WO2007054500A1 - Verfahren und vorrichtung zum stabilisieren eines kraftfahrzeugs - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum stabilisieren eines kraftfahrzeugs Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007054500A1 WO2007054500A1 PCT/EP2006/068193 EP2006068193W WO2007054500A1 WO 2007054500 A1 WO2007054500 A1 WO 2007054500A1 EP 2006068193 W EP2006068193 W EP 2006068193W WO 2007054500 A1 WO2007054500 A1 WO 2007054500A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- roll
- front axle
- axle
- rear axle
- determined
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
- B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
- B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
- B60G21/055—Stabiliser bars
- B60G21/0551—Mounting means therefor
- B60G21/0553—Mounting means therefor adjustable
- B60G21/0555—Mounting means therefor adjustable including an actuator inducing vehicle roll
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/0152—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the action on a particular type of suspension unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/016—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
- B60G17/0162—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input mainly during a motion involving steering operation, e.g. cornering, overtaking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
- B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/05—Attitude
- B60G2400/052—Angular rate
- B60G2400/0523—Yaw rate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
- B60G2800/01—Attitude or posture control
- B60G2800/012—Rolling condition
Abstract
Um ein Fahrzeug in Fahrsituation, in denen Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus auftreten, anhand einer möglichst einfachen Regellogik zu stabilisieren, wird ein Verfahren zum Stabilisieren eines Fahrzeugs (101) mit aktiven Wankstabilisatoren (106, 107) an der Vorderachse (102) und Hinterachse (104) vorgeschlagen, bei dem eine auf die Vorderachse und/oder auf die Hinterachse wirkende Seitenkraft (FyF ; FyR) ermittelt wird. Zudem wird ein einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenwirkenden Gesamtwankkontermoment (ΔFz,ARC) bestimmt. In Abhängigkeit von einem Vorzeichen der ermittelten Seitenkraft (FyF ; FyR) werden dann durch eine Aufteilung des Gesamtwankkontermoments (ΔFz,ARC) Wankkontermomente (ΔFzF,req ; ΔFzR,req) für die Vorder- und Hinterachse ermit telt, nach deren Maßgabe die aktiven Wankstabilisatoren beaufschlagt werden. Ferner wird eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung vorgeschlagen.
Description
Verfahren und Vorrichtung zum Stabilisieren eines
Kraftfahrzeugs
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrwerk, das eine Vorderachse und eine Hinterachse umfasst sowie jeweils einen aktiven Wankstabilisator an der Vorderachse und an der Hinterachse. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs, die zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.
Hintergrund und Stand der Technik
Es sind Wankstabilisierungssysteme bekannt, die den Aufbau eines Fahrzeugs bei einer Kurvenfahrt gegenüber den Rädern abstützen und so Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus entge- genwirken. Diese Systeme nutzen aktive Wankstabilisatoren, um der Wankbewegung entgegenwirkende Wankkontermomente auf den Fahrzeugaufbau auszuüben. Als aktive Wankstabilisatoren sind Drehstabilisatoren und aktive Fahrwerke bekannt
(DE 197 21 754 Al, DE 100 12 131 Al, DE 102 48 983 Al) . Primäres Ziel der Wankstabilisierung ist es, Wankbewegungen des Aufbaus so weit wie möglich zu reduzieren und damit dem Fahrkomfort zu erhöhen. Es ist gleichfalls bekannt, dass durch eine geeignete Aufteilung des abgestützten Wankmoments auf die Fahrzeugachsen das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs beeinflusst werden kann. Grund hierfür ist die mit der Aufteilung verbundene Beeinflussung der Radlastdifferenzen an den Achsen und die daraus resultierende Verän-
derung der an den Achsen wirkenden Seitenkräfte. Durch eine geeignete Steuerung der Wankstabilisatoren können somit Wankbewegungen des Aufbaus minimiert und gleichzeitig Ein- fluss auf den Fahrzustand genommen werden. Insbesondere kann die Stabilität des Fahrzeugs durch eine geeignete Ansteuerung der Wankstabilisatoren erhöht werden. Zumindest teilweise können hierdurch auch komfortmindernde Regeleingriffe wie insbesondere Bremseneingriffe eines Fahrdynamikreglers, die zur Stabilisierung des Fahrzeugs ausgeführt werden, vermieden werden.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mög- liehst einfache Regellogik zur Ansteuerung von aktiven Wankstabilisatoren im Hinblick auf eine Stabilisierung des Fahrzeugs bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst.
Demgemäß ist es vorgesehen, dass ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den folgenden Schritten durchgeführt wird:
- Berechnen einer auf die Vorderachse und/oder auf die Hinterachse wirkenden Seitenkraft,
- Bestimmen eines einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenwirkenden Gesamtwankkontermoments,
- Ermitteln eines Wankkontermoments für die Vorderachse und für die Hinterachse durch eine Aufteilung des Gesamtwankkontermoments auf die Vorder- und Hinterachse, wobei die Aufteilung in Abhängigkeit von einem Vorzeichen wenigstens einer der ermittelten Seitenkräfte vorgenommen wird,
- Beaufschlagen des aktiven Wankstabilisators an der Vorderachse nach Maßgabe des für die Vorderachse ermittelten Wankkontermoments und Beaufschlagen des aktiven Wankstabilisators an der Hinterachse nach Maßgabe des für die Hinterachse ermittelten Wankkontermoments.
Ferner wird eine Vorrichtung zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs, das einen Fahrzeugaufbau und ein Fahrwerk mit einer Vorderachse und einer Hinterachse aufweist, bereitge- stellt, die jeweils einen aktiven Wankstabilisator an der Vorderachse und an der Hinterachse umfasst. Die Vorrichtung umfasst zudem:
- eine Berechnungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine auf die Vorderachse wirkende Seitenkraft und/oder eine auf die Hinterachse wirkende Seitenkraft zu bestimmen,
- eine Wankstabilisierungseinrichtung, die dazu ausgebil- det ist, ein einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegengerichtetes Wankkontermoment zu ermitteln,
- eine Regeleinrichtung, die dazu eingerichtet ist, jeweils ein Wankkontermoment für die Vorderachse und für die Hinterachse durch Aufteilung des Gesamtwankkonter- moments auf die Vorderachse und die Hinterachse zu be- stimmen, wobei die Aufteilung in Abhängigkeit von einem Vorzeichen wenigstens einer der ermittelten Seitenkräfte durchführbar ist und
- eine Steuerungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den aktiven Wankstabilisator an der Vorderachse nach
Maßgabe des für die Vorderachse ermittelten Wankkontermoments zu beaufschlagen und den aktiven Wankstabilisator an der Hinterachse nach Maßgabe des für die Hinterachse ermittelten Wankkontermoments zu beaufschlagen.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass an der Vorderachse und/oder an der Hinterachse wirkende Seitenkräfte ermittelt werden und die Aufteilung des Gesamtwankkontermoments für die Vorder- und Hinterachse in Abhängigkeit von wenigstens einer der ermittelten Seitenkräfte bestimmt wird. Da mit den Seitenkräften an den Achsen gerade die Größen, deren Verhältnis zueinander durch die Aufteilung des Wankkontermoments verändert wird, zur Bestimmung der Anteile der Wankkontermomente für die Vorder- und Hinterachse herange- zogen werden, wird eine zuverlässige Ansteuerung der aktiven Wankstabilisatoren im Hinblick auf eine Stabilisierung des Fahrzustands erreicht.
Darüber hinaus werden für die Bestimmung der Wankkontermo- mente für die Vorder- und Hinterachse lediglich die Vorzeichen der ermittelten Seitenkräfte herangezogen. Damit erfolgt die Aufteilung des Gesamtwankkontermoments aufgrund
einer Fallunterscheidung bezüglich eines Vorzeichens der Seitenkräfte. Hierdurch wird eine besonders einfache und fehlertolerante Regelung ermöglicht, da beispielsweise mögliche Fehler oder Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der genauen Werte der Seitenkräfte keinen Einfluss auf die Aufteilung des Gesamtwankkontermoments auf die Vorder- und Hinterachse haben.
Das Vorzeichen der Seitenkraft gibt im Rahmen der Erfindung wie üblich die Richtung der Seitenkraft in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse an und ist entweder positiv oder negativ. In Bezug auf die Fahrzeuglängsachse, die im Rahmen der Erfindung als in Fahrtrichtung weisend angesehen wird, kann die Seitenkraft an einer Achse entweder nach links oder nach rechts gerichtet sein, was beispielsweise durch ein positives oder negatives Vorzeichen der Seitenkraft ausgedrückt werden kann.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrich- tung ist es vorgesehen, dass die auf die Vorderachse wirkende Seitenkraft und/oder die auf die Hinterachse wirkende Seitenkraft mit einer Gierratenabweichung zwischen einer erfassten Gierrate des Fahrzeugs und einer Referenzgierrate des Fahrzeugs verglichen wird und dass die Wankkontermomen- te für die Vorderachse und für die Hinterachse in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ermittelt werden.
Vorteilhaft kann auf diese Weise eine anhand der Gierratenabweichung ermittelte Abweichung des Fahrzeugkurses von ei- nem Sollkurs in Relation zu den an der Vorderachse und/oder Hinterachse wirkenden Seitenkräften gesetzt werden. Aufgrund dieses Vergleichs wird die Ansteuerung der aktiven
Wankstabilisatoren im Hinblick auf eine Stabilisierung des Fahrzeugs weiter verbessert.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorderachse ein größeres Wankkontermoment ermittelt wird als für die Hinterachse, wenn die auf die Vorderachse wirkende Seitenkraft und die Gierratenabweichung Δψ =ψmes -ψre/ gleiche Vorzeichen haben, wobei mit ψmes die erfasste Gierrate des Fahrzeugs und mit ψre/ die Referenzgierrate bezeichnet ist.
In dem beschriebenen Fall liegt eine Ubersteuersituation vor, in welcher der Fahrzustand durch eine Reduktion der Seitenkrafte an der Vorderachse stabilisiert werden kann. Daher wird in dieser Situation vorteilhaft ein größeres Wankkontermoment für die Vorderachse ermittelt als für die Hinterachse, wodurch die Seitenkraft an der Vorderachse reduziert wird.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung beinhaltet, dass für die Vorderachse ein größeres Wankkontermoment ermittelt wird als für die Hinterachse, wenn zusatzlich die auf die Hinterachse wirkende Seitenkraft das gleiche Vorzeichen hat wie die auf die Vorderach- se wirkende Seitenkraft.
Wenn die Seitenkrafte an den Achsen in der zuvor dargestellten Situation unterschiedliche Vorzeichen bzw. unterschiedliche Richtungen aufweisen, konnte der Fahrzustand möglicherweise nicht durch eine Reduktion der Seitenkraft an der Vorderachse stabilisiert werden. Daher wird vorteilhaft die zuvor genannte Bedingung überprüft.
Eine Weiterbildung einer oder beider der zuvor genannten Ausgestaltungen beinhaltet, dass für die Vorderachse ein Wankkontermoment bestimmt wird, das dem Gesamtwankkontermo- ment entspricht.
Bei dieser Weiterbildung der Erfindung entspricht somit der für die Vorderachse ermittelte Anteil des Gesamtwankkonter- moments dem vollen Gesamtwankkontermoment ; der für die Hin- terachse ermittelte Anteil betragt Null. Vorteilhaft wird hierdurch das auf den Fahrzeugaufbau wirkende Wankmoment so weit wie möglich an der Vorderachse abgestutzt. Hierdurch kann das Fahrzeug in der beschriebenen Ubersteuersituation besonders wirkungsvoll stabilisiert werden.
Bei einer Ausfuhrungsform des Verfahrens und der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass für die Vorderachse ein kleineres Wankkontermoment ermittelt wird als für die Hinterachse, wenn die auf die Vorderachse wirkende Seitenkraft und die Gierratenabweichung Δψ =ψmes -ψre/ unterschiedliche Vorzeichen haben.
Bei der beschriebenen Situation handelt es sich um eine Untersteuersituation, in der das Fahrzeug durch eine Redukti- on der Seitenkraft an der Hinterachse stabilisiert werden kann. Um dies zu erreichen, wird für die Hinterachse vorteilhaft ein größerer Anteil des Gesamtwankkontermoments ermittelt als für die Vorderachse.
Eine weitere Ausfuhrungsform des Verfahrens und der Vorrichtung sieht vor, dass für die Vorderachse ein kleineres Wankkontermoment ermittelt wird als für die Hinterachse,
wenn zusätzlich die auf die Hinterachse wirkende Seitenkraft das gleiche Vorzeichen hat wie die auf die Vorderachse wirkende Seitenkraft.
Wenn die Seitenkräfte an den Achsen in der zuvor dargestellten Untersteuersituation unterschiedliche Vorzeichen bzw. Richtungen haben, könnte der Fahrzustand möglicherweise nicht durch eine Reduktion der Seitenkraft an der Hinterachse stabilisiert werden. Daher wird vorteilhaft die zuvor genannte Bedingung überprüft.
Eine Weiterbildung einer oder beider der zuvor genannten Ausführungsformen beinhaltet, dass für die Hinterachse ein Wankkontermoment ermittelt wird, das dem Gesamtwankkonter- moment entspricht.
Bei dieser Weiterbildung der Erfindung entspricht somit der für die Hinterachse ermittelte Anteil des Gesamtwankkonter- moments dem vollen Gesamtwankkontermoment ; der für die Vor- derachse ermittelte Anteil beträgt Null. Vorteilhaft wird hierdurch das auf den Fahrzeugaufbau wirkende Wankmoment so weit wie möglich an der Hinterachse abgestützt. Hierdurch kann das Fahrzeug in der beschriebenen Untersteuersituation besonders wirkungsvoll stabilisiert werden.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung sieht weiterhin vor, dass für die Vorderachse und die Hinterachse gleiche Wankkontermomente ermittelt werden, wenn die auf die Vorderachse wirkende Seitenkraft und die auf die Hin- terachse wirkende Seitenkraft verschiedene Vorzeichen haben .
Wie zuvor erwähnt ist eine Stabilisierung des Fahrzustands bei unterschiedlichen Vorzeichen der Seitenkräfte der Achse unter Umständen nicht möglich. Daher werden bei dieser Ausgestaltung in einem solchen Fall vorteilhaft gleiche Wank- kontermomente für die Vorder- und Hinterachse ermittelt.
Eine alternative Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung sieht vor, dass für die Vorderachse und die Hinterachse gleiche Wankkontermomente ermittelt werden, wenn die auf die Vorderachse wirkende Seitenkraft und die Gierratenabweichung Δψ =ψmes -ψre/ unterschiedliche Vorzeichen haben.
In dieser Ausführungsform wird das Gesamtwankkontermoment in einer Untersteuersituation vorteilhaft zu gleichen Teilen auf die Vorderachse und die Hinterachse aufgeteilt, um das Fahrzeug zu stabilisieren.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens und der Vorrichtung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Regeleinrichtung Bestandteil eines Fahrzustandsregelungssystems ist, das neben der Regeleinrichtung wenigstens einen weiteren Fahrdynamikregler enthält.
Hierdurch kann in einfacher Weise ein Austausch zwischen dem erfindungsgemäßen Regelsystem und weiteren Fahrdynamikreglern erfolgen, wodurch auch das Zusammenwirken der verschiedenen Regelsysteme verbessert wird.
Eine Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung beinhaltet, dass die Wankstabilisierungseinrichtung nicht Bestandteil des Fahrzustandsregelungssystems ist.
Bei der Ausführungsform kann somit auch die Funktionalität einer externen Wankstabilisierungseinrichtung in ein Fahrdynamikregelungssystem integriert werden. Insbesondere kann eine externe Wankstabilisierungseinrichtung verwendet werden, die im Rahmen einer Wankstabilisierungsgrundfunktion ein der Wankbewegung entgegengerichtetes Gesamtwankkonter- moment zur Erhöhung des Fahrkomforts bestimmt.
Darüber hinaus wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das einen Algorithmus definiert, der ein Verfahren der zuvor dargestellten Art umfasst.
Die genannten und weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung werden auch anhand der Ausführungsbeispiele deutlich, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Von den Figuren zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit jeweils einem aktiven Wankstabilisator an der Vor- der- und Hinterachse,
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrzeugstabilisierungssystems,
Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm eines Moduls des Fahrzeugstabilisierungssystems zur Ausführung einer Wankstabilisierungsgrundfunktion,
Fig. 4 ein Diagramm mit Seitenkraft-Radlast-Kennlinien für verschiedene Schräglaufwinkel,
Fig. 5 ein Diagramm, in dem die Summenseitenkraft einer Achse gegen die Radlastdifferenz für verschiedene Schräglaufwinkel aufgetragen ist,
Fig. 6 eine schematische Veranschaulichung verschiedener Fahrzeugparameter und Kräfte,
Fig. 7 eine weitere schematische Veranschaulichung verschiedener Fahrzeugparameter,
Fig. 8a eine Veranschaulichung einer ersten Fahrsituation zur Verdeutlichung einer Regelstrategie,
Fig. 8b eine Veranschaulichung einer zweiten Fahrsituation zur Verdeutlichung einer Regelstrategie,
Fig. 8c eine Veranschaulichung einer dritten Fahrsituation zur Verdeutlichung einer Regelstrategie,
Fig. 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln der Wankkontermomente für die Vorder- und Hinterachse in einer Ausführungsform und
Fig. 10 ein schematisches Blockdiagramm eines Wankrege- lungsmoduls des Fahrzeugstabilisierungssystems in einer weiteren Ausführungsform.
Darstellung von Ausführungsbeispielen
In Figur 1 ist schematisch ein zweiachsiges Fahrzeug 101 dargestellt. Das Fahrzeug 101 verfügt über eine Vorderachse 102, an der ein linkes Vorderrad 103L und ein rechtes Vorderrad 103R angebracht sind, sowie über eine Hinterachse 104, an der ein linkes Hinterrad 105L und ein rechtes Hinterrad 105R angebracht sind. An der Vorderachse 102 ist ein vorderer aktiver Wankstabilisator 106 angeordnet und an der Hinterachse 104 ein hinterer aktiver Wankstabilisator 107. Bei den aktiven Wankstabilisatoren 106, 107 handelt es sich in einer günstigen Ausführungsform um aktive Drehstabilisatoren. Ein Drehstabilisator besteht üblicherweise im Wesentlichen aus einem tordierbaren Stab mit zwei abgekröpf- ten Enden, die an gegenüberliegenden Achsschenkeln einer Achse 102, 104 eingespannt sind. Der tordierbare Abschnitt ist verdrehbar am Fahrzeugrahmen gelagert. Beim Einfedern von nur einem Rad der Achse 102, 104 bzw. bei gleichzeitigem Ausfedern des anderen Rades überträgt der Drehstabili- sator eine auf die eine Radaufhängung wirkende Kraft, die vom tatsächlichen Federweg abhängig ist, auf die jeweils andere Radaufhängung der Achse 102, 104. Hierdurch werden Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus reduziert. Bei einem aktiven Drehstabilisator 106, 107 ist der Stab geteilt. Zwi- sehen den beiden Teilen ist ein Aktuator 108, 109 angeordnet, der es erlaubt, die beiden Teile in die eine oder andere Drehrichtung gegeneinander zu tordieren. Bei dem Aktuator 108, 109 handelt sich üblicherweise um einen hydraulischen Schwenkmotor. In weiteren Ausführungsformen können jedoch auch andere aktive Wankstabilisatoren 106, 107 wie beispielsweise aktive Fahrwerke mit Verstelldämpfern eingesetzt werden. Die Ansteuerung der aktiven Wankstabilisato-
ren 106, 107 erfolgt durch zwei Steuergeräte 110, 111. Das Steuergerät 110 umfasst ein Wankstabilisierungssystem, in dem insbesondere eine Wankstabilisierungsgrundfunktion ausgeführt wird. Das Steuergerät 111 steht in einer Datenver- bindung mit dem Steuergerät 110 und umfasst vorzugsweise ein Fahrzustandsregelungssystem. Insbesondere enthalten die Steuergeräte 110, 111 einen Speicher, in dem Software zur Durchführung der entsprechenden Funktionen gespeichert ist, die innerhalb der Steuergeräte 110, 111 ausführbar ist. In einer Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass alle Funktionen in einem Steuergerät integriert sind.
Eine günstige Ausführungsform des Gesamtsystems ist in Figur 2 in schematischer Darstellung anhand eines Blockdia- gramms veranschaulicht. Das System umfasst wie zuvor erwähnt das Wankstabilisierungssystem 201 sowie das Fahrzustandsregelungssystem 202. Dieses ist in der dargestellten Ausführungsform modular ausgeführt und umfasst einen Fahrdynamikregler 203 sowie ein Wankregelungsmodul 204, die miteinander in einem Datenaustausch stehen. Der Fahrdynamikregler 203 kann beispielsweise als dem Fachmann an sich bekannter ESP-Regler (ESP: Elektronisches Stabilitätsprogramm) ausgeführt sein. Neben den dargestellten Modulen kann das Fahrzustandsregelungssystem 202 weitere Module enthalten wie beispielsweise eine Bremsschlupfregelung (ABS: Antiblockiersystem) oder eine Antriebsschlupfregelung (ASR) . Das Wankstabilisierungssystem 201 umfasst ein Modul 205 zur Ausführung einer Wankstabilisierungsgrundfunktion sowie eine Aktuatorsteuerung 206 zur Ansteuerung der Aktua- toren der aktiven Wankstabilisatoren 106, 107. In einer Ausführungsform stellt die Aktuatorsteuerung 206 beispielsweise den Steuerstrom für die Ventile der Schwenkmotoren
der aktiven Wankstabilisatoren 106, 107 bereit. Von der Ak- tuatorsteuerung 206 werden zudem Informationen I an das Fahrzustandsregelungssystem 202 übermittelt, die insbesondere Grenzwerte für die aktuell mittels der aktiven Wank- Stabilisatoren 106, 107 einstellbaren Wankkontermomente beinhalten .
Bei der dargestellten Ausführungsform werden über die Schnittstellen der Systemkomponenten Radlastdifferenzen als Stellgrößen ausgetauscht. Die Radlastdifferenzen sind proportional zu Wankkontermomenten, so dass gleichfalls Momentenschnittstellen vorgesehen werden können. Ebenfalls können über die Schnittstellen auch Torsionsmomente der Drehstabilisatoren oder Drücke zur Beaufschlagung der Drehsta- bilisatoren ausgetauscht werden. Diese Größen sind gleichfalls proportional zu den Wankkontermomenten.
In dem Modul 205 wird im Falle von Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus in erster Linie eine Soll-Gesamtradlastdif- ferenz AFZ ARC ermittelt, die einem Gesamtwankkontermoment entspricht, das mittels der aktiven Wankstabilisatoren 106, 107 eingestellt werden soll. In Figur 3 ist ein schemati- sches Blockdiagramm des Moduls 205 in einer Ausführungsform dargestellt, bei dem die Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC in dem Block 301 ermittelt wird. Hierzu wird anhand der mittels eines Querbeschleunigungssensors gemessenen oder aus anderen Messgrößen in einem Fahrzeugmodell ermittelten Querbeschleunigung ay ein auf das Fahrzeug 101 wirkendes Wankmoment bestimmt. Ferner wird der beispielsweise mittels eines entsprechenden Sensors gemessene Wankwinkel des Fahrzeugaufbaus mit einem in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung a vorgegebenen zugelassenen Wankwinkel verglichen.
Überschreitet der Wankwinkel den für die vorliegende Querbeschleunigung zugelassenen Wert, so wird ein Gesamtwank- kontermoment zur Kompensation bzw. Minimierung der Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus bestimmt, welches der SoIl- Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC zwischen den rechten und linken Fahrzeugradern entspricht.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausfuhrungsform enthalt das Modul 205 zudem einen Block 302, in dem die SoIl- Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC auf die Vorderachse 102 und die Hinterachse 104 aufgeteilt wird. Beispielsweise anhand einer Kennlinie werden in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Radlastdifferenz AFzF ARC für die Vorderachse 102 und eine Radlastdifferenz AFzRARC für die Hinter- achse 104 bestimmt, wobei die Radlastdifferenz ΔFzi? ARC einem ersten Anteil der Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC entspricht und die Radlastdifferenz AFzRARC dem verbleibenden Anteil der Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC . In dem Block 302 wird also ein Faktor X mit O≤X≤l bestimmt, und es gilt:
AFzF ARC = X AFz ARC ( I a )
ΔFZÄ ,ÄC = (l-X) ΔFz ,ÄC ( Ib)
In dem Wankregelungsmodul 204 werden Radlastdifferenzen ΔFzF GCC für die Vorderachse 102 und ΔFzRGCC für die Hinterachse 104 entsprechend der vorliegenden Fahrsituation und in Abhängigkeit von den Radlastdifferenzen AFzF ARC und AFzRARC berechnet. Aus der Addition der Radlastdifferenzen AFzP GCC und AFzP ARC sowie der Radlastdifferenzen AFzRGCC und AFzRARC, die an den Additionsstellen 207, 208 durchgeführt wird, ergeben sich die Soll-Radlastdifferenz AFzF req für die
Vorderachse 102 und die Soll-Radlastdifferenz ΔFZÄreg für die Hinterachse 104. Die Soll-Radlastdifferenzen werden dann mittels der Aktuatorsteuerung 206 an den aktiven Wankstabilisatoren 106, 107 eingestellt. Die beispielsweise an- hand des Ventil-Steuerstroms ermittelten, aktuell eingestellten Radlastdifferenzen sind in Figur 2 mit ΔFzF act und ΔFzRact bezeichnet und bilden Eingangsgrößen des Fahrzu- standsregelungssystems 202.
Die Soll-Radlastdifferenz ΔFzi?reg und ΔFZÄreg entsprechen im Wesentlichen einer gegenüber der in dem Block 302 bestimmten Verteilung geänderten Verteilung der Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC auf die Achsen 102, 104. In alternativen Ausführungsformen des Fahrzeugstabilisierungssystems kann daher auf den Block 302 verzichtet und die Aufteilung der Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC auf Vorderachse 102 und Hinterachse 104 ausschließlich von dem Wankregelungsmo- dul 204 vorgenommen werden.
Der in dem Wankregelungsmodul 204 vorgenommenen Aufteilung der Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC liegen folgende Erkenntnisse zugrunde: Für die Räder 103L, 103R, 105L, 105R des Fahrzeugs 101 besteht bekanntermaßen ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen der Seitenkraft F 1 der Radlast Fz und dem Schräglaufwinkel CC , der auch in Figur 4 anhand eines Seitenkraft-Radlast-Diagramms veranschaulicht ist. Aus Figur 4 ist ersichtlich, dass die Seitenkraft F als Funktion der Radlast Fz bei einem konstanten Schräglaufwinkel CC einen degressiven Verlauf aufweist. Aufgrund dieses Ver- laufs ist die Summe ^ Fv der Seitenkräfte F der Räder ei- ner Achse 102, 104 mit einer bestimmten Achslast maximal, wenn die Radlasten F beider Räder gleich groß sind. Je
größer die Differenz ΔFz der Radlasten ist, desto kleiner ist die Summe
der Seitenkräfte. In Figur 5 ist ein Diagramm gezeigt, in dem die Summe
der Seitenkräfte einer Achse 102, 104 als Funktion der Radlastdifferenz ΔFz der Räder der Achse 102, 104 für verschiedene Schräglaufwinkel OC dargestellt ist. Dieses Diagramm lässt den dargestellten Zusammenhang erkennen. Die Seitenkraft F an einer Achse 102, 104 ist maximal, wenn die Radlasten Fz beider Räder gleich groß sind, und wird bei ungleicher Auftei- lung der Radlasten Fz auf die beiden Räder geringer. Damit kann durch eine gezielte Veränderung der Radlasten F2 an den Rädern einer Achse 102, 104 die Seitenkraft F an einer Achse 102, 104 verändert und damit Einfluss auf die Fahrdynamik des Fahrzeugs 101 genommen werden. Diese Er- kenntnis nutzt die Erfindung aus, indem Radlastdifferenzen AF2 an den Achsen 102, 104 mittels der Wankstabilisatoren 106, 107 gezielt verändert werden, um die Stabilität des Fahrzustands zu erhöhen.
Um die Wankbewegungen des Fahrzeugaufbaus zu reduzieren, müssen die beiden Wankstabilisatoren 106, 107 das auf den Fahrzeugaufbau wirkende Gesamtwankmoment aufnehmen. Wie in Figur 6 dargestellt ist, ergibt sich das Gesamtwankmoment Mx bei einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus aus der Ge- samtradlaständerung ΔFzGesamt der rechten Fahrzeugräder 103R, 105R und der betragsmäßig gleich großen Gesamtradlaständerung der linken Fahrzeugräder 103L, 105L. Bezüglich der x- Achse des Fahrzeugs 101 (Fahrzeuglängsachse) gilt dabei folgendes Momentengleichgewicht: Mx = AFzfiesamt - s = ay - m - hSP ( 2 )
s bezeichnet dabei die hier als gleich angenommenen Spurbreiten von Vorderachse 102 und Hinterachse 104, a die
Querbeschleunigung des Fahrzeugs 101, m die Fahrzeugmasse und hsp die Höhe des Schwerpunkts SP des Fahrzeugs 101.
Im Prinzip kann das Gesamtwankmoment Mx zu beliebigen An- teilen von dem Wankstabilisator 106 der Vorderachse 102 o- der von dem Wankstabilisator 107 der Hinterachse 104 durch Einstellen eines entsprechenden Wankkontermoments abgestützt werden. Eine Veränderung der Aufteilung bewirkt keine Wankbewegung. Die Aufteilung hat jedoch direkten Ein- fluss auf die Verhältnisse der Radlastdifferenzen an den Achsen 102, 104 zueinander. Bezeichnet man den an der Vorderachse 102 abgestützten Anteil des Gesamtwankmoments als MxF und den an der Hinterachse 104 abgestützten Anteil als MxR mit MxF +MxR = Mx , so gilt für die Radlastdifferenz AFzP an der Vorderachse 102 und ΔFzÄ an der Hinterachse 104:
ΔFzf=^ (3a) s
ΔFzÄ=^ (3b) s
D.h., je höher der an einer Achse 102, 104 abgestützte Anteil des Gesamtwankmoments Mx ist, desto geringer ist die Seitenkraft an dieser Achse 102, 104.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Fahrzeugstabilisierungssystem wird in einer Ausführungsform folgende Strategie zur Stabilisierung des Fahrzeugs 101 durch eine geeignete Wank- kontermomentenaufteilung verfolgt:
Das aktuelle Istverhalten des Fahrzeugs 101 wird anhand der mittels eines Gierratensensors gemessenen Istgierrate ψMes berücksichtigt. Das Sollverhalten wird durch eine Referenz- gierrate ψre/ beschrieben, die in einer dem Fachmann be-
kannten Weise innerhalb eines Fahrzeugmodells berechnet wird. Insbesondere gehen in die Berechnung der von dem Fahrer eingestellte und mittels eines Lenkwinkelsensors gemessenen Lenkwinkel an den lenkbaren Rädern des Fahrzeugs 101 und die von dem Fahrer eingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Als Fahrzeugmodell kann beispielsweise ein Einspurmodell des Fahrzeugs 101 herangezogen werden. Aus der Istgierrate ψMes und der Referenzgierrate ψre/ ergibt sich die Gierratendifferenz Δψ =ψMeϊ -ψre/ (4)
Ferner werden die Seitenkraft FyF an der Vorderachse 102 und die Seitenkraft FyR an der Hinterachse 104 modellbasiert berechnet. Hierzu werden die folgenden Bewegungsglei- chungen des Fahrzeugs 101 verwendet: m-ay=FyF+FyR (5a)
Jz-Vues=FyF-lF-FyR-lR (5b)
Dabei bezeichnet Jz das Trägheitsmoment des Fahrzeugs 101 bezüglich seiner Hochachse (Gierachse) , lF den in Fahrzeug- längsrichtung gemessenen Abstand zwischen der Vorderachse 102 und dem Fahrzeugschwerpunkt SP und lR den in Fahrzeuglängsrichtung gemessenen Abstand zwischen der Hinterachse 104 und dem Fahrzeugschwerpunkt SP. Die Summe lF+lR ent¬ spricht dem Radstand / des Fahrzeugs 101. Die genannten Pa- rameter sind teilweise auch in der Figur 7 veranschaulicht. Die Gierbeschleunigung ψMes ergibt sich als Ableitung der gemessenen Gierrate ψMes , und die Querbeschleunigung ay wird beispielsweise mittels eines Querbeschleunigungssen- sors gemessen. Aus den Gleichungen 5a und 5b ergibt sich:
FyF= y- (6a)
m - ay - lF -ψMes ■ J2
F* = ( 6b)
Die Seitenkräfte FyF und FyR haben entsprechend der üblichen Vorzeichenkonvention für die Querbeschleunigung a und die Gierrate positive Vorzeichen, wenn sie bzgl. der Fahrtrichtung nach links zeigen und negative Vorzeichen, wenn sie bzgl. der Fahrtrichtung nach rechts zeigen.
Um die Aufteilung der Soll-Gesamtradlastdifferenz ΔFzΛRC auf die Vorderachse 102 und die Hinterachse 104 zu bestimmen, werden die Vorzeichen der Gierratendifferenz Δψ und der Seitenkräfte FF und FR miteinander verglichen, wobei insbesondere eine Unterscheidung von drei Fällen vorgenommen wird, bei denen die aktiven Wankstabilisatoren 106, 107 in unterschiedlicher Weise angesteuert werden:
Wenn Δψ , FF und FR dasselbe Vorzeichen aufweisen (Fall 1), dann führt eine Abnahme der Seitenkraft FF an der Vorderachse 102 und eine Zunahme der Seitenkraft FyR an der Hinterachse 104 zu einer Stabilisierung des Fahrzeugs 101. Dies lässt sich auch an anhand der schematischen Veranschaulichung dieser Situation in Figur 8a ersehen, wobei der Sollkurs des Fahrzeugs 101 durch eine gestrichelte Linie und der davon abweichende tatsächliche Kurs durch eine durchgezogene Linie veranschaulicht wird. In dieser Situation wird das Gesamtwankmoment Mx so weit wie möglich an der Vorderachse 102 abgestützt. Hierdurch wird die Radlastdifferenz ΔFzi? an der Vorderachse 102 größer und die Radlastdifferenz AFzR an der Hinterachse 104 geringer, so dass die Seitenkraft FyF an der Vorderachse 102 verringert und die Seitenkraft FR an der Hinterachse 104 erhöht wird.
Insbesondere wird für die Vorderachse 102 eine Soll- Radlastdifferenz AF2P^9 von 100 % der im Modul 205 bestimmten Soll-Gesamtradlastdifferenz ΔFzΛRC ermittelt.
In Figur 8b ist die Situation veranschaulicht, in der FF und FR dasselbe Vorzeichen aufweisen und Δψ das entgegengesetzte Vorzeichen (Fall 2) . In dieser Situation führt eine Zunahme der Seitenkraft FF an der Vorderachse 102 und eine Abnahme der Seitenkraft FR an der Hinterachse 104 zu einer Stabilisierung des Fahrzustands. In diesem Fall wird daher das Gesamtwankmoment Mx soweit wie möglich an der Hinterachse 104 abgestützt. Hierdurch wird die Radlastdifferenz AFzF an der Vorderachse 102 geringer und die Radlastdifferenz ΔFzÄ an der Hinterachse 104 größer. Insbeson- dere wird für die Vorderachse 102 eine Soll-Radlastdifferenz ΔFzFreq von 0 % der im Modul 205 bestimmten Soll- Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC ermittelt.
Wenn die Seitenkräfte der FF und FR unterschiedliche Vor- zeichen aufweisen (Fall 3) , wie es in Figur 8c schematisch veranschaulicht ist, so ist es vorgesehen, dass das Wankmoment Mx zu gleichen Anteilen an der Vorderachse 102 und an der Hinterachse 104 abgestützt wird. Daher wird für die Vorderachse 102 eine Soll-Radlastdifferenz ΔFzFreq von 50 % der im Modul 205 bestimmten Soll-Gesamtradlastdifferenz ΔFzΛRC ermittelt.
In dem Wankregelungsmodul 204 werden in jedem der drei Fälle vorzugsweise die Radlastdifferenzen AFzF ßCC = Distr _ Front ■ (AFZF ARC + AFzR ARC ) - AFzF ARC ( 7a)
zF, GCC ( 7 b )
berechnet, wobei mit Distr Front der jeweils ermittelte prozentuale Anteil der Soll-Radlastdifferenz ΔFzi?reg an der Soll-Gesamtradlastdifferenz ΔFzARC bezeichnet ist, der im ersten Fall 100 %, im zweiten Fall 0 % und im dritten Fall 50 % beträgt. Damit gilt dann:
ΔFzf ^ = Distr _ Front ■ (AFZF,ARC + AFzR,ARC ) ( 8a)
WzRtnq = (l - Distr _Front)- (AFzFiARC + AFzRiARC ) ( 8b)
In Figur 9 ist das zuvor beschriebene in dem Wankregelungs- modul 204 durchgeführte Verfahren anhand eines Ablaufdiagramms dargestellt: Nach dem Start des Verfahrens in Schritt 901 werden in Schritt 902 die Seitenkräfte FyF , FyR an der Vorder- und Hinterachse 102, 104 anhand der Gleichungen 6a und 6b berechnet. Dann wird in Schritt 903 über- prüft, ob die Seitenkräfte FyF , FyR gleiche Vorzeichen aufweisen. Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 904 Distr Front = 50 % gesetzt. Haben die Seitenkräfte FyF , FyR gleiche Vorzeichen, wird in Schritt 905 geprüft, ob die Seitenkraft FyF an der Vorderachse 102 und die Gierratenab- weichung Δψ gleiche Vorzeichen aufweisen. Ist dies der Fall, wird in Schritt 906 Distr Front = 100 % gesetzt. Ist dies nicht der Fall, wird in Schritt 907 Distr Front = 0 % gesetzt. Anhand des in Schritt 904, 906 oder 907 ermittelten Faktors Distr Front werden dann in Schritt 908 die SoIl- Radlastdifferenzen ΔFzi?reg und ΔFZÄreg anhand der Gleichungen 8a und 8b aus den Radlastdifferenzen AFzF ARC und AFzRARC berechnet .
Die Fahrzeugregelung mittels des Wankregelungsmoduls 204 wird dabei vorzugsweise erst dann freigeschaltet, wenn die
Gierratenabweichung Δψ , die Querbeschleunigung ay und die
Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vref betragsmaßig jeweils einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten.
In Figur 10 ist ein schematisches Blockdiagramm des Wankre- gelungsmoduls 204 in einer weiteren Ausfuhrungsform dargestellt, in der lediglich eine Fallunterscheidung zwischen zwei Fallen durchgeführt wird. Im Hinblick auf diese Fallunterscheidungen wird das Vorzeichen der Seitenkraft FF an der Vorderachse 102 mit dem Vorzeichen der Gierratendiffe- renz Δψ verglichen. Hierzu wird in dem Situationserken- nungsblock 1001 zunächst anhand von Gleichung 6a die Seitenkraft FF berechnet. Dann wird geprüft, ob das Produkt FyF -Δψ großer als Null ist. Ist dies der Fall, liegt eine Situation ahnlich zu der in Figur 8a veranschaulichten U- bersteuersituation vor, und für die Vorderachse 102 wird innerhalb des Regelungsblocks 1002 eine Soll-Radlastdifferenz AFzF req von Distr Front = 100 % der im Modul 205 bestimmten Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC festgelegt. Falls FF ■ Δψ < 0 gilt, ist von einem Untersteuern auszuge- hen, und für die Vorderachse 102 wird innerhalb des Regelungsblocks 1002 eine Soll-Radlastdifferenz ΔFzi?reg von Distr Front = 50 % der im Modul 205 bestimmten Soll-Gesamtradlastdifferenz AFZ ARC ermittelt. Anhand des jeweils ermittelten Werts des Faktors Distr Front werden dann analog zu den Gleichungen 7a und 7b die Radlastdifferenzen
ΔFZF ctn = Distr _ Front ■ (AFZF ARC + AFzR ARC ) - AFzF ARC ( 9a )
ΔFZÄ CÖ, = -ΔFzf cö, ( 9b )
berechnet. Diese werden dem Block 1003 zugeführt.
Weitere Eingangsgroße dieses Blocks ist ein Flag (Req Flag) , das durch eine Aktivierungslogik in Block 1004
bestimmt wird und den Wert 0 oder 1 annimmt. In Block 1004 wird überprüft, ob die Gierratendifferenz Δψ betragsmäßig größer als ein Schwellenwert Dpsi Schw ist, ob die Querbeschleunigung betragsmäßig größer als ein Schwellenwert Ay_Schw ist und ob die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit vref größer als ein Schwellenwert V_Schw ist. Sind diese drei Bedingungen erfüllt, wird der Wert des Flags auf 1 gesetzt; sonst hat Req_Flag den Wert 0. Ferner kann die Wankregelung in dem Modul 204 durch die Größe ARC_Disable von externen Steuergeräten deaktiviert werden. Hat diese Größe den Wert 1, wird des Req Flag ebenfalls zu 0 gesetzt. Bei einem Wert von Req_Flag = 1 wird die Regelung freigeschaltet, d.h., die Radlastdifferenzen kFzFctΛ und ΔFZÄCfr/ werden nach einer ebenfalls in dem Block 1003 vorgenommenen Begrenzung als Radlastdifferenzen AFzF GCC und ΔFzRGCC an die Additionsstellen 207 und 208 (Figur 2) weitergeleitet. Falls das Req_Flag den Wert 0 annimmt, unterbleibt die Weiterleitung bzw. werden Werte von ΔFzi?GCC = ΔFzRGCC = 0 weitergeleitet. In dem Block 1003 werden die Radlastdifferenzen ΔFzF ctrt und ΔFZRctri auf Werte begrenzt, die mittels der aktiven Wanksta¬ bilisatoren 106, 107 aktuell eingestellt werden können. Hierzu werden die von der Aktuatorsteuerung 206 bereitgestellten Informationen I genutzt.
Auf die zuvor beschriebene Weise kann das Fahrzeug 101 durch eine Ansteuerung der aktiven Wankstabilisatoren 106, 107 auf komfortable Weise stabilisiert werden. Vorzugsweise wird die dargestellte Stabilisierungsfunktion durch weitere Stabilisierungsfunkionen flankiert. Die weiteren Funktionen können etwa mittels des Fahrdynamikreglers 203 durchgeführt werden und die Stabilisierung des Fahrzeugs 101 anhand von Bremsen- und/oder Lenkeingriffen vorsehen. Durch die Ver-
netzung des Fahrdynamikreglers 203 und des Wankregelungsmo- duls 204 können die Eingriffe beider Systeme aufeinander abgestimmt werden. So können beispielsweise die Aktivierungsschwellen des Fahrdynamikreglers 203 bei aktivem Wank- regelungsmodul 204 erhöht werden, so dass insbesondere die für die Fahrer unkomfortablen Bremseneingriffe erst bei einer höheren Kritikalität des Fahrzustands vorgenommen werden und das Fahrzeug 101 zunächst mittels des Wankrege- lungsmoduls 204 stabilisiert wird.
Claims
1. Verfahren zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs (101) mit einem Fahrwerk, das eine Vorderachse (102) und eine Hinterachse (104) umfasst sowie jeweils einen aktiven Wankstabilisator (106; 107) an der Vorderachse (102) und an der Hinterachse (104), umfassend die folgenden Schritte:
-Berechnen einer auf die Vorderachse (102) und/oder auf die Hinterachse (104) wirkenden Seitenkraft ( FyF ; FyR ) ,
- Bestimmen eines einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegenwirkenden Gesamtwankkontermoments (AFzARC),
-Ermitteln eines Wankkontermoments ( ΔFzi?reg ; ΔFZÄreg ) für die Vorderachse (101) und für die Hinterachse (101) durch eine Aufteilung des Gesamtwankkontermoments (AFzARC) auf die Vorderachse (102) und die Hinterachse (104), wobei die Aufteilung in Abhängigkeit von einem Vorzeichen wenigstens einer der ermittelten Seitenkräfte ( FyF ; FyR) vorgenommen wird,
- Beaufschlagen des aktiven Wankstabilisators (106) an der Vorderachse (102) nach Maßgabe des für die Vorderachse
(102) ermittelten Wankkontermoments (ΔFzFreq) und Beauf¬ schlagen des aktiven Wankstabilisators (107) an der Hinterachse (104) nach Maßgabe des für die Hinterachse (104) ermittelten Wankkontermoments (ΔFZÄreg).
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, dass die auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FF) und/oder die auf die Hinterachse (104) wirkende Seitenkraft (FR) mit einer Gierratenabweichung ( Δψ ) zwischen einer erfassten Gierrate (ψmes ) des Fahrzeugs (101) und einer Referenzgierrate (ψre/ ) des Fahrzeugs (101) verglichen wird und dass die Wankkontermomente (ΔFzFreq; ΔFzRreq) für die Vorderachse (102) und für die Hinterachse (104) in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs ermittelt werden.
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, dass für die Vorderachse (102) ein größeres Wankkontermoment (ΔFzFreq; ΔFzRreq) ermittelt wird als für die Hinterachse (104), wenn die auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FyF) und die Gierratenabweichung Δψ =ψmes -ψre/ gleiche Vorzeichen haben, wobei mit ψmes die erfasste Gierrate des Fahrzeugs (101) und mit ψre/ die Referenzgierrate bezeichnet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Vorderachse (102) ein größeres Wankkontermoment ( ΔFzFreq ; ΔFzRreq) ermittelt wird als für die Hinterachse (104), wenn zusätzlich die auf die Hinterachse (104) wirkende Seitenkraft (FyR) das gleiche Vorzeichen hat wie die auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FF).
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Vorderachse (102) ein Wankkontermoment (ΔFzFreq; ΔFzRreq ) bestimmt wird, das dem Gesamtwankkontermoment ( ΔFZ ARC ) entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Vorderachse (102) ein kleineres Wankkontermoment ( ΔFzF req ; ΔFzRreq) ermittelt wird als für die Hinterachse (104), wenn die auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FyP) und die Gierratenabweichung Δψ =ψmes -ψre/ unterschiedliche Vorzeichen haben, wobei mit ψmes die erfasste Gierrate des Fahrzeugs (101) und mit ψre/ die Referenzgierrate bezeichnet ist.
7. Verfahren Anspruch 6, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Vorderachse (102) ein kleineres Wankkontermoment ( ΔFzFreq ; ΔFzRreq) ermittelt wird als für die Hinterachse (104), wenn zusätzlich die auf die Hinterachse (104) wirkende Seitenkraft ( FyR ) das gleiche Vorzeichen hat wie die auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FF).
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Hinterachse (104) ein Wankkontermoment (ΔFzRreq) ermittelt wird, das dem Gesamtwankkontermoment ( AFZ ARC ) entspricht .
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Vorderachse (102) und die Hinterachse (104) gleiche Wankkontermomente ( AFzF req ; ΔFzRreq) ermittelt werden, wenn die auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FyF) und die auf die Hinterachse (104) wirkende Seitenkraft ( FR ) verschiedene Vorzeichen haben.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für die Vorderachse (102) und die Hinterachse (104) gleiche Wankkontermomente ermittelt werden, wenn die auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FF) und die Gierratenabweichung Δψ =ψmes -ψre/ unterschiedliche Vorzeichen haben, wobei mit ψmes die erfasste Gierraten des Fahrzeugs (101) und mit ψre/ die Referenzgierrate bezeichnet ist .
11. Computerprogrammprodukt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es einen Algorithmus definiert, der ein Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche umfasst.
12. Vorrichtung zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs (101), das einen Fahrzeugaufbau und ein Fahrwerk mit einer Vorderachse (102) und einer Hinterachse (104) aufweist, umfassend jeweils einen aktiven Wankstabilisator (106; 107) an der Vorderachse (102) und an der Hinterachse (104) und weiter umfassend:
- eine Berechnungseinrichtung (204; 1001), die dazu eingerichtet ist, eine auf die Vorderachse (102) wirkende Seitenkraft (FF) und/oder eine auf die Hinterachse (104) wirkende Seitenkraft (FyR) zu bestimmen,
- eine Wankstabilisierungseinrichtung (205) , die dazu ausgebildet ist, ein einer Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus entgegengerichtetes Gesamtwankkontermoment ( ΔFZ ΛRC ) zu ermitteln, -eine Regeleinrichtung (204), die dazu eingerichtet ist, jeweils ein Wankkontermoment ( ΔFzi?reg ; ΔFZÄreg ) für die Vorderachse (102) und für die Hinterachse (104) durch Aufteilung des Gesamtwankkontermoments (AFzARC) auf die Vorderachse (102) und die Hinterachse (104) zu bestimmen, wobei die Aufteilung in Abhängigkeit von einem Vorzeichen wenigstens einer der ermittelten Seitenkräfte (FyF;FyR) durchführbar ist und
-eine Steuerungseinrichtung (206), die dazu eingerichtet ist, den aktiven Wankstabilisator (106) an der Vorderachse (102) nach Maßgabe des für die Vorderachse (102) ermittelten Wankkontermoments (ΔFzi?reg) zu beaufschlagen und den aktiven Wankstabilisator (107) an der Hinterachse (104) nach Maßgabe des für die Hinterachse (104) ermittelten Wankkontermoments (ΔFZÄreg) zu beaufschlagen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Regeleinrichtung (204) Bestandteil eines Fahrzu- standsregelungssystems (202) ist, das neben der Regeleinrichtung (204) wenigstens einen weiteren Fahrdynamikregler (203) enthält.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wankstabilisierungseinrichtung (205) nicht Bestandteil des Fahrzustandsregelungssystems (202) ist.
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005054278 | 2005-11-11 | ||
DE102005054278.6 | 2005-11-11 | ||
DE102006008128 | 2006-02-20 | ||
DE102006008128.5 | 2006-02-20 | ||
DE102006052698.8 | 2006-11-07 | ||
DE102006052698A DE102006052698A1 (de) | 2005-11-11 | 2006-11-07 | Verfahren und Vorrichtung zum Stabilisieren eines Kraftfahrzeugs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2007054500A1 true WO2007054500A1 (de) | 2007-05-18 |
Family
ID=37564222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2006/068193 WO2007054500A1 (de) | 2005-11-11 | 2006-11-07 | Verfahren und vorrichtung zum stabilisieren eines kraftfahrzeugs |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006052698A1 (de) |
WO (1) | WO2007054500A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2934814A1 (fr) * | 2008-08-06 | 2010-02-12 | Renault Sas | Procede et systeme de commande des actionneurs d'un dispositif antiroulis bi-train. |
EP2397348A1 (de) * | 2009-02-16 | 2011-12-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stabilisatorsteuervorrichtung für fahrzeuge |
CN113370737A (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 可变轮胎横向载荷转移分布 |
DE102009007357B4 (de) | 2009-02-04 | 2024-01-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ansteuerung eines aktiven Fahrwerks eines zweiachsigen zweispurigen Kraftfahrzeugs |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4285343B2 (ja) | 2004-07-07 | 2009-06-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車輌のロール剛性制御装置 |
JP4670800B2 (ja) | 2006-11-30 | 2011-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車両のロール剛性制御装置 |
KR20090107334A (ko) * | 2008-04-08 | 2009-10-13 | 주식회사 만도 | 차량용 제동제어장치와 현가제어장치 간의 데이터통신을 통한 차고제어장치 및 그 제어방법 |
DE102008049174B4 (de) | 2008-09-26 | 2013-11-14 | Staude & Company | Verfahren zur Ansteuerung des elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) von Fahrzeuganhängern |
DE102009022302A1 (de) * | 2009-05-22 | 2010-11-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Steuerung/Reglung eines zweispurigen Kraftfahrzeugs |
DE102016200926A1 (de) | 2016-01-22 | 2017-07-27 | Ford Global Technologies, Llc | Anpassungsverfahren und Kraftfahrzeug |
US11034359B2 (en) | 2018-11-29 | 2021-06-15 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Control device for a vehicle |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3705520A1 (de) * | 1987-02-20 | 1988-09-01 | Bayerische Motoren Werke Ag | Regelungseinrichtung zur beeinflussung der radaufstandskraefte eines fahrzeugs |
EP0827852A2 (de) * | 1996-09-06 | 1998-03-11 | Ford Global Technologies, Inc. | Verfahren zum Verbessern der Stabilität eines Fahrzeuges |
DE19721754A1 (de) | 1997-05-24 | 1998-11-26 | Daimler Benz Ag | Unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen |
DE10012131A1 (de) | 2000-03-13 | 2001-09-27 | Bosch Gmbh Robert | Fahrwerkregelungssystem für Fahrzeuge |
FR2812842A1 (fr) * | 2000-08-10 | 2002-02-15 | Michelin & Cie | Repartition dynamique de l'effort d'antiroulis entre les essieux d'un vehicule |
DE10248983A1 (de) | 2001-10-19 | 2003-05-15 | Hyundai Motor Co Ltd | Fahrzeug-Wankstabilisator |
-
2006
- 2006-11-07 WO PCT/EP2006/068193 patent/WO2007054500A1/de active Application Filing
- 2006-11-07 DE DE102006052698A patent/DE102006052698A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3705520A1 (de) * | 1987-02-20 | 1988-09-01 | Bayerische Motoren Werke Ag | Regelungseinrichtung zur beeinflussung der radaufstandskraefte eines fahrzeugs |
EP0827852A2 (de) * | 1996-09-06 | 1998-03-11 | Ford Global Technologies, Inc. | Verfahren zum Verbessern der Stabilität eines Fahrzeuges |
DE19721754A1 (de) | 1997-05-24 | 1998-11-26 | Daimler Benz Ag | Unabhängige Radaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen |
DE10012131A1 (de) | 2000-03-13 | 2001-09-27 | Bosch Gmbh Robert | Fahrwerkregelungssystem für Fahrzeuge |
FR2812842A1 (fr) * | 2000-08-10 | 2002-02-15 | Michelin & Cie | Repartition dynamique de l'effort d'antiroulis entre les essieux d'un vehicule |
DE10248983A1 (de) | 2001-10-19 | 2003-05-15 | Hyundai Motor Co Ltd | Fahrzeug-Wankstabilisator |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2934814A1 (fr) * | 2008-08-06 | 2010-02-12 | Renault Sas | Procede et systeme de commande des actionneurs d'un dispositif antiroulis bi-train. |
DE102009007357B4 (de) | 2009-02-04 | 2024-01-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ansteuerung eines aktiven Fahrwerks eines zweiachsigen zweispurigen Kraftfahrzeugs |
EP2397348A1 (de) * | 2009-02-16 | 2011-12-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Stabilisatorsteuervorrichtung für fahrzeuge |
EP2397348A4 (de) * | 2009-02-16 | 2013-10-23 | Toyota Motor Co Ltd | Stabilisatorsteuervorrichtung für fahrzeuge |
CN113370737A (zh) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 可变轮胎横向载荷转移分布 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102006052698A1 (de) | 2007-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007054500A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum stabilisieren eines kraftfahrzeugs | |
DE102007041118B4 (de) | System zur Einstellung von dynamischen und sicherheitsrelevanten Charakteristika eines Fahrzeuges basierend auf der Fahrzeugbelastung | |
EP1197409B1 (de) | Fahrdynamik-Regelsystem eines Kraftfahrzeuges | |
WO2005087521A1 (de) | Verfahren zur fahrdynamikregelung eines fahrzeugs, vorrichtung zur durchführung des verfahrens und ihre verwendung | |
EP1843906B1 (de) | Fahrdynamik-steuerungs- oder regelsystem für ein zweispuriges zweiachsiges kraftfahrzeug | |
DE102005018519B4 (de) | Verfahren zur Fahrdynamik-Regelung von Kraftfahrzeugen | |
DE10149190A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Wankregelung für ein Fahrzeug | |
WO2011083004A1 (de) | Verfahren und bremssystem zur beeinflussung der fahrdynamik durch brems- und antriebseingriff | |
DE102008053008A1 (de) | Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug | |
EP1362720B1 (de) | Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Wankstabilisierungs-Vorrichtung | |
WO2007118587A2 (de) | System zur beeinflussung des fahrverhaltens eines fahrzeuges | |
EP1890920A1 (de) | Fahrzustandsangepasste, auf lenkeingriffen basierende fahrdynamikregelung | |
DE102006003299A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Fahrdynamikregelung bei einem Fahrzeug | |
DE102006047220A1 (de) | Fahrzeug mit einer kombinierten Regelung des Wankwinkels und des Wanksteifigkeit-Vorn/Hinten-Aufteilungsverhältnis sowie ein Regelungsverfahren hierfür | |
EP1536957B1 (de) | Verfahren zur steuerung und regelung von digital oder analog einstellbaren stossdämpfern | |
EP3172103B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung eines resultierenden giermoments sowie verfahren zur fahrdynamikregelung | |
WO2007118588A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung des fahrverhaltens eines fahrzeuges | |
EP3509880A1 (de) | Verfahren zur stabilisierung des fahrverhaltens eines fahrzeuges | |
DE102004008265A1 (de) | Verfahren zur Antriebsschlupfregelung eines Kraftfahrzeugs | |
EP2210798B1 (de) | Verfahren zum aktiven Einstellen einer Neigung eines Rades eines Kraftwagens, insbesondere von Sturz und Spur, und entsprechende Vorrichtung | |
DE10330895A1 (de) | Ausregelung von Geradeauslaufstörungen eines Kraftfahrzeugs | |
EP2052884B1 (de) | Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug | |
EP1197408A2 (de) | Fahrdynamik-Regelverfahren eines Kraftfahrzeuges | |
WO2005102745A1 (de) | Verfahren zur fahrstabilitätsregelung eines fahrzeugs | |
WO2010089011A1 (de) | Verfahren zur ansteuerung eines aktiven fahrwerks eines zweiachsigen zweispurigen kraftfahrzeugs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06819311 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |