CN107444055A - 用于设定缓冲器的阻尼力的方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

用于设定机动车辆的在车体与车轮之间连接到车辆拐角处的缓冲器的阻尼力(FSKY)的方法，其中，依赖于代表该车体运动和/或该相应的车轮运动的至少一个变量来确定相应缓冲器的阻尼力(FSKY)。对于相应车辆拐角检验车体的车体速度(v车体)的符号在相应车辆拐角中是否对应于相应车辆拐角的模态速度(v提升，v横摇，v俯仰)的符号，其中，据此对于相应车辆拐角，一方面获得对应于在车体的车体速度(v车体)方向上指向的这个或每个模态速度(v提升，v横摇，v俯仰)与车体速度(v车体)的比例的作用因子(fact作用)，并且另一方面获得在车体速度(v车体)方向上作用的作用力要求(F作用)。依赖于作用因子(fact作用)、作用力要求(F作用)和总和力要求(F总和)为相应的车辆拐角确定相应缓冲器(12)的阻尼力(FSKY)。

Description

用于设定缓冲器的阻尼力的方法和控制装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于设定机动车辆的连接在车体与车轮之间的至少一个缓冲器的阻尼力的方法。此外，本发明涉及一种用于执行该方法的控制装置。
背景技术
用于设定机动车辆的缓冲器的阻尼力的方法长久以来是由实践已知的。因此，根据Skyhook原理以如下方式进行对于机动车辆的在车体与车轮之间连接的缓冲器的阻尼力的设定，使得依赖于该车体的运动和/或该相应的车轮的运动获得并且设定相应的缓冲器的阻尼力，即，在限定的调节范围内。在此，根据实践计算对于提升、俯仰和横摇的模态运动方向(Modalbewegungsrichtungen)所需的在该机动车辆重心中的阻尼力或阻尼力矩。阻尼力矩可以换算成阻尼力。将从这些各个模态分量计算的所需阻尼力分配并累加到这些车辆拐角以及由此分配并累加到各个车轮上。提升、俯仰和横摇(Wanden)的模态方向的平移模态速度的各个分量以及这些模态方向所需的对应阻尼力可以具有不同的符号，这些符号与在相应的车辆拐角中的机动车辆的车体速度的符号不对应。
为了考虑到用于不同模态方向上的运动的阻尼被不同地参数化的事实，于是可能出现的情况是，这些不同模态方向的各个阻尼力在车辆拐角或车轮处在总和上相互抵消，于是使得虽然该车辆拐角具有较高的车体速度，然而在相应的车辆拐角或在相应的车轮处在总和上不要求和不分配阻尼力。由此对阻尼质量产生不利影响。
例如从DE 10 2008 052 993 A1已知根据Skyhook原理用于设定机动车辆的缓冲器的阻尼力的一种此类的方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于设定机动车辆的缓冲器的阻尼力的新型方法以及一种用于执行该方法的控制装置，借助于该方法和该控制装置可以改善该阻尼质量。此目的是通过一种根据权利要求1所述的方法实现的。
对于相应的车辆拐角，检验该车体的车体速度的符号在相应的车辆拐角中是否对应于该相应的车辆拐角的至少一个模态速度的符号，其中，据此对于该相应的车辆拐角，一方面获得对应于在该车体的车体速度方向上指向的这个或每个模态速度与该车体速度的比例的作用因子，并且另一方面获得在该车体速度的方向上作用的作用力要求。
然后对于相应的车辆拐角，依赖于该作用因子、该作用力要求以及总和力要求，为相应的车辆拐角确定相应的缓冲器的阻尼力。
在根据本发明的方法中，考虑在这些车辆拐角处的模态方向中的模态速度的不同符号，其中，据此确定每个车辆拐角的作用因子和作用力要求。依赖于这些变量，即依赖于该作用因子和该作用力要求，于是确定该相应车辆拐角的相应缓冲器的相应阻尼力。由此相对于现有技术可以提高阻尼质量。
根据本发明的一个有利的改进方案，仅将方向对应于该车体的车体速度的方向的模态速度引入该作用因子中。为了获得该作用因子，相应地计算拐角模态速度，仅将方向对应于该车体速度的方向的模态速度引入该拐角模态速度中。
根据本发明的一个有利的改进方案，仅将方向对应于该车体的车体速度的方向的模态力引入该作用力要求中。仅将方向对应于该车体的车体速度的方向的模态力引入该作用力要求中。
根据本发明的一个有利的改进方案，依赖于该作用因子和该作用力要求来获得最小阻尼力，并且据此获得该相应的缓冲器的阻尼力。该最小阻尼力对应于在本发明的意义上在车辆拐角处要求和分配的最小力。
在权利要求8中限定用于执行该方法的控制装置。
附图说明
本发明的优选的改进方案由从属权利要求和以下的说明中得出。根据附图对本发明实施例进行详细的说明，但本发明实施例不局限于所述附图。在此示出：
图1示出了机动车辆的局部图；
图2示出了根据本发明的控制概念的框图，该控制概念用于设定机动车辆的在车体与车轮之间连接的至少一个缓冲器的阻尼力。
具体实施方式
图1在机动车辆的四分之一车辆模型的意义上示出了在该机动车辆的车轮10及其车体11的区域内的机动车辆的高度示意性局部图，其中，根据图1，一方面将缓冲器12并且另一方面将弹簧元件13连接在该车体11与该车轮10之间。
根据图1可以设定在车轮10与车体11之间连接的缓冲器12的阻尼力。
为了设定该缓冲器12所提供的阻尼力，尤其由该机动车辆的控制装置、尤其依赖于代表该车体11运动的至少一个变量和/或依赖于代表该相应的车轮10运动的至少一个变量来确定阻尼力。
于是当根据所谓的Skyhook原理设定该阻尼力时，该控制装置的一个对应的调节器依赖于代表该车体11运动的至少一个变量和/或依赖于代表该相应的车轮运动的至少一个变量来确定用于该相应的缓冲器12(尤其用于该车体11的多个模态运动方向，即，用于该车体11的模态提升、该车体11的模态俯仰以及该车体11的模态横摇)的阻尼力。
尤其根据Skyhook方法通过控制器在原理上确定该相应缓冲器12的额定阻尼力在原则上为在此提及的本领域技术人员已知。在这点上，出于完整性应指出，在由现有技术已知的Skyhook方法中，对于提升、俯仰和横摇的模态运动方向按照以下等式计算对应的阻尼力F提升、F俯仰和F横摇以及平移模态速度v提升、v俯仰和v横摇：
根据现有技术，计算在该机动车辆重心中的这些阻尼力F提升、F俯仰和F横摇并且将其分配到该机动车辆的各个车辆拐角和由此分配到该机动车辆的各个车轮上，并且将每个车辆拐角的阻尼力相加为相应车辆拐角的总阻尼力F总和，即，根据以下等式：
F总和＝F提升+F俯仰+F横摇。
如以上已经详述的，在此存在的问题是，这些模态角速度v提升、v俯仰和v横摇的各个分量可以具有不同的符号，正如在拐角中对于这些模态运动方向确定的阻尼力F提升、F俯仰和F横摇的各个分量一样，使得根据现有技术在车辆拐角中用于模态运动方向的阻尼力可以相互抵消。这于是可以导致：虽然该车辆拐角具有较高的车体速度，然而在车辆拐角处不要求和不分配阻尼力。这是不利的并且可以通过下述方法来避免。
在本发明的意义上对于每个车辆拐角检验在该相应的车辆拐角区域中该车体速度v车体的符号是否对应于该相应的平移模态速度v提升、v俯仰和v横摇的符号。据此一方面获得作用因子fact作用和作用力要求F作用。
如下地获得该作用因子fact作用：
该作用因子fact作用对应于在作用方向并且由此在该车体的运动方向上指向的平移模态拐角速度与该相应的车辆拐角中的车体速度的比例，并且在为1的值与为0的值之间运动。
于是，当该作用因子fact作用具有为1的值时，则所有平移模态拐角速度在作用方向上并且由此在该相应车辆拐角中的车体速度的方向上示出。于是，当该作用因子fact作用具有为0的值时，该相应的车辆拐角处于静止。该作用因子fact作用在0与1之间的值描述在该相应的车辆拐角中的平移模态拐角速度具有不同的符号的状态。
为了确定该作用因子fact作用，如由上述等式来进行的，计算拐角模态速度v作用。仅将该相应车辆拐角的模态速度v提升、v俯仰和v横摇(这些模态速度的方向对应于在该相应车辆拐角中的车体的车体速度v车体的方向)引入该模态速度v作用中。
如以上已经详述的，除了该作用因子fact作用外还确定该作用力要求F作用。
如下地获得该作用力要求F作用：
该作用力要求F作用对应于用于各个平移的模态拐角速度的作用力要求的总和，尤其对应于在该车体的相应车体速度v车体方向上指向的此类平移模态拐角速度。
从所计算的作用力要求F作用和所计算的作用因子fact作用中产生用于该相应的车辆拐角的最小阻尼力FSKY-最小，如下地计算该阻尼力：
FSKY-最小＝F作用×fact作用。
在考虑到力符号的情况下要求将用于该相应的车辆拐角的最小阻尼力FSKY-最小作为相对于在该相应的车辆拐角处的总和力F总和的最小力。由此确保在所有车辆拐角处提供所需的阻尼力。
如下地获得用于该相应的车辆拐角的相应的缓冲器12的阻尼力FSKY：
FSKY＝FSKY-最小对于[abs(F总和)<abs(FSKY-最小)]&[sign(F总和)＝sign(FSKY)]；
FSKY＝F总和对于[abs(F总和)>abs(FSKY-最小)]&[sign(F总和)＝sign(FSKY)]；
FSKY＝FSKY-最小对于[sign(F总和)≠sign(FSKY)]。
图2示出了用于根据本发明计算在机动车辆的每个车辆拐角处的阻尼力FSKY的信号流程图或框图。这些平移模态拐角速度v提升、v俯仰、v横摇以及该车体速度v车体指已经由常规的Skyhook方法已知的变量。
同样，用于平移模态拐角速度的这些阻尼力F提升、F俯仰和F横摇指已经由实践已知的Skyhook方法计算的变量。
同样，在由现有技术已知的Skyhook方法中，由用于这些模态车辆角速度的阻尼力分量来计算总和阻尼力F总和。
如已经详述的，根据本发明获得该作用因子fact作用和该作用力要求F作用。确定该拐角模态速度v作用以用于确定该作用因子fact作用。
在第一步骤中，从图2的区域I中可以看出，在相应的车辆拐角中将这些平移模态速度v提升、v俯仰和v横摇的符号与该平移车体速度v车体的符号相比较。
仅将模态拐角速度v提升、v俯仰和v横摇对应于该车体速度v车体的方向的模态力F提升、F俯仰和F横摇引入该作用力要求F作用中。在图2的区域II中获得作用力要求F作用。
仅将方向对应于该车体速度v车体的方向的模态速度v提升、v俯仰和v横摇引入该相应车辆拐角的模态拐角速度v作用中。
于是依赖于该模态拐角速度v作用确定该作用因子fact作用，其中，在图2的区域III中确定该作用因子fact作用以及该模态拐角速度v作用。
在该区域I中，功能块14对应于符号确定(sign运算器)，其中，这些功能块15将符号彼此比较，并且在符号相同的情况下输出为1的值并且在符号相反的情况下输出为0的值。
这些区域II和III的功能块16对应于实施简单乘法的乘法器。这些功能块17对应于加和各个变量的加法器。在图2的区段III的这些块18中构成绝对值(abs运算器)。在块19中构成比值。该区域III的这些块20通过饱和运算器提供对值的限制。如已经详述的，该作用因子fact作用在0与1之间。
在图2的区域IV中，计算用于该相应的车辆拐角的最小阻尼力，即最小阻尼力FSKY-最小。然后依赖于该相应的车辆拐角的最小阻尼力FSKY-最小和由实践已知的总和力F总和在区域V内为该相应的车辆拐角或该相应的车辆拐角的缓冲器确定实际的阻尼力FSKY，其中，该区域IV的运算器14进而指用于构成符号的运算器(sign运算器)并且运算器16指乘法器。该区域V的运算器21确保最大选择。
图2以该区域VI说明Skyhook方法的其他功能，这些功能已经由实践已知并且对于本发明具有次要的重要性。于是，在该区域VI中在Skyhook方法的有效象限上执行对该总和力F总和以及在该区域II中获得的作用力要求F作用的校正。如已经提及的，这由现有技术业已知并且对于本发明具有次要的重要性。

Claims (8)

1.用于设定在车体(11)与车轮(10)之间连接在机动车辆的车辆拐角处的缓冲器(12)的阻尼力(FSKY)的方法，其中，依赖于代表该车体(11)运动和/或该相应的车轮(10)运动的至少一个变量来确定相应缓冲器(12)的阻尼力(FSKY)，其特征在于
对于相应的车辆拐角检验该车体(11)的车体速度(v车体)的符号在相应的车辆拐角中是否对应于该相应的车辆拐角的至少一个模态速度(v提升，v横摇，v俯仰)的符号，其中，据此对于该相应的车辆拐角，一方面获得对应于在该车体(11)的车体速度(v车体)方向上指向的这个或每个模态速度(v提升，v横摇，v俯仰)与该车体速度(v车体)的比例的作用因子(fact作用)，并且另一方面获得在该车体速度(v车体)的方向上作用的作用力要求(F作用)；
对于相应的车辆拐角，依赖于该作用因子(fact作用)、该作用力要求(F作用)和总和力要求(F总和)为相应的车辆拐角确定该相应的缓冲器(12)的阻尼力(FSKY)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，仅将方向对应于该车体的车体速度(v车体)的方向的模态速度(v提升，v横摇，v俯仰)引入该相应的车辆拐角的作用因子(fact作用)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，如下地获得该相应的车辆拐角的作用因子(fact作用)：
i＝提升,俯仰,横滚。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，仅将方向对应于该车体的车体速度(v车体)的方向的模态力(F提升，F横摇，F俯仰)引入该相应的车辆拐角的作用力要求(F作用)中。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，如下地获得该作用力要求(F作用)：
i＝提升,俯仰,横滚。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，依赖于该作用因子(fact作用)和该作用力要求(F作用)获得最小阻尼力(FSKY-最小)，并且据此获得该相应的缓冲器(12)的阻尼力(FSKY)。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，如下地获得该相应的缓冲器(12)的阻尼力(FSKY)：
FSKY＝FSKY-最小对于[abs(F总和)<abs(FSKY-最小)]&[sign(F总和)＝sign(FSKY)]，
FSKY＝F总和对于[abs(F总和)>abs(FSKY-最小)]&[sign(F总和)＝sign(FSKY)]，
FSKY＝FSKY-最小对于[sign(F总和)≠sign(FSKY)]，
FSKY-最小＝F作用×fact作用。
8.用于设定在车体(11)与相应的车轮(10)之间连接在机动车辆的车辆拐角处的缓冲器(12)的阻尼力(FSKY)的控制装置，其特征在于，该控制装置在控制端实施根据权利要求1至7之一所述的方法。
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