DE10126933A1 - Verfahren zur Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft verstellbarer Dämpfer an Fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft verstellbarer Dämpfer in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit aktiven oder semiaktiven Dämpfersystemen. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, das preiswert und schnell eine zuverlässige Regelung bzw. Steuerung bewirkt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Regelung oder Steuerung in Abhängigkeit von der Dämpfergeschwindigkeit (V¶DK¶) erfolgt und die Dämpfergeschwindigkeitssignale mittels Abstandssensoren und Differenzbildung der Abstandssensorensignale über eine festgelegte Zeitdifferenz ermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung oder Steuerung der Dämpfer­ kraft verstellbarer Dämpfer in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 17.

Die Erfindung ist insbesondere für Fahrzeuge mit einer Niveauregulierung oder Luftfederung vorteilhaft einsetzbar.

Die gegenwärtig vorhandenen Dämpfersysteme in Fahrzeugen kann man in drei Gruppen einteilen, nämlich passive, semiaktive und aktive Dämpfersysteme. Bei allen diesen Dämpfersystemen ist die Größe der Dämpfung abhängig von der re­ lativen Geschwindigkeit des Dämpfers. Bei passiven Dämpfersystemen ist die Größe und die Richtung der von dem Dämpfer ausgeübten Kraft nur abhängig von der relativen Geschwindigkeit des Dämpfers. In passiven Dämpfersystemen ist eine Veränderung der Dämpferkraft während des Fahrbetriebes nicht vorgese­ hen.

Bei semiaktiven Dämpfersystemen kann die Dämpferkraft durch eine Verände­ rung eines Fluid- bzw. Gasstromes mittels eines Ventils geändert werden. Auf diese Art und Weise können verschiedene Regelungsprogramme mittels eines Stellelementes in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation die optimale Dämpferkraft eingestellen. Bei aktiven Dämpfersystemen wird über einen Aktuator die gewünschte Kraft in jeglicher Richtung bereitgestellt, unabhängig von der relativen Geschwindigkeit des Dämpfers.

Aus der DE 196 48 176 A1 ist eine Niveau-Regeleinrichtung mit Steuerung der Schwingungsdämpfer des Fahrwerkes bekannt, bei der zur Steuerung ein Stellsi­ gnal verwendet wird, das einem Dämpfungsbedarf für die Bewegung des Fahr­ zeugaufbaues entspricht. Diesem Dämpfungsbedarf wird eine sogenannte Schlechtweg-Kerngröße hinzugefügt, um die Fahrsicherheit und den Komfort zu verbessern. Die Veränderung der Schwingungsdämpfereinstellung ist dabei durch den Zeitverlauf dar Beschleunigung der Ist-Abstände von Rad zu Fahrzeugaufbau bestimmt, wobei die Beschleunigung durch zweifache Differentiation des gemes­ senen Federwegs errechnet wird.

Weiterhin ist es üblich, für die Ermittlung der relativen Dämpfergeschwindigkeit Radbeschleunigungssensoren an den jeweiligen Rädern anzubringen und auf­ grund der Beschleunigungssignale die Dämpferregelung vorzunehmen. Dieses Verfahren erfordert einen hohen Aufwand bezüglich der Sensorik.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein gat­ tungsgemäßes Verfahren bezüglich der Regelung oder Steuerung der Dämpfer­ kraft verbessert werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des An­ spruches 17 gelöst.

Durch die Regelung bzw. Steuerung in Abhängigkeit von der Dämpfergeschwin­ digkeit und der Eirmittlung der Dämpfergeschwindigkeitssignale mittels Ab­ standssensoren und Differenzbildung der von den Sensoren generierten Signale über eine festgelegte Zeitdifferenz kann auf gegebenenfalls bereits vorhandene Abstandssensoren einer Niveauregelung bzw. Luftfederung zurückgegriffen wer­ den. Weiterhin kann statt der teuren Beschleunigungssensoren auf preiswerte Abstandssensoren zurückgegriffen werden. Abstandssensoren zur Geschwindig­ keitsmessung müssen nicht kalibriert werden, hingegen muß bei Beschleuni­ gungssensoren eine Offsetkompensation erfolgen. Zudem liefern Beschleunigungssensoren ungenaue Signale bei zusätzlich einwirkenden Längs- und Quer­ beschleunigungen 1.

Für eine optimale Einstellung des Fahrwerkes bzw. der Dämpferkraft wird die Dämpfergeschwindigkeit für jedes zu dämpfende Bauteil, insbesondere für jedes Rad bzw. für jede Radaufhängung eines Fahrzeuges, einzeln ermittelt. Auf diese Weise wird ein Höchstmaß an Komfort und Sicherheit, insbesondere Fahrsicher­ heit, gewährleistet, da jedes Bauteil oder Rad optimal gedämpft wird.

Um möglichst geringen Rechenaufwand betreiben zu müssen, messen die Ab­ standssensoren die Entfernung zwischen einem Rad und dem Fahrzeugaufbau, so dass die relative Dämpfergeschwindigkeit sich sehr einfach aus zwei Abstands­ signalen und der Zeit zwischen diesen beiden Signalen ermitteln lässt. Dabei ist Voraussetzung, dass die Signale digitalisiert werden, um eine entsprechende Re­ gelung oder Steuerung durchzuführen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nicht nur ein Dämpfer­ geschwindigkeitssignal über die Differenzbildung des Abstandssignales über ein Zeitintervall ermittelt wird, sondern dass ebenfalls ein zweites Dämpferge­ schwindigkeitssignal auf diese Weise ermittelt wird, allerdings über ein zweites Zeitintervall, das größer als das Zeitintervall des ersten Dämpfergeschwindig­ keitssignales ist. Durch die unterschiedlichen Längen der Zeitintervalle bei der Errechnung der jeweiligen Dämpfergeschwindigkeitssignale werden verschiedene Genauigkeiten er fielt, wobei die Dämpfergeschwindigkeit, die über ein längeres Zeitintervall ermittelt wurde, eine höhere Genauigkeit aufweist. Allerdings ist das zweite, über ein längeres Zeitintervall ermittelte Dämpfergeschwindigkeitssignal langsamer und entsprechend für ein schnelles Eingreifen weniger geeignet. Das erste Dämpfergeschwindigkeitssignal, ermittelt über ein kurzes Zeitintervall, ist ungenauer, jedoch kann sehr schnell aufgrund der kurzen Taktung auf Verände­ rungen bzw. einwirkende äußere Kräfte über eine entsprechende Veränderung der Dämpferkraft reagiert werden. Anhand festgelegter Parameter bzw. Kenn­ größen wird dann eine Auswahl getroffen, ob nun das genaue oder das schnelle Dämpfergeschwindigkeitssignal der weiteren Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft zugrunde gelegt wird.

Eine zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass das erste Dämpfergeschwindig­ keitssignal über ein Zeitintervall von 0,5 msec bis 5 msec und das zweite Dämp­ fergeschwindigkeitssignal über ein Zeitintervall von 5 msec bis 50 msec gebildet wird.

Eine einfache und effektive Auswahl des Dämpfergeschwindigkeitssignals erfolgt über die Festlegung eines Schwellenwertes des Betrages des ersten Dämpferge­ schwindigkeitssignals. Überschreitet der Betrag des ersten Dämpfergeschwindig­ keitssignals einer Schwellenwert überschritten, bedeutet dies, dass eine schnelle Reaktion aufgrund der hohen Vertikalgeschwindigkeit des Rades erforderlich ist. In diesem Fall wird der Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft das erste, also schnelle und und maue Dämpfergeschwindigkeitssignal zugrunde gelegt. Ande­ renfalls kann auf eine schnelle Regelung oder Steuerung verzichtet werden, so dass das genauere Dämpfergeschwindigkeitssignal, das über ein längeres Zeitin­ tervall ermittelt wurde, verwendet werden kann.

Um den Regelaufwand möglichst gering zu halten und insbesondere um unnötige Verstellbewegung des Ventiles zur Steuerung der Durchflussmenge im Dämpfer zu verhindern, ist eine Filterung des Abstandssignales über einen ersten und ei­ nen zweiten Tiefpassfilter vorgesehen, wobei die beiden Tiefpassfilter unter­ schiedliche Zeitkonstanten haben und dementsprechend unterschiedliche Aus­ gangssignale generieren, die der weiteren Berechnung für die Dämpfergeschwin­ digkeitssignale zurunde gelegt werden. Für die Bildung der Geschwindigkeits­ signale mit unterschiedlichen Abtastzeiten haben diese Filter zudem die Funktion eines "Antialiasing-Filters". Der erste Tiefpassfilter weist eine Zeitkonstante von 0,25 msec bis 2,5 msec und der zweite Tiefpassfilter weist eine zweite Zeitkon­ stante in einem Bereich von 2,5 msec bis 25 msec auf. Diese Zeitkonstanten entsprechen der Hälfte des jeweiligen Zeitintervalles für die Ermittlung der Dämp­ fergeschwindigkeitssignale.

Eine Alternative der Auswahl, welches Dämpfergeschwindigkeitssignal der Steuerung oder Regelung der Dämpferkraft zugrunde gelegt werden soll, besteht darin, dass aus dem Abstandssignal zwei Ausgangssignale über zwei Tiefpassfil­ ter mit verschiedener Zeitkonstante herausgefiltert werden. Der Betrag des Diffe­ renzsignals zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangssignal wird nunmehr als Parameter verwendet, anhand dessen eine Auswahl des Dämpfergeschwin­ digkeitssignals vorgenommen wird. Überschreitet der Betrag des Differenzsigna­ les einen festgelegten Wert, so wird das erste Dämpfergeschwindigkeitssignal, also das schnelle und ungenaue Signal, der weiteren Verarbeitung zugrunde ge­ legt, ansonsten wird bei Unterschreiten dieses Schwellenwertes das zweite Dämpfergeschwindigkeitssignal mit größerer Auflösung eingesetzt. Die Zeitkon­ stanten betragen ebenfalls 0,25 msec bis 2,5 msec für den ersten Tiefpassfilter und 2,5 msec bis 25 msec für den zweiten Tiefpassfilter.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Dämpferkraft nach dem Skyhook-Verfahren, dem Ground-Hook-Verfahren oder nach einer Kombination dieser Verfahren geregelt wird. Je nach geforderter Präzision ist vorgesehen, dass entweder ein kontinuierliches Regelverfahren angewendet wird, das zwi­ schen einer stark an und einer geringen Dämpferkraft quasi stufenlos auswählen kann, oder dass eine sogenannte Ein-Aus-Skyhook-Regelung vorgenommen wird, bei dem zwischen einer niedrigen und einer hohen Dämpfung umgeschaltet wird.

Die bei dem Skyhook- oder dem Ground-Hook-Verfahren benötigte Dämpferge­ schwindigkeit für die Berechnung des inversen Dämpferkennfeldes kann aus den ermittelten Dämplergeschwindigkeitssignalen errechnet werden, und die weiter­ hin benötigte Aufbaugeschwindigkeit für die Berechnung der relativen Dämpfer­ geschwindigkeit kann aus einem an dem Aufbau angeordneten Beschleunigungs­ sensor ermittelt werden. Alternativ dazu ist vorgesehen, dass die Aufbauge­ schwindigkeit aus einem Dämpfergeschwindigkeitssignal mit herausgefiltertem Radgeschwindigkeitsanteil ermittelt wird. Dabei wird das präzisere Dämpferge­ schwindigkeitssignal verwendet und der entsprechende Radgeschwindigkeitsan­ teil wird herausgefiltert. Die Ermittlung des präzisen Dämpfergeschwindigkeits­ signals geschieht nach der oben beschriebenen Methode.

Um die Stellglieder aufgrund ihrer mechanischen Trägheit nicht zu überfordern, ist in einer Weiterbildung der Erfindung ein Hochpassfilter für die Analyse des Abstandssignales vorgesehen, bei dem Schwingungen mit geringen Frequenzen des Rades herausgefiltert eliminiert und hochfrequente Schwingungen durchge­ lassen werden. Bei Überschreiten eines Grenzwertes der des Ausgangssignals wird auf ein festgelegtes, stark gefiltertes Dämpfergeschwindigkeitssignal umge­ schaltet, das zur Erreichung einer möglichst genauen Einstellung der Dämpfer­ kraft vorteilhafte Weise über ein großes Zeitintervall ermittelt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass hochfrequente Störungen, durch die der Dämpfer von hart auf weich bzw. umgekehrt verändert wird, erkannt werden. Über die Umschal­ tung auf das stark gedämpfte Signal werden so die Stellglieder mechanisch ge­ schont und die Schaltgeräusche aufgrund häufigen Umschaltens verringert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Regelungsverfahrens zur Einstellung der Dämpferkraft;

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Ermittlung eines Dämpfergeschwindigkeits­ signals aus einem Abstandssignal;

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Skyhook-Regelung;

Fig. 4a eine Dämpferkennlinie eines passiven Dämpfersystems;

Fig. 4b ein Dämpferkennfeld eines semiaktiven Dämpfersystems; sowie

Fig. 5 ein Beispiel für den Verlauf einer Regelung.

Die Fig. 4a zeigt eine Dämpferkennlinie eines passiven Dämpfersystemes in Ab­ hängigkeit von den Größen Dämpferkraft F_d und Dämpfergeschwindigkeit V_DK. Unter der Dämpfergeschwindigkeit V_DK wird nachfolgend die relative Dämpferge­ schwindigkeit verstanden, also die Geschwindigkeit, die der Dämpfer aufweist, wenn das zu dämpfende Bauteil sich gegenüber dem entsprechenden Bauteil be­ wegt. In einem Fahrzeug wären dies die Bewegung des Rades relativ zu dem Fahrzeugaufbau. Die Dämpferkennlinie gemäß Fig. 4a zeigt für kleine Dämpfer­ geschwindigkeiten V_DK einen nahezu linearen Verlauf, der sich für hohe Dämpfer­ geschwindigkeiten V_DK einen Grenzwert annähert. Eine Verstellung bzw. gewollte Veränderung der Dämpferkennlinie bei passiven Dämpfersystemen ist nicht vor­ gesehen.

In der Fig. 4b ist ein Dämpferkennfeld eines semiaktiven Dämpfersystemes dar­ gestellt, bei dem in Abhängigkeit von der Dämpfergeschwindigkeit V_DK zwischen zwei Grenzwerten jeweils eine Vielzahl an Werten für die Dämpferkraft einge­ stellt werden kann. Während bei einem diskreten Regelungssystem zwischen dem Maximal- und dem Minimalwert umgeschaltet werden kann, besteht bei ei­ nem kontinuierlichen Regelsystem die Möglichkeit, einen beliebigen Wert zwi­ schen den Grenzwerten auszuwählen und dadurch eine optimale Anpassung der Dämpferkraft auf die jeweilige Belastung vorzunehmen.

Ein Beispiel eines solchen diskreten Regelungsverfahrens ist in der Fig. 3 grund­ sätzlich dargestellt, bei dem aus der Dämpfergeschwindigkeit V_DK und der Auf­ baugeschwindigkeit V_A das Produkt gebildet wird. Die Aufbaugeschwindigkeit V_A bezeichnet hier nicht die Fahrgeschwindigkeit, sondern die vertikale Geschwin­ digkeit des Fahrzeugaufbaues. Anhand dieses Schaubildes wird das Skyhook- Regelverfahren erläutert. Wenn die relative Dämpfergeschwindigkeit V_DK positiv ist, wirkt die Dämpferkraft des passiven Dämpfers der Bewegung entgegen und "zieht" die Dämpferkraft den Fahrzeugaufbau nach unten; ist die relative Dämp­ fergeschwindigkeit V_DK negativ, "drückt" die Dämpferkraft den Fahrzeugaufbau nach oben. Wenn also die vertikale Geschwindigkeit V_A des Fahrzeugaufbaues negativ ist, bewegt sich der Fahrzeugaufbau nach unten und ein maximaler Wert der Dämpfung ist gewünscht, um den Aufbau nach oben zu drücken. Ein solches Beispiel ist in dem dritten Abschnitt der Fig. 3 dargestellt, wo durch die jeweili­ gen Balken und die Bezeichnung "high" und "low" der Grad der Dämpfung an­ gezeigt ist. Bewegt sich hingegen der Fahrzeugaufbau nach oben, also ist V_A po­ sitiv, wird ein maximaler Wert der Dämpfung angestrebt wenn V_DK positiv ist, um die Fahrzeugaufbaubewegung nach oben zu unterdrücken, während ein minima­ ler Wert der Dämpfung bei positivem V_A angestrebt ist, wenn V_DK negativ ist, um die Fahrzeugaufbaubewegung weiter nach oben nicht weiter zu unterstützen. Das entsprechende Verhalten gilt bei negativer Aufbaugeschwindigkeit. Die be­ schriebene Skyhook-Regelung simuliert die ideale Regelungskonfiguration einer Körperverlagerung mit einem passiven Dämpfer, der zwischen dem Fahrzeugauf­ bau und einem fiktiven, außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Gegenlager an­ geordnet ist.

Neben dem Umschalten zwischen einer hohen und einer geringen Dämpfung, wie in der Fig. 3 dargestellt, ist es über ein kontinuierliches Regelverfahren selbst­ verständlich möglich, Zwischenwerte einzustellen.

In der Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Regelung der Stellung eines Dämpferven­ tiles 6 gezeigt, über welches die Dämpferkraft verändert werden kann. Als Ein­ gangsgröße dient das Abstandssignal hi, wobei nachfolgend der Index i das je­ weils zu dämpfende Bauteil bezeichnet; bei einem Fahrzeug ist dies insbesondere ein Rad. In einer Geschwindigkeitsermittlungseinheit 1, dessen Funktionsweise im Detail nachfolgend unter der Fig. 2 beschrieben ist, wird die Aufbauge­ schwindigkeit V_Ai und die Dämpfergeschwindigkeit V_DK ermittelt. Die Aufbauge­ schwindigkeit V_Ai wird zusammen mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V_V einer Dämpferkraftvorgabeeinheit 2 zugeführt, in der die benötigte Dämpferkraft an­ hand der Aufbaugeschwindigkeit V_Ai in Verbindung mit der Fahrzeuggeschwin­ digkeit V_V ermittelt wird. Als Ergebnis wird die ermittelte benötigte Dämpferkraft F_Di ausgegeben. In einer Kraftvorsteuerungsermittlungseinheit 3 wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V_V und Dynamikfaktoren D_F die Vorsteuerungsdämp­ ferkraft F_Vi ermittelt.

In die Dynamikfaktoren D_F fließen beispielsweise der Bremsdruck, der Lenkwinkel oder beabsichtigte Beschleunigungen des Fahrzeuges ihren Niederschlag. Diese Dynamikfaktoren D_F werden beispielsweise direkt an den Bedienelementen wie Lenkrad oder Pedalen abgegriffen, und aufgrund der Trägheit des Gesamtfahr­ zeuges bezüglich Lenk-, Brems- oder Beschleunigungsaktionen können entspre­ chende Verlagerungen des Fahrzeugaufbaues vorab abgeschätzt und eine ent­ sprechende Veränderung der Dämpferkraft an dem entsprechenden Dämpfer vor­ genommen werden. Als Ergebnis der Kraftvorsteuerung wird die Vorsteuerungs­ dämpferkraft F_Vi ausgegeben, die zusammen mit der aus der Aufbaugeschwindig­ keit V_Ai und der Fahrzeuggeschwindigkeit. V_V ermittelten Dämpferkraft die resul­ tierende angeforderte Dämpferkraft F_resi ergibt.

Die resultierende angeforderte Dämpferkraft F_resi und die Dämpfergeschwindigkeit V_DKi werden einen inversen Dämpferkennfeld 4 zugeführt, wo F_resi und V_DKi die Eingangsgrößen für die Ermittlung der entsprechenden Kenngröße für den Soll­ stellstrom i_si liefert. Der Wert des Sollstellstromes i_si kann aus dem Kennfeld di­ rekt abgelesen wurden, wobei unter Bezugnahme auf die Fig. 4b der entsprechende Wert für die Dämpfergeschwindigkeit V_DKi eingegeben werden muss. An dem Kreuzungspunkt mit dem entsprechenden Wert für die resultierende ange­ forderte Dämpfer kraft F_resi, die in der Fig. 4b die Größe F_D ersetzt, muss der ent­ sprechende Wert abgelesen werden.

Aus dem inverse Dämpferkennfeld 4 kann somit direkt der Sollstellstrom i_si ab­ gelesen werden, der einem Stellglied 5 zugeführt wird, das wiederum den tat­ sächlich fließenden Strom i_isti an das Dämpferventil 6 weiterleitet. Durch die Ver­ stellung des Dämpferventiles 6 wird ein Strömungsquerschnitt verändert, wo­ durch die Dämpferkraft entsprechend der Anforderung variiert wird.

Die für die Berechnung der zunächst ermittelten Dämpferkraft F_Di erforderlichen Größen der Aufbaugeschwindigkeit V_Ai und der relativen Dämpfergeschwindigkeit V_DKi werden aus dem Abstandssignal h_i in der Geschwindigkeitsermittlungseinheit 1 errechnet, deren Funktionsweise in der Fig. 2 ausführlich dargestellt ist.

In dem Ausführungsbeispiel wird das Abstandssignal h_i einem ersten Tiefpassfil­ ter 11, einem zweiten Tiefpassfilter 12 sowie einem Hochpassfilter 15 zugelei­ tet. Der erste Tiefpassfilter weist eine Zeitkonstante T₁ zur Ermittlung eines er­ sten Ausgangssignals h_si auf, das an eine Berechnungseinheit 13 zur Berechnung eines ersten Geschwindigkeitssignals V_dsi und ebenfalls an eine Verknüpfungs­ stelle geleitet wird. Der zweite Tiefpassfilter 12 mit einer Zeitkonstante T₂, die größer als die Zeitkonstante T₁ des ersten Tiefpassfilters 11 ist, wird ebenfalls mit dem Abstandssignal h_i beaufschlagt und filtert ein zweites Abstandssignal h_li heraus, das seineiseits einer Berechnungseinheit 14 zur Berechnung des zweiten Geschwindigkeits Signals V_dli zugeführt uni andererseits mit negativen Vorzeichen der Verknüpfungseinheit zugeführt wird.

In der Verknüpfungseinheit werden das erste gefilterte Abstandssignal h_si und das mit negativen Vorzeichen versehene zweite gefilterte Abstandssignal h_li ad­ diert und in der Betragsbildungseinheit 16 wird ein Differenzsignal dh erzeugt, das als Parameter für die Beurteilung der zu verwendenden Dämpfergeschwindigkeitssignale herangezogen wird. Auf welche Art und Weise diese Beurteilung erfolgt, wird später erläutert.

Das zweite Dämpfergeschwindigkeitssignal V_dli wird sowohl einem Schalter 19 als auch, wie in der Fig. 1 ersichtlich, der Dämpferkraftvorgabeeinheit 2 zuge­ führt, aus der dort in Zusammenhang mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V_v die erste ermittelte Dämpferkraft F_Di errechnet wird.

Das erste Dämpfergeschwindigkeitssignal V_dsi wird ebenfalls dem Schalter 19 zugeführt und darüber hinaus einer Betragsbildungseinheit 17 zur Bildung des Betrags V_ds-pos ermittelt wird.

Schließlich wird das Abstandssignal h_i einem Hochpassfilter 15 zugeführt, der die Radschwingungen, die nicht mehr effektiv vom Stellglied gestellt werden kön­ nen, selektiert. Der Hochpassfilter 15 gibt ein Signal f_i aus, das an eine Logikein­ heit 18 weitergeleitet wird.

Ebenfalls an diese Logikeinheit 18 werden die aus den Betragsermittlungseinhei­ ten 16 und 17 ermittelten Größen des Differenzsignals d_h und des Betrages des ersten Dämpfergeschwindigkeitssignals V_ds-pos geleitet. Anhand der eingehenden Größen wird in dieser Logikeinheit 18 entschieden, welches Signal an den Schal­ ter 19 übermittelt werden soll. Die Entscheidung, welche der Dämpfergeschwin­ digkeitssignale der weiteren Verarbeitung zugrunde gelegt werden sollen, wird anhand der Bewertung dieser eingehenden Größen getroffen. Sofern der Betrag des ersten Geschwindigkeitssignals größer als ein erster Kennwert oder das Dif­ ferenzsignal größer als ein zweiter Kennwert und das Signal f_i geringer als ein Grenzwert ist, wird als Dämpfergeschwindigkeit V_DKi das erste Geschwindigkeits­ signal V_ds gesetzt. Sofern diese Logikbedingung nicht erfüllt ist, wird als relative Dämpfergeschwindigkeit V_DK der Wert des zweiten Dämpfergeschwindigkeits­ signals V_dl genommen, das über eine längere Zeitkonstante ermittelt wurde. Die­ se relative Dämpfergeschwindigkeit V_DKi wird dann gemäß der Fig. 1 dem inver­ sen Dämpferkennfeld 4 als Eingangsgröße zugeführt.

Insbesondere bei der Anwendung des Skyhook-Prinzips ist es erforderlich, dass die Dämpfergeschwindigkeit im Radfrequenzbereich mit möglichst geringen Pha­ senverzug ermittelt wird. Dies ist mit dem oben geschilderten Verfahren sehr gut möglich, weil bei großen Dämpfergeschwindigkeiten eine dynamisch schnelle aber dafür nicht so genaue erste Dämpfergeschwindigkeit V_dsi genommen wird und ansonsten die genauere, dafür aber dynamisch trägere zweite Dämpferge­ schwindigkeit V_dli genutzt wird. Durch den Einsatz des Hochpassfilters 15 fällt eine hochfrequente Anregung des Skyhook-Systems und ein entsprechend hoch­ frequentes Schalten des Stellgliedes weg, was zu einer Verringerung des Schalt­ geräusches führt. Weiterhin wird das Stellglied mechanisch nicht so stark bela­ stet.

Ein Beispiel für den Verlauf einer Regelung anhand der Dämpfergeschwindigkeit ist in der Fig. 5 gezeigt, in der die Kurve A das Geschwindigkeitssignal in konti­ nuierlicher Messung darstellt. Die Kurve B ist das digitalisierte Geschwindigkeits­ signal mit einer entsprechend kurzen Zeittaktung, was eine sehr schnelle Reakti­ on auf die Geschwindigkeitsveränderungen zulässt. Eine weitere Kurve C ist die digitalisierte Form der Kurve A über ein größeres Zeitintervall, wodurch die gerin­ gen Schwankungen um eine Ruhelage besser ausgeglichen werden. Ebenfalls in der Fig. 5 eingezeichnet sind einmal die Grenzwerte V_ds-pos bei einem Wert von ca. 200 mm/sec sowie das Differenzsignal D_h.

In der dargestellten Kurve überschreitet der Betrag V_ds-pos den Grenzwert, so dass zur weiteren Regelung der Dämpferkraft das erste Geschwindigkeitssignal V_dsi verwendet wird. Nach zwei Nulldurchgängen der Kurve A ist das Differenzsignal kleiner als der vorgegebene Grenzwert, so dass auf das präzisere aber langsame­ re zweite Dämpfergeschwindigkeitssignal V_dli umgeschaltet wird. Auch im weite­ ren Verlauf der Kurve A wird dann das langsamere Geschwindigkeitssignal V_dli zugrunde gelegt, da das Differenzsignal d_h unterhalb des festgelegten Grenzwer­ tes liegt.

Im weiteren Verlauf der Kurve A wird deutlich, dass durch das große Zeitintervall T₂ ein häufiges Umschalten zwischen einer harten und einer weichen Dämpfung bzw. zwischen verschiedenen Dämpfungszuständen vermieden wird, was der Fall wäre, würde man stets nur die kurze Zeittaktung T₁ mit dem entsprechenden Geschwindigkeitssignal V_dsi zugrunde legen. Ein solches schnelles Hin- und Her­ schalten wäre immer bei dem Über- bzw. Unterschreiten der Kurve B bezüglich der Kurve A notwendig.

Claims (17)

1. Verfahren zur Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft verstellbarer Dämpfer in Fahrzeugen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit aktiven oder semiaktiven Dämpfersystemen, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung oder Steuerung in Abhängigkeit von der Dämpfergeschwindigkeit (V_DK) erfolgt und die Dämpfer­ geschwindigkeitssignale (v_dl, v_ds) mittels Abstandssensoren und Differenzbildung der Abstandssensorensignale (h_i) über eine festgelegte Zeitdifferenz ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferge­ schwindigkeit (v_dl, v_ds) für jedes zu dämpfende Bauteil einzeln ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab­ standssensoren die Entfernung zwischen einem Rad und dem Fahrzeugaufbau messen.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Dämpfergeschwindigkeitssignal (v_ds) über die Differenzbildung des Abstandssignales (h_i) über ein erstes Zeitintervall und ein zweites Dämpfer­ geschwindigkeitssignal (v_dl) über die Differenzbildung des Abstandssignales (h_i) über ein zweites Zeitintervall ermittelt wird, daß das erste Zeitintervall kleiner als das zweite Zeitintervall ist und daß anhand festgelegter Parameter eine Auswahl getroffen wird, welches der Dämpfergeschwindigkeitssignale (v_ds; v_dl) der Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft (F_D) zugrundegelegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dämpfer­ geschwindigkeitssignal (v_ds) über ein Zeitintervall von 0.5 msec bis 5 msec und das zweite Dämpfergeschwindigkeitssignal (v_dl) über ein Zeitintervall von 5 msec bis 50 msec gebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter ein festgelegter Schwellenwert des Betrages des ersten Dämpfergeschwindig­ keitssignals (v_ds) verwendet und bei Überschreiten des Schwellenwertes das er­ ste Dämpfergeschwindigkeitssignal (v_ds) und ansonsten das zweite Dämpferge­ schwindigkeitssignal (v_dl) der Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft (F_D) zugrundegelegt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandssignal (h_i) mit einem ersten Tiefpaßfilter (11) kleiner Zeitkonstante (T1) zur Ermittlung eines ersten Ausgangssignals (h_s) und mit einem zweiten Tiefpaß­ filter (12) größerer Zeitkonstante (T2) zur Ermittlung eines zweiten Ausgangs­ signals (h_l) gefiltert wird und diese Ausgangssignale zur Berechnung der Dämp­ fergeschwindigkeitssignale (v_ds, v_dl) verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandssignal (h_i) mit einem ersten Tiefpaßfilter (11) kleiner Zeitkonstante (T1) zur Ermittlung eines ersten Ausgangssignals (h_s) und mit einem zweiten Tiefpaß­ filter (12) größerer Zeitkonstante (T2) zur Ermittlung eines zweiten Ausgangs­ signals (h_l) gefiltert wird, daß als Parameter der Betrag eines Differenzsignals (d_h) zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangssignal (h_s; h_l) verwendet und daß anhand eines festgelegten Schwellenwertes des Differenzsignals (d_h) eine Auswahl getroffen wird, welches der Dämpfergeschwindigkeitssignale (v_ds; v_ds) der Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft zugrundegelegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines Schwellenwertes für den Betrag des Differenzsignals (d_h) das erste Dämp­ fergeschwindigkeitssignal (v_ds) und ansonsten das zweite Dämpfergeschwindig­ keitssignal (v_dl) der Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft (F_D) zugrundege­ legt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kleinere Zeitkonstante (T1) 0,25 msec bis 2,5 msec und die größere Zeitkonstante (T2) 2,5 msec bis 25 msec beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Über­ schreiten des Schwellenwertes für den Betrag des Differenzsignals (d_h) und des als Parameter festgelegten Schwellenwertes des Betrages des ersten Dämpfer­ geschwindikeitssignals (v_ds) das erste Dämpfergeschwindigkeitssignal (v_ds) und ansonsten das zweite Dämpfergeschwindigkeitssignal (v_dl) der Regelung oder Steuerung der Dämpferkraft (F_D) zugrundegelegt wird.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkraft (F_D) nach dem Skyhook-Verfahren, nach dem Ground­ hook-Verfahren oder nach einer Kombination dieser Verfahren geregelt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferge­ schwindigkeit (V_DK) für die Berechnung des inversen Dämpferkennfeldes (4) verwendet und die Aufbaugeschwindigkeit (V_A) aus der Integration eines Signals eines am Aufbau angeordneten Beschleunigungssensor ermittelt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferge­ schwindigkeit (V_DK) für die Berechnung des inversen Dämpferkennfeldes (4) verwendet und die Aufbaugeschwindigkeit (V_A) aus einem Dämpfergeschwin­ digkeitssignal (v_dl) mit herausgefiltertem Radgeschwindigkeitsanteil ermittelt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpferge­ schwindigkeitssignal das zweite Dämpfergeschwindigkeitssignal (v_dl) gemäß An­ spruch 4 oder 5 verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Hochpaßfilters (15) Schwingungen mit niedriger Frequenz un­ terhalb 2 Hz des Abstandssignals (h_i) herausgefiltert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung des inversen Dämpferkennfeldes zusätzlich das Dämpfergeschwindigkeitssignal (v_dl) herangezogen wird, wenn das Ausgangssignal des Hochpaßfilters (15) ei­ nen Grenzwert überschreitet.