本發(fā)明涉及一種用于操作具有主動側(cè)傾控制系統(tǒng)和空氣懸架系統(tǒng)的機(jī)動車輛的方法以及具有空氣懸架系統(tǒng)和主動側(cè)傾控制系統(tǒng)的機(jī)動車輛，主動側(cè)傾控制系統(tǒng)被設(shè)計為使用根據(jù)本發(fā)明的方法。

背景技術(shù)：

如果道路上的不平坦或轉(zhuǎn)彎導(dǎo)致車輪經(jīng)歷彈簧壓縮或彈簧伸長，則機(jī)動車輛中的側(cè)傾控制系統(tǒng)抵消車輛的側(cè)傾運動。側(cè)傾控制系統(tǒng)將由彈簧壓縮或延伸產(chǎn)生的車身的運動傳遞到車輛的相對側(cè)，其中側(cè)傾控制系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)性能可以引起傳動的阻尼和減速，并且因此可以引起有害的動態(tài)行為。側(cè)傾控制系統(tǒng)可以設(shè)置在機(jī)動車輛的前軸、后軸或分別設(shè)置在后軸和前軸上。

在被稱為主動側(cè)傾控制(arc)的范圍內(nèi)的主動側(cè)傾控制系統(tǒng)在具有高重心的車輛和運動型車輛中變得越來越普遍。在這種情況下，通過改變側(cè)傾控制系統(tǒng)的機(jī)械傳動行為，車輛的側(cè)傾性能適應(yīng)于駕駛員的不同駕駛狀況和個人偏好。例如，在“運動”操作模式中可能需要“更直接”或“更硬”的傳動，或者可能影響在轉(zhuǎn)彎期間機(jī)動車輛的轉(zhuǎn)向不足行為。

在機(jī)動車輛工業(yè)中，空氣懸架系統(tǒng)構(gòu)成螺旋彈簧和彈簧片的普遍替代方案，并且空氣懸架系統(tǒng)基本上由產(chǎn)生所需彈簧效應(yīng)的充氣波紋管組成。在這種情況下，空氣彈簧的高度也可以通過改變波紋管中空氣的空氣壓力被調(diào)整，該空氣壓力可用于例如在高速行駛時降低車身，或者允許更容易進(jìn)入機(jī)動車輛。此外，例如us2006/0108749a1公開了空氣彈簧的體積可以通過例如通過閥門連接附加體積而改變。以這種方式，空氣彈簧的彈簧常數(shù)可以改變，并且在體積增加的情況下減小，這會導(dǎo)致更軟的懸架。具有適應(yīng)性彈簧常數(shù)的空氣懸架系統(tǒng)可以被用來獲得便利的功能，這些功能類似于上面所解釋的用于主動側(cè)傾控制系統(tǒng)的功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是引入一種用于操作具有主動側(cè)傾控制系統(tǒng)和空氣懸架系統(tǒng)的機(jī)動車輛的改進(jìn)方法。

因此，本發(fā)明引入一種用于操作具有主動側(cè)傾控制系統(tǒng)和空氣懸架系統(tǒng)的機(jī)動車輛的方法。該方法至少包括以下步驟：

-根據(jù)正常的空氣彈簧設(shè)定，在正常操作模式下操作空氣懸架系統(tǒng)；

-檢查主動側(cè)傾控制系統(tǒng)的故障；和

-如果檢測到主動側(cè)傾控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則根據(jù)與正?？諝鈴椈稍O(shè)定不同的特殊空氣彈簧設(shè)定，以備用操作模式操作空氣懸架。

主動側(cè)傾控制系統(tǒng)優(yōu)選地設(shè)置在機(jī)動車輛的前部，但是主動側(cè)傾控制系統(tǒng)也可以附加地或替代地設(shè)置在機(jī)動車輛的后部。

空氣懸架系統(tǒng)通常將包括設(shè)置在機(jī)動車輛的車輪懸架單元上的四個空氣彈簧。然而，也可以設(shè)想的是，僅將前輪懸架系統(tǒng)或后輪懸架系統(tǒng)體現(xiàn)為空氣彈簧，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，至少在前輪懸架單元上設(shè)置空氣彈簧。

本發(fā)明基于這種認(rèn)識，并且包括所述這種認(rèn)識，即，當(dāng)使用主動側(cè)傾控制系統(tǒng)時，問題在于，在一個或多個主動側(cè)傾控制系統(tǒng)故障的情況下，機(jī)動車輛會呈現(xiàn)駕駛員不習(xí)慣并且在車輛運動動力學(xué)方面不利的側(cè)傾行為。為了避免這種情況，在主動側(cè)傾控制系統(tǒng)故障的情況下，側(cè)傾控制系統(tǒng)的電動馬達(dá)通常發(fā)生短路，或者當(dāng)存在可調(diào)節(jié)的減振器時，它們被置于硬設(shè)置中。然而，電動馬達(dá)的短路需要附加的自傳導(dǎo)繼電器，其在整個運行周期期間被供以電力，由此導(dǎo)致燃料消耗、重量以及在某些情況下機(jī)動車輛的包裝體積或者其決定性部件之一增加。減振器的調(diào)節(jié)效果還取決于機(jī)動車輛的重心的高度和減振器本身的特定性能，結(jié)果是在許多情況下這種解決方案的方法可能被證明是不夠的。

本發(fā)明利用這樣的認(rèn)識，即，當(dāng)存在空氣懸架系統(tǒng)時，其可以用于改進(jìn)機(jī)動車輛的側(cè)傾穩(wěn)定性，因為空氣懸架系統(tǒng)的決定性操作參數(shù)在主動側(cè)傾控制系統(tǒng)故障的情況下被調(diào)整，并且空氣懸架系統(tǒng)可以以這種方式在特殊操作模式下操作。

特別優(yōu)選地，根據(jù)特殊空氣彈簧設(shè)定的機(jī)動車輛的高度低于根據(jù)正常的空氣彈簧設(shè)定的機(jī)動車輛的高度。這可以通過減小空氣懸架系統(tǒng)中的空氣壓力來實現(xiàn)，由此減小空氣彈簧的高度并且因此減小在車輪軸上方車身的高度?？諝鈴椈傻倪@種調(diào)節(jié)導(dǎo)致機(jī)動車輛的重心下降，由此相應(yīng)地縮短了在側(cè)傾期間作用在機(jī)動車輛上的力。該措施的效果在具有設(shè)置在前軸附近的發(fā)動機(jī)和在設(shè)置在前部作為空氣懸架系統(tǒng)的懸架系統(tǒng)的機(jī)動車輛的情況下特別顯著，因為發(fā)動機(jī)構(gòu)成了機(jī)動車輛的總質(zhì)量的主要部分。

在這種情況下，根據(jù)特殊空氣彈簧設(shè)定的機(jī)動車輛的高度可以減小到使得機(jī)動車輛的車輪懸架系統(tǒng)置于機(jī)動車輛車身的停止緩沖器上的程度。與在正常操作模式中操作的空氣彈簧相比，停止緩沖器具有大幾個數(shù)量級的彈簧常數(shù)，結(jié)果是該措施增加了裝置的剛性。這相應(yīng)地增加了機(jī)動車輛對側(cè)傾的抵抗并增強(qiáng)了機(jī)動車輛的轉(zhuǎn)向不足行為。在機(jī)動車輛的前軸處增加的剛度還會導(dǎo)致側(cè)傾扭矩被分配到前軸，這額外地增加了在橫擺期間機(jī)動車輛的穩(wěn)定性。

也可以規(guī)定，根據(jù)特殊空氣彈簧設(shè)定的機(jī)動車輛空氣懸架系統(tǒng)的前部空氣彈簧的彈簧常數(shù)高于根據(jù)正常的空氣彈簧設(shè)定的機(jī)動車輛空氣懸架系統(tǒng)的前部空氣彈簧的彈簧常數(shù)。為此，機(jī)動車輛例如可以配備有具有可變體積的空氣彈簧。增加體積導(dǎo)致彈簧常數(shù)減小，反之亦然。在前軸處的空氣彈簧的彈簧常數(shù)的增加具有類似于對于車身置于停止緩沖器上所描述的效果，但是不會對于機(jī)動車輛的動態(tài)行為構(gòu)成劇烈的干預(yù)。

此外，根據(jù)特殊空氣彈簧設(shè)定的機(jī)動車輛的空氣懸架系統(tǒng)的后空氣彈簧的彈簧常數(shù)與正?？諝鈴椈稍O(shè)定相比可以增加。一個/多個彈簧常數(shù)的調(diào)節(jié)可以有利地與通過降低空氣彈簧中的空氣壓力來降低車身相結(jié)合。

與正常空氣彈簧設(shè)定相比，在特殊空氣彈簧設(shè)定中，還可以減小機(jī)動車輛的空氣懸架的左側(cè)前部空氣彈簧與機(jī)動車輛的空氣懸架系統(tǒng)的右側(cè)前部空氣彈簧之間的通道。為此目的，機(jī)動車輛可以具有在設(shè)置在彼此相對的車輛側(cè)上的空氣彈簧之間的橫向連接，空氣彈簧的通道例如以可調(diào)節(jié)的方式通過節(jié)氣門來配置。在主動側(cè)傾控制系統(tǒng)故障的情況下，通道的減小相應(yīng)地增加了機(jī)動車輛對于側(cè)傾的抵抗，結(jié)果是上述內(nèi)容也適用于其它調(diào)整可能性。此外，機(jī)動車輛的空氣懸架系統(tǒng)的左側(cè)后部空氣彈簧和機(jī)動車輛的空氣懸架系統(tǒng)的右側(cè)后部空氣彈簧之間的通道根據(jù)特殊空氣彈簧設(shè)定可以大于根據(jù)正?？諝鈴椈稍O(shè)定。

本發(fā)明的第二方面提出了一種具有主動側(cè)傾控制系統(tǒng)、空氣懸架系統(tǒng)和連接到側(cè)傾控制系統(tǒng)和空氣懸架系統(tǒng)的控制單元的機(jī)動車輛?？刂茊卧辉O(shè)計為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。

附圖說明

下面將參考示例性實施例的說明更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動車輛的示例性實施例的框圖；

圖2示出了具有空氣彈簧的車輪懸架單元的示例性實施例；和

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實施例。

具體實施方式

圖1以框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動車輛1的示例性實施例。在機(jī)動車輛1的車輪2中，前面的車輪被示出為安裝在單獨的車輪懸架單元5上。后輪2也可以安裝在單獨的車輪懸架單元上或安裝在共同的車軸上。在所示的示例性實施例中，空氣彈簧7設(shè)置在所有車輪2上或其懸架單元上。然而，與此相反，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，空氣彈簧7僅存在于機(jī)動車輛1的前部或僅存在于機(jī)動車輛1的后部也是可能的。機(jī)動車輛1在圖1中示出為發(fā)動機(jī)6設(shè)置在前面，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于其他構(gòu)造。

機(jī)動車輛1具有側(cè)傾控制系統(tǒng)3，其配備有致動器4并且適于主動側(cè)傾控制方法。在所示的示例性實施例中，側(cè)傾控制系統(tǒng)3設(shè)置在機(jī)動車輛1的前輪2上，但是此外，側(cè)傾控制系統(tǒng)也可以存在于后輪2處，根據(jù)本發(fā)明的方法可以也可應(yīng)用于這種情況。側(cè)傾控制系統(tǒng)3在其彼此相對的端部處連接到前輪2的車輪懸架單元5，并且將車輪2的位移傳遞到在車輛的相對側(cè)上的車輪2。變速器在此可以通過致動器4來控制，以便實現(xiàn)機(jī)動車輛1的所需動態(tài)行為。提供控制單元11用于檢測側(cè)傾控制系統(tǒng)3的故障的存在，例如致動器4的故障，并且在備用操作模式的范圍內(nèi)執(zhí)行用于盡可能保持機(jī)動車輛1動態(tài)駕駛行為的適當(dāng)措施。為此目的，控制單元11還連接到空氣彈簧7上?？刂茊卧?1可以是已經(jīng)提供用于其他目的的部件，例如發(fā)動機(jī)6的發(fā)動機(jī)控制單元或類似裝置。

在所示的示例性實施例中，空氣彈簧7通過第一節(jié)氣門9連接到壓力容器8。節(jié)氣門9可以打開或關(guān)閉，以改變空氣彈簧7的總體積。如果空氣彈簧7的總體積增加——由于相關(guān)聯(lián)的節(jié)氣門9被打開或被進(jìn)一步打開，則空氣彈簧7的彈簧常數(shù)減小，因為相對大的回避空間可用于在彈起過程期間在一定彈簧距離上被移動或壓縮的排出體積，結(jié)果是做了總體較少的壓縮功。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，壓力容器8可僅設(shè)置在前空氣彈簧7或后空氣彈簧7處，或者甚至完全不設(shè)置壓力容器8。

圖1中的示例性實施例還示出了分別設(shè)置在車輛的相對側(cè)上的空氣彈簧7之間的橫向連接，并且該橫向連接經(jīng)由第二節(jié)氣門10可以打開或關(guān)閉，或者可以具有施加于其上的可選擇的流動阻力。彼此相對的空氣彈簧7之間的連接被打開的程度越大，在空氣彈簧7之間可以移動的體積越大，結(jié)果是當(dāng)節(jié)氣門10打開時與它關(guān)閉時相比，空氣彈簧抵消更小的側(cè)傾運動。因此，空氣彈簧7之間的橫向連接還允許在側(cè)傾控制系統(tǒng)3具有故障的情況下控制機(jī)動車輛1的側(cè)傾行為。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，僅在前空氣彈簧7處、僅在后空氣彈簧7處、在前空氣彈簧7和后空氣彈簧7處提供橫向連接，或者甚至根本不提供橫向連接。

控制單元11不僅連接到側(cè)傾控制系統(tǒng)3的致動器4，而且連接到第一和第二節(jié)氣門9、10和空氣彈簧7(至目前為止它們分別存在)，并且被設(shè)計成控制這些組件。特別地，控制單元11可以以可變的方式預(yù)限定空氣彈簧7中的壓力和節(jié)氣門9、10的打開狀態(tài)。

圖2示出了具有空氣彈簧7的車輪懸架單元的示例性實施例。在現(xiàn)有技術(shù)中，已知多種車輪懸架單元的變型，其也可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用。用于車輪2的示例性車輪懸架單元5具有輪架13，該輪架可樞轉(zhuǎn)地連接到樞轉(zhuǎn)安裝的下橫向連桿14和上橫向連桿15上。在所示的示例中，空氣彈簧7接合在上橫向連桿15上，但是也可以使空氣彈簧7接合在下橫向連桿14上，這使得空氣彈簧7具有相對較大的安裝空間，但是通常需要適配于上橫向連桿15。對于附圖，選擇所示的構(gòu)造是出于簡化圖示的原因，而不希望在本發(fā)明的范圍內(nèi)表達(dá)偏好。

空氣彈簧7在一端處連接到上橫向連桿，在其另一端連接到車身12。此外，提供例如由硬橡膠體現(xiàn)并且可具有拋物線橫截面積的停止緩沖器16。停止緩沖器16通常設(shè)置在車身12上，但是也可以設(shè)置在車輪懸架單元5上，例如設(shè)置在上橫向連桿15上。在備用操作模式中，提供的是將空氣彈簧中的壓力7降低到使得車身12通過停止緩沖器16置于車輪懸架單元5上的程度。停止緩沖器16的更大數(shù)量級的彈簧常數(shù)連同同時降低的機(jī)動車輛1的重心使得在故障情況下會帶來對側(cè)傾的增加的抵抗和機(jī)動車輛1更好的轉(zhuǎn)向不足行為。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實施例。在步驟s1中開始之后，在步驟s2中讀出側(cè)傾控制系統(tǒng)的合適的運行參數(shù)，并且在步驟s3中檢查是否存在橫向連接3的故障情況。如果不是這種情況，則系統(tǒng)直接或在預(yù)定時間段過去之后分支回到步驟s2，并且空氣彈簧繼續(xù)以正?？諝庠O(shè)定操作。代替?zhèn)葍A控制系統(tǒng)的操作參數(shù)，側(cè)傾控制系統(tǒng)的故障情況也可以基于機(jī)動車輛1的其他合適的參數(shù)來檢測，而不做一般性限制。

相反，如果在步驟s3中側(cè)傾控制系統(tǒng)3存在故障情況，則空氣彈簧的設(shè)定在隨后的步驟中被改變?yōu)樘厥饪諝鈴椈稍O(shè)定。為此，在步驟s4中，空氣彈簧中的壓力減小，并且因此機(jī)動車輛的車身降低，這也降低了機(jī)動車輛相對于車輪懸架單元的重心。在這種情況下，空氣彈簧中的壓力可以減小到使車身置于停止緩沖器上的程度。在這種情況下，可以省略步驟s5至s9。

在步驟s5中，當(dāng)存在具有可變體積的空氣彈簧時，可以減小前空氣彈簧的體積，以便增加這些空氣彈簧的彈簧常數(shù)。在步驟s6中，可以增加后空氣彈簧的體積，以便降低后空氣彈簧的彈簧常數(shù)。通過這些措施實現(xiàn)改進(jìn)的轉(zhuǎn)向不足和側(cè)傾行為。

在步驟s7中，可以減小或關(guān)閉前空氣彈簧之間的橫向連接。在步驟s8中可以規(guī)定，后空氣彈簧之間的橫向連接被打開或進(jìn)一步打開。最后，在步驟s9中，通過聽覺和/或視覺信號，可以使機(jī)動車輛駕駛員意識到改變機(jī)動車輛的動態(tài)行為并因此構(gòu)成事故的可能原因的故障情況。該方法可以在步驟s10中結(jié)束。

步驟s4至s9可以以任何所需的順序同時或相繼進(jìn)行。此外，可以根據(jù)機(jī)動車輛空氣懸架系統(tǒng)的實施例省略各個步驟(空氣彈簧前/后？可變空氣彈簧體積前/后？空氣彈簧前/后之間的橫向連接？)。

本發(fā)明允許具有主動側(cè)傾控制系統(tǒng)和空氣懸架系統(tǒng)的機(jī)動車輛針對主動側(cè)傾控制系統(tǒng)具有故障行為的情況的改進(jìn)的動態(tài)行為。通過根據(jù)本發(fā)明的所述方法，即使在主動側(cè)傾控制系統(tǒng)的故障期間，也可以確保對側(cè)傾的足夠抵抗和所需的機(jī)動車輛轉(zhuǎn)向不足行為。

雖然已經(jīng)通過優(yōu)選實施例的示例性實施例更詳細(xì)地示出和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不受所公開示例的限制。在不背離如權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可從現(xiàn)有的示例性實施例導(dǎo)出本發(fā)明的變型。

附圖標(biāo)記列表

1機(jī)動車輛

2車輪

3側(cè)傾控制系統(tǒng)

4致動器

5車輪懸架單元

6發(fā)動機(jī)

7空氣彈簧

8蓄壓器

9第一節(jié)氣門

10第二節(jié)氣門

11控制單元

12車身

13輪架

14下橫向連桿

15上橫向連桿

16停止緩沖區(qū)