DE102008052991A1 - Method for production of signals for influencing movement of vehicle body of motor vehicle controllable or adjustable in its path of motion, involves determining sensory movement of vehicle body - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Signalen zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges, wobei sensorisch die Bewegung des Fahrzeugaufbaus ermittelt wird, die den ermittelten Sensorwerten entsprechenden Sensorsignale einem Dämpferregler zugeführt werden, der Dämpferregler wenigstens ein Steuersignal zur Ansteuerung von Aktuatoren, insbesondere von semiaktiven oder aktiven Dämpfern, liefert, mittels denen die Bewegung des Fahrzeugaufbaus beeinflusst werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus.The The invention relates to a method for generating signals for Influencing the movement of one in his movements controllable or controllable vehicle body of a motor vehicle, wherein the motion of the vehicle body is sensed, the sensor signals corresponding to the sensor values determined a damper controller supplied, the damper controller at least a control signal for controlling actuators, in particular of semi-active or active dampers, provides, by means of which the movement of the vehicle body can be influenced. The invention further relates to a system for carrying out the method and a vehicle, in particular motor vehicle, with a system for Influencing the movement of a controllable in his movements or adjustable vehicle body.
Verfahren
und Systeme der gattungsgemäßen Art sind bekannt.
So ist beispielsweise aus
Bekannt sind im Wesentlichen drei Dämpfersysteme für Fahrzeuge, wobei einer Federanordnung zwischen Rad und Aufbau ein Aktuator parallel geschaltet ist. Bekannt sind passive, semi-aktive und aktive Dämpfersysteme. Bei passiven Dämpfersystemen ist eine Veränderung der Dämpferkraft während des Fahrbetriebes nicht vorgesehen. Bei semi-aktiven Dämpfersystemen kann die Dämpferkraft durch eine Veränderung eines Ölfluidstromes unter Verwendung eines oder mehrerer Ventile verändert werden. Auf diese Art und Weise können die Dämpfungseigenschaften verändert werden. Semi-aktive Dämpfersysteme arbeiten rein energieabsorbierend. Bei aktiven Dämpfersystemen kann eine gewünschte Dämpferkraft sowohl dämpfend als auch energieeinbringend in jede Richtung bereitgestellt werden.Known are essentially three damper systems for vehicles, wherein a spring arrangement between the wheel and the structure of an actuator is connected in parallel. Are known passive, semi-active and active Damper systems. For passive damper systems is a change in the damper force during the Driving operation not provided. For semi-active damper systems The damper force can be changed by changing an oil fluid flow changed using one or more valves become. In this way, the damping properties to be changed. Semi-active damper systems work purely energy-absorbing. In active damper systems can dampening a desired damper force as well as providing energy in each direction.
Über das generelle querdynamische Verhalten eines Fahrzeugs gibt das Eigenlenkverhalten Auskunft. Darunter versteht man Kursänderungen eines Fahrzeugs ohne einen Eingriff des Fahrers, zum Beispiel während der Kurvenfahrt durch Fliehkräfte, durch Seitenwind und dergleichen. Vergrößert sich durch das Eigenlenkverhalten der gefahrene Kurvenradius, so spricht man vom Untersteuern. Beim Verringern des Kurvenradius liegt übersteuerndes Verhalten vor. Falls das Eigenlenkverhalten keine Kursänderung bewirkt, so verhält sich das Fahrzeug neutral. Beim Untersteuern ist der Schräglaufwinkel der Vorderräder unverhältnismäßig größer als der Schräglaufwinkel der Hinterräder. Das Fahrzeug „schiebt" über die Vorderräder in einer Kurve nach außen. Das gegenteilige Verhalten wird untersteuern genannt, in diesem Fall bricht das Heck eines Fahrzeugs aus, das heißt es schleudert Richtung kurvenaußen. Übersteuerndes Verhalten wird eher als sportlich empfunden. Aus Sicherheitsgründen werden Fahrzeuge eher untersteuernd ausgelegt. Die Steuertendenz gibt Auskunft darüber, inwieweit das Fahrzeug über- oder untersteuert oder ob neutrales Verhalten vorliegt.about the general lateral dynamic behavior of a vehicle gives that Self-steering behavior information. This refers to course changes of a vehicle without driver intervention, for example during the cornering by centrifugal forces, by crosswinds and like. Enlarged by the self-steering behavior the driven curve radius, this is called understeer. At the Reducing the curve radius is oversteer behavior in front. If the self-steering behavior does not cause a change in course, so behaves the vehicle neutral. Understeer the slip angle of the front wheels is disproportionate greater than the slip angle of the rear wheels. The vehicle "pushes" over the front wheels in a curve to the outside. The opposite behavior becomes called understeer, in this case breaks the rear of a vehicle out, which means it hurls direction outside. About controlling the Behavior is perceived as more athletic. For safety reasons Vehicles are designed to be understeer. The tax trend provides information on the extent to which the vehicle understeer or neutral behavior.
In Grenzen ist es durchaus erwünscht, das Fahrverhalten der Fahrsituation anpassen zu können und so etwas sportlich dynamischer oder aber etwas sicherheitsbetonter zu fahren. Zielsetzung sollte sein, dass sich ein möglichst harmonischer Bewegungsablauf ergibt, der ferner subjektiv sowohl ein dynamisches als auch ein möglichst sicheres Fahrgefühl vermittelt.In Borders it is quite desirable, the driving behavior of To be able to adjust driving situation and so sporty to drive more dynamically or with more safety. objective should be that the most harmonious movement possible which, subjectively, gives both a dynamic and a subjective conveys the safest possible driving experience.
Elektronische Systeme wie ESP (Elektronisches Stabilitäts Programm) wirken dem Über- oder Untersteuern mittels gezieltem, automatischen Bremseneingriff und/oder Rücknahme der Motorleistung entgegen. Es handelt sich um ein Fahrerassistenzsystem zur Erhöhung der Sicherheit eines Personenkraftwagen. Durch gezieltes Bremsen einzelner Räder versucht das System ein Schleudern des Fahrzeugs im Grenzbereich zu verhindern und dem Fahrer so die Kontrolle über das Fahrzeug zu sichern. Übersteuern wird beispielsweise durch Abbremsen des kurvenäußeren Vorderrades korrigiert, untersteuern durch Abbremsung des kurveninneren Hinterrades.Electronic systems such as ESP (Electronic Stability Program) counteract the oversteer or understeer by means of targeted, automatic brake intervention and / or withdrawal of engine power. It is a driver assistance system to increase the safety of a passenger car. By deliberately braking individual wheels, the system attempts to prevent the vehicle from skidding in the border area and thus to give the driver control over the vehicle. Oversteer is corrected for example by braking the outside front wheel, understeer by braking the inside of the curve Rear wheel.
Damit das ESP auf kritische Fahrsituationen reagieren kann, vergleicht das System permanent den Fahrerwunsch mit dem Fahrzustand. Der Lenkwinkelsensor liefert den Fahrerwunsch hinsichtlich der Fahrtrichtung. Motormanagement, die ABS-Drehzahlsensoren (ABS = Antiblockiersystem) und der Gierratensensor (Gierrate, Querbeschleunigung) liefern die Signale zur Interpretation des Fahrzeugverhaltens. Wenn eine wesentliche Abweichung des berechneten Fahrzustandes vom Fahrerwunsch festgestellt wird, greift das System ein. Für das ESP wird meist ein Sensorcluster verwendet, wobei der Gierratensensor die Drehung um die Hochachse (z-Achse) misst und der Querbeschleunigungssensor die Beschleunigung entlang der y-Achse.In order to the ESP can react to critical driving situations, compares the system permanently the driver's request with the driving condition. The steering angle sensor provides the driver's request regarding the direction of travel. Engine management, the ABS speed sensors (ABS = anti-lock braking system) and the yaw rate sensor (Yaw rate, lateral acceleration) provide the signals for interpretation the vehicle behavior. If a significant deviation of the calculated Driving condition is detected by the driver, the system attacks one. ESP usually uses a sensor cluster wherein the yaw rate sensor rotates about the vertical axis (z-axis) measures and the lateral acceleration sensor along the acceleration the y-axis.
Unter Active Yaw oder Torque Vectoring versteht man die aktive Beeinflussung des Gierwinkels von Fahrzeugen. Hierbei kann man die Räder eines Kraftfahrzeugs zusätzlich lenken, indem man gezielt die Antriebsmomente links und rechts unterschiedlich verteilt. Lenkung, Allradlenkung oder die aktive Hinterachskinematik sind Systeme, die auf einer Änderung der Radstellung beruhen.Under Active Yaw or Torque Vectoring is the active influence the yaw angle of vehicles. Here you can the wheels additionally steer a motor vehicle by specifically the Drive torques distributed differently on the left and right. Steering, Four-wheel steering or active rear-axle kinematics are systems which are based on a change in the wheel position.
Die genannten Systeme finden vor allem Einsatz im eher sicherheitskritischen Bereich. Es gibt jedoch auch im fahrsicheren sportlichen Bereich durchaus Anforderungen an das Eigenlenkverhalten.The These systems are mainly used in the more safety-critical Area. However, there are also in the safe driving range absolutely demands on the self-steering behavior.
Bei klassischen Stoßdämpfern wird durch die unterschiedliche Auslegung der Zug- beziehungsweise Druckstufe auch das querdynamische „Ansprechen" beeinflusst. Durch die Stoßdämpfer werden die Reifen vor allem beim Durchfahren von Kurven auf der Straße gehalten. Ohne deren Schwingungsdämpfung würden die Räder nach dem Einfedern selbsttätig wieder ausfedern, dadurch das Fahrzeug nach oben beschleunigen, und somit die Normalkraft der Räder auf die Fahrbahn verringern, was dazu führen würde, dass die Reibkraft, die die Reifen auf die Fahrbahn bringen können, sinkt. Das Fahrzeug rutscht dann. Bildlich formuliert „hüpft" das Fahrzeug wie ein Gummiball auf der Fahrbahn. Ein direkt angelenkter hydraulischer Stoßdämpfer wird beim Ausfedern auf Zug und beim Einfedern auf Druck beansprucht. Deshalb wird die Dämpfung beim Ausfedern als Zugstufe, beim Einfedern als Druckstufe bezeichnet.at classic bumpers is made by the different Design of the rebound or compression stage also the lateral dynamic "response" affected. The shock absorbers are the Tires especially when driving through bends on the road held. Without their vibration damping would the wheels automatically after compression again rebound, thereby accelerating the vehicle upwards, and thus reduce the normal force of the wheels on the road, which would cause the frictional force, the can bring the tires on the road, sinks. The Vehicle then slips. Figuratively worded "hops" the vehicle like a rubber ball on the road. A directly hinged hydraulic shock absorber becomes rebounding stressed on train and during compression on pressure. That is why the Damping when rebounding as a rebound, during compression as compression designated.
Bei einem querdynamischen Manöver, wie beispielweise Kurvenfahrt, Slalom, Ausweichmanöver und dergleichen, wird das Fahrzeug durch eine Lenkbewegung in eine Kurve gezwungen. Die Schwerkraft führt dann in Kombination mit den Federn des Fahrwerks zu einer Kurvenneigung des Fahrzeugs, was wiederum eine bestimmte Stellung der Dämpfer bezüglich der Zug- und Druckstufe bewirkt, je nachdem welche Dämpfer kurveninnen und kurvenaußen angeordnet sind. Bei einer unterschiedlichen Auslegung der Zug- und Druckstufe wird die übertragbare Normalkraft verändert und es ergibt sich das Gefühl, dass ein Fahrzeug williger oder unwilliger in die Kurve einlenkt.at a lateral dynamic maneuver, such as cornering, Slalom, evasive maneuvers and the like, becomes the vehicle forced into a curve by a steering movement. Gravity then performs in combination with the springs of the chassis to a curve slope of the vehicle, which in turn a certain Position of the dampers with respect to the rebound and compression stages causes, depending on which damper inside and outside the curve are arranged. In the case of a different interpretation of the train and pressure level, the transmissible normal force is changed and it gives the feeling that a vehicle is more willing or reluctantly turns into the curve.
Im Rennsport wird vor Kurven einerseits gebremst, um die Geschwindigkeit zu reduzieren, anderseits aber auch, um die lenkenden Vorderräder stärker auf den Asphalt zu pressen, und so eine stärkere Seitenführungskraft beim Einlenken in die Kurve zu erzielen. Unter Seitenführungskraft wird die Kraft verstanden, die der Fliehkraft beim Durchfahren einer Kurve entgegen wirkt und somit das Fahrzeug auf der Fahrbahn hält. Speziell die vom Reifen auf die Straße übertragbaren Kräfte stellen ein begrenzendes Element für Kurvenfahrten dar.in the Racing is braked before corners on the one hand to speed on the other hand, to the steering front wheels stronger to press on the asphalt, and so a stronger cornering power when turning into the curve to achieve. Under cornering power the force is understood, the centrifugal force when driving through a Curve counteracts and thus keeps the vehicle on the road. Especially the transferable from the tire to the road Forces provide a limiting element for cornering represents.
Übersteigt die Fliehkraft die maximal übertragbare Seitenführungskraft, so rutscht das Fahrzeug aus der Kurve. Die Reifenaufstandsfläche ist hierbei derjenige Teil des Reifens, der den Kontakt zur Straße hält. Die Größe der Aufstandsfläche hängt in erster Linie von der Radlast ab. Unter dynamischer Radlastverteilung versteht man das Wandern des physikalischen Schwerpunktes eines Fahrzeugs zwischen den beiden Radachsen beziehungsweise deren Reifenaufstandsflächen während der Fahrt.exceeds the centrifugal force the maximum transferable cornering force, so the vehicle slips out of the curve. The tire contact patch Here is the part of the tire, the contact with the road holds. The size of the footprint depends primarily on the wheel load. Under dynamic wheel load distribution one understands the wandering of the physical center of gravity of a Vehicle between the two axles or their tire contact surfaces while driving.
Bei den bekannten Verfahren und Systemen zur Beeinflussung der Bewegung des Fahrwerkes ist nachteilig, dass als Ausgangsgröße aus eingesetzten Reglermodulen eine Kraft angefordert wird. Dies hat den Nachteil, dass zusätzlich eine Dämpfergeschwindigkeit als Zusatzgröße benötigt wird, um über eine Kennfeldumrechnung zu der eigentlichen Stellgröße, dem Steuerstrom, zu gelangen. Darüber hinaus kann auch bei einer konstanten Kraftanforderung der Strom sich in Abhängigkeit von der Dämpfergeschwindigkeit ändern. Da eine Kennfeldumrechnung fehlerbehaftet ist, wird auch die resultierende Dämpferkraft entsprechend unstetig. Gerade im Bereich von niedrigen Dämpfergeschwindigkeiten, die insbesondere häufig bei Querdynamikvorgängen vorliegen, ist dies nachteilig, da hier die größten Nichtlinearitäten und Ungenauigkeiten im Kennfeld vorliegen. Darüber hinaus ist bekannt, dass im Geschwindigkeitsnulldurchgang im Kennfeld der Dämpfer in der Regel weich gestellt wird. Gerade bei Dämpfergeschwindigkeiten, die um null herum pendeln wird dann bei einer konstanten Kraftanforderung ein ständig pendelnder Strom gestellt, der kontraproduktiv für die eigentliche Regelung ist.at the known methods and systems for influencing the movement of the chassis is disadvantageous that as an output variable a force is requested from the controller modules used. this has the disadvantage that in addition a damper speed as an additional size is needed to over a Map conversion to the actual control variable, the control current to arrive. In addition, too at a constant power requirement, the power is dependent change from damper speed. There one Map conversion is errored, will also be the resulting Damper force accordingly unsteady. Especially in the area of low damper speeds, especially common in transverse dynamic processes, this is disadvantageous because here are the biggest nonlinearities and inaccuracies in the map are present. Furthermore is known that in the speed zero crossing in the map of the Damper is usually softened. Especially at damper speeds, The commute around zero will then be at a constant force demand a constantly oscillating stream, which is counterproductive for the actual regulation is.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System der gattungsgemäßen Art anzugeben, mittels denen in einfacher und sicherer Weise eine Regelung der Bewegung eines Fahrzeugaufbaus mit elektronisch ansteuerbaren Aktuatoren (Dämpfern) möglich ist, wobei ein querdynamisches Fahrverhalten beeinflusst werden soll.The invention is therefore an object of the invention to provide a method and a system of the generic type, by means of which in a simple and secure way, a regulation of the movement of a vehicle body with electronically ansteuerba Ren actuators (dampers) is possible, with a lateral dynamic behavior is to be influenced.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass mittels des Dämpferreglers aus den Sensorsignalen unter Berücksichtigung von querdynamischen Zustandsgrößen das wenigstens eine Steuersignal zur Ansteuerung der Aktuatoren ermittelt wird, wobei wenigstens ein Steuersignal in seinem Amplitudenverlauf und/oder Zeitverlauf derart modifiziert wird, dass eine Steuertendenz des Fahrzeugs beeinflusst wird, ist vorteilhaft möglich, Fahrkomfort und Fahrdynamik einerseits und Fahrsicherheit andererseits durch die spezielle Einbindung der Eigendynamischen Zustandsgrößen aufeinander abzustimmen. Durch die Beeinflussung der Steuertendenz über Steuersignale für die Aktuatoren, das heißt also bei der Einstellung der Dämpfung der Bewegung des Fahrzeugaufbaus, wird neben den Komfortanforderungen eines Fahrzeugführers auch den dynamischen Fahrzuständen des Fahrzeuges insbesondere auch unter Berücksichtigung sicherheitskritischer Zustände Rechnung getragen.According to the invention This object is achieved by a method having the features mentioned in claim 1 solved. The fact that by means of the damper controller from the sensor signals taking into account lateral dynamic State variables that at least one control signal for controlling the actuators is determined, wherein at least a control signal in its amplitude profile and / or time course is modified so that influences a control tendency of the vehicle is advantageously possible, driving comfort and driving dynamics on the one hand and driving safety on the other hand due to the special integration the self-dynamic state variables on each other vote. By influencing the tax trend over Control signals for the actuators, that is, so in the adjustment of the damping of the movement of the vehicle body, is next to the comfort requirements of a vehicle driver also the dynamic driving conditions of the vehicle in particular also taking into account safety-critical conditions Taken into account.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als das wenigstens eine Steuersignal ein direkt die Aktuatoren beeinflussender Steuerstrom bereitgestellt wird. Hierdurch entfällt einerseits das Erfordernis der Bereitstellung einer Dämpfergeschwindigkeit als Zusatzgröße und andererseits ist die aus dem Stand der Technik bekannte Kennfeldumrechnung zu der eigentlichen Stellgröße nicht mehr erforderlich.In a preferred embodiment of the invention is provided that as the at least one control signal is a control current directly influencing the actuators provided. This eliminates the one hand Requirement of providing a damper speed as an additional size and on the other hand is the from the State of the art map mapping to the actual Manipulated variable no longer required.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, als Eingangsgröße die Steuer-Anforderung aus einem Querruckmodul zu verwenden, da an dieser Stelle eine Beeinflussung des querdynamischen Fahrverhaltens gegeben ist.In A preferred embodiment of the invention is provided as Input the control request from a Transverse pressure module to use, since at this point an influence the lateral dynamic driving behavior is given.
Querbeschleunigungsvorgänge stellen stationäre beziehungsweise quasi-stationäre Vorgänge dar, bei denen sich die Kurvenneigung beziehungsweise der Wankwinkel fest eingestellt hat. Wichtig ist es, einen Einfluss darauf auszuüben, wie das Fahrzeug diesen Wankwinkel aufbaut, dies wird unter anderem über den Querruck beeinflusst. Daher sollte das hier vorgestellte Modul vorteilhafterweise als Ergänzung zu einem Querruckmodul Verwendung finden. Die gesamte Komponente zur Beeinflussung der Steuertendenz kann in bestehende Querruck- oder Querdynamikmodule integriert werden oder kann diesen nachgeschaltet sein.Lateral acceleration processes provide stationary or quasi-stationary Operations in which the curve inclination or the roll angle has been fixed. The important thing is an influence on how the vehicle builds this roll angle, This is influenced, among other things, by the transverse pressure. Therefore, the module presented here should advantageously as Supplement to a transverse pressure module use find. The entire component for influencing the tax trend can exist in existing Transverse or transverse dynamics modules are integrated or can this be downstream.
Analog zu passiven, nicht regelbaren Dämpfern kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung auch beim aktiven oder semi-aktiven Dämpfern ein bestimmtes Verhältnis von Zug- zu Druckstufe vorgegeben werden. Sinnvoll ist dies speziell für Dämpfer, bei denen die Zug- und die Druckstufe getrennt ansteuerbar ist. Bei gemeinsamer Ansteuerung der Zug- und Druckstufe wäre ein ständiger Stellvorgang beim Durchlaufen des Nullpunkts notwendig. Unter Berücksichtigung des Aktorzeitverhaltens und der meist nur mittelgenauen Ermittlung der Dämpfergeschwindigkeit führt dies in der Praxis zu einem nicht sehr vorteilhaften Verhalten.Analogous to passive, non-controllable dampers can in preferred Embodiment of the invention also in the active or semi-active Dampers a certain ratio of tensile to Pressure level can be specified. This is especially useful for dampers, where the rebound and compression stages are separately controllable. With common control of the tension and compression would be a constant adjustment process when passing through the zero point necessary. Taking into account the Aktorzeitverhaltens and the usually only medium accurate determination of the damper speed In practice this leads to a not very advantageous Behavior.
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die kurveninneren und die kurvenäußeren Räder unterschiedlich anzusteuern. Dies geht von der häufig korrekten Annahme aus, dass bedingt durch die Kurvenneigung des Fahrzeugs die kurvenäußeren Dämpfer in der Druckstufe sind und die kurveninneren in der Zugstufe. Somit kann unter Bestimmung der Kurvenfahrt eine meist korrekte Ansteuerung der Zug- und Druckstufen des Dämpfers erfolgen und durch die entsprechenden Steuergrößen somit auch das Verhältnis von Zug- zu Druckstufe eingestellt werden.Further is provided in a preferred embodiment of the invention, the inside of the curve and the outside wheels different head for. This is based on the often correct assumption out that due to the curve of the vehicle curve outside Damper in the compression stage and the inside of the bend are in the rebound stage. Thus, determining the cornering a mostly correct Control of the rebound and compression stages of the damper done and by the corresponding control variables thus also the ratio of tension to compression set become.
Es sind noch weitere Ausprägungen für die Aufbringung der unterschiedlichen Kräfte möglich. Neben dieser spurweisen Aufteilung über kurveninnen und kurvenaußen ist auch eine Aufteilung Vorder- zu Hinterachse möglich. Dies führt zu ähnlich Effekten wie das Anbremsen vor einer Kurve, wodurch stärkere Seitenführungskräfte beim Einlenken aufgebracht werden. Ferner ist es möglich, die Dämpfer diagonal anzusteuern, das heißt kurveninnen Vorderachse und kurvenaußen Hinterachse und umgekehrt. Auch hierfür ist eine Bestimmung der Kurvenrichtung notwendig. Die Ansteuerung der Dämpfer ist bevorzugt achsweise, spurweise oder diagonal möglich.It are even more characteristics for the application the different forces possible. Beside this Track-wise distribution over inside and outside the curve is also a division front to rear axle possible. This leads to similar effects as the braking in front of a bend, creating stronger cornering forces be applied when turning. It is also possible to drive the dampers diagonally, that is, curves Front axle and curve outside rear axle and vice versa. Also For this purpose, a determination of the direction of the curve is necessary. The control of the damper is preferably axle wise, track by track or diagonally possible.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ansteuerungsart über eine Applikationsgröße einstellbar ist, wobei weiter bevorzugt vorgesehen ist, dass die Moduswahl achsweise untersteuernd, achsweise übersteuernd, spurweise untersteuernd, spurweise übersteuernd, diagonal untersteuernd und diagonal übersteuernd applizierbar ist.Prefers It is provided that the type of control via an application size is adjustable, wherein it is further preferred that the Mode selection understeer axle-by-axle, axle oversteer, Understeering by lane, oversteering by lane, diagonally untersteuernd and diagonal oversteer applicable.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, zu analysieren, ob eher unter- oder eher übersteuerndes Verhalten gewünscht ist und dementsprechend die Ansteuerungsart vorzugeben. Dabei kann das Verfahren zum Einen nur die Richtung umkehren, so dass zum Beispiel statt kurveninnen hart und kurvenaußen weich genau kurveninnen weich und kurvenaußen hart gestellt wird. Zum Anderen ist es in einer anderen Ausprägung möglich, dass selbsttätig entschieden wird, welche der Ausprägungen (wie Vorder- zu Hinterachse oder kurveninnen zu -außen oder diagonal innen zu außen) verwendet wird.In Another preferred embodiment of the invention is provided, to analyze whether rather under- or rather oversteer Behavior is desired and accordingly the Ansteuerungsart pretend. The process on the one hand only the direction turn around, so for example instead of turning inside hard and turning outside softly curved straight soft and curved outside hard becomes. On the other hand, it is possible in a different form, that it is automatically decided which of the characteristics (like front to rear axle or turn inside out or diagonally inside to outside).
Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Steuergrößen veränderbar in Abhängigkeit von anderen Eingangsgrößen, zum Beispiel von der Fahrgeschwindigkeit, dem energetischen (Straßen-)Zustand, dem Beladungszustand oder aber der gewünschten Fahrdynamik (sportlich-/komfortorientiert) und dergleichen sind.Further is provided in a preferred embodiment of the invention that the control variables can be changed depending on from other input quantities, for example from the Driving speed, the energetic (road) condition, the loading condition or the desired driving dynamics (sporty / comfort-oriented) and the like.
Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, zu unterscheiden, ob der Fahrer sich in einer fahrsicherheitskritischeren Situation befindet (zum Beispiel bei ABS-, ESP-Eingriff) oder ob es sich um eine unkritische sportliche Anforderung handelt. Über den Einfluss der Fahrgeschwindigkeit ist es vorzugsweise möglich, die Steuertendenzen Kundenbedürfnissen in der Form anzupassen, dass bei geringeren Geschwindigkeiten ein eher übersteuerndes Verhalten gewünscht und auch unkritisch ist. Je höher die Geschwindigkeit ist, mit der ein Manöver gefahren wird, desto größer ist das Sicherheitsbedürfnis des Fahrers und desto höher ist auch das Gefahrenpotential, daher wird hier eher neutrales oder untersteuerndes Verhalten bevorzugt.About that In addition, in a preferred embodiment of the invention, to distinguish whether the driver is in a more safety-critical Situation (for example, ABS, ESP intervention) or whether It is an uncritical sporting requirement. about the influence of the driving speed is preferably possible the tax trends to adapt to customer needs in the form that at lower speeds a rather oversteer Behavior desired and also uncritical. The higher the speed with which a maneuver is driven the greater the need for security of the driver and the higher the potential danger, therefore, more neutral or understeer behavior is preferred here.
Bei einem Eingriff der Fahrerassistenzsysteme aufgrund einer kritischeren Fahrsituation sollte über den Dämpfer eine möglichst optimale Radlast eingestellt werden, die Dämpfer sollten weder unter- noch überdämpft sein. In diesen Fällen tritt die Beeinflussung der Steuertendenz in den Hintergrund und sollte entsprechend überspielt werden. Eine Berücksichtigung des energetischen (Straßen-)Zustands ermöglicht auch hier die Beeinflussung der Steuertendenz dem Straßenzustand anzupassen. Zielsetzung sollte auch hier sein, dass Radspringen verhindert wird, da in diesem Fall eine Steuertendenz auch nicht mehr sinnvoll eingestellt werden kann.at an intervention of the driver assistance systems due to a more critical Driving situation should be as possible over the damper one optimal wheel load should be set, the damper should neither undermined nor over-steamed. In these cases the influence of the tax trend takes a back seat and should be dubbed accordingly. A consideration of the energetic (road) condition Here, too, the influence of the tax trend on the road conditions adapt. Objective should also be here that cycling is prevented, since in this case a tendency to control no more can be set appropriately.
Die Erfindung geht auch von der Tatsache aus, dass der Dämpfer in der Regel nur den dynamischen Anteil an einer Kurvenfahrt beeinflussen kann. Dies ist auch darin begründet, dass ein Dämpfer nur geschwindigkeitsabhängig arbeitet und keine Stützkräfte aufnehmen kann. Der sich einstellende Wankwinkel ist somit vom Dämpfer selbst unabhängig, der Dämpfer steuert lediglich wie dieser Wankwinkel zeitlich aufgebaut wird.The Invention is also based on the fact that the damper usually only affect the dynamic part of a cornering can. This is also due to the fact that a damper only speed-dependent works and no supporting forces can record. The self-adjusting roll angle is thus of the damper even independent, the damper controls only how this roll angle is built up in time.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass zeitliche Verhalten, insbesondere den Beginn einer querdynamischen Bewegung, zu beeinflussen. Hierbei werden die Dämpfer nur über eine Zeit t1 unterschiedlich bestromt.In Preferred embodiment of the invention is therefore intended that temporal behavior, especially the beginning of a lateral dynamic Movement, influence. Here are the damper only over a time t1 energized differently.
Dabei sind vorzugsweise ähnlich unterschiedliche Bestromungen für unterschiedliche Varianten, wie kurveninnen-/(spurweise) -außen, Vorder-/Hinterachse (achsweise), diagonal- innen/-außen (diagonal) möglich.there are preferably similar to different current supplies for different variants, such as curves - / (by lane) -outside, front / rear axle (axle-wise), diagonal-inboard / -outside (diagonal) possible.
Bezüglich der Implementierung ist das Verfahren etwas komplexer, da bedingt durch die unterschiedlichen Dämpfer die Vorder- und Hinterachse in der Regel mit unterschiedlichen Stellgrößen beaufschlagt werden. Da es nicht sinnvoll ist alle unterschiedlichen Varianten parallel zu implementieren empfiehlt sich folgendes Vorgehen: Man fasst bei einer zeitlichen Verzögerung bestimmter Größen zunächst aus den Dämpferorten (vorne links, vorne rechts, hinten links und hinten rechts) die Dämpferpaare zusammen, die verzögert werden sollen. Diese Größen sind entsprechend zeitlich umzurechnen und später wieder auf die Dämpferorte zurückzurechnen.In terms of In terms of implementation, the procedure is somewhat more complex because of conditional through the different dampers the front and rear axle usually with different manipulated variables be charged. Since it does not make sense all different To implement variants in parallel, the following procedure is recommended: One summarizes with a time delay of certain sizes initially from the damper locations (front left, front right, rear left and rear right) the damper pairs together, which should be delayed. These sizes are to be converted accordingly in time and later again back to the damper locations.
Da die zeitliche Anforderung in der Regel nur kurz anliegt, kann eine deutlichere Unterscheidung in den Dämpfersteuergrößen gemacht werden, es ist die volle Spreizung zwischen welch und hart möglich. Meist macht es Sinn, ein Dämpferpaar zwar so weich wie möglich aber nicht zu weich einzustellen. Vorteilhaft ist es, dies entsprechend applizierbar zu gestalten.There the time requirement is usually only a short time, can a clearer distinction in the damper control variables it is the full spread between what and hard possible. It usually makes sense, a damper pair Although as soft as possible but not too soft to adjust. It is advantageous to make this appropriately applicable.
Auch hier ist bevorzugt vorgesehen, zusätzliche Eingangsgrößen zu berücksichtigen. Insbesondere ist bevorzugt, die zeitliche Dauer über die zusätzlichen Eingangsgrößen zu steuern. In einer besonders vorteilhaften Ausprägung kann man auch die Tendenz in der Zeit abbilden, so können positive Zeitdeltas zum Beispiel von Vorder- zu Hinterachse die Hinterachse verzögern, wohingegen negative Zeitdeltas die Richtung umkehren und zunächst die Vorderachse verzögern. Auch hier ist eine automatisierte Wahl der Ansteuerung entsprechend der gewünschten Steuertendenz möglich.Also It is preferably provided here, additional input variables to take into account. In particular, the temporal is preferred Duration via the additional input variables to control. In a particularly advantageous form If you can also map the trend in time, you can positive time deltas for example from front to rear axle the Rear axle delay, whereas negative time deltas the Reverse direction and first decelerate the front axle. Again, an automated choice of control accordingly the desired tax trend possible.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, die beiden Ansätze der zeitlich und amplitudenvariablen Behandlung zusammenzufassen, so dass zum Einen die Größen verzögert werden und zum Anderen auch ihre Endzustände unterschiedlich sind.In Another preferred embodiment is provided, the two approaches summarize the temporal and amplitude variable treatment, so that on the one hand the sizes are delayed and on the other hand their final states are different.
Wesentlich für viele der erfindungsgemäßen Varianten ist das Wissen über die Kurvenfahrt, welche Dämpfer sind gerade kurveninnen und welche kurvenaußen. Eine reine Betrachtung des Lenkwinkels ist meist nicht ausreichend, da dieser ein Offset haben kann. Beispielsweise befindet sich der Fahrer in einer sehr leichten Rechtskurve und weicht nun aber einem Fahrzeug links aus. Dann sollte sinnvollerweise die Linksrichtung für die Beeinflussung der Steuertendenz ausschlaggebend sein, da diese das dynamische Manöver widerspiegelt. Sensorgrößen bezüglich der Kurvenrichtung liegen meist zeitlich zu spät vor, so dass zu Beginn des querdynamischen Vorgangs noch keine valide Information existiert.Essential for many of the variants of the invention is the knowledge of cornering, which damper are currently curves and which curve outside. A clean Viewing the steering angle is usually not sufficient, because of this can have an offset. For example, the driver is in a very slight right turn and now gives way to a vehicle left out. Then, the left direction for usefully Influencing the tax trend will be decisive, since these reflects the dynamic maneuver. Sensor sizes with respect to the direction of the curve are usually too late, so that at the beginning of the lateral dynamic process, no valid information exist.
Ferner ist daher in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Informationen aus einer Lenkwinkeländerung oder sich einem daraus ergebenden Querruck erhalten werden. Das Vorzeichen der Lenkwinkeländerung beziehungsweise des Querrucks kann dann entsprechend zur Bestimmung einer Links- oder einer Rechtskurve verwendet werden. Wird beispielsweise eine Rechtsdrehung mit positiven Lenkwinkeln berücksichtigt so bedeuten positive Lenkwinkeländerungen, dass der Fahrer das Lenkrad stärker nach rechts gedreht hat. Negative Lenkwinkeländerungen bedeuten dementsprechend eine Lenkradbewegung nach links. Entsprechendes gilt für den Querruck. Bezüglich des Lenkwinkels kann sowohl die Größe am Lenkrad selbst als auch die Größe am Rad Verwendung finden.Furthermore, it is therefore provided in a preferred embodiment of the invention that the Informatio NEN be obtained from a change in steering angle or a resulting lateral pressure. The sign of the steering angle change or the transverse pressure can then be used in accordance with the determination of a left or a right turn. If, for example, a clockwise rotation with positive steering angles is taken into account, positive steering angle changes mean that the driver has turned the steering wheel more to the right. Accordingly, negative steering angle changes mean steering wheel movement to the left. The same applies to the transverse pressure. With regard to the steering angle, both the size of the steering wheel itself and the size of the wheel can be used.
Bevorzugt ist vorgesehen zusätzliche Filterstrukturen zu integrieren, so dass zum Beispiel kleine Lenkwinkelbewegungen nicht zu einer verfälschten Aussage führen.Prefers is intended to integrate additional filter structures, so that, for example, small steering angle movements not to one lead to a falsified statement.
Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen eine Art „Halten" zu implementieren, da es sinnvoll ist, die Beeinflussung nur einmal pro Querdynamik-Vorgang vorzunehmen. Das heißt der Zustand für kurveninnen beziehungsweise kurvenaußen muss gehalten werden bis der Vorgang „abgeklungen" ist.About that In addition, it is preferable to implement a kind of "hold", since it makes sense, the influence only once per transverse dynamics process make. That is the condition for turns or outside the curve must be kept until the Process "subsided" is.
Diese Auswertung erfolgt nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung anhand der geforderten Steuergröße, zum Beispiel des Stroms, oder anhand des Querrucks. Sobald diese Signale unter/über entsprechende Schwellen liegen, kann die Haltefunktion dann wieder aufgehoben werden. Prinzipiell ist es aber auch möglich, dies zeitgesteuert abzubilden.These Evaluation is carried out according to a further embodiment of the invention based the required taxable amount, for example the Current, or by the transverse pressure. Once these signals are under / over are appropriate thresholds, the holding function can then again To get picked up. In principle, it is also possible to illustrate this time-controlled.
Eine Aussage über die Steuertendenz ist bevorzugt über den Vergleich der Ausgangsgrößen eines Einspurmodells mit Messgrößen wie Gierrate oder Querbeschleunigung möglich. Diese Auswertung der Größen wird hier als bekannt vorausgesetzt.A Statement about the tax tendency is preferred over the comparison of the output variables of a one-track model with measured variables such as yaw rate or lateral acceleration possible. This evaluation of the sizes is assumed to be known here.
Die Aufgabe wird ferner durch ein System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mit den in Anspruch 21 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass der Dämpferregter Regelungsmodule umfasst, mittels denen aus den Sensorsignalen unter Berücksichtigung von querdynamischen Zustandsgrößen wenigstens ein Steuersignal für die Aktuatoren generierbar ist, mittels dem eine Steuertendenz des Fahrzeuges beeinflussbar ist, ist vorteilhaft möglich, den Dämpferregter modular aufzubauen und in im Fahrzeug bestehende Systeme, beispielsweise in ein Steuergerät, in einfacher Art und Weise zu integrieren.The Task is further by a system for influencing the movement one in his movements controllable or controllable Vehicle body of a motor vehicle with the mentioned in claim 21 Characteristics solved. Because of the damper exciter Includes control modules, by means of which from the sensor signals under Consideration of lateral dynamic state variables at least a control signal for the actuators can be generated by means of A control tendency of the vehicle can be influenced, is advantageous possible to construct the damper exciter modular and in systems existing in the vehicle, for example in a control unit, to integrate in a simple way.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments will be apparent from the others, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in embodiments the accompanying drawings explained. Show it:
Das
Kraftfahrzeug
Jedem
Rad beziehungsweise jedem Dämpfer ist ein Wegsensor
Der
Aufbau
Die Anordnung der Sensoren ist hier lediglich beispielhaft. Es können auch andere Sensoranordnungen, beispielsweise ein vertikaler Aufbaubeschleunigungssensor und zwei Drehwinkelsensoren oder dergleichen, zum Einsatz kommen.The Arrangement of the sensors is merely exemplary here. It can Other sensor arrangements, such as a vertical body acceleration sensor and two rotation angle sensors or the like are used.
Das
Kraftfahrzeug
Das
Schaltmittel
Da sowohl die Aufbaugeschwindigkeiten vA, die Dämpfergeschwindigkeiten vD und die Radgeschwindigkeiten vR alle den gleichen Richtungsvektor besitzen (in z-Richtung), besteht der Zusammenhang vD = vA – vR. Hierdurch müssen nicht alle Messgrößen in Form von Messsignalen vorliegen, sondern können aus den anderen Messgrößen errechnet werden.There both the body speeds vA, the damper speeds vD and the wheel speeds vR all the same direction vector own (in the z-direction), there is the connection vD = vA - vR. As a result, not all measured variables in the form of measurement signals, but may be off the other measured variables are calculated.
In
Anhand der bisherigen Erläuterungen wird deutlich, dass es für eine effektive Regelung des Bewegungsablaufes des Aufbaus auf die Bereitstellung eines Stellstromes für das Steuermittel der Dämpfer ankommt. Nachfolgend wird auf die Bereitstellung dieses Stellstromes unter Berücksichtigung der Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösungen näher eingegangen.Based The previous explanations make it clear that it is for an effective control of the movement of the body on the Provision of a control current for the control means the damper arrives. The following will focus on providing this Stellstromes taking into account the implementation of the invention Solutions in more detail.
Das
Reglermodul
In
In
In
Die Erfindung besteht also aus einem Verfahren oder einer Regelungssystemkomponente zur Beeinflussung des querdynamischen Fahrverhaltens, vorzugsweise über regelbare Stoßdämpfer eines Fahrzeugs, wobei eine zusätzliche Komponente in einem Querdynamik- oder Querruckregelungsmodul integriert wird, wobei die Ausgangs- beziehungsweise Steuergrößen des Moduls amplituden- und/oder zeitmäßig so gestaltet sind, dass sich eine Auswirkung auf die Steuertendenz des Fahrzeugs ergibt und als Komponentenausgangsgrößen Größen verwendet werden, die zur Steuergröße des Aktors proportional sind vorzugsweise Ströme und als Komponenteneingangsgrößen finden entweder der Querruck oder die aus einem Querruckmodul resultierenden Steuergrößen Verwendung.The The invention thus consists of a method or a control system component for influencing the lateral dynamic driving behavior, preferably via adjustable shock absorbers of a vehicle, one being additional component in a transverse dynamics or lateral pressure control module is integrated, where the output or control variables the module amplitude and / or time configured are that have an effect on the tax tendency of the vehicle results and used as component output variables sizes which are proportional to the control amount of the actuator are preferably currents and as component input quantities find either the transverse pressure or the resulting from a transverse pressure module Control variables use.
- 1010
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 1212
- Radwheel
- 1414
- Radwheel
- 1616
- Radwheel
- 1818
- Radwheel
- 2020
- Aufbauconstruction
- 2222
- Dämpferdamper
- 2424
- Dämpferdamper
- 2626
- Dämpferdamper
- 2828
- Dämpferdamper
- 3030
- Wegsensordisplacement sensor
- 3232
- Wegsensordisplacement sensor
- 3434
- Wegsensordisplacement sensor
- 3636
- Wegsensordisplacement sensor
- 3838
- Beschleunigungssensorenaccelerometers
- 4040
- Beschleunigungssensorenaccelerometers
- 4242
- Beschleunigungssensorenaccelerometers
- 4444
- Steuergerätcontrol unit
- 4646
- Schaltmittelswitching means
- 4848
- Federfeather
- 5050
- Federfeather
- 5252
- Federfeather
- 5454
- Federfeather
- 5656
- Kennliniecurve
- 5858
- Hubstroke
- 6060
- SignaleingangsmodulSignal input module
- 6161
- Nickennod
- 6262
- HilfsfunktionsmodulAuxiliary function module
- 6363
- Wankenwaver
- 6464
- ReglermodulControl module
- 6666
- SignalausgangsmodulSignal output module
- 6868
- SignalausgangsmodulSignal output module
- 7070
- Man-Machine-InterfacemodulMan-machine interface module
- 7272
- Filtermodulfilter module
- 7474
- BeladungserkennungsmodulLoad recognition module
- 7676
- StraßenerkennungsmodulRoad detection module
- 7878
- EndlagendämpfungsmodulsEndlagendämpfungsmoduls
- 8080
- QuerdynamikmodulLateral dynamics module
- 8282
- LängsdynamikmodulLongitudinal dynamics module
- 8484
- VertikaldynamikmodulVertical dynamics module
- 8686
- StromberechnungsmodulPower calculation module
- 9090
- Streckeroute
- 9292
- Reglerregulator
- 9494
- Vergleichercomparator
- 9696
- Stellgliedactuator
- 9898
- Messgliedmeasuring element
- 100100
- Korrektureinheitencorrection units
- 102102
- Korrektureinheitencorrection units
- 104104
- SteuertendenzeinheitControl unit trend
- 106106
- Komponentecomponent
- 108108
- ZeitverhalteneinheitTiming unit
- 110110
- ZeitverhalteneinheitTiming unit
- 112112
- Einheitunit
- 114114
- Differenziererdifferentiator
- 116116
- Filterfilter
- 118118
- Haltegliedretaining member
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Claims (22)
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