WO2007054165A1 - Fahrwerks-auslegung und -steuerung für ein mehrachsiges zweispur-fahrzeug - Google Patents

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WO2007054165A1
WO2007054165A1 PCT/EP2006/009613 EP2006009613W WO2007054165A1 WO 2007054165 A1 WO2007054165 A1 WO 2007054165A1 EP 2006009613 W EP2006009613 W EP 2006009613W WO 2007054165 A1 WO2007054165 A1 WO 2007054165A1
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Josef Forster
Andreas Gleser
Christopher Eschenbach
Pavel Kvasnicka
Sergey Repp
Sebastian Hertlen
Axel Pauly
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a chassis design and control for a multi-axle two-track vehicle with an active suspension system with individual wheel actuators to influence the relative movement between the wheel and the vehicle body and with a control unit for generating actuating signals for the actuators in response to the Driving state representing input variables.
  • a chassis design and control for a multi-axle two-track vehicle with an active suspension system with individual wheel actuators to influence the relative movement between the wheel and the vehicle body and with a control unit for generating actuating signals for the actuators in response to the Driving state representing input variables.
  • the chassis can have either so-called active stabilizers or wheel-individual actuators with which a relative movement can be generated specifically in the vertical direction between the respective wheel and the vehicle.
  • the solution to this problem is for a chassis design and control according to the preamble of claim 1, characterized in that during cornering of the vehicle, the vehicle body at least on one axis, preferably on both or all axes, on the inside of the curve side by means of the associated actuator active is lowered and thus by this control strategy in conjunction with the compression on the outside of the curve a rolling movement of the structure is largely prevented, the kinematics of the wheel suspension is designed such that the wheels of all axes with increasing compression travel a camber change relative to the vehicle body towards experience larger negative camber angles.
  • the camber angle of a tire is known to be the angle enclosed by the wheel plane and the road normal in the vehicle transverse plane.
  • the camber angle is known to affect the power transmission potential of the tire. If the tire is tipped at the top to the outside of the curve, there is a loss of lateral force potential, ie the tire must roll for a greater lateral slip force at the same lateral force to be transmitted. The maximum transmittable lateral force is weakened by such a camber angle. Conversely, when the negative camber angle is opposite, the power transmission potential of the tire is increased to some extent and the required slip angle is reduced.
  • the camber angle of a wheel relative to the roadway is composed of the described rolling motion of the body and a portion of the wheel relative to the body. This camber angle between body and wheel depends on the suspension kinematics of the deflection of the wheels. In design position, the static camber is set. In addition, elasticity in the handlebars and bearings causes unfavorable camber changes under lateral force.
  • the aforementioned actuators for influencing a relative movement between in each case one wheel and the vehicle body can be designed and arranged differently and have different active principles (preferably electromechanical or hydraulic). Each actuator can be connected in parallel with a support spring, so that it is designed to carry a part, or the actuators are executed fully supporting. Further, the suspension design can be made so that the travel when cornering preferably on all axes causes the driving behavior favorably influencing toe changes.
  • this lateral acceleration measured in or on the vehicle is suitable for driving the actuators.
  • a direction detection recognizes the inside of the vehicle on the inside of the curve and controls the actuators of the inside of the vehicle on the inside of the bend according to the proposed driving strategy.
  • the use of vehicle models using the steering angle signal possible. If the roll angle in the vehicle is available as a direct measurement signal, the control according to the invention of the active control elements can alternatively be realized by regulating the roll angle.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a two-track motor vehicle when cornering with passive roll suspension, while in
  • Cornering is shown with inventive active roll stabilization and center of gravity lowering taking advantage of the fall increase in compression.
  • FIG. 1 shows a two-track motor vehicle with passive roll suspension.
  • a stabilizer spring On the presentation of a stabilizer spring has been omitted due to better clarity.
  • the on-curve (when viewed from behind on the vehicle rear is a left turn) of the vehicle acting superstructure centrifugal force ( centrifugal force F F
  • the rolling moment effecting this causes the outer curve, the Fzg. -Avembau bearing support spring 3 compress while the curve inner suspension spring 2 is stretched or lengthened.
  • the elasticities take the wheels 4 and 5 of the vehicle positive camber angle to the road.
  • suspension kinematics represented by the links 6 and 7, can partially counteract this positive camber due to the rolling motion on the wheels 4 and 5, they can not completely compensate for them.
  • 2 shows the schematic representation of a conventional actively roll-stabilized vehicle, which has active spring elements or the like, here so-called actuators 8 and 9, which can actively influence or change the distance between the vehicle body 1 and the wheels 4 and 5.
  • the suspension kinematics shown by the arrangements of the handlebars 6 on the inside of the curve and the handlebars 7 on the outside of the vehicle has no significant influence on the position of the wheels, since the vehicle body 1 is held in its starting position when driving straight ahead. Due to the elasticities in the links 6, 7 and their bearings can despite the lack of rolling motion positive camber angle occur, which weaken the power transmission potential of the tires.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a vehicle with inventive suspension design and control.
  • the vehicle body 3 is (vis-à-vis FIGS. 1, 2) visibly lowered so that the handlebars 6, 7 with their positions relative to the vehicle body 1 force the respective associated wheel 4 or 5 into negative camber (also to the vehicle body 1).
  • the force arrow F actively clarifies the control action, with the help of which the vehicle body is lowered, while the deflection on the outside of the vehicle side analogous to Fig.1 is passive.
  • the inside wheel as shown in FIG. 3 is subjected to an impact position which is unfavorable at first glance when subjected to deflection by the suspension kinematics, as in the case of a passive roll-stabilized vehicle according to FIG. Due to the displacement of the wheel loads on an axle when cornering, however, the outside wheel dominates the power transmission in the horizontal plane, so that the power transmission potential of the axle is significantly increased by the measures described in total.
  • the situation-dependent lowering of the center of gravity of the vehicle additionally has a positive effect on the driving dynamics.
  • the height of the center of gravity of the vehicle in conjunction with the effective lateral acceleration, determines the wheel load differences occurring at the wheels of an axle. Due to the degressive characteristic of the tire horizontal force as a function of the tire vertical force decreases with increasing wheel load difference of the wheels of an axle, the horizontal force potential of the entire axis.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrwerks-Auslegung und -Steuerung für ein mehrachsiges Zweispur-Fahrzeug mit einem aktiven Aufhängungssystem mit radindividuellen Aktuatoren zur Beeinflussung der Relativbewegung zwischen dem Rad und dem Fahrzeug-Aufbau sowie mit einer Regeleinheit zur Erzeugung von Stellsignalen für die Aktuatoren in Abhängigkeit von den Fahrzustand repräsentierenden Eingangsgrößen, wobei bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs der Fahrzeugaufbau vorzugsweise an beiden Achsen mittels des zugeordneten Aktuators an der kurveninneren Seite aktiv abgesenkt wird und somit durch diese Regelstrategie in Verbindung mit dem Einfedern auf der kurvenäußeren Seite eine Wankbewegung des Aufbaus weitestgehend verhindert wird, wobei die Kinematik der Rad-Aufhängung derart ausgelegt ist, dass die Räder aller Achsen mit zunehmendem Einfederweg eine Sturzänderung relativ zum Fahrzeugaufbau hin zu größeren negativen Sturzwinkeln erfahren. Hierdurch wird das Kraftübertragungspotential der kurvenäußeren Räder gesteigert. Zusätzlich können über den Federweg bei Kurvenfahrt vorzugsweise an allen Achsen das Fahrverhalten beeinflussen¬ de Vorspuränderungen hervorgerufen werden.

Description

Fahrwerks-Auslegung und -Steuerung für ein mehrachsiges Zweispur- Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Fahrwerks-Auslegung und -Steuerung für ein mehrachsiges Zweispur-Fahrzeug mit einem aktiven Aufhängungssystem mit radindividuellen Aktuatoren zur Beeinflussung der Relativbewegung zwischen dem Rad und dem Fahrzeug-Aufbau sowie mit einer Regeleinheit zur Erzeugung von Stellsignalen für die Aktuatoren in Abhängigkeit von den Fahrzustand repräsentierenden Eingangsgrößen. Zum technischen Umfeld wird auf die DE 10 2004 039 973 A1 verwiesen.
Bekannt sind Fzg.- Fahrwerke mit aktiver Wankstabilisierung, bei denen eine Ein- oder Aus-Federbewegung zwischen dem jeweiligen Rad und Fahrzeugaufbau weitgehend unterbunden wird, mit dem Ziel, ebenso wie bei Fahrt geradeaus auch bei Kurvenfahrt einen im wesentlichen horizontal ausgerichteten Fzg. -Aufbau zu erhalten. Hierfür kann das Fahrwerk entweder sog. aktive Stabilisatoren aufweisen oder radindividuelle Aktuatoren, mit denen eine Relativbewegung im wesentlichen in Vertikalrichtung zwischen dem jeweiligen Rad und dem Fzg. -Aufbau gezielt erzeugt werden kann.
Für die letztgenannte Ausführungsform sollen hiermit weitere Verbesserungen aufgezeigt werden (=Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Fahrwerks-Auslegung und -Steuerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs der Fahrzeugaufbau zumindest an einer Achse, vorzugsweise an beiden oder allen Achsen, an der kurveninneren Seite mittels des zugeordneten Aktuators aktiv abgesenkt wird und somit durch diese Regelstrategie in Verbindung mit dem Einfedern auf der kurvenäußeren Seite eine Wankbewegung des Aufbaus weitestgehend verhindert wird, wobei die Kinematik der Rad-Aufhängung derart ausgelegt ist, dass die Räder aller Achsen mit zunehmendem Einfederweg eine Sturzänderung relativ zum Fahrzeugaufbau hin zu größeren negativen Sturzwinkeln erfahren. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche. Vorgeschlagen wird somit ein Fahrwerk insbesondere eines vierrädrigen Zweispur- Kraftfahrzeuges mit vier aktiven Stellelementen (= Aktuatoren) zur radindividuellen Beeinflussung der Relativbewegung zwischen jedem Rad und dem Fahrzeugaufbau sowie mit einer Ansteuerungsstrategie für ein regelbares aktives Aufhängungssystem, welches bei Kurvenfahrt den Fahrzeugaufbau an der Kurveninnenseite absenkt und damit (in Verbindung mit dem fliehkraftbedingten, selbsttätigen Absenken oder Einfedern des Fzg. Aufbaus an der Kurvenaußenseite) eine Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus verhindert und damit einhergehend einen für das Seitenkraftübertragungspotential der Reifen möglichst günstigen negativen Sturzwinkel erzeugt. Letzteres soll dabei für sämtliche Räder des Fahrzeugs gelten. Dadurch, dass nunmehr bei Kurvenfahrt an sämtlichen Rädern ein Einfedern stattfindet, können bzw. sollen die Radaufhängungen insgesamt derart ausgelegt sein, dass sich mit einem solchen Einfedern (= Verringerung des vertikalen Abstands zwischen der Radmitte und Fzg.-Aubau) an jedem Rad eine Sturzänderung relativ zum Fahrzeugaufbau in Richtung sich vergrößernden negativen Sturzwinkel einstellt. Dies erhöht zusätzlich zu der unterbundenen Wankbewegung des Fahrzeuges das Seitenkraftübertragungspotential an den durch die erhöhte Radlast bei Kurvenfahrt für die Kraftübertragung maßgeblichen kurvenäußeren Rädern.
Während das Einfedern an den kurvenäußeren Rädern fliehkraftbedingt selbsttätig erfolgt, wird vorzugsweise an beiden bzw. allen kurveninneren Rädern durch entsprechende Aktuatoransteuerung ebenfalls ein Einfedern hervorgerufen, was aufgrund entsprechend ausgelegter Radführungskinematik gleichzeitig eine Steigerung des Seitenkraftübertragungspotentials auch bzw. insbesondere der kurvenäußeren Räder oder Reifen durch die beschriebene Sturzänderung verursacht. An den Rädern kann somit kein - im üblichen Stand der Technik festzustellender - Sturzwinkelverlust durch einen sich ansonsten einstellenden Aufbau-Wankwinkel auftreten. In Kombination führen die Merkmale des erfindungsgemäßen Fahrwerks mit den Aktuatoren, der beschriebenen Ansteuerungsstrategie sowie der Auslegung der Radkinematik dazu, dass das Kraftübertragungspotential der Reifen bei Kurvenfahrt erhöht wird. Der Sturzwinkel eines Reifens ist bekanntlich derjenige Winkel, den die Radebene und die Fahrbahnnormale in der Fahrzeug-Querebene einschließen. Der Sturzwinkel beeinflusst bekanntlich das Kraftübertragungspotential des Reifens. Ist der Reifen an der Oberseite zur Kurvenaußenseite gekippt, entsteht ein Verlust an Seitenkraftpotential, d.h. der Reifen muss für die gleiche zu übertragende Seitenkraft unter einem größeren Schräglaufwinkel abrollen. Die maximale übertragbare Seitenkraft wird durch einen derartigen Sturzwinkel geschwächt. Bei entgegengesetztem negativen Sturzwinkel wird das Kraftübertragungspotential des Reifens dagegen bis zu einem gewissen Grade gesteigert und der erforderliche Schräglaufwinkel vermindert.
Bei konventionell gefederten Fahrzeugen liegt das Problem vor, dass unter Einwirkung einer Querbeschleunigung der Fahrzeugaufbau eine Wankbewegung erfährt. Weist das Fahrwerk zur Anbindung der Räder an den Fahrzeugaufbau Einzelradaufhängungen auf, überträgt sich die Wankbewegung des Fahrzeugaufbaus auf die Räder. Diese Wankbewegung verursacht konventionell eine ungünstige Sturzänderung der Räder, die das Seitenkraftübertragungspotential der Reifen schwächt.
Der Sturzwinkel eines Rades relativ zur Fahrbahn setzt sich zusammen aus der beschriebenen Wankbewegung des Aufbaus und einem Anteil des Rades relativ zum Aufbau. Dieser Sturzwinkel zwischen Aufbau und Rad hängt über die Aufhängungskinematik von der Einfederung der Räder ab. In Konstruktionslage ist der statische Sturz eingestellt. Zusätzlich treten durch Elastizitäten in Lenkern und Lagerungen unvorteilhafte Sturzänderungen unter Seitenkraft auf.
Um nun eine maximale Spurführung bei Kurvenfahrt zu erreichen, ist ein durch die Wankbewegung und die Seitenkräfte entstehender positiver Sturz zu vermeiden und nach Möglichkeit negativer Sturz beizubehalten bzw. ein solcher negativer Sturz zu verstärken. Dies ist erreichbar durch negativen statischen Sturz sowie eine Zunahme des negativen Sturzes über der Einfederung. Diese Maßnahmen stehen im Widerspruch zu den Anforderungen bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs, wo ein Sturzwinkel in der Größenordnung von „Null" erstrebenswert ist, um Reifenverschleiß und Störeinflüsse auf den Geradeauslauf zu minimieren. Mit der vorliegen- den Erfindung kann dieser beschriebene Zielkonflikt aufgelöst werden, um die Erweiterung der fahrdynamischen Grenzen und einen deutlichen Gewinn an Fahrsicherheit mit einer Verringerung von Reifenverschleiß und einer Verbesserung der Geradeauslaufeigenschaften zu verbinden. Um einen Sturzwinkel von 0° oder einen leichten negativen Sturz zur Fahrbahn am kurvenäußeren Rad bei Kurvenfahrt zu erzielen, soll somit die Sturzzunahme bei Einfederung in Richtung negativer Sturz den durch die Elastizitäten in Lenkern und Lagerungen entstehenden positiven Sturz kompensieren oder leicht überkompensieren, so dass der statische Sturz verringert werden kann und bei einem erfindungsgemäßen Fahrwerk ein Potential zur Verbesserung des Geradeauslaufs gegeben ist.
Die genannten Aktuatoren zur Beeinflussung einer Relativbewegung zwischen jeweils einem Rad und dem Fahrzeugaufbau können unterschiedlich gestaltet und angeordnet sein und über verschiedene Wirkprinzipien (vorzugsweise elektrome- chanisch oder hydraulisch) verfügen. Jedem Aktuator kann dabei eine Tragfeder parallel geschaltet sein, so dass er teiltragend ausgeführt ist, oder die Aktuatoren sind volltragend ausgeführt. Ferner kann die Fahrwerks-Auslegung so getroffen sein, dass der Federweg bei Kurvenfahrt vorzugsweise an allen Achsen das Fahrverhalten in günstiger Weise beeinflussende Vorspur-Änderungen hervorruft. Durch das Zulassen von Einfederbewegungen der Räder bei Kurvenfahrt gemäß den Merkmalen der Erfindung besteht nämlich zusätzlich die Möglichkeit, das Fahrverhalten des Fahrzeuges bei Kurvenfahrt durch Vorspuränderungen der Räder über dem Einfederweg zu beeinflussen. Diese Möglichkeit ist bei aktiv wankstabilisierten Fahrzeugen, bei denen Einfederbewegungen beider Räder weitgehend vermieden werden, nicht gegeben. An den letztgenannten Fahrzeugen hat das in die Achskinematik hereinkonstruierte Wanklenken keinen Einfluss, da die Federwege bei Kurvenfahrt nicht ausgenutzt werden.
Da das die Wankbewegung verursachende Wankmoment proportional zu der auf das Fahrzeug einwirkenden Querbeschleunigung ist, eignet sich diese im bzw. am Fahrzeug gemessene Querbeschleunigung zur Ansteuerung der Aktuatoren. Eine Richtungserkennung erkennt dabei die kurveninnere Fahrzeugseite und steuert die Aktuatoren der kurveninneren Fahrzeugseite gemäß der vorgeschlagenen Ansteuerstrategie an. Um einen Zeitverzug durch die Aktuatorik zu vermeiden, ist in einer zughörigen elektronischen Steuer- und Recheneinheit die Verwendung von Fahrzeugmodellen unter Verwendung des Lenkwinkelsignals möglich. Steht der Wankwinkel im Fahrzeug als direktes Messsignal zur Verfügung, ist die erfindungsgemäße Ansteuerung der aktiven Stellelemente alternativ durch eine Regelung des Wankwinkels zu realisieren. Des weiteren ist die Möglichkeit gegeben, durch Messung der Federwege das kurvenaußenseitige, selbsttätige Einfedern einer Fahrzeugseite zu detektieren und die kurveninnere Fahrzeugseite durch die Ansteuerung der aktiven Stellelemente der kurvenäußeren Fahrzeugseite nachzuführen.
Zur weiteren Erläuterung wird auf die beigefügten Figuren verwiesen, von denen
Fig.1 eine schematische Darstellung eines Zweispur-Kraftfahrzeuges bei Kurvenfahrt mit passiver Wankfederung zeigt, während in
Fig.2 eine schematische Darstellung eines Zweispur-Kraftfahrzeuges bei Kurvenfahrt mit herkömmlicher aktiver Wankstabilisierung, und in
Fig.3 eine schematische Darstellung eines Zweispur-Kraftfahrzeuges bei
Kurvenfahrt mit erfindungsgemäßer aktiver Wankstabilisierung und Schwerpunktabsenkung unter Ausnutzung der Sturzzunahme bei Einfederung gezeigt ist.
Dargestellt ist jeweils schematisch nur eine Achse des Fahrzeugs.
In Fig.1 ist ein Zweispur-Kraftfahrzeug mit passiver Wankfederung dargestellt. Auf die Darstellung einer Stabilisatorfeder ist aufgrund besserer Übersichtlichkeit verzichtet worden. Die bei Kurven-Fahrt (bei Ansicht von hinten auf das Fahrzeug- Heck handelt es sich um eine Linkskurve) des Fahrzeugs wirkende Aufbau- Fliehkraft (= Zentrifugalkraft FF|ieh) greift am Fahrzeugaufbau 1 an. Das hierdurch wirkende Wankmoment lässt die kurvenäußere, den Fzg. -Aufbau tragende Tragfeder 3 komprimieren, während die kurveninnere Tragfeder 2 gestreckt bzw. gelängt wird. Infolge der Wankbewegung und der Elastizitäten nehmen die Räder 4 und 5 des Fahrzeugs positive Sturzwinkel zur Fahrbahn an. Die Radaufhängungskinematik, repräsentiert durch die Lenker 6 und 7, kann diesem positiven Radsturz durch die Wankbewegung an den Rädern 4 und 5 zwar teilweise entgegen wirken, kann diesen aber nicht vollständig kompensieren. Fig.2 zeigt die schematische Darstellung eines herkömmlich aktiv wankstabilisierten Fahrzeuges, welches über aktive Federelemente oder dgl., hier so genannte Aktuatoren 8 und 9 verfügt, die den Abstand zwischen Fahrzeugaufbau 1 und den Rädern 4 und 5 aktiv beeinflussen bzw. verändern können. Die durch die Anordnungen von Lenkern 6 auf der kurveninneren Seite und Lenkern 7 auf der kurvenäußeren Fahrzeugseite dargestellte Radaufhängungskinematik hat hier keinen nennenswerten Einfluss auf die Stellung der Räder, da der Fahrzeugaufbau 1 in seiner Ausgangslage bei Geradeausfahrt gehalten wird. Aufgrund der Elastizitäten in den Lenkern 6, 7 und deren Lagerungen können dabei trotz der fehlenden Wankbewegung positive Sturzwinkel auftreten, die das Kraftübertragungspotential der Reifen schwächen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit erfindungsgemäßer Fahrwerks-Auslegung und -Steuerung. Der Fahrzeugaufbau 3 ist (gegenüber den Figuren 1 , 2) sichtbar abgesenkt, so dass die Lenker 6, 7 mit ihren Stellungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau 1 das jeweils zugehörige Rad 4 bzw. 5 in negativen Sturz (auch zum Fahrzeugaufbau 1 ) zwingen. Im kurveninneren Aktuator 8 verdeutlicht der Kraftpfeil Faktiv den Stelleingriff, mit Hilfe dessen der Fahrzeugaufbau abgesenkt wird, während die Einfederung an der kurvenäußeren Fahrzeugseite analog Fig.1 passiv erfolgt.
Mit einem erfindungsgemäßen Fahrwerk wird dem kurveninneren Rad gemäß Fig.3 bei Einfederung durch die Radaufhängungskinematik eine bei erster Betrachtung ungünstigere Sturzstellung aufgezwungen, als bei einem passiv wankstabilisierten Fahrzeug gemäß Fig.1. Durch die Verlagerung der Radlasten an einer Achse bei Kurvenfahrt dominiert allerdings das kurvenäußere Rad die Kraftübertragung in horizontaler Ebene, sodass das Kraftübertragungspotential der Achse durch die beschriebenen Maßnahmen in Summe deutlich gesteigert wird.
Bei dem Fahrzeug mit vorgeschlagener Fahrwerks-Auslegung und Fahrwerks- Steuerung wirkt sich zusätzlich die situationsabhängige Absenkung des Fahrzeugschwerpunktes positiv auf die Fahrdynamik aus. Die Höhe des Fahrzeugschwerpunktes bestimmt nämlich im Zusammenhang mit der wirksamen Querbeschleunigung die an den Rädern einer Achse auftretenden Radlastdifferenzen. Aufgrund der degressiven Charakteristik der Reifenhorizontalkraft in Abhängigkeit von der Reifenvertikalkraft sinkt mit steigender Radlastdifferenz der Räder einer Achse das Horizontalkraftpotential der gesamten Achse. Durch die Absenkung des Fahrzeugschwerpunktes bei Kurvenfahrt werden die Radlastdifferenzen an beiden Achsen verringert und das Kraftübertragungspotential der Achsen erhöht.
Bei einem Systemausfall der aktiven Stellelemente (Aktuatoren) verhält sich ein erfindungsgemäßes Fahrwerk wie ein herkömmliches passives Fahrwerk, so dass ein Wankwinkel auftritt. Durch die vorhandene Sturzzunahme in Richtung negativer Sturz wird dem Sturzwinkelverlust infolge des Wankwinkels entgegengewirkt, und eine zu starke Minderung des querdynamischen Potentials der Reifen bei Ausfall des aktiven Systems verhindert.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrwerks-Auslegung und -Steuerung für ein mehrachsiges Zweispur-Fahrzeug mit einem aktiven Aufhängungssystem mit radindividuellen Aktuatoren (8, 9) zur Beeinflussung der Relativbewegung zwischen dem Rad (4, 5) und dem Fahrzeug-Aufbau (1 ) sowie mit einer Regeleinheit zur Erzeugung von Stellsignalen für die Aktuatoren (8, 9) in Abhängigkeit von den Fahrzustand repräsentierenden Eingangsgrößen, dadurch gekennzeichnet, dass bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs der Fahrzeugaufbau (1 ) zumindest an einer der Achsen, vorzugsweise an beiden oder allen Achsen, an der kurveninneren Seite mittels des zugeordneten Aktuators (8, 9) aktiv abgesenkt wird und somit durch diese Regelstrategie in Verbindung mit dem Einfedern auf der kurvenäußeren Seite eine Wankbewegung des Aufbaus (1 ) weitestgehend verhindert wird, wobei die Kinematik der Rad-Aufhängung (6, 7) derart ausgelegt ist, dass die Räder aller Achsen mit zunehmendem Einfederweg eine Sturzänderung relativ zum Fahrzeugaufbau (1 ) hin zu größeren negativen Sturzwinkeln erfahren.
2. Fahrwerks-Auslegung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (8, 9) zur Beeinflussung der Relativbewegung zwischen jeweils einem Rad (4, 5) und dem Fahrzeugaufbau (1 ) letzteren teiltragend oder vollständig tragend ausgeführt sind.
3. Fahrwerks-Auslegung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (8, 9) über ein elektromechanisches oder über ein hydraulisches Wirkprinzip verfügen.
4. Fahrwerks-Auslegung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federweg bei Kurvenfahrt
, vorzugsweise an allen Achsen das Fahrverhalten beeinflussende Vorspuränderungen hervorruft.
5. Fahrwerks-Auslegung und -Steuerung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Absenken des Fahrzeugaufbaus an der Kurveninnenseite ein Wankwinkel in Richtung Kurveninnenseite im Sinne eines Kurvenlegers erzeugt wird.
6. Fahrwerks-Steuerung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellsignal für die Aktuatoren (8, 9) durch Auswertung der im Fahrzeug gemessenen Querbeschleunigung und/oder des gemessenen Wankwinkels erzeugt wird.
7. Fahrwerks-Steuerung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass durch Messung der Federwege das kurvenaußenseitige Einfedem des Fahrzeugseite detektiert und die kurveninnere Fahrzeugseite durch geeignete Ansteuerung der Aktuatoren (8, 9) der kurvenäußeren Fahrzeugseite nachgeführt wird.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009005889A1 (de) * 2009-01-23 2010-08-12 Audi Ag Verfahren zum aktiven Einstellen einer Neigung eines Rades eines Kraftwagens, insbesondere von Sturz und Spur, und entsprechende Vorrichtung
CN110381725A (zh) * 2017-02-21 2019-10-25 胡斯华纳有限公司 包括以负外倾角设置的轮的自推进式机器人割草机
CN112776552A (zh) * 2020-08-25 2021-05-11 东北财经大学 一种车辆悬挂用的主动式控制系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202100015170A1 (it) * 2021-06-10 2022-12-10 Ferrari Spa Metodo di controllo degli ammortizzatori attivi di un veicolo stradale che prevede l'abbassamento del baricentro
IT202100015182A1 (it) 2021-06-10 2022-12-10 Ferrari Spa Metodo di controllo degli ammortizzatori attivi di un veicolo stradale che prevede la regolazione dell'angolo di rollio e dell'angolo di beccheggio

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2040840A5 (de) * 1969-04-15 1971-01-22 Automobiles Alpines
EP0001009A1 (de) * 1977-08-22 1979-03-07 Spring Hill Laboratories, Inc. Fahrzeugaufhängung
US4700972A (en) * 1985-06-20 1987-10-20 Young Colin G Computerized, central hydraulic, electronic variable suspension
EP1078844A2 (de) * 1999-08-23 2001-02-28 Koyo Seiko Co., Ltd. Fahrzeuglenkung
US20030122336A1 (en) * 2002-01-02 2003-07-03 Adam Zadok Anti-roll suspension for automobiles
EP1440826A2 (de) * 2003-01-21 2004-07-28 Bose Corporation Aktives Fahrwerksystem eines Fahrzeugs
DE102004039973A1 (de) 2003-08-25 2005-03-17 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Aktive Fahrwerkaufhängung für Fahrzeuge
EP1607251A1 (de) * 2004-06-18 2005-12-21 Bose Corporation Aktive Fahrzeugfederung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3024845C2 (de) * 1980-07-01 1985-06-05 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Lenkbare Dämpferbeinachse für Personenkraftwagen
AT390586B (de) * 1988-11-11 1990-05-25 Steyr Daimler Puch Ag Radaufhaengung fuer die hinterraeder, insbesondere von kraftfahrzeugen
DE3900336C2 (de) * 1989-01-07 1996-06-13 Opel Adam Ag Kraftfahrzeug-Hinterradaufhängung als passive Hinterradlenkung
US6129364A (en) * 1996-04-26 2000-10-10 Fisher; Kenneth G. Independent suspensions
DE19637159B4 (de) * 1996-09-12 2004-09-23 Wolfgang Weiss Radaufhängung mit selbsttätiger Sturzanpassung
DE19836658A1 (de) * 1998-08-13 2000-03-09 Sieben Hans Hermann Achsanordnung für ein Fahrzeug und Verfahren zu ihrem Betrieb

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2040840A5 (de) * 1969-04-15 1971-01-22 Automobiles Alpines
EP0001009A1 (de) * 1977-08-22 1979-03-07 Spring Hill Laboratories, Inc. Fahrzeugaufhängung
US4700972A (en) * 1985-06-20 1987-10-20 Young Colin G Computerized, central hydraulic, electronic variable suspension
EP1078844A2 (de) * 1999-08-23 2001-02-28 Koyo Seiko Co., Ltd. Fahrzeuglenkung
US20030122336A1 (en) * 2002-01-02 2003-07-03 Adam Zadok Anti-roll suspension for automobiles
EP1440826A2 (de) * 2003-01-21 2004-07-28 Bose Corporation Aktives Fahrwerksystem eines Fahrzeugs
DE102004039973A1 (de) 2003-08-25 2005-03-17 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Aktive Fahrwerkaufhängung für Fahrzeuge
EP1607251A1 (de) * 2004-06-18 2005-12-21 Bose Corporation Aktive Fahrzeugfederung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009005889A1 (de) * 2009-01-23 2010-08-12 Audi Ag Verfahren zum aktiven Einstellen einer Neigung eines Rades eines Kraftwagens, insbesondere von Sturz und Spur, und entsprechende Vorrichtung
CN110381725A (zh) * 2017-02-21 2019-10-25 胡斯华纳有限公司 包括以负外倾角设置的轮的自推进式机器人割草机
CN112776552A (zh) * 2020-08-25 2021-05-11 东北财经大学 一种车辆悬挂用的主动式控制系统
CN112776552B (zh) * 2020-08-25 2023-01-10 东北财经大学 一种车辆悬挂用的主动式控制系统

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