Gasfedersystem mit Mehrkammer-Gasfedern

Die Erfindung betrifft ein Gasfedersystem eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Ein solches Gasfedersystem ist beispielsweise aus der DE 103 36 342 A1 bekannt. Das dort beschriebene Gasfedersystem weist eine Luftfeder mit einer Haupt-Luftkammer auf, an die, über ein Leitungssystem und ein im Leitungssystem angeordnetes Ventil, eine erste Zusatz-Luftkammer und/oder eine zweite Zusatz-Luftkammer angekoppelt werden kann. Das heißt, dass die Haupt-Luftkammer mit einer oder beiden der Zusatz- Luftkammern fluidisch verbunden oder fluidisch von diesen getrennt werden kann, so dass das wirksame Gesamtvolumen der Luftfeder und damit deren Federsteif ig keit veränderbar ist. Mit diesem Gasfedersystem kann die Fahrwerkcharakteristik abhängig vom wirksamen Gesamtvolumen der Luftfeder variiert werden. Das Hubverhalten, das Nickverhalten und das Wankverhalten des Fahrzeugs lassen sich dadurch beeinflussen.

Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gasfedersystem zu schaffen, über das das Fahrverhalten des Fahrzeugs weiter optimiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Gasfedersystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und/oder des Patentanspruches 2 gelöst.

Das Gasfedersystem weist zumindest an einer Fahrzeugachse an den Fahrzeugrädern jeweils eine Mehrkammer-Gasfeder mit einer Hauptkammer und wenigstens einer mit der Hauptkammer verbindbaren Nebenkammer auf. Abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und dem Lenkwinkel ergibt sich eine Führungsgröße, die als Basis für die Berechnung einer Sollachssteifigkeit durch eine Steuereinrichtung dient. Die Achssteifigkeit an der mit den Mehrkammer-Gasfedern ausgestatteten Fahrzeugachse wird dann entsprechend der Sollachssteifigkeit eingestellt. Die vom

Lenkwinkel und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängige Führungsgröße eilt der tatsächlichen Istquerbeschleunigung des Fahrzeugs zeitlich voraus. Dadurch kann die Achssteifigkeit an die bestimmte Sollachssteifigkeit angepasst werden, bereits vor dem tatsächlichen Einwirken der Istquerbeschleunigung auf das Fahrzeug. Dieser zeitliche Vorsprung dient dazu, das Fahrzeug bereits zum Zeitpunkt des Lenkens beim Durchfahren einer Kurve auf die sich einstellende Istquerbeschleunigung einzustellen und das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs für die Kurvenfahrt optimal anzupassen.

Bei der ersten erfindungsgemäßen Lösung ist weiterhin vorgesehen, dass die Steuereinrichtung zunächst die Federsteifigkeit der Mehrkammer-Gasfeder verändert, die auf der Kurveninnenseite des Fahrzeugs angeordnet ist. Welche Fahrzeugseite die Kurveninnenseite darstellt, ergibt sich dabei aus dem Lenkwinkel bzw. aus der vom Lenkwinkel abhängigen Führungsgröße. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, beim Einlenken des Fahrzeugs zu Beginn einer Kurvenfahrt die Federsteifigkeit der Mehrkammer-Gasfeder auf der Kurveninnenseite zu erhöhen und das Ausfedern der Mehrkammer-Gasfeder an der Kurveninnenseite zu reduzieren. Die Kurvenlage und insbesondere die Wanklage des Fahrzeugs in der Kurve wird dadurch deutlich verbessert.

Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung ist zusätzlich oder alternativ vorgeschlagen, beim Anpassen der Achssteifigkeit an die ermittelte Sollachssteifigkeit die Federsteifigkeiten der Mehrkammer-Gasfedern dieser Fahrzeugachse abwechselnd stufenweise anzupassen. Soll beispielsweise die Achssteifigkeit zur Anpassung an die Sollachssteifigkeit erhöht werden, wird zunächst die Federsteifigkeit der einen Mehrkammer-Gasfeder um eine Stufe erhöht, anschließend wird die Federsteifigkeit der jeweils anderen Mehrkammer-Gasfeder dieser Fahrzeugachse um eine Stufe heraufgesetzt. Dieses abwechselnd stufenweise Verändern der Achssteifigkeit zur Anpassung an die Sollachssteifigkeit erfolgt in so vielen Stufen, wie notwendig sind, um die Sollachssteifigkeit zu erreichen. Es hat sich herausgestellt, dass das abwechselnd stufenweise Verändern der Federsteifigkeiten der Mehrkammer-Gasfedern einer Fahrzeugachse für die Fahrzeuginsassen sehr komfortabel ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der beiden erfindungsgemäßen Lösungen ergeben sich durch die abhängigen Patentansprüche.

Vorteilhafterweise ist jedem Fahrzeugrad eine Mehrkammer-Gasfeder zugeordnet. Auf diese Weise können die Achssteifigkeiten beider Fahrzeugachsen verändert werden,

wodurch auch eine fest oder parameterabhängig vorgegebene Achslastverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse einstellbar ist.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn jede Mehrkammer-Gasfeder mehrere Nebenkammern und insbesondere drei Nebenkammern mit unterschiedlich großen Gasvolumen aufweist, die jeweils über einen separaten Verbindungskanal mit jeweils einem Verbindungsventil fluidisch mit der Hauptkammer verbunden oder fluidisch von der Hauptkammer getrennt werden können. Somit kann das wirksame Gasvolumen der Mehrkammer-Gasfeder in mehreren Stufen geändert werden, so dass auch die Federsteifigkeit der betreffenden Mehrkammer-Gasfeder in mehreren, verschieden großen Schaltstufen geändert werden kann. Dadurch, dass in jedem Verbindungskanal ein separates Verbindungsventil sitzt, herrscht ein großer Freiheitsgrad bei der Anordnung der Nebenkammern und beim Anordnen der Verbindungskanäle zwischen den Nebenkammern und der Hauptkammer.

Die Steuereinrichtung kann aus der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und dem Lenkwinkel eine Führungsquerbeschleunigung berechnen, die als Führungsgröße zur Bestimmung der Sollachssteifigkeit dient. Die Führungsquerbeschleunigung ist sehr einfach ermittelbar und dient als Maß für die fahrdynamische Beeinflussung des Fahrzeugs während der Kurvenfahrt. Die Führungsquerbeschleunigung eilt dabei der tatsächlich auf das Fahrzeug einwirkenden Istquerbeschleunigung zeitlich voraus, so dass beim Einstellen der Achssteifigkeit ein zeitlicher Vorlauf erreicht ist.

Weiterhin ist es möglich, dass die Steuereinrichtung die Sollachssteifigkeit auf Basis der Führungsgröße mit Hilfe eines Kennfeldes bestimmt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Sollachssteifigkeit zusätzlich zur Führungsgröße auf Basis wenigstens eines weiteren Parameters ermittelt wird. Beispielsweise kann die Sollachssteifigkeit auch abhängig von Parametern, wie Fahrzeugzustandsparametern und/oder Umgebungsparametern, ermittelt werden. Auf diese Weise kann die Sollachssteifigkeit noch genauer an die jeweilige Fahrsituation angepasst werden.

Als Fahrzeugzustandsparameter kommen beispielsweise ein

Bremspedalbetätigungsparameter und/oder ein Fahrpedalbetätigungsparameter und/oder Federwege und/oder Federgeschwindigkeiten und/oder ein Radschlupfparameter und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit in Betracht. Die genannten Parameter sind bei modernen Fahrzeugen in der Regel verfügbar und können über ein Fahrzeug- Datenbussystem an die Steuereinrichtung übermittelt werden.

Als Umgebungsparameter kann der Fahrbahnreibwert verwendet werden, so dass abgeschätzt werden kann, ob die ermittelte Führungsgröße, insbesondere die Führungsquerbeschleunigung, sich aufgrund des herrschenden Fahrbahnreibwertes auch tatsächlich ausbilden kann. Beispielsweise kann der Maximalbetrag der Führungsgröße reibwertabhängig ermittelt und die Führungsgröße auf diesen Maximalbetrag begrenzt werden.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit mit einem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit den ersten Geschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, für die Vorderachssteifigkeit eine Vorderachs-Mindeststeifigkeit festlegt, die größer ist als die kleinstmögliche Vorderachssteifigkeit, und für die Hinterachssteifigkeit eine Hinterachs-Höchststeifigkeit festlegt, die kleiner ist als die größtmögliche Hinterachssteifigkeit. Aufgrund dieser Begrenzungen der Achssteif ig keiten an der Vorder- bzw. Hinterachse wird die Fahrstabilität bei Längsgeschwindigkeiten oberhalb des ersten Geschwindigkeitsschwellenwertes, also insbesondere bei sehr großen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten, wie sie beispielsweise bei Autobahnfahrten auftreten, gewährleistet.

Zudem ist es von Vorteil, wenn die Steuereinrichtung die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit mit einem zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert vergleicht und dann, wenn die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit den zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert unterschreitet, für die Vorderachssteifigkeit eine Vorderachs-Höchststeifigkeit festlegt, die kleiner ist als die größtmögliche Vorderachssteifigkeit, und für die Hinterachssteifigkeit eine Hinterachs-Mindeststeifigkeit festlegt, die größer ist als die kleinstmögliche Hinterachssteifigkeit. Durch diese Maßnahme kann die Agilität des Fahrzeugs beim Lenken bei Längsgeschwindigkeiten unterhalb des zweiten

Geschwindigkeitsschwellenwertes ausreichend groß gehalten werden, beispielsweise um beim Fahren mit dem Fahrzeug im Stadtverkehr eine ausreichend gute Lenkbarkeit bzw. Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs zu gewährleisten.

Die Steuereinrichtung kann eine Sicherheitsprüfung des Fahrzustandes durchführen und dann, wenn anhand der Sicherheitsprüfung ein sicherheitskritischer Fahrzustand ermittelt wird, die Achssteifigkeit der wenigstens einen, die Mehrkammer-Gasfedern aufweisenden Fahrzeugachse auf den maximal möglichen Achssteifigkeitswert erhöhen. Dadurch kann ein Beitrag zur Erhöhung der Fahrsicherheit geleistet werden, um das Fahrzeug stabil zu

halten, insbesondere bei hohen Querbeschleunigungen. Die Steuereinrichtung kann bei der Sicherheitsprüfung des Fahrzustandes die Lenkwinkelgeschwindigkeit mit einem Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert vergleichen und dann, wenn die Lenkwinkelgeschwindigkeit den Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert überschreitet, den sicherheitskritischen Fahrzustand erkennen. Ein solcher sicherheitskritischer Fahrzustand liegt beispielsweise dann vor, wenn der Fahrer ein Ausweichmanöver einleitet und dabei den Lenkwinkel sehr schnell ändert. Durch das Erkennen dieses kritischen Fahrzustandes und das Erhöhen der Achssteifigkeit wird der Fahrer unterstützt und das Fahrzeug fahrdynamisch so stabil wie möglich gehalten.

Dabei kann der Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert parameterabhängig sein und insbesondere abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit bestimmt werden. Bei höheren Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten genügt bereits ein geringerer Lenkwinkelgeschwindigkeitswert, um auf einen sicherheitskritischen Fahrzustand zu schließen, während bei geringen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten ein größerer Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert festgelegt wird. Somit kann ein kritischer Fahrzustand situationsgerecht festgestellt werden.

Die vorstehenden mit der Sicherheitsprüfung im Zusammenhang stehenden Maßnahmen können auch unabhängig von der ansonsten realisierten Steuerung bzw. Regelung des Gasfedersystems durchgeführt werden und stellen mithin eine eigenständige Ausgestaltung des Gasfedersystems dar.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Gasfedersystem in schematischer, blockschaltbildähnlicher Darstellung,

Fig. 2 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung einer Mehrkammer-

Gasfeder eines erfindungsgemäßen Gasfedersystems,

Fig. 3 ein Flussdiagramm mit einer Möglichkeit der Steuerung des erfindungsgemäßen Gasfedersystems und

Fig. 4 den beispielhaften zeitlichen Verlauf des Schaltzustandes, der an der

Vorderachse angeordneten Mehrkammer-Gasfedern beim Durchfahren einer Linkskurve.

In Figur 1 ist schematisch, in blockschaltbildähnlicher Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Gasfedersystems 10 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs gezeigt. Das Fahrzeug weist an einer Vorderachse VA ein linkes Vorderrad VL und ein rechtes Vorderrad VR, und an eiener Hinterachse HA ein linkes Hinterrad HL und ein rechtes Hintsrrad HR auf. Zumindest den Fahrzeugrädern einer der beiden Fahrzeugächsen VA, HA und beispielsgemäß jedem der Fahrzeugräder VL, VR, HL, HR, ist eine Mehrkammer- Gasfeder FVL, FVR, FHL, FHR zugeordnet, die Relativbewegungen des jeweils zugeordneten Fahrzeugrades VL, VR, HL, HR gegenüber dem Fahrzeugaufbau 11 des Fahrzeugs federn. Zwischen den Fahrzeugrädern VL, VR, HL, HR und dem Fahrzeugaufbau 11 ist ferner jeweils ein Dämpfer 12 vorgesehen, der Relativbewegungen zwischen dem jeweils zugeordneten Fahrzeugrad VL, VR, HL ₁ HR und dem Fahrzeugaufbau 11 dämpft. Der Dämpfer 12 kann separat ausgebildet oder in die jeweilige Mehrkammer-Luftfeder FVL ₁ FVR ₁ FHL ₁ FHR integriert sein und ist insbesondere als hydraulischer Dämpfer 12 ausgeführt.

Eine Steuereinrichtung 15 dient zur Ansteuerung der Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR, FHL, FHR. Die Mehrkammer-Gasfedern FVL ₁ FVR, FHL, FHR weisen eine mit einem Rollbalg 16 zusammenwirkende gasgefüllte Hauptkammer 17 mit einem Hauptkammervolumen V1 auf. Bei einer Relativbewegung des zugeordneten Fahrzeugrades VL, VR, HL ₁ HR und dem Fahrzeugaufbau 11 wird der Rollbalg 16 verschoben, wodurch das Gas in der Mehrkammer-Gasfeder FVL, FVR, FHL ₁ FHR je nach Bewegungsrichtung des Rollbalgs 16 komprimiert oder dekomprimiert wird, so dass die Relativbewegung zwischen dem zugeordneten Fahrzeugrad VL, VR, HL, HR und dem Fahrzeugaufbau 11 gefedert wird.

Die Federsteifigkeit CVL, CVR, CHL, CHR der Mehrkammer-Luftfeder FVL, FVR, FHL ₁ FHR hängt vom wirksamen Gesamtvolumen ab, das bei der Rollbalgbewegung zum Komprimieren bzw. Dekomprimieren zur Verfügung steht. Bei der erfindungsgemäßen Mehrkammer-Gasfeder FVL, FVR, FHL, FHR kann deshalb an die Hauptkammer 17 wenigstens eine Nebenkammer als Zusatzvolumen fluidisch zugeschaltet bzw. wieder von der Hauptkammer 17 getrennt werden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen die Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR, FHL, FHR jeweils eine erste

Nebenkammer 20, eine zweite Nebenkammer 21 und eine dritte Nebenkammer 22 auf. Die erste Nebenkammer 20 weist ein erstes Nebenkammervolumen V2, die zweite Nebenkammer 21 ein zweites Nebenkammervolumen V3 und die dritte Nebenkammer 22 ein drittes Nebenkammervolumen V4 auf. Dabei gilt im vorliegenden Fall:

V2 < V3 < V4 < V1.

Die erste Nebenkammer 20 ist über einen ersten Verbindungskanal 25 mit der Hauptkammβr 17 verbunden, wobei im ersten Verbindungskana! 25 ein elektrisch ansteuerbares, erstes Verbindungsventil 26 angeordnet ist. Entsprechend hierzu ist die Hauptkammer 17 mit der zweiten Nebenkammer 21 über einen zweiten Verbindungskanal 27 verbunden, in dem ein zweites Verbindungsventil 28 sitzt, und die Hauptkammer 17 ist mit der dritten Nebenkammer 22 über einen dritten Verbindungskanal 29 verbunden, in dem ein drittes Verbindungsventil 30 angeordnet ist. Alle drei Verbindungsventile 26, 28, 30 können durch die Steuereinrichtung 15 unabhängig voneinander angesteuert werden und den betreffenden Verbindungskanal 25, 27, 29 entweder fluidisch verschließen oder fluidisch öffnen, so dass die jeweilige Nebenkammer 20, 21 , 22 mit der Hauptkammer 17 fluidisch trennbar bzw. verbindbar ist.

Die Federsteifigkeit CVL, CVR, CHL, CHR der Mehrkammer-Gasfeder FVL, FVR, FHL, FHR hängt davon ab, wie groß das mit dem Rollbalg 16 zusammenwirkende Gasvolumen ist, das als wirksames Gesamtvolumen VG bezeichnet werden soll. Dieses wirksame Gesamtvolumen ergibt sich aus der Summe des Hauptkammervolumens V1 und der Nebenkammervolumina V2, V3, V4 derjenigen Nebenkammern 20, 21 , 22, die zum betrachteten Zeitpunkt fluidisch mit der Hauptkammer 17 verbunden sind.

Ist zumindest eine der Nebenkammern 20, 21 , 22 über den jeweiligen Verbindungskanal 25, 27, 29 mit der Hauptkammer 17 fluidisch verbunden, so kann durch die Wahl des Querschnitts des Verbindungskanals 25, 27, 29 und/oder den öffnungsquerschnitt des Verbindungsventils 26, 28, 30 eine gewünschte Dämpfungswirkung eingestellt werden. Bei der Verlagerung des Rollbalgs 16 beim Ein- oder Ausfedern ändert sich der Druck zunächst in der Hauptkammer 17. Dadurch wird Gas durch die fluidisch offenen Verbindungskanäle 25, 27, 29 und die dort angeordneten, in der Offenstellung befindlichen Verbindungsventile 26, 28, 30 in die jeweils zugeordnete Nebenkammer 20, 21 , 22 oder aus der jeweils zugeordneten Nebenkammer 20, 21 , 22 bewegt, um den Druck auszugleichen. Dabei wird die Federbewegung der betreffenden Mehrkammer- Gasfeder FVL, FVR, FHL, FHR gedämpft. Die Dämpfungseinstellung des Dämpfers 12

kann abgestimmt mit der durch die Wahl des Querschnitts der Verbindungskanäle 25, 27, 29 und/oder den öffnungsquerschnitt der Verbindungsventile 26, 28, 30 erreichbaren Gasfederdämpfung erfolgen. Insbesondere kann dabei ein Dämpfer 12 mit verstellbarer Dämpfung vorgesehen werden.

Wie dies in Figur 2 dargestellt ist, sind die Verbindungsventile 26, 28, 30 als Schaltventile ausgeführt. Alternativ hierzu wäre es auch denkbar, die Verbindungsventile 26, 28, 30 als Proportionalventile auszugestalten, so dass der Durchflussquerschnitt des jeweiligen Verbindungskanals 25, 27, 29 kontinuierlich zwischen einer vollständig geschlossenen und einer vollständig offenen Stellung verändert werden kann.

Die Ansteuerung der Verbindungsventile 26, 28, 30 erfolgt elektrisch durch Bestromung des jeweiligen Elektromagneten des Verbindungsventils 26, 28, 30. Diese Ströme I sind in Figur 1 eingezeichnet, wobei der Index VL für die dem linken Vorderrad VL zugeordnete Mehrkammer-Gasfeder FVL, der Index VR für die dem rechten Vorderrad VR zugeordnete Mehrkammer-Gasfeder FVR, der Index HL für die dem linken Hinterrad HL zugeordnete Mehrkammer-Gasfeder FHL und der Index HR für die dem rechten Hinterrad HR zugeordnete Mehrkammer-Gasfeder FHR steht. Der Buchstabe „x" soll einen Platzhalter für die drei verschiedenen Ströme der drei Verbindungsventile 26, 28, 30 einer Mehrkammer-Gasfeder FVL, FVR, FHL, FHR darstellen, wie dies auch in Fig. 2 zu sehen ist.

über eine Sensoreinrichtung 40 des Fahrzeugs wird der Steuereinrichtung 15 der Lenkwinkel LW und die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx übermittelt. Ferner können der Steuereinrichtung 15 über die Sensoreinrichtung 40 weitere Parameter P, wie Fahrzeugzustandsparameter oder Umgebungsparameter zugeführt werden. Bei dem hier beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel des Gasfedersystems werden der Steuereinrichtung 15 ein Bremspedalbetätigungsparameter und beispielsgemäß die Bremspedalstellung BP und ein Fahrpedalbetätigungsparameter und beispielsgemäß die Fahrpedalstellung FP als Fahrzeugzustandsparameter übermittelt.

Die von der Sensoreinrichtung 40 an die Steuereinrichtung 15 weitergegebenen Sensordaten und Parameter sind heutzutage in den Fahrzeugen verfügbar und können über ein Fahrzeugdatenbussystem an die Steuereinrichtung 15 übertragen werden. Es versteht sich, dass weitere Parameter an die Steuereinrichtung weitergegeben werden können, wie beispielsweise der Fahrbahnreibwert.

Anhand der Figuren 3 und 4 wird im Folgenden die Funktion der Steuereinrichtung 15 des Gasfedersystems 10 im Einzelnen erläutert.

Wie dies in Figur 3 dargestellt ist, wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Steuerung bzw. Regelung des Gasfedersystems 10 in einem ersten Schritt 51 der Lenkwinkel LW und die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx erfasst. Aus dem Lenkwinkel LW wird die Lenkwinkelgeschwindigkeit DLW durch Differenziation ermittelt und in einem zweiten Schritt 52 mit einem Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert verglichen. Der Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert DS muss nicht konstant sein, sondern kann parameterabhängig vorgegeben werden, beispielsweise abhängig von der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx. Der zweite Schritt 52 stellt eine Sicherheitsprüfung dar, bei der festgestellt wird, ob ein sicherheitskritischer Fahrzustand vorliegt. überschreitet die Lenkwinkelgeschwindigkeit DLW den Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert DS wird beispielsgemäß ein sicherheitskritischer Fahrzustand erkannt und die Vorderachssteifigkeit CVA, wie auch die Hinterachssteifigkeit CHA, auf den jeweils maximal möglichen Achssteifigkeitswert erhöht. Dies wird in einem dritten Schritt 53 dadurch erreicht, dass das wirksame Gesamtvolumen aller Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR, FHL, FHR auf das Hauptkammervolumen V1 reduziert wird, wobei alle Verbindungsventile 26, 28, 30 durch die Steuereinrichtung 15 in ihre jeweilige Sperrstellung umgeschaltet werden. Nach dem dritten Schritt 53 beginnt das Verfahren wieder beim ersten Schritt 51.

Wurde bei der Sicherheitsprüfung im zweiten Schritt 52 festgestellt, dass die Lenkwinkelgeschwindigkeit DLW den Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwert DS nicht überschreitet, wird das Verfahren im vierten Schritt 54 fortgesetzt, in dem die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx mit einem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert vx1 verglichen wird. überschreitet die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx den ersten Geschwindigkeitsschwellenwert vx1 erfolgt im fünften Schritt 55 eine Begrenzung der Vorderachssteifigkeit CVA und der Hinterachssteifigkeit CHA, um dem Fahrzeug eine ausreichend große Richtungs- bzw. Fahrstabilität zu geben. Für die Vorderachssteifigkeit CVA wird dabei eine Vorderachs-Mindeststeifigkeit CVAmin festgelegt, die nicht unterschritten werden kann. Die Vorderachs-Mindeststeifigkeit CVAmin ist dabei größer als die kleinstmögliche einzustellende Vorderachssteifigkeit CVA. Für die Hinterachssteifigkeit CHA wird im fünften Schritt 55 eine Hinterachs-Höchststeifigkeit CHAmax festgelegt, die nicht überschritten werden kann. Die Hinterachs-Höchststeifigkeit CHAmax ist dabei kleiner als die größtmögliche einzustellende Hinterachssteifigkeit CHA. Durch diese Beschränkungen der Achssteifigkeiten CVA, CHA im fünften Schritt 55 wird

für höhere Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten vx, die größer sind als der erste Geschwindigkeitsschwellenwert vx1 , ein ruhiges, stabiles Fahrverhalten gewährleistet, beispielsweise für Fahrten auf Autobahnen mit großen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten.

Ist die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx jedoch nicht größer als der erste Geschwindigkeitsschwellenwert vx1 , folgt auf den vierten Schritt 54 ein sechster Schritt 56, in dem die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx mit einem zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert vx2 verglichen wird. Unterschreitet die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx den zweiten GeschwindigkeitsschweNenwert vx.2 erfolgt in einem siebten Schritt 57 des Verfahrens wiederum eine Begrenzung der Achssteifigkeiten CVA, CHA, jedoch im Unterschied zum fünften Schritt 55 derart, dass dem Fahrzeug ein Mindestmaß an Agilität und dadurch ein sozusagen drehfreudiges Fahrverhalten gegeben wird. Hierzu wird im siebten Schritt 57 für die Vorderachssteifigkeit CVA eine Vorderachs-Höchststeifigkeit CVAmax festgelegt, die nicht überschritten werden darf. Gleichzeitig wird für die Hinterachssteifigkeit CHA eine Hinterachs-Mindeststeifigkeit CHAmin festgelegt, die nicht unterschritten werden darf. Die Vorderachs-Höchststeifigkeit CVAmax ist dabei kleiner als die größtmögliche Vorderachssteifigkeit, während die Hinterachs-Mindeststeifigkeit CHAmin größer ist als die kleinstmögliche Hinterachssteifigkeit.

Bei kleinen Fahrzeuglängsgeschwindigkeiten vx unterhalb des zweiten Geschwindigkeitsschwellenwerts vx2, beispielsweise im Stadtverkehr, ist das Fahrzeug sehr leicht manövrierfähig und agil.

Unterschreitet die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx den zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert vx2 nicht oder wurde in einem der Schritte 55 bzw. 57 eine Begrenzung der Achssteifigkeiten CVA, CHA durchgeführt, so wird das Verfahren in einem achten Schritt 58 fortgesetzt, in dem eine Führungsgröße ermittelt wird, die als Basis für die Berechnung einer Vorderachs-Sollachssteifigkeit CVAsoll und einer Hinterachs-Sollachssteifigkeit CHAsoll dient. Als Führungsgröße wird eine Führungsquerbeschleunigung ay aus dem Lenkwinkel LW und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx berechnet. Diese berechnete Führungsquerbeschleunigung ay eilt der tatsächlich auf das Fahrzeug einwirkenden Istquerbeschleunigung zeitlich voraus, so dass die daraus ermittelten Sollachssteifigkeiten CVAsoll, CHAsoll bereits vor dem Vorliegen der tatsächlichen Istquerbeschleunigung bestimmt und eingestellt werden können. Somit ist es möglich, die Achssteifigkeiten CVA, CHA an die zu erwartende Istquerbeschleunigung anzupassen

und einzustellen, bevor diese tatsächlich auftritt. Das Fahrverhalten des Fahrzeugs beim Durchfahren einer Kurve kann auf diese Weise deutlich verbessert werden.

In einem neunten Schritt 59 wird mit Hilfe eines Kennfeldes K die Vorderachs- Sollachssteifigkeit CVAsoll sowie die Hinterachs-Sollachssteifigkeit CHAsoll bestimmt. Das Kennfeld hängt dabei von der Führungsgröße und beispielsgemäß der Führungsquerbeschleunigung ay, der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx und weiteren Parametern P, wie Fahrzeugzustandsparametem bzw. Umgebungsparametern, ab. Beispielsgemäß werden bei der Bestimmung der Sollachssteifigkeiten CVAsolL CHAsoü die Bremspedalstellung BP und die Fahrpedalstellung FP berücksichtigt, die als Maß für die aktuelle Längsbeschleunigung des Fahrzeugs dienen. Das Kennfeld K wird so bestimmt, dass das Fahrzeug in allen Fahrsituationen das gewünschte Verhalten zeigt. Das Kennfeld K kann durch Simulationen und in Fahrversuchen empirisch ermittelt und abgestimmt werden. Die genaue Einstellung hängt dabei davon ab, ob für einen gewünschten Fahrzeugtyp tendenziell ein agiles, sportliches oder eher ein ruhiges, komfortables Fahrverhalten gewünscht ist. Das Fahrverhalten kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gasfedersystems abhängig von der Führungsquerbeschleunigung ay, der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx und den Parametern P in weiten Bereichen fahrsituationsabhängig eingestellt werden.

Nachdem im neunten Schritt 59 die Vorderachs-Sollachssteifigkeit CVAsoll und die Hinterachs-Sollachssteifigkeit CHAsoll ermittelt wurden, werden nun die Federsteifigkeiten CVL, CVR der Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR an der Vorderachse VA und die Federsteifigkeiten CHL, CHR der Mehrkammer-Gasfedern FHL, FHR an der Hinterachse HA entsprechend der ermittelten Sollachssteifigkeiten CVAsoll und CHAsoll in einem zehnten Schritt 60 eingestellt. Die Einstellung erfolgt dabei durch die Ansteuerung der Verbindungsventile 26, 28, 30 der jeweiligen Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR, FHL, FHR. Hierfür bestromt die Steuereinrichtung 15 das jeweilige Verbindungsventil 26, 28, 30 der Mehrkammer-Gasfedern derart, dass es die gewünschte Schaltstellung einnimmt.

Dabei werden die Federsteifigkeiten CVL, CVR, CHL, CHR in einer vorgegebenen Reihenfolge so lange durch Umschalten der jeweiligen Verbindungsventile 26, 28, 30 stufenweise angepasst, bis die gewünschte Vorderachs-Sollachssteifigkeit CVAsoll bzw. die gewünschte Hinterachs-Sollachssteifigkeit CHAsoll erreicht ist. Die Federsteifigkeiten CVL, CVR, CHL, CHR ändern sich dadurch in einer vorgegebenen Reihenfolge stufenweise, wie dies im Folgenden anhand von Figur 4 erläutert wird.

Zur Anpassung der Achssteifigkeit CVA, CHA an die jeweilige Sollachssteifigkeit CVAsoll, CHAsoll wird zunächst die Federsteifigkeit CVL, CHL bzw. CVR, CHR der Mehrkammer- Gasfeder FVL, FHL bzw. FVR, FHR angepasst, die auf der Kurveninnenseite des Fahrzeugs liegt. Die Kurveninnenseite des Fahrzeugs ist dabei die Seite, die abhängig vom erfassten Lenkwinkel an der Kurveninnenseite angeordnet ist. Anders ausgedrückt ist die Kurveninnenseite die Fahrzeugseite, die in Richtung der berechneten Führungsquerbeschleunigung ay gesehen innen liegt. Nach dem Verändern der Federsteifigkeit CVL, CHL bzw. CVR, CHR. der an der Kurveninnenseite befindlichen Mehrkammer-Gasfedern FVL, FHL bzw. FVR, FHR in einer ersten Anpassungsstufe wird anschließend die Federsteifigkeit CVR ₁ CHR bzw. CVL, CHL der jeweils achsgleichen Mehrkammer-Gasfeder FVR, FHR bzw. FVL, FHL in einer zweiten Anpassungsstufe verändert, um die jeweilige Achssteifigkeit CVA, CHA an die Sollachssteifigkeit CVAsoll, CHAsoll anzupassen. Die Federsteifigkeiten CVL, CVR bzw. CHL, CHR der Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR bzw. FHL, FHR einer Fahrzeugachse VA bzw. HA werden abwechselnd stufenweise so lange verändert, bis an der jeweiligen Achse VA bzw. HA die Achssteifigkeit CVA, CHA mit der jeweiligen Sollachssteifigkeit CVAsoll, CHAsoll übereinstimmt.

Dieses stufenweise, abwechselnde Anpassen der Federsteifigkeiten CVL, CVR, CHL, CHR, beginnend an den Mehrkammer-Gasfedern der Kurveninnenseite des Fahrzeugs, ist in Figur 4 am Beispiel der Vorderachse VA und deren beiden Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR anhand einer durchfahrenen Linkskurve dargestellt. Dabei ist über die Zeit t das jeweils wirksame, mit dem Rollbalg 16 zusammenwirkende Gesamtvolumen VG für beide Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR über der Zeit aufgetragen. Das jeweils wirksame Gesamtvolumen VG wird durch die Schaltzustände der Verbindungsventile 26, 28, 30 der jeweiligen Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR festgelegt. Je größer das wirksame Gesamtvolumen VG ist, desto geringer ist die Federsteifigkeit der Mehrkammer-Gasfeder FVL, FVR.

Das wirksame Gesamtvolumen VG der vorderen linken Mehrkammer-Gasfeder FVL ist in Figur 4 durch die durchgezogene Linie dargestellt, wohingegen das wirksame Gesamtvolumen VG der vorderen rechten Mehrkammer-Gasfeder FVR gestrichelt gezeichnet ist. Als Ausgangssituation vor einem ersten Zeitpunkt t ₀ fährt das Fahrzeug geradeaus, wobei bei beiden Mehrkammer-Gasfedern FVL ₁ FVR der Vorderachse VA das maximal mögliche wirksame Gesamtvolumen VG eingestellt und damit die Vorderachssteifigkeit CVA ihren kleinstmöglichen Wert annimmt. Die

Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx hat einen Betrag zwischen dem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert vx1 und dem zweiten Geschwindigkeitsschwellenwert vx2, so dass die Vorderachssteif ig keit CVA und mithin die Federsteifigkeiten CVL, CVR der beiden Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR der Vorderachse nicht begrenzt sind. Beispielsgemäß beträgt der erste Geschwindigkeitsschwellenwert vx1 etwa 80-120 km/h und der zweite Geschwindigkeitsschwellenwert vx2 etwa 40-60 km/h. Es ist allerdings auch möglich durch die Wahl vx1 =vx2 nur einen Geschwindigkeitsschwellenwert vorzugeben.

Zum ersten Zeitpunkt t ₀ beginnt der Fahrer in eine Linkskurve einzulenken, wobei die Lenkwinkelgeschwindigkeit unterhalb des Lenkwinkelgeschwindigkeitsschwellenwerts DS liegt. Auf Basis des Lenkwinkels LW und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx wird die Führungsquerbeschleunigung ay ermittelt. Anschließend wird mit Hilfe des Kennfeldes K die Vorderachs-Sollachssteifigkeit CVAsoll ermittelt und die Federsteifigkeiten CVL und CVR durch Schalten der Verbindungsventile 26, 28, 30 der beiden Mehrkammer- Gasfedern FVL, FVR entsprechend Figur 4 eingestellt.

Zum ersten Zeitpunkt t ₀ wird zunächst das erste Verbindungsventil 26 der vorderen linken Mehrkammer-Gasfeder FVL in seine Sperrstellung umgeschaltet, so dass die Hauptkammer 17 nur noch mit der zweiten Nebenkammer 21 und der dritten Nebenkammer 22 verbunden ist. Anschließend wird zu einem zweiten Zeitpunkt ti auch das erste Schaltventil 26 der vorderen rechten Mehrkammer-Gasfeder FVR in seine Sperrstellung umgeschaltet, so dass auch bei der vorderen rechten Mehrkammer- Gasfeder FVR die Hauptkammer 17 nur noch mit der zweiten Nebenkammer 21 und der dritten Nebenkammer 22 fluidisch verbunden ist. Im weiteren Verlauf werden die wirksamen Gesamtvolumina VG der vorderen linken Mehrkammer-Gasfeder FVL und der vorderen rechten Mehrkammer-Gasfeder FVR abwechselnd stufenweise reduziert, bis zu einem dritten Zeitpunkt t ₂ das wirksame Gesamtvolumen VG der vorderen linken Mehrkammer-Gasfeder FVL nur noch aus dem Hauptkammervolumen V1 und dem zweiten Nebenkammervolumen V3 besteht, d. h. bei der vorderen linken Mehrkammer- Gasfeder FVL befinden sich das erste und das dritte Verbindungsventil 26, 30 in der Sperrstellung, während das zweite Verbindungsventil 28 seine Offenstellung einnimmt. Zu diesem dritten Zeitpunkt t ₂ ergibt sich das wirksame Gesamtvolumen der vorderen rechten Mehrkammer-Gasfeder FVR aus deren Hauptkammervolumen V1 , dem ersten Nebenkammervolumen V2 und dem zweiten Nebenkammervolumen V3. Bei der vorderen rechten Mehrkammer-Gasfeder FVR sind demnach das erste und das zweite Verbindungsventil 26, 28 in ihren Offenstellungen und lediglich das dritte

Verbindungsventil 30 befindet sich in der Sperrstellung. Zu diesem dritten Zeitpunkt t ₂ entspricht die Vorderachssteif ig keit CVA der Vorderachs-Sollachssteifigkeit CVAsoll, so dass die Vorderachssteifigkeit CVA nicht durch das Abtrennen weiterer Nebenkammervolumen erhöht werden muss. Das Fahrzeug durchfährt die Kurve nunmehr mit konstantem Lenkwinkel LW und konstanter Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx, wodurch zunächst keine weitere Veränderung der Vorderachssteifigkeit CVA notwendig wird.

Ab einem vierten Zeitpunkt t ₃ beginnt der Fahrer mit dem Auslenken aus der Linkskurve und reduziert den Lenkwinkel LW ₁ wodurch sich die Führungsquerbeschleunigung ay verringert. Die sich daraus ergebende Vorderachs-Sollachssteifigkeit CVAsoll nimmt ab, so dass ab diesem vierten Zeitpunkt t ₃ wiederum beginnend mit der kurveninneren, vorderen linken Mehrkammer-Gasfeder FVL Nebenkammervolumen der beiden Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR der Vorderachse VA abwechselnd hinzugeschaltet werden, um die Vorderachssteifigkeit CVA an die abnehmende Vorderachs- Sollachssteifigkeit CVAsoll anzupassen. Dies erfolgt abwechselnd auf der einen und der andern Fahrzeugseite, bis schließlich zu einem fünften Zeitpunkt U das Fahrzeug wieder geradeaus fährt und die Vorderachssteifigkeit CVA ihren minimalen Wert annimmt, da alle Nebenkammern 20, 21 , 22 der beiden Mehrkammer-Gasfedern FVL, FVR der Vorderachse VA mit der jeweiligen Hauptkammer 17 fluidisch verbunden sind.

Analog zu den Schaltvorgängen der Vorderachse VA werden auch die Federsteifigkeiten CHL ₁ CHR der beiden Mehrkammer-Gasfedern FHL, FHR der Hinterachse HA abwechselnd stufenweise, beginnend mit der Mehrkammer-Gasfeder an der Kurveninnenseite des Fahrzeugs, verändert, um die Hinterachssteifigkeit CHA an die Hinterachs-Sollachssteifigkeit CHAsoll anzupassen. Dabei kann zwischen der Vorderachssteifigkeit CVA und der Hinterachssteifigkeit CHA eine Steifigkeitsdifferenz fest oder fahrsituationsabhängig eingestellt werden, um eine gewünschte statische oder dynamische Achslastverteilung zu erzielen.

Die Zeitverzögerung zwischen dem Schalten eines der Verbindungsventile 26, 28, 30 an der einen Mehrkammer-Gasfeder FVL, FVR bzw. FHL, FHR auf der einen Fahrzeugseite und des Schaltens eines der Verbindungsventile 26, 28, 30 der jeweils achsgleichen Mehrkammer-Gasfeder FVR, FVL bzw. FHR, FHL ist nicht fest vorgegeben, wie dies auch in Figur 4 zu erkennen ist, sondern hängt vom Betrag der Führungsgröße und/oder von der Lenkwinkelgeschwindigkeit DLW und/oder von weiteren Parametern P ab. Die

Schaltzeitpunkte ergeben sich dynamisch aus der Ermittlung der Sollachssteifigkeiten CVAsoll, CHAsoll auf Basis des Kennfeldes K.

Die Verbindungsventile 26, 28, 30 können als stromlos geschlossene Ventile ausgeführt sein, so dass bei einem Fehler im Gasfedersystem 10, der zu einem Stromausfall führt, die Verbindungsventile 26, 28, 30 automatisch schließen. Dadurch wird im Fehlerfall die Achssteifigkeit auf ein Maximum erhöht.