DE102019213275A1 - Method for roll stabilization of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren Wankstabilisators (1), aufweisend einen Aktuator (2), der abhängig von Fahrzeugparametern ansteuerbar ist, um zwei damit verbundene Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) um eine Rotationsachse (3) gegeneinander zu verdrehen, wobei die Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) radial von der Rotationsachse (3) entfernt jeweils mit einer Radaufhängung (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) gekoppelt sind, zeichnet sich dadurch aus, dass für die Ansteuerung des Aktuators (2) vertikale Beschleunigungssignale (a7a, a7b) einzelner Räder (7a, 7b) berücksichtigt werden.A method for the roll stabilization of a motor vehicle by means of an adjustable roll stabilizer (1), comprising an actuator (2) which can be controlled depending on vehicle parameters in order to rotate two stabilizer sections (6a, 6b) connected therewith against each other about an axis of rotation (3), the Stabilizer sections (6a, 6b) radially away from the axis of rotation (3) are each coupled to a wheel suspension (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), is characterized in that vertical acceleration signals (a7a, a7b) of individual wheels (7a, 7b) are taken into account.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren Wankstabilisators gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein System zur Wankstabilisierung nach Anspruch 12.The invention relates to a method for roll stabilization of a motor vehicle by means of an adjustable roll stabilizer according to the features of claim 1 and a system for roll stabilization according to claim 12.

Aus der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere der Fahrwerkstechnik, ist es bekannt, das Roll- bzw. Wankverhalten von Kraftfahrzeugen mittels sogenannter Wankstabilisatoren zu beeinflussen. Im Grundaufbau handelt es sich hierbei um eine im Wesentlichen C-förmige Drehstabfeder, die im mittigen Bereich drehbar gegenüber dem Fahrzeugaufbau gelagert ist und deren äußere, sich gegenüberliegende Enden mittels Koppelelementen, sogenannten Pendelstützen, jeweils mit einer Radaufhängung gekoppelt sind. Durch diese Konstruktion sorgt der Wankstabilisator dafür, dass die Karosserie des Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt nicht nur an der kurvenäußeren Seite einfedert (bedingt durch die Zentrifugalkraft), sondern dass zudem das kurveninnere Rad etwas abgesenkt wird. Wankstabilisatoren verbessern die Spurtreue des Fahrzeugs und vermindern die seitliche Neigung des Fahrzeugaufbaus (Wanken), wodurch Kurvenfahrten sicherer und komfortabler werden.From motor vehicle technology, in particular chassis technology, it is known to influence the roll or roll behavior of motor vehicles by means of so-called roll stabilizers. The basic structure is a substantially C-shaped torsion bar spring which is rotatably mounted in the central area relative to the vehicle structure and whose outer, opposite ends are each coupled to a wheel suspension by means of coupling elements, so-called pendulum supports. With this construction, the roll stabilizer ensures that the vehicle's body not only compresses on the outside of the curve when cornering (due to the centrifugal force), but also that the wheel on the inside of the curve is lowered slightly. Roll stabilizers improve the vehicle's directional stability and reduce the lateral inclination of the vehicle body (roll), making cornering safer and more comfortable.

Zur weiteren Steigerung der Fahrzeugstabilität sowie des Fahrkomforts ist es bekannt, derartige Wankstabilisatoren verstellbar auszuführen. Der Wankstabilisator umfasst in diesem Fall einen Aktuator und ist in zwei mit Hilfe des Aktuators um eine Rotationsachse relativ zueinander verdrehbare Stabilisatorabschnitte geteilt. Durch Verdrehung der Stabilisatorabschnitte zueinander wird eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus gezielt erzeugt oder einer durch äußere Einflüsse hervorgerufenen Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus gezielt entgegengewirkt. Aus dem Stand der Technik sind verstellbare Wankstabilisatoren bekannt, deren Aktuator einen Elektromotor aufweist, der zur Erzielung geeigneter Drehzahlen bzw. Drehmomente mit einem mechanischen Getriebe, insbesondere in Bauform eines mehrstufigen Planetengetriebes in Antriebsverbindung steht. In diesem Zusammenhang sei beispielhaft auf DE 10 2016 219 399 A1 verwiesen.To further increase the stability of the vehicle and the driving comfort, it is known to make such roll stabilizers adjustable. In this case, the roll stabilizer comprises an actuator and is divided into two stabilizer sections that can be rotated relative to one another with the aid of the actuator about an axis of rotation. By rotating the stabilizer sections relative to one another, a rolling movement of the vehicle body is generated in a targeted manner or a rolling movement of the vehicle body caused by external influences is specifically counteracted. Adjustable roll stabilizers are known from the prior art, the actuator of which has an electric motor which, in order to achieve suitable speeds or torques, is in drive connection with a mechanical gear, in particular in the form of a multi-stage planetary gear. In this context, an example is given DE 10 2016 219 399 A1 referenced.

Neben der konstruktiven Gestaltung eines verstellbaren Wankstabilisators stellt auch dessen zweckgerechte Ansteuerung eine technische Herausforderung dar.In addition to the structural design of an adjustable roll stabilizer, its appropriate control also represents a technical challenge.

In diesem Zusammenhang sei verwiesen auf EP 1 362 720 A1 , welche für ein vierrädriges Kraftfahrzeug ein Verfahren zum Betreiben eines verstellbaren Wankstabilisators beschreibt. Die jeweils einer Fahrzeugachse zugeordneten verstellbaren Wankstabilisatoren werden jeweils mittels eines von einer elektronischen Steuereinheit unter Berücksichtigung der Querbeschleunigung und Fahrgeschwindigkeit sowie des Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs geeignet angesteuerten Aktuators gegeneinander verdreht. Zur Vermeidung von unerwünschten Kopierbewegungen, die insbesondere bei Straßenunebenheiten von einem Wankstabilisator übertragen werden, wird darin vorgeschlagen, dass zusätzlich zu den genannten Fahrzeugparametern (Querbeschleunigung, Fahrgeschwindigkeit, Lenkwinkel) auch Höhenstandsignale der einzelnen Räder gegenüber dem Fahrzeugaufbau berücksichtigt werden, um den jeweiligen Stabilisatorabschnitt im Fall einer durch Straßenunebenheiten angeregten Relativbewegung des Rades in Vertikalrichtung der genannten Radbewegung zumindest teilweise nachzuführen. Durch dieses aktive Nachführen eines Stabilisatorabschnitts abhängig vom erfassten Höhenstand eines einzelnen Rades lässt sich eine in Form von Straßenunebenheiten in die Wankstabilisierung eingehende Störgröße zumindest teilweise kompensieren.In this context, reference is made to EP 1 362 720 A1 which describes a method for operating an adjustable roll stabilizer for a four-wheeled motor vehicle. The adjustable roll stabilizers assigned to a vehicle axle are each rotated against one another by means of an actuator suitably controlled by an electronic control unit, taking into account the transverse acceleration and driving speed as well as the steering angle of the motor vehicle. In order to avoid unwanted copying movements, which are transmitted by a roll stabilizer, especially on bumps in the road, it is proposed that, in addition to the vehicle parameters mentioned (lateral acceleration, driving speed, steering angle), ride height signals from the individual wheels in relation to the vehicle body are also taken into account in order to avoid the respective stabilizer section to at least partially track a relative movement of the wheel in the vertical direction caused by bumps in the road. This active tracking of a stabilizer section as a function of the detected height of an individual wheel makes it possible to at least partially compensate for a disturbance variable entering the roll stabilization in the form of uneven road surfaces.

Als nachteilig daran ist anzusehen, dass eine genaue und zeitlich hoch aufgelöste Erfassung der Höhenstände der Räder einen hohen konstruktiven Aufwand erfordert. So wird üblicherweise der Höhenstand eines Rades nur indirekt gemessen, beispielsweise durch indirekte Messung des Schwenkwinkels eines Querlenkers der zugehörigen Radaufhängung des Rades. Aus diesem Wert wird auf den Höhenstand des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau geschlossen; die bei der Berechnung auftretenden Ungenauigkeiten werden in Kauf genommen. Neben auftretenden Ungenauigkeiten ist ein auf diese Weise erfasstes Messsignal gegenüber dem tatsächlichen Höhenstand des Rades leicht zeitverzögert, wodurch sich im Rahmen einer Verwendung des Messsignals für eine wie beschriebene Regelung zur Kompensation von in der Regel hochfrequenten Störanregungen durch die Fahrbahn eine verschlechterte Qualität der Regelung ergibt.A disadvantage of this is that an accurate and time-resolved detection of the height levels of the wheels requires a high level of design effort. For example, the level of a wheel is usually only measured indirectly, for example by indirect measurement of the pivot angle of a wishbone of the associated wheel suspension. This value is used to deduce the height of the wheel in relation to the vehicle body; the inaccuracies occurring in the calculation are accepted. In addition to inaccuracies that occur, a measurement signal recorded in this way is slightly delayed compared to the actual height of the wheel, which results in a deterioration in the quality of the control when the measurement signal is used for a control as described to compensate for generally high-frequency disturbance excitations from the roadway.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, mit welchem bei vertretbarem konstruktivem Aufwand eine Wankstabilisierung in erhöhter Qualität möglich ist. Insbesondere soll eine Möglichkeit geschaffen werden, durch Straßenunebenheiten verursachte Störeinflüsse auf die Wankstabilisierung weiter zu vermindern. Daneben soll ein entsprechendes System zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs angegeben werden.It is an object of the present invention to specify a method for roll stabilization of a motor vehicle with which roll stabilization of increased quality is possible with justifiable constructive effort. In particular, a possibility is to be created to further reduce disruptive influences on the roll stabilization caused by uneven roads. In addition, a corresponding system for the roll stabilization of a motor vehicle is to be specified.

Die eingangs genannte Aufgabe wird zunächst gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren Wankstabilisators, aufweisend einen Aktuator, der abhängig von Fahrzeugparametern ansteuerbar ist, um zwei damit verbundene Stabilisatorabschnitte um eine Rotationsachse gegeneinander zu verdrehen, wobei die Stabilisatorabschnitte radial von der Rotationsachse entfernt jeweils mit einer Radaufhängung gekoppelt sind. Das Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass für die Ansteuerung des Aktuators vertikale Beschleunigungssignale einzelner Räder berücksichtigt werden.The object mentioned at the beginning is achieved by a method according to the features of claim 1. This is a method for roll stabilization of a motor vehicle by means of an adjustable roll stabilizer, having an actuator that can be controlled depending on vehicle parameters, two to rotate associated stabilizer sections against each other about an axis of rotation, wherein the stabilizer sections are each coupled to a wheel suspension radially away from the axis of rotation. According to the invention, the method is characterized in that vertical acceleration signals from individual wheels are taken into account for the control of the actuator.

Erfindungsgemäß wurde zunächst erkannt, dass es für eine aktive Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren Wankstabilisators vorteilhaft ist, einen negativen Einfluss von durch Straßenunebenheiten verursachten Bewegungen einzelner Räder des Kraftfahrzeugs vermindern bzw. kompensieren zu können. Angesichts der konstruktiven Schwierigkeit bzw. des damit verbundenen Aufwandes den Höhenstand eines einzelnen Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau genau und zeitlich hochaufgelöst zu erfassen, wurde erfindungsgemäß die Idee entwickelt, anstatt des Höhenstandes (oder auch zusätzlich zum Höhenstand) eines einzelnen Rades dessen vertikale Beschleunigung für die Ansteuerung des Aktuators des verstellbaren Wankstabilisators zu berücksichtigen. Entsprechend nutzt das Verfahren zur Wankstabilisierung radindividuelle Beschleunigungssignale in Vertikalrichtung.According to the invention, it was first recognized that it is advantageous for active roll stabilization of a motor vehicle by means of an adjustable roll stabilizer to be able to reduce or compensate for a negative influence of movements of individual wheels of the motor vehicle caused by uneven road surfaces. In view of the structural difficulty and the effort involved in recording the height of an individual wheel in relation to the vehicle body precisely and with high temporal resolution, the idea was developed according to the invention, instead of the height (or in addition to the height) of an individual wheel, its vertical acceleration for the control of the actuator of the adjustable roll stabilizer. Accordingly, the method for roll stabilization uses individual wheel acceleration signals in the vertical direction.

Auf vorteilhafte Weise kann damit auf Basis der radindividuellen Beschleunigung eine Wankstabilisierung durchgeführt werden, welche eine Kompensation von durch Straßenunebenheiten verursachten Störungen vorsieht. Zu diesem Zweck erforderliche Beschleunigungssensoren lassen sich mit konstruktiv verhältnismäßig geringem Aufwand am Fahrzeugrad bzw. in hinreichender Nähe zum Fahrzeugrad anbringen. Aufgrund der unmittelbaren Radnähe weist das vertikale Beschleunigungssignal eine hohe Qualität auf, insbesondere einen geringen Zeitversatz sowie eine hohe Genauigkeit aufgrund geringer Störeinflüsse.In an advantageous manner, roll stabilization can thus be carried out on the basis of the individual wheel acceleration, which provides compensation for disturbances caused by uneven road surfaces. Acceleration sensors required for this purpose can be attached to the vehicle wheel or in sufficient proximity to the vehicle wheel with relatively little constructive effort. Due to the immediate proximity of the wheel, the vertical acceleration signal has a high quality, in particular a small time offset and high accuracy due to low interference.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden die vertikalen Beschleunigungssignale der Räder derart genutzt, dass im Fall einer durch Unebenheiten der Fahrbahn angeregten Vertikalbeschleunigung eines Rades der diesem zugeordnete Stabilisatorabschnitt durch entsprechende Ansteuerung des Aktuators der erfassten vertikalen Beschleunigung des Rades zumindest teilweise nachgeführt wird, um eine Beeinflussung des vom verstellbaren Wankstabilisator abgestützten Wankmoments durch die Fahrbahnunebenheit zu verringern oder zu vermeiden.According to an advantageous development of the method, the vertical acceleration signals of the wheels are used in such a way that, in the event of a vertical acceleration of a wheel caused by unevenness in the roadway, the stabilizer section assigned to it is at least partially tracked by appropriate control of the actuator of the detected vertical acceleration of the wheel in order to influence it to reduce or avoid the roll moment supported by the adjustable roll stabilizer due to the uneven road surface.

Zur zeiteffizienten Nutzung der vertikalen Beschleunigungssignale der Räder im Rahmen einer gewünschten Kompensation von durch Straßenunebenheiten verursachte Störeinflüsse sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens vor, dass die vertikalen Beschleunigungssignale der Räder zur Vorsteuerung eines Drehzahlreglers des Aktuators genutzt werden. Dies kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.For the time-efficient use of the vertical acceleration signals of the wheels within the scope of a desired compensation for disturbing influences caused by uneven road surfaces, an advantageous development of the method provides that the vertical acceleration signals of the wheels are used for precontrol of a speed controller of the actuator. This can be done in different ways.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass ein vertikales Beschleunigungssignal eines Rades auf Grundlage einer Modellrechnung, insbesondere basierend auf einem sogenannten Viertelfahrzeugmodell, in eine Einfederungsgeschwindigkeit des jeweiligen Rades umgerechnet wird. Unter der Einfederungsgeschwindigkeit eines Rades sei im Rahmen der Erfindung die Relativgeschwindigkeit zwischen zugehörigem Radträger und Fahrzeugaufbau verstanden.A particularly preferred embodiment of the method provides that a vertical acceleration signal of a wheel is converted into a compression speed of the respective wheel on the basis of a model calculation, in particular based on a so-called quarter vehicle model. In the context of the invention, the compression speed of a wheel is understood to mean the relative speed between the associated wheel carrier and the vehicle body.

Vorteilhaft werden dabei für die Modellierung in Form eines Viertelfahrzeugmodells Festlegungen hinsichtlich der Werte von Viertelfahrzeugmasse, Aufbaufeder und Aufbaudämpfung getroffen, die bevorzugt auf durchgeführten Fahrversuchen basieren. Die Modellierung setzt demnach voraus, dass zunächst - beispielsweise in zuvor durchgeführten Fahrversuchen - eine Parametrierung durchgeführt wurde, um für die Viertelfahrzeugmodellierung nutzbare Werte zu erhalten.For the modeling in the form of a quarter vehicle model, specifications are advantageously made with regard to the values of quarter vehicle mass, body spring and body damping, which are preferably based on driving tests that have been carried out. The modeling therefore presupposes that a parameterization has first been carried out - for example in previously carried out driving tests - in order to obtain usable values for the quarter vehicle modeling.

Die Modellierung in Form eines Viertelfahrzeugmodells stellt eine einfache Möglichkeit zur Bestimmung der Einfederungsgeschwindigkeit eines Rades dar. Alternativ oder ergänzend ist es bei Vorliegen eines Signals für eine Wank-Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus auch möglich, die Einfederungsgeschwindigkeit eines Rades unmittelbar rechnerisch aus der Wank-Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus und der Radbeschleunigung zu bestimmen. Hierzu ist demnach erforderlich, dass am Fahrzeugaufbau ein entsprechender Sensor zur Erfassung der Aufbau-Wankbeschleunigung vorhanden ist. Eine Modellierung auf Basis des Viertelfahrzeugmodells kann dann entfallen.Modeling in the form of a quarter vehicle model is a simple way of determining the deflection speed of a wheel. Alternatively or in addition, if a signal for a roll acceleration of the vehicle body is available, the deflection speed of a wheel can be calculated directly from the roll acceleration of the vehicle body and to determine the wheel acceleration. For this purpose, it is therefore necessary that a corresponding sensor for detecting the body roll acceleration is available on the vehicle body. Modeling based on the quarter vehicle model can then be omitted.

Das Verfahren zur Wankstabilisierung ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass für das Rad jeder Fahrzeugseite zunächst eine Einfederungsgeschwindigkeit berechnet wird, und anschließend auf Grundlage einer berechneten Differenz der Einfederungsgeschwindigkeiten des linken Rades und des rechten Rades über eine kinematische Umrechnung eine Solldrehzahl für den Aktuator berechnet wird, die ein Vorsteuersignal für den Drehzahlregler des Aktuators darstellt.The method for roll stabilization is advantageously designed in such a way that a compression speed is first calculated for the wheel on each side of the vehicle, and then a target speed for the actuator is calculated based on a calculated difference between the compression speeds of the left wheel and the right wheel via a kinematic conversion represents a pre-control signal for the speed controller of the actuator.

Die vertikalen Beschleunigungssignale der Räder werden vorzugsweise durch an den Rädern oder zumindest radnah angeordnete Beschleunigungssensoren erfasst.The vertical acceleration signals of the wheels are preferably detected by acceleration sensors arranged on the wheels or at least close to the wheels.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Ansteuerung des Aktuators unter Berücksichtigung der vertikalen Beschleunigungssignale einzelner Räder steht insbesondere im Zusammenhang mit der Kompensation von durch Fahrbahnunebenheiten verursachten Störungen. Ganz allgemein wird der Aktuator im Rahmen der Wankstabilisierung des Kraftfahrzeugs mittels einer - wie auch immer gestalteten - Steuereinrichtung abhängig von Fahrzeugparametern wie Querbeschleunigung, Fahrgeschwindigkeit und/oder Lenkwinkel des Fahrzeugs angesteuert.The control of the actuator provided according to the invention, taking into account the vertical acceleration signals of individual wheels is particularly related to the compensation of disturbances caused by uneven road surfaces. In general, the actuator is controlled within the scope of the roll stabilization of the motor vehicle by means of a control device - regardless of its configuration - depending on vehicle parameters such as lateral acceleration, driving speed and / or steering angle of the vehicle.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens zur Wankstabilisierung wird der Aktuator konkret auf Grundlage eines Lagesignals in Form eines Sollwinkels geregelt, der über einen Positionsregler in eine Solldrehzahl umgerechnet wird.According to a preferred embodiment of the method for roll stabilization, the actuator is specifically regulated on the basis of a position signal in the form of a target angle, which is converted into a target speed by a position controller.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Solldrehzahl einer Drehzahlregelung zugeführt wird, welche die Solldrehzahl in ein Motor-Sollmoment umrechnet, auf dessen Grundlage ein Motor des Aktuators, insbesondere über eine feldorientierte Regelung angesteuert wird.It is advantageously provided that the setpoint speed is fed to a speed control which converts the setpoint speed into a setpoint motor torque, on the basis of which a motor of the actuator is controlled, in particular via a field-oriented control.

Die eingangs genannte Aufgabe wird daneben gelöst durch ein System zur Wankstabilisierung gemäß Anspruch 12. Es handelt sich hierbei um ein System zur Wankstabilisierung, das ausgebildet ist, ein Verfahren der zuvor beschriebenen Art auszuführen.The object mentioned at the beginning is also achieved by a system for roll stabilization according to claim 12. This is a system for roll stabilization which is designed to carry out a method of the type described above.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Daraus ergeben sich auch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 einen verstellbaren Wankstabilisator für ein Kraftfahrzeug in schematischer Ansicht,
  • 2 eine graphische Darstellung einer Regelstrategie eines verstellbaren Wankstabilisators,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Viertelfahrzeugmodells,
  • 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung der Einfederungsgeschwindigkeit auf Grundlage der vertikalen Radbeschleunigung.
The invention is explained in more detail below with reference to a drawing. This also gives rise to further advantageous refinements of the invention. In the drawing shows:
  • 1 an adjustable roll stabilizer for a motor vehicle in a schematic view,
  • 2 a graphic representation of a control strategy of an adjustable roll stabilizer,
  • 3rd a schematic representation of a quarter vehicle model,
  • 4th a schematic illustration to explain the determination of the compression speed on the basis of the vertical wheel acceleration.

Zur Veranschaulichung des Einsatzgebietes der Erfindung zeigt 1 zunächst einen verstellbaren Wankstabilisator 1 in schematischer Ansicht. Der verstellbare Wankstabilisator 1 ist Teil eines nicht vollständig gezeigten Fahrwerks eines (nicht dargestellten) Kraftfahrzeugs. Vom Kraftfahrzeug ist lediglich ein Fahrzeugaufbau 10 per Bezugszeichen angedeutet. Der Wankstabilisator 1 ist auch Teil einer Achse des Kraftfahrzeugs, beispielsweise kann bzw. können die Vorderachse und/oder Hinterachse des Kraftfahrzeugs mit dem verstellbaren Wankstabilisator 1 ausgestattet sein.To illustrate the field of application of the invention shows 1 first an adjustable roll stabilizer 1 in schematic view. The adjustable roll stabilizer 1 is part of a not completely shown chassis of a (not shown) motor vehicle. Only a vehicle body is of the motor vehicle 10 indicated by reference numerals. The roll stabilizer 1 is also part of an axle of the motor vehicle, for example, the front axle and / or rear axle of the motor vehicle can with the adjustable roll stabilizer 1 be equipped.

Wie 1 zeigt, sind ein linkes Rad 7a und ein auf der gegenüberliegenden Fahrzeugseite angeordnetes rechtes Rad 7b jeweils über eine nicht näher zu erläuternde Lenkeranordnung 8a bzw. 8b mit dem Fahrzeugaufbau 10 verbunden. Rad 7a und Lenkeranordnung 8a bzw. Rad 7b und Lenkeranordnung 8b bilden somit jeweils eine Einheit, und sind jeweils über eine Pendelstütze 9a bzw. 9b an ein Ende eines zugehörigen Stabilisatorabschnitts 7a bzw. 7b des verstellbaren Wankstabilisators 1 gekoppelt. Der linke Stabilisatorabschnitt 6a und der rechte Stabilisatorabschnitt 6b sind fahrzeugmittig über einen als im Wesentlichen zylindrischer Körper dargestellten Aktuator 2 miteinander verbunden.How 1 shows are a left wheel 7a and a right wheel located on the opposite side of the vehicle 7b each via a link arrangement that is not to be explained in more detail 8a or. 8b with the vehicle body 10 connected. wheel 7a and handlebar assembly 8a or wheel 7b and handlebar assembly 8b thus each form a unit, and each have a pendulum support 9a or. 9b to one end of an associated stabilizer section 7a or. 7b of the adjustable roll stabilizer 1 coupled. The left stabilizer section 6a and the right stabilizer section 6b are in the center of the vehicle via an actuator shown as an essentially cylindrical body 2 connected with each other.

Auf für sich gesehen bekannte Weise ist der verstellbare Wankstabilisator 1 um eine Rotationsachse 3 drehbar gegenüber dem Fahrzeugaufbau 10 gelagert, hierzu dienen eine linke Stabilisatorlagerung 11a und eine rechte Stabilisatorlagerung 11b, welche gemäß 1 einen dem Aktuator 2 zugewandten Bereich des jeweiligen Stabilisatorabschnitts 6a bzw. 6b - vereinfacht dargestellt - U-förmig umgreifen.The adjustable roll stabilizer is known in and of itself 1 around an axis of rotation 3rd rotatable in relation to the vehicle body 10 stored, a left stabilizer bearing is used for this 11a and a right stabilizer mount 11b which according to 1 one to the actuator 2 facing area of the respective stabilizer section 6a or. 6b - shown in simplified form - grip around in a U-shape.

Der hier als zylindrischer Körper dargestellte Aktuator 2 umfasst im Wesentlichen ein in Bezug auf die Rotationsachse 3 im Wesentlichen rotationssymmetrisches Gehäuse (nicht näher bezeichnet), in welchem ein Elektromotor 4 sowie ein mehrstufiges Planetengetriebe 9 und ein Drehzahlsensor 13 (jeweils nur durch Bezugszeichen angedeutet) angeordnet sind. Über den Elektromotor 4 und das mehrstufige Planetengetriebe 5 stehen die Stabilisatorabschnitte 6a und 6b in Antriebsverbindung zueinander. Bei stehendem Aktuator 2 sind die beiden Stabilisatorabschnitte 6a, 6b über den stehenden Elektromotor 4 und das damit antriebsverbundene mehrstufige Planetengetriebe 5 starr miteinander verbunden. Durch den Betrieb des Elektromotors 4 lassen sich die Stabilisatorabschnitte 6a, 6b jedoch abhängig von der Drehrichtung des Elektromotors 4 um die Rotationsachse 3 gegeneinander verdrehen. Dabei gibt das mehrstufige Planetengetriebe 5 ein festes Drehzahlverhältnis zwischen Antrieb (Elektromotor 4) und Abtrieb (mit dem Getriebeausgang gekoppelter rechter Stabilisatorabschnitt 6b) vor. So lässt sich der verstellbare Wankstabilisator 1 auf für sich gesehen bekannte Weise verstellen.The actuator shown here as a cylindrical body 2 essentially comprises one with respect to the axis of rotation 3rd essentially rotationally symmetrical housing (unspecified) in which an electric motor 4th as well as a multi-stage planetary gear 9 and a speed sensor 13th (each indicated only by reference numerals) are arranged. About the electric motor 4th and the multi-stage planetary gear 5 are the stabilizer sections 6a and 6b in drive connection to each other. With the actuator stationary 2 are the two stabilizer sections 6a , 6b via the stationary electric motor 4th and the multi-stage planetary gear connected to the drive 5 rigidly connected to each other. By operating the electric motor 4th let the stabilizer sections 6a , 6b however, it depends on the direction of rotation of the electric motor 4th around the axis of rotation 3rd twist against each other. The multi-stage planetary gear is there 5 a fixed speed ratio between drive (electric motor 4th ) and output (right stabilizer section coupled with the gearbox output 6b ) in front. This is how the adjustable roll stabilizer 1 adjust in a manner known per se.

Abhängig vom Betriebszustand des verstellbaren Wankstabilisators 1 bzw. des damit ausgestatteten Fahrzeugs kann es zu einer Torsion der über den Aktuator 2 miteinander gekoppelten Stabilisatorabschnitten 6a, 6b kommen, in deren Abhängigkeit sich ein um die Rotationsachse 3 wirkendes Moment MSystem entwickelt. Dieses Moment MSystem liegt am Aktuator 2 in Form eines System-Moments an.Depending on the operating status of the adjustable roll stabilizer 1 or the vehicle equipped with it, there may be a torsion of the actuator 2 stabilizer sections coupled to one another 6a , 6b come, depending on which a around the axis of rotation 3rd effective moment M system developed. This moment M system is on the actuator 2 in the form of a system moment.

Mit Hilfe des Wankstabilisators 1 kann ein Wankmoment MWank abgestützt werden, das zwischen Fahrzeugaufbau 10 und Rädern 7a, 7b wirkt. Durch Verstellung des Wankstabilisators 1 lässt sich das abstützbare Wankmoment MWank beeinflussen. Zur bedarfsgerechten Regelung des Wankstabilisators 1 sind dem linken Rad 7a bzw. dem rechten Rad 7b jeweils ein Höhenstandssensor 12a bzw. 12b zugeordnet, welche eine Erfassung von Radhubbewegungen des jeweiligen Rades ermöglichen und in Form eines Höhenstandes für das linke Rad z7a bzw. Höhenstandes für das rechte Rad z7b ausgeben. Daneben lässt sich über den Drehzahlsensor 13 die Drehung des Elektromotors 4 erfassen und wird in Form eines Drehzahlsignals als Motordrehzahl n ausgegeben.With the help of the roll stabilizer 1 can be a moment of roll M Wank be supported between the vehicle body 10 and wheels 7a , 7b works. By adjusting the roll stabilizer 1 the roll moment that can be supported M Wank influence. For needs-based regulation of the roll stabilizer 1 are the left wheel 7a or the right wheel 7b one level sensor each 12a or. 12b assigned, which enable the detection of wheel stroke movements of the respective wheel and in the form of a height level for the left wheel z7a or height for the right wheel z7b output. In addition, the speed sensor 13th the rotation of the electric motor 4th detect and is in the form of a speed signal as the engine speed n issued.

Die Regelung des in 1 schematisch dargestellten verstellbaren Wankstabilisators 1 wird anhand der in 2 dargestellten Regelstrategie nachfolgend näher erläutert. Demnach geht in die Regelung des verstellbaren Wankstabilisators 1 als Eingangsgröße ein sogenanntes System-Sollmoment ein. Es handelt sich hierbei um eine vom Fahrzeug vorgegebene Größe, welche dem um die Rotationsachse 3 wirkenden Moment MSystem (vgl. 1) entspricht, das von dem verstellbaren Wankstabilisator 1 auf Ebene des Aktuators abgestützt werden soll, welches also am Aktuator 2 - umfassend Elektromotor 4 und Getriebe 5 - mit Drehsinn um die Rotationsachse 3 angreifen soll. Über das kinematische Zusammenwirken des verstellbaren Wankstabilisators 1, der Radaufhängungen 7a, 7b, 8a, 8b, 9a 9b und der Anbindungen 11a, 11b an den Fahrzeugaufbau 10 stützt der verstellbare Wankstabilisator 1 damit - auf Fahrzeugebene - ein achsbezogenes Wankmoment MWank ab (s. 1, um die Fahrzeuglängsrichtung verlaufend).The regulation of the in 1 adjustable roll stabilizer shown schematically 1 is based on the in 2 The control strategy shown is explained in more detail below. Accordingly, it goes into the regulation of the adjustable roll stabilizer 1 a so-called system setpoint torque as the input variable. This is a size specified by the vehicle, which is related to the axis of rotation 3rd acting moment M system (see. 1 ) corresponds to that of the adjustable roll stabilizer 1 should be supported at the level of the actuator, which is on the actuator 2 - Comprehensive electric motor 4th and gears 5 - with sense of rotation around the axis of rotation 3rd to attack. Via the kinematic interaction of the adjustable roll stabilizer 1 , the suspension 7a , 7b , 8a , 8b , 9a 9b and the connections 11a , 11b to the vehicle body 10 is supported by the adjustable roll stabilizer 1 thus - at vehicle level - an axle-related rolling moment M Wank Section. 1 , running around the longitudinal direction of the vehicle).

Das System-Sollmoment wird über eine bekannte System-Steifigkeit in einen Verdrehwinkel für die Drehmomentanforderung umgerechnet, wobei die bekannte System-Steifigkeit sich zusammensetzt aus einzelnen Steifigkeiten, insbesondere den Steifigkeiten des Stabilisators selbst (Stabilisatorabschnitte, Getriebe, Gehäuse, ggf. Entkopplungselemente, Pendelstütze, Stabilisatorlagerung und dergleichen).The system target torque is converted into a twist angle for the torque request using a known system rigidity, the known system rigidity being composed of individual rigidity levels, in particular the rigidity levels of the stabilizer itself (stabilizer sections, gearbox, housing, possibly decoupling elements, pendulum support, Stabilizer bearings and the like).

Parallel dazu fließt in die Regelung des verstellbaren Wankstabilisators eine Größe zur Kompensation von Störungen ein. Dazu werden Radbewegungsdaten, erfasst durch den Rädern zugeordnete Höhenstandssensoren, in Form von Höhenstandssignalen (radindividuell) sowie eine Kennwerttabelle für einen Entkopplungswinkel (mit zuvor ermittelten fahrzeugspezifischen Daten) zur Bestimmung eines sogenannten „Null-Moment-Winkels“ genutzt, d. h. jenem Winkel, der dem äußeren Verdrehwinkel des verstellbaren Wankstabilisators, verursacht etwa durch unebene Straße, entspricht, und welcher den Aktuator des verstellbaren Wankstabilisators momentenfrei stellen würde. Die beiden auf diese Weise ermittelten Winkel, nämlich der Verdrehwinkel für die Drehmomentanforderung sowie der Null-Moment-Winkel werden anschließend zu einem Sollwinkel addiert.At the same time, a variable to compensate for disturbances flows into the regulation of the adjustable roll stabilizer. For this purpose, wheel movement data, recorded by the ride height sensors assigned to the wheels, in the form of ride height signals (for each wheel) and a table of characteristic values for a decoupling angle (with previously determined vehicle-specific data) are used to determine a so-called "zero torque angle", i. H. that angle which corresponds to the outer angle of rotation of the adjustable roll stabilizer, caused for example by an uneven road, and which would make the actuator of the adjustable roll stabilizer torque-free. The two angles determined in this way, namely the angle of rotation for the torque request and the zero torque angle, are then added to a setpoint angle.

Der Sollwinkel wird anschließend einem kaskadierten Lage-Drehzahl-Regler zugeführt. Dieser beinhaltet einen Positions-Regler, der aus dem eingehenden Sollwinkel

  • - unter zusätzlicher Berücksichtigung eines Rückkopplungssignals des Motors - eine Solldrehzahl ermittelt, die wiederum in einen Drehzahl-Regler eingeht. Der Drehzahl-Regler ermittelt auf Grundlage der Solldrehzahl sowie einer Rückkopplung vom Elektromotor (Drehzahl) ein Motor-Sollmoment zur Ansteuerung des Elektromotors. Das Motor-Sollmoment wird wiederum einer feldorientierten Regelung zugeführt, die
  • - wiederum unter Berücksichtigung von Rückkopplungssignalen des Elektromotors - den Elektromotor 4 des Aktuators 2 ansteuert. Ein vom Elektromotor 4 erzeugtes Motorausgangsmoment wird - nun auf mechanischem Wege - über ein Getriebe 5 (mehrstufiges Planetenradgetriebe) zu einem System-Moment gewandelt, das zwischen den Stabilisatorabschnitten (vergl. 1 Bezugszeichen 6a und 6b) wirkt.
Das in 2 dargestellte Regelungsschema findet vorteilhaft Anwendung an einem wie in 1 dargestellten verstellbaren Wankstabilisator 1. Indem bei dem dort beschriebenen Regelungsprinzip ein eingehendes System-Sollmoment über die System-Steifigkeit in einen Sollwinkel umgerechnet wird, aus dem mittels eines Lage-Drehzahl-Reglers ein Motor-Sollmoment ermittelt wird, wobei der Motor mit entsprechenden Motorströmen beaufschlagt wird, erfolgt eine Verstellung des Wankstabilisators.The target angle is then fed to a cascaded position / speed controller. This includes a position controller that is derived from the incoming setpoint angle
  • - with additional consideration of a feedback signal from the motor - a setpoint speed is determined, which in turn goes into a speed controller. The speed controller determines a motor setpoint torque for controlling the electric motor on the basis of the setpoint speed and feedback from the electric motor (speed). The target motor torque is in turn fed to a field-oriented control system, which
  • - Again, taking into account feedback signals from the electric motor - the electric motor 4th of the actuator 2 drives. One from the electric motor 4th The engine output torque generated is - now mechanically - via a gearbox 5 (multi-stage planetary gear) converted to a system torque that is between the stabilizer sections (cf. 1 Reference number 6a and 6b ) works.
This in 2 The control scheme shown is advantageously used in one as in 1 illustrated adjustable roll stabilizer 1 . With the control principle described there, an incoming system target torque is converted into a target angle via the system rigidity, from which a target motor torque is determined by means of a position-speed controller, whereby the motor is subjected to corresponding motor currents, an adjustment takes place of the roll stabilizer.

Wie anhand von 2 in Kombination mit 1 erläutert, fließt gemäß dem dort beschriebenen Regelungsschema zur Wankstabilisierung ein „Null-Moment-Winkel“ in die Bestimmung des Sollwinkels ein, wobei der Null-Moment-Winkel aus einer Kennwerttabelle für den Entkopplungswinkel in Abhängigkeit eingehender Radbewegungsdaten (Höhenstände der Räder) bestimmt wird.As with 2 in combination with 1 explained, according to the control scheme for roll stabilization described there, a "zero torque angle" is included in the determination of the target angle, with the zero torque angle being determined from a table of characteristics for the decoupling angle as a function of incoming wheel movement data (wheel heights).

Alternativ oder ergänzend dazu sieht das erfindungsgemäße Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs vor, dass für die Ansteuerung des Aktuators 2 vertikale Beschleunigungssignale a7a, a7b einzelner Räder 7a, 7b (vgl. 1) berücksichtigt werden. Es werden demnach anstatt oder ergänzend zu Höhenstandssignalen z7a, z7b der Räder 7a, 7b vertikale Beschleunigungssignale a7a, a7b der Räder 7a, 7b genutzt, was auf nachfolgend beschriebene Weise erfolgt.As an alternative or in addition to this, the method according to the invention for roll stabilization of a motor vehicle provides that for controlling the actuator 2 vertical acceleration signals a7a , a7b individual wheels 7a , 7b (see. 1 ) must be taken into account. Instead of or in addition to this, they become level signals z7a , z7b of the wheels 7a , 7b vertical acceleration signals a7a , a7b of the wheels 7a , 7b used, which is done in the manner described below.

Ganz allgemein werden die vertikalen Beschleunigungssignale der Räder dabei derart genutzt, dass im Fall einer durch Unebenheiten der Fahrbahn angeregten Vertikalbeschleunigung eines Rades 7a, 7b der diesem zugeordnete Stabilisatorabschnitt 6a, 6b durch entsprechende Ansteuerung des Aktuators 2 der erfassten vertikalen Beschleunigung des Rades 7a, 7b zumindest teilweise nachgeführt wird, um eine Beeinflussung des vom verstellbaren Wankstabilisator 1 abgestützten Wankmoments MWank durch die Fahrbahnunebenheit zu verringern oder zu vermeiden.In general, the vertical acceleration signals of the wheels are used in such a way that in the event of a vertical acceleration of a wheel caused by unevenness in the roadway 7a , 7b the stabilizer section assigned to this 6a , 6b through appropriate control of the actuator 2 the detected vertical acceleration of the wheel 7a , 7b is at least partially tracked to influence the adjustable roll stabilizer 1 supported rolling moment M Wank by reducing or avoiding the unevenness of the road.

Ergänzend bzw. abweichend zu dem in 2 gezeigten Regelungsschema lassen sich die vertikalen Beschleunigungssignale der Räder 7a, 7b zur Vorsteuerung des Drehzahlreglers des Aktuators 2 (vergl. 2) nutzen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt dies auf Grundlage einer Modellrechnung, welche auf einem sogenannten Viertelfahrzeugmodell basiert.In addition to or deviating from the in 2 The control scheme shown here shows the vertical acceleration signals of the wheels 7a , 7b for precontrol of the speed controller of the actuator 2 (cf. 2 ) use. According to an exemplary embodiment of the invention, this takes place on the basis of a model calculation which is based on a so-called quarter vehicle model.

In diesem Zusammenhang sei auf 3 verwiesen, die eine schematische Darstellung eines Viertelfahrzeugmodells liefert. Dargestellt ist in schematischer Seitenansicht - stark vereinfacht - ein sich auf einem Rad 7a abstützendes „Viertel“ (z.B. hinteres, linkes Rad 7a) eines Kraftfahrzeugs. Das Modell beruht auf der Annahme, dass sich eine Viertelfahrzeugmasse 20 mittels einer Aufbaufeder 21 und einem Aufbaudämpfer 22 über das Rad 7a gegenüber der Fahrbahn 23 abstützt. Im Fahrbetrieb, d. h. beim Abrollen des Rades 7a über eine Fahrbahn 23 kommt es bei einer Bodenunebenheit zu Vertikalbewegungen des Rades 7a bzw. der Viertelfahrzeugmasse 20 des Viertelfahrzeugs.In this context, be on 3rd referenced, which provides a schematic representation of a quarter vehicle model. Shown in a schematic side view - greatly simplified - is a self on a wheel 7a supporting "quarter" (e.g. rear, left wheel 7a ) of a motor vehicle. The model is based on the assumption that there is a quarter of the vehicle mass 20th by means of a construction spring 21 and a body damper 22nd over the wheel 7a opposite the roadway 23 supports. When driving, ie when rolling the wheel 7a over a roadway 23 If the ground is uneven, the wheel will move vertically 7a or the quarter vehicle mass 20th of the quarter vehicle.

Das Rad 7a wird dabei in Vertikalrichtung mit einer Beschleunigung a7a beschleunigt, bewegt sich dabei mit einer Geschwindigkeit v7a und weist dabei den Höhenstand z7a auf. Die Masse 20 bzw. der Aufbau 20 des Viertelfahrzeugs wird unter Einwirkung der Radbewegung, übertragen durch Aufbaufeder 21 und Aufbaudämpfer 22 (leicht vereinfacht) auf den Aufbau 20 mit einer Vertikalbeschleunigung a20 beschleunigt, bewegt sich dabei mit einer Geschwindigkeit v20 und weist dabei den Höhenstand z20 auf.The wheel 7a is accelerated in the vertical direction a7a accelerates, moving at one speed v7a and indicates the height z7a on. The crowd 20th or the structure 20th of the quarter vehicle is transmitted by the body spring under the action of the wheel movement 21 and body damper 22nd (slightly simplified) on the structure 20th with a vertical acceleration a20 accelerates, moving at one speed v20 and indicates the height z20 on.

In Kenntnis der vertikalen Radgeschwindigkeit des linken Rades 7a sowie der vertikalen Geschwindigkeit des Aufbaus des Viertelfahrzeugs v20 lässt sich eine Einfederungsgeschwindigkeit v(rel) als Differenz der beiden Größen errechnen, wie in der 3 als Gleichung dargestellt. Demnach ist: v ( rel ) = v7a-v20 .

Figure DE102019213275A1_0001
Knowing the vertical wheel speed of the left wheel 7a and the vertical speed of the superstructure of the quarter vehicle v20 can be a compression speed v (rel) as the difference between the two quantities, as in the 3rd represented as an equation. Hence: v ( rel ) = v7a-v20 .
Figure DE102019213275A1_0001

Zur Nutzung des Viertelfahrzeugmodells ist die Kenntnis der Werte von Viertelfahrzeugmasse 20, Kennwert der Aufbaufeder 21 und Kennwert der Aufbaudämpfung 22 notwendig, welche zu diesem Zweck in zuvor durchgeführten Fahrversuchen ermittelt werden. Das Viertelfahrzeugmodell dient letztlich dazu, ein sensorisch erfasstes vertikales Beschleunigungssignal a7a bzw. a7b eines Rades 7a, 7b in eine Einfederungsgeschwindigkeit v(rel) des jeweiligen Rades 7a, 7b umzurechnen. In diesem Zusammenhang sei auf 4 verwiesen, die eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung der Einfederungsgeschwindigkeit auf Grundlage der vertikalen Radbeschleunigung liefert.To use the quarter vehicle model, you need to know the values of quarter vehicle mass 20th , Characteristic value of the body spring 21 and characteristic value of the body attenuation 22nd necessary, which are determined for this purpose in previously carried out driving tests. The quarter vehicle model ultimately serves to generate a vertical acceleration signal recorded by sensors a7a or. a7b of a wheel 7a , 7b into a compression speed v (rel) of the respective wheel 7a , 7b to convert. In this context, be on 4th referenced, which provides a schematic illustration for explaining the determination of the compression speed on the basis of the vertical wheel acceleration.

Demnach wird aus einer erfassten vertikalen Radbeschleunigung a7a des linken Rades (hier beispielhaft ausschließlich für das linke Rad, gleichermaßen übertragbar auf das rechte Rad), hervorgerufen durch eine Anregung 24 (Fahrbahnunebenheit) durch Integration über die Zeit eine vertikale Geschwindigkeit v7a des linken Rades 7a errechnet. Durch erneute Integration über die Zeit wird daraus ein Höhenstand z7a des linken Rades, also eine vertikale Weginformation des linken Rades 7a errechnet.This results in a detected vertical wheel acceleration a7a of the left wheel (here as an example only for the left wheel, equally transferable to the right wheel), caused by an excitation 24 (Unevenness of the road) by integration over time a vertical speed v7a of the left wheel 7a calculated. Through re-integration over time, it becomes a high point z7a of the left wheel, i.e. vertical path information for the left wheel 7a calculated.

Die vertikale Radgeschwindigkeit des linken Rades v7a geht daneben als Subtrahend in die Berechnung der Einfederungsgeschwindigkeit v(rel) ein.The vertical wheel speed of the left wheel v7a is also used as a subtrahend in the calculation of the compression speed v (rel) on.

In einer parallelen Schleife wird die vertikale Geschwindigkeit v20 des Viertelfahrzeugs bestimmt. Hierzu gehen der zuvor errechnete Höhenstand z7a als Subtrahend und der Höhenstand z20 des Viertelfahrzeugs in einen Integrator ein. Die resultierende Relativbewegung zwischen Rad und Aufbau geht in einen Einzelmassenschwinger (Aufbaufeder) f(21) ein. Parallel dazu geht die Einfederungsgeschwindigkeit v(rel) in einen Einzelmassenschwinger für den Aufbaudämpfer f(22) ein. Die zusammengeführten Werte aus f(21) und f(22) gehen ein in einen Einzelmassenschwinger für das Viertelfahrzeug f(20), welcher als Ausgangsgröße eine vertikale Beschleunigung a20 des Viertelfahrzeugs liefert.In a parallel loop is the vertical speed v20 of the quarter vehicle determined. To do this, go to the previously calculated altitude z7a as a subtrahend and the height level z20 of the quarter vehicle into an integrator. The resulting relative movement between the wheel and the body goes into a single mass oscillator (body spring) f (21) on. The compression speed goes parallel to this v (rel) into a single mass oscillator for the superstructure damper f (22) on. The merged values from f (21) and f (22) go into a single mass oscillator for the quarter vehicle f (20) , which as output variable is a vertical acceleration a20 of the quarter vehicle delivers.

Diese vertikale Beschleunigung a20 des Viertelfahrzeugs wiederum wird durch Integration über die Zeit in eine vertikale Geschwindigkeit des Viertelfahrzeugs v20 umgerechnet, um einerseits nach weiterer Integration über die Zeit den Höhenstand des Viertelfahrzeugs z20 zu liefern, andererseits durch bereits erwähnte Differenzbildung mit der vertikalen Radgeschwindigkeit v7a die Einfederungsgeschwindigkeit v(rel) zu bestimmen.This vertical acceleration a20 of the quarter vehicle, in turn, is converted into a vertical speed of the quarter vehicle through integration over time v20 converted to, on the one hand, after further integration over time, the height of the quarter vehicle z20 on the other hand, by forming the difference with the vertical wheel speed, as mentioned above v7a the compression speed v (rel) to determine.

Für jede Fahrzeugseite kann auf die gemäß dem in 4 dargestellten Schema beschriebene Weise die Einfederungsgeschwindigkeit v(rel) des jeweiligen Rades 7a, 7b gegenüber dem Fahrzeugaufbau laufend errechnet werden. Anschließend wird auf Grundlage einer berechneten Differenz der Einfederungsgeschwindigkeiten des linken Rades 7a und des rechten Rades 7b über eine kinematische Umrechnung eine Solldrehzahl für den Aktuator 2 berechnet, die ein Vorsteuersignal für den Drehzahlregler des Aktuators darstellt.For each side of the vehicle, the according to the in 4th The scheme shown in the illustration shows the compression speed v (rel) of the respective wheel 7a , 7b compared to the Vehicle body can be calculated continuously. Then, on the basis of a calculated difference in the compression speeds of the left wheel 7a and the right wheel 7b A target speed for the actuator via a kinematic conversion 2 calculated, which represents a pre-control signal for the speed controller of the actuator.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
verstellbarer Wankstabilisatoradjustable roll stabilizer
22
AktuatorActuator
33
RotationsachseAxis of rotation
44th
ElektromotorElectric motor
55
mehrstufiges Planetengetriebemulti-stage planetary gear
6a, 6b6a, 6b
linker (bzw. rechter) Stabilisatorabschnittleft (or right) stabilizer section
7a, 7b7a, 7b
linkes (bzw. rechtes) Radleft (or right) wheel
8a, 8b8a, 8b
linke (bzw. rechte) Lenkeranordnungleft (or right) handlebar arrangement
9a, 9b9a, 9b
linke (bzw. rechte) Pendelstützeleft (or right) pendulum support
1010
FahrzeugaufbauVehicle body
11a, 11b11a, 11b
linke (bzw. rechte) Stabilisatorlagerungleft (or right) stabilizer mounting
12a, 12b12a, 12b
Höhenstandssensor linkes (bzw. rechtes) RadLevel sensor left (or right) wheel
1313th
DrehzahlsensorSpeed sensor
14a, 14b14a, 14b
vertikaler Beschleunigungssensor linkes (bzw. rechtes) Rad vertical acceleration sensor left (or right) wheel
2020th
Masse (bzw. Aufbau) ViertelfahrzeugMass (or body) quarter vehicle
2121
AufbaufederConstruction spring
2222nd
AufbaudämpferBody damper
2323
Fahrbahnroadway
2424
Anregung Suggestion
f(20)f (20)
Einzelmassenschwinger (Viertelfahrzeug)Single mass oscillator (quarter vehicle)
f(21)f (21)
Einzelmassenschwinger (Aufbaufeder)Single mass oscillator (mounting spring)
f(22)f (22)
Einzelmassenschwinger (Aufbaudämpfer) Single mass oscillator (superstructure damper)
a7a, a7ba7a, a7b
vertikale Radbeschleunigung linkes (bzw. rechtes) Radvertical wheel acceleration left (or right) wheel
v7a, v7bv7a, v7b
vertikale Radgeschwindigkeit linkes (bzw. rechtes) Radvertical wheel speed left (or right) wheel
z7a, z7bz7a, z7b
Höhenstand linkes (bzw. rechtes) Rad Height of left (or right) wheel
a20a20
vertikale Beschleunigung Viertelfahrzeugvertical acceleration quarter vehicle
v20v20
vertikale Geschwindigkeit Viertelfahrzeugvertical speed quarter vehicle
z20z20
Höhenstand Viertelfahrzeug Height of quarter vehicle
v(rel)v (rel)
Einfederungsgeschwindigkeit Deflection speed
MWank M Wank
Wankmoment (achsbezogen)Roll moment (axis-related)
MSystem M system
System-MomentSystem moment
nn
MotordrehzahlEngine speed

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016219399 A1 [0003]DE 102016219399 A1 [0003]
  • EP 1362720 A1 [0005]EP 1362720 A1 [0005]

Claims (12)

Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs mittels eines verstellbaren Wankstabilisators (1), aufweisend einen Aktuator (2), der abhängig von Fahrzeugparametern ansteuerbar ist, um zwei damit verbundene Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) um eine Rotationsachse (3) gegeneinander zu verdrehen, wobei die Stabilisatorabschnitte (6a, 6b) radial von der Rotationsachse (3) entfernt jeweils mit einer Radaufhängung (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b) gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerung des Aktuators (2) vertikale Beschleunigungssignale (a7a, a7b) einzelner Räder (7a, 7b) berücksichtigt werden.A method for the roll stabilization of a motor vehicle by means of an adjustable roll stabilizer (1), having an actuator (2) which can be controlled depending on vehicle parameters in order to rotate two stabilizer sections (6a, 6b) connected to each other about an axis of rotation (3), the stabilizer sections (6a, 6b) radially away from the axis of rotation (3) are each coupled to a wheel suspension (7a, 7b, 8a, 8b, 9a, 9b), characterized in that vertical acceleration signals (a7a, a7b) of individual wheels (7a, 7b) are taken into account. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Beschleunigungssignale (a7a, a7b) der Räder (7a, 7b) derart genutzt werden, dass im Fall einer durch Unebenheiten der Fahrbahn (23) angeregten Vertikalbeschleunigung eines Rades (7a, 7b) der diesem zugeordnete Stabilisatorabschnitt (6a, 6b) durch entsprechende Ansteuerung des Aktuators (2) der erfassten vertikalen Beschleunigung des Rades (7a, 7b) zumindest teilweise nachgeführt wird, um eine Beeinflussung des vom verstellbaren Wankstabilisator (1) abgestützten Wankmoments (Mwank) durch die Fahrbahnunebenheit (23) zu verringern oder zu vermeiden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the vertical acceleration signals (a7a, a7b) of the wheels (7a, 7b) are used in such a way that, in the event of a vertical acceleration of a wheel (7a, 7b) caused by unevenness in the roadway (23), the stabilizer section (6a , 6b) the detected vertical acceleration of the wheel (7a, 7b) is at least partially tracked by appropriate control of the actuator (2) in order to influence the roll moment (M wank ) supported by the adjustable roll stabilizer (1) through the unevenness of the road surface (23) reduce or avoid. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Beschleunigungssignale (a7a, a7b) der Räder (7a, 7b) zur Vorsteuerung eines Drehzahlreglers des Aktuators (2) genutzt werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the vertical acceleration signals (a7a, a7b) of the wheels (7a, 7b) are used for precontrol of a speed controller of the actuator (2). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vertikales Beschleunigungssignal (a7a, a7b) eines Rades (7a, 7b) auf Grundlage einer Modellrechnung, insbesondere basierend auf einem Viertelfahrzeugmodell, in eine Einfederungsgeschwindigkeit (v(rel)) des jeweiligen Rades (7a, 7b) umgerechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a vertical acceleration signal (a7a, a7b) of a wheel (7a, 7b) is converted into a compression speed (v (rel)) of the respective wheel ( 7a, 7b) is converted. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Modellierung in Form des Viertelfahrzeugmodells Festlegungen hinsichtlich der Werte von Viertelfahrzeugmasse (20), Aufbaufeder (21) und Aufbaudämpfung (22) getroffen werden, die bevorzugt auf durchgeführten Fahrversuchen basieren.Procedure according to Claim 4 , characterized in that for the modeling in the form of the quarter vehicle model, specifications are made with regard to the values of the quarter vehicle mass (20), body spring (21) and body damping (22), which are preferably based on driving tests carried out. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Signals für eine Wank-Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus die Einfederungsgeschwindigkeit v(rel) eines Rades (7a, 7b) unmittelbar rechnerisch aus der Wank-Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus und der Radbeschleunigung (a7a, a7b) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that when a signal for a roll acceleration of the vehicle body is present, the compression speed v (rel) of a wheel (7a, 7b) is calculated directly from the roll acceleration of the vehicle body and the wheel acceleration (a7a, a7b) is determined. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Rad (7a, 7b) jeder Fahrzeugseite eine Einfederungsgeschwindigkeit (v(rel)) berechnet wird, und anschließend auf Grundlage einer berechneten Differenz der Einfederungsgeschwindigkeiten (v(rel)) des linken Rades (7a) und des rechten Rades (7b) über eine kinematische Umrechnung eine Solldrehzahl für den Aktuator (2) berechnet wird, die ein Vorsteuersignal für den Drehzahlregler des Aktuators (2) darstellt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a compression speed (v (rel)) is calculated for the wheel (7a, 7b) on each side of the vehicle, and then based on a calculated difference in the compression speeds (v (rel)) of the left wheel (7a) and the right wheel (7b) a setpoint speed for the actuator (2) is calculated via a kinematic conversion, which represents a pre-control signal for the speed controller of the actuator (2). Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen Beschleunigungssignale (a7a, a7b) der Räder (7a, 7b) durch an den Rädern (7a, 7b) oder zumindest radnah angeordnete Beschleunigungssensoren (14a, 14b) erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the vertical acceleration signals (a7a, a7b) of the wheels (7a, 7b) are detected by acceleration sensors (14a, 14b) arranged on the wheels (7a, 7b) or at least close to the wheels. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) mittels einer Steuereinrichtung abhängig von Fahrzeugparametern wie Querbeschleunigung, Fahrgeschwindigkeit und/oder Lenkwinkel des Fahrzeugs angesteuert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (2) is controlled by means of a control device as a function of vehicle parameters such as lateral acceleration, driving speed and / or steering angle of the vehicle. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (2) auf Grundlage eines Lagesignals in Form eines Sollwinkels geregelt wird, der über einen Positionsregler in eine Solldrehzahl umgerechnet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (2) is regulated on the basis of a position signal in the form of a target angle, which is converted into a target speed by a position controller. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Solldrehzahl einer Drehzahlregelung zugeführt wird, welche die Solldrehzahl in ein Motor-Sollmoment umrechnet, auf dessen Grundlage ein Motor (4) des Aktuators (2), insbesondere über eine feldorientierte Regelung angesteuert wird.Procedure according to Claim 10 , characterized in that the setpoint speed is fed to a speed control which converts the setpoint speed into a setpoint motor torque, on the basis of which a motor (4) of the actuator (2) is controlled, in particular via a field-oriented control. System zur Wankstabilisierung, das ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche auszuführen.System for roll stabilization, which is designed to carry out a method according to one of the preceding claims.
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