DE19940420A1 - Stabilisatorwirksamkeitssteuergerät - Google Patents
StabilisatorwirksamkeitssteuergerätInfo
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Abstract
In einem Anfangsbereich, in welchem das Ausmaß der Enge einer Kurve eines Fahrzeugs gering ist, wird die Lose des Gerätes in frühen Stufen absorbiert, um hierdurch sein Reaktionsvermögen zu erhöhen. In einem mittleren Bereich, in welchem das Ausmaß der Enge einer Kurve einen mittleren Wert aufweist, wird das Betätigungsglied so eingestellt, daß die Fahrzeugeigenschaften so geändert werden, daß der Fahrkomfort betont wird. In einer späteren Stufe, in welcher das Ausmaß der Enge einer Kurve groß ist, wird das Betätigungsglied, welches einen engen Bewegungsbereich aufweist, zum Aufsitzen veranlaßt, so daß die Fahrzeugeigenschaften so geändert werden, daß die Fahrstabilität betont wird, die durch die Eigensteifigkeit des Stabilisators zur Verfügung gestellt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Stabilisatorwirksamkeitssteuergerät, bei welchem die
scheinbare Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der
zwischen einem linken und rechten Rad vorgesehen ist, durch
ein Betätigungsglied geändert wird.
Es ist ein Gerät bekannt, bei welchem die scheinbare
Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der eine
Torsionsstange aufweist, unter Verwendung eines
elektromagnetischen Betätigungsgliedes geändert wird, um
hierbei die Änderung der Ausrichtung eines Fahrzeugs beim
Kurvenfahren zu steuern (vgl. die japanische Veröffentlichung
eines ungeprüften Patents (Kokai) Nr. HEI 4-191114). Bei
einem derartigen Steuergerät ist es üblich, die Auswirkung
des Betätigungsgliedes hauptsächlich auf der Grundlage eines
Querbeschleunigungswertes zu steuern.
Bei der voranstehend erwähnten, herkömmlichen Einrichtung
steuert das Steuergerät das Betätigungsglied so, daß es in
einer Richtung einfährt bzw. ausfährt, in welcher ein
Rollwinkel, der beim Fahren des Fahrzeugs durch eine Kurve
hervorgerufen wird, ausgeglichen wird. Im einzelnen ist ein
Betätigungsglied normalerweise an einem oder beiden Enden
eines Stabilisators angebracht, und wird so gesteuert, daß
das wie voranstehend erwähnt angebrachte Betätigungsglied
eine Kraft erzeugt, welche einer Last entgegenwirkt, die auf
ein äußeres Rad einwirkt, während das Fahrzeug entlang einer
Kurve fährt, in Reaktion auf die Fahrgeschwindigkeit. Wenn
bei dieser Konstruktion das Fahrzeug mit hoher
Geschwindigkeit fährt, wird der Rollwinkel so gesteuert, daß
er klein wird, um die Steifigkeit zu erhöhen, um hierdurch
das Haftvermögen des Reifens zu verbessern, wogegen beim
Fahren mit niedriger Geschwindigkeit die Steifigkeit so
gesteuert wird, daß sie geringfügig verringert wird, um den
Fahrkomfort zu erhöhen.
Wenn jedoch eine hohe Querbeschleunigung oder Gierrate nicht
infolge einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit hervorgerufen
wird, sondern infolge des Fahrens des Fahrzeugs durch eine
enge Kurve, ist es wünschenswert, das Fahrzeugverhalten zu
stabilisieren. Im Gegensatz hierzu ist es in jenem Fall, in
welchem die Querbeschleunigung oder die Gierrate selbst beim
Fahren des Fahrzeugs mit hoher Geschwindigkeit klein bleibt,
oder das Fahrzeug selbst bei hohen Geschwindigkeiten stabil
fährt, wünschenswert, daß der Fahrkomfort betont wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines Stabilatorwirksamkeitssteuergerätes,
welches nicht nur die Fahrstabilität verbessern kann, sondern
auch den Fahrkomfort eines Fahrzeugs, während dies eine Kurve
fährt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein
Stabilatorwirksamkeitssteuergerät auf: ein Betätigungsglied
zur Änderung einer scheinbaren Torsionssteifigkeit eines
Stabilisators, der zwischen einem linken und einem rechten
Rad vorgesehen ist; eine Steuervorrichtung zum Steuern der
Ausgangskraft des Betätigungsglieds; sowie eine Vorrichtung
zum Detektieren der Enge einer Kurve, wenn ein Fahrzeug eine
Kurve fährt; wobei das Betätigungsglied in Reaktion auf das
Ausmaß der Enge der Kurve betrieben und gesteuert wird, wenn
das Fahrzeug eine Kurve fährt, um so die scheinbare
Torsionssteifigkeit des Stabilisators zu ändern. Bei einer
derartigen Konstruktion wird bin einem Bereich, in welchem das
Ausmaß der Enge einer Kurve (beispielsweise die tatsächlich
oder berechnete Querbeschleunigung oder Gierrate) klein ist,
die Änderung der Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie durch das
Betätigungsglied 1 so gesteuert, daß der Fahrkomfort betont
wird, und wird dann, wenn das Ausmaß der Enge der Kurve
größer wird, die Änderung der Ausrichtung des Fahrzeuges so
gesteuert, daß das Betätigungsglied 1, welches einen eng
begrenzten Bewegungsbereich aufweist, aufsitzt (anschlägt),
und die Fahrstabilität betont wird, die durch die an sich beim
Stabilisator R vorhandene Steifigkeit zur Verfügung gestellt
wird.
Weiterhin weist gemäß der vorliegenden Erfindung ein
Stabilatorwirksamkeitssteuergerät auf: ein
elektromagnetisches Betätigungsglied zur Änderung einer
scheinbaren Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der
zwischen einem linken und einem rechten Rad zumindest bei
entweder den Vorderrädern oder den Hinterrädern vorgesehen
ist; eine Steuervorrichtung zum Steuern der Ausgangskraft des
Betätigungsgliedes; eine Anschlagdetektorvorrichtung zur
Feststellung, daß das Betätigungsglied einen Endwert seines
Bewegungsbereiches erreicht, wobei der Bewegungsbereich des
Betätigungsgliedes enger gewählt ist als der Bewegungsbereich
des linken und rechten Rades; und die Energieversorgung des
Betätigungsgliedes unterbrochen wird, wenn das
Betätigungsglied den Endwert seines Bewegungsbereiches
erreicht. Bei dieser Konstruktion wird die
Fahrzeugkarosserieausrichtungsänderung (das Rollen), wenn der
Rollwinkel klein ist, durch das Betätigungsglied 1 gesteuert,
wogegen dann, wenn der Rollwinkel groß ist, das
Betätigungsglied zuerst aufsitzt (anschlägt), und daraufhin
die Fahrzeugkarosserieausrichtungsänderung durch die an sich
beim Stabilisator vorhandene Steifigkeit gesteuert wird, wenn
die Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen
wurde.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt
Fig. 1 einen Vertikalquerschnitt eines elektromagnetischen
linearen Betätigungsgliedes eines
Stabilatorwirksamkeitssteuergerätes, bei welchem
die vorliegende Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines
Elektromagneten und eines Polstückes;
Fig. 3 eine Vorderansicht eines Hauptteils eines
Aufhängungssystems, bei welchem die vorliegende
Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 4A ein Blockschaltbild eines Steuersystems gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 4B ein Beispiel für ein Kennfeld, welches in einer
Betätigungsgliedaxialdruckberechnungseinheit
gespeichert ist;
Fig. 4C ein Beispiel für ein Kennfeld, welches in einer
Kompensationsstromberechnungseinheit gespeichert
ist;
Fig. 5 ein grundlegendes Steuerflußdiagramm gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ein detailliertes Steuerflußdiagramm gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein Diagramm, welches die Betriebseigenschaften
zwischen dem Rollbereich und der Querbeschleunigung
eines Stabilisators erläutert, bei welchem die
vorliegende Erfindung eingesetzt wird; und
Fig. 8 ein Diagramm, welches die Betriebseigenschaften in
Bezug auf den Strom und den Rollbereich eines
Stabilisators erläutert, bei welchem die
vorliegende Erfindung eingesetzt wird.
Fig. 1 zeigt ein elektromagnetisches, lineares
Betätigungsglied (nachstehend als Betätigungsglied
bezeichnet), bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt
wird. Dieses Betätigungsglied weist ein mit einem Boden
versehenes, zylindrisches Gehäuse 3 auf, einen Stator 5, eine
Stange 7, und einen Anker 9. Das mit einem Boden versehene,
zylindrische Gehäuse 3 weist ein Verbindungsgelenk 2 auf, auf
dessen oberer Oberfläche ein Kugelbolzen vorgesehen ist. Der
Stator 5 besteht aus mehreren Elektromagnetstücken 4, die in
Axialrichtung aufeinandergestapelt entlang einer
Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 3 in Kreisringanordnung
vorgesehen sind. Die Stange 7 verläuft entlang einer
Zentrumsachse des Gehäuses 3, und weist ein Verbindungsgelenk
6 auf, welches mit einem Kugelbolzen versehen ist, der am
einen Ende vorhanden ist, und von einer Öffnung des Gehäuses
3 aus vor springt. Der Anker 9 besteht aus mehreren Polstücken
8, die entlang einer Außenumfangsoberfläche der Stange 7
aufeinandergestapelt vorgesehen sind.
Eine Kappe 10, die ein Zentrumsloch 10a aufweist, durch
welches die Stange 7 hindurchgehen kann, verschließt eng
abdichtend die Öffnung des Gehäuses 3. Diese Kappe 10 ist
luftdicht in ein Ende der Öffnung an einer Stemmuffe 12 über
einen O-Ring 11 eingepaßt, und ist in ein Innengewinde
eingeschraubt, welches einwärts der Öffnung vorgesehen ist.
Weiterhin wird durch ein Dichtungsteil 14 eine luftdichte
Abdichtung zwischen dem Innenumfang des zentralen Lochs 10a
der Kappe 10 und dem Außenumfang der Stange 7 erzielt.
Zur Vereinfachung ist das Gehäuse 3 hier so beschrieben, daß
es nach unten hin offen ist, jedoch ist selbstverständlich in
der Praxis die vorliegende Erfindung auf einen derartigen
Aufbau nicht beschränkt.
Gemäß Fig. 2 bestehen die Elektromagnetstücke 4, welche den
Stator 5 bilden, aus Spulen 17, bei welchen ein Leiter um
einen dünnen Spulenkörper 16 aus weichmagnetischem
Eisenmaterial herumgewickelt ist, und weisen eine Ausnehmung
15 auf, die in ihrem Innenumfang vorhanden ist. Der Stator 5
wird an den Enden in Axialrichtung der mehreren
aufeinandergestapelten Elektromagnetstücke 4 durch Endansätze 18a, 18b
gehaltert, und wird dann durch eine hohle Nut 19
festgeklemmt, die im Schraubeneingriff mit einem Innengewinde
13 steht, das in der Innenumfangsoberfläche des offenen Endes
des Gehäuses 3 vorgesehen ist. Weiterhin sind die Spulen 17
so angeordnet, daß drei Spulen eine Spulengruppe in der
Stapelreihenfolge bilden, und diese drei Spulen miteinander
in Sternschaltung verbunden sind. Die Spulen 17, die so
angeordnet sind, sind weiterhin mit einem
Versorgungsleitungsdraht S verbunden.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht der Anker 9 aus mehreren
Polstücken 8, die aufeinander gestapelt auf der Stange 7
vorgesehen sind, wobei jedes Polstück 8 einen
kreisringförmigen Permanentmagneten 20 aufweist, ein Paar
kreisringförmiger Joche 21 aus weichmagnetischem
Eisenmaterial, die dazu ausgebildet sind, den
kreisringförmigen Permanentmagneten von oben und unten zu
haltern, sowie einen magnetischen Abschirmring 22, der
zwischen dem Paar der Joche 28 auf dessen Außenumfangsseite
gehaltert ist. Der Anker 9 wird dann an den Enden der
mehreren aufeinandergestapelten Polstücke 8 durch Endansätze
23a, 23b gehaltert, und ist mit der Stange 7 über eine Mutter
24 verbunden, die in das obere Ende der Stange 7
eingeschraubt ist.
Bei diesen Polstücken 8, die in Bezug aufeinander Seite an
Seite liegen, ist abwechselnd eine S-Pol-Anordnung und eine
N-Pol-Anordnung vorgesehen.
Der Anker 9 ist gleitbeweglich auf ölfreien Gleitlagern 25a,
25b aus einer Sinterlegierung gehaltert, die fest in den
Endeinsatz 18a bzw. 18b eingepaßt sind, welche den Stator 5
an seinen Enden haltern, und ist so ausgebildet, daß er sich
in den Axialrichtungen zusammen mit der Stange 7 bewegt. Um
den Reibungswiderstand in Bezug auf die Gleitlager 25a, 25b
zu verringern, und deren Verschleiß zu verhindern, wird die
Außenumfangsoberfläche des Ankers 9 abgeschliffen, und dann
wird auf der abgeschliffenen Oberfläche ein harter Film 26
aus hartem Chrom ausgebildet. Dieser harte Film 26 kann
zumindest auf einem Abschnitt der Oberfläche vorgesehen sein,
an welchem die Gleitlager 25a, 25b mit ihm in Gleitberührung
gebracht werden, jedoch kann unter Berücksichtigung der
Korrosionsschutzwirkung, die von dem Film zur Verfügung
gestellt wird, der Film auf der gesamten Oberfläche
vorgesehen werden.
Wie voranstehend beschrieben wird durch Synchronisieren der
Ausgangsgröße der Detektoreinheit in Bezug auf die
Polstückposition unter Verwendung des gesamten Elements jedes
Paar der Elektromagnetstücke nacheinander so magnetisiert,
daß ein Betätigungsglied 1 vom Typ eines Linearmotors, bei
welchem die Stange 7 in Linearrichtung bewegt wird, durch die
Wellenkraft ausgebildet wird, die in dem Anker 9 erzeugt
wird. Da das Prinzip des Linearmotors wohlbekannt ist, wird
dies hier nicht weiter erläutert.
Das Gehäuse 3 umschließt die Stange 7 und den Anker 9
gemeinsam, und leere Kammern 28a, 28b werden zwischen der
oberen Oberfläche des Gehäuses 3 und einer Innenoberfläche
der Kappe 10 bzw. den axialen Enden des Ankers 9 ausgebildet.
Die Kapazitäten dieser beiden leeren Kammern 28a, 28b ändern
sich, wenn sich der Anker 9 bewegt. Um daher die Innendrucke
in beiden leeren Kammern 28a, 28b auszugleichen, ist ein
Belüftungskanal 29 im Zentrum der Stange 7 vorgesehen, um
eine Verbindung zwischen den beiden leeren Kammern 28a, 28b
einzurichten.
Fig. 3 erläutert eine Seite eines Aufhängungssystems, bei
welchem ein Stabilisator R, der durch eine Torsionsstange
gebildet wird, mit einem linken und einem rechten
Aufhängungsarm A an dessen Enden über das erwähnte
Betätigungsglied 4 verbunden ist. Bekanntlich hat der
Stabilisator R praktisch keine Auswirkungen, wenn sich das
linke und rechte Rad W in Vertikalrichtung in derselben Phase
bewegen. Bewegen sich jedoch das linke und rechte Rad W in
Vertikalrichtung in entgegengesetzten Phasen, so ist der
Stabilisator R so konstruiert, daß er eine
Unterdrückungskraft in Bezug auf derartige Vertikalbewegungen
aufbringt, infolge seiner Torsionssteifigkeit. Bei einer
höheren Torsionssteifigkeit wird eine geringere Änderung der
Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie beim Kurvenfahren
hervorgerufen, wogegen bei einer niedrigeren
Torsionssteifigkeit der Fahrkomfort auf ebenen Straßen
verbessert wird. Anders ausgedrückt ist die
Torsionssteifigkeit des Stabilisators R so festgelegt, daß
ein Kompromiß zwischen der Stabilität beim Kurvenfahren und
dem Fahrkomfort auf ebenen Straßen erzielt wird.
Wenn beispielsweise eines der Räder W auf etwas aufläuft,
welches beim Fahren auf einer ebenen Straße von deren
Oberfläche vorspringt, wird bei einem normalen Fahrzeug
infolge der Tatsache, daß eine Kraft zur Beeinflussung des
Anstiegs des Rades infolge der Einwirkung des Stabilisators R
hervorgerufen wird, der Fahrkomfort beeinträchtigt, jedoch
wird bei dem Betätigungsglied 1, welches an einem der Räder W
angebracht ist, dann ein solches Einfahren des
Betätigungsgliedes veranlaßt, daß die Kraft absorbiert wird,
die auf diese Weise durch den Stabilisator R erzeugt wird,
wodurch die Übertragung von Schwingungen auf die
Fahrzeugkarosserie erschwert wird. Im Gegensatz hierzu wird,
wenn eines der Räder W in eine Ausnehmung in der Straße
hineinfährt, das Betätigungsglied 1 dann ausgefahren, um
hierdurch die Kraft von dem Stabilisator aufzunehmen. Anders
ausgedrückt kann die scheinbare Torsionssteifigkeit des
Stabilisators R dadurch geändert werden, daß das
Betätigungsglied 3 zumindest auf der linken oder rechten
Seite des Stabilisators R vorgesehen wird, so daß es,sich je
nach Erfordernis ausfahren oder einfahren kann, und dessen
Axialdruck gesteuert wird. Bei dem Gerät gemäß der
vorliegenden Erfindung kann daher, anders ausgedrückt, wenn
die Eigenschaften des Stabilisators R so gewählt sind, daß
die Stabilität beim Kurvenfahren betont wird, der Fahrkomfort
dadurch auf ebenen Straßen verbessert werden, daß sich das
Betätigungsglied 1 je nach Erfordernis in Betrieb setzt.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist hierbei der Hubbereich (also
der Bewegungsbereich) L1 des Betätigungsgliedes 1 enger
gewählt als der Hubbereich (also der Bewegungsbereich) L2 des
linken und rechten Rades W (L1 < L2). Wenn daher eine Kraft
einwirkt, die größer ist als die Antriebskraft des
Betätigungsgliedes 1, sitzt das Betätigungsglied 1 auf
(schlägt an), und darauf wird eine Reaktionskraft nur infolge
der Torsionssteifigkeit des Stabilisators R hervorgerufen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 4A die
allgemeine Antriebssteuerung des Betätigungsgliedes 1
geschildert.
Eine elektronische Steuereinheit E zum Steuern des Geräts
gemäß der vorliegenden Erfindung in zentralisierter Art und
Weise nimmt Ausgangsgrößen von einem
Querbeschleunigungssensor 31, einem linken vorderen
Radgeschwindigkeitssensor 32, einem rechten vorderen
Radgeschwindigkeitssensor 33, einem Gierratensensor 34 und
einem Lenkwinkelsensor 35 an, und ein Berechnungsgerät 36 für
die berechnete Gierrate berechnet eine berechnete Gierrate
aus dem Lenkwinkel und der Radgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem linken und rechten Rad, und ein Berechnungsgerät
37 für die berechnete Querbeschleunigung berechnet die
berechnete Beschleunigung aus dem Lenkwinkel und einem
Mittelwert der Radgeschwindigkeiten.
Berechnete Werte und detektierte Werte für die
Querbeschleunigung und die Gierrate werden in eine
Vergleichsschaltung 38 bzw. 39 eingegeben, und der größere
Wert unter den berechneten und detektierten Werten wird dann
einer Betätigungsgliedaxialdruckberechnungseinheit 40
zugeführt. Diese Vorgehensweise dient dazu, eine Verzögerung
der Reaktion der Sensorausgangssignale zu kompensieren.
Da die Axialdruckberechnungseinheit 40 Beziehungen zwischen
addierten Werten der Querbeschleunigungen und der Gierrate
und dem Axialdruck in einem Kennfeld speichert, wie dies
beispielsweise in Fig. 4B gezeigt ist, oder anhand einer
Formel, wird ein Axialdruckwert auf der Grundlage der
Querbeschleunigungen und der Gierrate berechnet, und der so
berechnete Wert dann einer Sollstromeinstelleinheit 41 zur
Umwandlung des Axialdrucks in einen Stromwert zugeführt.
Andererseits wird eine Lenkwinkelgeschwindigkeit durch
Differenzieren einer Ausgangsgröße von dem Lenkwinkelsensor
35 durch eine Lenkwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinheit 42
berechnet. Der so erhaltene Wert wird dann einer
Kompensationsstromberechnungseinheit 43 zugeführt, wenn mit
dem Lenken des Fahrzeugs begonnen wird. Daher wird ein
Sollstromwert, welcher der in diesem Moment vorherrschenden
Lenkwinkelgeschwindigkeit entspricht, auf der Grundlage der
Beziehung ausgegeben, die vorher etwa in Form eines
Kennfeldes eingestellt wurde, beispielsweise wie in Fig. 4C
gezeigt, zwischen der Lenkwinkelgeschwindigkeit und dem
Stromwert.
Diese Ausgangsgröße wird einer Vergleichsschaltung zusammen
mit einer Ausgangsgröße von der Sollstromeinstelleinheit 41
zugeführt, wobei die größere unter den beiden Ausgangsgröße
von einer PDI-Regelschaltung 45 abgegeben wird. Dies stellt
eine Steuerung bzw. Regelung auf der Grundlage der Tatsache
dar, daß bei einem schnellen Lenkvorgang eine höhere
Anfangslenkwinkelgeschwindigkeit auftritt, und stellt eine
Vorgehensweise dar, die unternommen wird, um einen höheren
Sollstromwert zu Beginn eines schnellen Lenkvorgangs
einzustellen, um hierdurch die Wirksamkeit des Stabilisators
R zu erhöhen. Ein Erregerstrom wird dem Stator 5 zugeführt,
der aus den Spulen 17 besteht, die über die Treiberschaltung
46 in Dreiphasen-Sternschaltung verbunden sind, in Reaktion
auf ein Synchronsignal, welches von einer
Synchronsignalerzeugungsschaltung 47 auf der Grundlage einer
Ausgangsgröße der Positionsdetektorvorrichtung 27 erzeugt
wird. Das Betätigungsglied 1 wird so ausgefahren bzw.
eingefahren, daß die Torsionssteifigkeit des Stabilisators R
optimiert wird, durch Rückkopplung eines Ist-Stroms von der
Stromdetektorschaltung 48.
Andererseits ist eine Ausgangsgröße von einem Hubsensor 50,
der auf dem Betätigungsglied 1 vorgesehen ist, so ausgelegt,
daß sie einer Bodenanschlagsbeurteilungsschaltung 49
zugeführt wird. Wenn das Betätigungsglied 1 den Endwert
seines Bewegungsbereiches erreicht, also ein Aufschlagen des
Betätigungsgliedes 1 festgestellt wird, gibt die
Bodenanschlagsbeurteilungsschaltung 49 ein Anschlagssignal
auf der Grundlage dieser Beurteilung aus. Entsprechend dem
Anschlagssignal wird ein Schaltrelais 51 ausgeschaltet, um
die Ausgangsgröße von dem Komparator 44 zu unterbrechen, so
daß die Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1 von der
Treiberschaltung 48 unterbrochen wird.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 der
grundlegende Steuerablauf gemäß der vorliegenden Erfindung
erläutert.
Wenn ein Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet wird
(Schritt 1), führt die elektronische Steuereinheit E einen
Selbstdiagnosevorgang und Anfangseinstellungen durch
(Schritt 2). Daraufhin empfängt die Einheit eine
Querbeschleunigung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen
Lenkwinkel (Schritt 3), und stellt fest, ob die
Betriebszustände des Betätigungsgliedes 1 gelöscht sind
(Schritt 4). Sind sie gelöscht, geht es mit Schritt 5 weiter,
in welchem beurteilt wird, ob das Betätigungsglied 1 die
Extremposition des Bewegungsbereiches erreicht hat oder
nicht, also aufsitzt (anschlägt). Sitzt es nicht auf, wird im
Schritt 6 das Betätigungsglied 1 betätigt, so daß es wie
geschildert ausfährt und/oder einfährt. Falls festgestellt
wird, daß es aufsitzt (anschlägt), dann wird die
Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1 unterbrochen
(Schritt 7), und geht es mit dem Schritt 8 weiter, in welchem
die Vorgänge von den Schritten 3 bis 7 solange wiederholt
werden, bis festgestellt wird, daß der Zündschalter
ausgeschaltet ist.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 der Vorgang im
Schritt 5 im einzelnen beschrieben. Zuerst wird im Schritt 51
beurteilt, ob die Querbeschleunigung, die als Ausmaß für die
Enge einer Kurve angesehen wird, größer oder gleich 0,2 G
(Erdbeschleunigung) ist. Falls festgestellt wird, daß sie
kleiner ist als dieser Wert, so wird eine solche Einstellung
vorgenommen, daß eine höhere Reaktionskraft auftritt, also
eine Reaktionskraft, die man erhalten würde, wenn ein
Stabilisator verwendet wird (Schritt 52). Darüber hinaus
wird, wenn festgestellt wird, daß die Querbeschleunigung
größer oder gleich 0,2 G ist, darüber hinaus festgestellt, ob
die Querbeschleunigung größer oder gleich 0,6 G ist oder
nicht (Schritt 53). Wird festgestellt, daß sie kleiner ist
als jener Wert, also festgestellt, daß die Querbeschleunigung
zwischen 0,2 und 0,6 G liegt, so erfolgt eine solche
Einstellung,daß eine niedrigere Reaktionskraft vorhanden
ist, also eine Reaktionskraft, die bereitgestellt würde, wenn
ein weicher Stabilisator verwendet wird (Schritt 54). Wird
die Feststellung getroffen, daß ein Wert von größer oder
gleich 0,6 G vorhanden ist, so erfolgt eine solche
Einstellung, daß das Betätigungsglied 1 aufsitzt (anschlägt)
(Schritt 55), und dann wird das Betätigungsglied tatsächlich
angetrieben und auf die genannte Weise gesteuert.
Fig. 7 erläutert die Beziehung zwischen dem Rollwinkel des
Fahrzeugs und der Querbeschleunigung, wenn ein Stabilisator,
bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, als
harter Stabilisator verwendet wird, der nur aus einer
Stabilisatorstange besteht, und als weicher Stabilisator
verwendet wird, der nur aus einer Stabilisatorstange besteht.
Bei dem harten Stabilisator und dem weichen Stabilisator, die
beide nur aus einer Stabilisatorstange bestehen, bleibt der
Rollwinkel unabhängig von der Querbeschleunigung konstant.
Andererseits erfolgt bei dem Stabilisator, bei welchem die
vorliegende Erfindung eingesetzt wird, eine derartige
Einstellung, daß der Axialdruck des Betätigungsgliedes 1 eine
externe Kraft in einem Bereich überwindet, in welchem der
Rollwinkel klein ist (vom Ursprung zum Punkt A (0,2 g)), und
die Änderung des Rollwinkels ebenso groß wird wie in einem
Fall, in welchem ein harter Stabilisator verwendet wird. In
einem Bereich, in welchem der Rollwinkel etwas größer wird
(vom Punkt A zum Punkt B (0,6 g)), so erfolgt eine solche
Einstellung, daß der Axialdruck des Betätigungsgliedes 1
durch, eine externe Kraft überwunden wird, wodurch das
Betätigungsglied 1 allmählich zurückgedrückt wird, und die
Änderung des Rollwinkels ebenso groß wird wie in jenem Fall,
in welchem ein weicher Stabilisator eingesetzt wird. Dann
wird das Betätigungsglied 1 zum Aufsitzen (Anschlagen) am
Boden am Punkt B veranlaßt, und danach (vom Punkt B aus nach
rechts) bleibt nur die mechanische Reaktionskraft wirksam,
die von einem relativ harten Stabilisator hervorgerufen
würde. Hierbei ist der Aufbau so gewählt, daß die
Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1 unterbrochen wird,
wenn vom Punkt A aus der Punkt B erreicht wird, wodurch der
Energieverbrauch verringert wird. Selbstverständlich wird,
wenn der Rollwinkel erneut wieder kleiner wird, und der Punkt
B von der rechten Seite des Diagramms aus erreicht wird, das
Betätigungsglied 1 dann wieder mit Energie versorgt, um die
voranstehenden Operationen durchzuführen.
Bei der voranstehenden Ausführungsform wird das
Betätigungsglied 1 als elektromagnetisches lineares
Betätigungsglied beschrieben, jedoch kann auch ein sich
drehendes elektromagnetisches Betätigungsglied oder ein
herkömmliches hydraulisches Betätigungsglied verwendet
werden. Darüber hinaus kann ein getrenntes Verbindungsteil
und dergleichen zwischen dem Betätigungsglied und dem
Stabilisator vorhanden sein.
Weiterhin wird bei der voranstehenden Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung das Ausmaß der Enge einer Kurve,
welche das Fahrzeug fährt, durch Detektieren der
Querbeschleunigung festgestellt, jedoch kann dies auch durch
Detektieren der Gierrate festgestellt werden, oder durch
Berechnung der Querbeschleunigung und der Gierrate aus dem
Lenkwinkel und der Geschwindigkeit des Rades oder des
Fahrzeugs.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Änderung der
Ausrichtung der Fahrzeugkarosserie so gesteuert werden, daß
innerhalb eines Bereichs, in welchem das Ausmaß der Enge
einer Kurve klein ist, die Eigenschaften des Fahrzeugs so
eingestellt werden, durch das Betätigungsglied, daß,der
Fahrkomfort betont wird, wogegen innerhalb eines Bereiches,
in welchem das Ausmaß der Enge einer Kurve groß ist, die
Eigenschaften des Fahrzeugs dann so geändert werden, daß die
Fahrstabilität betont wird, und zwar dadurch, daß man das
Betätigungsglied 1 zum Aufsitzen (Anschlagen) veranlaßt, und
die Eigensteifigkeit des Stabilisators sich auswirken läßt,
wodurch die Eigenschaften des Fahrzeugs auf geeignete und
einfache Weise geändert werden können, was es ermöglicht,
sowohl den Fahrkomfort als auch die Fahrstabilität zu
verbessern.
Fig. B zeigt die Beziehung zwischen dem Rollwinkel eines
Fahrzeugs und einer Reaktionskraft (einer resultierenden
Kraft aus einer mechanischen Reaktionskraft, die von dem
Stabilisator R hervorgerufen wird, und einem Axialdruck, der
von dem Betätigungsglied 1 erzeugt wird), und dem Strom, mit
welchem das Betätigungsglied 1 versorgt werden soll. In einem
Bereich (vom Ursprung zum Punkt C), in welchem der Rollwinkel
klein ist, wird infolge der Tatsache, daß der Axialdruck des
Betätigungsgliedes 1 eine externe Kraft überwindet, eine
Reaktionskraft eingesetzt, die gleich jener ist, die
vorhanden ist, wenn ein harter Stabilisator verwendet wird.
In einem Bereich (vom Punkt C zum Punkt D), in welchem der
Rollwinkel groß ist, wird der Axialdruck des
Betätigungsgliedes durch eine externe Kraft überwunden, und
wird das Betätigungsglied 1 allmählich zurückgedrückt, so daß
eine ähnliche Reaktion verwendet wird wie jene, die beim
Einsatz eines weichen Stabilisators zur Verfügung gestellt
wird. Dann erreicht am Punkt D das Betätigungsglied einen
Endwert seines Bewegungsbereiches, so daß daher das
Betätigungsglied aufsitzt oder anschlägt, und danach (vom
Punkt D aus nach rechts) wird nur eine relativ harte
mechanische Reaktionskraft erzielt, die von dem Stabilisator
R zur Verfügung gestellt wird. Hierbei wird an einem Punkt,
an welchem von der Seite des Punktes C aus der Punkt D
erreicht wird, die Energieversorgung des Betätigungsgliedes 1
unterbrochen, wodurch der Stromverbrauch verringert wird
(siehe die gestrichelte Linie). Wenn dann der Rollwinkel
kleiner zu werden beginnt, und der Punkt D von der rechten
Seite des Diagramms aus erreicht wird, wird
selbstverständlich die Energieversorgung des
Betätigungsgliedes wieder aufgenommen, und die voranstehende
Steuerung oder Regelung durchgeführt.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das
Betätigungsglied als elektromagnetischer Linearmotor
beschrieben, jedoch kann auch ein sich drehendes
elektromagnetisches Betätigungsglied verwendet werden, und
kann ein getrenntes Verbindungsteil zwischen dem
Betätigungsglied und dem Stabilisator vorhanden sein. Darüber
hinaus wird bei der voranstehenden Ausführungsform der
Hubsensor zum Detektieren des Aufsitzens (Anschlagens) des
Betätigungsgliedes verwendet, jedoch kann das Aufsitzen oder
Anschlagen auch durch einen Grenzschalter festgestellt
werden, oder durch Berechnung des Aufsitzens oder Anschlagens
aus einer berechneten Querbeschleunigung bestimmt werden,
oder dadurch, daß zuerst eine Querbeschleunigung aus einem
Lenkwinkel und einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird,
und dann das Aufsitzen (Anschlagen) aus der so berechneten
Querbeschleunigung berechnet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher der
Bewegungsbereich des elektromagnetischen Betätigungsgliedes
zum Ändern der scheinbaren Torsionssteifigkeit des
Stabilisators enger gewählt als der Bewegungsbereich des
linken und rechten Rades, und wird die Energieversorgung des
Betätigungsgliedes unterbrochen, wenn das Betätigungsglied
den Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht, also anders
ausgedrückt das Aufsitzen oder Anschlagen des
Betätigungsgliedes festgestellt wird. Die
Fahrzeugkarosserieausrichtungsänderung (das Rollen) wird
daher gesteuert oder geregelt, welche in der Anfangsstufe des
Kurvenfahrens auftritt, wenn der Rollwinkel klein ist,
wogegen dann, wenn der Rollwinkel größer wird, das einen
engeren Bewegungsbereich aufweisende Betätigungsglied
zunächst aufsitzt (anschlägt), und daraufhin die
Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen wird,
so daß der Energieverbrauch (Stromverbrauch) wesentlich
verringert wird.
Claims (2)
1. Stabilisatorwirksamkeitssteuergerät, welches aufweist:
ein Betätigungsglied zur Änderung einer scheinbaren Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der zwischen einem linken und einem rechten Rad vorgesehen ist;
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Ausgangsleistung des Betätigungsgliedes; und
eine Vorrichtung zum Detektieren des Ausmaßes der Enge einer Kurve, wenn ein Fahrzeug eine Kurve fährt;
wobei das Betätigungsglied in Reaktion auf das Ausmaß der Enge einer Kurve angetrieben und gesteuert wird, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, um so die scheinbare Torsionssteifigkeit des Stabilisators zu ändern.
ein Betätigungsglied zur Änderung einer scheinbaren Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der zwischen einem linken und einem rechten Rad vorgesehen ist;
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Ausgangsleistung des Betätigungsgliedes; und
eine Vorrichtung zum Detektieren des Ausmaßes der Enge einer Kurve, wenn ein Fahrzeug eine Kurve fährt;
wobei das Betätigungsglied in Reaktion auf das Ausmaß der Enge einer Kurve angetrieben und gesteuert wird, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, um so die scheinbare Torsionssteifigkeit des Stabilisators zu ändern.
2. Stabilatorwirksamkeitssteuergerät, welches aufweist:
ein elektromagnetisches Betätigungsglied zum Ändern der scheinbaren Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der zwischen einem linken und rechten Rad zumindest entweder bei den Vorderrädern oder den Hinterrädern vorgesehen ist;
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Ausgangsleistung des Betätigungsgliedes;
eine Aufsitzdetektorvorrichtung zum Feststellen, daß das Betätigungsglied einen Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht;
wobei der Bewegungsbereich des Betätigungsgliedes enger gewählt ist als der Bewegungsbereich des linken und rechten Rades; und
die Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen wird, wenn das Betätigungsglied den Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht.
ein elektromagnetisches Betätigungsglied zum Ändern der scheinbaren Torsionssteifigkeit eines Stabilisators, der zwischen einem linken und rechten Rad zumindest entweder bei den Vorderrädern oder den Hinterrädern vorgesehen ist;
eine Steuervorrichtung zum Steuern der Ausgangsleistung des Betätigungsgliedes;
eine Aufsitzdetektorvorrichtung zum Feststellen, daß das Betätigungsglied einen Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht;
wobei der Bewegungsbereich des Betätigungsgliedes enger gewählt ist als der Bewegungsbereich des linken und rechten Rades; und
die Energieversorgung des Betätigungsgliedes unterbrochen wird, wenn das Betätigungsglied den Endwert seines Bewegungsbereiches erreicht.
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Legal Events
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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Effective date: 20131012 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20150303 |