Zur Verbesserung des Fahrkomforts von Personen-und/oder Lastkraftwagen ist die Ausgestaltung eines Fahrwerks von wesentlicher Bedeutung. Hierfür sind leistungsfähige Federungs-und/oder Dämpfungssysteme als Bestandteile des Fahrwerks nötig. Prinzipiell wird bei der Konstruktion von Fahrwerken zwischen passiven und aktiven Fahrwerken unterschieden.

Bei den bisher noch überwiegend genutzten passiven Fahrwerken sind als Aufhängungssystem der Fahrzeugräder die Federungs- und/oder Dämpfungssysteme, je nach Verwendungszweck des Fahrzeugs, tendenziell eher hart (sportlich) oder tendenziell eher weich (komfortabel) ausgelegt. Eine Einflussnahme auf die Fahrwerkscharakteristik, bzw. auf die Federungs-und/oder Dämpfungssysteme, ist während des Fahrbetriebs bei diesen Systemen nicht möglich.

Bei aktiven Fahrwerken hingegen werden zwischen einem Fahrzeugaufbau und den Fahrzeugrädern Aktuatoren angebracht, durch die während des Fahrbetriebs je nach Fahrzustand Kräfte zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Rädern aufgebracht werden können. Hierdurch kann die Fahrwerkscharakteristik und damit das Fahrverhalten des gesamten Fahrwerks, jeweils an den

aktuellen Betriebszustand angepasst und im Sinne einer Steuerung bzw. Regelung beeinflusst werden.

Aus der DE 43 03 160 AI ist ein System zur Regelung und/oder Steuerung eines Fahrwerks bekannt, wobei zwischen dem Fahrzeugaufbau und wenigstens einem Fahrzeugrad wenigstens ein Aktuator als Aufhängungssystem angebracht ist. Zur Aufbringung von Kräften zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Rad durch den Aktuator sind Regelungs-und/oder und Steuerungsmittel vorgesehen, durch die der Aktuator abhängig von Größen, die den Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentieren und/oder beeinflussen, beaufschlagt wird. Hierbei bestehen die Regelungs-und/oder Steuerungsmittel aus wenigstens zwei Steuerungs-und/oder Regelungsblöcken zur Steuerung und/oder Regelung unterschiedlicher den Fahrzustand des Fahrzeugs beeinflussender Eigenschaften des Fahrzeugs. Darüber hinaus können die Steuerungs-und/oder Regelungsmittel ein-und ausgeblendet werden.

Aus der DE 199 12 898 Cl ist eine Verspannungsregleranordnung für ein Kraftfahrzeug bekannt, das einen von vier Rädern getragenen Aufbau aufweist, wobei je zwei Räder, die einander diametral gegenüberliegen, ein Diagonalradpaar bilden. Eine solche Verspannungsregleranordnung ist so ausgebildet, dass sie einen einfachen Aufbau aufweist und eine rasche Regelung gewährleistet. Hierzu wird jedem Rad ein Druckraum zugeordnet, in dem ein mit einer am Rad angreifenden Radlast korrelierter Fluiddruck herrscht, wobei bei jedem Diagonalradpaar die zugehörigen Druckräume jeweils mit Ventilmitteln derart gekoppelt sind, dass die Ventilmittel in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen der Summe der Drücke in den Druckräumen des einen Diagonalradpaares und der Summe der Drücke in den Druckräumen des anderen Diagonalradpaares betätigt werden und dabei die Druckräume

mit dem in der Summe höheren Druckniveau mit einem Niederdruckreservoir und die Druckräume mit dem in der Summe niedrigeren Druckniveau mit einer Hochdruckquelle verbinden.

Bei ungleicher Achslastverteilung sollen Rückschlagventile undefinierte Lageänderungen des Fahrzeugs verhindern. Eine optimale Steuerung der Ventile beim Ausregeln ist äußerst schwierig, da der Druck in den Druckräumen ständig stark wechselt, weil auf das Fahrzeug regelmäßig stark wechselnde Störkräfte wirken.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein verbessertes Verfahren zur Regelung und/oder Steuerung eines aktiven und/oder steuerbaren Fahrwerks in einem Kraftfahrzeug anzugeben.

Dieses Problem wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass bei einem regelbaren Aufhängungssystem, welches passive Federelemente sowie den Federelementen in Reihe zugeordnete, hydraulische Verdrängeraggregate mit durch eine Steuerung einstellbaren, Plungern/Verdrängern aufweist, und wo eine der Steuerung zugeordnete Sensorik Federwege und Plungerstellungen ermittelt, die Steuerung Verwindungskonstellationen des Aufhängungssystems ermittelt.

Bei Verwindungskonstellationen, bei denen die auf einer ersten Diagonalen-Einfederdiagonale-gegenüberliegenden Fahrzeugräder im Mittel einen geringeren Abstand vom Fahrzeugaufbau als die Räder auf der anderen Diagonalen- Ausfederdiagonale-aufweisen, regelt die Steuerung durch Einfahrbewegungen der Plunger auf der Einfederdiagonalen

und/oder Ausfahrbewegungen auf der Ausfederdiagonalen die Differenz aus. Die bei einer Verwindungskonstellation vorgenommenen Hubverstellungen der Plunger lassen sich ohne weiteres an das Maß der Verwindungskonstellation anpassen, und zwar auch dann, wenn auf das Fahrzeug große externe Kräfte wirken.

Hierdurch ergeben sich wichtige Vorteile gegenüber konventionell gefederten Fahrzeugen. Bei herkömmlichen Fahrzeugen versucht das aktive und/oder steuerbare Fahrwerk eine Unebenheit einer Fahrbahn glatt zu drücken"was zu höheren Radlasten führt. Die erfindungsgemäße Lösung dagegen sieht im Sinne einer"Geländelogik"vor, die auftretenden Radlastdifferenzen für den Fall zu minimieren, dass nicht alle vier Radaufstandspunkte in einer Ebene liegen, wodurch eine Verspannung des Fahrzeugs reduziert wird.

Insbesondere werden durch die beschriebenen Ein-und/oder Ausfahrbewegungen die dynamischen Radlasten reduziert, wodurch Bauteile, wie z. B. Achsbauteile und Dehnschläuche, geschont werden. Zudem wird neben der Fahrsicherheit der Fahrkomfort verbessert, weil verminderte Radlaständerungen zwangsläufig unangenehme Aufbaubeschleunigungen reduzieren.

Darüber hinaus wird ein ASR-Eingriff durch eine Radlastannäherung verzögert, wodurch die Fahrzeugräder bei unebener Fahrbahn grundsätzlich später abheben und somit eine verbesserte Traktion erreicht wird. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass diese Funktion mit der bisher in den Fahrzeugen verbauten Sensorik machbar ist und daher keine zusätzlichen Kosten bei der Produktion erzeugt.

Neben den oben beschriebenen Vorteilen während eines normalen Betriebszustandes kann auch in einer Pannensituation das

Fahrverhalten des Fahrzeugs durch die erfindungsgemäße Lösung verbessert werden. Oftmals sind bei heutigen Pkw vollwertige Ersatzräder nur noch als Sonderausstattung wählbar und statt dessen lediglich kleinere Noträder vorgesehen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden die Radlastdifferenzen minimiert, so dass auch das Notrad eine angemessene Radlast erhält und somit das Fahrzeug ein stabileres Fahrverhalten aufweist.

Prinzipiell verbessert die Erfindung auch die Robustheit des Fahrwerks. Tritt z. B. bei herkömmlichen Fahrwerken ein Offsetfehler eines Federwegsensors auf, so führt dieser ohne die Eigenschaft der Erfindung (Minimierung der Radlastdifferenzen) zwangsläufig zu permanenten Radlast- /Federwegdifferenzen, selbst bei Geradeausfahrt. Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden beim Offsetfehler des Federwegsensors die Radlastdifferenzen minimiert, d. h. physikalisch die richtigen Federwege (bezüglich der Radlasten) eingestellt und somit die Robustheit des Systems erhöht.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine ermittelte Verwindungskonstellation des Fahrzeugs überwiegend durch eine Ausfahrbewegung der Plunger auf der Ausfederdiagonalen ausregelt. Hierdurch kann erreicht werden, dass das Fahrzeug insgesamt mehr Bodenfreiheit aufweist, was sich besonders bei unebenem Gelände als vorteilhaft erweist. Gleichzeitig ist es dadurch möglich die Geländegängigkeit von ansonsten wenig geländegängigen Fahrzeugen zu erhöhen und die Verspannung des Fahrzeugaufbaus zu reduzieren.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine ermittelte

Verwindungskonstellation des Fahrzeugs überwiegend durch eine Einfahrbewegung der Plunger auf der Einfederdiagonalen ausregelt. Um die Fahrsicherheit bei höheren Geschwindigkeiten zu erhöhen ist es günstig, den Schwerpunkt des Fahrzeugs so tief als möglich anzuordnen. Wird einer Verwindung des Fahrzeugs überwiegend durch die Einfahrbewegung der Plunger auf der Einfederdiagonalen entgegengewirkt, so wird der Fahrzeugaufbau an das Gelände angenähert und damit der Schwerpunkt des Fahrzeugs automatisch nach unten verlegt.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in den nachfolgenden Beschreibungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Die Figuren zeigen schematisch, Fig. 1 eine Skizze eines erfindungsgemäßen Fahrwerks auf einer verwundenen Ebene, Fig. 2 eine Detailskizze eines Aufhängungssystems.

Entsprechend Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 12 einen von vier Fahrzeugrädern 8 getragenen Fahrzeugaufbau 1 auf. Die Fahrzeugräder 8 sind dabei in bekannter Weise mit einem regelbaren Aufhängungssystem 3 am Fahrzeugaufbau 1 angeordnet. Das Aufhängungssystem 3 kann entlang einer Belastungsachse 10 (vgl. Fig. 2) in Ausfederrichtung 6 ausgefahren und in Einfederrichtung 7 eingefahren werden. Bei einer Bewegung des regelbaren Aufhängungssystems 3 in Ausfederrichtung 6 wird ein Abstand zwischen dem Fahrzeugrad 8 und dem Fahrzeugaufbau 1 vergrößert, wogegen bei einer Bewegung des Aufhängungssystems 3 in Einfederrichtung 7 der Abstand zwischen dem Fahrzeugrad 8 und dem Fahrzeugaufbau 1 verkleinert wird. Dabei ist ein Ein-oder Ausfedervorgang für jedes Fahrzeugrad 8 bzw. Aufhängungssystem 3 unabhängig von einer jeweiligen Stellung der anderen Fahrzeugräder 8 bzw.

Aufhängungssysteme 3 möglich. Dadurch kann erreicht werden, dass die Fahrzeugräder 8 auch auf einem, wie in Fig. 1 dargestellten, unebenen Gelände 2, Kontakt mit diesem behalten und somit eine verbesserte Traktion gewährleisten.

Das regelbare Aufhängungssystem 3 weist gemäß Fig. 2 passive Federelemente 9, die zwischen jeweils einem Fahrzeugrad 8 und dem Fahrzeugaufbau 1 sowie den Federelementen 9 in Reihe zugeordnete, hydraulische Verdrängeraggregate mit durch eine Steuerung 13 einstellbaren Plungern/Verdrängern 11 auf. Durch die Steuerung 13 kann auf die Stellung des Plungers 11 und somit auf die Stellung des Aufhängungssystems 3 Einfluss genommen werden. Dabei kann die Steuerung 13 den Plunger 11 in Ausfederrichtung 6 und Einfederrichtung 7 entlang der Belastungsachse 10 verstellen.

Gemäß Fig. 1 ist das unebene Gelände 2 so ausgebildet, dass die sich jeweils diagonal gegenüberliegenden Fahrzeugräder 8 entweder in Ausfederrichtung 6 oder Einfederrichtung 7

bewegen. Die sich diagonal gegenüberliegenden einen Fahrzeugräder 8, die sich in Ausfederrichtung 6 bewegen, sind durch eine Ausfederdiagonale 4 verbunden, wogegen die anderen Fahrzeugräder 8, die sich in Einfederrichtung 7 bewegen, durch eine Einfederdiagonale 5 verbunden sind.

Die auf der Einfederdiagonalen 4 liegenden Fahrzeugräder 8 weisen gemäß Fig. 1 einen im Mittel geringeren Abstand vom Fahrzeugaufbau 1 auf als die auf der Ausfederdiagonalen 5 liegenden Fahrzeugräder 8.

Die nicht in Fig. 1 dargestellte Steuerung 13 regelt die Einfahrbewegungen der Plunger 11 auf der Einfederdiagonalen 5 und/oder die Ausfahrbewegungen auf der Ausfederdiagonalen 4 aus, wodurch sich auch auf unebenem Gelände 2, das in Fig. 1 als verwundene Fahrbahn dargestellt ist, die Traktion verbessert und die Verspannung des Fahrzeugaufbaus 1 reduziert.

Prinzipiell gibt es drei Möglichkeiten zur Steuerung der Aufhängungssysteme 3. Bei der ersten regelt die Steuerung 13 eine ermittelte Verwindungskonstellation des Fahrzeugs 12 überwiegend durch eine Ausfahrbewegung der Plunger 11 in Ausfederrichtung 6 auf der Ausfederdiagonalen 4 aus. Dadurch wird erreicht, dass die Verspannung des Fahrzeugaufbaus 1 reduziert wird und sich der Abstand zwischen dem Gelände 2 und dem Fahrzeugaufbau 1 vergrößert, wodurch sich die Geländegängigkeit des Fahrzeugs 12 verbessert.

Bei der zweiten Variante regelt die Steuerung 13 die ermittelte Verwindungskonstellation des Fahrzeugs 12 überwiegend durch eine Einfahrbewegung der Plunger 11 entlang der Einfederrichtung 7 auf der Einfederdiagonalen 5 aus.

Hierdurch wird erreicht, dass sich der Abstand zwischen dem

Gelände 2 und dem Fahrzeugaufbau 1 verkleinert und somit der Schwerpunkt des Fahrzeugs 12 insgesamt gesenkt wird, was besonders bei geringen Unebenheiten und höherer Fahrgeschwindigkeit von Vorteil ist. Zudem wird auch hier die Verspannung des Fahrzeugaufbaus 1 reduziert.

Bei der dritten Variante regelt die Steuerung 13 die ermittelte Verwindungskonstellation des Fahrzeugs 12 etwa zu gleichen Teilen durch die Einfahrbewegung der Plunger 11 auf der Einfederdiagonalen 5 und durch die Ausfahrbewegung auf der Ausfederdiagonalen 4 aus. Hierdurch ergibt sich eine Kombination der oben beschriebenen Vorteile.

Dabei kann je nach Ausgestaltung des Geländes 2 die Ausfederdiagonale 4 auch zur Einfederdiagonalen 5 werden und umgekehrt.

Bei einer, nicht in Fig. 1 dargestellten, Neutral-Lage des Fahrzeugs 12 haben alle Fahrzeugräder 8 denselben Abstand zum Fahrzeugaufbau 1 und beide Radpaardiagonalen 4,5 verlaufenden parallel zum in Fig. 1 skizzierten Fahrzeugaufbau 1.

Zur Steuerung und/oder Regelung des aktiven und/oder steuerbaren Fahrwerks ermittelt die Steuerung 13 eine vorgebbare Soll-Plungerstellung bzw. Soll-Plungerbewegungen/ Geschwindigkeiten zum Ausgleich von Niveau-, Nick-und Wankbewegungen des Fahrzeugs 12 durch Vergleich mit jeweils vorhandenen Ist-Werten. Im Folgenden wird die Realisierung des Verfahrens anhand einer geschlossenen Berechnung von Soll-Plungerstellungen/Geschwindigkeiten auf Basis von Niveau-/Nick-/Wank-Fehlern und einer Randbedingung"ebene- unebene"Fahrbahn dargestellt.

Die Ermittlung setzt dabei eine zumindest annähernd gleiche Spurweite an einer Hinterachse 13 und einer Vorderachse 14 des Fahrzeugs 12 voraus und eine Vorzeichenkonvention ist so gerichtet, dass die radbezogenen Plunger-und Federwege in Richtung der Ausfederrichtung 6 positiv definiert sind.

In einem ersten Schritt werden zunächst aus einzelnen Regelanteilen Soll-Federwege berechnet. Dabei ist je eine Beziehung für die Differenz zwischen einem SollNiveau und einem Ist Niveau (a), einem Soll-Nickwinkel und einem Ist-Nickwinkel (b) sowie einem Soll-Wankwinkel und einem Ist-Wankwinkel (c) vorgesehen.

4- (Soll Niveau-Ist Niveau) =FSl+FS2+FS3+FS4-Fl-F2-F3-F4 (a) 2- (SollNickw.-IstNickw.) =FSl+FS2-FS3-FS4-Fl-F2+F3+F4 (b) 2- (SollWankw.-IstWankw.) =FSl-FS2+FS3-FS4-Fl+F2-F3+F4 (c) 0=FS1-FS2-FS3+FS4-Fl+F2+F3-F4 (d) Die letzte Beziehung (d) stellt dabei eine Randbedingung bezüglich der unebenen Fahrbahn 2 dar. Die Definition der Soll-Plungerwege ergibt sich aus : 4-(Soll_Niveau-Ist_Niveau) =PSl+PS2+PS3+PS4-Pl-P2-P3-P4 (e) 2- (SollNickw.-Ist Nickw.) =PS1+PS2-PS3-PS4-Pl-P2+P3+P4 (f) 2- (SollWankw.-Ist Wankw.) =PS1-PS2+PS3-PS4-Pl+P2-P3+P4 (g) K1- (FS1-FS2-PSl+PS2) =K2- (FS3-FS4-PS3+PS4) (h) Die Beziehung (h) stellt dabei die Verbindung zu den ersten vier Beziehungen (a-d) her und bestimmt die Wankmomentenverteilung, die sich einstellt. Durch Einsetzen der ersten vier Beziehungen (a-d) in die zweiten vier (e-h) und die Eliminierung der Soll-Federwege (FS) ergeben sich die Soll-Plungerstellungen (PS) oder aufgelöst nach (PS-P) Soll- Plungerwegänderungen als Funktion einer Regelabweichung, der

Federwege (F) und einer radbezogenen Federsteifigkeit der Vorderachse 14 (K1) sowie einer radbezogenen Federsteifigkeit der Hinterachse 13 (K2).

Der Vorteil der dargestellten Lösung ist dabei, dass alle Regelanteile direkte Soll-Werte ergeben. Es findet keine Überlagerung statt. Eine dynamische Beeinflussung einzelner Regelanteile, z. B. langsame Niveau-/Nickwinkelkorrektur, schnelle Wankwinkel-/Unebenenkorrektur ist nach wie vor möglich und lässt sich durch eine separate Filterung der Regeldifferenzen erreichen.

Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens lassen sich die Soll- Plungerstellungen aus den gegebenen Ist-Federwegen und den Ist-Plungerstellungen ermitteln und somit das aktive und/oder steuerbare Fahrwerk regeln. Die auftretenden Radlastdifferenzen werden für den Fall minimiert, dass nicht alle vier Radaufstandspunkte in einer Ebene liegen, wodurch eine Verspannung des Fahrzeugs reduziert wird. Neben einer Reduzierung der stationären und dynamischen Radlasten werden ASR-Eingriffe durch eine Radlastannäherung verzögert, wodurch die Räder bei unebener Fahrbahn grundsätzlich später abheben und somit eine verbesserte Traktion erreicht wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da diese Funktion mit der bisher in den Fahrzeugen verbauten Sensorik machbar ist. Durch die reduzierten Radlastdifferenzen wird auch dem Notrad in einer Pannensituation angemessene Radlast zugeteilt und somit ein stabileres Fahrverhalten erzielt.

Bezugszeichen-und Formelzeichenliste 1 Fahrzeugaufbau 2 Gelände 3 Aufhängungssystem 4 Ausfederdiagonale 5 Einfederdiagonale 6 Ausfederrichtung 7 Einfederrichtung 8 Fahrzeugrad 9 Feder 10 Belastungsrichtung 11 Plunger 12 Fahrzeug 13 Hinterachse 14 Vorderachse VL vorne links VR vorne rechts HL hinten links HR hinten rechts WAVA gewünschter Wankmomentenanteil der Vorderachse F Radbezogener Ist-Federweg FS Radbezogener Soll-Federweg P Radbezogener Ist-Plungerweg PS Radbezogener Soll-Plungerweg Kl (1-WAVA) * Radbezogene Federsteifigkeit-Vorderachse K2 (0+WAVA) * Radbezogene Federsteifigkeit-Hinterachse