WO2005005182A1 - Verfahren zur ausregelung von geradeauslaufstörungen eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for compensating for disturbances in the straight running of a motor vehicle.
  • a method and a system for controlling active suspensions of a vehicle is known.
  • the vehicle position should be improved to improve the steering characteristics of the vehicle.
  • a sensor detects the lateral acceleration of the vehicle while cornering.
  • control valves of the vehicle suspension are controlled by a computing circuit in order to increase the ground contact load of one wheel and to reduce that of another wheel by changing the vehicle height.
  • the object of the invention is to provide an improved compensation for straight-ahead disturbances of a motor vehicle.
  • this object is achieved in that after a predetermined driving limit speed is exceeded and / or a predetermined speed is undershot Steering wheel limit angle, the actual driving state of the vehicle is determined and the axes of the active chassis are braced crosswise in the event of a deviation from a target driving state of the motor vehicle.
  • a yaw moment can be generated that is opposite to a disturbance of the straight running and reduces or even completely compensates for the influence of the disturbance.
  • the advantage of this invention is the use of already known active chassis systems for controlling straight-line disturbances, without the need for steering intervention. Such a disturbance is, for example, the occurrence of cross winds or uneven road surfaces.
  • Active chassis systems such as torsion bars with integrated servomotors and partly also air suspensions offer the possibility of bracing the wheel loads crosswise when driving straight ahead (e.g. high wheel load at the front left and rear right, low wheel load at the front right and rear left) without the level, the roll angle or the pitch angle of the body changed. This tension is therefore not recognizable to the driver.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method according to the invention
  • FIG. 2 shows ratios of wheel contact force and torque of the steering axle on a front wheel
  • FIG. 1 shows a flow chart of the method according to the invention for actuating an active chassis of a motor vehicle.
  • An active chassis have e.g. Vehicles with active stabilizers, vehicles with air suspension or vehicles with spring-plunger combinations.
  • the flowchart describes the method according to the invention using a vehicle with spring-plunger combinations.
  • the word plunger stands for every other possible actuator type, e.g. an air spring or the actuator of a stabilizer.
  • the aim of a method according to the invention is to determine deviations in the yaw behavior from the target and to counteract this.
  • the steering wheel angle is determined using a steering angle sensor. (Accuracy typically at least 1 °) and the speed is monitored using a wheel speed sensor (accuracy typically at least 5 km / h).
  • the target yaw rate of the vehicle is calculated from the steering angle, driving speed and the constant vehicle sizes, wheelbase, self-steering gradient and steering ratio.
  • d psi / dt v / (l + EG * v 2 ) * delta / id psi / dt: target yaw rate [rad / s] v: speed [m / s] 1: wheelbase [] EG: self-steering gradient [rad * s 2 / m] delta: steering wheel angle [rad] i: steering ratio [1]
  • This target yaw rate is compared with the actual yaw rate of the vehicle (for this purpose, for example, a body-fixed yaw rate sensor with an accuracy of at least 0.5 ° / s is installed in the vehicle).
  • the deviation between the target and actual yaw rate is determined. Any deviations that occur are usually due to problems with straight-line running due to cross winds, uneven ground or road inclinations.
  • Step 1 check whether the limit speed specified in the coordination process has been exceeded (e.g. 150 km / h). If the limit speed is exceeded, a check is carried out in method step 2 to determine whether the vehicle is traveling straight ahead. For this purpose, it is checked whether the steering wheel angle is smaller than the limiting steering wheel angle specified in the coordination process (e.g. approx. 5 °). This step is carried out because the control should not be active when cornering. Tensioning the axles when cornering would influence the distribution of the roll torque support between the front and rear axles and would therefore have an influence on the self-steering behavior of the vehicle.
  • the limit speed specified in the coordination process e.g. 150 km / h.
  • the target yaw rate is determined in method step 3 using the steering wheel angle signal and the driving speed via the single-track model.
  • step 4 the difference between the target yaw rate and the actual yaw rate is formed.
  • the plunger pressures are then adjusted in step 5 by predetermined increments (to be determined in the course of the tuning), so that a yaw moment arises which counteracts the difference between the target and actual yaw rate. Then the process begins again.
  • method step 8 If the conditions with regard to speed (method step 1) and / or steering wheel angle (method step 2) are not met, the method is checked in method step 8: whether the axles are still braced from an earlier intervention. If this is the case, method step 9 determines whether the pressure is higher at the front left or at the front right. According to the result of method step 9, method step 10 or method step 11 follows. The tension is reduced by one pressure increment, whereby the size of the pressure increment is to be determined as part of the coordination.
  • the maximum possible tension is limited by the maximum available pressures of the active chassis and the maximum plunger paths (actuator paths). In principle, the loading of the vehicle has no influence on the effect of the wheel load control. Due to the higher wheel loads and level compensation, the plungers have higher pressures in normal conditions and are partially extended, which means that the maximum possible tensioning of the axles is lower.
  • the active chassis of a sample vehicle is based on hydraulic cylinders (so-called plungers) housed in the struts and steel springs connected in series.
  • the plunging is defined in the constructional position of the vehicle with 0 mm. From this position, they can be extended by 40 mm on the front axle and retracted by -45 mm. 50 mm or -70 mm are possible on the rear axle.
  • the spring stiffness is 200 N / mm on the front axle and 150 N / mm on the rear axle.
  • the strut ratios ratio between wheel deflection and strut travel
  • the wheel loads between the right and left side are distributed symmetrically (Fig. 3a), so that the following condition results:
  • the axes can now be clamped crosswise via the plungers. If the plungers are extended axially on one side as far as they are retracted on the other side and the resulting differential wheel contact force between the wheels of one axle is the same for the front axle and rear axle, the position of the body changes (roll angle, pitch angle and Level) not.
  • this difference must also be set on the front axle.
  • This effect affects the yaw of the vehicle (rotation around the Z axis) in 2 different ways.
  • Axles usually have a toe-in angle. This toe-in angle results in an inward lateral force on the tire. With a total toe-in angle of 0.5 ° - in other words a toe-in angle for each wheel of 0.25 ° - with a slip resistance of 1200 N / °, a toe-in lateral force (18, 19, 20, 21) of 300 N.
  • the following example results from the starting example:
  • the tire's cornering stiffness changes in a wide range approximately in proportion to the wheel contact force.
  • the wheel contact forces on the front axle have been adjusted by 32%, on the rear axle by 34%. This is from an increase in the toe-in forces to the Wheels with extended plunger of approx. 100 N and a decrease in the toe-in side forces (18 ', 19 ", 20', 21") on the wheels with retracted plunger of approx. 100 N (Fig. 3b).
  • the following state occurs for the example:
  • the wheel load adjustment has a second effect on the front axle. Almost every vehicle has a caster angle (15) on the front axle (inclination of the steering axle (13) of the front wheel in the XZ plane) to the rear and a spreading tion angle (16) (inclination of the steering axis (13) of the front wheel in the YZ plane) inwards.
  • a caster angle (15) on the front axle inclination of the steering axle (13) of the front wheel in the XZ plane
  • a spreading tion angle (16) inclination of the steering axis (13) of the front wheel in the YZ plane
  • Fig. 2 it can be seen in the top view that the steering axis (13) of the wheel is laterally offset from the wheel mounting point (12).
  • the right-angled distance of the wheel contact point (12) to the steering axle (13) is the lever arm (17) of the wheel contact force (24).
  • the proportion of the wheel contact force (24) which acts at right angles to the steering axis (13), in conjunction with the lever arm (17), results in a moment about the wheel steering axis (13) which is directed inwards.
  • the angle alpha between the steering axle (13) and the road is calculated from:
  • alpha aresin (1 / (tan 2 (caster angle) + tan 2 (spread) + l) 0 ' 5 )
  • the proportion of the wheel contact force (24) that acts at right angles to this axis (13) is calculated from:
  • the cosine of 79 ° is 0.19. Accordingly, in this example 19% of the wheel contact force (24) acts at right angles to the steering axis (13).
  • the torques (23 ', 22') no longer equalize.
  • the left front wheel turning moment (23 ') is twice as large as the left front wheel turning moment (22').
  • this causes the steering to twist within the framework of the elasticities when the steering wheel is held firmly, so that a slight left-hand turn will appear on the wheels.
  • the differential torque on the wheels results in a torque that is also noticeable in the steering wheel and tries to turn the steering wheel to the left.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Störungen des Geradeauslaufs eines Kraftfahrzeugs, das mit einem aktiven Fahrwerk, mit einem Lenkradwinkelsensor, einem Fahrgeschwindigkeitssensor und einem Giersensor oder einem Querbeschleunigungssensor ausgestattet ist. Dabei werden nach Überschreiten einer vorgegebenen Fahrgrenzgeschwindigkeit und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Lenkradgrenzwinkels der Ist-Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt und bei Abweichen von einem Soll-Fahrzustand des Kraftfahrzeugs die Achsen des aktiven Fahrwerks kreuzweise verspannt.

Description

Verfahren zur Ausregelung von GeradeauslaufStörungen eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Störungen des Geradeauslaufs eines Kraftfahrzeugs.
Aus der DE 40 17 222 AI ist ein Verfahren und ein System zur Steuerung aktiver Aufhängungen eines Fahrzeugs bekannt. Dabei soll die Fahrzeuglage zur Verbesserung der Lenkeigenschaft des Fahrzeugs verbessert werden. Dazu erfasst während des Kurvenfahrens ein Sensor die Querbeschleunigung des Fahrzeugs. Entsprechend der Querbeschleunigung werden Steuerventile der Fahrzeugaufhängung von einer Rechenschaltung angesteuert, um mittels Änderung der Fahrzeughöhe die Bodenberührungslast eines Rades zu erhöhen und die eines anderen Rades zu reduzieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kompensation von GeradeauslaufStörungen eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass nach Überschreiten einer vorgegebenen Fahrgrenzgeschwindigkeit und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Lenkradgrenzwinkels der Ist-Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt wird und bei Abweichen von einem Soll-Fahrzustand des Kraftfahrzeugs die Achsen des aktiven Fahrwerks kreuzweise verspannt werden.
Auf diese Weise kann ein Giermoment erzeugt werden, dass einer Störung des Geradeauslaufs entgegengerichtet ist und den Einfluss der Störung verringert oder sogar ganz kompensiert. Vorteil dieser Erfindung ist die Nutzung bereits bekannter aktiver Fahrwerksysteme zur Ausregelung von GeradeauslaufStörungen, ohne dass hierfür Lenkungseingriffe notwendig sind. Eine derartige Störung ist beispielsweise das Auftreten von Seitenwind oder von Fahrbahnunebenheiten.
Der Geradeauslauf eines Fahrzeugs wird durch äußere Störungen wie Fahrbahnunebenheiten und Seitenwind beeinträchtigt . Diese Beeinträchtigung nimmt mit steigender Geschwindigkeit überproportional zu. Daher ist eine geeignete Ausregelung der GeradeauslaufStörungen bei hohen Geschwindigkeiten von besonderer Bedeutung.
Aktive Fahrwerksysteme wie Drehstäbe mit integrierten Stellmotoren und teilweise auch Luftfederungen bieten die Möglichkeit, bei Geradeausfahrt die Radlasten kreuzweise zu Verspannen (z. B. vorne links und hinten rechts hohe Radlast, vorne rechts und hinten links niedrige Radlast) ohne dass sich dadurch das Niveau, der Wankwinkel oder der Nickwinkel der Karosserie verändert. Für den Fahrer ist diese Verspannung also nicht erkennbar.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung, sowie den Zeichnungen. Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausfüh- rungsformen der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 Verhältnisse von RadaufStandskraft und Drehmoment der Lenkachse an einem Vorderrad, Fig. 3a Vorspurseitenkräfte und Drehmomente der Lenkachse an einem unverspannten Fahrzeug, Fig. 3b Vorspurseitenkräfte und Drehmomente der Lenkachse an einem erfindungsgemäß verspannten Fahrzeug.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betätigen eines aktiven Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs. Ein aktives Fahrwerk weisen z.B. Fahrzeuge mit aktiven Stabilisatoren, Fahrzeuge mit Luftfederung oder Fahrzeuge mit Feder-Plunger-Kombinationen auf. Das Ablauf- diagramm beschreibt das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Fahrzeugs mit Feder-Plunger-Kombinationen. Dabei steht das Wort Plunger stellvertretend für jeden anderen möglichen Aktortyp, wie z.B. eine Luftfeder oder den Aktor eines Stabilisators .
Ziel eines erfindungsgemäßen Verfahren ist es, Abweichungen des Gierverhaltens vom Soll zu ermitteln und diesem entgegenzuwirken.
Im späteren näher ausgeführte Betrachtungen zeigen, dass eine Veränderung der RadaufStandskräfte dazu genutzt werden kann, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs gezielt zu beeinflussen, ohne das direkte Eingriffe in die Lenkung notwendig wären.
Diese Möglichkeit, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beeinflussen, wird genutzt, um den Geradeauslauf des Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten (z.B. >150 km/h) zu verbessern. Hierzu wird der Lenkradwinkel mittels eines Lenkwinkelsensors . (Genauigkeit typischerweise mindestens 1°) und die Geschwindigkeit über einen Raddrehzahlsensor (Genauigkeit typischerweise mindestens 5 km/h) beobachtet . Aus Lenkwinkel , Fahrgeschwindigkeit und den konstanten Fahrzeuggrößen Radstand, Eigenlenkgradient und Lenkübersetzung wird mit Hilfe des Einspurmodells die Soll-Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet .
d psi/dt = v/(l + EG * v2) * delta/i d psi/dt: Soll-Giergeschwindigkeit [rad/s] v: Geschwindigkeit [m/s] 1 : Radstand [ ] EG: Eigenlenkgradient [rad*s2/m] delta: Lenkradwinkel [rad] i: Lenkübersetzung [1]
Diese Soll-Giergeschwindigkeit wird mit der tatsächlichen Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs verglichen (hierzu ist im Fahrzeug z.B. ein karosseriefester Giergeschwindigkeitssensor mit einer Genauigkeit von mindestens 0,5°/s eingebaut). Die Abweichung zwischen Soll und Ist-Giergeschwindigkeit wird ermittelt. Auftretende Abweichungen sind in der Regel auf Störungen des Geradeauslaufs durch Seitenwind, Bodenunebenheiten oder Fahrbahnneigungen zurückzuführen.
Diese Abweichungen werden nun über die oben beschriebene Beeinflussung der Fahrtrichtung mittels verspannter Achsen minimiert. Das Abi ufdiagramm in Fig. 1 zeigt die Vorgehens- weise anhand einer bevorzugten Ausführungsform: Geradeauslaufprobleme treten hauptsächlich bei hohen Geschwindigkeiten auf. Daher erfolgt zuerst in Verfahrens- ; schritt 1 die Prüfung, ob die im Abstim ungsprozess festgelegte Grenzgeschwindigkeit überschritten ist (z.B. 150 km/h) . Falls die Grenzgeschwindigkeit überschritten ist, wird in Verfahrensschritt 2 kontrolliert, ob Geradeausfahrt vorliegt. Dazu wird geprüft, ob der Lenkradwinkel kleiner ist als der im Abstimmungsprozess festgelegte Grenzlenkradwinkel (z.B. ca. 5°). Dieser Verfahrensschritt erfolgt, da die Regelung nicht bei Kurvenfahrt aktiv sein soll . Eine Verspannung der Achsen bei Kurvenfahrt würde die Verteilung der Wankmomentenabstutzung zwischen Vorder- und Hinterachse beeinflussen und hätte damit Einfluss auf das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs.
Wenn sowohl die Geschwindigkeitsbedingung aus Verfahrens- schritt 1, als auch die Lenkradwinkelbedingung aus Verfahrensschritt 2 erfüllt sind, wird in Verfahrensschritt 3 anhand des Lenkradwinkelsignals und der Fahrgeschwindigkeit über das Einspurmodell die Soll-Giergeschwindigkeit ermittelt.
Im nächsten Verfahrensschritt 4 wird die Differenz zwischen der Soll-Giergeschwindigkeit und der Ist-Giergeschwindigkeit gebildet . Abhängig vom Vorzeichen dieser Differenz werden anschließend im Verfahrensschritt 5 die Plungerdrücke um vorgegebene Inkremente (im Rahmen der Abstimmung festzulegen) verstellt, so dass ein Giermoment entsteht, das der Differenz zwischen Soll- und Ist-Giergeschwindigkeit entgegenwirkt. Danach beginnt das Verfahren von neuem.
Werden die Bedingungen bezüglich Geschwindigkeit (Verfahrensschritt 1) und/oder Lenkradwinkel (Verfahrensschritt 2) nicht erfüllt, so wird in Verfahrensschritt 8 kontrolliert, ob die Achsen von einem früheren Eingriff noch verspannt sind. Ist dies der Fall, so wird in Verfahrensschritt 9 ermittelt, ob der Druck vorne links oder vorne rechts höher ist . Entsprechend dem Ergebnis von Verfahrensschritt 9 schließt sich Verfahrensschritt 10 oder Verfahrensschritt 11 an. Dabei wird die Verspannung um ein Druck-Inkrement zurück genommen, wobei die Größe des Druck-Inkrements im Rahmen der Abstimmung festzulegen ist.
Begrenzt wird die maximal mögliche Verspannung durch die maximal verfügbaren Drücke des aktiven Fahrwerks und die maximalen Plungerwege (Aktorwege) . Prinzipiell hat die Beladung des Fahrzeugs keinen Einfluss auf die Wirkung der Radlaststeuerung. Durch die höheren Radlasten und den Niveauausgleich haben jedoch die Plunger im Normalzustand schon höhere Drücke und sind teilweise ausgefahren, womit die maximal mögliche Verspannung der Achsen geringer ausfällt .
Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahren wird nachfolgend ein konkretes Beispiel dargestellt. Das aktive Fahrwerk eines Beispielfahrzeugs beruht auf in den Federbeinen untergebrachten Hydraulikzylindern (sogenannte Plunger) und in Reihe geschaltete Stahlfedern. Die Plungerstellung ist in Konstruktionslage des Fahrzeugs mit 0 mm definiert. Von dieser Stellung aus können sie an der Vorderachse um 40 mm ausgefahren und um -45 mm eingefahren werden. An der Hinterachse sind 50 mm bzw. -70 mm möglich. Die Federsteifigkeiten betragen an der Vorderachse 200 N/mm und an der Hinterachse 150 N/mm. Die Federbeinübersetzungen (Verhältnis zwischen Radeinfederung und Federbeinweg) betragen sowohl an der Vorderachse wie auch an der Hinterachse 1,8. Die Radlasten zwischen rechter und linker Seite sind symmetrisch verteilt (Fig. 3a) , so dass sich folgender Zustand ergibt :
Figure imgf000009_0001
Über die Plunger können die Achsen nun kreuzweise verspannt werden. Wenn dabei die Plunger achsweise auf der einen Seite genauso weit ausgefahren wie auf der anderen Seite eingefahren werden und gleichzeitig die dadurch entstehende Differenz-Radaufstandskraft zwischen den Rädern einer Achse für Vorderachse und Hinterachse gleich sind, ändert sich die Lage des Aufbaus (Wankwinkel, Nickwinkel und Niveau) nicht.
Ein Ausfahren des linken Hinterradplungers um __ . B. 20 mm ergibt bei unveränderter Karosserielage eine Stauchung der Feder um 20 mm und damit eine Erhöhung der Federkraft um 20 mm x 150 N/mm = 3000 N. 3000 N zusätzliche Federkraft ergeben eine zusätzliche Radaufstandskraft von 3000 N / 1,8 = 1670 N. Der rechte Hinterradplunger wird entsprechend um 20 mm einge- fahren, so dass sich hier der umgekehrte Effekt ergibt, also eine Abnahme der RadaufStandskraft um 1670 N. Es ergibt sich somit eine Differenz der RadaufStandskräfte an der Hinterachse von 3340 N.
Um eine unveränderte Karosserielage zu gewährleisten, muss diese Differenz auch an der Vorderachse eingestellt werden. Hierzu sind auch hier die Plunger so zu verfahren, dass sich die Federkräfte um jeweils 3000 N ändern. Aufgrund der härteren Federn der Vorderachse reichen hierzu Plungerverstellungen von 3000 N / 200 N/mm = 15 mm, wobei der linke Vorderrad lunger eingefahren und der rechte ausgefahren wird.
Das Fahrzeug befindet sich nun (Fig. 3.b) in folgendem Zustand :
Figure imgf000010_0001
Man erkennt, dass trotz massiver Veränderung der Radauf- Standskräfte die Summe der RadaufStandskräfte der Räder der Vorderachse und die Summe an der Hinterachse gegenüber dem Ausgangszustand konstant geblieben ist. Auch haben sich die Summe der linken Räder und die Summe der rechten Räder nicht geändert .
Dieser Effekt beeinflusst auf 2 verschiedene Arten das Gieren des Fahrzeugs (Drehung um die Z-Achse) .
1. Achsen verfügen üblicherweise über einen Vorspurwinkel. Aus diesem Vorspurwinkel ergibt sich eine nach innen gerichtete Seitenkraft am Reifen. Bei einem Gesamtvorspurwinkel von 0,5° - also einem Vorspurwinkel für jedes Rad von 0,25° - ergibt sich mit einer Schräglaufsteifig- keit von 1200 N/° eine Vorspurseitenkraft (18, 19, 20, 21) von 300 N. Für das Ausgangsbeispiel ergeben sich folgende Verhältnisse:
Figure imgf000011_0001
Die Vorspurseitenkräfte (18, 19, 20, 21) gleichen sich gegenseitig aus und somit kommt es zu keiner Gierbewegung des Fahrzeugs. Bei Geradeausstellung der Lenkung fährt das Fahrzeug gerade aus .
Die Schräglaufsteifigkeit des Reifens ändert sich jedoch in weiten Bereichen annähernd proportional zur Radauf- standskraft. Beim Beispiel mit verstellten Plungern haben sich die RadaufStandskräfte an der Vorderachse um jeweils 32 %, an der Hinterachse um jeweils 34 % verstellt. Damit ist von einer Zunahme der Vorspurseitenkräfte an den Rädern mit ausgefahrenem Plunger von ca. 100 N und von einer Abnahme der Vorspurseitenkräfte (18', 19", 20', 21") an den Rädern mit eingefahrenem Plunger von ca. 100 N auszugehen (Fig. 3b) . Für das Beispiel stellt sich folgender Zustand ein:
Figure imgf000012_0001
Es ergibt sich damit durch die Veränderung der Radauf- Standskräfte bei Geradeausstellung der Räder an der Vorderachse eine resultierende Vorspurseitenkraft von 200 N nach links gerichtet und an der Hinterachse von 200 N nach rechts gerichtet. Mit einem Radstand von 3 m resultiert daraus ein Giermoment um die Hochachse von 600 Nm nach links. Mit einem Trägheitsmoment um die Hochachse von 4200 kgm2 ergibt sich damit eine Gierwinkelbeschleunigung von 0,14 rad/s2, entsprechend 8,2°/s2 nach links. Bei Geradeauslaufstörungen treten üblicherweise Gierwinkelgeschwindigkeiten auf, die unter 4°/s liegen. Diese können demnach mit den hier zur Verfügung stehenden Kräften innerhalb von 0,5 s und damit schneller als vom Fahrer ausgeregelt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass über die Plunger noch deutlich höhere Wege und damit Kräfte gestellt werden können.
2. An der Vorderachse hat die Radlastverstellung einen zweiten Effekt. Nahezu jedes Fahrzeug weist an der Vorderachse einen Nachlaufwinkel (15) (Neigung der Lenkachse (13) des Vorderrades in der X-Z-Ebene) nach hinten und einen Sprei- zungswinkel (16) (Neigung der Lenkachse (13) des Vorderrades in der Y-Z-Ebene) nach innen auf. In Fig. 2 sind die Verhältnisse am linken Vorderrad schematisch dargestellt.
In Fig. 2 ist in der Draufsicht zu erkennen, dass sich die Lenkachse (13) des Rades seitlich versetzt zum RadaufStands- punkt (12) befindet. Der rechtwinklige Abstand des Radauf- Standspunkts (12) zur Lenkachse (13) ist der Hebelarm (17) der Radaufstandskraft (24) . Der Anteil der Radaufstandskraft (24) , der rechtwinklig zur Lenkachse (13) wirkt, ergibt in Verbindung mit dem Hebelarm (17) ein Moment um die Radlenkachse (13), das nach innen gerichtet ist. Der Winkel alpha zwischen Lenkachse (13) und Fahrbahn errechnet sich aus:
alpha = aresin ( 1 / ( tan2 (Nachlaufwinkel) + tan2 (Spreizung) + l)0'5)
Bei einem Nachlaufwinkel (15) von 10° und einer Spreizung (16) von 5° ergibt sich demnach ein Winkel zwischen der Lenkachse (13) und der Fahrbahn von alpha = 79°.
Der Anteil der Radaufstandskraft (24) , der rechtwinklig zu dieser Achse (13) wirkt, errechnet sich aus:
•RL = FR x cos alpha
Der Kosinus von 79° beträgt 0,19. Demnach wirken bei diesem Beispiel 19 % der Radaufstandskraft (24) rechtwinklig zur Lenkachse (13) .
Bei einer Radaufstandskraft (24) von 5150 N sind dies 980 N. Bei einem Hebelarm (17) von 50 mm ergibt sich ein Drehmoment von 49 Nm. Für den vorher beschriebenen Ausgangszustand ergeben sich damit folgende Verhältnisse (Fig. 3a) :
Figure imgf000014_0001
In diesem Zustand gleichen sich die Drehmomente (23, 22), die auf die Lenkachsen der beiden Vorderräder wirken, gegenseitig aus . Sie haben damit keinen Einfluss auf die Lenkung des Fahrzeugs bzw. auf das Fahrverhalten. Der einzige Effekt, den die Lenkmomente bewirken, ist eine gleichseitige Erhöhung der Spurstangenkräfte .
Anders sieht es aus, wenn die Achsen - wie im vorherigen Bespiel - gegeneinander verspannt werden (Fig. 3b) :
Figure imgf000014_0002
In diesem Fall gleichen sich die Drehmomente (23', 22') nicht mehr aus. Das nach links drehende Moment (23') des rechten Vorderrades ist doppelt so groß, wie das nach rechts drehende Moment (22') des linken Vorderrades. Dies bewirkt zum einen bei fest gehaltenem Lenkrad eine Verdrehung der Lenkung im Rahmen der Elastizitäten, so dass sich an den Rädern ein leichter Linkseinschlag darstellen wird. Zum anderen resultiert aus dem Differenzmoment an den Rädern ein auch im Lenkrad spürbares Drehmoment, das versucht, das Lenkrad nach links zu verdrehen.
Sowohl der Lenkeffekt, der aus der Vorspurseitenkraft (18', 19', 20', 21') resultiert, wie auch der Lenkeffekt, der sich über die Momente (22', 23') der Lenkachse ergibt, wirken beide in die gleiche Richtung (im Beispiel nach links) .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren geeignet zur Kompensation von Störungen des Geradeauslaufs eines Kraftfahrzeugs, das mit einem aktiven Fahrwerk, mit einem Lenkradwinkelsensor, einem Fahrgeschwindigkeitssensor und einem Giersensor oder einem Querbeschleunigungssensor ausgestattet ist, wobei nach Überschreiten einer vorgegebenen Fahrgrenzgeschwindigkeit und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Lenkradgrenzwinkels der Ist-Fahrzustand des Fahrzeugs ermittelt wird und bei Abweichen von einem Soll-Fahrzustand des Kraftfahrzeugs die Achsen des aktiven Fahrwerks kreuzweise verspannt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s beim Verspannen der Achsen das aktuelle Fahrzeugniveau beibehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s - aus Lenkradwinkel, Fahrgeschwindigkeit und weiteren Fahrzeugkonstanten die Soll-Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt wird, - die Ist-Giergeschwindigkeit mit der Soll- Giergeschwindigkeit verglichen und die Giergeschwindigkeitsabweichung des Ist-Wert vom Soll- Wert ermittelt wird, und - das aktive Fahrwerk nach Maßgabe dieser Giergeschwindigkeitsabweichung angesteuert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s bei Unterschreiten einer vorgegebenen Fahrgrenzgeschwindigkeit und/oder Überschreiten eines vorgegebenen Lenkradgrenzwinkels die Verspannung der Achsen reduziert wird.
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