und linkem Rad (20) eingestellt werden.
Anpassungsverfahren (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ankopplung des Anhängers (11) an das Kraftfahrzeug (10) anhand einer Kontaktinformation erkannt wird.
Anpassungsverfahren (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ankopplung des Anhängers (11) an das Kraftfahrzeug (10) anhand des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs (10) erkannt wird.
Kraftfahrzeug (10), mit einer Vorderachse (12), einer Hinterachse (15), und wenigstens einem verstellbaren Fahrwerkssteller (13, 16, 23) an einer der Achsen (12, 15), wobei das Kraftfahrzeug (10) ausgebildet ist, das Anpassungsverfahren (30) nach einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.