Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher definierten Art. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im zweiten unabhängigen Patentanspruch näher definierten Art.

Aus der EP 1 362 720 B1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Wankstabilisierungs- Vorrichtung bekannt, die jeweils einer Fahrzeugachse zugeordnete Stabilisatoren umfasst, deren Stabilisatorhälften jeweils mittels eines von einer elektronischen Steuereinheit unter Berücksichtigung der Querbeschleunigung und Fahrgeschwindigkeit sowie des Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs geneigt angesteuerten elektrischen Stellmotors gegeneinander verdrehbar sind. Zusätzlich werden Höhenstandssignale der einzelnen Räder gegenüber dem Fahrzeugaufbau berücksichtigt. Im Falle einer durch Straßenunebenheiten angeregten Relativbewegungen eines Rades in Vertikalrichtung wird die diesem Rad zugeordnete Stabilisatorhälfte durch den Stellmotor der genannten Radbewegung zumindest teilweise nachgeführt.

Aus der EP 1 955 876 B1 ist ebenfalls eine verstellbare Stabilisatoranordnung bekannt. Die Größe des Gegenmoments und der zulässige Verdrehwinkel der Stabilisatorabschnitte werden aufgrund von Signalen berechnet, die von einer Sensorik zur Erfassung der Bewegung des Fahrzeugsaufbaus zu einer Radbewegung bereitgestellt werden. Die Sensorik kann z.B. Radsensoren, einen Fahrzeugaufbausensor, aber auch einen Sensor innerhalb des Schwenkmotors des Wankstabilisators umfassen, der die Verdrehgeschwindigkeit und richtungsabhängig den Verdrehwinkel zwischen den Stabilisatorabschnitten erfasst.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Wankstabilisierung zu schaffen, die eine hohe Regeldynamik und/oder Regelstabilität aufweist. Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.

Es wird eine Vorrichtung zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, die zumindest einen Wankstabilisator umfasst, der zwei zueinander um eine Stabilisatorlängsachse verdrehbar miteinander verbundene Stabilisatorteile und einen Aktor zum relativen Verdrehen dieser beiden Stabilisatorteile aufweist. Im eingebauten Zustand erstreckt sich die Stabilisatorlängsachse in Fahrzeugquerrichtung. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung zumindest einen Stabilisatorsensor zur unmittelbaren und/oder mittelbaren Ermittlung eines am Wankstabilisator anliegenden Ist- Stabilisatormoments.

Das Ist-Stabilisatormoment setzt sich vorzugsweise aus einem vom Aktor aufgebrachten Aktordrehmoment, einem vom rechten Rad in den Wankstabilisator, insbesondere in ein rechtes Drehstabfederelement des Wankstabilisators, eingeleiteten Drehmoment und/oder einem vom linken Rad in den Wankstabilisator, insbesondere in ein linkes Drehstabfederelement des Wankstabilisators, eingeleitetes Drehmoment zusammen. Die Vorrichtung weist zumindest einen Fahrdynamiksensor zur Ermittlung eines Fahrdynamikparameters des Kraftfahrzeugs auf. Außerdem weist die Vorrichtung einen für ein linkes Rad des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Höhen- standsensor zur unmittelbaren und/oder mittelbaren Ermittlung eines Radhöhenstandes des linken Rades relativ zu einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs auf. Ferner weist die Vorrichtung einen für ein rechtes Rad des Kraftfahrzeugs vorgesehenen Höhenstandsensor zur unmittelbaren und/oder mittelbaren Ermittlung eines zweiten Radhöhenstandes des rechten Rades relativ zu dem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeuges auf. Überdies hinaus umfasst die Vorrichtung ein Steuergerät zum Ansteuern des Aktors. Mit dem Steuergerät ist anhand des zumindest einen Fahrdynamikparameters ein Soll-Stabilisatormoment bestimmbar.

Des Weiteren ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass mittels diesem unter Berücksichtigung des Soll-Stabilisatormoments und der beiden sensorisch erfassten Radhöhenstände ein Aktorstellsignal bestimmbar ist. Das Aktorstellsignal entspricht hierbei vorzugsweise einem Soll-Aktorstellsignal, mit dem der Aktor, insbesondere ein Stellmotor, angesteuert werden soll.

Das Steuergerät umfasst eine Wankregelung zur Wankstabilisierung, bei der das Steuergerät das Soll-Stabilisatormoment mit dem Ist-Stabilisatormoment abgleicht. Des Weiteren bestimmt das Steuergerät im Rahmen seiner Wankregelung im Falle einer festgestellten Abweichung zwischen dem Soll-Stabilisatormoment und dem Ist- Stabilisatormoment ein Wank-Aktorstellsignal. Das Wank-Aktorstellsignal entspricht hierbei demjenigen Aktorsignal, das notwendig ist, um eine Wankbewegung des Kraftfahrzeuges zu kompensieren. Derartige Wankbewegungen treten beispielsweise bei einer Kurvenfahrt mit hoher Geschwindigkeit auf.

Zusätzlich umfasst das Steuergerät eine Störgrößenaufschaltung. Mittels dieser Störgrößenaufschaltung können störende vertikale Radbewegung, die durch Straßenunebenheiten hervorgerufen werden, kompensiert werden. Hierfür gleicht das Steuergerät im Rahmen seiner Störgrößenaufschaltung den rechten Radhöhenstand mit dem linken Radhöhenstand ab. Des Weiteren bestimmt das Steuergerät im Rahmen seiner Störgrößenaufschaltung im Falle einer festgestellten Abweichung zwischen dem rechten und dem linken Radhöhenstand ein Stör-Aktorstellsignal.

Des Weiteren ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass dieses aus dem Wank- Aktorstellsignal und dem Stör-Aktorstellsignal das Aktorstellsignal bestimmt. Das Steuergerät weist somit eine Regelung mit Störgrößenaufschaltung auf, wobei die Störgrößenaufschaltung aus von den Höhenstandsensoren erfassten Radhöhenständen bestimmt wird. Vorteilhafterweise kann somit der Regler des vorstehend beschriebenen Wankregelkreises hinsichtlich Verstärkung, Dynamik und Stabilität optimiert kalibriert werden. Des Weiteren kann ein hohe Regeldynamik sowie Regelstabilität sichergestellt werden.

Unter der Begrifflichkeit„unmittelbar" ist zu verstehen, dass das vom Sensor erfasste Signal direkt dem gewünschten Messergebnis, vorliegend dem Ist- Stabilisatormoment, entspricht. Im Gegensatz dazu ist unter der Begrifflichkeit„mittelbar" zu verstehen, dass der vom Sensor erfasste Sensorwert weiterverarbeitet werden muss, insbesondere unter Berücksichtigung zusätzlicher Parameterwerte, wie beispielsweise einem von der Fahrwerksgeometrie abhängigen Hebelarm, um auf das gewünschte Messergebnis zu erlangen.

Vorteilhaft ist es, wenn das Steuergerät zur Bestimmung des Aktorstellsignals das Wank-Aktorstellsignal und das Stör-Aktorstellsignal addiert und/oder voneinander subtrahiert.

Auch ist es vorteilhaft, wenn als Aktorstellsignal ein Motormoment und/oder eine Motorstellung bestimmbar ist.

Für eine hohe Stellgenauigkeit ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung einen Aktorsensor zur Ermittlung eines Ist-Aktorstellsignals aufweist. Zusätzlich oder alternativ ist es diesbezüglich ferner vorteilhaft, wenn das Steuergerät eine unterlagerte Aktorregelung umfasst, mittels der das bestimmte Soll-Aktorstellsignal mit dem sensorisch erfassten Ist-Aktorstellsignal ausregelbar ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Stabilisatorsensor ein, insbesondere am Wankstabilisator angeordneter, Drehmomentsensor. Der Drehmomentsensor ist insbesondere zur unmittelbaren Ermittlung des Ist- Stabilisatormoments vorgesehen.

Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn der Stabilisatorsensor ein Kraftsensor, insbesondere zur mittelbaren Ermittlung des Ist-Stabilisatormoments ist. Vorzugsweise ist der Kraftsensor vom Wankstabilisator beabstandet. Zusätzlich oder alternativ ist der Kraftsensor vorzugsweise an einem unmittelbar oder mittelbar mit dem Wankstabilisator verbundenen Radaufhängungselement, insbesondere einem Lager, angeordnet.

Im Falle eines verwendeten Kraftsensors ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass dieses anhand der vom Kraftsensor erfassten Kraft und anhand zumindest eines von einer Radaufhängungsgeometrie abhängigen Hebelarms das Ist-Stabilisatormoment ermittelt. Vorteilhaft ist es, wenn der Höhenstandsensor ein Abstandssensor, insbesondere zur unmittelbaren Ermittlung des Radhöhenstandes ist. Vorzugsweise ist der Abstandssensor dafür vorgesehen, um im Bereich des Rades oder eines Radträgers angeordnet zu werden.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der Höhenstandsensor ein Weg-, Winkel-, Ge- schwindigkeits- und/oder Beschleunigungssensor ist. Der Wegsensor, Winkelsensor, Geschwindigkeitssensor und/oder Beschleunigungssensor ist vorzugsweise am Wankstabilisator, insbesondere an einem Ende eines Drehstabfederelements des Wankstabilisators, angeordnet.

Insbesondere wenn der Höhenstandsensor ein Wegsensor, Winkelsensor, Geschwindigkeitssensor und/oder Beschleunigungssensor ist, ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass dieses anhand des vom Höhenstandsensor erfassten Sensorsignals und einer von der Radaufhängungsgeometrie abhängigen Größe mittelbar den Radhöhenstand ermitteln kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfasst der Fahrdynamiksensor als Fahrdynamikparameter einen Lenkwinkel, eine Geschwindigkeit, eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung und/oder eine Gierrate des dafür vorgesehenen Fahrzeugs.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Steuergerät derart ausgebildet ist, dass mittels diesem ermittelbar ist, ob und/oder zu welchen Teilen das Stabilisatormoment durch den Wankstabilisator selbst, d.h. insbesondere durch seinen Aktor und/oder durch zumindest eines seiner beiden Drehstabfederelemente, oder durch eine von einem der dafür vorgesehenen Radaufhängungselemente auf den Wankstabilisator übertragenen externen Kraft verursacht ist.

Vorgeschlagen wird ferner ein Verfahren zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges, das mit einer Vorrichtung gemäß der vorangegangenen Beschreibung durchgeführt wird, wobei die genannten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen schematischen Teilausschnitt einer Wankregelung mit Störgrö- ßenaufschaltung zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges.

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Wankregelung eines Steuergerätes zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs. Das Steuergerät ist Teil einer vorliegend nicht dargestellten Vorrichtung zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeuges, das einen Wankstabilisator umfasst, der zwei zueinander um eine Stabilisatorlängsachse verdrehbar miteinander verbundene Stabilisatorteile und einen Aktor zum relativen Verdrehen der beiden Stabilisatorteile umfasst. Ferner weist die Vorrichtung zumindest einen Stabilisatorsensor zur Ermittlung eines am Wankstabilisator anliegenden Ist- Stabilisatormoments 4 auf. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung zumindest einen Fahrdynamiksensor zur Ermittlung eines Fahrdynamikparameters des Kraftfahrzeuges. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen Lenkwinkel, eine Geschwindigkeit, eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung und/oder eine Gierrate des dafür vorgesehenen Fahrzeugs. Außerdem umfasst die vorliegend nicht dargestellte Vorrichtung zwei Höhenstandsensoren, die jeweils einem Rad einer Achse zugeordnet sind. Demnach kann mit dem ersten Höhenstandsensor ein rechter Radhöhenstand 6 des rechten Rades und mittels des zweiten Höhenstandsensors ein linker Radhöhenstand 7 des linken Rades ermittelt werden. Der Radhöhenstand 6, 7 repräsentiert hierbei den Abstand des zugeordneten Rades relativ zu einem Fahrzeugaufbau des Kraftfahrzeugs.

In einem vorliegend nicht dargestellten vorgelagerten Prozess kann das Steuergerät ein Soll-Stabilisatormoment 3 bestimmen. Hierfür verwendet das Steuergerät den von dem zumindest einen Fahrdynamiksensor erfassten Fahrdynamikparameter. Wie vorstehend erwähnt, kann es sich hierbei um den Lenkwinkel, die Geschwindigkeit, die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung und/oder die Gierrate des dafür vorgesehenen Fahrzeugs handeln. In Abhängigkeit dieser Fahrdynamikparameter kann auf die aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeuges geschlossen werden. Demnach kann das Steuergerät feststellen, ob sich das Kraftfahrzeug in einer Kurvenfahrt oder in einer Geradeausfahrt befindet. Bei einer exemplarischen Kurvenfahrt mit ho- her Geschwindigkeit wird das Kraftfahrzeug im Bereich seiner radial äußeren Räder einfedern und im Bereich seiner radial inneren Räder ausfedern. Zur Kompensation dieser Wankbewegung bestimmt das Steuergerät anhand der Fahrdynamikparameter das zum Ausgleich dieser Wankbewegung notwendige Soll-Stabilisatormoment 3.

Zugleich erhält das Steuergerät als Eingangssignal das sensorisch erfasste Ist- Stabilisatormoment 4. Dieses wird, wie vorstehend erwähnt, über einen Stabilisatorsensor erfasst. Der Stabilisatorsensor kann ein Drehmomentsensor sein, der insbesondere am Wankstabilisator angeordnet ist und/oder mittels dem unmittelbar das Ist-Stabilisatormoment 4 ermittelt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann der Stabilisatorsensor ein Kraftsensor sein. Ein derartiger Kraftsensor muss demnach nicht unmittelbar am Wankstabilisator angeordnet sein, sondern kann von diesem beabstandet positioniert werden. Bei der Verwendung eines Kraftsensors als Stabilisatorsensor muss das Steuergerät zur Ermittlung des Ist-Stabilisatormoments 4 aber derart ausgebildet sein, dass dieses anhand des vom Kraftsensor erfassten Kraftsignals in Abhängigkeit der vorliegenden Radaufhängungsgeometrie, insbesondere in Abhängigkeit zumindest eines Hebelarms, das Ist-Stabilisatormoment 4 ermitteln kann.

Wie bereits vorstehend erwähnt, umfasst das Steuergerät eine Wankregelung 1. Mittels dieser Wankregelung kann nunmehr die Wankstabilisierung des Kraftfahrzeuges erfolgen. Im Rahmen der Wankregelung 1 gleicht das Steuergerät gemäß Figur 1 das über die Fahrdynamikparameter ermittelte Soll-Stabilisatormoment 3 mit dem über den Stabilisatorsensor erfassten Ist-Stabilisatormoment 4 ab. Wenn das Ist- Stabilisatormoment 4 nicht dem Soll-Stabilisatormoment 3 entspricht und infolgedessen eine Differenz festgestellt wird, bestimmt das Steuergerät im Rahmen seiner Wankregelung 1 ein Wank-Aktorstellsignal 5. Das Wank-Aktorstellsignal 5 stellt demnach dasjenige Aktorstellsignal dar, mit dem der Aktor des Wankstabilisators angesteuert werden muss, um die bei der Kurvenfahrt hervorgerufene Wankbewegung kompensieren zu können.

Insbesondere durch Straßenunebenheiten, wie Straßenwellen und/oder Schlaglöcher, können die Räder in Vertikalrichtung störend angeregt werden. Hierdurch wird der Fahrkomfort negativ beeinflusst. Zur Kompensation dieser Störeinflüsse umfasst das Steuergerät des Weiteren gemäß Figur 1 eine Störgrößenaufschaltung 2.

Im Rahmen der Störgrößenaufschaltung 2 verwendet das Steuergerät den vom Hö- henstandsensor des rechten Rades erfassten rechten Radhöhenstand 6 sowie den vom linken Höhenstandsensor erfassten linken Radhöhenstand 7. Bei den Höhen- standsensoren kann es sich beispielsweise um Abstandssensoren handeln. Diese sind vorzugsweise im Bereich des Rades oder der Radaufhängung angeordnet und können unmittelbar den Abstand zwischen Rad bzw. Radträger und Fahrzeugaufbau messen. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den Höhenstandsensoren aber auch um Weg-, Winkel-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssensoren handeln. Diese sind dann vorzugsweise am Wankstabilisator, insbesondere im Bereich seiner Drehstabfederelemente, angeordnet. Bei der Verwendung derartiger Höhenstandsensoren ist das Steuergerät derart ausgebildet, dass dieses anhand des vom Höhenstandsensor erfassten Sensorsignals und eines von der Radaufhängungsgeometrie abhängigen Größe mittelbar den Radhöhenstand ermitteln kann.

Gemäß Figur 1 gleicht das Steuergerät im Rahmen seiner Störgrößenaufschaltung 2 den vom rechten Höhenstandsensor erfassten rechten Radhöhenstand 6 mit dem vom linken Höhenstandsensor erfassten linken Radhöhenstand 7 ab. Wenn das Steuergerät eine Abweichung bzw. Differenz zwischen dem rechten Radhöhenstand 6 und dem linken Radhöhenstand 7 feststellt, bestimmt dieses ein Stör- Aktorstellsignal 8. Das Stör-Aktorstellsignal 8 entspricht demnach demjenigen Aktorstellsignal, das notwendig ist, um die Störeinflüsse, die insbesondere durch Straßenunebenheiten hervorgerufen werden, zu kompensieren.

Gemäß Figur 1 hat das Steuergerät somit durch einen Abgleich zwischen dem Soll- Stabilisatormoment 3 und dem Ist-Stabilisatormoment 4 das Wank-Aktorstellsignal 5 und im Rahmen seiner Störgrößenaufschaltung 2 durch einen Abgleich des rechten Radhöhenstandes 6 mit dem linken Radhöhenstand 7 das Stör-Aktorstellsignal 8 bestimmt. In Abhängigkeit des Wank-Aktorstellsignals 5 und des Stör-Aktorstellsignals 8 ermittelt das Steuergerät nunmehr dasjenige Aktorstellsignal 9, das am Aktor eingestellt werden soll. Infolgedessen stellt das Aktorstellsignal 9 ein Soll- Aktorstellsignal dar. Mit diesem Soll-Aktorstellsignal 9 kann nunmehr sowohl die Wankbewegung des Kraftfahrzeuges als auch die durch Bodenunebenheiten hervorgerufenen Störgrößen kompensiert werden. Zur Bestimmung des Aktorstellsignals 9 addiert das Steuergerät das Wank-Aktorstellsignal 5 mit dem Stör-Aktorstellsignal 8.

Das Aktorstellsignal 9 ist vorzugsweise ein Motordrehmoment und/oder eine Motorstellung des Aktors. In einer in Figur 1 nicht dargestellten Weiterbildung kann die Vorrichtung ferner einen Aktorsensor zur Ermittlung eines Ist-Aktorstellsignals aufweisen. In diesem Fall kann das Steuergerät eine unterlagerte Aktorregelung umfassen, mittels der das Soll-Aktorstellsignal 9 mit dem sensorisch erfassten Ist- Aktorstellsignal ausregelbar ist.

Aus dem eingestellten, insbesondere eingeregelten, Aktorstellsignal 9 resultiert ein neues Ist-Stabilisatormoment 4, das im Rahmen der Wankregelung zurückgeführt wird und erneut mit dem Soll-Stabilisatormoment 3 abgeglichen wird. Die Wankregelung 1 ist somit als geschlossener Regelkreis, insbesondere mit Störgrößenaufschal- tung 2, ausgebildet.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

Bezuqszeichen Wankregelung

Störgrößenaufschaltung

Soll-Stabilisatormoment

Ist-Stabilisatormoment

Wank-Aktorstellsignal

rechter Radhöhenstand

linker Radhöhenstand

Stör-Aktorstellsignal

Aktorstellsignal