DE69814957T2 - Antirollvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antirollvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
  • Aus der FR-A-2 635 729 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, enthaltend im wesentlichen zwei Radsätze, nämlich einen vorderen und einen hinteren, die einerseits mittels zum Fahrzeugaufbau um eine Achse schwenkbeweglich angeordneter Lenker und andererseits mittels Aufhängungselementen mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind, einen ersten Antirollkraftzylinder, der gelenkig am Aufhängungselement des einen Vorderrads und an dem einen Ende eines quer zum Fahrzeug verlaufenden vorderen Stabilisators gelagert ist, einen zweiten Antirollkraftzylinder, der gelenkig am Aufhängungselement des einen Hinterrads und an dem einen Ende eines quer zum Fahrzeug verlaufenden hinteren Stabilisators gelagert ist, und hydraulische Steuermittel, die den ersten und den zweiten Antirollkraftzylinder steuern können, um bei einer Relativbewegung der Lenker zum Fahrzeugaufbau ein Antirollmoment auf den vorderen und hinteren Radsatz auszuüben.
  • Bei dieser bekannten Vorrichtung, die somit zwei asymmetrische Kraftzylinder enthält, die mit den Stabilisatoren verbunden sind, ist das Verhältnis des Antirollmoments am vorderen Radsatz zum Antirollmoment am hinteren Radsatz bzw. das Antirollverhältnis fest, und es wird eine einfache hydromechanische Einstellung des Rollwinkels auf einen Sollwert null durchgeführt. Unter diesen Bedingungen passt sich diese bekannte Vorrichtung nicht immer der Fahrsituation des Fahrzeugs an, da das Antirollverhältnis eines Fahrzeugs sich auf die Lenkstabilität dieses Fahrzeugs auswirkt.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt eine Antirollvorrichtung vor, wie sie im Anspruch 1 bzw. 5 definiert ist, die es einem Fahrzeug ermöglicht, sich in einer Kurve mit dessen Fahrzeugaufbau im wesentlichen parallel zum Boden zu verlagern, d. h. den Rollwinkel gleich null beizubehalten, und die es auch ermöglicht, die Lenkstabilität des Fahrzeugs anzupassen und dabei insbesondere eine übersteuernde Wirkung auf das in die Kurve einfahrende Fahrzeug und eine untersteuernde Wirkung im Falle einer Verzögerung in der Kurve erreicht.
  • Der jeweilige Oberbegriff dieser Ansprüche ist in der Zusammenfassung der JP-A-02128910 und in der EP-A-0234 808 offenbart.
  • Weitere Ausführungsvarianten sind in den jeweiligen Unteransprüchen 2 bis 4 und 6 und 7 definiert.
  • Die Erfindung wird aus der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, aus der weitere Ziele, Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung deutlicher hervorgehen, im Zusammenhang mit den beigefügten schematischen Zeichnungen, die sich nur beispielhaft verstehen und eine Ausführungsform der Erfindung darstellen, worin zeigt:
  • 1 eine Draufsicht eines Kraftfahrzeugs, das mit der erfindungsgemäßen Antirollvorrichtung ausgestattet ist,
  • 2 in Form eines Schaltbilds eine Verknüpfungssteuerung der erfindungsgemäßen Antirollvorrichtung,
  • 3 in Form eines Schaltbilds den detaillierten Steuerblock, der dazu vorgesehen ist, einer Steuerregel der Verknüpfungssteuerung aus 2 zu folgen, und
  • 4 bis 6 eines der hydraulischen Magnetventile eines vorderen oder hinteren Antirollkraftzylinders in drei Stellungen, nämlich in Neutralstellung bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs, in Arbeitsstellung beim Fahren des Fahrzeugs in einer Linkskurve, und in Arbeitsstellung beim Fahren des Fahrzeugs in einer Rechtskurve.
  • Bezugnehmend auf 1 enthält das Kraftfahrzeug einen vorderen Radsatz 1 und einen hinteren Radsatz 2, die jeweils zwei Räder, nämlich ein rechtes 3 und ein linkes 4 enthalten, die einerseits über nicht dargestellte, gegenüber dem Fahrzeugaufbau schwenkbewegliche Lenker und andererseits über fest mit den Rädern verbundene Aufhängungselemente 5 mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind.
  • Ein Antirollkraftzylinder 6 ist gelenkig an der Basis des Aufhängungselements 5 des einen Vorderrads 4 und an dem einen Ende eines vorderen Stabilisators 7 gelagert, der quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet und drehbar in fest mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Lagerungen 8 gelagert ist. Das andere Ende des Stabilisators 7 ist starr mit der Basis des Aufhängungselements 5 des rechten Rads 3 beispielsweise über eine starre Stange 9 verbunden.
  • Ein zweiter Antirollkraftzylinder 10 ist gelenkig an der Basis des Aufhängungselements 5 des einen Hinterrads 4 und an dem einen Ende eines hinteren Stabilisators 11 gelagert, der quer zum Fahrzeug verläuft und drehbar in fest mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Lagerungen 12 gelagert ist. Das andere Ende des Stabilisators 11 ist starr mit der Basis des Aufhängungselements 5 des rechten Rads 3 beispielsweise über eine starre Stange 13 verbunden.
  • Somit sind die Kraftzylinder 6, 10 jeweils dem rechten Vorderrad bzw. Hinterrad zugeordnet und stellen sogenannte asymmetrische Zylinder dar.
  • Auch sind elektrohydraulische Steuermittel vorgesehen, die später definiert werden, um die Antirollkraftzylinder 6, 10 so zu steuern, dass jeweils auf den vorderen und hinteren Radsatz 1, 2 ein Antirollmoment am Fahrzeugaufbau ausgeübt wird, wenn das Fahrzeug sich in Kurvenfahrt befindet.
  • Erfindungsgemäß enthalten diese Steuermittel beispielsweise zwei hydraulische Magnetventile, nämlich ein vorderes 14 und ein hinteres 15, die mit den beiden jeweiligen Antirollkraftzylindern 6, 10 verbunden sind. Insbesondere enthält das Magnetventil 14 einen Schieber 16, der gleitbeweglich im Ventilkörper desselben gelagert ist und eine in 1 dargestellte Neutralstellung einnimmt, wenn das Fahrzeug sich in Geradeausfahrt befindet, wobei eine an den Körper des Magnetventils 14 angeschlossene Einlassleitung 17 für unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit mit zwei Auslassleitungen 18, 19 für unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit in Verbindung gesetzt wird, die an den Körper des Magnetventils 14 angeschlossen sind, wobei die Auslassleitung 18 an die untere Kammer des Kraftzylinders 6 angeschlossen ist, während die Auslassleitung 19 mit einem Hydraulikflüssigkeitsbehälter 20 verbunden ist. Die Einlassleitung 17 ist mit einer Dauerleistungshochdruckpumpe über Leitungen 22, 23 des Hochdruckhydraulikkreises dieser Pumpe verbunden. Die obere Kammer des Kraftzylinders 6, die in dichter Weise von der unteren Kammer durch den Kolben 6a dieses Zylinders getrennt ist und von der Zylinderstange 6b durchsetzt wird, ist über eine Leitung 24 mit der Leitung 22 verbunden. Mit dem Bezugszeichen 25 ist ein Elektroteil zum Steuern der Verlagerung des Schiebers 16 des Magnetventils 14 bezeichnet.
  • Das hintere Magnetventil 15 enthält auch einen Schieber 26, der gleitbeweglich in dessen Gehäuse gelagert ist und eine Neutralstellung (in 1 dargestellt) einnimmt, wenn das Fahrzeug sich in Geradeausfahrt befindet, wobei eine Einlassleitung 27 für unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit mit zwei Auslassleitungen 28, 29 für Druckhydraulikflüssigkeit verbunden wird, wobei die Leitungen 27–29 selbstverständlich an den Körper des Magnetventils 15 angeschlossen sind. Die Leitung 27 ist auch über eine Leitung 23 mit der Hochdruckpumpe 21 verbunden. Die Leitung 28 ist mit der unteren Kammer des Kraftzylinders 10 verbunden, dessen obere Kammer, die durch den Kolben 10a in dichter Weise von der unteren Kammer getrennt ist und von der Zylinderstange 10b durchsetzt wird, über eine Leitung 30 und über die Leitung 23 des Hochdruckhydraulikkreises mit der Hochdruckpumpe 21 verbunden ist. Das Magnetventil 15 enthält ferner ein Elektroteil 31 zum Steuern der Verlagerung seines Schiebers 26.
  • Bei dieser Ausführungsform enthalten die Steuermittel auch ein drittes hydraulisches Magnetventil 32 zur Verteilung der Hydraulikflüssigkeitsmenge, das einen Schieber 33 enthält, der gleitbeweglich im Körper des Magnetventils 32 gelagert ist und normalerweise eine in 1 dargestellte Neutralstellung einnimmt, so dass die Leitung 23 und die Leitungen 22 und 30 in Verbindung stehen. Das Magnetventil 32 enthält auch ein Elektroteil 34 zum Steuern der Verlagerung seines Schiebers 33.
  • Ein Rechenmittel 35, das eine aktive Kontrolle der Rollbewegung des Fahrzeugs und das Durchführen der Antirollverteilerfunktion ermöglicht, wie später erläutert wird, ist über in 1 gestrichelt angedeutete elektrische Verbindungen 36, 37, 38 elektrisch mit den jeweiligen Elektroteilen 25, 31, 34 zum Steuern der Magnetventile 14, 15, 32 verbunden. Das Rechenmittel 35 empfängt auch über zwei elektrische Verbindungen 39, 40 zwei jeweilige Druckmesswerte der Flüssigkeit im vorderen Antirollhydraulikkreis und im hinteren Antirollhydraulikkreis. Diese Druckwerte werden beispielsweise einerseits von einem Drucksensor 41 ausgegeben, der an die Leitung 22 angeschlossen ist, und andererseits von einem Drucksensor 42, der an die Leitung 30 angeschlossen ist.
  • Diese Druckmessungen ermöglichen es dem Rechenmittel 35, das momentane vordere und hintere Antirollmoment mit Hilfe der Querschnittsmaße der Antirollzylinder 6, 10 abzuschätzen.
  • 2 zeigt den logischen Aufbau des Rechenmittels 35, der einer Steuerregel folgt und einen logischen Steuerblock 43 zur aktiven Kontrolle der Rollbewegung und zur Antirollverteilung enthält, welche an zwei Eingängen zwei Sollwerte erhält, nämlich den Sollwert θc über den Rollwinkel des Fahrzeugaufbaus gegenüber der Ebene der Räder oder gegenüber dem Boden und den Sollwert Rc über das Verhältnis des vorderen und des hinteren Antirollmoments oder das Antirollverhältnis. Diese Sollwerte θc und Rc werden in an sich bekannter Weise von einem sogenannten logischen Strategieblock 44 ausgehend von Mitteln zum Erfassen der Fahrbedingungen des Fahrzeugs bestimmt, welche beispielsweise aus einem Sensor zum Erfassen des Winkels α des Fahrzeuglenkrads, der Drehgeschwindigkeit vr dieses Lenkrads und/oder der Querbeschleunigung γT des Fahrzeugs bestehen.
  • Die im Steuerblock 43 enthaltene Steuerregel erhält auch an drei Eingängen Echtzeitschätzwerte über das Rollmoment Ce, den Rollwinkel θc und das Antirollverhältnis Re, die von einem Schätzblock 45 geliefert werden, der die Messungen aus Sensormittel enthält. Beispielhaft kann das momentane Rollmoment Ce ausgehend von einem Seitenbeschleunigungssensor geschätzt werden, der momentane Rollwinkel θc kann ausgehend von Sensoren für die Einfederung beispielsweise von Federungsdreiecken bezüglich des Fahrzeugaufbaus geschätzt werden, und das momentane Antirollverhältnis Re kann ausgehend von den Drucksensoren 41, 42 ermittelt werden, die anhand von 1 angegeben wurden.
  • Die im Block 43 enthaltene Steuerregel ist so vorgesehen, dass bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Sollwert für das vordere Antirollmoment Cavc und ein Sollwert für das hintere Antirollmoment Carc erzeugt werden, die ausgehend von den beiden Sollwerten θc und Rc bestimmt werden. Diese beiden Sollwerte Cavc und Carc werden zwei jeweiligen Korrekturblöcken 46 und 47 mit proportional abgeleiteter Wirkung zugeführt, die an ihren Ausgängen jeweilige elektrische Steuersignale SC14 und SC15 der beiden Magnetventile 14, 15 abgeben. Der Block 45 liefert auch zwei Werte über das geschätzte vordere und hintere Antirollmoment Cave und Care, die mit Hilfe der beiden Sensoren 41 bzw. 42 ermittelt werden. Die Momentenwerte Cave und Care werden zwei jeweiligen Subtrahierern 48, 49 zugeführt, welche auch die beiden Sollwerte Cavc und Carc aufnehmen. Diese Werte Cavc und Carc werden auch an zwei Eingängen eines Subtrahierers 50 angelegt, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Verstärkerblocks 51 verbunden ist, der dem Magnetventil über die Leitung 38 ein Steuersignal SC32 ausgibt.
  • 3 zeigt näher den Steuerblock 43, mit dem die beiden Sollwerte Cavc und Carc erzeugt werden können.
  • Diese Steuerung enthält einen sogenannten Antizipierlogikblock 52, der drei Eingänge besitzt, welche die beiden Sollwerte θc und Rc des Strategieblocks 44 und den Schätzwert Ce über das Rollmoment aufnehmen. Die Sollwerte θc und Rc werden den beiden positiven Eingängen zweier Subtrahierer 53, 54 zugeführt, von denen die beiden weiteren, negativen Eingänge die beiden Echtzeitschätzwerte Re und θe aufnehmen. Der Ausgang des Subtrahierers 53 ist mit dem Eingang einer Rollkorrekturschaltung 55 verbunden, deren Ausgang mit einem Eingang eines Verteilerblocks 56 verbunden ist. Der Ausgang des Subtrahierers 54 ist mit dem Eingang einer Korrekturschaltung 57 für das Antirollverhältnis verbunden, deren Ausgang mit einem weiteren Eingang des Verteilerblocks 56 verbunden ist. Ein dritter Eingang des Verteilerblocks 56 empfängt den Sollwert über das Antirollverhältnis Rc.
  • Der Antizipierblock 52 gibt an zwei Eingängen zwei jeweilige antizipierte Sollwerte eines vorderen Antirollmoments CavAc und eines hinteren Antirollmoments CarAc ab, die den beiden Eingängen zweier Addierer 58, 59 zugeführt werden.
  • Der Verteilerblock 56 gibt an zwei Ausgängen zwei Sollwerte zum Einregeln des vorderen Antirollmoments CavRc und des hinteren Antirollmoments CarRc ab, die den beiden weiteren Eingängen der Addierer 58, 59 zugeführt werden, welche an ihren Ausgängen die beiden Sollwerte Cavc und Carc abgeben.
  • Die verschiedenen anhand von 3 beschriebenen Blöcke müssen unten stehende Merkmale aufweisen.
  • Der Antizipierblock 52 liefert die Werte CavAc = Aav (θc, Rc, Ce, t) und CarAc = Aar (θc, Rc, Ce, T). worin
    t die Zeitvariable,
    Aav die vordere Antizipierfunktion, und
    Aar die hintere Antizipierfunktion bezeichnet.
  • Bei konstanten Werten von θc, Rc und Ce liefert der Block 52
    Figure 00080001
    worin k eine Konstante bezeichnet,
    Figure 00080002
    worin kAθ die Funktion der Fahrsituation des Fahrzeugs bezeichnet und unabhängig von der Variablen t ist.
  • Der Rollkorrekturblock 55 liefert den Wert Uθ = Cθ (θc – θe, t). Dieser Kreis enthält einen Integratorterm, d. h. Uθ wird nur dann stabilisiert, wenn θc – θe = 0.
  • Der Korrekturblock 56 für das Antirollverhältnis liefert den Wert UR = CR (Rc – Re, t). Es sei daran erinnert, dass R = Cav/Car. Der Block 57 enthält auch einen Integratorterm, d. h. UR wird nur dann stabilisert, wenn Rc – Re = 0.
  • Der Verteilerblock 56 liefert CavRc = Rav (Uθ, UR, Rc) und CarRc = Rar (Uθ, UR, Rc). Dieser Block kehrt dann um:
    Figure 00090001
    worin kRθ und kRR Funktion der Fahrsituation sind, und
    Figure 00090002
    die unabhängig von t sind.
  • Die Funktion des Steuerblocks 43, der zum Erfüllen der Steuerregel vorgesehen ist, wird nachfolgend beschrieben.
  • Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs ist die Variable R des Verhältnisses des vorderen Antirollmoments zum hinteren Antirollmoment unbestimmt, da das vordere und das hintere Antirollmoment gleich null sind. Die Antirollvorrichtung wird in den Wachzustand gesetzt und die Steuerung 43 ist inaktiv.
  • Bei stabilisierter Kurvenfahrt des Fahrzeugs werden durch den Rollkorrekturblock 55 und den Antirollverhältniskorrekturblock 57 der Rollwinkel θn und das Antirollverhältnis R auf ihren Sollwert eingeregelt, d. h. θe = θc und Re = Rc. Wenn nämlich θc, Rc, θe, Re und Ce stabilisierte Werte sind, so sind die Werte von CavAc und CarAc an den Ausgängen des Antizipierblocks 52 nach den Eigenschaften dieses Blocks zeitlich konstant, und da die Antirollmomente am vorderen und am hinteren Radsatz zeitlich konstant sind, weil das Rollmoment C und das Antirollverhältnis R zeitlich konstant sind, vorausgesetzt, dass das über die Magnetventile 14, 15 zum Ansteuern der Zylinder 6, 10 aufgebrachte vordere und hintere Antirollmoment gleich der Sollwerte Cave und Care sind, ergibt sich, dass die Summe der Werte der Antirollsollmomente, die vom Verteilerblock 56 abgegeben werden, d. h. CavRc + CarRc, eine Zeitkonstante ist. Folglich ist in Anbetracht der Eigenschaften des Verteilerblocks 56 Uθ eine Konstante, und da der Rollkorrekturblock 55 einen Integratorterm enthält, ist θc = θe. In Anbetracht der Eigenschaften des Verteilerblocks 56 und da CavRc = kR·UR und CavRc ein konstanter Wert ist, ist damit der Wert UR konstant. Da schließlich der Antirollverhältniskorrekturblock 57 einen Integratorterm enthält, ist Rc = Re. Unter diesen Bedingungen wird der Fahrzeugaufbau in eine Gleichgewichtslage mit einem Rollwinkel gleich θc und einem Antirollverhältnis gleich Rc stabilisiert. Anzumerken ist, dass der Gleichgewichtszustand auch bei fehlendem Antizipierblock 52 zu erreichen ist.
  • Bei Übergangsphasen, die einem in eine Kurve einfahrenden oder aus dieser herausfahrenden Fahrzeug entsprechen, erfolgt die Erfassung der Beanspruchung des Fahrzeugaufbaus in einer Kurve, die über die Abschätzung des momentanen Rollmomentenwertes Ce erfolgt, gleichzeitig mit dem Auftreten des Rollmoments oder vor Auftreten desselben beispielsweise über den Winkelsensor α des Lenkrads und damit vor Aufnahme der Rollbewegung. Die Verzögerung zwischen der Erfassung der Beanspruchung und dessen Auswirkung wird durch den Antizipierblock 52 genutzt, dessen Sollwerte CavAc und CarAc, welche dieser abgibt, ihren Wert vor Aufnahme der Rollbewegung ändern (während die Werte Uθ und UR der Korrekturblöcke für die Rollbewegung und für das Antirollverhältnis sich noch nicht ändern), und diese Sollwerte ermöglichen es, den Fahrzeugaufbau gegenüber der Rollbewegung zu "sichern", d. h. die Antirollfunktion zu erfüllen, indem sie den Sollwert des Antirollverhältnisses Rc beachten und den SollRollwinkel θc berücksichtigen. Während dieser Anfangsphase ist der Beitrag der Korrekturblöcke 55 und 57 gleich null. Da die Schätzung des momentanen Rollmoments Ce ungenau ist, führen die Sollwerte CavAc und CarAc zu einem Gleichgewicht des Fahrzeugs, bei dem mit Fehlern behaftet θe nahe θc und Re nahe Rc liegt. In einer zweiten Phase nähern die Korrekturblöcke 55, 57 und der Verteilerblock 56 aufgrund der Regelung von θ und R die Vorrichtung dem Gleichgewicht an, bei dem θe = θc und Re = Rc ist und der Beitrag dieser Blöcke um so größer ist, je schlechter die Schätzung Ce des Rollmoments C ist. Selbstverständlich arbeiten der Antizipierblock 52, die Korrekturschaltungen 55, 57 und der Verteilerblock 56 parallel und reagieren ständig auf Änderungen der Sollwerte während der gesamten Kurvenfahrt nach erfolgter Erfassung neuer Fahrsituationen. Sobald die Kurve beendet ist, wird die Steuerung wieder inaktiv und die Vorrichtung in den Wachzustand versetzt.
  • Nachfolgend wird die Gesamtfunktionsweise der Antirollvorrichtung aus 1 auch anhand von 2 beschrieben.
  • Wenn das Fahrzeug sich in Geradeausfahrt befindet, befindet sich die Steuerung 43 im Wachzustand und die Magnetventile 14, 15, 32 befinden sich in Ruhestellung, der sogenannten zentrierten Stellung, wie in 4 dargestellt ist, bei der ihre jeweiligen Schieber 16, 26, 33 die Hydraulikflüssigkeitsfördermenge der Pumpe 21 frei durchlassen, d. h. eine stetige Menge durchfließt den vorderen und den hinteren Hydraulikkreis des Fahrzeugs und keine Nutzleistung wird verbraucht. Bei Druckverlusten im Bereitschaftsmodus ist der Druck der Hydraulikflüssigkeit im gesamten Kreis gleich null und folglich wird in den Kraftzylindern 6, 10 keine Kraft ausgeübt. Nun federn das rechte und das linke Rad von ein und demselben vorderen bzw. hinteren Radsatz des Fahrzeugs unabhängig voneinander ein, wobei die relative Einfederung von der freien Gleitbewegung der Stange und des Kolbens im entsprechenden Antirollkraftzylinder 6, 10 aufgenommen wird. Die Vorrichtung gewährleistet damit maximalen Komfort für die Insassen des Fahrzeugs bei Unebenheiten zwischen der rechten und der linken Fahrbahnseite.
  • Wird eine beginnende Kurvenfahrt des Fahrzeugs erfasst, erzeugt die Steuerung 43 die Sollwerte Cavc und Carc ungleich null. Die von den Sensoren 41 und 42 gemessenen Druckwerte ermöglichen es, die momentanen Antirollmomente Cave und Care mit Hilfe der Querschnitte der Antirollkraftzylinder 6, 10 zu schätzen. Die beiden Korrekturblöcke mit proportional abgeleiteter Wirkung 46, 47 wandeln die Fehler, welche aus der Differenz zwischen dem Sollwert des vorderen Antirollmoments Cavc und dem Schätzwert des momentanen Antirollmoments Cave und aus der Differenz zwischen dem Sollwert des hinteren Antirollmoments Carc und dem Schätzwert des hinteren momentanen Antirollmoments Care in Steuerwerte SC14 und SC15 der Magnetventile 14, 15 um, welche die Zylinder 6, 10 ansteuern, um das vordere und das hintere Antirollmoment anzulegen, wodurch diese beiden Korrekturschaltungen das vordere und das hintere Antirollmoment auf die Sollwerte einregeln.
  • Wird eine Linkskurve angeschnitten, wie in 5 dargestellt ist, die nur die eine Einheit aus Antirollzylinder 6 und zugeordnetem Magnetventil 14 zeigt, wird das Magnetventil 14 (bzw. das Magnetventil 15) vom Sollwertsignal SC14 (bzw. SC15) des Korrekturblocks 46 (bzw. 47) so gesteuert, dass der Schieber 16 (bzw. 26) gegenüber dem Gehäuse 14 nach oben verlagert wird, wie mit dem entsprechenden Pfeil in 5 angegeben ist, so dass dieser Schieber die Flüssigkeitsdurchgangsöffnung zum Behälter 20 durch die Leitung 19 (bzw. durch die Leitung 29) vermindert, wodurch der Druck in den beiden Kammern des Kraftzylinders 6 (bzw. des Kraftzylinders 10) erhöht wird: Dieser Zylinder übt dann eine Kraft aus, die versucht ist, diesen zu verlängern, d. h. die Zylinderstange 6b gegenüber dem Zylinder 6 nach oben zu verlagern, wie mit dem entsprechenden Pfeil in 5 angegeben ist. Mit Verlängerung dieses Zylinders wird das entsprechende Ende des Stabilisators 7 (bzw. des Stabilisators 11) nach unten verschoben. Nun wird über die Lagerung 8 (bzw. über die Lagerung 12), die sich auf der Seite des Zylinders 6 (bzw. auf der Seite des Zylinders 10) befindet, auf den Fahrzeugaufbau eine hohe Kraft nach unten ausgeübt. Da die Stange 6b bzw. 10b des Zylinders 6 (bzw. des Zylinders 10) starr mit dem linken Rad 4 verbunden ist und das gegenüberliegende Ende seines Stabilisators 7 starr mit dem rechten Rad 3 verbunden ist, erfolgt ein Absenken des Fahrzeugaufbaus auf der linken Seite mit einer erhöhten Torsion des Stabilisators 7 (bzw. des Stabilisators 11), wodurch der Fahrzeugaufbau in im wesentlichen waagrechter und parallel zum Boden verlaufender Stellung ausgerichtet wird. Mit anderen Worten wird mit Verformung des Stabilisators 7 (bzw. des Stabilisators 11) ein Antirollmoment erzeugt, das auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt wird, um dessen durch die Zentrifugalkraft in Kurvenfahrt hervorgerufene Neigung zu korrigieren.
  • Bei einer Rechtskurve wird das Magnetventil 14 (bzw. das Magnetventil 15) über das Signal SC14 (bzw. SC15) so gesteuert, dass der Schieber 16 (bzw. der Schieber 26) gegenüber dem Körper 14 nach unten verschoben wird, wie mit dem Pfeil in 6 angegeben ist, und damit wird die Eingangsöffnung der Leitung 17 (bzw. der Leitung 27) verkleinert, so dass der Flüssigkeitsdruck in der Leitung 24 und in der oberen Kammer des Antirollzylinders 6 (bzw. des Antirollzylinders 10) erhöht wird. Daraus ergibt sich eine Verkürzung dieses Zylinders und das angrenzende Ende des Stabilisators 7 (bzw. des Stabilisators 11) wird nach oben gezogen. Damit erfolgt ein Anheben des Fahrzeugaufbaus mit gleichzeitiger Ausrichtung in die im wesentlichen waagrechte und parallel zum Boden verlaufende Stellung des Fahrzeugaufbaus. Mit anderen Worten wird durch die Kraft im entsprechenden Zylinder der zugeordnete Stabilisator verformt, wodurch ein Antirollmoment erzeugt wird, das auf den Fahrzeugsaufbau ausgeübt wird.
  • Das Verteilermagnetventil 32 wird über das Signal SC32 angesteuert, wenn die Sollwerte des Antirollmomente Cavc und Carc unterschiedlich sind, so dass der Druck im Hydraulikkreis des Magnetventils 14 bzw. des Magnetventils 15 erhöht wird, um die Erzeugung der Kraft zu ermöglichen, welche die Verlagerung des Antirollzylinders 6 bzw. des Antirollzylinders 10 hervorruft und eine übersteuernde bzw. eine untersteuernde Wirkung auf das Fahrzeug entsprechend der Sollwerte Cave und Care bewirkt. Wenn beispielsweise der Sollwert Carc gleich null und der Sollwert Cavc von null verschieden ist, wird das Verteilermagnetventil so gesteuert, dass es die Öffnung zum Hydraulikkreis des hinteren Magnetventils 15 vermindert, wodurch die Flüssigkeitsfördermenge zum vorderen Hydraulikkreis des Magnetventils 14 geleitet wird. Mit anderen Worten wird dann, wenn das Verteilermagnetventil 32 in in 1 dargestellter zentrierter Stellung verbliebe, durch die Verlagerung des Schiebers des Magnetventils 14 keine Kraft im Antirollzylinder 6 erzeugt, denn die gesamte Menge an Flüssigkeit würde durch den hinteren Hydraulikkreis des Magnetventils 16 zum Behälter 20 abfließen und der Druck im vorderen Hydraulikkreis würde gleich null bleiben.
  • Die erfindungsgemäße Antirollvorrichtung ermöglicht es damit, die Aufnahme einer Rollbewegung eines Fahrzeugs in Kurvenfahrt zu verhindern (Antirolleffekt) und zugleich ein auf die Fahrsituation angepasstes Verhalten des Fahrzeugs zu gewährleisten, wobei die beiden Variablen des Rollwinkels θ des Fahrzeugaufbaus gegenüber dem Boden und des vorderen/hinteren Antirollverhältnisses Rr voneinander unabhängig gesteuert werden.

Claims (7)

  1. Antirollvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zwei Achssätzen, nämlich einem vorderen (1) und einem hinteren (2), die einerseits mittels zum Fahrzeugaufbau beweglich angeordneter Lenker und andererseits mittels Aufhängungselementen (5) mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind, einem ersten Betätigungsorgan (6), das dem vorderen Radsatz (1) zugeordnet ist, wodurch ein an den Fahrzeugaufbau (Cav) angelegtes, vorderes Antirollmoment erzeugt werden kann, einem zweiten Betätigungsorgan (10), das dem hinteren Radsatz (2) zugeordnet ist, wodurch ein an den Fahrzeugaufbau angelegtes hinteres Antirollmoment erzeugt werden kann, Steuermitteln, die auf das erste und auf das zweite Antirollbetätigungsorgan (6, 10) einwirken können, um in Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Antirollmoment auf den vorderen und hinteren Radsatz auszuüben, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechner (35) zum Erfüllen einer Steuerregel den Steuermitteln, die aus zwei, an das erste bzw. an das zweite Antirollbetätigungsorgan (6, 10) angeschlossenen hydraulischen Magnetventilen (14, 15) bestehen, zwei elektrische Steuersignale (SC14, SC15) ausgibt, von denen jedes einen Sollwert des Antirollmoments (Cavc; Carc) darstellt, die aus zwei variablen Sollwerten des Wankwinkels (θc) des Fahrzeugaufbaus und der Beziehung (Rc) zwischen dem Antirollmoment des vorderen Radsatzes und dem Antirollmoment des hinteren Radsatzes erhalten wird, die durch Mittel zum Erfassen der Fahrbedingungen des Fahrzeugs bestimmt werden, wobei dieser Rechner (35) zumindest zwei Korrekturblöcke (55, 57) und einen Verteilerblock (56) enthält, die Regelungen des Wankwinkels (θc) und der Antirollbeziehung (R) auf deren Sollwerte (θc und Rc) durchführen, und dass sie ein drittes hydraulisches Verteilermagnetventil (32) enthält, das durch ein elektrisches Signal (SC32) gesteuert wird, das aus einer Differenz der beiden Sollwerte (Cavc, Carc) des vorderen bzw. hinteren Antirollmoments gebildet wird, so dass der Druck im vorderen bzw. hinteren Antirollhydraulikkreis in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung der Differenz der beiden Sollwerte des Antirollmoments erhöht wird und ein Übersteuerungs- oder Untersteuerungseffekt zum Verbessern der Kurvenstabilität des Fahrzeugs erhalten wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (35) zumindest einen Antizipierblock (52) enthält.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Korrekturkreis mit proportional abgeleiteter Wirkung (46) umfasst, der die Differenz zwischen dem Sollwert (Cavc) des vorderen Antirollmoments und einem Schätzwert (Cave) eines momentanen Antirollmoments beispielsweise aus einem Drucksensor (41) in ein elektrisches Signal (SC14) zum Steuern des hydraulischen Magnetventils (14) umwandelt, und einen zweiten Korrekturkreis mit proportional abgeleiteter Wirkung (47) enthält, der die Differenz zwischen dem Sollwert (Carc) des hinteren Antirollmoments und einem Schätzwert (Care), beispielsweise aus einem weiteren Drucksensor (42), in ein elektrisches Signal (SC15) zum Steuern des hinteren hydraulischen Magnetventils (15) umwandelt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Subtrahierer (50) der beiden Sollwerte (Cavc, Carc) des vorderen bzw. hinteren Antirollmoments enthält, der das elektrische Signal (SC32) zum Steuern des dritten hydraulischen Magnetventils (32) ausgibt.
  5. Antirollvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit zwei Achssätzen, nämlich einem vorderen (1) und einem hinteren (2), die einerseits mittels zum Fahrzeugaufbau um eine Achse schwenkbar angeordneter Lenker und andererseits mittels Aufhängungselementen (5) mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind, einem ersten Antirollkraftzylinder (6), der gelenkig am Aufhängungselement (5) des einen Vorderrads und an dem einen Ende eines quer zum Fahrzeug verlaufenden vorderen Stabilisators (7) gelagert ist, und einem zweiten Antirollkraftzylinder (11), der gelenkig am Aufhängungselement (5) des einen Hinterrads und an dem einen Ende eines quer zum Fahrzeug verlaufenden hinteren Stabilisators (11) gelagert ist, hydraulischen Steuermitteln, die den ersten und den zweiten Antirollkraftzylinder (6, 10) steuern können, um bei einer Relativbewegung der Lenker zum Fahrzeugaufbau ein Antirollmoment auf den vorderen und hinteren Radsatz auszuüben, wobei die Steuermittel zwei, an den ersten bzw. an den zweiten Antirollkraftzylinder (6, 10) angeschlossene hydraulische Magnetventilen (14, 15) enthalten und ein Rechenmittel (35) den beiden hydraulischen Magnetventilen (14, 15) zwei elektrische Steuersignale (SC14, SC15) ausgibt, von denen jedes einen Sollwert des Antirollmoments (Cavc; Carc) darstellt, welche Signale aus zwei variablen Sollwerten des Wankwinkels (θc) des Fahrzeugaufbaus und der Beziehung (R) zwischen dem Antirollmoment am vorderen Radsatz und dem Antirollmoment am hinteren Radsatz bestimmt werden, die durch Mittel zum Erfassen der Fahrbedingungen des Fahrzeugs bestimmt werden, wie etwa Sensoren zum Erfassen des Winkels (α) des Lenkrads, der Drehgeschwindigkeit (vr) dieses Lenkrads und/oder der Querbeschleunigung (γt) des Fahrzeugs, so dass die beiden Antirollkraftzylinder (6, 10) angesteuert werden, damit sie an den Fahrzeugaufbau ein vorderes und ein hinteres Antirollmoment anlegen, die voneinander verschieden sein können, wobei die Antirollvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein drittes hydraulisches Verteilermagnetventil (32) enthält, das durch ein elektrisches Signal (SC32) gesteuert wird, das aus einer Differenz der beiden Sollwerte (Cavc, Carc) des vorderen bzw. hinteren Antirollmoments gebildet wird, so dass der Druck im vorderen bzw. hinteren Antirollhydraulikkreis in Abhängigkeit von der Größe und der Richtung der Differenz der beiden Sollwerte der Antirollmomente erhöht wird und ein Übersteuerungs- oder Untersteuerungseffekt zum Verbessern der Kurvenstabilität des Fahrzeugs erhalten wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten Korrekturkreis mit proportional abgeleiteter Wirkung (46) umfasst, der die Differenz zwischen dem Sollwert (Cavc) des vorderen Antirollmoments und einem Schätzwert (Cave) eines momentanen Antirollmoments beispielsweise aus einem Drucksensor (41) in ein elektrisches Signal (SC14) zum Steuern des hydraulischen Magnetventils (14) umwandelt, und einen zweiten Korrekturkreis mit proportional abgeleiteter Wirkung (47) enthält, der die Differenz zwischen dem Sollwert (Carc) des hinteren Antirollmoments und einem Schätzwert (Care) beispielsweise aus einem weiteren Drucksensor (42) in ein elektrisches Signal (SC15) zum Steuern des hinteren hydraulischen Magnetventils (15) umwandelt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Subtrahierer (50) der beiden Sollwerte (Cavc, Carc) des vorderen bzw. hinteren Antirollmoments enthält, der das elektrische Signal (SC32) zum Steuern des dritten hydraulischen Magnetventils (32) ausgibt.
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