DE10203041A1 - Verfahren zur Beeinflussung des Wankens oder Nickens eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Wankens oder Nickens eines Kraftfahrzeugs durch geeigneten Eingriff in dessen Radaufhängung, wobei das Kraftfahrzeug mit einem Antriebsaggregat ausgestattet ist, welches bei einer Übertragung von Antriebskraft oder Bremsmoment auf die Fahrzeug-Antriebsräder eine Wankbewegung des Fahrzeugs oder eine Fahrzeug-Nickbewegung hervorruft, die aus einer linearen Beschleunigung des Fahrzeugs resultierenden Nickbewegung überlagert ist. Erfindungsgemäß erfolgt ein Eingriff in die Radaufhängung in Abhängigkeit von der Größe des geeignet ermittelten Abstützmoments zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie des Kraftfahrzeugs, wobei eine aus dem Abstützmoment resultierende Wankbewegung oder Nickbewegung des Fahrzeug-Aufbaus wahlweise entweder verstärkt oder verringert werden kann. Dabei kann das Abstützmoment mittels an den Lagerstellen des Antriebsaggregats vorgesehener Druckaufnehmer bestimmt werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Wankens oder Nickens eines Kraftfahrzeugs durch geeigneten Eingriff in dessen Radaufhängung, wobei das Kraftfahrzeug mit einem Antriebsaggregat ausgestattet ist, welches bei einer Übertragung von Antriebskraft oder Bremsmoment auf die Fahrzeug-Antriebsräder eine Wankbewegung des Fahrzeugs oder eine Fahrzeug-Nickbewegung hervorruft, die der aus einer linearen Beschleunigung des Fahrzeugs resultierenden Nickbewegung überlagert ist. Zum technischen Umfeld wird lediglich beispielshalber auf die DE 43 42 360 A1 verwiesen.
• Ein grundsätzliches Bestreben bei der Entwicklung von Fahrwerk-Systemen von Kraftfahrzeugen, bspw. Personenkraftwagen, liegt darin, das Fahrverhalten nicht nur zunehmend komfortabler sondern auch immer sicherer zu machen. Im Hinblick hierauf wurden und werden unterschiedliche Systeme entwickelt, mit Hilfe derer auch einer Wankbewegung oder einer Nickbewegung des Fahrzeug-Aufbaus entgegengesteuert werden kann. Bspw. ist eine geteilte Stabilisatoranordnung an einem Kraftfahrzeug, bei der mittels eines zwischengeschalteten Stellmotors die beiden Hälften eines ansonsten wie üblich angebundenen Stabilisators gegeneinander verdreht werden können, in der o. g. DE 43 42 360 A1 beschrieben.
• Wankbewegungen des Fahrzeug-Aufbaus resultieren im allgemeinen aus Kurvenfahrten des Fahrzeugs. Bekannt ist ferner, dass ein bspw. bzw. insbesondere als Brennkraftmaschine ausgebildetes Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs auch bei Geradeausfahrt oder sogar im Stand des Fahrzeugs ein Abstützmoment auf die Fahrzeug-Karosserie ausübt. Dieses Abstützmoment lässt sich dabei in zwei Komponenten aufteilen. So ergibt sich aus einer Drehzahländerung des Antriebsaggregats aufgrund der Drehimpulserhaltung ein sog. Abstützmoment zwischen dem Antriebsaggregat und der dieses tragenden Karosserie, das betragsmäßig gleich dem Produkt des Trägheitsmoments der rotierenden Massen und der aktuellen Winkelbeschleunigung ist. Wenn dann das Antriebsaggregat über den sog. Fahrzeug- Antriebsstrang, insbesondere bestehend aus einem Drehmomentwandler oder einer Kupplung, einem Getriebe, einem Achsgetriebe und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs, eine Kraft letztlich auf die Fahrbahn und/oder auf die (aktivierten) Rad-Bremsen des Fahrzeugs ausübt, so wirkt über die Lagerstellen des Antriebsaggregats (zusätzlich) ein entsprechendes Gegenmoment auf die Fahrzeug-Karosserie. Da Teile des Antriebsstrangs (z. B. das Getriebe und das Achsgetriebe) als Drehmomentwandler wirken, ist dieses Gegenmoment jedoch dem auf die Fahrzeug-Räder ausgeübten Drehmoment nicht exakt gegengleich.
• Während im bekannten Stand der Technik bspw. eine Kippbewegung der Fahrzeug-Karosserie bei Kurvenfahrt (nämlich das sog. Wanken) durch die gängigen Einrichtungen zur Wankstabilisierungen sehr gut kompensiert werden kann, bleibt im bislang bekannten Stand der Technik das im vorhergehenden Absatz vom Fahrzeug-Antriebsaggregat auf die Karosserie ausgeübte Abstützmoment unberücksichtigt. Bei Fahrzeug-Fahrmanövern, die ein starkes Drehmoment auf die Räder übertragen (wie starkes Beschleunigen oder hohes Bremsmoment des Antriebsaggregats) kommt es dadurch auch bei einer Geradeausfahrt des Fahrzeugs zu Wank- und Nickbewegungen der Karosserie. Dabei ist in den beiden genannten Fällen diesen Wank- und Nickbewegungen eine Nickbewegung des Fahrzeugs aufgrund der linearen Beschleunigung des Fahrzeugs selbst überlagert. (Will man letzteres für einen Test weitgehend ausschließen, so kann man die Fahrzeug-Bremsen bei Fahrzeug-Stillstand stark betätigen und bei eingelegtem Gang leicht das Fahrpedal betätigen. Die Karosserie führt dann die obengenannten Wank- und Nickbewegungen auch ohne lineare Beschleunigung des Fzg.'s aus).
• Grundsätzlich ist für die Auslegung der Lager eines Fahrzeug-Antriebsaggregats in der Fahrzeug-Karosserie hinsichtlich der durch Drehzahländerungen und Drehmomentänderungen, insbesondere im positiven Sinn, hervorgerufenen Wank- und Nickbewegungen des Fahrzeug-Aufbaus das subjektive Empfinden des oder der Fahrzeuginsassen relevant. Eine sehr geringe Wankbewegung bei intensiven oder schnellen Änderungen von Drehzahl bzw. Drehmoment wird eher mit einem laufruhigen Fahrwerk und Komfort verbunden, während eine sehr starke Wankbewegung eher mit einem kraftvollen Antriebsaggregat und mit Dynamik in Verbindung gebracht wird. Wie stark das Fahrzeug bei Drehzahl- bzw. Drehmoment-Änderungen des Fzg.-Antriebsaggregats wankt oder nickt, trägt also zur subjektiven Einschätzung des Fahrzeugs und dabei insbesondere im Hinblick auf dessen Agilität bzw. auf dessen Komfortorientierung bei.
• Hiermit soll nun aufgezeigt werden, wie ein jeweils gewünschtes Empfinden hinsichtlich der Agilität bzw. der Komfortorientierung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung von Abstützmomenten des Fahrzeug-Antriebsaggregats erreicht werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
• Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff in die Radaufhängung in Abhängigkeit von der Größe des geeignet ermittelten Abstützmoments zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie des Kraftfahrzeugs erfolgt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
• Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß, auf Drehzahl-Änderungen bzw. Drehmoment-Änderungen des Fzg.-Antriebsaggregats hin gezielt in das regelbare Fahrwerk-System des Kraftfahrzeugs einzugreifen, so insbesondere in eine Wankstabilisierung, was dann besonders sinnvoll ist, wenn die Abtriebswelle des Antriebsaggregats parallel zur Fzg.-Längsachse verläuft. Ist das Antriebsaggregat jedoch quer im Fahrzeug eingebaut, d. h. verläuft dessen Abtriebswelle im wesentlichen quer zur Fzg.-Längsachse, so ist ein Eingriff in ein Nick-Stabilisierungssystem sinnvoll, welches ebenso wie ein Wankstabilisierungssystem Bestandteil einer geeignet beeinflussbaren Radaufhängung sein kann. Lediglich der Vollständigkeit halber sei hier nochmals definiert, dass eine Wankbewegung ein Schwenkbewegung um die Längsachse und eine Nickbewegung eine Schwenkbewegung um die Querachse eines Systems ist.
• Verwendet man also im Fahrzeug eine Einrichtung, die das Abstützmoment des Antriebsaggregats auf die Karosserie auf geeignete Weise erfasst, so lässt sich diese Information nutzen, um die Fahrwerksstabilisierung (hinsichtlich des Wankens oder Nickens des Fzg.-Aufbaus bzw. der Karosserie) zu steuern. So können beispielsweise an den Lagerstellen des Antriebsaggregats in der Karosserie angebrachte Druckaufnehmer das jeweils aktuelle Abstützmoment ermitteln, wobei das erfasste Abstützmoment dann die Summe der weiter oben beschriebenen beiden Komponenten, nämlich einem aus der Drehzahländerung des Antriebsaggregats resultierenden Anteil und einem Anteil aus der Drehmomentübertragung vom Antriebsaggregat auf die Fahrbahn oder dgl. ist.
• Eine den möglichen Wünschen des oder der Fahrzeug-Insassen entsprechende Möglichkeit, auf das geeignet ermittelte Abstützmoment des Fzg.- Antriebsaggregats zu reagieren, ist die vollständige oder teilweise Kompensation dieses Abstützmoments durch ein entsprechendes Gegendrehmoment der Wank- und/oder Nickstabilisierung der Fzg.-Radaufhängung. Aber auch das Gegenteil hiervon, also eine Verstärkung der Wank- und/oder Nickbewegung ist möglich, falls dies dem Fahrerwunsch entspricht.
• Bevorzugt der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann dabei wählen oder vorgeben, ob er eine eher sportliche agile oder eine mehr komfortbetonte Abstimmung bevorzugt. Für den erstgenanten Fall ist eine Fzg.-Wankbewegung oder eine Fzg.-Nickbewegung, die durch Drehzahl-Drehmoment-Änderungen des Antriebsaggregats hervorgerufen wird, deutlich spürbar (und wird in der regelbaren Radaufhängung evtl. sogar noch verstärkt), während für den zweitgenannten Fall eine entsprechende Fzg.-Wankbewegung oder Nickbewegung in der regelbaren Radaufhängung zumindest teilweise kompensiert wird.
• Nachdem sich mit dieser Methode grundsätzlich alle vom Antriebsaggregat hervorgerufenen Abstützmomente kompensieren lassen, gewinnt die Konstruktion größere Freiheiten. Bei konventioneller Technik hingegen sind aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen (Steifigkeit, Geräuschübertragung, Kraftübertragung, "Stuckern" etc.) der Gestaltung der Verbindung zwischen Antriebsaggregat und Karosserie enge Grenzen gesetzt, die sich mit der beschriebenen Technik zumindest teilweise erweitern lassen. So bietet das vorgeschlagene Verfahren eine zusätzliche Gestaltungsmöglichkeit bezüglich des Eindrucks über die Charakteristik des Fahrzeugs bzw. von dessen Fahrwerk. Bspw. kann je nach Fahrzeugtyp das Wankverhalten gezielt gestaltet werden. Auch bei ein und demselben Fahrzeug macht es Sinn, das Wankverhalten einstellbar zu gestalten, d. h. dass der Fahrer beispielsweise zwischen den Einstellungen "Komfort" und "Sport" wählen kann, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Beeinflussung des Wankens oder Nickens eines Kraftfahrzeugs durch geeigneten Eingriff in dessen Radaufhängung, wobei das Kraftfahrzeug mit einem Antriebsaggregat ausgestattet ist, welches bei einer Übertragung von Antriebskraft oder Bremsmoment auf die Fahrzeug-Antriebsräder eine Wankbewegung des Fahrzeugs oder eine Fahrzeug-Nickbewegung hervorruft, die der aus einer linearen Beschleunigung des Fahrzeugs resultierenden Nickbewegung überlagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingriff in die Radaufhängung in Abhängigkeit von der Größe des geeignet ermittelten Abstützmoments zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie des Kraftfahrzeugs erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus dem Abstützmoment resultierende Wankbewegung oder Nickbewegung des Fahrzeug- Aufbaus wahlweise entweder verstärkt oder verringert werden kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützmoment mittels an den Lagerstellen des Antriebsaggregats vorgesehener Druckaufnehmer bestimmt wird.