DE102007009834B4

DE102007009834B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns

Info

Publication number: DE102007009834B4
Application number: DE102007009834.2A
Authority: DE
Inventors: Dr. Weber Ingo
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2027-03-01
Also published as: DE102007009834A1

Abstract

Vorrichtung zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns, umfassend:
- eine Momenten-Verteilungseinrichtung zur steuer- und/oder regelbaren Kopplung von zwei Rädern einer Anhängerachse, wobei die Momenten-Verteilungseinrichtung zwischen den Rädern der Anhängerachse angeordnet ist,
- eine Schlingerbewegungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs, und
- eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Momenten-Verteilungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Momentenverteilung zwischen den beiden Rädern der Anhängerachse in Abhängigkeit von der erfassten Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs oder einer hiermit korrelierenden Betriebsgröße erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns. Dabei erfolgt die Stabilisierung des aus ziehendem Kraftfahrzeug und von diesem gezogenen Anhänger bestehenden Kraftfahrzeuggespanns durch stabilisierende Eingriffe an dem gezogenen Anhänger.
Aus der DE 103 42 865 A1 ist bereits ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns bekannt, bei dem in Abhängigkeit von der Gierrate des Fahrzeugs automatisch ein stabilisierender Lenkeingriff sowie eine Reduzierung des Antriebsmoments vorgenommen werden. Zusätzlich kann ein automatischer Bremseingriff erfolgen. Des Weiteren sind aus der DE 199 64 048 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen eine Stabilisierung eines einen Anhänger ziehenden Kraftfahrzeugs durch die gezielte automatische Einprägung eines Giermoments in Abhängigkeit von einer erfassten Schlingerbewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt. Das einzuprägende Giermoment wird hier durch einseitige oder unsymmetrische Bremseingriffe beim ziehenden Kraftfahrzeug realisiert.
In der EP 0 575 152 B1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verteilung des Antriebsmoments auf das rechte/linke Rad eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Zur Verteilung des Antriebsmoments sind zwei separate steuerbare Trennkupplungen in einer angetriebenen Fahrzeugachse vorhanden, die über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsparametern wie Radgeschwindigkeiten, Lenkradwinkel, Gierrate oder Beschleunigung angesteuert werden. Hierdurch soll ein stabiles Fahrverhalten des Fahrzeugs gewährleistet werden.
Ferner sind in der DE 199 63 747 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeuggespannes bei Untersteuerungstendenz beschrieben. Dabei wird vorgeschlagen, bei auftretender Untersteuerungstendenz zum einen Eingriffe vorzunehmen, mit denen das auf die Antriebsräder wirkende Moment erhöht wird und zum anderen Bremseneingriffe am kurveninneren Rad vorzunehmen, so dass am kurveninneren Rad die Erhöhung des auf die Antriebsräder wirkenden Moments kompensiert wird.
Darüber hinaus ist aus der DE 34 27 725 A1 eine Anordnung zum Regeln der Kraftübertragung eines vierradgetriebenen Kraftfahrzeugs mit Verteilergetriebe bekannt, wobei über einen Kupplungseingriff der Schlupf der Räder der einen Achse in einer steuerbaren festen Beziehung zum Schlupf der Räder der anderen Achse steht. Hierfür sind in einer Ausführungsform auf einer Fahrzeugachse, zwischen den beiden äußeren Rädern, zwei steuerbare Rutschkupplungen mit steuerbarem Grad des Kupplungseingriffs geschaltet.
Aus der US 2005 / 0 206 235 A1 ist eine Stabilisierung eines Kraftfahrzeugs-Gespanns bekannt, wobei ein Differenzmoment zwischen den Rändern einer Achse des antreibenden Fahrzeugs aufgebracht wird.
Die DE 197 15 601 B4 beschreibt einen Anhänger für ein Kraftfahrzeug, wobei zwischen den Rädern einer Achse eine Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet ist, durch die das Rad mit der höheren Drehzahl abgebremst und das Rad mit der niedrigeren Drehzahl beschleunigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Vorrichtung bzw. ein alternatives Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns anzugeben. Insbesondere soll die Vorrichtung bzw. das Verfahren derart ausgebildet sein, dass die Fahrzeug- bzw. Reisegeschwindigkeit durch die Stabilisierungsmaßnahmen möglichst nicht reduziert wird, beziehungsweise möglicht unbeeinträchtigt bleibt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Momenten-Verteilungseinrichtung zur Verteilung von Moment zwischen den beiden Rädern einer gemeinsamen Anhängerachse, welche zwischen den Rädern der Anhängerachse angeordnet ist, eine Schlingerbewegungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Schlingerbewegung von Kraftfahrzeug und/oder Anhänger sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung (allgemein: Ansteuerung) der Momenten-Verteilungseinrichtung, derart, dass eine Verteilung von Momentenanteilen zwischen den Rädern einer gemeinsamen Anhängerachse erfolgt. Unter einer Momentenverteilung im Sinne der Erfindung ist die (Um-)Verteilung von Anteilen der Momente zu verstehen, die im Zeitpunkt der Verteilung an den Rädern einer gemeinsamen Anhängerachse vorhanden sind - dies wird dadurch erreicht, indem sich ein Rad an dem anderen zumindest teilweise abstützt und so quasi ein Teil von dessen Moment zugeteilt bekommt. Im Sinne der Erfindung wird unter einer Kopplung (der beiden Räder einer Anhängerachse) insbesondere eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung verstanden, derart, dass eine Abstützung eines Rades an dem anderen Rad möglich ist. Alternativ ist aber auch eine materialschlüssige Verbindung mit einem Verbindungselement mit veränderbaren Eigenschaften (wie einer steuerbaren Viskokupplung) denkbar.
Vorzugsweise ist die Momenten-Verteilungseinrichtung derart ausgebildet, dass jedem Rad (bzw. jeder Seite) der Anhängerachse ein steuerbares Trennkupplungsmittel (z.B. steuerbare Reibkupplung, steuerbare Viskokupplung oder dergleichen) zugeordnet ist, wobei zumindest ein, vorzugsweise beide Trennkupplungsmittel über die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsparametern ansteuerbar ist/sind.
Die Steuereinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass die Ansteuerung (von jeweils zumindest einem der beiden Trennkupplungsmittel) in Abhängigkeit von zumindest einem vorbestimmten, mit einer auftretenden Schlingerbewegung des ziehenden Kraftfahrzeugs und/oder des gezogenen Anhängers korrelierenden Betriebsparameter/Betriebsgröße erfolgt. Mit Vorteil korreliert die Betriebsgröße mit der Gierrate des Anhängers und/oder der aufgrund des schlingernden Anhängers erzeugten Gierbewegung des den Anhänger ziehenden Kraftfahrzeugs. Alternativ oder zusätzlich können noch die Querbeschleunigung, der Schwimmwinkel und/oder der zwischen Anhänger und Kraftfahrzeug auftretende Knickwinkel ausgewertet werden. Die Ansteuerung der Trennkupplungsmittel erfolgt derart, dass ein im Wesentlichen zur Schlingerbewegung gegenphasiges Giermoment erzeugt wird.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeuggespanns, wobei das Kraftfahrzeuggespann mit Vorteil eine Vorrichtung umfasst, wie sie vorstehend beschrieben ist. Dabei wird durch das Erfassen einer, mit einer auftretenden Schlingerbewegung des Anhängers oder Kraftfahrzeugs korrelierenden Betriebsgröße, und das anschließende Ansteuern (steuern und/oder regeln) einer zwischen den Rädern einer gemeinsamen Anhängerachse angeordneten Momenten-Verteilungseinrichtung derart, dass der auftretenden Schlingerbewegung entgegengewirkt wird, eine entsprechende Stabilisierung des Kraftfahrzeuggespanns erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Ansteuerung der Momenten-Verteilungseinrichtung derart, dass eine Stabilisierungsschwingung erzeugt wird, die zu der aufgrund der Schlingerbewegung erzeugten Schwingung im Wesentlichen gegenphasig ist, insbesondere um 180° Grad phasenverschoben ist. Dabei wird die Schlingerbewegung des Anhängers mit Vorteil direkt mittels einer mit dem Anhänger gekoppelten Gierratensensorik und/oder Knickwinkelsensorik (Sensorik zur Erfassung des zwischen der Fahrzeuglängsachse des ziehenden Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers entstehenden Winkels) und/oder Schwimmwinkelsensorik und/oder Querbeschleunigungssensorik erfasst. Zusätzlich kann im Zeitpunkt der Ansteuerung des mindestens einen Trennkupplungsmittels oder im Anschluss daran eine gesteuerte Abbremsung des Kraftfahrzeugs eingeleitet werden.

Claims

Vorrichtung zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns, umfassend: - eine Momenten-Verteilungseinrichtung zur steuer- und/oder regelbaren Kopplung von zwei Rädern einer Anhängerachse, wobei die Momenten-Verteilungseinrichtung zwischen den Rädern der Anhängerachse angeordnet ist, - eine Schlingerbewegungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs, und - eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Momenten-Verteilungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Momentenverteilung zwischen den beiden Rädern der Anhängerachse in Abhängigkeit von der erfassten Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs oder einer hiermit korrelierenden Betriebsgröße erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Momenten-Verteilungseinrichtung steuerbare Trennkupplungsmittel umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplungsmittel zwei seriell geschaltete Trennkupplungsmittel zwischen den beiden Rädern einer Achse umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Momentenverteilung durch Ansteuerung von zumindest einem der beiden Trennkupplungsmittel erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Schlingerbewegung des Kraftfahrzeugs und/oder des Anhängers korrelierende Betriebsgröße durch eine an Anhänger und/oder Kraftfahrzeug angeordnete - Gierratensensorik, - und/oder Querbeschleunigungssensorik, - und/oder Schwimmwinkelsensorik, - und/oder Knickwinkelsensorik erfasst wird.
Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeuggespanns, umfassend die Verfahrensschritte: - Erfassen einer, mit einer auftretenden Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs korrelierenden Betriebsgröße, und - Ansteuerung einer zwischen den Rädern einer gemeinsamen Anhängerachse angeordneten Momenten-Verteilungseinrichtung derart, dass der auftretenden Schlingerbewegung entgegengewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ansteuerung der Momenten-Verteilungseinrichtung eine Stabilisierungsschwingung erzeugt wird, die zu der aufgrund der Schlingerbewegung erzeugten Schwingung gegenphasig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar die Schlingerbewegung des Anhängers erfasst wird.