DE69722958T2 - System zur fahrzeugrollstabilisierung - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeugquerstabilisierungssysteme jener Art, bei der ein mit gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs wirkverbundenes Stellglied so angeordnet ist, dass ein Wanken des Fahrzeug aufgrund von Querbeschleunigung des Fahrzeugs dazu neigt, eine Verschiebung des Stellglieds zu bewirken, wobei das Stellglied im Betrieb eine Kraft ausüben kann, die einer solchen Verschiebung entgegengesetzt ist und so dem Wanken entgegenwirkt. Solche Systeme sind zum Beispiel aus der WO-A-89/04262, aus der
EP 0 508 825 , die ein System offenbart, das zur Steuerung des Aufbauwankens zwecks Verbesserung der Kurvenstabilität z. B. durch Förderung einer leichten Untersteuerung während Fahrens in scharfen Kurven angeordnet ist, und aus der US 5 529 324, die ein System mit einem aktiven Kurvenstabilisator offenbart, der ein Stellglied enthält, das Kräfte zum Entgegenwirken gegen ein Rechts- oder Linkswanken ausüben kann, das verriegelt werden kann, so dass es als normaler passiver Kurvenstabilisator wirkt, oder das entriegelt werden kann und so keine Auswirkung auf eine Wanksteuerung hat, bekannt. Die Schrift GB-A-2 234 946 (auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht) offenbart ein aktives Querstabilisierungssystem, bei dem die Stellgliedkraft so ausgelegt ist, dass sie bis zu einem vorbestimmten Wert (von zum Beispiel 0,5 g) direkt proportional zu der Querbeschleunigung zunimmt, um das Fahrzeug beim Fahren von Kurven horizontal zu halten, wobei die Stellgliedkraft konstant bleibt, wenn die Querbeschleunigung über den vorbestimmten Wert erhöht wird. - Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Querstabilisierungssystems für ein Fahrzeug.
- Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Querstabilisierungssystem für ein Fahrzeug mit Vorder und Hinterrädern, einer das Fahrzeuggewicht elastisch auf den Vorderrädern stützenden Vorderradaufhängung und einer das Fahrzeuggewicht elastisch auf den Hinterrädern stützenden Hinterradaufhängung bereitgestellt, wobei das Stabilisierungssystem ein Stellglied enthält, das mit gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs wirkverbunden und so angeordnet ist, dass ein Wanken des Fahrzeugs durch Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs dazu neigt, eine Verschiebung des Stellglieds zu bewirken, wobei das Stellglied im Betrieb eine Kraft ausüben kann, die einer solchen Verschiebung entgegengesetzt ist und so dem Wanken entgegenwirkt, wobei das System weiterhin ein elektronisches Steuersystem enthält, das mit dem Stellglied wirkverbunden ist, um die Stellgliedkraft als Reaktion auf die Querbeschleunigung zu steuern, so dass die Stellgliedkraft so ausgelegt ist, dass sie bis zu einem vorbestimmten Wert der Querbeschleunigung direkt proportional zu der Querbeschleunigung zunimmt und über den vorbestimmten Wert hinaus direkt proportional zu der Querbeschleunigung, aber mit verringerter Geschwindigkeit zunimmt.
- Es kann ein erstes Stellglied, das den Vorderrädern zugeordnet ist, und ein zweites Stellglied, das den Hinterrädern zugeordnet ist, vorgesehen sein. Dadurch wird die Stabilität des Fahrzeugs beim Fahren von Kurven verbessert, indem der von jedem der Vorderräder getragene proportionale Anteil des Fahrzeuggewichts im Wesentlichen dem jedes der Hinterräder entspricht.
- Zweckmäßigerweise umfasst das oder jedes Stellglied eine doppeltwirkende Hydraulikvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Einlass-/Auslassöffnung, wobei ein Ventilmittel zur Steuerung des Hydraulikfluidstroms von einer Hydraulikdruckquelle zu einem Ablass vorgesehen ist, wobei das Ventilmittel in einem ersten Modus betrieben werden kann, in dem die erste Einlass/Auslassöffnung mit der Quelle und die zweite Einlass /Auslassöffnung mit dem Ablass verbunden ist, und in einem zweiten Modus, in dem die zweite Einlass/Auslassöffnung mit der Quelle und die erste Einlass/Auslassöffnung mit dem Ablass verbunden ist, und ein Druckregelmittel zur Regelung des Drucks des dem Ventilmittel von der Quelle zugeführten Hydraulikfluids und dadurch Steuerung der Stellgliedkraft vorgesehen ist. Bei dem ersten und dem zweiten Modus handelt es sich um normale Betriebsmodi für das Ventilmittel, wenn das Stabilisierungssystem aktiv ist, um ein Wanken zu verringern oder zu. verhindern, wobei der erste und der zweite Modus gemäß der Kurvenfahrrichtung gewählt werden.
- Wenn ein erstes Stellglied den Vorderrädern zugeordnet ist und ein zweites Stellglied den Hinterrädern zugeordnet ist, kann das Ventilmittel beiden Stellgliedern gemein sein. Durch diese Anordnung werden die Drücke an beiden Stellgliedern ausgeglichen, wodurch der von jedem der Vorderräder getragene proportionale Anteil des Fahrzeuggewichts dem jedes der Hinterräder entspricht, wie zuvor besprochen.
- Wenn der Durchfluss des durch die Quelle zugeführten Hydraulikfluids begrenzt ist, kann das Druckregelmittel zweckmäßigerweise ein Umschaltventil umfassen, das einen Teil des durch die Quelle dem Ablass zugeführten Hydraulikfluids umleitet. Das Umschaltventil kann ein elektrisch angetriebenes Proportionalventil umfassen, bei dem sich die Drosselung der hydraulischen Strömung von der Quelle zum Ablass proportional mit dem elektrischen Antriebsstrom ändert.
- Vorzugsweise umfasst das Ventilmittel ein erstes und ein zweites Wählventil, die jeweils eine Zufuhröffnung zur Verbindung mit der Quelle, eine Rückführöffnung zur Verbindung mit dem Ablass, eine erste Steueröffnung, die mit einer der Einlass-/Auslassöffnungen des oder jedes Stellglieds verbunden ist, und eine zweite Steueröffnung, die mit der anderen der Einlass /Auslassöffnungen des oder jedes Stellglieds verbunden ist, aufweisen, wobei jedes Wählventil einen Aus-Zustand, in dem eine Verbindung zwischen der Zufuhrund der Ablassöffnung und den Steueröffnungen verhindert wird, und einen Ein-Zustand, in dem beim ersten Wählventil die Zufuhröffnung mit der ersten Steueröffnung und die zweite Steueröffnung mit der Rückführöffnung und beim zweiten Wählventil die Zufuhröffnung mit der zweiten Steueröffnung und die erste Steueröffnung mit der Rückführöffnung verbunden ist, aufweist, wobei die Anordnung derart ist, dass sich im ersten Modus das erste Wählventil im Ein-Zustand und das zweite Wählventil im Aus-Zustand befindet und sich im zweiten Modus das erste Wählventil im Aus-Zustand und das zweite Wählventil im Ein-Zustand befindet.
- Da jedes Wählventil nur zwei Betriebszustände besitzt, können sie jeweils von relativ einfacher Ausführung sein.
- Das Ventilmittel kann in einem dritten Modus betrieben werden, in dem die Einlass-/Auslassöffnungen gesperrt sind, und in einem vierten Modus, in dem die Einlass-/Auslassöffnungen miteinander verbunden sind, wobei die Anordnung derart ist, dass sich im dritten Modus beide Wählventile im Aus-Zustand und im vierten Modus im Ein-Zustand befinden. Wenn sich das Ventilmittel im dritten Modus befindet, kann das Stellglied als eine direkte mechanische Verbindung wirken (das heißt es ist fest verriegelt), und das Stellglied ist aktiv, um einem Wanken entgegenzuwirken (es aber nicht unbedingt zu verhindern). Dieser Modus ist unter normalen Fahrbedingungen auf guten Straßen als störungssicherer Modus nützlich. Im vierten Modus des Ventilmittels kann das Stellglied frei durch das gesamte Ausmaß seines Betätigungshubs bewegt werden. Dies ist nützlich, wenn das Fahrzeug unter erschwerten Geländebedingungen betrieben wird, da er dem Gelenk der Vorder- und Hinterradaufhängung den geringsten Widerstand entgegensetzt. Vorzugsweise ist jedes Wählventil in den Aus-Zustand federbelastet. Dies ist der Zustand für den dritten Modus, der dadurch bei Fehlen von Antriebskraft für die Wählventile erreicht werden kann.
- Zweckmäßigerweise besteht zwischen den Einlass/Auslassöffnungen des Stellglieds ein gedrosselter Strömungsweg. Dies ist für den Zustand des dritten Modus des Ventilmittels nützlich, wenn ungleiche Auslenkungen von Seite zu Seite der Vorder- und der Hinterradaufhängung des Fahrzeugs bestehen. Dann kann das Stellglied wirksam als Dämpfer fungieren, um es der Vorder- und der Hinterradaufhängung zu gestatten, das Fahrzeug in eine aufrechte, statische Position zu bewegen, wobei sich das Stellglied in seine mittlere Position bewegen kann. Wenn das Stellglied einen Betätigungskolben enthält, kann der Strömungsweg durch den Kolben oder daran vorbei verlaufen.
- Das oder jedes Stellglied kann einer jeweiligen Stabilisatoranordnung zugeordnet sein, die einen Drehstab und das Stellglied umfasst, wobei die oder jede Stabilisatoranordnung neben jedem Ende des Drehstabs Verbindungen aufweist, die die Stabilisatoranordnung mit benachbarten gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs verbinden und so angeordnet sind, dass ein Wanken des Fahrzeugs bewirkt, dass sich die Verbindungen auf eine Weise bewegen, die dazu neigt, die Stabilisatoranordnung zu verdrehen, wobei die Stellgliedkraft einer solchen Verdrehung entgegenwirkt.
- Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung auch ein Fahrzeug mit einem Querstabilisierungssystem nach einem vorhergehenden Aspekt der Erfindung.
- Im Folgenden wird ein Querstabilisierungssystem gemäß der Erfindung beispielhaft und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen darin:
-
1 einen Hydraulikschaltplan eines erfindungsgemäßen Querstabilisierungssystems, in dem auch gewisse mechanische Elemente des Systems schematisch dargestellt werden; -
2 eine perspektivische Ansicht gewisser der in1 gezeigten mechanischen Elemente; -
3 ein Blockschaltbild, das ein elektronisches Steuersystem darstellt, das zur Steuerung des in1 gezeigten Hydraulikkreises verwendet wird; -
4 bis7 einen Teil des in1 gezeigten Hydraulikschaltplans in einem ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Betriebsmodus; -
8 eine graphische Darstellung, die den gegen die Fahrzeugquerbeschleunigung aufgetragenen Fahrzeugwankwinkel zeigt; und -
9 eine graphische Darstellung, die das gegen die Fahrzeugquerbeschleunigung aufgetragene, durch das Querstabilisierungssystem ausgeübte Rückführmoment zeigt. - Das in den
1 bis7 gezeigte Querstabilisierungssystem ist für ein Fahrzeug bestimmt, das an einer Vorderachse13 getragene Vorderräder11 ,12 und an einer Hinterachse16 getragene Hinterräder14 ,15 aufweist. Das Fahrzeug weist einen Aufbau auf, der auf einem Chassis17 getragen wird, wobei das Fahrzeuggewicht durch Vorderradaufhängungseinheiten18 ,19 und Hinterradaufhängungseinheiten21 ,22 elastisch getragen wird. - Eine vordere Stabilisatoranordnung
23 enthält einen Drehstab oder Kurvenstabilisator24 , der durch Lageranordnungen25 ,26 , die lateral zu jeder Fahrzeugseite beabstandet sind, mit dem Fahrzeugchassis17 verbunden ist. Der vordere Drehstab24 weist einen integralen Arm27 auf, der sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung in Längsrichtung zum hinteren Ende des Fahrzeugs erstreckt. Das Ende des Arms27 , das von der linken Lageranordnung25 entfernt ist, ist in der Nähe des linken Rads11 durch ein Drehverbindungsglied28 mit der Vorderachse13 verbunden. Am anderen Ende des Drehstabs24 bezüglich des Arms27 ist eine Schwenkarmanordnung29 am Drehstab angelenkt und trägt ein anderes Drehverbindungsglied31 , über das sie in der Nähe des rechten Rads12 mit der Vorderachse13 verbunden ist. Das Chassis17 ist ein gefedertes Teil des Fahrzeugs, während die Vorderachse13 ein ungefedertes Teil ist. - Eine Kurbelschwinge
32 ist (zum Beispiel durch Schweißen) fest am Drehstab24 angebracht und erstreckt sich in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung, das heißt ungefähr in einem rechten Winkel zum Arm27 und zur Schwenkarmanordnung29 . Ein Stellglied in Form eines doppeltwirkenden Hydraulikzylinders33 ist mit den Kurbelschwingen32 und der Schwenkarmanordnung29 neben dem Drehverbindungsglied schwenkbar verbunden. - Eine hintere Stabilisatoranordnung
34 ist mit der vorderen Stabilisatoranordnung23 im Wesentlichen identisch und weist ihren eigenen Hydraulikzylinder35 auf. Die Hydraulikzylinder33 ,35 sind zur Verbindung mit einer Hydraulikdruckquelle in Form einer motorgetriebenen Pumpe36 oder mit einem Ablass in Form eines Hydraulikspeichers37 angeordnet. - Jeder Hydraulikzylinder
33 ,35 weist einen Kolben38 und eine Betätigungsstänge39 auf. Auf der Betätigungsstangenseite des Kolbens38 befindet sich eine erste Einlass-/Auslassöffnung41 , und auf der anderen Seite des Kolbens befindet sich eine zweite Einlass-/Auslassöffnung42 . Es sind Ventilmittel in Form eines ersten und eines zweiten elektromagnetisch gesteuerten Wählventils43 und44 dazu vorgesehen, den Hydraulikfluidstrom von der Pumpe36 zu den Einlass/Auslassöffnungen41 und42 und den Rückstrom von den Einlass-/Auslassöffnungen zum Speicher37 zu steuern. Die Wählventile43 und44 sind in einem (gestrichelt dargestellten) Ventilblock45 angebracht. - Das erste Wählventil
43 weist eine Zufuhröffnung46 auf, die über einen Durchgang47 im Ventilblock45 und über eine Leitung48 mit der Pumpe36 verbunden ist, und eine Rückführöffnung49 , die über die Durchgänge51 ,52 im Ventilblock45 und über die Leitung53 mit dem Speicher37 verbunden ist. Des Weiteren weist das erste Wählventil43 auch eine erste und eine zweite Steueröffnung54 und55 auf, wobei die erste Steueröffnung54 durch Ventilblockdurchgänge56 ,57 und72 und über Leitungen59 und61 mit der ersten Einlass/Auslassöffnung41 beider Stellglieder33 und35 und die zweite Steueröffnung55 über Ventilblockdurchgänge62 und63 und über Leitungen64 und65 mit der zweiten Einlass-/Auslassöffnung42 der Stellglieder verbunden ist. Analog weist das zweite Wählventil44 eine Zufuhröffnung66 auf, die über einen mit dem Ventilblockdurchgang47 verbundenen Durchgang67 mit der Pumpe36 verbunden ist, und eine Rückführöffnung68 , die über den Ventilblockdurchgang52 mit dem Speicher37 verbunden ist. Des Weiteren enthält das zweite Wählventil44 eine erste Steueröffnung69 , die über Ventilblockdurchgänge58 ,62 und63 und über Leitungen64 und65 mit den zweiten Einlass/Auslassöffnungen 42 der Hydraulikzylinder33 und35 verbunden ist. Analog enthält das zweite Wählventil44 auch eine erste Steueröffnung71 , die über Ventilblockdurchgänge72 ,57 und56 und über Leitungen59 und61 mit den ersten Einlass-/Auslassöffnungen 41 der Hydraulikzylinder33 und35 verbunden ist. Die Wählventile43 ,44 sind in einen Aus-Zustand federbelastet, in dem eine direkte Strömung zwischen den Öffnungen46 ,49 ,54 ,55 ;66 ,68 ,69 ,71 jedes Wählventils verhindert wird. - Ein Umschaltventil
73 befindet sich in einem Durchgang74 , der den Durchgäng47 , welcher die Hauptströmung des druckbeaufschlagten Hydraulikfluids von der Pumpe36 aufnimmt, und den Durchgang52 , der die Rückströmung zum Behälter37 liefert, verbindet. Das Umschaltventil73 wirkt als Druckregelmittel, wie später beschrieben wird. Ein Druckwandler75 ist über einen Durchgang76 mit dem Durchgang47 verbunden, um ein den durch. die Pumpe36 gelieferten Druck, anzeigendes Signal bereitzustellen. - Die Magnetwählventile
43 und44 und das Umschaltventil73 werden durch eine elektronische Steuereinheit (ECU)77 gesteuert, die vom Druckwandler75 ein Drucksignal und von einem Beschleunigungsmesser78 ein Querbeschleunigungssignal empfängt. Es können andere Fahrzeugparameter anzeigende Signale enthalten sein, diese sind für die vorliegende Erfindung aber nicht relevant. - Die Wählventile
43 und44 gestatten vier Betriebsmodi. Im ersten Modus (4 ) ist das erste Wählventil43 eingeschaltet (elektromagnetisch erregt) und das zweite Wählventil44 ausgeschaltet (elektromagnetisch entregt). Druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid kann durch die Pumpe36 den ersten Einlass-/Auslassöffnungen41 der Hydraulikzylinder33 ,35 über die erste Steueröffnung54 des ersten Wählventils43 zugeführt werden, und Hydraulikfluid von den zweiten Einlass/Auslassöffnungen42 der Zylinder33 ,35 kann durch die zweite Steueröffnung55 des erste Wählventils zum Speicher37 zurückgeführt werden. Somit neigt den Zylindern33 ,35 zugeführter Hydraulikdruck dazu, jeden Zylinder so zu bewegen, dass die jeweilige Betätigungsstange39 in den Zylinder zurückgezogen wird, und der Zylinder kann eine Kraft in Form einer Zugkraft ausüben. - Im zweiten Modus (
5 ) ist das zweite Wählventil44 eingeschaltet (elektromagnetisch erregt) und das erste Wählventil43 ausgeschaltet (elektromagnetisch entregt). Druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid kann durch die Pumpe36 den zweiten Einlass-/Auslassöffnungen 42 der Hydraulikzylinder33 ,35 durch die zweite Steueröffnung69 des zweiten Wählventils44 zugeführt werden, und Hydraulikfluid von den ersten Einlass/Auslassöffnungen41 der Zylinder33 ,35 kann durch die erste Steueröffnung71 des zweiten Wählventils zum Speicher37 zurückgeführt werden. Somit neigt den Zylindern33 ,35 zugeführter Hydraulikdruck dazu, jeden Zylinder so zu bewegen, dass die jeweilige Betätigungsstange39 aus dem Zylinder herausgeschoben wird, und der Zylinder kann eine Druckkraft ausüben. - Der erste und der zweite Modus sind normale Betriebsmodi für Fahrt des Fahrzeugs auf gewöhnlichen Straßen. Wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt, neigt Zentrifugalkraft dazu zu bewirken, dass sich das Fahrzeug von der Kurve weg nach außen neigt. Dadurch wird eines der Drehverbindungsglieder
28 ,31 bezüglich des Fahrzeugchassis17 nach oben und das andere Glied31 ,29 bezüglich des Chassis nach unten bewegt, wobei eine solche Bewegung dazu neigt, die Drehstabanordnung23 zu verdrehen, indem die sich die Kurbelschwingen32 bezüglich der Schwenkarmanordnung29 bewegen, wodurch die Hydraulikzylinder33 und35 zusammengedrückt oder ausgefahren werden. Einem solchen Zusammendrücken oder Ausfahren wird durch den den Einlass-/Auslassöffnungen41 ,42 zugeführten Hydraulikdruck entgegengewirkt, so dass dem Wanken des Fahrzeugs entgegengewirkt wird. Dies wird später ausführlicher beschrieben. - Im dritten Betriebsmodus (
1 und6 ) sind beide Wählventile43 und44 geschlossen, so dass die Hydraulikzylinder33 und35 hydraulisch verriegelt sind. Dies ist ein störungssicherer Zustand, der sich für- Straßenbenutzung eignet und es der Drehstabanordnung23 gestattet, wie ein herkömmlicher Drehstab zu wirken, wobei der Drehstab24 als Torsionsfeder wirkt, um einem Wanken des Fahrzeugs entgegenzuwirken. Zwischen den Einlass/Auslassöffnungen41 ,42 der Zylinder33 ,35 besteht ein gedrosselter Strömungsweg, der es den Vorder- und Hinterradaufhängungseinheiten18 ,19 ,21 und22 gestattet, das Fahrzeug nach dem Kurvenfahren über einen Zeitraum von ca. 5 bis 10 Sekunden, zum Beispiel7 Sekunden, wieder in einen aufrechten Zustand zurückzuführen. In1 ist der gedrosselte Strömungsweg durch einen Durchgang in jedem Kolben38 dargestellt. In der Praxis kann Leckströmung an den Dichtungen der Kolben38 vorbei einen geeigneten Strömungsweg bereitstellen. - Im vierten Modus (
7 ) befinden sich beide Wählventile43 und44 im Ein-Zustand (geöffneten Zustand). Die Einlass-/Auslassöffnungen 41 und 42 sind miteinander verbunden, wodurch die Drücke auf beiden Seiten der Zylinderkolben38 ausgeglichen werden. Die Pumpe36 ist eine Verdrängervorrichtung, die aufgrund ihres Antriebs durch den Motor einen begrenzten Förderstrom aufweist. Fluid kann von der Pumpe36 durch die Wählventile43 und44 zum Behälter strömen, so dass kein merklicher Druck erzeugt wird. Die Hydraulikzylinder33 und35 können frei ausfahren und einfahren, so dass jede Stabilisatoranordnung23 ,34 bis zur Hubgrenze des jeweiligen Zylinders zum Entgegenwirken gegen Wanken unwirksam ist. Dies ist ein geeigneter Modus für erschwerte Geländebedingungen, die erfordern, dass sich die Achsen13 und16 in entgegengesetzten Richtungen frei gelenkig bewegen können, um den Bodenkontaktdruck der Räder11 ,12 ,14 ,15 zu optimieren. - Das Umschaltventil
73 ist ein pulsbreitenmoduliertes, elektromagnetisch gesteuertes Strömungsventil, und der Druckwandler75 gestattet Regelung des Pumpenförderdrucks in Durchgang47 mit Rückführung. Als Alternative kann rückführungslose Steuerung verwendet werden, wenn die Pumpe kalibriert ist und der Pumpenförderdruck von der Motordrehzahl und dem Tastverhältnis des das Umschaltventil73 ansteuernden elektrischen Stroms abgeleitet wird. - Bei normalem Gebrauch des Fahrzeugs misst der Beschleunigungsmesser
78 die Zentrifugal(Quer-)Beschleunigung des Fahrzeugs, und die ECU77 schaltet die Wählventile43 und44 gemäß Kurvenfahrrichtung in den ersten oder zweiten Modus. Gleichzeitig betätigt die ECU77 das Druckregelumschaltventil73 zur Einstellung des Pumpendrucks auf einen Wert, der ein Wanken des Fahrzeugs bei dieser bestimmten Beschleunigung verhindert. Dies liefert eine Anfangszunahmegeschwindigkeit der Kraft von den Stellgliedzylindern33 ,35 , die bis zu einem Pumpendruck zunimmt, der einem vorbestimmten Querbeschleunigungswert, zum Beispiel 0,4 g, entspricht. Danach nimmt der Pumpendruck weiter zu, aber mit einer verringerten Geschwindigkeit, um ein begrenztes Ausmaß an Aufbauwanken zu gestatten. Dadurch werden dem Fahrer die Fahrzeugbetriebsbedingungen bewußter, wodurch ein Kurvenfahren bis zu dem Punkt, an dem Reifenhaftung verloren geht, zu verhindern gesucht wird. Dies wird in8 , in der der Wankwinkel R als eine Funktion der Querbeschleunigung L gezeigt wird, und in9 , in der das durch das Querstabilisierungssystem infolge der Stellgliedkraft ausgeübte Rückführmoment T als Funktion der Querbeschleunigung L gezeigt wird, dargestellt. In -
8 zeigt die horizontale Linie A-C Wanksteuerung im Betrieb mit der Anfangszunahmegeschwindigkeit der Stellgliedkraft bis zum vorbestimmten Querbeschleunigungswert bei Punkt C. Eine höhere Querbeschleunigung führt zu einem kontrollierten Wanken mit verringerter Zunahmegeschwindigkeit der Stellgliedkraft gemäß den Kurven C-D. Die gestrichelte Linie A-B zeigt die Kurven eines herkömmlichen Fahrzeugs, bei dem das Wanken unter normalen Bedingungen mit der Querbeschleunigung zunimmt. - In
9 zeigt die steile Gerade A'-C' die Anfangszunahmegeschwindigkeit der Stellgliedkraft und des Rückstellmoments bis zum, vorbestimmten Querbeschleunigungswert an Punkt C'. Eine größere Querbeschleunigung führt zu einem kontrollierten Wanken mit der verringerten Zunahmegeschwindigkeit der Stellkraft gemäß der Kurve C'-D', wobei die verringerte Zunahmegeschwindigkeit des Rückstellmoments durch die geringere Neigung dieser Linie reflektiert wird. Bei einem die Erfindung enthaltenden bestimmten Fahrzeug stellt die Linie A'-C' 10.000 NM/g dar, und die Linie C'-D' stellt 2.200 NM/g dar. - Über einen zweiten vorbestimmten Querbeschleunigungswert, von zum Beispiel 1,0 g, hinaus, kann der Druck konstant gehalten werden, um eine weiter erhöhte Aufbauwankgeschwindigkeit zu gestatten. Dies kann durch das Druckregelventil
73 in Verbindung mit der ECU77 oder durch Einbau eines Druckentlastungsventils im Hydraulikkreis erreicht werden. - Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die ECU
77 auch so programmiert ist, dass sie anderen Druck/Kraftkurven der Zylinder33 und35 gemäß der Kurvenfahrrichtung Rechnung trägt, wobei dies durch die Fläche der Betätigungsstangen39 bewirkt wird. - Obgleich die Wählventile
43 ,44 von einfacher Ausführung und Konstruktion sind, können sie unter Verwendung von elektromagnetisch oder anderen elektrisch betätigten Vorsteuerventilen hydraulisch betätigt werden. Des Weiteren können andere Arten einer Regelung des Pumpendrucks verwendet werden, und zwar insbesondere, wenn der Pumpendruck in einem Speicher gespeichert und den Wählventilen durch ein Druckregelventil zugeführt wird, das Versorgungsdruck direkt proportional zu elektrischem Strom regelt. - Obgleich das System mit Stabilisatoranordnungen sowohl an der Vorder- als auch an der Hinterradaufhängung beschrieben worden ist, kann es auch nur an der Vorder- oder der Hinterradaufhängung Anwendung finden, obgleich dies möglicherweise einigen der beschriebenen Betriebsvorteile abträglich sein könnte. Die Erfindung ist sowohl auf herkömmlich gefederte Fahrzeuge als auch auf jene, die Selbstniveauregulierung entweder sowohl vorne als auch hinten oder nur vorne oder hinten verwenden, anwendbar.
- Die Erfindung kann mit anderen Ausführungen von Stabilisatoranordnungen als den oben beschriebenen verwendet werden, zum Beispiel mit einer, bei der ein Drehstab zwei integrale Arme aufweist, von denen einer durch das Stellglied mit einem ungefederten Teil des Fahrzeugs verbunden ist, oder mit einer, bei der der Drehstab in zwei Teilen ausgebildet ist, die in oder in der Nähe der Mitte durch das Stellglied miteinander verbunden sind. Genau gesagt, sind noch andere Verwendungsarten des Stellglieds zum Entgegenwirken gegen Wanken möglich, ohne eine Stabilisatoranordnung mit einem Drehstab zu verwenden. Obgleich ein Linearstellglied gezeigt worden ist, ist die Erfindung genauso dort anwendbar, wo ein Drehstellglied verwendet wird.
Claims (17)
- Querstabilisierungssystem für ein Fahrzeug mit Vorder- und Hinterrädern (
11 ,12 ,13 ,14 ), einer das Fahrzeuggewicht elastisch auf den Vorderrädern stützenden Vorderradaufhängung (18 ,19 ) und einer das Fahrzeuggewicht elastisch auf den Hinterrädern stützenden Hinterradaufhängung (21 ,22 ), wobei das Stabilisierungssystem ein Stellglied (33 ) enthält, das mit gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs wirkverbunden und so angeordnet ist, dass ein Wanken des Fahrzeugs durch Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs dazu neigt, eine Verschiebung des Stellglieds zu bewirken, wobei das Stellglied im Betrieb eine Kraft ausüben kann, die einer solchen Verschiebung entgegengesetzt ist und so dem Wanken entgegenwirkt, wobei das System weiterhin ein elektronisches Steuersystem (77 ) enthält, das mit dem Stellglied wirkverbunden ist, um die Stellgliedkraft (T) als Reaktion auf die Querbeschleunigung (L) zu steuern, wobei die Stellgliedkraft (T) so ausgelegt ist, dass sie bis zu einem vorbestimmten Wert der Querbeschleunigung (L) direkt proportional zu der Querbeschleunigung (L) zunimmt (A-C ), dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgliedkraft (T) über den vorbestimmten Wert (C) hinaus direkt proportional zu der Querbeschleunigung (L), aber mit verringerter Geschwindigkeit zunimmt (C-D). - Querstabilisierungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Stellgliedkraft bis zu dem vorbestimmten Wert der Querbeschleunigung im Wesentlichen gleich der ist, die dazu erforderlich ist, das Fahrzeug beim Fahren von Kurven horizontal zu halten.
- Querstabilisierungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Stellgliedkraft konstant bleibt, wenn die Querbeschleunigung über einen zweiten vorbestimmten Wert hinaus erhöht wird.
- Querstabilisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der vorbestimmte Querbeschleunigungswert in einem Bereich. von 0,3 bis 0,6 g liegt.
- Querstabilisierungssystem nach Anspruch 4, bei dem der vorbestimmte Querbeschleunigungswert ca. 0,4 g beträgt.
- Querstabilisierungssystem nach Anspruch 3, bei dem der zweite vorbestimmte Querbeschleunigungswert ca. 1,0 g beträgt.
- Querstabilisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem ersten Stellglied (
33 ), das den Vorderrädern (11 ,12 ) zugeordnet ist, und einem zweiten Stellglied (35 ), das den Hinterrädern (14 ,15 ) zugeordnet ist. - Querstabilisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das oder jedes Stellglied eine doppeltwirkende Hydraulikvorrichtung (
33 ,35 ) mit einer ersten und einer zweiten Einlass-/Auslassöffnung (41 ,42 ) umfasst, wobei das Querstabilisierungssystem ein Ventilmittel (43 ,44 ) zur Steuerung des Hydraulikfluidstroms von einer Hydraulikdruckquelle (36 ) zu einem Ablass (37 ), wobei das Ventilmittel in einem ersten Modus, in dem die erste Einlass-/Auslassöffnung (41 ) mit der Quelle und die zweite Einlass-/Auslassöffnung (42 ) mit dem Ablass verbunden ist, und in einem zweiten Modus, in dem die zweite Einlass-/Auslassöffnung (42 ) mit der Quelle und die erste Einlass/Auslassöffnung (41 ) mit dem Ablass verbunden ist, betrieben werden kann, und ein Druckregelmittel (73 ) zur Regelung des Drucks des dem Ventilmittel von der Quelle zugeführten Hydraulikfluids und dadurch Steuerung der Stellgliedkraft enthält. - Querstabilisierungssystem nach Anspruch 8, sofern er von Anspruch 7 abhängig ist, bei dem das Ventilmittel (
43 ,44 ) beiden Stellgliedern (33 ,35 ) gemein ist. - Querstabilisierungssystem nach Anspruch 8 oder 9, bei dem der Durchfluss des durch die Quelle (
36 ) zugeführten Hydraulikfluids begrenzt ist und das Druckregelmittel ein Umschaltventil (73 ) umfasst, das einen Teil des durch die Quelle dem Ablass (37 ) zugeführten Hydraulikfluids umleitet. - Querstabilisierungssystem nach Anspruch 10, bei dem das Umschaltventil ein elektrisch angetriebenes Proportionalventil (
73 ) umfasst, bei dem sich die Drosselung der hydraulischen Strömung von der Quelle (36 ) zum Ablass (37 ) proportional mit dem elektrischen Antriebsstrom ändert. - Querstabilisierungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem das Ventilmittel ein erstes und ein zweites Wählventil (
43 ,44 ) umfasst, die jeweils eine Zufuhröffnung (46 ,66 ) zur Verbindung mit der Quelle (36 ), eine Rückführöffnung (49 ,68 ) zur Verbindung mit dem Ablass (37 ), eine erste Steueröffnung (54 ,69 ), die mit einer (41 ) der Einlass-/Auslassöffnungen des oder jedes Stellglieds (33 ,35 ) verbunden ist, und eine zweite Steueröffnung (55 ,71 ), die mit der anderen (42 ) der Einlass-/Auslassöffnungen des oder jedes Stellglieds (33 ,35 ) verbunden ist, aufweisen, wobei jedes Wählventil einen Aus-Zustand, in dem eine Verbindung zwischen der Zufuhr- und der Ablassöffnung und den Steueröffnungen verhindert wird, und einen Ein-Zustand, in dem beim ersten Wählventil (43 ) die Zufuhröffnung (46 ) mit der ersten Steueröffnung (54 ) und die zweite Steueröffnung (55 ) mit der Rückführöffnung (49 ) und beim zweiten Wählventil (44 ) die Zufuhröffnung (66 ) mit der zweiten Steueröffnung (69 ) und die erste Steueröffnung (71 ) mit der Rückführöffnung (68 ) verbunden ist, aufweist, wobei die Anordnung derart ist, dass sich im ersten Modus das erste Wählventil (43 ) im Ein-Zustand und das zweite Wählventil (44 ) im Aus-Zustand befindet und sich im zweiten Modus das erste Wählventil im Aus-Zustand und das zweite Wählventil im Ein-Zustand befindet. - Querstabilisierungssystem nach Anspruch 12, bei dem das Ventilmittel (
43 ,44 ) in einem dritten Modus, in dem die Einlass-/Auslassöffnungen (41 ,42 ) gesperrt sind, und in einem vierten Modus, in dem die Einlass-/Auslassöffnungen miteinander verbunden sind, betrieben werden kann, wobei die Anordnung derart ist, dass sich im dritten Modus beide Wählventile (43 ,44 ) im Aus-Zustand und im vierten Modus im Ein-Zustand befinden. - Querstabilisierungssystem nach Anspruch 13, bei dem jedes Wählventil (
43 ,44 ) in den Aus-Zustand federbelastet ist. - Querstabilisierungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem zwischen den Einlass/Auslassöffnungen (
41 ,42 ) des oder jedes Stellglieds (33 ,35 ) ein gedrosselter Strömungsweg besteht. - Querstabilisierungssystem nach Anspruch 15, bei dem das oder jedes Stellglied (
33 ,35 ) einen Betätigungskolben (38 ) enthält und der Strömungsweg durch den Kolben oder daran vorbei verläuft. - Querstabilisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei. dem das oder jedes Stellglied (
33 ) einer jeweiligen Stabilisatoranordnung (23 ,34 ) zugeordnet ist, die einen Drehstab (24 ) und das Stellglied (33 ) umfasst, wobei die oder jede Stabilisatoranordnung neben jedem Ende des Drehstabs Verbindungen (25 ,26 ,28 ,29 ) aufweist, die die Stabilisatoranordnung mit benachbarten gefederten und ungefederten Teilen des Fahrzeugs verbinden und so angeordnet sind, dass ein Wanken des Fahrzeugs bewirkt, dass sich die Verbindungen auf eine Weise bewegen, die dazu neigt, die Stabilisatoranordnung zu verdrehen, wobei die Stellgliedkraft einer solchen Verdrehung entgegenwirkt.
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