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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Stabilisatoreinrichtung, umfassend einen zwischen zwei Rädern eines Fahrzeuges angeordneten Stabilisator und eine Betätigungseinrichtung (1).
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Aus der
DE 196 54 562 A1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Stabilisators bekannt mit einer einer elektromagnetischen Feder entsprechenden Betätigungseinrichtung und mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Ausmaßes der Enge einer von dem Fahrzeug durchfahrenen Kurve, wobei die Betätigungsvorrichtung in Reaktion auf die erfasste Enge der Kurve angetrieben und gesteuert wird, um so eine scheinbare Torsionssteifigkeit des Stabilisators zu ändern.
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Die
WO 00/10 822 A1 vermittelt die Lehre, bei einer Vorrichtung zur Steuerung der Härte einer Stabilisatoreinrichtung eine Betätigungseinrichtung zur Änderung der Härte der Stabilisatoreinrichtung sowie eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Querbeschleunigung und der Drehzahl eines Fahrzeuges und eine Berechnungs- und Steuereinheit vorzusehen zur Bestimmung, in welchem von mehreren Bereichen die Querbeschleunigung liegt, und zur Berechnung der Härte der Stabilisatoreinrichtung in Abhängigkeit von diesen Bereichen.
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Aus der
DE 30 44 065 C2 ist es bekannt, ein an einem Drehstabilisator angebrachtes passiv wirkendes Federorgan vorzusehen, dessen Federweg kleiner ist als ein maximaler Weg des Drehstabilisators.
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Aus der
WO 98/26 948 A1 ist ein in der Härte verstellbarer Stabilisator bekannt mit einer Betätigungseinrichtung, die so gesteuert wird, dass bei einer geringen Querbeschleunigung die Federrate des Stabilisators höher ist als bei einer höheren Querbeschleunigung.
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Schließlich ist aus der
JP 4 191 114 A bekannt, die scheinbare Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der eine Torsionsstange aufweist, unter Verwendung eines elektromagnetischen Betätigungsgliedes zu ändern und hierdurch die Änderung der Ausrichtung eines Fahrzeugs beim Durchfahren einer Kurve zu steuern auf der Grundlage eines Querbeschleunigungswertes. Hierbei wird das Betätigungsglied so gesteuert, dass ein Rollwinkel, der beim Fahren des Fahrzeugs durch eine Kurve hervorgerufen wird, ausgeglichen wird. Wenn bei dieser Konstruktion das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit durch eine Kurve fährt, wird der Rollwinkel so gesteuert, dass er klein wird, um die Steifigkeit zu erhöhen und um hierdurch das Haftvermögen der Reifen des Fahrzeugs zu verbessern, wohingegen beim Fahren mit niedriger Geschwindigkeit die Steifigkeit so gesteuert wird, dass sie geringfügig verringert wird, um den Fahrkomfort zu erhöhen.
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Wenn jedoch eine hohe Querbeschleunigung oder Gierrate nicht infolge einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit hervorgerufen wird, sondern infolge des Fahrens des Fahrzeugs durch eine enge Kurve, ist es wünschenswert, das Fahrzeugverhalten zu stabilisieren. Andererseits ist es in dem Fall, dass die Querbeschleunigung oder die Gierrate selbst beim Fahren des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit klein bleibt oder das Fahrzeug selbst bei hohen Geschwindigkeiten stabil fährt, wünschenswert, dass der Fahrkomfort betont wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Stabilisatoreinrichtung zu schaffen, mit welcher das Fahrverhalten eines Fahrzeugs beim Durchfahren von Kurven im Fahrweg einerseits an die Erfordernisse einer hinreichenden Stabilisierung des Fahrzeugs und andererseits an das Verlangen der Insassen des Fahrzeugs nach hohem Fahrkomfort möglichst optimal anzupassen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Stabilisierungsvorrichtung nach dem Patentanspruch 1 gelöst.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist u. a. auf: ein elektromagnetisches Betätigungsglied zur Änderung einer scheinbaren Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der zwischen einem linken und einem rechten Rad vorgesehen ist; eine Steuervorrichtung zum Steuern der Ausgangskraft des Betätigungsglieds; sowie eine Vorrichtung zum Detektieren der Enge einer Kurve, wenn ein Fahrzeug eine Kurve fährt; wobei das Betätigungsglied in Reaktion auf das Ausmaß der Enge der Kurve betrieben und gesteuert wird, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, um so die scheinbare Torsionssteifigkeit des Stabilisators zu ändern. Bei einer derartigen Konstruktion wird in einem Bereich, in welchem das Ausmaß der Enge einer Kurve (beispielsweise die tatsächlich oder berechnete Querbeschleunigung oder Gierrate) klein ist, die Änderung der Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie durch das Betätigungsglied 1 so gesteuert, dass der Fahrkomfort betont wird, und wird dann, wenn das Ausmaß der Enge der Kurve größer wird, die Änderung der Ausrichtung des Fahrzeuges so gesteuert, dass das Betätigungsglied 1, welches einen eng begrenzten Bewegungsbereich aufweist, aufsitzt (anschlägt), und die Fahrstabilität betont wird, die durch die an sich beim Stabilisator R vorhandene Steifigkeit zur Verfügung gestellt wird.
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Insbesondere kann eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung aufweisen: ein elektromagnetisches Betätigungsglied zur Änderung einer scheinbaren Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der zwischen einem linken und einem rechten Rad zumindest bei entweder den Vorderrädern oder den Hinterrädern vorgesehen ist; eine Steuervorrichtung zum Steuern der Ausgangskraft des Betätigungsgliedes; eine Anschlagdetektorvorrichtung zur Feststellung, dass das Betätigungsglied einen Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht, wobei der Bewegungsbereich des Betätigungsgliedes enger gewählt ist als der Bewegungsbereich des linken und rechten Rades; und die Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen wird, wenn das Betätigungsglied den Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht. Bei dieser Konstruktion wird die Änderung der Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie (Rollen), wenn der Rollwinkel klein ist, durch das Betätigungsglied 1 gesteuert, wogegen dann, wenn der Rollwinkel groß ist, das Betätigungsglied zuerst aufsitzt (anschlägt), und daraufhin die Änderung der Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie durch die an sich beim Stabilisator vorhandene Steifigkeit gesteuert wird, wenn die Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen wurde.
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Bevorzugtet Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein elektromagnetisches lineares Betätigungsglied einer erfindungsgemäßen Stabilisatorvorrichtung im Schnitt;
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2 einen vergrößerten Querschnitt eines Elektromagneten und eines Polstückes;
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3 eine Vorderansicht eines Hauptteils eines Radaufhängungssystems, bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird;
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4A ein Blockschaltbild einer Steuervorrrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4B ein Beispiel für ein Kennfeld, welches in einer Axialdruck-Berechnungseinheit bei einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gespeichert ist;
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4C ein Beispiel für ein Kennfeld, welches in einer Kompensationsstrom-Berechnungseinheit gespeichert ist;
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5 ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Steuerung einer Stabilisatorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 ein weiteres Flussdiagramm zur Erläuterung der Steuerung einer Stabilisatorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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7 ein Diagramm, welches das Fahrzeugverhalten in Abhängigkeit zwischen dem Rollwinkel und der Querbeschleunigung für die Anwendung bei einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung erläutert; und
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8 ein Diagramm, welches das Fahrzeugverhalten in Abhängigkeit zwischen Strom und Querbeschleunigung für die Anwendung bei einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung erläutert.
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1 zeigt ein elektromagnetisches, lineares Betätigungsglied 1 (nachstehend als Betätigungsglied oder Betätigungseinrichtung bezeichnet), das bei der vorliegenden Erfindung einsetzbar ist. Dieses Betätigungsglied 1 weist ein mit einem Boden versehenes, zylindrisches Gehäuse 3 auf, einen Stator 5, eine Stange 7, und einen Anker 9. Das mit einem Boden versehene, zylindrische Gehäuse 3 weist ein Verbindungsgelenk 2 auf, auf dessen oberer Fläche ein Kugelbolzen vorgesehen ist. Der Stator 5 besteht aus mehreren Elektromagnetstücken 4, die in Axialrichtung aufeinandergestapelt entlang einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 3 in Kreisringanordnung vorgesehen sind. Die Stange 7 verläuft entlang einer Zentrumsachse des Gehäuses 3, und weist ein Verbindungsgelenk 6 auf, welches mit einem Kugelbolzen versehen ist, der am einen Ende vorhanden ist, und von einer Öffnung des Gehäuses 3 aus vorspringt. Der Anker 9 besteht aus mehreren Polstücken 8, die entlang einer Außenumfangsoberfläche der Stange 7 aufeinandergestapelt vorgesehen sind.
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Eine Kappe 10, die ein Zentrumsloch 10a aufweist, durch welches die Stange 7 hindurchgehen kann, verschließt eng abdichtend die Öffnung des Gehäuses 3. Diese Kappe 10 ist luftdicht in ein Ende der Öffnung an einer Stemmuffe 12 über einen O-Ring 11 eingepaßt, und ist in ein Innengewinde eingeschraubt, welches einwärts der Öffnung vorgesehen ist. Weiterhin wird durch ein Dichtungsteil 14 eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Innenumfang des zentralen Lochs 10a der Kappe 10 und dem Außenumfang der Stange 7 erzielt.
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Zur Vereinfachung ist das Gehäuse 3 hier so beschrieben, daß es nach unten hin offen ist, jedoch ist selbstverständlich in der Praxis die vorliegende Erfindung auf einen derartigen Aufbau nicht beschränkt.
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Gemäß 2 bestehen die Elektromagnetstücke 4, welche den Stator 5 bilden, aus Spulen 17, bei welchen ein Leiter um einen dünnen Spulenkörper 16 aus weichmagnetischem Eisenmaterial herumgewickelt ist, und weisen eine Ausnehmung 15 auf, die in ihrem Innenumfang vorhanden ist. Der Stator 5 wird an den Enden in Axialrichtung der mehreren aufeinandergestapelten Elektromagnetstücke 4 durch Endansätze 18a, 18b gehaltert, und wird dann durch eine hohle Nut 19 festgeklemmt, die im Schraubeneingriff mit einem Innengewinde 13 steht, das in der Innenumfangsoberfläche des offenen Endes des Gehäuses 3 vorgesehen ist. Weiterhin sind die Spulen 17 so angeordnet, daß drei Spulen eine Spulengruppe in der Stapelreihenfolge bilden, und diese drei Spulen miteinander in Sternschaltung verbunden sind. Die Spulen 17, die so angeordnet sind, sind weiterhin mit einem Versorgungsleitungsdraht S verbunden.
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Wie aus 2 hervorgeht, besteht der Anker 9 aus mehreren Polstücken 8, die aufeinandergestapelt auf der Stange 7 vorgesehen sind, wobei jedes Polstück 8 einen kreisringförmigen Permanentmagneten 20 aufweist, ein Paar kreisringförmiger Joche 21 aus weichmagnetischem Eisenmaterial, die dazu ausgebildet sind, den kreisringförmigen Permanentmagneten von oben und unten zu haltern, sowie einen magnetischen Abschirmring 22, der zwischen dem Paar der Joche 28 auf dessen Außenumfangsseite gehaltert ist. Der Anker 9 wird dann an den Enden der mehreren aufeinandergestapelten Polstücke 8 durch Endansätze 23a, 23b gehaltert, und ist mit der Stange 7 über eine Mutter 24 verbunden, die in das obere Ende der Stange 7 eingeschraubt ist.
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Bei diesen Polstücken 8, die in Bezug aufeinander Seite an Seite liegen, ist abwechselnd eine S-Pol-Anordnung und eine N-Pol-Anordnung vorgesehen.
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Der Anker 9 ist gleitbeweglich auf ölfreien Gleitlagern 25a, 25b aus einer Sinterlegierung gehaltert, die fest in den Endeinsatz 18a bzw. 18b eingepaßt sind, welche den Stator 5 an seinen Enden haltern, und ist so ausgebildet, daß er sich in den Axialrichtungen zusammen mit der Stange 7 bewegt. Um den Reibungswiderstand in Bezug auf die Gleitlager 25a, 25b zu verringern, und deren Verschleiß zu verhindern, wird die Außenumfangsoberfläche des Ankers 9 abgeschliffen, und dann wird auf der abgeschliffenen Oberfläche ein harter Film 26 aus hartem Chrom ausgebildet. Dieser harte Film 26 kann zumindest auf einem Abschnitt der Oberfläche vorgesehen sein, an welchem die Gleitlager 25a, 25b mit ihm in Gleitberührung gebracht werden, jedoch kann unter Berücksichtigung der Korrosionsschutzwirkung, die von dem Film zur Verfügung gestellt wird, der Film auf der gesamten Oberfläche vorgesehen werden.
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Wie voranstehend beschrieben wird durch Synchronisieren der Ausgangsgröße der Detektoreinheit in Bezug auf die Polstückposition unter Verwendung des gesamten Elements jedes Paar der Elektromagnetstücke nacheinander so magnetisiert, daß ein Betätigungsglied 1 vom Typ eines Linearmotors, bei welchem die Stange 7 in Linearrichtung bewegt wird, durch die Wellenkraft ausgebildet wird, die in dem Anker 9 erzeugt wird. Da das Prinzip des Linearmotors wohlbekannt ist, wird dies hier nicht weiter erläutert.
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Das Gehäuse 3 umschließt die Stange 7 und den Anker 9 gemeinsam, und leere Kammern 28a, 28b werden zwischen der oberen Oberfläche des Gehäuses 3 und einer Innenoberfläche der Kappe 10 bzw. den axialen Enden des Ankers 9 ausgebildet. Die Kapazitäten dieser beiden leeren Kammern 28a, 28b ändern sich, wenn sich der Anker 9 bewegt. Um daher die Innendrucke in beiden leeren Kammern 28a, 28b auszugleichen, ist ein Belüftungskanal 29 im Zentrum der Stange 7 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen den beiden leeren Kammern 28a, 28b einzurichten.
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3 erläutert eine Seite eines Aufhängungssystems, bei welchem ein Stabilisator R, der durch eine Torsionsstange gebildet wird, mit einem linken und einem rechten Aufhängungsarm A an dessen Enden über das erwähnte Betätigungsglied 4 verbunden ist. Bekanntlich hat der Stabilisator R praktisch keine Auswirkungen, wenn sich das linke und rechte Rad W in Vertikalrichtung in derselben Phase bewegen. Bewegen sich jedoch das linke und rechte Rad W in Vertikalrichtung in entgegengesetzten Phasen, so ist der Stabilisator R so konstruiert, daß er eine Unterdrückungskraft in Bezug auf derartige Vertikalbewegungen aufbringt, infolge seiner Torsionssteifigkeit. Bei einer höheren Torsionssteifigkeit wird eine geringere Änderung der Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie beim Kurvenfahren hervorgerufen, wogegen bei einer niedrigeren Torsionssteifigkeit der Fahrkomfort auf ebenen Straßen verbessert wird. Anders ausgedrückt ist die Torsionssteifigkeit des Stabilisators R so festgelegt, daß ein Kompromiß zwischen der Stabilität beim Kurvenfahren und dem Fahrkomfort auf ebenen Straßen erzielt wird.
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Wenn beispielsweise eines der Räder W auf etwas aufläuft, welches beim Fahren auf einer ebenen Straße von deren Oberfläche vorspringt, wird bei einem normalen Fahrzeug infolge der Tatsache, daß eine Kraft zur Beeinflussung des Anstiegs des Rades infolge der Einwirkung des Stabilisators R hervorgerufen wird, der Fahrkomfort beeinträchtigt, jedoch wird bei dem Betätigungsglied 1, welches an einem der Räder W angebracht ist, dann ein solches Einfahren des Betätigungsgliedes veranlaßt, daß die Kraft absorbiert wird, die auf diese Weise durch den Stabilisator R erzeugt wird, wodurch die Übertragung von Schwingungen auf die Fahrzeugkarosserie erschwert wird. Im Gegensatz hierzu wird, wenn eines der Räder W in eine Ausnehmung in der Straße hineinfährt, das Betätigungsglied 1 dann ausgefahren, um hierdurch die Kraft von dem Stabilisator aufzunehmen. Anders ausgedrückt kann die scheinbare Torsionssteifigkeit des Stabilisators R dadurch geändert werden, daß das Betätigungsglied 3 zumindest auf der linken oder rechten Seite des Stabilisators R vorgesehen wird, so daß es sich je nach Erfordernis ausfahren oder einfahren kann, und dessen Axialdruck gesteuert wird. Bei dem Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung kann daher, anders ausgedrückt, wenn die Eigenschaften des Stabilisators R so gewählt sind, daß die Stabilität beim Kurvenfahren betont wird, der Fahrkomfort dadurch auf ebenen Straßen verbessert werden, daß sich das Betätigungsglied 1 je nach Erfordernis in Betrieb setzt.
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Wie aus 3 hervorgeht, ist hierbei der Hubbereich (also der Bewegungsbereich) L1 des Betätigungsgliedes 1 enger gewählt als der Hubbereich (also der Bewegungsbereich) L2 des linken und rechten Rades W (L1 < L2). Wenn daher eine Kraft einwirkt, die größer ist als die Antriebskraft des Betätigungsgliedes 1, sitzt das Betätigungsglied 1 auf (schlägt an), und darauf wird eine Reaktionskraft nur infolge der Torsionssteifigkeit des Stabilisators R hervorgerufen.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4A die allgemeine Antriebssteuerung des Betätigungsgliedes 1 geschildert.
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Eine elektronische Steuereinheit E zum Steuern des Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung in zentralisierter Art und Weise nimmt Ausgangsgrößen von einem Querbeschleunigungssensor 31, einem linken vorderen Radgeschwindigkeitssensor 32, einem rechten vorderen Radgeschwindigkeitssensor 33, einem Gierratensensor 34 und einem Lenkwinkelsensor 35 an, und ein Berechnungsgerät 36 für die berechnete Gierrate berechnet eine berechnete Gierrate aus dem Lenkwinkel und der Radgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem linken und rechten Rad, und ein Berechnungsgerät 37 für die berechnete Querbeschleunigung berechnet die berechnete Beschleunigung aus dem Lenkwinkel und einem Mittelwert der Radgeschwindigkeiten.
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Berechnete Werte und detektierte Werte für die Querbeschleunigung und die Gierrate werden in eine Vergleichsschaltung 38 bzw. 39 eingegeben, und der größere Wert unter den berechneten und detektierten Werten wird dann einer Betätigungsgliedaxialdruckberechnungseinheit 40 zugeführt. Diese Vorgehensweise dient dazu, eine Verzögerung der Reaktion der Sensorausgangssignale zu kompensieren.
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Da die Axialdruckberechnungseinheit 40 Beziehungen zwischen addierten Werten der Querbeschleunigungen und der Gierrate und dem Axialdruck in einem Kennfeld speichert, wie dies beispielsweise in 4B gezeigt ist, oder anhand einer Formel, wird ein Axialdruckwert auf der Grundlage der Querbeschleunigungen und der Gierrate berechnet, und der so berechnete Wert dann einer Sollstromeinstelleinheit 41 zur Umwandlung des Axialdrucks in einen Stromwert zugeführt.
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Andererseits wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit durch Differenzieren einer Ausgangsgröße von dem Lenkwinkelsensor 35 durch eine Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 42 berechnet. Der so erhaltene Wert wird dann einer Kompensationsstromberechnungseinheit 43 zugeführt, wenn mit dem Lenken des Fahrzeugs begonnen wird. Daher wird ein Sollstromwert, welcher der in diesem Moment vorherrschenden Lenkwinkelgeschwindigkeit entspricht, auf der Grundlage der Beziehung ausgegeben, die vorher etwa in Form eines Kennfeldes eingestellt wurde, beispielsweise wie in 4C gezeigt, zwischen der Lenkwinkelgeschwindigkeit und dem Stromwert.
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Diese Ausgangsgröße wird einer Vergleichsschaltung zusammen mit einer Ausgangsgröße von der Sollstromeinstelleinheit 41 zugeführt, wobei die größere unter den beiden Ausgangsgröße von einer PDI-Regelschaltung 45 abgegeben wird. Dies stellt eine Steuerung bzw. Regelung auf der Grundlage der Tatsache dar, daß bei einem schnellen Lenkvorgang eine höhere Anfangslenkwinkelgeschwindigkeit auftritt, und stellt eine Vorgehensweise dar, die unternommen wird, um einen höheren Sollstromwert zu Beginn eines schnellen Lenkvorgangs einzustellen, um hierdurch die Wirksamkeit des Stabilisators R zu erhöhen. Ein Erregerstrom wird dem Stator 5 zugeführt, der aus den Spulen 17 besteht, die über die Treiberschaltung 46 in Dreiphasen-Sternschaltung verbunden sind, in Reaktion auf ein Synchronsignal, welches von einer Synchronsignalerzeugungsschaltung 47 auf der Grundlage einer Ausgangsgröße der Positionsdetektorvorrichtung 27 erzeugt wird. Das Betätigungsglied 1 wird so ausgefahren bzw. eingefahren, daß die Torsionssteifigkeit des Stabilisators R optimiert wird, durch Rückkopplung eines Ist-Stroms von der Stromdetektorschaltung 48.
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Andererseits ist eine Ausgangsgröße von einem Hubsensor 50, der auf dem Betätigungsglied 1 vorgesehen ist, so ausgelegt, daß sie einer Bodenanschlagsbeurteilungsschaltung 49 zugeführt wird. Wenn das Betätigungsglied 1 den Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht, also ein Aufschlagen des Betätigungsgliedes 1 festgestellt wird, gibt die Bodenanschlagsbeurteilungsschaltung 49 ein Anschlagssignal auf der Grundlage dieser Beurteilung aus. Entsprechend dem Anschlagssignal wird ein Schaltrelais 51 ausgeschaltet, um die Ausgangsgröße von dem Komparator 44 zu unterbrechen, so daß die Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1 von der Treiberschaltung 48 unterbrochen wird.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 der grundlegende Steuerablauf gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird (Schritt 1), führt die elektronische Steuereinheit E einen Selbstdiagnosevorgang und Anfangseinstellungen durch (Schritt 2). Daraufhin empfängt die Einheit eine Querbeschleunigung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Lenkwinkel (Schritt 3), und stellt fest, ob die Betriebszustände des Betätigungsgliedes 1 gelöscht sind (Schritt 4). Sind sie gelöscht, geht es mit Schritt 5 weiter, in welchem beurteilt wird, ob das Betätigungsglied 1 die Extremposition des Bewegungsbereiches erreicht hat oder nicht, also aufsitzt (anschlägt). Sitzt es nicht auf, wird im Schritt 6 das Betätigungsglied 1 betätigt, so daß es wie geschildert ausfährt und/oder einfährt. Falls festgestellt wird, daß es aufsitzt (anschlägt), dann wird die Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1 unterbrochen (Schritt 7), und geht es mit dem Schritt 8 weiter, in welchem die Vorgänge von den Schritten 3 bis 7 solange wiederholt werden, bis festgestellt wird, daß der Zündschalter ausgeschaltet ist.
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Nunmehr wird unter Bezugnahme auf 6 der Vorgang im Schritt 5 im einzelnen beschrieben. Zuerst wird im Schritt 51 beurteilt, ob die Querbeschleunigung, die als Ausmaß für die Enge einer Kurve angesehen wird, größer oder gleich 0,2 G (Erdbeschleunigung) ist. Falls festgestellt wird, daß sie kleiner ist als dieser Wert, so wird eine solche Einstellung vorgenommen, daß eine höhere Reaktionskraft auftritt, also eine Reaktionskraft, die man erhalten würde, wenn ein Stabilisator verwendet wird (Schritt 52). Darüber hinaus wird, wenn festgestellt wird, daß die Querbeschleunigung größer oder gleich 0,2 G ist, darüber hinaus festgestellt, ob die Querbeschleunigung größer oder gleich 0,6 G ist oder nicht (Schritt 53). Wird festgestellt, daß sie kleiner ist als jener Wert, also festgestellt, daß die Querbeschleunigung zwischen 0,2 und 0,6 G liegt, so erfolgt eine solche Einstellung, daß eine niedrigere Reaktionskraft vorhanden ist, also eine Reaktionskraft, die bereitgestellt würde, wenn ein weicher Stabilisator verwendet wird (Schritt 54). Wird die Feststellung getroffen, daß ein Wert von größer oder gleich 0,6 G vorhanden ist, so erfolgt eine solche Einstellung, daß das Betätigungsglied 1 aufsitzt (anschlägt) (Schritt 55), und dann wird das Betätigungsglied tatsächlich angetrieben und auf die genannte Weise gesteuert.
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7 erläutert die Beziehung zwischen dem Rollwinkel des Fahrzeugs und der Querbeschleunigung, wenn ein Stabilisator, bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, als harter Stabilisator verwendet wird, der nur aus einer Stabilisatorstange besteht, und als weicher Stabilisator verwendet wird, der nur aus einer Stabilisatorstange besteht. Bei dem harten Stabilisator und dem weichen Stabilisator, die beide nur aus einer Stabilisatorstange bestehen, bleibt der Rollwinkel unabhängig von der Querbeschleunigung konstant.
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Andererseits erfolgt bei dem Stabilisator, bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, eine derartige Einstellung, daß der Axialdruck des Betätigungsgliedes 1 eine externe Kraft in einem Bereich überwindet, in welchem der Rollwinkel klein ist (vom Ursprung zum Punkt A (0,2 g)), und die Änderung des Rollwinkels ebenso groß wird wie in einem Fall, in welchem ein harter Stabilisator verwendet wird. In einem Bereich, in welchem der Rollwinkel etwas größer wird (vom Punkt A zum Punkt B (0,6 g)), so erfolgt eine solche Einstellung, daß der Axialdruck des Betätigungsgliedes 1 durch eine externe Kraft überwunden wird, wodurch das Betätigungsglied 1 allmählich zurückgedrückt wird, und die Änderung des Rollwinkels ebenso groß wird wie in jenem Fall, in welchem ein weicher Stabilisator eingesetzt wird. Dann wird das Betätigungsglied 1 zum Aufsitzen (Anschlagen) am Boden am Punkt B veranlaßt, und danach (vom Punkt B aus nach rechts) bleibt nur die mechanische Reaktionskraft wirksam, die von einem relativ harten Stabilisator hervorgerufen würde. Hierbei ist der Aufbau so gewählt, daß die Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1 unterbrochen wird, wenn vom Punkt A aus der Punkt B erreicht wird, wodurch der Energieverbrauch verringert wird. Selbstverständlich wird, wenn der Rollwinkel erneut wieder kleiner wird, und der Punkt B von der rechten Seite des Diagramms aus erreicht wird, das Betätigungsglied 1 dann wieder mit Energie versorgt, um die voranstehenden Operationen durchzuführen.
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Bei der voranstehenden Ausführungsform wird das Betätigungsglied 1 als elektromagnetisches lineares Betätigungsglied beschrieben, jedoch kann auch ein sich drehendes elektromagnetisches Betätigungsglied oder ein herkömmliches hydraulisches Betätigungsglied verwendet werden. Darüber hinaus kann ein getrenntes Verbindungsteil und dergleichen zwischen dem Betätigungsglied und dem Stabilisator vorhanden sein.
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Weiterhin wird bei der voranstehenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Ausmaß der Enge einer Kurve, welche das Fahrzeug fährt, durch Detektieren der Querbeschleunigung festgestellt, jedoch kann dies auch durch Detektieren der Gierrate festgestellt werden, oder durch Berechnung der Querbeschleunigung und der Gierrate aus dem Lenkwinkel und der Geschwindigkeit des Rades oder des Fahrzeugs.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Änderung der Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie so gesteuert werden, daß innerhalb eines Bereichs, in welchem das Ausmaß der Enge einer Kurve klein ist, die Eigenschaften des Fahrzeugs so eingestellt werden, durch das Betätigungsglied, daß der Fahrkomfort betont wird, wogegen innerhalb eines Bereiches, in welchem das Ausmaß der Enge einer Kurve groß ist, die Eigenschaften des Fahrzeugs dann so geändert werden, daß die Fahrstabilität betont wird, und zwar dadurch, daß man das Betätigungsglied 1 zum Aufsitzen (Anschlagen) veranlaßt, und die Eigensteifigkeit des Stabilisators sich auswirken läßt, wodurch die Eigenschaften des Fahrzeugs auf geeignete und einfache Weise geändert werden können, was es ermöglicht, sowohl den Fahrkomfort als auch die Fahrstabilität zu verbessern.
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8 zeigt die Beziehung zwischen dem Rollwinkel eines Fahrzeugs und einer Reaktionskraft (einer resultierenden Kraft aus einer mechanischen Reaktionskraft, die von dem Stabilisator R hervorgerufen wird, und einem Axialdruck, der von dem Betätigungsglied 1 erzeugt wird), und dem Strom, mit welchem das Betätigungsglied 1 versorgt werden soll. In einem Bereich (vom Ursprung zum Punkt C), in welchem der Rollwinkel klein ist, wird infolge der Tatsache, daß der Axialdruck des Betätigungsgliedes 1 eine externe Kraft überwindet, eine Reaktionskraft eingesetzt, die gleich jener ist, die vorhanden ist, wenn ein harter Stabilisator verwendet wird. In einem Bereich (vom Punkt C zum Punkt D), in welchem der Rollwinkel groß ist, wird der Axialdruck des Betätigungsgliedes durch eine externe Kraft überwunden, und wird das Betätigungsglied 1 allmählich zurückgedrückt, so daß eine ähnliche Reaktion verwendet wird wie jene, die beim Einsatz eines weichen Stabilisators zur Verfügung gestellt wird. Dann erreicht am Punkt D das Betätigungsglied einen Endwert seines Bewegungsbereiches, so daß daher das Betätigungsglied aufsitzt oder anschlägt, und danach (vom Punkt D aus nach rechts) wird nur eine relativ harte mechanische Reaktionskraft erzielt, die von dem Stabilisator R zur Verfügung gestellt wird. Hierbei wird an einem Punkt, an welchem von der Seite des Punktes C aus der Punkt D erreicht wird, die Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1 unterbrochen, wodurch der Stromverbrauch verringert wird (siehe die gestrichelte Linie). Wenn dann der Rollwinkel kleiner zu werden beginnt, und der Punkt D von der rechten Seite des Diagramms aus erreicht wird, wird selbstverständlich die Energieversorgung des Betätigungsgliedes wieder aufgenommen, und die voranstehende Steuerung oder Regelung durchgeführt.
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Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Betätigungsglied als elektromagnetischer Linearmotor beschrieben, jedoch kann auch ein sich drehendes elektromagnetisches Betätigungsglied verwendet werden, und kann ein getrenntes Verbindungsteil zwischen dem Betätigungsglied und dem Stabilisator vorhanden sein. Darüber hinaus wird bei der voranstehenden Ausführungsform der Hubsensor zum Detektieren des Aufsitzens (Anschlagens) des Betätigungsgliedes verwendet, jedoch kann das Aufsitzen oder Anschlagen auch durch einen Grenzschalter festgestellt werden, oder durch Berechnung des Aufsitzens oder Anschlagens aus einer berechneten Querbeschleunigung bestimmt werden, oder dadurch, daß zuerst eine Querbeschleunigung aus einem Lenkwinkel und einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird, und dann das Aufsitzen (Anschlagen) aus der so berechneten Querbeschleunigung berechnet wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher der Bewegungsbereich des elektromagnetischen Betätigungsgliedes zum Ändern der scheinbaren Torsionssteifigkeit des Stabilisators enger gewählt als der Bewegungsbereich des linken und rechten Rades, und wird die Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen, wenn das Betätigungsglied den Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht, also anders ausgedrückt das Aufsitzen oder Anschlagen des Betätigungsgliedes festgestellt wird. Die Fahrzeugkarosserieausrichtungsänderung (das Rollen) wird daher gesteuert oder geregelt, welche in der Anfangsstufe des Kurvenfahrens auftritt, wenn der Rollwinkel klein ist, wogegen dann, wenn der Rollwinkel größer wird, das einen engeren Bewegungsbereich aufweisende Betätigungsglied zunächst aufsitzt (anschlägt), und daraufhin die Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen wird, so daß der Energieverbrauch (Stromverbrauch) wesentlich verringert wird.
