System und Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere von Bussen, Transportern, Geländewagen oder dergleichen System and method for roll stabilization of a motor vehicle, in particular buses, vans, off-road vehicles or the like
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere von Bussen, Transportern, Geländewagen oder dergleichen. Die Erfindung kann auch bei sogenannten Sport Utility Vehicles (SUV) eingesetzt werden.The invention relates to a system and a method for roll stabilization of a motor vehicle, in particular buses, vans, off-road vehicles or the like. The invention can also be used in so-called sport utility vehicles (SUVs).
Aktive und passive Sicherheitssysteme im Kraftfahrzeugbereich spielen eine immer größer werdende Rolle bei der Weiterentwicklung von Fahrzeugen. Die Erwartungen der Kunden erfordern sowohl Leistungsfähigkeit und Komfort, gerichtet auf eine zunehmende Sicherheit für die Fahrzeuginsassen.Active and passive safety systems in the motor vehicle area play an increasingly important role in the further development of vehicles. Customer expectations require both performance and comfort, aimed at increasing safety for vehicle occupants.
Neben den passiven und aktiven Sicherheitssystemen, wie Air- bag, Aufprallschutz und Gurtstraffer, gewinnt mehr und mehr die aktive Fahrsicherheit mit ihren immer größer werdenden Möglichkeiten an Bedeutung. Ziel der Entwicklung ist dabei ein Kontrollsystem, das die momentane Fahrsituation schnell erfasst und sofort in eine etwaige kritische Lage aktiv eingreifen bzw. dem Fahrer ein entsprechendes Signal für eine manuelle Änderung der Fahrsituation liefern kann. Die ersten Schritte einer aktiven Fahrzeugkontrolle sind dabei bereits
mit dem ABS, dem ASR oder dem elektronischen Stabilitätsprogramm ESP gemacht worden.In addition to passive and active safety systems such as airbags, impact protection and belt tensioners, active driving safety with its ever increasing possibilities is becoming increasingly important. The aim of the development is a control system that quickly detects the current driving situation and can immediately actively intervene in any critical situation or provide the driver with a corresponding signal for a manual change in the driving situation. The first steps of active vehicle inspection are already there with the ABS, the ASR or the electronic stability program ESP.
Beispielsweise wird eine Geradeausfahrt von Kraftfahrzeugen, insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten oder bei Kraftfahrzeugen mit einer erhöhten Vertikalausdehnung, durch Seitenwind oder durch Bodenunebenheiten beeinflusst. Somit ergibt sich insbesondere bei Fahrzeugen, bei denen ein großer Abstand zwischen dem Angriffspunkt der resultierenden Windkraft und dem Fahrzeugschwerpunkt bzw. ein großer Abstand zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und der RadaufStandsfläche besteht, beispielsweise bei Bussen, Transportern, Geländewagen oder dergleichen, bei Einwirkung von Seitenwind oder von Bodenunebenheiten ein Drehmoment um die in Längsrichtung verlaufende Rollachse des Fahrzeugs. Ein seitliches Drehen des Schwerpunkts führt wenigstens zu einem instabilen Fahrzustand und im Falle eines Herausdrehens des Schwerpunktes des Fahrzeugs über den Auflagepunkt Reifen-Straße hinaus kommt es sogar zu einem Kippvorgang des Kraftfahrzeuges.For example, straight-ahead driving of motor vehicles, in particular at high driving speeds or in motor vehicles with an increased vertical extent, is influenced by cross winds or by uneven ground. This results in particular in vehicles in which there is a large distance between the point of application of the resulting wind power and the center of gravity of the vehicle or a large distance between the center of gravity of the vehicle and the wheel contact area, for example in buses, vans, off-road vehicles or the like, when exposed to cross winds or from Uneven ground creates a torque around the longitudinal axis of the vehicle's roll. A lateral turning of the center of gravity leads at least to an unstable driving state and if the center of gravity of the vehicle is turned out beyond the tire-road contact point, the motor vehicle even tilts.
Bekannt sind bisher technische Fahrzeugausrüstungen, wie beispielsweise aktives Fahrwerk oder aktiver Drehstabilisator. Diese Ansätze weisen allerdings den Nachteil auf, dass sie einerseits äußerst aufwendig sind und andererseits nicht vorrangig darauf ausgelegt sind, von außen eingeleitete Störeffekte, wie beispielsweise Seitenwind oder Bodenunebenheiten, zu kompensieren.So far, technical vehicle equipment, such as active chassis or active anti-roll bar, are known. However, these approaches have the disadvantage that, on the one hand, they are extremely complex and, on the other hand, they are not primarily designed to compensate for disturbing effects introduced from the outside, such as cross winds or uneven ground.
Die deutsche Offenlegungsschrift DT 23 31 616 AI beschreibt eine Vorrichtung, bei welcher an zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs ein Druckaufnehmer für den durch den Seitenwind erzeugten Luftdruck vorgesehen ist, und ein durch den Differenzdruck auf beiden Fahrzeugseiten gesteuertes Stellglied den Vorderachsträger des Fahrzeugs relativ zu dem Fahr-
zeuglängsträger verschiebt, wodurch ein Radeinschlag im Sinne einer Gegenlenkung bewirkt wird.German Offenlegungsschrift DT 23 31 616 AI describes a device in which a pressure sensor for the air pressure generated by the cross wind is provided on two opposite sides of the vehicle, and an actuator controlled by the differential pressure on both sides of the vehicle, the front axle of the vehicle relative to the driving - longitudinal member moves, which causes a wheel lock in the sense of a counter-steering.
Diese Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik weist den Nachteil auf, dass druckbetätigte Arbeitszylinder großer Abmessungen zum Verändern der relativen Lagen der Bauelemente notwendig werden. Dies erfordert hohe Herstellungskosten und einen großen Platzbedarf. Ferner erfolgt die Verstellung nicht immer ruckfrei, so dass der Fahrer irritiert werden könnte.This device according to the prior art has the disadvantage that pressure-actuated working cylinders of large dimensions are necessary to change the relative positions of the components. This requires high manufacturing costs and a large space requirement. Furthermore, the adjustment is not always smooth, so that the driver could be irritated.
Die Druckschrift DE 28 44 413 AI beschreibt eine Regelungseinrichtung zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs, die über hydraulisch verstellbare Federbeine ein bei Kurvenfahrt der Kurvenneigung des Fahrzeugaufbaus entgegengerichtetes Stabilisierungsmoment bewirkt.The document DE 28 44 413 AI describes a control device for roll stabilization of a vehicle, which causes a stabilizing moment counter to the curve inclination of the vehicle body via hydraulically adjustable spring struts.
Besonders nachteilig an diesem Ansatz ist die Tatsache, dass das jeweils vordere und hintere Federbein mit gleichem Druck beaufschlagt wird. Dadurch wird beispielsweise bei einem schnellen Anlenken des Fahrzeugs an der Vorderachse eine große, sprunghaft ansteigende Schwerkraft verursacht, die Pendelbewegungen des Fahrzeugs um die Hochachse bewirkt. Derartige Pendelbewegungen sind mit schwingenden Seitenkräften und veränderlichen Schräglaufwinkeln an den Fahrzeugreifen verbunden, so dass sich ein unsicheres Fahrverhalten des Fahrzeugs ergibt.A particularly disadvantage of this approach is the fact that the respective front and rear strut are subjected to the same pressure. In this way, for example, when the vehicle is quickly articulated on the front axle, a large, abruptly increasing gravity is caused, which causes the vehicle to oscillate about the vertical axis. Such pendulum movements are associated with oscillating lateral forces and variable slip angles on the vehicle tires, so that the vehicle's driving behavior is unsafe.
Ferner beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 38 21 610 AI eine Regelungseinrichtung zur Wankstabilisierung eines Fahrzeugs mit zwischen den Radträgern oder Radführungselementen und dem Fahrzeugaufbau angeordneten krafterzeugenden Stellgliedern, die in Abhängigkeit von den etwa vertikalen Radabständen vom Fahrzeugaufbau, der Querbeschleunigung des
Fahrzeugs und dem Lenkraddrehwinkel ein den Wankbewegungen entgegenwirkendes Wankmoment am Fahrzeugaufbau bewirken.Furthermore, the German published patent application DE 38 21 610 AI describes a control device for roll stabilization of a vehicle with force-generating actuators arranged between the wheel carriers or wheel guide elements and the vehicle body, which, depending on the approximately vertical wheelbases of the vehicle body, the lateral acceleration of the Vehicle and the steering wheel angle of rotation counteracting the rolling movements on the vehicle body.
Bei diesem Ansatz hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt, dass zusätzliche krafterzeugende Stellglieder in dem Fahrzeug vorgesehen werden müssen, was nicht nur zu einem zusätzlichen Arbeitsaufwand und zu zusätzlichen Herstellungskosten, sondern insbesondere auch zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs aufgrund des zusätzlichen Energiebedarfs der krafterzeugenden Stellglieder führt.With this approach, however, the fact that additional power-generating actuators have to be provided in the vehicle has been found to be disadvantageous, which not only leads to additional work and additional manufacturing costs, but in particular also to an increase in fuel consumption due to the additional energy requirement of the power-generating actuators leads.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine kostengünstigere Maßnahme zu schaffen, mit welcher die Wankstabilität von Fahrzeugen, insbesondere mit kritisch hoher Schwerpunktlage, verbessert werden kann, wobei sowohl vom Fahrzeug induzierte Störungen, wie beispielsweise Lenkradver- reissungen oder ein ESP-Eingriff, als auch äußere Störungen, wie beispielsweise Seitenwindböen oder Bodenunebenheiten, gemildert werden können.The present invention is therefore based on the object of eliminating the disadvantages described above and of creating a more cost-effective measure by means of which the roll stability of vehicles, in particular with a critically high center of gravity, can be improved, with both vehicle-induced disturbances, such as steering wheel misalignment. Cracks or an ESP intervention, as well as external disturbances, such as cross winds or uneven floors, can be alleviated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß vorrichtungsseitig durch das System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und verfahrens- seitig durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst .According to the invention, this object is achieved on the device side by the system with the features of claim 1 and on the process side by the method with the features of claim 6.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass mindestens eine im Dachbereich des Kraftfahrzeuges, also eine im oberen Bereich bzw. in Dachnähe des Kraftfahrzeugs angeordnete Querbeschleunigungs-Sensoreinrichtung zum Erfassen einer auf das Kraftfahrzeug wirkenden Querbeschleunigung vorgesehen ist, wobei ein Steuergerät mit der mindestens einen Querbeschleunigungs-Sensoreinrichtung zum Empfangen der erfassten Querbeschleunigungsdaten verbunden
ist. Ferner ist mindestens eine Stoßdämpfereinrichtung, die jeweils einem Rad des Kraftfahrzeuges zugeordnet ist, mit einer regelbaren Härteeinstellung ausgestattet, wobei das Steuergerät mit der mindestens einen Stoßdämpfereinrichtung zum dynamischen Einstellen einer die erfasste Querbeschleunigung kompensierenden Stoßdämpferhärte der Stoßdämpfereinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise ist jedem Rad des Kraftfahrzeuges ein mit einer regelbaren Härteeinstellung ausgestatteter Stoßdämpfer zugeordnet und jeweils mit dem Steuergerät verbunden .The idea on which the present invention is based is that at least one transverse acceleration sensor device arranged in the roof area of the motor vehicle, that is to say in the upper region or near the roof of the motor vehicle, is provided for detecting a transverse acceleration acting on the motor vehicle, with a control unit having the at least one a lateral acceleration sensor device for receiving the acquired lateral acceleration data is. Furthermore, at least one shock absorber device, which is assigned to one wheel of the motor vehicle, is equipped with an adjustable hardness setting, the control unit being connected to the at least one shock absorber device for dynamically adjusting a shock absorber hardness of the shock absorber device that compensates for the transverse acceleration detected. A shock absorber equipped with an adjustable hardness setting is preferably assigned to each wheel of the motor vehicle and is in each case connected to the control unit.
Das erfindungsgemäße System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 weist gegenüber den bekannten Lösungsansätzen gemäß dem Stand der Technik den Vorteil auf, durch einen geringen Mehraufwand und somit durch kostengünstige Maßnahmen den Fahrkomfort und die Straßenlage stabilitätsunterstützend zu beeinflussen. Ferner kann durch ein neues Bewertungskriterium des Störeinflusses ein Regel-Algorithmus aktiviert werden, der auf sowohl innere als auch äußere Störungen gleichermaßen Anwendung findet. Die Härtegrade der einzelnen Stoßdämpfer können entsprechend der Größe und der Richtung der Störeinflüsse bezüglich ihrer Zugstufe und bezüglich ihrer Druckstufe jeweils derart eingestellt werden, dass eine dem durch die Störung verursachten Drehmoment entgegenwirkende Kraft durch die entsprechend geregelten Stoßdämpfer erzeugt und einer Kipptendenz entgegengewirkt wird.The system according to the invention with the features of claim 1 and the method according to the invention with the features of claim 6 have the advantage over the known approaches according to the prior art that they have a slight additional effort and thus cost-effective measures to influence driving comfort and road stability to support stability , Furthermore, a control algorithm can be activated by a new evaluation criterion of the interference, which is equally applicable to both internal and external interference. The degrees of hardness of the individual shock absorbers can be adjusted in accordance with the size and direction of the interference with respect to their rebound and compression, so that a force counteracting the torque caused by the disturbance is generated by the appropriately regulated shock absorber and counteracts a tendency to tip over.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Systems und des im Anspruch 6 angegebenen Verfahrens.Advantageous developments and improvements of the system specified in claim 1 and of the method specified in claim 6 are found in the subclaims.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind, wie oben bereits erwähnt, jedem Rad des Kraftfahrzeuges mindestens eine eine
regelbare Härteeinstellung aufweisende Stoßdämpfereinrichtung zugeordnet, welche jeweils mit dem Steuergerät verbunden ist.According to a preferred development, as already mentioned above, each wheel of the motor vehicle is at least one Adjustable hardness setting associated shock absorber device, which is connected to the control unit.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine Querbeschleunigungs-Sensoreinrichtung bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs mittig in dem vorderen Dachbereich des Kraftfahrzeuges angeordnet. Somit können sowohl links- als auch rechtsseitige Störeinflüsse gleichermaßen mittels einer einzigen Sensoreinrichtung erfasst werden. Ferner ist der Auslenkungswinkel der Querbeschleunigungs-Sensor- einrichtung im Dachbereich bezüglich der Rollachse des Fahrzeugs bei drehmomenterzeugenden Einflüssen am größten, wodurch das System eine höhere Sensibilität bezüglich derartiger Störeinflüsse aufweist.According to a further preferred development, the at least one transverse acceleration sensor device is arranged centrally in the front roof area of the motor vehicle with respect to the longitudinal axis of the vehicle. Thus, both left-hand and right-hand interference can be detected equally using a single sensor device. Furthermore, the deflection angle of the transverse acceleration sensor device is greatest in the roof area with respect to the roll axis of the vehicle when there are torque-generating influences, as a result of which the system is more sensitive to such interference.
Vorzugsweise erfasst die mindestens eine Querbeschleunigungs- Sensoreinrichtung das zeitliche Differential der Querbeschleunigung. Somit können genauere Aussagen über auf das Fahrzeug wirkende Drehmomente über vorbestimmte Zeiträume getroffen werden.The at least one lateral acceleration sensor device preferably detects the time differential of the lateral acceleration. In this way, more precise statements can be made about torques acting on the vehicle over predetermined periods of time.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind zusätzlich zu der (oder den) Querbeschleunigungs-Sensoreinrichtung (en) weitere Querbeschleunigungssensoren an dem Fahrzeug montiert, beispielsweise im vorderen und/oder im hinteren Radachsenbereich. Die von den zusätzlichen Sensoreinrichtungen aufgenommenen Signale können ebenfalls an das gemeinsame Steuergerät gesendet und getrennt oder gemeinsam mit den Signalen des im Dachbereich des Fahrzeugs vorgesehenen Querbeschleunigungs- sensors ausgewertet werden.According to a further exemplary embodiment, in addition to the (or) transverse acceleration sensor device (s), further transverse acceleration sensors are mounted on the vehicle, for example in the front and / or in the rear wheel axle area. The signals picked up by the additional sensor devices can also be sent to the common control device and evaluated separately or together with the signals of the lateral acceleration sensor provided in the roof area of the vehicle.
Vorzugsweise werden die Zugfeder-Dämpferhärten der Stoßdämpfereinrichtungen auf der Seite des Fahrzeugs vergrößert, von welcher die auf das Fahrzeug einwirkende Querbeschleunigungs-
kraft herrührt. Vorzugsweise werden alternativ oder zusätzlich die Druckfeder-Dämpferhärten der Stoßdämpfereinrichtungen auf der gegenüberliegenden Seite derjenigen Seite des Kraftfahrzeuges vergrößert, von welcher die störenden Querbe- schleunigungskräfte herrühren. Somit können alle Stoßdämpfereinrichtungen oder lediglich die sich auf der Seite der Störungskraft befindlichen Stoßdämpfereinrichtungen entsprechend dynamisch geregelt werden, um die jeweilige Querbeschleunigung zu kompensieren. Dies kann auch bei einer Pendelbewegung des Kraftfahrzeuges durchgeführt werden, so dass durch eine dynamische Regelung diese Pendelbewegung in einen stabilen Fahrtzustand rückgeführt werden kann. Hierbei ist es vorstellbar, im Steuergerät derartige Regel-Algorithmen abzulegen, dass eine Rückpendelbewegung des Kraftfahrzeugs erkannt und frühzeitig ein der Rückpendelbewegung entgegenwirkender gegenphasiger Regeleingriff in die Stoßdämpfereinrichtungen durchgeführt wird.The tension spring damper hardnesses of the shock absorber devices are preferably increased on the side of the vehicle from which the transverse acceleration acting on the vehicle power comes from. As an alternative or in addition, the compression spring damper hardnesses of the shock absorber devices on the opposite side of that side of the motor vehicle from which the disruptive transverse acceleration forces originate are preferably increased. Thus, all shock absorber devices or only the shock absorber devices located on the side of the interference force can be dynamically regulated accordingly in order to compensate for the respective lateral acceleration. This can also be carried out in the event of a pendulum movement of the motor vehicle, so that this pendulum movement can be returned to a stable driving state by means of dynamic control. It is conceivable here to store control algorithms of this type in the control unit in such a way that a back-swinging movement of the motor vehicle is recognized and a counter-phase control intervention in the shock absorber devices which counteracts the back-swinging movement is carried out at an early stage.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann zusätzlich zur Querbeschleunigung der Lenkwinkel des Fahrzeugs erfasst werden und für die Regelung der geeigneten Stoßdämpferhärten mitberücksichtigt werden. Die zur genauen Regelung der Stoßdämpferhärten zu berücksichtigenden Einflüsse lassen sich beispielsweise mittels eines geeigneten Fahrzeugmodells erfassen, das das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs beschreibt.According to a further exemplary embodiment, in addition to the lateral acceleration, the steering angle of the vehicle can be recorded and also taken into account for the regulation of the suitable shock absorber hardness. The influences to be taken into account for the precise control of the shock absorber hardness can be recorded, for example, by means of a suitable vehicle model that describes the vehicle's dynamic behavior.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert .Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail in the following description with reference to the drawing.
Die Figur illustriert eine schematische Rückansicht eines Fahrzeugs, teilweise im Schnitt, mit einem System zur Wank-
stabilisierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.The figure illustrates a schematic rear view of a vehicle, partly in section, with a system for rolling stabilization according to an embodiment of the present invention.
Gemäß der Figur weist das Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Reisebus 1, einen Querbeschleunigungssensor 2 auf, der vorzugsweise bezüglich der Längsachse des Reisebusses mittig im vorderen Dachbereich des Reisebusses 1 angeordnet ist. Dabei kann der Querbeschleunigungssensor 2 unter dem Dachblech des Reisebusses angeordnet sein. Der Querbeschleunigungssensor 2 ist vorzugsweise über eine Signalleitung 20 mit einem Steuergerät 3 verbunden, welches ebenfalls in dem Kraftfahrzeug bzw. dem Reisebus 1 vorgesehen ist.According to the figure, the motor vehicle, for example a coach 1, has a lateral acceleration sensor 2, which is preferably arranged centrally in the front roof area of the coach 1 with respect to the longitudinal axis of the coach. The transverse acceleration sensor 2 can be arranged under the roof panel of the coach. The transverse acceleration sensor 2 is preferably connected via a signal line 20 to a control unit 3, which is also provided in the motor vehicle or the coach 1.
Hierbei können je nach Kraftfahrzeugtyp Regel-Algorithmen unterschiedlicher Komplexität im Steuergerät 3 abgelegt sein. In vielen Fällen ist es im Sinne einer Kostenersparnis ausreichend, wenn eine Bewertung der vom Querbeschleunigungssensor 2 bereitgestellten Daten auf Basis empirisch ermittelter fahrzeugspezifischer Modelle durchgeführt wird, wobei die eigentliche Bewertung der Daten dann unter Verwendung von Fuz- zy-Logik erfolgen kann.Depending on the motor vehicle type, control algorithms of different complexity can be stored in control unit 3. In many cases it is sufficient to save costs if the data provided by the lateral acceleration sensor 2 is evaluated on the basis of empirically determined vehicle-specific models, the actual evaluation of the data then being able to be carried out using fuzzy logic.
Ferner weist das erfindungsgemäße System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Stoßdämpfereinrichtungen 4 auf, wobei jeweils eine Stoßdämpfereinrichtung 4 einem Rad bzw. einem Rädersatz 6 des Kraftfahrzeuges 1 zugeordnet ist. Die Stoßdämpfereinrichtungen 4 sind jeweils ebenfalls über Signalleitungen 40 mit dem Steuergerät 3 verbunden und weisen eine regelbare Härteeinstellung auf.Furthermore, the system according to the invention in accordance with the present exemplary embodiment has shock absorber devices 4, one shock absorber device 4 being assigned to a wheel or wheel set 6 of motor vehicle 1. The shock absorber devices 4 are also each connected to the control unit 3 via signal lines 40 and have an adjustable hardness setting.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert. Durch den Querbeschleunigungssensor 2 wird eine Krafteinwirkung auf das Fahrzeug 1,
beispielsweise durch eine in Pfeilrichtung vorherrschende Seitenwindböe, gemessen. Dabei kann zusätzlich oder alternativ das zeitliche Differential der Querbeschleunigung, d.h. die Ableitung nach der Zeit, erfasst oder aus der Querbeschleunigung ermittelt werden. Somit wird für eine sicherere Aussage die Beschleunigung über eine gewisse Zeitspanne de- tektiert, um unnötige Wankstabilisierungen aufgrund unkritischer Einflüsse zu vermeiden.In the following, the method according to the invention according to an embodiment of the present invention is explained in more detail with reference to the figure. The transverse acceleration sensor 2 exerts a force on the vehicle 1, measured, for example, by a cross wind gust prevailing in the direction of the arrow. In addition or as an alternative, the time differential of the lateral acceleration, ie the derivative based on time, can be recorded or determined from the lateral acceleration. Thus, for a more reliable statement, the acceleration is detected over a certain period of time in order to avoid unnecessary roll stabilization due to uncritical influences.
Die erfassten Querbeschleunigungsinformationen bzw. Informationen der zeitlichen Differentiale der Querbeschleunigung werden über die Signalleitung 20 von dem Querbeschleunigungssensor 2 an das Steuergerät 3 gesendet. Das Steuergerät 3 wertet abschließend diese empfangenen Informationen aus und bewertet mittels eines Bewertungskriteriums den Störeinfluss. Im Falle einer die Stabilität des Fahrzeugs kritisch beeinflussenden Störgröße sendet das Steuergerät über die Steuerleitungen 40 Steuersignale an die jeweiligen Stoßdämpfereinrichtungen 4, um die Ausfeder-Dämpferhärten beispielsweise auf der Fahrzeugseite zu verstärken, von welcher die Störbeschleunigung herrührt. Beispielsweise werden die Stoßdämpfereinrichtungen 4 bei einem in Pfeilrichtung in der Figur vorherrschenden Seitenwind auf der rechten vorderen und der rechten hinteren Seite des Fahrzeugs 1 in der Zugstufe verhärtet. Somit wird durch die Vergrößerung der Zughärte einem Drehmoment des Kraftfahrzeuges um die Rollachse 5 entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß der Figur entgegengewirkt. Eine Minderung der Fahrkomforts tritt hierbei nicht auf.The acquired lateral acceleration information or information of the time differentials of the lateral acceleration are sent from the lateral acceleration sensor 2 to the control unit 3 via the signal line 20. The control unit 3 finally evaluates this received information and evaluates the interference by means of an evaluation criterion. In the case of a disturbance variable that critically influences the stability of the vehicle, the control unit sends control signals to the respective shock absorber devices 4 via the control lines 40 in order to amplify the rebound damper hardness, for example on the vehicle side, from which the disturbance acceleration originates. For example, the shock absorber devices 4 are hardened in the rebound in the case of a cross wind prevailing in the direction of the arrow on the right front and right rear side of the vehicle 1. Thus, by increasing the tensile hardness, a torque of the motor vehicle about the roll axis 5 is counteracted counterclockwise according to the figure. A reduction in driving comfort does not occur here.
Alternativ oder gleichzeitig kann der Härtegrad der Druckstufe der Stoßdämpfereinrichtungen 4 auf der gegenüberliegenden Seite derjenigen Seite, von welcher die Windeinwirkung herrührt, d.h. in der Figur auf der linken Seite des Kraftfahrzeuges 1, härter eingestellt werden, um somit ebenfalls dem
Drehmoment um die Rollachse 5 entgegen dem Uhrzeigersinn entgegenzuwirken .Alternatively or at the same time, the degree of hardness of the pressure stage of the shock absorber devices 4 on the opposite side of the side from which the wind originates, ie in the figure on the left-hand side of the motor vehicle 1, can be set to be harder, in order also to do so To counteract the torque around the roll axis 5 counterclockwise.
Bei einem möglichen Rückpendeln des Fahrzeugaufbaus kann das Steuergerät 3 vorzugsweise die Härtegrade der einzelnen Stoßdämpfereinrichtungen 4 individuell dynamisch derart steuern, dass der Pendelbewegung entgegengewirkt und das Fahrzeug in einen stabilen Fahrzustand rückgeführt wird.If the vehicle body is able to swing back, the control unit 3 can preferably dynamically control the degrees of hardness of the individual shock absorber devices 4 in such a way that the pendulum movement is counteracted and the vehicle is returned to a stable driving state.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der oben beschriebene Regelmechanismus mit bereits in dem Kraftfahrzeug vorgesehenen Fahrwerksregelmecha- nismen, wie beispielsweise einem integrierten ESP-System, verknüpft werden. Beispielsweise können weitere Querbeschleu- nigungssensoren, z.B. im vorderen und hinteren Radachsenbereich des Fahrzeugs, vorgesehen werden, deren Signale mit den Signalen des Querbeschleunigungssensors 2 im oberen Dachbereich des Fahrzeugs 1 für ein komplexeres Dynamikmodell kombiniert werden. Ebenfalls kann zusätzlich der Lenkwinkel des Fahrzeugs erfasst, ausgewertet und bei einer entsprechenden Stoßdämpferregelung durch das Steuergerät mitberücksichtigt werden.According to a further exemplary embodiment of the present invention, the control mechanism described above can be linked to chassis control mechanisms already provided in the motor vehicle, such as an integrated ESP system. For example, further transverse acceleration sensors, e.g. in the front and rear wheel axle area of the vehicle, the signals of which are combined with the signals of the lateral acceleration sensor 2 in the upper roof area of the vehicle 1 for a more complex dynamic model. The steering angle of the vehicle can also be detected, evaluated and taken into account by the control unit in the case of a corresponding shock absorber control.
Es ist für einen Fachmann offensichtlich, dass der Querbeschleunigungssensor 2 im oberen Dachbereich des Kraftfahrzeuges 1 auch Signale für weitere Regeleingriffe erfassen und liefern kann, wie beispielsweise für den Eingriff auf das aktive Fahrwerk oder für einen aktiven Drehstabilisator, für eine Vorhaltung bezüglich eines Korrekturwinkels einer aktiven Lenkung und/oder für eine Vergrößerung einer dynamischen Servo-Unterstützung für eine Lenkungskompensation des Störeinflusses .
Somit schafft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges, insbesondere von Bussen, Transportern, Geländewagen oder dergleichen, bei seitlichen Störeinflüssen, wie Seitenwind oder Bodenunebenheiten bzw. Bodenneigungen, um eine Seitenneigung des Fahrzeugs durch entsprechende Regelung der Stoßdämpferhärten der den einzelnen Rädern zugeordneten Stoßdämpfereinrichtungen zu kompensieren. Vorteilhaft kann der Differentialquotient der Querbeschleunigung herangezogen werden, um die Härte der Zugstufe bzw. die Härte der Druckstufe auf der gegenüberliegenden Seite massiv zu verändern.It is obvious to a person skilled in the art that the lateral acceleration sensor 2 in the upper roof area of the motor vehicle 1 can also detect and deliver signals for further control interventions, for example for the intervention on the active chassis or for an active anti-roll bar, for a provision regarding a correction angle of an active one Steering and / or for an enlargement of a dynamic servo support for a steering compensation of the interference. Thus, the present invention provides a system and a method for roll stabilization of a motor vehicle, in particular buses, vans, off-road vehicles or the like, in the event of lateral interfering influences, such as cross winds or uneven ground or ground inclinations, in order to adjust the side tilt of the vehicle by correspondingly controlling the shock absorber hardness of the individual To compensate wheels associated shock absorber devices. The differential quotient of the lateral acceleration can advantageously be used in order to massively change the hardness of the rebound or the hardness of the compression on the opposite side.
Ferner weist der Querbeschleunigungssensor aufgrund seiner Lage im vorderen Dachbereich des Kraftfahrzeuges eine besonders große Empfindlichkeit gegen Wankstörungen auf. Diese Empfindlichkeit ist wesentlich höher als die eines Drehratensensors um die Längsachse und ist somit aussagekräftiger bezüglich der Gesamtheit der Störmöglichkeit, auch von überlagerten Störmöglichkeiten. Prinzipiell ist es aber auch vorstellbar, anstelle des Querbeschleunigungssensors 2 einen Drehratensensor entsprechend hoher Auflösung zu verwenden.Furthermore, due to its location in the front roof area of the motor vehicle, the lateral acceleration sensor has a particularly high sensitivity to roll disturbances. This sensitivity is significantly higher than that of a rotation rate sensor around the longitudinal axis and is therefore more meaningful with regard to the totality of the interference, including overlaid interference. In principle, however, it is also conceivable to use a rotation rate sensor of a correspondingly high resolution instead of the lateral acceleration sensor 2.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Although the present invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many ways.