DE102016223767A1 - Verfahren zur Stabilisierung eines einspurigen Kraftfahrzeugs bei auftretenden Pendelschwingungen um die Hochachse - Google Patents

Verfahren zur Stabilisierung eines einspurigen Kraftfahrzeugs bei auftretenden Pendelschwingungen um die Hochachse Download PDF

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Markus Henzler
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D37/00—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements
    • B62D37/02—Stabilising vehicle bodies without controlling suspension arrangements by aerodynamic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
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    • B62J45/414—Acceleration sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung eines einspurigen Kraftfahrzeugs bei auftretenden Pendelschwingungen um die Hochachse während der Fahrt, bei demmittels einer Sensorik das Auftreten von Pendelschwingungen erfasst undbei auftretenden Pendelschwingungen ein die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs beeinflussender Aktuator angesteuert wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Bei einspurigen Fahrzeugen gibt es bauartbedingte Eigenfrequenzschwingungen um die Hochachse. Diese Schwingungen sind auch als „Wobble“ oder „Flattern“ bekannt.
  • Bei der Auslegung eines Motorrads muss stets ein Kompromiss zwischen verschiedenen Auslegungsparametern wie Lenkkopfwinkel, Radstand, Gewicht, Reifen, Steifigkeiten usw. gefunden werden. Dies führt dazu, dass es fahrzeugbedingt bei hohen Geschwindigkeiten und insbesondere zusätzlicher hoher Beladung mit Koffern zu Schwingungen um die Hochachse kommt, welche vom Fahrer nur schwer beherrschbar sind und welchen bisher nur durch eine Reduktion der Geschwindigkeit in einen stabilen Bereich gegengewirkt werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung eines einspurigen Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Motorrad, bei auftretenden Pendelschwingungen um die Hochachse während der Fahrt, bei dem
    • - mittels einer Sensorik das Auftreten von Pendelschwingungen erfasst und
    • - bei auftretenden Pendelschwingungen ein die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs beeinflussender Aktuator angesteuert wird.
  • Damit kann eine Dämpfung der Schwingungen erreicht werden, so dass der Fahrer wieder die volle Kontrolle über sein Fahrzeug erhält und insbesondere eine Geschwindigkeitsreduktion zum vollständigen Abklingen der Schwingungen durchführen kann.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sensorik um eine Gierratensensorik, eine Lenkwinkelsensorik oder eine Querbeschleunigungssensorik handelt. Derartige Sensoriken eignen sich zur Erfassung der durch die Pendelschwingungen auftretenden periodischen Querbewegungen des Kraftfahrzeugs.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aktuator um ein die durch den Fahrtwind bewirkte Luftströmung um das Kraftfahrzeug beeinflussendes Stellelement handelt. Durch die gezielte Beeinflussung dieser für die Pendelbewegung verantwortlichen Luftströmung kann die Dämpfung der Pendelbewegung bewusst erreicht werden, indem das Stellelement so angesteuert wird, dass stets der momentanen Pendelbewegung gegenwirkende aerodynamische Kräfte auf das Kraftfahrzeug ausgeübt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stellelement um ein Flügelelement handelt, welches um die Hochachse des Kraftfahrzeugs drehbar gelagert ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement mittels eines Elektromotors angesteuert und verstellt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stellelement um wenigstens zwei ausfahrbare bzw. ausklappbare Klappen oder Spoiler handelt, wobei an der rechten und der linken Kraftfahrzeugseite jeweils eine Klappe oder Spoiler angebracht ist.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator derart angesteuert wird, dass die auftretenden Pendelschwingungen gedämpft werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement derart angesteuert wird, dass die Frequenz, mit welcher es oszilliert, der Frequenz der Pendelschwingungen entspricht.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nur durchgeführt wird, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  • Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, enthaltend Mittel, die speziell zur Durchführung der Verfahren nach den vorstehend genannten Ansprüchen ausgestaltet sind. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Steuergerät, welches mit dem Programmcode zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestattet ist.
  • De Zeichnung umfasst 1.
    • 1 zeigt in Draufsicht ein Motorrad mit eingezeichneter Inertialsensorik, Steuergerät und aerodynamischem Aktuator.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf der Verwendung eines aerodynamischen Stellglieds wie z.B. einem Flügel, um die Schwingungen eines einspurigen Fahrzeugs bzw. Motorrads im höheren Geschwindigkeitsbereich zu dämpfen. Somit kann das Fahrzeug sicher durch den höheren Geschwindigkeitsbereich bewegt werden.
  • Die Schwingungen um die Hochachse bzw. die Pendelbewegung kann beispielsweise von einem Gierratensensor detektiert werden, aber auch im Ausgangssignal eines Lenkwinkelsensors oder eines Querbeschleunigungssensors zeigen sich diese Schwingungen. Da diese Schwingungen nur bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten auftreten, kann durch die Einbeziehung der Fahrtgeschwindigkeit in die Detektion der Schwingungen die Erkennungsrate verbessert werden.
  • In einem Steuergerät wird das Vorliegen kritischer Schwingungen erkannt und abhängig davon ein aerodynamischer Aktuator in geeigneter Weise angesteuert, so dass durch die aufgebrachte Querkraft, welche durch die Umlenkung des Fahrtwindes entsteht, die Schwingungen gedämpft werden. Der Fahrer kann somit die Kontrolle über das Fahrzeug aufrechterhalten. Bei dem aerodynamischen Aktuator kann es sich z.B. um einen steuerbaren Flügel, ausfahrbare Klappen oder ausfahrbare Spoiler handeln.
  • In 1 ist in Draufsicht ein Motorrad 4 dargestellt. Schematisch eingezeichnet sind dabei die Inertialsensorik 1, das Steuergerät 2 sowie der aerodynamische Aktuator 3, bei welchem es sich z.B. um einen senkrecht stehenden Flügel oder ein in die senkrechte Richtung weisendes Spoilerelement handelt, welches um die Hochachse der Kraftfahrzeugs drehbar angeordnet ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Stabilisierung eines einspurigen Kraftfahrzeugs (4) bei auftretenden Pendelschwingungen um die Hochachse während der Fahrt, bei dem - mittels einer Sensorik (1) das Auftreten von Pendelschwingungen erfasst und - bei auftretenden Pendelschwingungen ein die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs beeinflussender Aktuator (3) angesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sensorik (1) um eine Gierratensensorik, eine Lenkwinkelsensorik oder eine Querbeschleunigungssensorik handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aktuator (1) um ein die durch den Fahrtwind bewirkte Luftströmung um das Kraftfahrzeug beeinflussendes Stellelement handelt
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stellelement (1) um ein Flügelelement handelt, welches um die Hochachse des Kraftfahrzeugs drehbar gelagert ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Stellelement um wenigstens zwei ausfahrbare Klappen oder Spoiler handelt, wobei an der rechten und der linken Kraftfahrzeugseite jeweils eine Klappe oder Spoiler angebracht ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (1) mittels eines Elektromotors angesteuert und verstellt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1) derart angesteuert wird, dass die auftretenden Pendelschwingungen gedämpft werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (1) derart angesteuert wird, dass die Frequenz, mit welcher es oszilliert, der Frequenz der Pendelschwingungen entspricht.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nur durchgeführt wird, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  10. Vorrichtung, enthaltend Mittel, die speziell zur Durchführung der Verfahren nach den vorstehend genannten Ansprüchen ausgestaltet sind.
DE102016223767.5A 2016-11-30 2016-11-30 Verfahren zur Stabilisierung eines einspurigen Kraftfahrzeugs bei auftretenden Pendelschwingungen um die Hochachse Pending DE102016223767A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019100985A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Einspuriges, motorgetriebenes Zweirad

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102019100985A1 (de) * 2019-01-16 2020-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Einspuriges, motorgetriebenes Zweirad

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