EP1009650A1 - Nicht spurgebundenes kurvenneigerfahrzeug - Google Patents

Nicht spurgebundenes kurvenneigerfahrzeug

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Publication number
EP1009650A1
EP1009650A1 EP98946335A EP98946335A EP1009650A1 EP 1009650 A1 EP1009650 A1 EP 1009650A1 EP 98946335 A EP98946335 A EP 98946335A EP 98946335 A EP98946335 A EP 98946335A EP 1009650 A1 EP1009650 A1 EP 1009650A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
signal
lateral acceleration
setpoint
vehicle according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98946335A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Ammon
Frank Dettki
Hans-Peter Klander
Uwe Neerpasch
Avshalom Suissa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1009650A1 publication Critical patent/EP1009650A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60G2800/91—Suspension Control
    • B60G2800/912—Attitude Control; levelling control
    • B60G2800/9122—ARS - Anti-Roll System Control

Definitions

  • the invention relates to a multi-track, non-track-bound curve inclination vehicle with an actuator system for actively changing the roll angle of the vehicle and with a control device which actuates the actuator system in accordance with a setpoint signal representing a desired roll angle of the vehicle, which is generated by a setpoint generator as a function of parameters detected by means of a sensor system can be generated in correlation to the lateral acceleration of the vehicle, such that the vehicle tilts to the inside of the curve when cornering.
  • the necessary stability against tipping, in particular when cornering can be ensured in a generally known manner by the vehicle tending to the side counter to the respective transverse acceleration.
  • the center of gravity of the vehicle is shifted sideways, in a direction opposite to the lateral acceleration, and the respectively effective transverse forces are countered by a correspondingly increased resistance.
  • the object of the invention is now to enable control of the roll angle, on the one hand, to ensure driving safety of the vehicle and, on the other hand, to ensure the comfort of the occupants.
  • This object is achieved according to the invention in that the sensor system detects at least the steering angle and driving speed or the correlated variables (eg steering handwheel angle, wheel speeds) of the vehicle and the setpoint generator first, in particular before an actual lateral acceleration occurs or before a change in the lateral acceleration of the vehicle, generates a setpoint signal m correlation to a lateral acceleration to be expected according to the steering angle and the driving speed.
  • the sensor system detects at least the steering angle and driving speed or the correlated variables (eg steering handwheel angle, wheel speeds) of the vehicle and the setpoint generator first, in particular before an actual lateral acceleration occurs or before a change in the lateral acceleration of the vehicle, generates a setpoint signal m correlation to a lateral acceleration to be expected according to the steering angle and the driving speed.
  • the invention is based on the general idea of controlling the roll angle of the vehicle not only as a function of the actual transverse yoke deflection of the vehicle or of parameters correlated with this transverse acceleration, but also as a function of parameters determined by the driver, which are more or less large time delay can lead to an actual lateral acceleration or a change in the lateral acceleration of the vehicle.
  • the roll angle is precontrolled in the invention to adapt to the driver maneuver initiated by the driver, so that a change in the roll angle that is in phase with the drive anovers can be achieved, similarly to a single track vehicle, e.g. motorcycle.
  • the invention takes into account the fact that a steering wheel change can only lead to a changed lateral acceleration of the vehicle with a certain time delay, because steering movements of the rims of the fan wheel are transmitted to the tires only with a time delay and, in addition, only a more or less large slip angle of the vehicle wheels must occur before the wheels can exert transverse forces on the vehicle.
  • the setpoint generator can be assigned a memory for a map, which reproduces the transverse acceleration to be expected as a function of at least the driving speed and the steering angle or correlated parameters.
  • the current value for the expected lateral acceleration of the vehicle is thus available with practically no delay, so that the setpoint for the roll angle to be set can be changed without a phase shift for a steering maneuver. In this way it can be achieved in a particularly simple manner that the vehicle simultaneously tilts sideways to a driver-side steering maneuver.
  • the setpoint generator generates a setpoint signal in correlation to a signal from the sensor system that represents the actual lateral acceleration, if a signal occurs between this signal and the one to reproduce the expected transverse acceleration, the signal that a predetermined Amount threshold exceeded.
  • the setpoint generator can within a tolerance band between an upper threshold and a lower threshold of the aforementioned difference, a setpoint signal in correlation to a mixed value from the signal for specify the expected lateral acceleration and the signal for the actual lateral acceleration, the mixed value preferably approaching the signal of the roll angle generated in correlation with the actual lateral acceleration as the amount of the aforementioned difference increases.
  • the setpoint generator can specify a setpoint signal for an upright starting position of the vehicle as long as there is no deviation or only a slight deviation between the actual value of the steering angle and the straight-ahead position of the steering, the amount of which falls below a threshold value.
  • a dynamic adaptation is provided such that an active roll angle change follows a steering angle change initiated by the driver only below a predetermined change in the steering angle without or with a vanishing phase shift, while above the predetermined change in the steering angle increases with the rate of change Delay occurs.
  • a particular advantage of the invention lies in the fact that damping of rolling movements of the vehicle is also possible by active actuation of the actuators, in that a correction is taken into account when generating the setpoint for the rolling angle, which is determined by a mean time value of the durer.
  • Corresponding sensors can detect the stroke positions of the vehicle wheels relative to the structure and the lifting speeds of the wheels.
  • FIG. 1 shows a highly schematic top view of a vehicle according to the invention, in particular the sensor system being shown, and
  • Fig. 2 is a schematic front view of a sideways inclined, according to the invention curve headed vehicle and e ne schematic representation of the control of the actuators.
  • FIG. 1 there is a front wheel 2, which is only shown schematically and which is steerable and which is connected via a steering gear train 3, which is only shown schematically, to its steering adjustment with a steering handwheel 4 actuated by the driver.
  • the vehicle 1 has non-steerable rear wheels 5, which preferably also drive the vehicle's wheels (drive train not shown). If necessary, instead of two rear wheels 5, an emotional Ges rear wheel or a twin wheel can be provided, which is arranged in the center of the vehicle.
  • the vehicle wheels 2 and 5 are assigned an actuator system 6 (not shown in any more detail), which in each case allows the vehicle wheels on one side of the vehicle to be raised relative to the vehicle body and the vehicle wheels on the other side of the vehicle to be lowered such that the vehicle 1 is shown in FIG is getting a more or less large sideways slope.
  • the roll angle of the vehicle i.e. the angle between a vehicle-fixed longitudinal plane containing a vehicle vertical axis and a vertical plane extending in the vehicle longitudinal direction can be actively changed.
  • the actuator system should be designed kinematically so that the roll angle of the vehicle is proportional to the actuating stroke of the actuator system.
  • the actuator system can be formed, for example, by hydraulic actuators (not shown). This is advantageous in that such actuators can achieve high performance with a small space requirement.
  • the vehicle wheels 2 can be articulated on the vehicle body or on the chassis by means of upper and lower wishbones 7 and 8, the lower wishbones 8 in the example shown being designed as double-armed levers, one lever arm 8 'of which guides the respective wheel 2 and whose other lever arms 8 "are each coupled to one another via springs 9 with a common coupling rod 10, which can be actively adjusted in the transverse direction of the vehicle by the actuator of the actuator system 6 (not shown in more detail). In this way, the wheels 2 can spring relative to the vehicle body on the one hand. On the other hand, the roll angle of the vehicle can be changed by adjusting the coupling rod 10.
  • the vehicle has extensive sensors.
  • the wheel speeds and thus the driving speed of the vehicle and the correlated variables can be detected by wheel sensors 11.
  • a rotation angle sensor 12 detects the rotation angle of the steering handwheel 4 and thus a quantity analogous to the steering angle of the front wheels 2. Instead, it is also possible to detect the actuating stroke of steering gear parts with sensors, not shown.
  • rotational movements of the vehicle with respect to its vertical axis can be registered. Additionally or alternatively, such movements of the vehicle can also be detected by at least two sensors for the lateral acceleration of the vehicle 1, provided that the two sensors 14 are at a sufficient distance in the longitudinal direction of the vehicle, i.e. one sensor measures the lateral acceleration of the front area of the vehicle, while the other sensor 14 measures the lateral acceleration of the rear area of the vehicle. The difference between these two lateral accelerations is a measure of the yaw rate of the vehicle.
  • the vehicle has stroke sensors 15, by means of which the stroke position of the wheels 2 or 5 can be detected relative to the vehicle body.
  • These sensors 15 can, for example, detect the angular position of the control arms 7 or 8 relative to the vehicle body.
  • the sensors 11 to 15 are connected to the input side of a computer-assisted setpoint generator 16, the output of which is connected to a controller 17 which controls the actuator system 6 as a function of a setpoint / actual value comparison between a setpoint signal generated by the setpoint generator 16 for the roll angle of the vehicle and controls an actual value of the roll angle that can be determined from the signals of the displacement sensors 15.
  • low-pass filters (not shown) can be arranged downstream of the sensors 11 to 15.
  • a low-pass filter 18 with a controllable cut-off frequency is preferably connected between setpoint generator 16 and controller 17, which can be controllable as a function of the change in the steering angle determined from the signals of the rotation angle sensor 12, such that the cut-off frequency is raised as the change in speed decreases and below a predetermined threshold value Rate of change is kept constant at an upper limit.
  • the controller 17 causes the actuator 6 to be adjusted substantially in phase to change the setpoint signal for the roll angle generated by the setpoint generator 16 when the speed of change of the steering angle is low, while a greater or lesser phase shift occurs at higher rates of change in the steering angle. This ensures that "tearing" of the steering by the driver cannot lead to an excessively violent change in the roll angle.
  • the low-pass filter 18 has the effect that high-frequency components of the signal supplied to the low-pass filter 18 are not transmitted to the output of the low-pass filter. On the one hand, this significantly increases driving comfort. On the other hand, abrupt changes in the setpoint signal fed to the controller 17 and associated therewith Preventing sudden changes in the rolling moments generated by the actuator 6 avoided. This is important because the actuator system 6 could otherwise negatively influence the dynamic tipping stability of the vehicle.
  • a particularly effective active stabilization of the vehicle against rolling moments can be achieved in that the setpoint generator 16 supplies the controller 17 with an additional signal 19 via an additional channel 19, which signal is proportional to that due to the respective driving speed and the driver's steering actuation expected lateral acceleration changes.
  • This additional signal is additively linked in an input-side adder 17 'of the controller 17 to the output signal of the low-pass filter 18.
  • the setpoint generator 16 can supply the additional stage 17 'of the controller 17 with a further additional signal which is effective in the sense of damping the roll movements of the body.
  • the setpoint generator 16 can evaluate the signals from the stroke sensors 15 or additional sensors (not shown) in order to record the respective spring travel of the wheels 2 and 5 and the stroke speeds of the wheels that can be determined therefrom relative to the body. Taking into account the structural spring stiffness and damping specified by the spring system of the vehicle (springs 9), the additional signal to be output via channel 20 can then be calculated, for example according to
  • W z additional signal
  • d damping of the body suspension
  • h stroke position of the wheels

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kurvenneigerfahrzeug mit aktiver Wankregelung, wobei der Sollwert für den einzustellenden Wankwinkel Anteile umfasst, die mit einer aufgrund der Fahrgeschwindigkeit und des fahrerseitigen Lenkmanövers zu erwartenden Querbeschleunigung korreliert sind.

Description

Nicht spurgebundenes Kurvenneigerfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein mehrspuriges, nicht spurgebundenes Kurvenneigerfahrzeug mit einer Aktuatorik zur aktiven Veränderung des Wankwinkels des Fahrzeuges sowie mit einer Regelvorrichtung, welche die Aktuatorik gemäß einem einen gewünschten Wankwinkel des Fahrzeuges wiedergebenden Sollwertsignal betätigt, das von einem Sollwertgeber in Abhängigkeit von mittels einer Sensorik erfaßten Parametern in Korrelation zur Querbeschleunigung des Fahrzeuges erzeugbar ist, derart, daß sich das Fahrzeug bei Kurvenfahrt zur Kurveninnenseite neigt.
Bei Fahrzeugen mit geringer Spurweite, d.h. geringem Querabstand der Fahrzeugräder, kann die notwendige Kippstabilität, insbesondere bei Kurvenfahrt in grundsätzlich bekannter Weise dadurch gewährleistet werden, daß sich das Fahrzeug entgegen der jeweiligen Querbeschleunigung zur Seite neigt. Dadurch wird der Fahrzeugschwerpunkt seitwärts, in eine der Querbe- schleunigung entgegengerichteten Richtung verlagert und den jeweils wirksamen Querkräften ein entsprechend erhöhter Widerstand entgegengesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine einerseits die Fahrsicherheit des Fahrzeuges und andererseits den Komfort der Insassen gewährleistende Regelung des Wankwinkels zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfmdungsgemaß dadurch gelost, daß die Sensorik zumindest Lenkwinkel und Fahrgeschwindigkeit bzw. damit korrelierte Großen (z.B. Lenkhandradwinkel, Raddrehzahlen) des Fahrzeuges erfaßt und der Sollwertgeber zun chst, insbesondere vor Auftreten einer tatsachlichen Querbeschleunigung bzw. vor einer Änderung der Querbeschleunigung des Fahrzeuges, ein Sollwertsignal m Korrelation zu einer nach dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit zu erwartenden Querbeschleunigung erzeugt.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Wank- wmkel des Fahrzeuges nicht nur m Abhängigkeit von der tatsachlichen Querjoeschleumgung des Fahrzeuges bzw. von mit dieser Querbeschleunigung korrelierten Parametern sondern auch m Abhängigkeit von fahrerseitig bestimmten Parametern zu steuern, die mit einer mehr oder weniger großen zeitlichen Verzögerung zu einer tatsächlichen Querbeschleunigung bzw. einer Änderung der Querbeschleunigung des Fahrzeuges fuhren können.
Gegenüber einer im wesentlichen allein auf die tatsächliche Querbeschleunigung des Fahrzeuges reagierenden Regelung des Wankwinkels erfolgt bei der Erfindung eine Vorsteuerung des Wankwinkels m Anpassung an fahrerseitig eingeleitete Fahrma- nover, so daß eine zu den Fahr anovern gleichphasige Veränderung des Wankwinkels erreichbar wird, ähnlich wie bei einem einspurigen Fahrzeug, z.B. Motorrad.
Insbesondere wird mit der Erfindung der Tatsache Rechnung getragen, daß eine Lenkwmkelanderung erst mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung zu einer veränderten Querbeschleunigung des Fahrzeuges fuhren kann, weil Lenkbewegungen der Felgen der Fanrzeugrader nur mit zeitlicher Verzögerung auf die Reifen übertragen werden und darüber hinaus erst ein mehr oder weniger großer Schraglaufwmkel der Fahrzeugrader auf- treten muß, bevor die Räder Querkräfte auf das Fahrzeug auszuüben vermögen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dem Sollwertgeber ein Speicher für ein Kennfeld zugeordnet sein, welches die zu erwartende Querbeschleunigung in Abhängigkeit von zumindest der Fahrgeschwindigkeit sowie dem Lenkwinkel bzw. korrelierten Parametern wiedergibt. Damit steht der jeweils aktuelle Wert für die zu erwartende Querbeschleunigung des Fahrzeuges praktisch verzögerungsfrei zur Verfügung, so daß der Sollwert für den einzustellenden Wankwinkel ohne Phasenverschiebung zu einem Lenkmanöver verändert werden kann. Auf diese Weise läßt sich in besonders einfacher Weise erreichen, daß sich das Fahrzeug simultan zu einem fahrerseitigen Lenkmanöver seitwärts neigt.
Grundsätzlich muß mit der Möglichkeit gerechnet werden, daß ein vom Fahrer gewünschtes und durch Betätigung der Lenkhandhabe oder sonstiger Bedienungsorgane eingeleitetes Fahrmanöver vom Fahrzeug nicht oder nur unvollständig ausgeführt wird, etwa weil die Bodenhaftung der Fahrzeugräder für das jeweils gewünschte Fahrmanöver nicht ausreicht und das Fahrzeug in einen ausgeprägten Driftzustand geraten ist. Um derartige Situationen gut beherrschen zu können, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der Sollwertgeber ein Sollwertsignal in Korrelation zu einem die tatsächliche Querbeschleunigung wiedergebenden Signal der Sensorik erzeugt, wenn zwischen diesem Signal und dem die zu erwartende Querbeschleunigung wiedergeben den Signal eine Differenz auftritt, die einen vorgegebenen Schwellwert betragsmäßig überschreitet.
In diesem Zusammenhang kann der Sollwertgeber innerhalb eines Toleranzbandes zwischen einem oberen Schwellwert und einem unteren Schwellwert der vorgenannten Differenz ein Sollwertsignal in Korrelation zu einem Mischwert aus dem Signal für die zu erwartende Querbeschleunigung und dem Signal für die tatsächliche Querbeschleunigung vorgeben, wobei sich der Mischwert vorzugsweise mit zunehmenden Betrag der vorgenannten Differenz an das in Korrelation zur tatsächlichen Querbeschleunigung erzeugte Signal des Wankwinkels annähert.
Um bei Geradeausfahrt unnötige Betätigungen der Aktuatorik zu vermeiden, kann der Sollwertgeber ein Sollwertsignal für eine aufrechte Ausgangslage des Fahrzeuges vorgeben, solange zwischen dem Istwert des Lenkwinkels und der Geradeausstellung der Lenkung keine Abweichung bzw. nur eine geringe Abweichung vorliegt, deren Betrag einen Schwellwert unterschreitet. Im Ergebnis führen damit kleine Lenkkorrekturen bzw. unwillkürliche, geringfügige Lenkbetätigungen des Fahrers auf weitest- gehend gerader Strecke nicht zu einer aktiven Wankwinkeländerung des Fahrzeuges.
Einerseits muß eine aktive Wankwinkeländerung zügig erfolgen können. Andererseits sollen übermäßig heftige Bewegungen des Fahrzeuges vermieden werden. Deshalb ist in bevorzugter Ausführung der Erfindung eine Dyna ikanpassung vorgesehen, derart, daß eine aktive Wankwinkeländerung einer vom Fahrer eingeleiteten Lenkwinkeländerung nur unterhalb einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels ohne bzw. mit verschwindender Phasenverschiebung folgt, während oberhalb der vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels eine mit der Änderungsgeschwindigkeit zunehmende Verzögerung auftritt.
Dies kann in einfacher Weise dadurch gewährleistet werden, daß dem Sollwertgeber ein Tiefpaßfilter mit steuerbarer Eckfrequenz zugeordnet ist. Wird diese Eckfrequenz oberhalb der vorangehend angegebenen Änderungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels zunehmend abgesenkt, folgt der Ausgang des Filters Änderungen des Eingangssignales mit zunehmender Verzögerung. Wenn also die vom Sollwertgeber erzeugten Sollwertsignale der Regelvorrichtung über das genannte Filter zugeleitet werden, kann die gewünschte Dynamikanpassung m einfacher Weise verwirklicht werden.
Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß auch ohne weiteres eine Dampfung von Wankbewegungen des Fahrzeuges durch aktive Betätigung der Aktuatorik möglich ist, indem bei der Erzeugung des Sollwertes für den Wankwinkel auch eine Korrektur berücksichtigt wird, die durch einen zeitlichen Mittelwert der durer. entsprechende Sensoren erfaßten Hubstellungen der Fahrzeugrader relativ zum Aufbau und der Hubgeschwindigkeiten der Rader vorgegeben werden kann.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprucne sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine stark schematisierte Draufsicht auf ein erfin- dungsgemäßes Fahrzeug, wobei insbesondere die Sensorik dargestellt ist, und
Fig. 2 eine schematisierte Frontansicht eines seitwärts geneigten, erfmdungsgemaßen Kurvenneigerfahrzeuges sowie e ne schematische Darstellung der Regelung der Aktuatorik.
Gemäß Fig. 1 oesitzt ein nur schematisch dargestelltes Kur- venneiger-Fahrzeug 1 lenkbare Vorderrader 2, die über einen nur schematisch angedeuteten Lenkgetriebstrang 3 zu ihrer Lenkverstellung mit einem fahrerseitig betätigten Lenkhandrad 4 verbunden sind. Des weiteren besitzt das Fahrzeug 1 unlenkbare Hinterraαer 5, welche vorzugsweise auch die Antriebsräder des Fahrzeuges nlden (Antriebstrang nicht dargestellt) . Gegebenenfalls kann anstelle zweier Hinterrader 5 ein emzi- ges Hinterrad oder ein Zwillingsrad vorgesehen sein, welches in Fahrzeugmitte angeordnet ist.
Gemäß Fig. 2 ist den Fahrzeugrädern 2 bzw. 5 eine nicht näher dargestellte Aktuatorik 6 zugeordnet, welche jeweils die Fahrzeugräder einer Fahrzeugseite relativ zum Fahrzeugaufbau anzuheben und die Fahrzeugräder der anderen Fahrzeugseite abzusenken gestattet, derart, daß das Fahrzeug 1 wie in Fig. 2 dargestellt ist, eine mehr oder weniger große Seitwärtsneigung erhält. Durch diese Aktuatorik 6 kann also der Wankwinkel des Fahrzeuges, d.h. der Winkel zwischen einer eine Fahrzeughochachse enthaltenden fahrzeugfesten Längsebene und einer in Fahrzeuglängsrichtung erstreckten Vertikalebene, aktiv verändert werden.
Um die nachfolgend dargestellte Regelung des Wankwinkels zu vereinfachen, soll die Aktuatorik kinematisch so ausgelegt werden, daß der Wankwinkel des Fahrzeuges proportional zum Stellhub der Aktuatorik ist.
Die Aktuatorik kann beispielsweise durch hydraulische Aktua- toren (nicht dargestellt) gebildet werden. Dies ist insofern vorteilhaft, als derartige Aktuatoren bei geringem Raumbedarf hohe Leistungen erbringen können.
Gemäß Fig. 2 können die Fahrzeugräder 2 am Fahrzeugaufbau bzw. am Chassis mittels oberer und unterer Querlenker 7 und 8 angelenkt sein, wobei die unteren Querlenker 8 im dargestellten Beispiel als doppelarmige Hebel ausgebildet sind, deren eine Hebelarme 8' das jeweilige Rad 2 führen und deren anderen Hebelarme 8" jeweils über Federn 9 mit einer gemeinsamen Koppelstange 10 miteinander gekuppelt sind, die vom nicht näher dargestellten Aktuator der Aktuatorik 6 in Fahrzeugquerrichtung aktiv verstellbar ist. Auf diese Weise können die Räder 2 relativ zum Fahrzeugaufbau einerseits federn. Andererseits kann durch Verstellung der Koppelstange 10 der Wankwinkel des Fahrzeuges verändert werden.
Das Fahrzeug besitzt eine umfangreiche Sensorik. Durch Radsensoren 11 können die Raddrehzahlen und damit die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges sowie damit korrelierte Größen erfaßt werden.
Ein Drehwinkelsensor 12 erfaßt den Drehwinkel des Lenkhandrades 4 und damit eine zum Lenkwinkel der Vorderräder 2 analoge Größe. Statt dessen ist es auch möglich, mit nicht dargestellten Sensoren den Stellhub von Lenkgetriebeteilen zu erfassen.
Mit einem Giersensor 13 können Drehbewegungen des Fahrzeuges bezüglich seiner Hochachse registriert werden. Zusätzlich oder alternativ können derartige Bewegungen des Fahrzeuges auch durch zumindest zwei Sensoren für die Querbeschleunigung des Fahrzeuges 1 erfaßt werden, vorausgesetzt, daß die beiden Sensoren 14 einen hinreichenden Abstand in Fahrzeuglängsrichtung aufweisen, d.h. der eine Sensor mißt die Querbeschleunigung des vorderen Fahrzeugbereiches, während der andere Sensor 14 die Querbeschleunigung des hinteren Fahrzeugbereiches mißt. Hierbei ist die Differenz dieser beiden Querbeschleunigungen ein Maß für die Giergeschwindigkeit des Fahrzeuges.
Außerdem besitzt das Fahrzeug Hubsensoren 15, durch die die Hubstellung der Räder 2 bzw. 5 relativ zum Fahrzeugaufbau erfaßbar ist. Diese Sensoren 15 können z.B. die Winkelstellung der Querlenker 7 oder 8 relativ zum Fahrzeugaufbau erfassen. Die Sensoren 11 bis 15 sind mit der Eingangsseite eines rechnergestützten Sollwertgebers 16 verbunden, dessen Ausgang mit einem Regler 17 verbunden ist, der die Aktuatorik 6 in Abhängigkeit von einem Soll-Istwert-Vergleich zwischen einem vom Sollwertgeber 16 erzeugten Sollwertsignal für den Wankwinkel des Fahrzeuges und einem aus den Signalen der Wegsensoren 15 ermittelbaren Istwert des Wankwinkels steuert.
Um Signalrauschen auszublenden, können den Sensoren 11 bis 15 jeweils Tiefpaßfilter (nicht dargestellt) nachgeordnet sein.
Zwischen Sollwertgeber 16 und Regler 17 ist vorzugsweise ein Tiefpaßfilter 18 mit steuerbarer Eckfrequenz geschaltet, welche in Abhängigkeit von der aus den Signalen des Drehwinkelsensors 12 ermittelbaren Änderungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels steuerbar sein kann, derart, daß die Eckfrequenz bei abnehmender Änderungsgeschwindigkeit angehoben und unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes der Änderungsgeschwindigkeit auf einem oberen Grenzwert konstant gehalten wird. Auf diese Weise bewirkt der Regler 17 bei geringen Änderungsgeschwindigkeiten des Lenkwinkels eine zur Änderung des vom Sollwertgeber 16 erzeugten Sollwertsignals für den Wankwinkel im wesentlichen phasengleiche Verstellung des Aktuators 6, während bei höheren Änderungsgeschwindigkeiten des Lenkwinkels eine mehr oder weniger große Phasenverschiebung auftritt. Damit wird gewährleistet, daß ein „Verreißen" der Lenkung durch den Fahrer nicht zu einer übermäßig heftigen Änderung des Wankwinkels führen kann.
Im übrigen hat das Tiefpaßfilter 18 ständig die Wirkung, daß hochfrequente Anteile des dem Tiefpaßfilter 18 zugeführten Signales nicht auf den Ausgang des Tiefpaßfilters übertragen werden. Dadurch wird einerseits der Fahrkomfort wesentlich erhöht. Andererseits werden sprunghafte Änderungen des dem Regler 17 zugeleiteten Sollwertsignales sowie damit einherge- hende sprunghafte Änderungen der von der Aktuatorik 6 erzeugten Wankmomente vermieden. Dies ist deshalb wichtig, weil die Aktuatorik 6 andernfalls die dynamische Kippstabilität des Fahrzeuges negativ beeinflussen könnte.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann eine besonders wirksame aktive Stabilisierung des Fahrzeuges gegenüber Wankmomenten dadurch erreicht werden, daß der Sollwertgeber 16 dem Regler 17 über einen zusätzlichen Kanal 19 ein Zusatzsignal zuleitet, welches sich proportional zu der aufgrund der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit und der Lenkbetätigung des Fahrers zu erwartenden Querbeschleunigung ändert.
Dieses Zusatzsignal wird in einer eingangsseitigen Addierstufe 17' des Reglers 17 additiv mit dem Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 verknüpft.
Zusätzlich oder alternativ kann der Sollwertgeber 16 der Addierstufe 17' des Reglers 17 ein weiteres zusätzliches Signal zuleiten, welches im Sinne einer Dämpfung vom Wankbewegungen des Aufbaus wirksam wird. Zur Erzeugung eines solchen Signales kann der Sollwertgeber 16 die Signale der Hubsensoren 15 oder zusätzlicher Sensoren (nicht dargestellt) auswerten, um den jeweiligen Federweg der Räder 2 bzw. 5 sowie die daraus ermittelbaren Hubgeschwindigkeiten der Räder relativ zum Aufbau zu erfassen. Unter Berücksichtigung der durch das Federsystem des Fahrzeuges (Federn 9) vorgegebenen Aufbaufeder- steifigkeit und -dämpfung kann dann das über den Kanal 20 abzugebende Zusatzsignal berechnet werden, beispielsweise gemäß
wobei
Wz = Zusatzsignal A = angestrebte Wankdämpfung c = Federkonstante der Aufbaufederung d = Dämpfung der Aufbaufederung h = Hubstellung der Räder h' = Hubstellung der Räder t = Zeit.

Claims

Patentansprüche
1. Nicht spurgebundenes Kurvenneigerfahrzeug mit einer Aktuatorik zur Veränderung des Wankwinkels des Fahrzeuges sowie mit einer Regelvorrichtung, welche die Aktuatorik gemäß einem einen gewünschten Wankwinkel des Fahrzeuges wiedergebenden Sollwertsignal betätigt, das von einem Sollwertgeber in Abhängigkeit von mittels einer Sensorik erfaßten Parametern in Korrelation zur Querbeschleunigung des Fahrzeuges erzeugbar ist, derart, daß sich das Fahrzeug bei Kurvenfahrt zur Kurveninnenseite hin neigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorik (11 bis 15) zumindest den Lenkwinkel und die Fahrgeschwindigkeit bzw. damit korrelierte Größen des Fahrzeuges erfaßt und der Sollwertgeber (16) zumindest zunächst, insbesondere vor Auftreten einer tatsächlichen Querbeschleu- nigung bzw. einer Änderung der Querbeschleunigung des Fahrzeuges, ein Sollwertsignal in Korrelation zu einer nach dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit zu erwartenden Querbeschleunigung erzeugt.
2. Kurvenneigerfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sollwertgeber (16) ein Speicher für ein Kennfeld zugeordnet ist, welches die zu erwartende Querbeschleunigung in Abhängigkeit von zumindest dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit vorgibt.
3. Kurvenneigerfahrzeug nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (16) ein Sollwertsignal bzw. einen Hauptanteil des Sollwertsignales in Korrelation zu einem die tatsächliche Querbeschleunigung des Fahrzeuges wiedergebenden Signal der Sensorik (11 bis 15) erzeugt, wenn die Differenz zwischen dem vorgenannten Signal und dem die zu erwartende Querbeschleunigung wiedergebenden Signal einen vorgegebenen Schwellwert betragsmäßig überschreitet.
4. Kurvenneigerfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (16) innerhalb eines Toleranzbandes zwischen einem oberen Schwellwert und einem unteren Schwellwert der Differenz zwischen dem Signal für die zu erwartende Querbeschleunigung und dem Signal für die tatsächliche Querbeschleunigung ein Sollwertsignal bzw. einen Hauptanteil des Sollwertsignales in Korrelation zu einem Mischwert aus den beiden vorgenannten Signalen erzeugt, wobei bei Bestimmung des Mischwertes das Signal für die tatsächliche Querbeschleunigung bei zunehmendem Betrag der vorgenannten Differenz mit erhöhtem Gewicht berücksichtigt wird.
5. Kurvenneigerfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne , daß die Sensorik (11 bis 15) die Giergeschwindigkeit des Fahrzeuges erfaßt und das Signal für die tatsächliche Querbeschleunigung aus der Fahrgeschwindigkeit und der Giergeschwindigkeit erzeugt.
6. Kurvenneigerfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale für die Giergeschwindigkeit zeitlich gemit- telt bzw. einer Tiefpaßfilterung unterworfen werden, bevor sie vom Sollwertgeber (16) verarbeitet werden.
7. Kurvenneigerfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (16) ein Sollwertsignal für eine Ausgangslage (aufrechter Aufbau) vorgibt, solange der Lenkwinkel innerhalb eines Toleranzbandes nahe der Geradeausstellung der Lenkung liegt.
8. Kurvenneigerfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Toleranzband bei zunehmender Abweichung des Lenkwinkels von der Geradeausstellung ein zunehmend mit der tatsächlichen Querbeschleunigung des Fahrzeuges korrelierter Sollwert für den Wankwinkel erzeugt wird.
9. Kurvenneigerfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Sollwertgeber (16) erzeugte Signal vor Verarbei tung durch den Regler (17) einer Tiefpaßfilterung (Tiefpaßfilter 18) unterworfen wird.
10. Kurvenneigerfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefpaßfilterung mit steuerbarer Eckfrequenz erfolgt und bei hoher Änderungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels mit abgesenkter Eckfrequenz durchführbar ist.
11. Kurvenneigerfahrzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichne , daß die Eckfreσuenz bei der Tiefpaßfilterung so eingestellt ist, daß unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes der Ände- rungsgeschwindigkeit des Lenkwinkels nur eine verschwindende Phasenverschiebung zwischen einer Betätigung einer Lenkkhand- habe (4) und der Neigebewegung des Fahrzeuges aufzutreten vermag.
12. Kurvenneigerfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Regler (17) zugeführte Eingangssignal einen Anteil umfaßt, welcher mit Zunahme der zu erwartenden Querbeschleunigung ansteigt.
13. Kurvenneigerfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Regler (17) zugeleitete Signal einen Anteil umfaßt, welcher im Sinne einer Wankdämpfung des Fahrzeugaufbaus wirkt.
14. Kurvenneigerfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal für die zu erwartende Querbeschleunigung einen Anteil enthält, der durch die tatsächliche Querbeschleunigung des vorderen Fa rzeugteils bestimmt wird.
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