WO2018046190A1 - Verfahren zur stabilisierung des fahrverhaltens eines fahrzeuges - Google Patents

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WO2018046190A1
WO2018046190A1 PCT/EP2017/069533 EP2017069533W WO2018046190A1 WO 2018046190 A1 WO2018046190 A1 WO 2018046190A1 EP 2017069533 W EP2017069533 W EP 2017069533W WO 2018046190 A1 WO2018046190 A1 WO 2018046190A1
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rear axle
roll
vehicle
behavior
steering
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PCT/EP2017/069533
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Henrik STEGMANN
Lars Ulbrich
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60G2800/80—Detection or control after a system or component failure

Definitions

  • the invention relates to a method for stabilizing the driving behavior of a vehicle according to the preamble of claim 1 and to the preamble of claim 5.
  • a servomotor also called actuator, was known for a rear-axle steering, wherein the actuator is driven by an electric motor and acts via a spindle drive on the steering linkage of the rear wheels for adjusting the steering angle.
  • An object of the invention is to improve the handling of the vehicle in case of failure of a controlled roll stabilization.
  • the active roll stabilization can be switched off on both axles (or vice versa) in order to create a kind of symmetry.
  • the effect of a passive roll stabilizer remains both on the front axle and on the rear axle, assuming that the stabilizer profiles behave like conventional unregulated roll stabilizers when the actuators are switched off.
  • These profiles are known to be torsionally soft and the passive roll stabilizer causes the known copying behavior, which allows a rolling within narrow limits.
  • the vehicle may be subject to an increased tendency to wobble when the currentless actuators have only a low drag torque, in other words they do not behave rigidly and thus there is no effect of a passive roll stabilizer.
  • both the controlled roll stabilization and rear axle steering are coordinated or coupled in their effect in such a way that Rear axle steering compensation by appropriately changing the steering angle on the rear axle takes place.
  • the rear-axle steering system is used to correct deviations in driving behavior caused by rolling due to a disturbance of the active roll stabilization.
  • the handlebar of the vehicle is preserved from unwanted and unexpected roll behavior of the vehicle and consequent steering maneuvers and, if possible, maintain a expected from the driver roll behavior.
  • the coordination or coupling is achieved by communication of roll stabilizers with the rear axle steering.
  • a vehicle bus system such as CAN bus
  • a preferred embodiment is based on the case that the roll stabilization is disturbed on the front axle, which tends to lead to oversteer of the vehicle. This oversteer behavior counteracts the rear axle steering by a corresponding change in the steering angle of the rear wheels.
  • An override tends to result in an increased yaw rate, so that, at least temporarily, a steering angle which is the same in the direction of the front wheels is set to reduce it in order to reduce the yaw rate.
  • Oversteering means that the vehicle pushes in the direction of the center of the curve and pushes over the rear wheels in a curve-outward direction, thus breaking the rear of the vehicle.
  • a corresponding steering angle or Radeinschlag on the rear axle of this tendency is counteracted, so that the vehicle moves back to the predetermined trajectory, eg the predetermined radius of curvature.
  • a further preferred variant is based on the case that the roll stabilization on the rear axle has a disturbance and thereby an understeer behavior of the vehicle tends to occur - the vehicle pushes when understeering on the front wheels out of the curve or trying to move away from the center of the curve. This behavior counteracts the rear axle steering by a corresponding change in the steering angle of the rear wheels.
  • Another preferred variant is the case that the roll stabilization is disturbed both on the front axle and on the rear axle.
  • an oversteer behavior is to be assumed which, due to the onset of a relatively higher tendency to roll, can have even greater effects on the driving behavior of the vehicle.
  • the rear-wheel steering oversteer is counteracted by a corresponding, preferably the same direction to the front wheels, wheel impact, whereby the roll behavior is corrected and the vehicle is stabilized.
  • a correction of the roll behavior in case of disturbance of the controlled roll stabilization by adjustable damping elements of the chassis in the event that the roll stabilization on the front axle fails and as a result there is a tendency to oversteer, this can be counteracted by an adjustment of the damping characteristic of individual damping elements. For example, if the vehicle tilts toward one side of a front wheel in increased tilting, the respective damping element on the front wheel can be adjusted in such a way that increased damping occurs, which counteracts a rolling motion. In other words, the damper is set harder to replace the lack of roll stabilization. The above considerations are understood without the consideration of a possible intervention by the driver.
  • the invention relates to at least one control unit for carrying out steps of an aforementioned method for stabilizing the roll behavior of a vehicle.
  • a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces may be part of a so-called system-specific ASIC (Application Specific Integrated Circuit), which includes various functions of the controller.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • the controller Since the rear axle steering in itself, ie controlled without disturbing the controlled roll stabilization at least as a function of parameters such as vehicle speed, yaw rate and steering angle on the steering wheel or on the front wheels and a stored in the control unit vehicle model, the controller must additionally at least one more signal via the state of the controlled roll stabilization and the rolling behavior of the vehicle (eg roll angle, vehicle inclination about longitudinal and transverse axis) are fed (state signal).
  • the control unit can thus selectively effect changes in the steering angle on the rear axle as a function of the function of the controlled roll stabilization (s).
  • the rear axle steering becomes, at least temporarily, the Adjust the steering angle of the front wheels in the same direction or in opposite directions to the rear wheels to reduce the roll.
  • FIG. 1 is a schematically illustrated vehicle 1 with two front steered wheels 2 (front axle) and two rear steered wheels. 3
  • the front wheels 2 and the rear wheels 3 are steered by the schematically illustrated steering systems 4, 5 by means of a central actuator or a central power assistance.
  • the respective articulation of the wheels 2, 3 is via a linkage 41, 51, such. the usual tie rods, achieved, with control signals of the controller SG are routed to the steering.
  • the Vorderachsund rear axle steering 4, 5 are kinematically independent of each other.
  • In the center of the vehicle 1 is the center of gravity S of the vehicle. Both on the front axle and on the rear axle are independently controlled regulated
  • Roll stabilizers WST arranged. These roll stabilizers WST each have an actuator that can twist torsion profiles 61, 62 and torsion profiles 71, 72 against each other in order to impart a rolling moment to the respective axle. Both roll stabilizers WST are also connected to the control unit SG.
  • a yawing moment M G about the center of gravity S can be influenced.
  • the steering interventions take place on the basis of or in dependence on signals of a controller SG.
  • ESC Electronic Stability Control
  • vehicle speed, Acceleration, yaw rate and status signals of the two roll stabilizers WST determined and, for example, sent via CAN bus to the control unit SG.
  • Front axle VA is disturbed or failed and intact on the rear axle - there has been an oversteer on the rear axle HA.
  • the control unit has registered this fault by means of a status signal from roll stabilization WST.
  • the rear wheels 3 have been steered to the right due to a control signal of the control SG by means of steering 5 via the tie rods 51 (in the same direction as the front axle VA).
  • At the rear axle is at the rear wheels a Radlenkwinkel ö h .
  • a yaw moment MG is influenced, which acts on the vehicle 1 about the vertical axis or the center of gravity S counterclockwise.
  • the effect of the intended and introduced by the controller SG steering angle correction on the rear axle HA counteracts an oversteer and was caused due to the condition signals of the two roll stabilizers WST.
  • FIG. 2 shows a flow chart, also called a block diagram, which illustrates the interaction according to the invention of roll stabilization and rear axle steering on the vehicle.
  • the block diagram shows different, arranged in three levels rectangles, which are denoted by the letters A, B1, B2, C1, C2 and C3 and partially connected by arrows.
  • the method according to the invention operates as follows: The roll stabilization on the front axle is tested for function (step A). In a further step, the roll stabilization function on the rear axle (step B1 or B2) is checked.
  • step C1 is carried out, resulting in the following driving situation: the vehicle 1 experiences a tendency to roll and oversteers, the rear-axle steering HAL controlling the oversteering behavior by targeted temporary steering at the rear axle. kung HAL and thus compensates for the increased tendency to sway. In this case, in particular, a direction identical to the front axle VA steering can be made.
  • step C1 In case of failure or failure only the roll stabilization WST on the front axle VA would tend to oversteer. This leads to step C1. Depending on whether the roll stabilization WST also fails on the rear axle HA, a different tendency to oversteer occurs. This is corrected in response to the voltage applied to the control unit SG state information from the roll stabilizers WST in an adapted manner via the rear axle HA and the roll tendency thus compensated as far as possible.
  • step C2 the vehicle 1 tends to understeer, and the rear axle steering HAL preferably compensates for the understeering behavior with steering of the rear wheels 3 in the opposite direction to the front wheels 2 out.
  • step B2 If, according to step B2, an intact rear axle steering HAL results, this leads to step C3, d. H. There is normal driving. All systems are active and the roll stabilizers WST on the front and rear axles VA, HA and the rear axle steering HAL remain in their original function.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges (1), welches eine elektromechanische Wankstabilisierung an der Vorderachse und an der Hinterachse sowie eine Hinterachslenkung (5) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass bei Ausfall der Wankstabilisierung an der Vorderachse und/oder an der Hinterachse die Wankstabilisierung (WST) und die Hinterachslenkung (5) derart miteinander gekoppelt werden, dass über die Hinterachslenkung (5) eine Korrektur der Lenkwinkel erfolgt.

Description

Verfahren zur Stabilisierung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.
Es ist bekannt, zur Stabilisierung des Fahrverhaltens von Fahrzeugen, insbesondere um einer Wankneigung des Fahrzeuges bei Kurvenfahrt oder einer Schlechtwegstrecke entgegenzuwirken, neben ungeregelten oder passiven Wankstabilisatoren, geregelte, auch genannt aktive, Wankstabilisierungen einzusetzen, wie sie beispielsweise durch die DE 10 2011 075 890 A1 bekannt wurde. Durch die EP 1 820 675 A1 der Anmelderin wurde ein Schwenkmotor bekannt, auch Aktuator genannt, der für eine aktive, elektromechanische Wankstabilisierung eingesetzt wird. Mit einem passiven Wankstabilisator wird ein Kopierverhalten beim gegenüberliegenden Rad einer Achse erzeugt, so dass beim Einfedern z.B. eines Vorderrades das gegenüberliegende Rad ebenfalls ein Stück weit einfedert. Bei Einlenken in eine Kurve wird somit bspw. die Neigung des Fahrzeugs in die kurvenäußere Richtung vermindert. Mit einer elektronischen Wankstabilisierung kann dieses Verhalten weiter optimiert werden.
Es ist ferner bekannt, dass Fahrzeuge zusätzlich zu einer Vorderachslenkung mit einer Hinterachslenkung ausgerüstet werden, welche die Lenkfähigkeit des Fahrzeuges und die Stabilität des Fahrverhaltens verbessern. Durch die DE 10 2014 206 934 A1 der Anmelderin wurde ein Stellmotor, auch Aktuator genannt, für eine Hinterachslenkung bekannt, wobei der Aktuator über einen Elektromotor angetrieben wird und über einen Spindelantrieb auf das Lenkgestänge der Hinterräder zur Verstellung der Lenkwinkel einwirkt.
In der Praxis kann der Fall auftreten, dass eine aktive Wankstabilisierung - sei es an der Vorderachse oder an der Hinterachse oder an beiden Achsen - in ihrer Funktion gestört ist oder ganz ausfällt. Dadurch ergibt sich mehr oder minder ein verändertes Fahrverhalten durch gesteigerte Wankneigung des Fahrzeuges, was nicht erwünscht ist. Fällt beispielsweise die Wankstabilisierung an der Vorderachse aus, so neigt sich bzw. wankt das Fahrzeug bei Kurvenfahrt in die kurvenäußere Richtung und wird als Folge tendenziell übersteuern.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Fahrverhalten des Fahrzeuges bei Störung einer geregelten Wankstabilisierung zu verbessern.
Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 , 5 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei Störung der aktiven Wankstabilisierung an der Vorderachse kann die aktive Wankstabilisierung an beiden Achsen abgeschaltet werden (oder umgekehrt), um damit eine Art Symmetrie herzustellen. Im Ergebnis verbleibt sowohl an der Vorderais auch an der Hinterachse die Wirkung eines passiven Wankstabilisators, davon ausgehend, dass sich die Stabilisatorprofile bei Abschalten der Aktuatoren wie herkömmliche ungeregelte Wankstabilisatoren verhalten. Diese Profile sind bekanntlich torsionsweich ausgebildet und der passive Wankstabilisator bewirkt das bekannte Kopierverhalten, welches ein Wanken in engen Grenzen zulässt. Das Fahrzeug neigt jedoch möglicherweise verstärkt zum Wanken, wenn die stromlosen Aktuatoren nur ein geringes Schleppmoment aufweisen, mit anderen Worten sich nicht starr verhalten und es somit nicht zu einer Wirkung eines passiven Wankstabilisators kommt.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass bei einer Störung der zumindest einen aktiven bzw. geregelten Wankstabilisierung an der Vorderachse und/oder an der Hinterachse sowohl die geregelte Wankstabilisierung als auch Hinterachslenkung in ihrer Wirkung derart koordiniert bzw. gekoppelt werden, dass durch die Hinterachslenkung ein Ausgleich durch entsprechendes Ändern der Lenkwinkel an der Hinterachse erfolgt. Die Hinterachslenkung wird damit - abweichend von ihrer originären Funktion - dazu eingesetzt, Abweichungen des Fahrverhaltens durch Wanken aufgrund einer Störung der aktiven Wankstabilisierung zu korrigieren. Somit wird der Lenker des Fahrzeuges vor unerwünschtem und unerwartetem Wankverhalten des Fahrzeugs und dadurch bedingten Lenkmanövern bewahrt und nach Möglichkeit ein vom Lenker erwartetes Wankverhalten beibehalten. Die Koordinierung bzw. Koppelung wird erreicht durch Kommunikation der Wankstabilisatoren mit der Hinterachslenkung. Dieses wird erreicht durch Bereitstellung von Zustands- signalen der beiden Wankstabilisierungen, die, bevorzugt über ein Fahrzeugbussystem wie z.B. CAN-Bus, an ein Steuergerät gesendet werden, welches für die Steuerung der Hinterachslenkung vorgesehen ist. In Abhängigkeit der Zustandssignale ändert das Steuergerät die Lenkwinkel an der Hinterachse. Wird jedes Rad an der Hinterachse anstatt von einem zentralen Aktuator von einem separatem, dem Rad zugeordneten einzelnen Aktuator verstellt, so sind neben einer synchronen gleichen Lenkwinkeländerung auch geringfügig unterschiedliche Lenkwinkeländerungen an den Hinterrädern denkbar, um das Fahrverhalten noch differenzierter beeinflussen zu können.
Wenn von Störung der einen oder beiden geregelten Wankstabilisierungen gesprochen wird, so kann dieses einen temporären, z.B. kurzzeitigen Ausfall oder eine verminderte Leistungsfähigkeit bedeuten. Es kann aber auch einen kompletten Ausfall bedeuten. Als Folge tritt eine kurzzeitige oder vollständige Änderung der Wankneigung des Fahrzeugs ein.
Einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Fall zu Grunde, dass die Wankstabilisierung an der Vorderachse gestört ist, was tendenziell zu einem Übersteuern des Fahrzeuges führen kann. Diesem Übersteuerungsverhalten wirkt die Hinterachslenkung durch eine entsprechende Änderung der Lenkwinkel der Hinterräder entgegen. Tendenziell liegt beim Übersteuern eine erhöhte Gierrate vor, so dass zu deren Abbau zumindest temporär bevorzugt ein zu den Vorderrädern gleichsinniger Lenkwinkel eingestellt wird, um die Gierrate abzubauen.
Übersteuern heißt, dass das Fahrzeug in Richtung des Kurvenmittelpunkts drängt und über die Hinterräder in eine kurvenäußere Richtung schiebt und damit das Heck des Fahrzeuges ausbricht. Durch einen entsprechenden Lenkwinkel bzw. Radeinschlag an der Hinterachse wird dieser Tendenz entgegengewirkt, so dass sich das Fahrzeug wieder auf der vorgegebenen Trajektorie, z.B. dem vorgegebenen Kurvenradius bewegt. Einer weiteren bevorzugten Variante liegt der Fall zu Grunde, dass die Wankstabilisierung an der Hinterachse eine Störung aufweist und dabei tendenziell ein Untersteuerungsverhalten des Fahrzeuges auftritt - das Fahrzeug schiebt beim Untersteuern über die Vorderräder aus der Kurve heraus bzw. versucht sich vom Kurvenmittelpunkt zu entfernen. Diesem Verhalten wirkt die Hinterachslenkung durch eine entsprechende Änderung der Lenkwinkel der Hinterräder entgegen. Tendenziell liegt beim Untersteuern kein Gieren vor, so dass zum Abbau zumindest temporär ein zu den Vorderrädern bevorzugt gegensinniger Lenkwinkel eingestellt wird. Mit anderen Worten wird durch einen entsprechenden, vorzugsweise zum Radeinschlag der Vorderräder gegensinnigen, Radeinschlag der Hinterachslenkung dem Untersteuern entgegengewirkt, so dass das Fahrzeug wieder auf die vorgegebene Trajektorie bzw. der vorgegebenen Kurvenbahn gelangt.
Einer weiteren bevorzugten Variante liegt der Fall zu Grunde, dass die Wankstabilisierung sowohl an der Vorderachse als auch an der Hinterachse gestört ist. Auch hier ist von einem Übersteuerungsverhalten auszugehen, welches sich aufgrund der einsetzenden vergleichsweise höheren Wankneigung noch stärker auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs auswirken kann. Durch die Hinterradlenkung wird dem Übersteuern durch einen entsprechenden, bevorzugt zu den Vorderrädern gleichsinnigen, Radeinschlag entgegengewirkt, wodurch das Wankverhalten korrigiert und das Fahrzeug stabilisiert wird.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt eine Korrektur des Wankverhaltens bei Störung der geregelten Wankstabilisierung durch verstellbare Dämpfungselemente des Fahrwerks. Für den Fall, dass die Wankstabilisierung an der Vorderachse ausfällt und dem zu Folge eine Tendenz zum Übersteuern auftritt, kann diesem durch eine Verstellung der Dämpfungscharakteristik einzelner Dämpfungselemente entgegengewirkt werden. Neigt das Fahrzeug beispielsweise zu einem verstärkten Wanken einseitig in Richtung eines Vorderrades, so kann das betreffende Dämpfungselement am Vorderrad derart verstellt werden, dass eine verstärkte Dämpfung auftritt, die einer Wankbewegung entgegenwirkt. Mit anderen Worten wird der Dämpfer härter eingestellt, um die fehlende Wankstabilisierung zu ersetzen. Die vorgenannten Betrachtungen verstehen sich ohne die Berücksichtigung eines möglichen Eingriffs durch den Fahrer. Durch Gegenlenken kann ein geübter Fahrer z.B. ein Übersteuern durch gezieltes Gegenlenken ausgleichen. Ein ungeübter Fahrer wäre damit in der Regel überfordert - erst recht, wenn die durch eine aktive Wankstabilisierung gewohnten guten Fahreigenschaften des Fahrzeugs sich bei einem Ausfall schlagartig verändern, wenn die aktive Wankstabilisierung an einer oder an beiden Achsen schlagartig komplett ausfällt.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung zumindest ein Steuergerät zum Ausführen von Schritten eines vorgenannten Verfahrens zur Stabilisierung des Wankverhaltens eines Fahrzeuges. Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs (application specific integrated circuit - Anwendungsspezifischer Schaltkreis) sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Da die Hinterachslenkung an sich, d.h. ohne Störung an der geregelten Wankstabilisierung zumindest in Abhängigkeit von Parametern wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Gierrate und Lenkwinkel am Lenkrad bzw. an den Vorderrädern sowie einem in dem Steuergerät hinterlegten Fahrzeugmodell gesteuert wird, muss dem Steuergerät zusätzlich zumindest ein weiteres Signal über den Zustand der geregelten Wankstabilisierung und dem Wankverhalten des Fahrzeugs (z.B. Wankwinkel, Fahrzeugneigung um Längs- und Querachse) zugeführt werden (Zustandssignal). Das Steuergerät kann somit in Abhängigkeit der Funktion der geregelten Wankstabilisierung(en) gezielt Änderungen der Lenkwinkel an der Hinterachse bewirken. Je nach erfasster Fahrzeugsituation wird die Hinterachslenkung einen, zumindest temporären, zum Lenkwinkel der Vorderräder gleichsinnigen oder gegensinnigen Lenkwinkel an den Hinterrädern einstellen, um das Wanken zu reduzieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs,
Fig. 2 ein Flussdiagramm mit unterschiedlichen Verfahrensschritten.
Aus Fig. 1 geht ein schematisch dargestelltes Fahrzeug 1 mit zwei vorderen gelenkten Rädern 2 (Vorderachse) und zwei hinteren gelenkten Rädern 3
(Hinterachse) hervor. Die vorderen Räder 2 und die hinteren Räder 3 werden durch die schematisch dargestellten Lenkungen 4, 5 mittels eines zentralen Aktuators bzw. einer zentralen Kraftunterstützung gelenkt. Die jeweilige Anlenkung der Räder 2, 3 wird über ein Gestänge 41 , 51 , wie z.B. der üblichen Spurstangen, erreicht, wobei Steuersignale der Steuerung SG an die Lenkung geleitet werden. Die Vorderachsund Hinterachslenkung 4, 5 sind kinematisch voneinander unabhängig. Im Fahrzeug 1 mittig liegt der Schwerpunkt S des Fahrzeuges. Sowohl an der Vorderachse als auch an der Hinterachse sind voneinander unabhängig wirkende geregelte
Wankstabilisierungen WST angeordnet. Diese Wankstabilisierungen WST weisen jeweils einen Aktuator auf, der Torsionsprofile 61 , 62 und Torsionsprofile 71 , 72 gegeneinander verdrehen kann, um der jeweiligen Achse ein Wankmoment aufzuprägen. Beide Wankstabilisierungen WST sind ebenfalls mit dem Steuergerät SG verbunden.
Durch gleichsinniges oder gegensinniges Lenken an der Vorderachse VA im
Vergleich zur Hinterachse HA kann ein Giermoment MG um den Schwerpunkt S beeinflusst werden. Die Lenkeingriffe erfolgen aufgrund bzw. in Abhängigkeit von Signalen einer Steuerung SG. Im vorliegenden Fall werden zumindest Daten von einem ESC (Electronic Stability Control) wie z.B. Fahrzeuggeschwindigkeit, Beschleunigung, Gierrate und Zustandssignale von den beiden Wankstabilisierungen WST ermittelt und bspw. via CAN-Bus an das Steuergerät SG gesendet.
In Fig. 1 ist folgende Situation gezeigt: Die Wankstabilisierung WST an der
Vorderachse VA ist gestört oder ausgefallen und an der Hinterachse intakt - es hat sich ein Übersteuern an der Hinterachse HA ergeben. Das Steuergerät hat diese Störung per Zustandssignal von der Wankstabilisierung WST registriert. Die hinteren Räder 3 sind aufgrund eines Steuersignals der Steuerung SG mittels Lenkung 5 über die Spurstangen 51 nach rechts gelenkt worden (gleichsinnig zur Vorderachse VA). An der Hinterachse liegt an den Hinterrädern ein Radlenkwinkel öh an. Dadurch wird ein Giermoment MG beeinflusst, welches auf das Fahrzeug 1 um die Hochachse bzw. den Schwerpunkt S gegen den Uhrzeigersinn wirkt. Der Effekt der beabsichtigten und durch die Steuerung SG eingebrachten Lenkwinkelkorrektur an der Hinterachse HA wirkt einem Übersteuern entgegen und wurde aufgrund der Zustandssignale der beiden Wankstabilisierungen WST bewirkt.
Die Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm, auch Blockschaltbild genannt, welches das erfindungsgemäße Zusammenwirken der Wankstabilisierung und der Hinterachslenkung am Fahrzeug verdeutlicht. Das Blockschaltbild zeigt verschiedene, in drei Ebenen angeordnete Rechtecke, welche mit den Buchstaben A, B1 , B2, C1 , C2 und C3 bezeichnet und teilweise durch Pfeile miteinander verbunden sind. Die Rechtecke enthalten Verfahrensschritte, wobei folgende Abkürzungen verwendet werden: WST = Wankstabilisierung, VA = Vorderachse, HA = Hinterachse, HAL = Hinterachslenkung.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet wie folgt: Es wird die Wankstabilisierung an der Vorderachse auf Funktion geprüft (Schritt A). In einem weiteren Schritt wird die Funktion der Wankstabilisierung an der Hinterachse (Schritt B1 bzw. B2) geprüft.
Sind beide Wankstabilisierungen WST gestört oder ausgefallen, so wird Schritt C1 ausgeführt, woraus sich folgende Fahrsituation ergibt: Das Fahrzeug 1 erfährt eine Wankneigung und übersteuert tendenziell, wobei die Hinterachslenkung HAL das übersteuernde Verhalten durch gezieltes temporäres Lenken an der Hinterachslen- kung HAL und damit die erhöhte Wankneigung ausgleicht. Dabei kann insbesondere ein zur Vorderachse VA gleichsinniges Lenken vorgenommen werden.
Bei Störung oder Ausfall lediglich der Wankstabilisierung WST an Vorderachse VA ergäbe sich tendenziell ein Übersteuern. Dieses führt zu Schritt C1. Abhängig davon, ob hier die Wankstabilisierung WST zusätzlich auch an der Hinterachse HA ausfällt, tritt ein in seiner Auswirkung unterschiedliches tendenzielles Übersteuern auf. Dieses wird in Abhängigkeit von der am Steuergerät SG anliegenden Zustandsinformation von den Wankstabilisierungen WST in angepasster Weise über die Hinterachslenkung HA korrigiert und die Wankneigung somit nach Möglichkeit ausgeglichen.
Ist gemäß Prüfung in Schritt B2 die Wankstabilisierung WST an der Hinterachse HA ausgefallen, so führt dieses zu Schritt C2: Das Fahrzeug 1 neigt verstärkt zum Untersteuern, und die Hinterachslenkung HAL gleicht das untersteuernde Verhalten bevorzugt mit zu den vorderen Rädern 2 gegensinnigem Lenken der Hinterräder 3 aus.
Ergibt sich gemäß Schritt B2 eine intakte Hinterachslenkung HAL, so führt dieses zu Schritt C3, d. h. es herrscht normaler Fahrbetrieb. Alle Systeme sind aktiv und die Wankstabilisierungen WST an Vorder- und Hinterachse VA, HA sowie die Hinterachslenkung HAL verbleiben in ihrer originären Funktion.
In dem dargestellten Blockschaltbild wird davon ausgegangen, dass bei Störung oder Ausfall der Wankstabilisierung WST an der Vorderachse VA ein Übersteuern und bei Störung oder Ausfall der Wankstabilisierung WST an der Hinterachse HA ein Untersteuern des Fahrzeuges 1 auftritt. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass z.B. in Abhängigkeit des Schwerpunkts S bestimmte Fahrzeugtypen ein abweichendes Fahrverhalten zeigen. In diesem Falle müssen die Schritte dem Fahrzeugverhalten angepasst werden, so dass das Fahrverhalten bei Störung oder Ausfall der zumindest einen geregelten Wankstabilisierung WST durch entsprechende Aktivierung der Hinterachslenkung HAL in einem korrigierenden Sinne optimiert wird, um die
Wankneigung zu minimieren bzw. den Erwartungen an eine funktionierende Wankstabilisierung gerecht zu werden. Eine Alternative, welche nicht dargestellt ist, besteht darin, dass anstelle der Hinterachslenkung oder zusätzlich zu dieser verstellbare Dämpfungselemente zur Korrektur des Fahrverhaltens bei Störung oder Ausfall der Wankstabilisierung eingesetzt werden. Durch Verstärkung der Dämpfung einzelner Dämpfungselemente am Fahrwerk kann somit einer verstärkten Wankneigung des Fahrzeuges entgegengewirkt werden. Mit anderen Worten können die Dämpfer in Teilen oder ganz die Wankstabilisierung übernehmen. Die Hinterachslenkung trägt zu einem verbesserten Fahrverhalten bei und kann bei Störung oder Ausfall der Dämpfer die oben beschriebenen Funktionen übernehmen bzw. ausgleichen.
Bezuqszeichen
1 Fahrzeug
2 Vorderräder
3 Hinterräder
4 Vorderachslenkung
41 Gestänge
5 Hinterachslenkung
51 Gestänge
61 Torsionsprofil
62 Torsionsprofil
71 Torsionsprofil
72 Torsionsprofil
A Verfahrensschritt (Ebene 1)
B1 Verfahrensschritt (Ebene 2)
B2 Verfahrensschritt (Ebene 2)
C1 Verfahrensschritt (Ebene 3)
C2 Verfahrensschritt (Ebene 3)
C3 Verfahrensschritt (Ebene 3)
VA Vorderachse
HA Hinterachse
HAL Hinterachslenkung
WST Wankstabilisierung
SG Steuerung
ESC Electronic Stability Control
MG Giermoment
δν Radlenkwinkel vorne
5h Radlenkwinkel hinten

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Stabilisierung des Wankverhaltens eines Fahrzeuges, welches eine elektromechanische Wankstabilisierung an der Vorderachse und an der Hinterachse sowie eine Hinterachslenkung und zumindest ein Steuergerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Störung der Wankstabilisierung an der Vorderachse und/oder an der Hinterachse die Wankstabilisierung und die Hinterachslenkung derart miteinander gekoppelt werden, dass über die Hinterachslenkung eine Korrektur der Lenkwinkel zur Stabilisierung des Wankverhaltens des Fahrzeugs in Abhängigkeit des Zustands zumindest einer der Wankstabilisierungen erfolgt.
2. Verfahren zur Stabilisierung des Wankverhaltens eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelung mittels Bereitstellung von Zustandssignalen der beiden Wankstabilisierungen an zumindest ein Steuergerät erfolgt, welches die Lenkwinkel an der Hinterachse ändern kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Störung der Wankstabilisierung an der Vorderachse und tendenziellem Übersteuerungsverhalten des Fahrzeuges ein Ausgleich der Übersteuerung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Störung der Wankstabilisierung an der Hinterachse und tendenziellem Untersteuerungsverhalten des Fahrzeuges ein Ausgleich der Untersteuerung erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Störung der Wankstabilisierung an der Vorderachse und an der Hinterachse und tendenziellem Übersteuerungsverhalten des Fahrzeugs ein Ausgleich der Übersteuerung erfolgt.
6. Verfahren zur Stabilisierung des Wankverhaltens eines Fahrzeuges, welches eine elektromechanische Wankstabilisierung an der Vorderachse und an der Hinterachse, eine Hinterachslenkung sowie verstellbare Dämpfungselemente für das Fahrwerk aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Störung der Wankstabilisierung an der Vorderachse und/oder an der Hinterachse und Auftreten von tendenziellem Über- oder Untersteuerverhalten die Dämpfungselemente verstellt werden.
7. Steuergerät zum Ausführen eines vorgenannten Verfahrens nach Anspruch 1 oder 5 zur Stabilisierung des Wankverhaltens eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät einen zum Lenkwinkel an der Vorderachse gegen- oder gleichsinnigen Lenkwinkel an der Hinterachse in Abhängigkeit von Zustandssignalen zumindest einer Wankstabilisierung einstellt.
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