DE102017203098A1

DE102017203098A1 - Systeme und Verfahren zum Steuern eines eine Reibungssteuerungsvorrichtung umfassenden Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017203098A1
Application number: DE102017203098.4A
Authority: DE
Inventors: Jinghong Yu
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2017-08-31
Also published as: US20170247039A1; US10053109B2

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Steuern eines eine Reibungssteuerungsvorrichtung umfassenden Fahrzeugs bereitgestellt. Ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs umfasst ein Betreiben wenigstens einer Reibungssteuerungsvorrichtung in einem ersten einer Mehrzahl von Reibungsmodi, ein Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten der Mehrzahl von Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts, welcher kleiner ist als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit. Der zweite Reibungsmodus ist mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeugsteuerungssysteme und insbesondere auf Fahrzeugsteuerungssysteme zur Verwendung in einem Steuerungsbetrieb einer Reibungssteuerungsvorrichtung.
Wenigstens einige bekannte Fahrzeugradaufhängungssysteme umfassen Reibungssteuerungsvorrichtungen, welche in Betrieb selektiv zwischen einem nominalen Reibungsmodus und einem erhöhten Reibungsmodus variiert werden können, um eine Fahrzeugperformance zu beeinflussen. Wiederholtes Umschalten der Reibungssteuerungsvorrichtung zwischen verschiedenen Reibungsmodi kann zu einer weniger optimalen Fahrzeugperformance führen. Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit für ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren, um ein wiederholtes Umschalten der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen verschiedenen Reibungsmodi zu verringern oder zu verhindern.
Kurze Zusammenfassung
In einem Aspekt ist ein Steuerungsverfahren eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Betreiben wenigstens einer Reibungssteuerungsvorrichtung in einem ersten von einer Mehrzahl von Reibungsmodi, ein Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten der Mehrzahl von Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts, welcher kleiner als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert ist, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit. Die wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung umfasst eines aus einem Radaufhängungsdämpfer, einem Steuerarmkugelgelenk, einem Federbeinlager, einer Lenkzahnstangenführung und einem äußeren Spurstangenkugelgelenk. Der zweite Reibungsmodus ist mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert.
In einem anderen Aspekt ist ein Fahrzeugsteuerungssystem zur Verwendung in einem Steuerungsbetrieb eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Fahrzeugsteuerungssystem umfasst wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, in einem ersten einer Mehrzahl von Reibungsmodi in Betrieb zu sein, und eine Steuereinrichtung, welche mit der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung kommunikativ verbunden ist. Die wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung umfasst eines aus einem Radaufhängungsdämpfer, einem Steuerarmkugelgelenk, einem Federbeinlager, einer Lenkzahnstangenführung und einem äußeren Spurstangenkugelgelenk. Die Steuereinrichtung ist zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, zum Ändern eines Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten Reibungsmodus als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei der zweite Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert ist; und zum Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts, welcher kleiner als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert ist, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit eingerichtet.
In noch einem anderen Aspekt ist eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung bereitgestellt, welche mit einem Fahrzeug betriebsmäßig verbunden ist und mit der Steuereinrichtung kommunikativ verbunden ist. Die Steuereinrichtung umfasst einen Prozessor, eine Speichervorrichtung, welche mit dem Prozessor kommunikativ verbunden ist; und computerausführbare Instruktionen, welche in der Speichervorrichtung abgespeichert sind. Wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, veranlassen die computerausführbaren Instruktionen die Steuereinrichtung eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs zu detektieren, den Betrieb der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von einem ersten einer Mehrzahl von Reibungsmodi in einen zweiten einer Mehrzahl von Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern, wobei der zweite Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert ist; und den Betrieb der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit, welcher kleiner ist als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert, zu ändern.
Figurenbeschreibung
1 ist eine perspektivische Ansicht von rechts vorn eines exemplarischen Fahrzeugs, welches ein Radaufhängungssystem umfasst;
2 ist eine perspektivische Ansicht von rechts vorn eines Abschnitts des Radaufhängungssystems aus 1, wobei bestimmte Komponenten des Fahrzeugs der Klarheit halber weggelassen worden;
3 ist eine perspektivische Ansicht von rechts vorn eines beispielhaften unteren Steuerarmkugelgelenks, welches mit dem Radaufhängungssystem aus 2 verwendet wird;
4 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsteuerungssystems, welches eine Steuereinrichtung und bestimmte andere Komponenten des Fahrzeugs aus 1 umfasst;
5 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Federbeinlagers, welches mit dem Radaufhängungssystem aus 2 verwendet wird;
6 ist eine Querschnittsansicht, welche das Federbeinlager aus 5 darstellt und entlang einer Linie 6-6 in 5 verläuft;
7 ist eine Hinteransicht eines Abschnitts eines anderen beispielhaften Radaufhängungssystems, welches mit dem Fahrzeug aus 1 verwendet werden kann;
8 ist ein Diagramm, welches eine grafische Darstellung eines beispielhaften Reibungsmodusplans darstellt, welcher durch die Steuereinrichtung aus 4 zur Steuerung einer oder mehrere Reibungssteuerungsvorrichtungen implementiert sein kann; und
9 ist ein Diagramm, welches eine grafische Darstellung eines anderen beispielhaften Reibungsmodusplans darstellt, welcher durch die Steuereinrichtung aus 4 zur Steuern einer oder mehrerer Reibungssteuerungsvorrichtungen eines Fahrzeugs implementiert sein kann.
Detailliertere Beschreibung
Das hierin beschriebenen Systeme und Verfahren beziehen sich im Allgemeinen auf Fahrzeugsteuerungssysteme und insbesondere auf Fahrzeugsteuerungssysteme zur Verwendung in einem Steuerbetrieb einer Reibungssteuerungsvorrichtung, welche eine variable Reibungskraft und/oder ein variables Reibungsmoment aufweisen/aufweist.
1 ist eine perspektivische Ansicht von rechts vorn eines beispielhaften Fahrzeugs 20. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 20 ein Automobil. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Fahrzeug 20 beispielsweise irgendein aus einer Vielzahl von anderen geeigneten Fahrzeugen, wie zum Beispiel ein Campingbus oder ein Nutzfahrzeug, sein. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrzeug 20 einen Rahmen 22 und einen Motor 24. Der Motor 24 ist innerhalb eines Motorraumes 26 montiert. Vorderräder (z. B. 28) und Hinterräder (z. B. 30) sind drehbar mit dem Rahmen 22 gekoppelt. Das Fahrzeug 20 umfasst ein Getriebe 32, welches den Motor 24 mit einem oder mehreren der Räder (z. B. 28, 30) des Fahrzeugs 20 koppelt. Das Getriebe 32 ist mit dem Motor 24 derart gekoppelt, dass Leistung von dem Motor 24 mittels des Getriebes 32 zu einem (nicht gezeigten) Antriebsstrang und zu den Rädern (z. B. 28, 30) zum Antreiben des Fahrzeugs 20 übertragen wird. Das Getriebe 32 kann in jedem einer Mehrzahl von (nicht gezeigten) Gängen betrieben werden, um einen Betrieb des Fahrzeugs 20 bei verschiedenen Geschwindigkeiten zu ermöglichen.
Das Fahrzeug 20 umfasst ein (in 4 gezeigtes) Gaspedal 34, welches selektiv bewegbar ist (z. B. mit einem Fuß eines Anwenders), um den Betrieb des Fahrzeugs 20 bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu ermöglichen. In anderen Ausführungsbeispielen kann das Fahrzeug einen handbetriebenen Gashebel oder irgendeine aus einer Vielzahl von anderen möglichen Gashebelvorrichtungen umfassen, welche bewegbar sind, um eine selektive Beschleunigung des Fahrzeugs 20 zu ermöglichen.
Wie in 2 dargestellt, umfasst das Fahrzeug 20 ein Radaufhängungssystem 36, welches einen Halterarm 38, einen Radträger 40 und einen Radaufhängungsdämpfer 42 umfasst, welche zusammenwirken, um eines der Vorderräder 28 bezüglich des Rahmens 22 drehbar zu haltern. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst der Halterarm 38 einen Bolzen 44 und ein Rahmenkugelgelenk 46 oder eine Buchse, welche ein schwenkbares koppeln des Halterarms 38 mit dem Rahmen 22 ermöglichen. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein Halterarm in irgendeiner aus einer Vielzahl von möglichen alternativen Anordnungen eingerichtet sein, welche seine schwenkbare Kopplung mit einem Rahmen eines Fahrzeugs ermöglicht.
Wie in 2 dargestellt, ist der Radträger 40 mit dem Halterarm 38 mittels eines unteren Steuerarmkugelgelenks 48 gekoppelt. In dem in 3 dargestellten beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst das untere Steuerarmkugelgelenk 48 eine Sockelbasis 50 und einen Kugelschaft 52. Der Kugelschaft 52 steht mit der Sockelbasis 50 derart in einer sphäroidartigen Anordnung in Verbindung, dass der Kugelschaft 52 bezüglich der Sockelbasis 50 um eine Stelle P1 schwenkbar ist (z. B. um Achsen X, Y und Z) und um eine Achse A1 drehbar ist, welches sich entlang des Kugelschafts 52 erstreckt, wie in 3 dargestellt. Die Sockelbasis 50 ist mit dem Halterarm 38 gekoppelt und der Kugelschafft 52 ist mit dem Radträger 40 gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel ist die Sockelbasis 50 mit dem Halterarm 38 in einer Press-Sitz-Anordnung oder mit einem Sprengring gekoppelt und der Kugelschaft 52 umfasst einen Gewindeschaft, welcher mittels einer Nut (z. B. 54) mit dem Radträger 40 gekoppelt ist. Trotzdem kann in anderen Ausführungsbeispielen ein unteres Steuerarmkugelgelenk mit einem Halterarm und einem Radträger in irgendeiner aus einer Vielzahl von geeigneten alternativen Anordnungen gekoppelt sein.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst das untere Steuerarmkugelgelenk 48 eine Reibungssteuerungsvorrichtung, welche derart eingerichtet ist, dass eine Reibungskraft (zum Beispiel ein Reibungskoeffizient) zwischen der Sockelbasis 50 und dem Kugelschaft 52 selektiv variiert werden kann, um die Bewegungsfreiheit zwischen der Sockelbasis 50 und dem Kugelschaft 52 zu ändern. Genauer gesagt, kann in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel das untere Steuerarmkugelgelenk 48 in Betrieb zwischen einem ersten Reibungsmodus und einem zweiten erhöhten Reibungsmodus selektiv variiert werden. Wenn das untere Steuerarmkugelgelenk 48 einen Betrieb von dem ersten Reibungsmodus in den zweiten erhöhten Reibungsmodus ändert, erhöht sich der Reibungskoeffizient zwischen der Sockelbasis 50 und dem Ballschaft 52, wodurch eine Bewegung des Kugelschafts 52 bezüglich der Sockelbasis 50 zunehmend erschwert wird.
4 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsteuerungssystems 106, welches eine Steuereinrichtung 56 umfasst, welche zum Steuern eines Betriebs des unteren Steuerarmkugelgelenks 48 sowie für andere Komponenten des Fahrzeugs 20 verwendet werden kann. Wie in 4 gezeigt, ist das untere Steuerarmkugelgelenk 48 mit der Steuereinrichtung 56 gekoppelt, um einen Betrieb des unteren Steuerarmkugelgelenks 48 zwischen einem ersten Reibungsmodus und einen zweiten erhöhten Reibungsmodus zu ermöglichen.
Die Steuereinrichtung 56 kann jede geeignete Steuereinrichtung sein, welche es dem Fahrzeug 20 erlaubt, wie hierin beschrieben, zu funktionieren, umfassend jede geeignete analoge Steuereinrichtung, eine digitale Steuereinrichtung oder eine Kombination einer analogen und einer digitalen Steuereinrichtung. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Steuereinrichtung 56 eine Motorsteuereinheit (ECU), ein Antriebsstrangsteuerungsmodul (PCM), ein Motorsteuerungsmodul (ECM) oder irgendeiner aus einer Vielzahl von anderen geeigneten alternativen Fahrzeugsteuerungseinrichtungen. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Steuereinrichtung 56 einen Prozessor 108, welcher computerausführbare Instruktionen, welche auf einer mit dem Prozessor 108 kommunikativ gekoppelten Speichervorrichtung 110 geladen oder in dieser gespeichert sind, ausführt. Die Steuereinrichtung 56 kann im Allgemeinen jeden geeigneten Computer und/oder jeder andere Prozesseinheit, umfassend jede geeignete Kombination von Computern, Prozesseinheiten und/oder dergleichen, welche unabhängig oder in Kombination miteinander betrieben werden können, umfassen. Daher kann in einigen Ausführungsbeispielen die Steuereinrichtung 56 einen oder mehrere Prozessoren und eine oder mehrere zugehörige Speichervorrichtungen umfassen, welche zum Ausführen einer Vielzahl von computerimplementierten Funktionen, welche die hierin offenbarten Funktionen, wie ein Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Ändern eines Betriebs einer oder mehrerer Fahrzeugsteuerungsvorrichtungen von einem Reibungsmodus in einen anderen Reibungsmodus als Antwort auf ein Überschreiten oder ein Unterschreiten eines Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Steuern eines Betriebs einer oder mehrerer Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß eines in der Speichervorrichtung abgespeicherten Reibungsmodusplans, ein Detektieren einer vertikalen Beschleunigungsrate des Fahrzeugs und ein Ändern eines Betriebs einer oder mehrerer Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem ersten Reibungsmodus in einen zweiten Reibungsmodus als Antwort auf ein Überschreiten eines Beschleunigungsraten-Schwellenwerts durch die vertikale Beschleunigungsrate umfassen, ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Prozessor” nicht nur auf eine integrierte Schaltung, sondern bezieht sich auch auf eine Mikrosteuereinrichtung, einen Mikrocomputer, eine speicherprogrammierte Steuereinrichtung (PLC, programmable logic controller), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung sowie auf andere programmierbare Schaltungen. Zusätzlich kann/können die Speichervorrichtung(en) der Steuereinrichtung 56 im Allgemeinen ein Speicherelement/Speicherelemente, ein computerlesbares Medium (z. B. direkt Zugriffsspeicher (RAM, random access memory), ein computerlesbares nichtflüchtiges Medium (z. B. ein Flash-Speicher), eine Floppy-Disk, eine Compact-Disc-Read-Only-Speichereinrichtung (CD-ROM), eine magneto-optische Platte (MOD, magneto optical disk), eine digitale Videodisk (DVD, digital versatile disc) und/oder andere geeignete Speicherelemente umfassen, ist/sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Eine solche Speichervorrichtung/solche Speichervorrichtungen kann/können im Allgemeinen zum Speichern geeigneter computerlesbarer Instruktionen eingerichtet sein, welche, wenn diese durch den Prozessor/die Prozessoren implementiert sind, die zugehörige Steuereinrichtung zum Ausführen verschiedener Funktionen, welche die hierin offenbarten Funktionen umfassen, jedoch nicht auf diese beschränkt sind, einrichten oder veranlassen.
Erneut unter Bezugnahme auf 3 umfasst in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel das untere Steuerarmkugelgelenk 48 eine Kugelverbindung eines intelligenten Fluidtyps. Ein steuerbares intelligentes Fluid (z. B. ein magnetorheologisches Fluid oder ein elektrorheologisches Fluid) ist als die Schnittstelle zwischen der Sockelbasis 50 und dem Kugelschaft 52 bereitgestellt. Die Steuereinrichtung 56 ermöglicht ein Applizieren einer variablen Feldladung (z. B. ein elektrisches Feld und/oder ein magnetisches Feld) auf das intelligente Fluid ermöglichen, um das untere Steuerarmkugelgelenk 48 zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten erhöhten Reibungsmodus zu betreiben. In einem Beispiel kann mittels einer Erhöhung der variablen Feldladung die Reibungskraft zwischen der Sockelbasis 50 und dem Kugelschaft 52 derart erhöht werden, dass das untere Steuerarmkugelgelenk 48 den Betrieb von dem ersten Reibungsmodus in den zweiten erhöhten Reibungsmodus ändert.
In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst das untere Steuerarmkugelgelenk 48 eine variable Reibungskugelverbindung eines Motorentyps. Die Sockelbasis 50 ist mit einem Linearmotor ausgestattet, welcher einen dem Kugelschaft 52 zugeordneten Reibungssitz aktuiert, um die Reibungskraft zwischen der Sockelbasis 50 und dem Kugelschaft 52 selektiv zu variieren. Ein Beispiel einer geeigneten variablen Reibungskugelverbindung eines Motorentyps ist in der U. S.-Patentanmeldung, Ser. Nr. 12/607,095, angemeldet am 28. Oktober 2009, beschrieben, welche hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
Erneut unter Bezugnahme auf 2 definiert der Radträger 40 eine Lagernarbe 58. Ein (nicht dargestelltes) Lager ist innerhalb der Lagernabe 58 gehaltert (z. B. in einer Press-Sitz-Anordnung), um eine drehbare Halterung einer (nicht dargestellten) Achswelle bezüglich des Radträgers 40 zu ermöglichen. Eine (nicht dargestellte) Radnabe ist mit der Achswelle gekoppelt (z. B. in einer verzahnten Anordnung) und haltert eines der Vorderräder 28 mit (nicht dargestellten) Nasen.
Der Radträger 40 ist mit dem Radaufhängungsdämpfer 42 gekoppelt. Wie in 2 dargestellt, umfasst der Radträger 40 eine Radaufhängungsklammer 60, welche in einer geteilten, klammerartigen Anordnung bereitgestellt ist. Ein unteres Ende 62 des Radaufhängungsdämpfers 42 ist in die Radaufhängungsklammer 60 eingesetzt und lösbar mit Bolzen 64 gekoppelt. Der Radaufhängungsdämpfer 42 umfasst einen Federflansch 66, welcher für eine Feder 68 einen darunterliegenden Halter bereitstellt. Ein Federbeinlager 70 überlagert die Feder 68 und hat eine Schnittstelle mit einem oberen Ende 72 des Radaufhängungsdämpfers 42. Das Federbeinlager 70 umfasst Gewindeschäfte 74 (5), welche ein Koppeln des oberen Endes 72 des Radaufhängungsdämpfers 42 mit einem Abschnitt des Rahmens 22 ermöglicht, welcher sich oberhalb der Vorderräder 28 (z. B. oberhalb eines Radkastens) befindet.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, wie in 5 dargestellt, umfasst das Federbeinlager 70 einen Innenring 76 und einen Außenring 78. Der Innenring 76 ist aus einem Elastomermaterial (z. B. Gummi) ausgebildet und definiert einen Durchgang 80, welcher das obere Ende 72 des Radaufhängungsdämpfers 42 aufnimmt. Der Außenring 78 definiert einen Bolzenflansch 82, welcher die Gewindeschäfte 74 haltert. Der Innenring 76 ist bezüglich des Außenrings 78 derart zapfengelagert, dass der Innenring 76 bezüglich des Außenrings 78 um eine Achse A2 drehbar ist.
Das Federbeinlager 70 umfasst auch eine Federplatte 84, welche die Feder 68 kontaktiert, wenn das Federbeinlager 70 eine Schnittstelle mit dem oberen Ende 72 des Radaufhängungsdämpfers 42 aufweist, wie in 2 gezeigt.
Die Fähigkeit des Innenring 76 sich bezüglich des Außenrings 78 zu drehen kann durch eine Reibungskraft (z. B. einem Reibungskoeffizient) zwischen dem Innenring 76 und dem Außenring 78 beeinflusst werden. Je größer die Reibungskraft zwischen dem Innenring 76 und dem Außenring 78 ist, desto schwieriger kann es sein, den Innenring 76 bezüglich des Außenrings 78 zu drehen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst das Federbeinlager 70 eine Reibungssteuerungsvorrichtung, welche derart eingerichtet ist, dass die Reibungskraft zwischen dem Innenring 76 und dem Außenring 78 selektiv variiert werden kann, um die Bewegungsfreiheit zwischen dem Innenring 76 und dem Außenring 78 zu ändern. Das Federbeinlager 70 ist zwischen einem ersten Reibungsmodus und einem zweiten erhöhten Reibungsmodus betreibbar. Wenn das Federbeinlager 70 während des Betriebs von dem ersten Reibungsmodus in den zweiten erhöhten Reibungsmodus wechselt, erhöht sich die Reibungskraft zwischen dem Innenring 76 und dem Außenring 78, wodurch eine Bewegung des Innenrings 76 bezüglich des Außenrings 78 zunehmend schwieriger werden kann. Das Federbeinlager 70 ist mit einer Steuereinrichtung 56 gekoppelt, wie in 4 dargestellt, was eine Variation des Betriebs des Federbeinlagers 70 zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten erhöhten Reibungsmodus ermöglicht.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst das Federbeinlager 70 ein Federbeinlager eines intelligenten Fluidtyps. Wie in 6 dargestellt, sind der Innenring 76 und der Außenring 78 mittels eines Ringlagers 86, welches ein intelligentes Fluid 88 (z. B. ein magnetorheologisches Fluid oder ein elektrorheologisches Fluid) umfasst, in Bezug aufeinander zapfengelagert. Die Steuereinrichtung 56 ermöglicht ein Applizieren einer variablen Feldladung (z. B. ein elektrisches Feld und/oder ein magnetisches Feld) auf das intelligente Fluid 88, sodass ein Betrieb des Federbeinlagers 70 zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten erhöhten Reibungsmodus variiert. In einem Beispiel erhöht sich durch Erhöhen der variablen Feldladung die Reibungskraft zwischen dem Innenring 76 und dem Außenring 78, um einen Betrieb des Federbeinlagers 70 von dem ersten Reibungsmodus in den zweiten erhöhten Reibungsmodus zu ändern.
Das untere Steuerarmkugelgelenk 48 und das Federbeinlager 70 wirken zusammen, um ein Schwenken des Radträgers 40 um die Königszapfenachse A3 zu ermöglichen, wie in 2 gezeigt. Während des Betriebs des Fahrzeugs 20 schwenkt der Halterarm 38 bezüglich des Rahmens 22, um eine vertikale Bewegung des Vorderrads 28 aufzunehmen. Der Radaufhängungsdämpfer 42 dämpft den dem Halterarm 38 verliehenen Schockstoß, was anderenfalls den Gesamtkomfort des Fahrzeugs 20 beeinflussen kann. Es ist zu bevorzugen, wenn ein Halterarm und/oder ein Radträger in irgendeiner aus einer Vielzahl von geeigneten alternativen Anordnungen bereitgestellt sein können/kann, was eine drehbare Halterung eines Rades bezüglich eines Rahmens ermöglicht. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug einen oberen Halterarm und einen unteren Halterarm umfassen, welche jeweils mit einem Rahmen eines Fahrzeugs (zum Beispiel mit Bolzen) schwenkbar gekoppelt sein können. Jeder des oberen und des unteren Arms kann mit dem Radträger mit Kugelgelenken gekoppelt sein.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Radaufhängungsdämpfer 42 eine Reibungssteuerungsvorrichtung, welche derart eingerichtet ist, dass eine Reibungskraft und/oder ein Reibungsmoment des Radaufhängungsdämpfers 42 selektiv variiert werden kann, um die Bewegungsfreiheit (z. B. eine Drehung und eine Kompression) des unteren und des oberen Endes 62, 72 in Bezug aufeinander zu ändern. In solch einem Ausführungsbeispiel ist der Radaufhängungsdämpfer 42 zwischen einem ersten Reibungsmodus und einem zweiten erhöhten Reibungsmodus betreibbar. Wenn der Radaufhängungsdämpfer 42 von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten erhöhten Reibungsmodus schaltet, erhöht sich die Reibungskraft und/oder das Reibungsmoment, was eine Bewegung des unteren und des oberen Endes 62, 72 in Bezug aufeinander zunehmend schwieriger machen kann. Es ist zu begrüßen, wenn der Radaufhängungsdämpfer 42 eine einer Vielzahl von geeigneten alternativen Pufferanordnungen umfassen kann, wie zum Beispiel einen elektromagnetischen Stoßaufnehmer, einen elektrorheologischen Stoßaufnehmer oder einen Stoßaufnehmer eines Fluidtyps (z. B. einen pneumatischen oder hydraulischen Stoßaufnehmer). Wie in 4 dargestellt, ist der Radaufhängungsdämpfer 42 mit einer Steuereinrichtung 56 gekoppelt, welche eine Variation der Betriebs des Radaufhängungsdämpfers 42 zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten erhöhten Reibungsmodus ermöglicht.
Erneut unter Bezugnahme auf 2 umfasst das Fahrzeug 20 eine Lenkanordnung 90, welche ein Lenken des Fahrzeugs 20 ermöglicht. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, wie in 2 dargestellt, umfasst die Lenkanordnung 90 eine Zahnstange und eine Ritzellenkanordnung, umfassend einen Ritzelschaft 92, eine Zahnstange 94 und eine Lenkzahnstangenführung 96. Der Ritzelschaft 92 und die Zahnstange 94 sind miteinander mit (nicht dargestellten) ineinandergreifenden Verzahnungsflächen, welche an der Lenkzahnstangenführung 96 angeordnet sind, gekoppelt. Eine Spurstange 98 erstreckt sich von der Zahnstange 94 und ist mit dem Radträger 40 mittels eines äußeren Spurstangenkugelgelenks 100 gekoppelt.
Ein Lenkschaft 102 koppelt betriebsmäßig ein Lenkrad (104 in 1) und den Ritzelschaft 92 miteinander. Ein Betätigen des Lenkrads 104 (z. B., um das Fahrzeug 20 zu steuern) bewegt die Spurstange 98, um den Radträger 40 nach links und rechts um die Königszapfenachse A3 herum zu schwenken. Das äußere Spurstangenkugelgelenk 100 ermöglicht ein Schwenken des Radträgers 40 bezüglich der Spurstange 98 während eines Lenkens des Fahrzeugs 20. Das äußere Spurstangenkugelgelenk 100 ist in vielerlei Hinsicht dem unteren Steuerarmkugelgelenk 48 ähnlich. Zum Beispiel ist in einem Ausführungsbeispiel eine Sockelbasis (z. B. 50) des äußeren Spurstangenkugelgelenks 100 mit der Spurstange 98 gekoppelt und ein Kugelschaft (z. B. 52) des äußeren Spurstangenkugelgelenks 100 mit dem Radträger 40 gekoppelt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst das äußere Spurstangenkugelgelenk 100 eine Reibungssteuerungsvorrichtung, welche in vielerlei Hinsicht dem unteren Steuerarmkugelgelenk 48 ähnlich ist, als eine zuvor beschriebene Reibungssteuerungsvorrichtung. Wie in 4 dargestellt, ist das äußere Spurstangenkugelgelenk 100 mit der Steuereinrichtung 56 gekoppelt, um eine Variation eines Betriebs des äußeren Spurstangenkugelgelenks 100 zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten erhöhten Reibungsmodus zu ermöglichen.
Die Fähigkeit des Ritzelschafts 92 die Zahnstange zu rotieren und zu betreiben, kann eine Reibungskraft (z. B. einen Reibungskoeffizienten) zwischen dem Ritzelschaft 92 und der Lenkzahnstangenführung 96 und eine Reibungskraft (z. B. ein Reibungskoeffizienten) zwischen der Zahnstange 94 und der Lenkzahnstangenführung 96 beeinflussen. Je größer die Reibungskräfte zwischen dem Ritzelschaft 92 und der Lenkzahnstangenführung 96 und zwischen der Zahnstange 94 und der Lenkzahnstangenführung 96 ist, desto schwieriger kann ein Drehen des Ritzelschafts 92 bezüglich der Lenkzahnstangenführung 96 (z. B. um das Fahrzeug 20 zu lenken) sein. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Lenkzahnstangenführung 96 eine Reibungssteuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, dass die Reibungskräfte zwischen dem Ritzelschaft 92 und der Lenkzahnstangenführung 96 und zwischen der Zahnstange 94 und der Lenkzahnstangenführung 96 variiert werden können, um die Bewegungsfreiheit zwischen dem Ritzelschaft 92 und der Lenkzahnstangenführung 96 zu ändern. Die Lenkzahnstangenführung 96 kann in Betrieb zwischen einem ersten Reibungsmodus und einem zweiten erhöhten Reibungsmodus selektiv variiert werden. Wenn die Lenkzahnstangenführung 96 ein Betrieb von dem ersten Reibungsmodus in den zweiten erhöhten Reibungsmodus ändert, erhöhen sich die Reibungskräfte zwischen dem Ritzelschaft 92 und der Lenkzahnstangenführung 96 und zwischen der Zahnstange 94 und der Lenkzahnstangenführung 96, wodurch eine Bewegung des Ritzelschafts 92 bezüglich der Lenkzahnstangenführung 96 zunehmend schwieriger wird. In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Lenkzahnstangenführung 96 einen (nicht gezeigten) Linearmotor, welcher eine Änderung in den Reibungskräften zwischen dem Ritzelschaft 92 und der Lenkzahnstangenführung 96 und zwischen der Zahnstange 94 und der Lenkzahnstangenführung 96 ermöglicht, wie in der U. S. Patentanmeldung Ser. Nr. 12/814,593, angemeldet am 14. Juni 2010, beschrieben, welche hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird. In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst die Lenkzahnstangenführung 96 ein intelligentes Fluid, welches auf eine variable Feldladung reagiert, um die Reibungskräfte zwischen dem Ritzelschaft 92 und der Lenkzahnstangenführung 96 und zwischen der Zahnstange 94 und der Lenkzahnstangenführung 96 zu ändern. Wie in 4 dargestellt, ist die Lenkzahnstangenführung 96 mit der Steuereinrichtung 56 gekoppelt, um eine Variation im Betrieb der Lenkzahnstangenführung 96 zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten erhöhten Reibungsmodus zu ermöglichen.
Auch wenn das Radaufhängungssystem 36 in Bezug auf ein linkes Vorderrad (z. B. 28) dargestellt ist, kann ein Radaufhängungssystem in einer ähnlichen Anordnung für jedes der Räder (z. B. 28, 30) des Fahrzeugs 20 bereitgestellt sein. In einigen Ausführungsbeispielen kann ein Radträger einen Träger eines nicht lenkbaren Typs umfassen, zum Beispiel, wenn der Radträger mit einem der Hinterräder 30 assoziiert ist.
Ferner kann in anderen Ausführungsbeispielen das Fahrzeug 20 ein Radaufhängungssystem umfassen, welches eine sich von dem in 2 gezeigten Radaufhängungssystem 36 unterscheidende Konfiguration aufweist. Zum Beispiel ist 7 eine Hinteransicht eines anderen beispielhaften Ausführungsbeispiels eines Radaufhängungssystems 200, welches mit dem Fahrzeug 20 verwendet werden kann. Das in 7 dargestellte Radaufhängungssystem 200 ist eine Doppelquerlenker-Radaufhängung, welche einen Träger 202, einen unteren Steuerarm 204, einen oberen Steuerarm 206, einen hydraulischen Dämpfer 208 und eine Radaufhängungsfeder 210 umfasst. Der Träger 202 umfasst einen Trägerhauptkörperabschnitt 212 zum drehbaren Haltern einer Achse 214 mittels eines (nicht in 7 gezeigten) Kugellagers und eines Armabschnitts 216, welcher sich von dem Trägerhauptkörperabschnitt 212 über einen Reifen 218 eines Vorderrads 220 erstreckt. Ein unteres Steuerarmkugelgelenk 222 ist innerhalb eines Kugellagerhalterlochs aufgenommen, welches in dem Trägerhauptkörperabschnitt 212 definiert ist. Die Extremität des unteren Steuerarms 204 ist von dem unteren Steuerarmkugelgelenk 222 schwenkbar gehaltert. Ein oberes Steuerarmkugelgelenk 224 ist an einem oberen Ende des Armabschnitts 216 montiert. Die Extremität des oberen Steuerarms 206 ist an dem oberen Steuerarmkugelgelenk 224 schwenkbar gehaltert. Zusätzliche Details des Radaufhängungssystems 200 sind detaillierter in dem U. S.-Patent Nr. 7,234,712 , erteilt am 26. Juni 2007, beschrieben, welches hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
In einigen Ausführungsbeispielen können das untere Steuerarmkugelgelenk 222 und das obere Steuerarmkugelgelenk 224 die gleiche Konfiguration aufweisen wie das unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebene untere Steuerarmkugelgelenk 48. In einigen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise jedes des unteren Steuerarmkugelgelenks 222 und des oberen Steuerarmkugelgelenks 224 eine Reibungssteuerungsvorrichtung umfassen, welche derart konfiguriert ist, dass eine Reibungskraft (z. B. ein Reibungskoeffizient) zwischen Komponenten des unteren Steuerarmkugelgelenks 222 und des oberen Steuerarmkugelgelenks 224 selektiv variiert werden können, um die Bewegungsfreiheit zwischen den Komponenten zu ändern. In solchen Ausführungsbeispielen können das untere Steuerarmkugelgelenk 222 und das obere Steuerarmkugelgelenk 224 in Betrieb zwischen verschiedenen Reibungsmodi, welche mit unterscheidenden Widerstandsniveaus assoziiert sind, variieren. Das untere Steuerarmkugelgelenk 222 und das obere Steuerarmkugelgelenk 224 können mit der Steuereinrichtung 56 gekoppelt sein, um Variationen in dem Betrieb des unteren Steuerarmkugelgelenks 222 und des oberen Steuerarmkugelgelenks 224 zwischen den verschiedenen Reibungsmodi zu ermöglichen.
Wie in 4 dargestellt, ist die Steuereinrichtung 56 mit einem Geschwindigkeitssensor 112 und einem Beschleunigungssensor 114 gekoppelt, um eine Detektion der Geschwindigkeit bzw. der Beschleunigung des Fahrzeugs 20 zu ermöglichen. In einigen Ausführungsbeispielen kann der Geschwindigkeitssensor 112 einen Tachosensor, einen Radgeschwindigkeitssensors/Radgeschwindigkeitssensoren, welcher/welche an einem oder mehreren der Räder (z. B. als Teil eines Antiblockiersystems) angeordnet ist/sind, und/oder jede einer Vielfalt von anderen geeigneten Geschwindigkeitssensoranordnungen, wie zum Beispiel Sensoren, welche mit einem Getriebe assoziiert sind, eine Übertragungsanordnung oder ein Motor, welcher Geschwindigkeitsdaten indirekt erhalten kann, umfassen. In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst der Beschleunigungssensor 114 einen Beschleunigungsmesser, welcher eine longitudinale, eine vertikale und eine horizontale Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs 20 detektiert. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein Beschleunigungssensor jegliche einer Vielzahl von Anordnungen umfassen, welche eine Detektion einer longitudinalen, vertikalen und/oder horizontalen Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs ermöglicht. In noch anderen Ausführungsbeispielen können der Geschwindigkeitssensor 112 und der Beschleunigungssensor 114 als Ausgangsgrößen von einem globalen Positioniersystem (GPS) bereitgestellt sein. Die Steuereinrichtung 56 ist mit dem Getriebe 32 und dem Gaspedal 34 gekoppelt, um einen Betriebsgang des Getriebes 32 zu detektieren und um ein Drehzahlkommandosignal von dem Gaspedal 34 zu detektieren. Die Steuereinrichtung 56 ist mit einem Bremspedal 35 gekoppelt, wie in 4 dargestellt. In einem Ausführungsbeispiel detektiert die Steuereinrichtung 56 einen Betrieb des Bremspedals 35 entsprechend eines Bremsschalters. In solch einem Ausführungsbeispiel kann der Bremsschalter mit einem Bremspedal 35 assoziiert sein und durch das Bremspedal, um Bremslichter des Fahrzeugs 20 zu betätigen, selektiv aktuiert werden.
Das Fahrzeug 20 kann anfällig auf die Vertikalbewegung sein, beispielsweise wenn das Fahrzeug 20 über einen Gipfel eines Berges fährt. Die Vertikalbewegung kann die Gesamtperformance des Fahrzeugs 20 beeinflussen, zum Beispiel durch eine Reduzierung eines Kontakts der Räder 28, 30 mit einer Straße. In einem Ausführungsbeispiel ermöglicht die Steuereinrichtung 56 eine Änderung des Betriebs des Radaufhängungsdämpfers 42, des unteren Steuerarmkugelgelenks 48, des Federbeinlagers 70, der Lenkzahnstangenführung 96, des äußeren Spurstangenkugelgelenks 100, des unteren Steuerarmkugelgelenks 222 und/oder des oberen Steuerarmkugelgelenks 224 (welche nachstehend kollektiv als Reibungssteuerungsvorrichtungen bezeichnet werden) von einem ersten Reibungsmodus in einen zweiten erhöhten Reibungsmodus, um die Vertikalbewegung während des Betriebs zu reduzieren. Der Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen in einem erhöhten Reibungsmodus kann eine effektive Reduzierung der Vertikalbewegung ermöglichen.
Der Betrag der Vertikalbewegung kann variieren und einige niedrige Beträge der Vertikalbewegung können nicht bedeutend genug sein, um eine Dämpfung zu rechtfertigen. Die Steuereinrichtung 56 kann entsprechend die Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen einer Vielzahl von Reibungsmodi, welche mit unterschiedlichen Widerstandsniveaus assoziiert sind, basierend auf den Betrag der von dem Fahrzeug 20 erfahrenen Vertikalbewegung betreiben. Die Geschwindigkeit und die vertikale Beschleunigung des Fahrzeugs 20 können beeinflussen, ob der Betrag der Vertikalbewegung bedeutend genug ist, um eine Reduktion zu rechtfertigen. Zum Beispiel, wenn das Fahrzeug 20 mit über 15 Kilometer pro Stunde (K. P. H.) fährt und während des Betriebs eine Vertikalbeschleunigung von 2 m/s² erfährt, kann die Vertikalbewegung des Fahrzeugs 20 bedeutsam genug sein, um eine Dämpfung zu rechtfertigen.
In einigen Ausführungsbeispielen ermöglicht die Steuereinrichtung 56 eine Änderung des Betriebs der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem ersten Reibungsmodus in einen zweiten erhöhten Reibungsmodus, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 oberhalb eines Fahrzeuggeschwindigkeit-Schwellenwerts liegt und die vertikale Beschleunigung einen Vertikalen-Beschleunigungs-Schwellenwert überschreitet. In einigen Ausführungsbeispielen bezieht sich der Fahrzeuggeschwindigkeit-Schwellenwert auf einen Schwellenwert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20, wenn das Fahrzeug 20 eine Vertikalbewegung erfährt. In solch einem Ausführungsbeispiel leitet die Steuereinrichtung 56 einen Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen in dem ersten Reibungsmodus ein. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 unterhalb des Fahrzeuggeschwindigkeit-Schwellenwerts bleibt und/oder die vertikale Beschleunigung unterhalb des Vertikalen-Beschleunigung-Schwellenwerts bleibt, führen die Reibungssteuerungsvorrichtungen den Betrieb in dem ersten Reibungsmodus fort. Jedoch ermöglicht die Steuereinrichtung 56 den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen in einem zweiten erhöhten Reibungsmodus, sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 den Fahrzeuggeschwindigkeit-Schwellenwert überschreitet und die vertikale Beschleunigung den Vertikale-Beschleunigung-Schwellenwert überschreitet, um eine Vertikalbewegung des Fahrzeugs 20 zu reduzieren. In einem anderen Ausführungsbeispiel ermöglicht die Steuereinrichtung 56 den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen in dem zweiten erhöhten Reibungsmodus, wenn die vertikale Beschleunigung des Fahrzeugs 20 oberhalb des Vertikalen-Beschleunigung-Schwellenwerts ist, unabhängig der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20, um die Vertikalbewegung zu reduzieren.
Nachdem ein Zeitspannen-Schwellenwert abgelaufen ist (z. B. 2 Sekunden), kehrt die Steuereinrichtung 56 den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen zu dem ersten Reibungsmodus zurück. In einem anderen Ausführungsbeispiel kehrt die Steuereinrichtung 56 den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen zu dem ersten Reibungsmodus zurück, sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 unter den Fahrzeuggeschwindigkeit-Schwellenwert abfällt und/oder die vertikale Beschleunigung unter den Vertikale-Beschleunigung-Schwellenwert abfällt.
Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 kann auch eine Vielzahl von Fahrzeugbetriebsbedingungen beeinflussen. Zum Beispiel kann, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 ansteigt, die Betätigung des Lenkrads 104 schwieriger werden und einen größeren Effekt auf den Fahrweg des Fahrzeugs 20 (z. B. das Lenkgefühl) haben. Das Fahrzeug 20 kann auch anfälliger auf eine Seitenneigung (z. B. während des Wendens) und auf ein Driften (z. B. aufgrund eines geneigten Straßenprofils, Wind oder einer Asymmetrie der Karosserie) sein. In einigen Ausführungsbeispielen ermöglicht die Steuereinrichtung 56 den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20, um die Reaktion des Fahrzeugs 20 auf ein Lenken, eine Seitenneigung und/oder ein Driften zu verbessern.
In einem Ausführungsbeispiel ermöglicht die Steuereinrichtung 56 eine Änderung des Betriebs der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem ersten Reibungsmodus in einen zweiten erhöhten Reibungsmodus, sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 einen Geschwindigkeit-Schwellenwert (z. B. in etwa 40 K. P. H.) überschreitet. In einem anderen Ausführungsbeispiel ermöglicht die Steuereinrichtung 56 eine Änderung des Betriebs der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen einer Vielzahl von Reibungsmodi, welche mit unterschiedlichen Widerstandsniveaus entsprechend der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 assoziiert sind. Zum Beispiel sind die Reibungssteuerungsvorrichtungen, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 unterhalb von in etwa 10 K. P. H. liegt oder zwischen in etwa 10 bis 30 K. P. H. beträgt (z. B. bei einem Betrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten), in einem ersten Reibungsmodus bzw. in einem zweiten Reibungsmodus in Betrieb. Die Reibungssteuerungsvorrichtungen sind, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20 zwischen in etwa 30 bis 50 K. P. H., zwischen in etwa 50 bis 70 K. P. H. beträgt oder oberhalb von in etwa 70 K. P. H. liegt, in einem dritten, vierten bzw. fünften Reibungsmodus in Betrieb. Änderung des Betriebs zwischen dem ersten, dem zweiten, dem dritten, dem vierten bzw. dem fünften Reibungsmodus erhöht die Reibungskraft und/oder das Reibungsmoment von einer oder mehreren der Reibungssteuerungsvorrichtungen, um die Reaktion des Fahrzeugs 20 auf ein Lenken, eine Seitenneigung und/oder ein Driften in einer gewünschten Weise zu beeinflussen.
Die Steuereinrichtung 56 kann zusätzlich oder alternativ eine Änderung des Betriebs der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen einem ersten, nominalen Reibungsmodus und einer Vielzahl von unterschiedlichen erhöhten Reibungsmodi ermöglichen, um einer Reduktion einer Vertikalbewegung nachzukommen. Des weiteren kann die Steuereinrichtung 56 zusätzlich oder alternativ eine Änderung des Betriebs der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen einem ersten nominalen Reibungsmodus und einer Vielzahl von unterschiedlichen erhöhten Reibungsmodi ermöglichen, um einer Abschwächung eines Bremsruckelns und einer Reduktion eines Drehmoment-Lenkeffekts nachzukommen, wie detaillierter in dem U. S. Patent Nr. 8,682,532 , erteilt am 25. März 2014, beschrieben, welches hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. Während eine Vielzahl der Reibungssteuerungsvorrichtungen gleichzeitig zwischen einem ersten nominalen Reibungsmodus und einer Vielzahl von erhöhten Reibungsmodi eingestellt werden kann, wie zuvor beschrieben, können alternativ verschiedene Reibungssteuerungsvorrichtungen eines gemeinsamen Systems zu unterschiedlichen Zeiten und/oder auf unterschiedliche Weisen betrieben werden, um eine gewünschte Performancecharakteristik zu erzielen.
Wiederholtes Umschalten der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen den unterschiedlichen Reibungsmodi kann zu einer weniger optimalen Fahrzeugperformance führen oder das Fahrerlebnis für einen Fahrer des Fahrzeugs beeinträchtigen. Dementsprechend ist in einigen Ausführungsbeispielen die Steuereinrichtung 56 eingerichtet, um ein wiederholtes Umschalten zwischen verschiedenen Reibungsmodi durch die Reibungssteuerungsvorrichtungen zu verringern oder zu verhindern.
In einigen Ausführungsbeispielen steuert die Steuereinrichtung 56 beispielsweise den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß einem Reibungsmodusplan. 8 ist eine grafische Darstellung eines beispielhaften Reibungsmodusplans 300. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel definiert der Reibungsmodusplan 300 eine Vielzahl von Reibungsmodi 302 und eine Vielzahl von überlappenden Geschwindigkeitsbereichen 304, wobei jeder der Geschwindigkeitsbereiche 304 mit einem entsprechenden Reibungsmodus der Vielzahl von Reibungsmodi 302 assoziiert ist. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel umfasst der Reibungsmodusplan 300 fünf Reibungsmodi 302 und fünf Geschwindigkeitsbereiche 304. Genauer gesagt, umfasst der Reibungsmodusplan 300 einen ersten Reibungsmodus 306, welcher mit einem ersten Geschwindigkeitsbereich 308 assoziiert ist, einen zweiten Reibungsmodus 310, welcher mit einem zweiten Geschwindigkeitsbereich 312 assoziiert ist, einen dritten Reibungsmodus 314, welcher mit einem dritten Geschwindigkeitsbereich 316 assoziiert ist, einen vierten Reibungsmodus 318, welcher mit einem vierten Geschwindigkeitsbereich 320 assoziiert ist, und einen fünften Reibungsmodus 322, welcher mit einem fünften Geschwindigkeitsbereich 324 assoziiert ist. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Reibungsmodusplan 300 mehr oder weniger als fünf Reibungsmodi 302 und fünf Geschwindigkeitsbereiche 304 umfassen.
Die Steuereinrichtung 56 betreibt eine oder mehrere der Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß dem Reibungsmodusplan 300 durch Ändern eines Betriebs einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen Reibungsmodi 302 basierend auf einer der detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 20. Genauer gesagt, kann die Steuereinrichtung 56 die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 20 detektieren und den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem gegenwärtigen Reibungsmodus (z. B. dem ersten Reibungsmodus 306) in einen Reibungsmodus ändern, welcher dem Geschwindigkeitsbereich entspricht, in welchen die Fahrzeuggeschwindigkeit fällt (z. B. in den zweiten Reibungsmodus 310). In einem Ausführungsbeispiel ändert die Steuereinrichtung 56 beispielsweise den Betrieb wenigstens einer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von dem ersten Reibungsmodus 306 in den zweiten Reibungsmodus 310 als Reaktion auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen dem ersten Reibungsmodus 306 und dem zweiten Reibungsmodus 310 und ändert diese zum Beispiel den Betrieb der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus 310 in den ersten Reibungsmodus 306 als Antwort auf ein Unterschreiten oder Abfallen unter einen zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwert durch die Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen dem ersten Reibungsmodus 306 und dem zweiten Reibungsmodus 310.
In der beispielhaften grafischen Darstellung des Reibungsmodusplans 300 zeigt die Position jedes der Reibungsmodi 302 entlang der Y Achse das Widerstandsniveau an, welches mit dem entsprechenden Reibungsmodus assoziiert ist. Demzufolge sind höhere Reibungsmodi mit einem höheren oder erhöhten Widerstandsniveau assoziiert. Zum Beispiel ist ein zweiter Reibungsmodus 310 mit einem höheren Widerstandsniveau als ein erster Reibungsmodus assoziiert, ein dritter Reibungsmodus 314 mit einem höheren Widerstandsniveau als der zweite Reibungsmodus 310 assoziiert, ein vierter Reibungsmodus 318 mit einem höheren Widerstandsniveau als der dritte Reibungsmodus 314 assoziiert und so weiter. In einigen Ausführungsbeispielen ändert die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen Reibungsmodi 302 durch Ändern zumindest eines aus einer Reibungskraft und einem Reibungsmoment der Reibungssteuerungsvorrichtungen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann ein Reibungsmodusplan 300 eine Vielzahl von Geschwindigkeit-Schwellenwerten definieren, bei welchen die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem ersten Reibungsmodus in einen anderen Reibungsmodus ändert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist jeder der Geschwindigkeitsbereiche 304 an seinem unteren Ende durch einen unteren Geschwindigkeit-Schwellenwert 326 begrenzt und an seinem oberen Ende durch einen oberen Geschwindigkeit-Schwellenwert 328 begrenzt. Die oberen Geschwindigkeit-Schwellenwerte 328 repräsentieren die Fahrzeuggeschwindigkeit, bei welcher eine oder mehrere der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem gegenwärtigen Reibungsmodus in den nächst höheren Reibungsmodus wechselt/wechseln, und der unteren Geschwindigkeit-Schwellenwerte 326 repräsentieren die Fahrzeuggeschwindigkeiten, bei welchen eine oder mehrere der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem gegenwärtigen Reibungsmodus in einen nächst niedrigeren Reibungsmodus wechselt/wechseln.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel überlappt jeder der Geschwindigkeitsbereiche 304 wenigstens einen benachbarten Geschwindigkeitsbereich. Daher unterscheiden sich ein oberer Geschwindigkeit-Schwellenwert 328 und ein unterer Geschwindigkeit-Schwellenwert 326, welche einen Umschalt-Geschwindigkeiten-Schwellenwert zwischen benachbarten Reibungsmodi definieren. Der obere Geschwindigkeit-Schwellenwert 328 ist beispielsweise mit einem ersten Geschwindigkeitsbereich 308 assoziiert, welcher größer ist als der untere Geschwindigkeit-Schwellenwert 326 eines zweiten Geschwindigkeitsbereichs 312, der obere Geschwindigkeit-Schwellenwert 328 ist beispielsweise mit dem zweiten Geschwindigkeitsbereich 312 assoziiert, welcher größer ist als der untere Geschwindigkeit-Schwellenwert 326, welcher mit einem dritten Geschwindigkeitsbereich 316 assoziiert ist, und so weiter. Demzufolge ist in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Geschwindigkeit-Schwellenwert, bei welchem der Betrieb einer Reibungssteuerungsvorrichtung von einem ersten Reibungsmodus 306 in einen höheren zweiten Reibungsmodus 310 geändert wird, unterschiedlich zu dem Geschwindigkeit-Schwellenwert, bei welchem die Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus 310 wieder zurück in den ersten Reibungsmodus 306 geändert wird. Das gleiche gilt auch für Änderungen des Betriebs einer Reibungssteuerungsvorrichtung zwischen jedem der Reibungsmodi 302. Somit wird ein wiederholtes Umschalten zwischen Reibungsmodi verhindert, wenn das Fahrzeug 20 bei oder nahe bei einem der Geschwindigkeit-Schwellenwerte betrieben wird.
In einigen Ausführungsbeispielen, wie zum Beispiel dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, kann der Unterschied zwischen dem unteren Geschwindigkeit-Schwellenwert 326, welcher mit einem Geschwindigkeitsbereich assoziiert ist, und dem oberen Geschwindigkeit-Schwellenwert 300, welcher mit dem vorhergehenden Geschwindigkeitsbereich assoziiert ist (z. B. Ausmaß einer Überlappung zwischen Überlappungsgeschwindigkeitsbereichen) variieren. Zum Beispiel kann bei höheren Geschwindigkeitsbereichen das Ausmaß einer Überlappung im Vergleich zu dem Ausmaß einer Überlappung zwischen Überlappungsgeschwindigkeitsbereichen bei niedrigeren Geschwindigkeitsbereichen relativ groß sein, um bei größeren Änderungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn das Fahrzeug 20 bei höheren Geschwindigkeiten betrieben wird, zu berücksichtigen. In anderen Ausführungsformen kann der Betrag einer Überlappung zwischen jedem Geschwindigkeitsbereich in etwa gleich sein.
In einigen Ausführungsbeispielen ist der Reibungsmodusplan 300 in einer Speichervorrichtung gespeichert, wie beispielsweise einer Speichervorrichtung 110 (4), welche mit der Steuereinrichtung 56 kommunikativ gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung 56 kann den Reibungsmodusplan 300 von der Speichervorrichtung 110 abrufen und computerausführbare Instruktionen, welche zum Beispiel in der Speichervorrichtung 110 abgespeichert sind, ausführen, um den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß dem Reibungsmodusplan 300 zu steuern. In einigen Ausführungsbeispielen kann mehr als ein Reibungsmodusplan in der Speichervorrichtung 110 abgespeichert sein, sodass die Steuereinrichtung 56 den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß unterschiedlichen Reibungsmodusplänen selektiv steuern kann.
Zusätzlich oder alternativ zum Betreiben einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß eines Reibungsmodusplans kann die Steuereinrichtung 56 es auch ermöglichen, ein wiederholtes Umschalten zwischen verschiedenen Reibungsmodi der Reibungssteuerungsvorrichtungen mittels eines Implementierens einer Zeitverzögerung zwischen sukzessiven Änderungen in den Reibungsmodi zu verringern oder zu verhindern. In einigen Ausführungsbeispielen steuert beispielsweise die Steuereinrichtung 56 derart den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen, dass sukzessive Änderungen zwischen Reibungsmodi nur nach einer Zeitverzögerung zugelassen oder erlaubt sind – z. B. nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 56 programmiert sein, um eine Änderung des Reibungsmodus innerhalb von 3 Sekunden von einer unmittelbar vorausgehenden Änderung in dem Reibungsmodus zu verhindern. Die Zeitverzögerung kann jede geeignete Zeit sein, welche den Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen und der Steuereinrichtung, wie hierin beschrieben, erlaubt. Die Zeitverzögerung kann beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, 1 Sekunde, 2 Sekunden, 3 Sekunden, 4 Sekunden, 5 Sekunden oder jede andere geeignete Zeitverzögerung umfassen.
Ferner kann in einigen Ausführungsbeispielen die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um es zu ermöglichen, die Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem wiederholten Umschalten zwischen verschiedenen Reibungsmodi durch ein Verringern der Auflösung eines Geschwindigkeitssignals, welches mit der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 20 assoziiert ist, abzuhalten oder um dieses zu verringern. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel erhält die Steuereinrichtung 56 ein Geschwindigkeitssignal von dem Geschwindigkeitssensor 112 (4). Die Auflösung des Geschwindigkeitssignals definiert den minimalen Unterschied oder die minimale Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit, zu deren Auflösung die Steuereinrichtung 56 geeignet ist. In einem Ausführungsbeispiel ist beispielsweise die Auflösung des Geschwindigkeitssignals 0,2 K. P. H. und die Steuereinrichtung 56 ist geeignet, um Änderungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit von 0,2 K. P. H. aufzulösen. Die Auflösung des Geschwindigkeitssignals bestimmt daher, wie oft oder wie regelmäßig sich ein durch die Steuereinrichtung 56 detektierter Fahrzeuggeschwindigkeitswert ändert.
Ein Herabsetzen der Auflösung des Geschwindigkeitssignals, zum Beispiel von 0,2 K. P. H. auf 3 K. P. H. würde die inkrementelle Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit, zu deren Detektion oder „Sehen” die Steuereinrichtung 56 geeignet ist, erhöhen. D. h., die Auflösung des Geschwindigkeitssignals steht in umgekehrter Beziehung zu der inkrementellen Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit, welche die Steuereinrichtung 56 detektieren kann. Dementsprechend erfordert eine Verringerung der Auflösung des Geschwindigkeitssignals eine größere Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit, damit die Steuereinrichtung 56 Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit detektiert. Entsprechend kann die Steuereinrichtung 56 durch ein Herabsetzen einer Geschwindigkeitssignalauflösung des Geschwindigkeitssensors ermöglichen, ein wiederholtes Umschalten der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen verschiedenen Reibungsmodi zur verringern oder zu verhindern. In einigen Ausführungsbeispielen setzt die Steuereinrichtung 56 nur die Geschwindigkeitssignalauflösung herab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichs (z. B. innerhalb von 5 K. P. H.) von einem der Geschwindigkeit-Schwellenwerte 326, 328 liegt.
In einigen Ausführungsbeispielen ist die Steuereinrichtung 56 eingerichtet, um den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß der mehreren Reibungsmodulpläne zu steuern. In einigen Ausführungsbeispielen steuert beispielsweise die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen entsprechend eines ersten Reibungsmodusplans und eines zweiten erweiterten Reibungsmodusplans.
9 zum Beispiel stellt den Reibungsmodusplan 300, wie in 8 dargestellt, und einen zweiten erweiterten Reibungsmodusplan 400 grafisch dar. Der erweiterte Reibungsmodusplan 400 definiert eine Vielzahl von erweiterten Reibungsmodi 402, wobei jeder der erweiterten Reibungsmodi 402 mit einem entsprechenden Geschwindigkeitsbereich assoziiert ist. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist jeder der erweiterten Reibungsmodi 402 mit einem oder mehreren der Geschwindigkeitsbereiche 304, welche durch den Reibungsmodusplan 300 definiert sind, assoziiert. Genauer gesagt, umfasst in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der erweiterte Reibungsmodusplan 400 einen ersten erweiterten Reibungsmodus 404, welcher mit einem dritten Geschwindigkeitsbereich 316 des Reibungsmodusplans 300 assoziiert ist, und einen zweiten erweiterten Reibungsmodus 406, welcher mit einem vierten Geschwindigkeitsbereich 320 assoziiert ist, und einen fünften Geschwindigkeitsbereich 324, welcher durch den Reibungsmodusplan 300 definiert ist. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein oder mehrere der erweiterten Reibungsmodi 402 mit Geschwindigkeitsbereichen, welche anders als die durch den Reibungsmodusplan 300 definiert sind, assoziiert sein.
Die erweiterten Reibungsmodi 402 sind im Allgemeinen mit einem höheren Widerstandsniveau als jeder der Reibungsmodi 302 des Reibungsmodusplans 300 assoziiert. Die Verwendung des zweiten erweiterten Reibungsmodusplans 400 zusätzlich zu dem Reibungsmodusplan 300 ermöglicht es, dass die Reibungssteuerungsvorrichtungen zu einem höheren Widerstandsniveau geändert werden, wenn ein oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs 20 eine Änderung zu einem höheren Widerstandsniveau erfordern.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der erweiterte Reibungsmodusplan 400 ein auf einer vertikalen Beschleunigung basierender Reibungsmodusplan, welcher es ermöglicht, dass der Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen, basierend zumindest teilweise auf eine vertikale Beschleunigungsrate des Fahrzeugs 20, in einen der erweiterten Reibungsmodi 402 geändert wird. Insbesondere steuert die Steuereinrichtung 56, zumindest teilweise basierend auf einer vertikalen Beschleunigungsrate des Fahrzeugs 20, den Betrieb einer oder mehrerer Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß dem erweiterten Reibungsmodusplan 400 durch Umschalten zwischen Reibungsmodi 302, welche durch den Reibungsmodusplan 300 definiert sind, und den erweiterten Reibungsmodi 402, welche durch den zweiten Reibungsmodusplan 400 definiert sind. Insbesondere ändert die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem der ersten Reibungsmodi 302 des ersten Reibungsmodusplans 300 zu einem der erweiterten Reibungsmodi 402 als Reaktion auf ein Überschreiten eines Vetikale-Beschleunigungsrate-Schwellenwerts durch die vertikale Beschleunigungsrate des Fahrzeugs 20.
In einigen Ausführungsbeispielen ändert die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem der ersten Reibungsmodi 302 des Reibungsmodusplans 300 in einen der erweiterten Reibungsmodi 402, wenn die vertikale Beschleunigungsrate des Fahrzeugs 20 einen Vertikale-Beschleunigungsrate-Schwellenwert überschreitet. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von dem dritten Reibungsmodus 314 in den ersten erweiterten Reibungsmodus 404 als Reaktion auf ein Überschreiten eines Beschleunigungsrate-Schwellenwerts durch die vertikale Beschleunigungsrate des Fahrzeugs 20 ändern, während die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines Geschwindigkeitsbereichs liegt, welcher mit einem aus dem dritten Reibungsmodus 314 und dem ersten erweiterten Reibungsmodus 404 oder beiden assoziiert ist (z. B. dritter Geschwindigkeitsbereich 316).
In anderen Ausführungsbeispielen ändert die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von einem der Reibungsmodi 302 des Reibungsmodusplans 300 in einen der erweiterten Reibungsmodi 402 als Antwort auf sowohl ein Überschreiten eines Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch ein Überschreiten eines Vertikale-Beschleunigung-Schwellenwerts durch die vertikale Beschleunigungsrate des Fahrzeugs 20. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung 56 den Betrieb einer oder mehrerer der Reibungssteuerungsvorrichtungen von dem zweiten Reibungsmodus 310 in den ersten erweiterten Reibungsmodus 404 als Antwort auf sowohl ein Überschreiten des oberen Geschwindigkeit-Schwellenwerts 328, welcher mit dem zweiten Geschwindigkeitsbereich 312 assoziiert ist, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 20 als auch ein Überschreiten eines Beschleunigungsrate-Schwellenwerts, welcher mit dem ersten erweiterten Reibungsmodus 404 assoziiert ist, durch die vertikale Beschleunigungsrate des Fahrzeugs 20 ändern.
Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ermöglichen eine Verhinderung oder Verringerung eines wiederholten Umschaltens von Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen verschiedenen Reibungsmodi. Zum Beispiel Steuern die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren einen Betrieb der Reibungssteuerungsvorrichtungen gemäß einem Reibungsmodusplan, welcher eine Mehrzahl von überlappenden Geschwindigkeitsbereichen definiert, von welchen jeder mit einem entsprechenden Reibungsmodus assoziiert ist. Da die Geschwindigkeitsbereiche einander überlappen, unterscheidet sich die Fahrzeuggeschwindigkeit, bei welcher eine Reibungssteuerungsvorrichtung von einem ersten Reibungsmodus in einen zweiten Reibungsmodus wechselt, von der Fahrzeuggeschwindigkeit, bei welcher die Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus zurück in den ersten Reibungsmodus wechselt. Daher wird eine Reibungssteuerungsvorrichtung nicht widerholt zwischen zwei Reibungsmodi umschalten, auch wenn das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit nahe einem Geschwindigkeit-Schwellenwert zwischen zwei Reibungsmodi betrieben wird.
Zusätzlich verwenden in einigen Ausführungsbeispielen die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren eine Zeitverzögerung zwischen sukzessiven Reibungsmodusänderungen, um wiederholtes Umschalten zwischen Reibungsmodi zu verhindern. Ferner setzen in einigen Ausführungsbeispielen die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren die Auflösung eines Geschwindigkeitssignals herab, welches mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs assoziiert ist, um ein wiederholtes Umschalten zwischen unterschiedlichen Reibungsmodi zu verhindern oder zu verringern. Ein Herabsetzen der Auflösung des Geschwindigkeitssignals erfordert für die Steuereinrichtung des Fahrzeugs eine größere Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit, um Änderungen in der Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren, und ermöglicht somit die Steuereinrichtung von einem wiederholten Umschalten der Reibungssteuerungsvorrichtungen zwischen verschiedenen Reibungsmodi abzuhalten oder dieses zu verringern.
Diese schriftliche Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung, umfassend die beste Ausführungsform, zu offenbaren, und, um es auch jeglichen Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung, umfassend Herstellung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und Ausführen jeglicher eingebundener Verfahren, auszuführen. Der patentierbare Schutzbereich der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele umfassen, welche der Fachmann in Erwägung zieht. Solche anderen Beispiele sollen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente aufweisen, welche sich nicht von der wörtlichen Ausdrucksweise der Ansprüche unterscheiden, oder, wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unerheblichen Unterschieden zu der wörtlichen Ausdrucksweise der Ansprüche umfassen.
Es werden Systeme und Verfahren zum Steuern eines eine Reibungssteuerungsvorrichtung umfassenden Fahrzeugs bereitgestellt. Ein Verfahren zum Steuern des Fahrzeugs umfasst ein Betreiben wenigstens einer Reibungssteuerungsvorrichtung in einem ersten einer Mehrzahl von Reibungsmodi, ein Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten der Mehrzahl von Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts, welcher kleiner ist als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit. Der zweite Reibungsmodus ist mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7234712 [0038]
US 8682532 [0047]

Claims

Steuerverfahren eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Betreiben wenigstens einer Reibungssteuerungsvorrichtung in einem ersten von einer Mehrzahl von Reibungsmodi, wobei die wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung eines aus einem Radaufhängungsdämpfer, einem Steuerarmkugelgelenk, einem Federbeinlager, einer Lenkzahnstangenführung und einem äußeren Spurstangenkugelgelenk umfasst; Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit; Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten der Mehrzahl von Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei der zweite Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert ist; und Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts, welcher kleiner als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert ist, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung ein Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung gemäß einem Reibungsmodusplan umfasst, wobei der Reibungsmodusplan eine Mehrzahl von überlappenden Geschwindigkeitsbereichen definiert, welche jeweils mit einem entsprechenden Reibungsmodus der Mehrzahl von Reibungsmodi assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in den zweiten Reibungsmodus ein Erhöhen eines aus einer Reibungskraft und einem Reibungsmoment der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Steuern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung, sodass sukzessive Änderungen zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten Reibungsmodus nur nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, erlaubt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung eines Geschwindigkeitssensors umfasst, wobei das Verfahren ferner ein Verringern einer Geschwindigkeitssignalauflösung des Geschwindigkeitssensors umfasst, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eines aus dem ersten und dem zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Reibungsmodus mit einem ersten Geschwindigkeitsbereich assoziiert ist und der zweite Reibungsmodus mit einem zweiten Geschwindigkeitsbereich assoziiert ist, welcher den ersten Geschwindigkeitsbereich überlappt, wobei das Verfahren ferner umfasst: Detektieren einer vertikalen Beschleunigungsrate des Fahrzeugs; und Ändern eines Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen ersten erweiterten Reibungsmodus einer Mehrzahl von erweiterten Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines Beschleunigungsrate-Schwellenwerts durch die vertikale Beschleunigungsrate, während die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des ersten Geschwindigkeitsbereichs liegt, wobei der erste erweiterte Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei sowohl der erste Reibungsmodus als auch der erste erweiterte Reibungsmodus mit dem ersten Geschwindigkeitsbereich assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner umfasst: Detektieren einer vertikalen Beschleunigungsrate des Fahrzeugs; und Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten erweiterten Reibungsmodus einer Mehrzahl von erweiterten Reibungsmodi als Antwort auf sowohl ein Überschreiten des ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch ein Überschreiten eines Vertikale-Beschleunigung-Schwellenwerts der durch die vertikale Beschleunigungsrate, wobei der zweite erweiterte Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der zweite Reibungsmodus assoziiert ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der zweite Reibungsmodus und der zweite erweiterte Reibungsmodus mit einem gemeinsamen Geschwindigkeitsbereich assoziiert sind.
Fahrzeugsteuerungssystem zur Verwendung in einem Steuerbetrieb eines Fahrzeugs, wobei das System umfasst: wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, in einem ersten einer Mehrzahl von Reibungsmodi in Betrieb zu sein, wobei die wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung eines aus einem Radaufhängungsdämpfer, einem Steuerarmkugelgelenk, einem Federbeinlager, einer Lenkzahnstangenführung und einem äußeren Spurstangenkugelgelenk umfasst; und eine Steuereinrichtung, welche mit der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung kommunikativ gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist: zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs; zum Ändern eines Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten der Mehrzahl von Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei der zweite Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert ist; und zum Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts, welcher kleiner als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert ist, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung einen Prozessor umfasst, welcher mit einer Speichervorrichtung, welche einen darin gespeicherten Reibungsmodusplan aufweist, kommunikativ gekoppelt ist, wobei der Reibungsmodusplan eine Mehrzahl von überlappenden Geschwindigkeitsbereichen definiert, welche jeweils mit einem entsprechenden Reibungsmodus der Mehrzahl von Reibungsmodi assoziiert sind, wobei die Steuereinrichtung zum Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung zwischen der Mehrzahl von Reibungsmodi gemäß dem Reibungsmodusplan eingerichtet ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung zum Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in den zweiten Reibungsmodus durch Erhöhen eines aus einer Reibungskraft und einem Reibungsmoment der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung eingerichtet ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung derart eingerichtet ist, dass sukzessive Änderungen zwischen dem ersten Reibungsmodus und dem zweiten Reibungsmodus nur nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, erlaubt sind.
System nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Geschwindigkeitssensor, welcher mit der Steuereinrichtung kommunikativ gekoppelt ist und zum Detektieren der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs eingerichtet ist, wobei die Steuereinrichtung zum Verringern einer Geschwindigkeitssignalauflösung des Geschwindigkeitssensors eingerichtet ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Geschwindigkeitsbereichs eines aus dem ersten Geschwindigkeit-Schwellenwert und dem zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwert liegt.
System nach Anspruch 10, wobei die wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung ein oberes Steuerarmkugelgelenk umfasst.
System nach Anspruch 10, wobei die wenigstens eine Reibungssteuerungsvorrichtung eine Mehrzahl von Reibungssteuerungsvorrichtungen umfasst und wenigstens zwei Reibungssteuerungsvorrichtungen der Mehrzahl von Reibungssteuerungsvorrichtungen unterschiedliche aus einem Radaufhängungsdämpfer, einem unteren Steuerarmkugelgelenk, einem oberen Steuerarmkugelgelenk, einem Federbeinlager, einer Lenkzahnstangenführung und einem äußeren Spurstangenkugelgelenk sind.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist: zum Detektieren einer vertikalen Beschleunigungsrate des Fahrzeugs; und zum Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen ersten einer Mehrzahl von erweiterten Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines Beschleunigungsrate-Schwellenwerts durch die vertikale Beschleunigungsrate, während die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des ersten Geschwindigkeitsbereichs liegt, wobei der erste erweiterte Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist: zum Detektieren einer vertikalen Beschleunigungsrate des Fahrzeugs; und zum Ändern des Betriebs der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem ersten Reibungsmodus in einen zweiten einer Mehrzahl von erweiterten Reibungsmodi als Antwort auf sowohl ein Überschreiten des ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit als auch ein Überschreiten eines Vertikalen-Beschleunigungs-Schwellenwerts durch die vertikale Beschleunigungsrate, wobei der zweite erweiterte Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der zweite Reibungsmodus assoziiert ist.
Steuereinrichtung zur Verwendung beim Steuern eines Betriebs wenigstens einer Reibungssteuerungsvorrichtung, welche mit einem Fahrzeug betriebsmäßig gekoppelt ist und mit der Steuereinrichtung kommunikativ gekoppelt ist, wobei die Steuereinrichtung umfasst: einen Prozessor; eine Speichervorrichtung, welche mit dem Prozessor kommunikativ gekoppelt ist; und computerausführbare Instruktionen, welche derart in der Speichervorrichtung abgespeichert sind, welche, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, die Steuereinrichtung veranlassen: eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs zu detektieren; den Betrieb der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von einem ersten einer Mehrzahl von Reibungsmodi in einen zweiten einer Mehrzahl von Reibungsmodi als Antwort auf ein Überschreiten eines ersten Geschwindigkeit-Schwellenwerts durch die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern, wobei der zweite Reibungsmodus mit einem höheren Widerstandsniveau als der erste Reibungsmodus assoziiert ist; und den Betrieb der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung von dem zweiten Reibungsmodus in den ersten Reibungsmodus als Antwort auf ein Unterschreiten eines zweiten Geschwindigkeit-Schwellenwerts, welcher geringer ist als der erste Geschwindigkeit-Schwellenwert, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit zu ändern.
Steuereinrichtung nach Anspruch 19, wobei die Speichervorrichtung einen darin abgespeicherten Reibungsmodusplan umfasst, wobei der Reibungsmodusplan eine Mehrzahl von überlappenden Geschwindigkeitsbereichen definiert, welche jeweils mit einem entsprechenden Reibungsmodus der Mehrzahl von Reibungsmodi assoziiert sind, wobei die computerausführbaren Instruktionen, wenn diese durch den Prozessor ausgeführt werden, die Steuereinrichtung veranlassen, den Betrieb der wenigstens einen Reibungssteuerungsvorrichtung zwischen der Mehrzahl von Reibungsmodi gemäß dem Reibungsmodusplan zu ändern.