DE102004056909A1

DE102004056909A1 - Verfahren zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung einer Niveauregelanlage

Info

Publication number: DE102004056909A1
Application number: DE200410056909
Authority: DE
Inventors: Thomas Matthies
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-08

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung einer Niveauregelanlage für Fahrzeuge, deren Fahrverhalten stark von der Schwerpunkt- bzw. Rahmen- oder Karosseriehöhe abhängt, bei der bei stehendem Fahrzeug und parallel zu einer augenblicklich durchgeführten Regelung ein periodisch jeweils aktualisierter Regelungsverlauf zur Rückführung der augenblicklichen Niveaulage in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage ermittelt und abgespeichert wird, wobei bei Fahrtbeginn vor Abschluß der augenblicklich durchgeführten Regelung letztere unterbrochen und der zuletzt ermittelte Regelungsverlauf zur Rückführung in eine Niveaulage gestartet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung einer Niveauregelanlage für Fahrzeuge, deren Fahrverhalten stark von der Schwerpunkts- bzw. Rahmen- oder Karosseriehöhe abhängt, bei der die Steuerungseinrichtung im wesentlichen besteht aus mindestens einer Recheneinheit, aus mindestens einem zugehörigen Programmspeicher für die Algorithmen der Ablaufsteuerung, aus einem oder mehreren Datenspeichern zur Speicherung von Parametern bzw. Parameter- oder Kennfeldern für die Ablaufsteuerung und zur Speicherung von Signaldaten von Sensoren, Sollwertgebern und Datenleitungen, sowie aus zugehörigen Schnittstellen für Ein- und Ausgangssignale der Peripherie und der angesteuerten Bauelemente.

Fahrzeuge, deren Fahrverhalten stark von der Schwerpunkts- bzw. Rahmen- oder Karosseriehöhe abhängt, sind beispielsweise Zweiräder, inbesondere Motorräder, aber auch Aufsitz-Fahrzeuge jeglicher Art, wie z. B. Vierrad-Motorräder (Quads), aber auch Motorschlitten oder landwirtschaftliche Fahrzeuge.

Ein Steuerungseinrichtung zur Niveauregulierung eines Motorrades zeigt die US 4,422,661 , bei der abhängig von der Geschwindigkeit des Motorrades eine Höheneinstellung über parallel zu Metallfedern angeordnete Luftdämpfer an den Fahrwerken des Vorder- und Hinterrades erfolgt. In Stand des Motorrades und in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich wird eine tiefe Stellung angefahren, indem die Luftdämpfer entlüftet werden. In einem höheren Geschwindigkeitsbereich werden die Luftdämpfer bis zu einem Grenzdruck aufgepumpt und so für das Motorrad bzw. für den Rahmen eine hohe Stellung angesteuert.

Eine solche einfach aufgebaute und zwischen zwei Höhen-Stellungen schaltende Steuerung weist den Nachteil auf, das erst bei einer bestimmten Geschwindigkeit ein Anheben des Rahmens beginnt. In diesem Zustand können aber bereits fahrdynamische Kräfte auf das Motorrad wirken, z.B. bei Kurvenfahrten, die durch die zusätzlichen Hebebewegungen für den Fahrer zu unerwarteten Fahrsituationen führen können.

Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, für Fahrzeuge, deren Fahrverhalten stark von der Schwerpunkts- bzw. Rahmen- oder Karosseriehöhe abhängt, ein Niveauregelungs-Verfahren bereitzustellen, das unerwartete Fahrsituationen während der Regelvorgänge vermeidet und bei unerwarteten Fahrsituationen schnellstmöglich ein sicheres Höhenniveau des Fahrzeugs erreichen läßt.

Gelöst wird diese Aufgaben durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen erfasst. Ebenso ist eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens offenbart.

Hierbei wird in der Rechnereinheit der Steuerungseinrichtung bei stehendem Fahrzeug und parallel zu einer augenblicklich durchgeführten Regelung ein periodisch jeweils aktualisierter Regelungsverlauf zur Rückführung der augenblicklichen Niveaulage in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage ermittelt und abgespeichert. Für den Fall, dass vor Abschluß der augenblicklich durchgeführten Regelung der Fahrtbeginn erfolgt, wird die augenblicklich durchgeführte Regelung unterbrochen wird, und stattdessen der zuletzt ermittelte Regelungsverlauf zur Rückführung in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage gestartet wird.

Hierdurch ist zunächst gewährleistet, dass im Normalfall die Regelung der Höhenlage/Niveaulage bei stehendem Fahrzeug ausgeführt wird. Diese Regelung kann beispielsweise eine Kompensation einer durch zusätzliche Beladung eines Fahrzeuges veränderten Höhenlage beinhalten, also bei einem Motorrad etwa verursacht durch das Aufsteigen eines Beifahrers oder durch Gepäckaufnahme. Eine durch solche Ereignisse veränderte Höhenlage wird üblicherweise von den Höhensensoren im Fahrzeug detektiert und die Regelung wird dann ausgelöst. Während der dann laufenden Regelung überwachen die Sensoren weiterhin die Höhenlage und geben entsprechende Signale an die Steuerungseinrichtung, welche mit diesen Eingangsgrößen die Regelungsaufgabe weiterführt.

Zusätzlich wird nun während dieser Regelung ständig ein periodisch aktualisierter Regelungsverlauf zur Rückführung der augenblicklichen Niveaulage in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage ermittelt und abgespeichert, also immer wieder der augenblicklich bestmögliche „Rückweg" aus der im Moment vorhandenen Höhenlage in eine „sichere" Position berechnet und abgespeichert.

Wenn nun vor Beendigung der Regelungsaufgabe der Fahrtbeginn erfolgt, d.h. wenn das Fahrzeug seine Standposition verläßt, dann kann es bei Fahrzeugen, deren Fahrverhalten empfindlich auf Änderungen ihrer Höhenlage reagiert, zu unerwartetem Fahrverhalten und zu unangenehmen Situationen für den Fahrer kommen. Wenn beispielsweise sofort nach Verlassen der Standposition und noch während der Höhenregelung eine Kurve durchfahren wird oder beschleunigt eine Bodenwelle überfahren wird, so geben die Höhensensoren Signale als Eingangsgrößen in die Steuerungseinheit, die zwar den augenblicklich dynamischen Fahrzustand repräsentieren, aber zur Durchführung der eigentlichen Regelungsaufgabe nicht zu verwerten sind und letztere empfindlich stören können.

Kommt es z.b. aufgrund einer beschleunigt überfahrenen Bodenwelle zur Ausfederung des Motorrades, so würde über die Höhensensoren ein Signal für eine zu hohe Stellung des Fahrzeuges an die Steuerungseinheit gegeben, worauf in der Ablaufsteuerung die Verarbeitung eines solchen Höhensignales zu einer Regelung in Richtung einer tieferen Fahrzeugposition d.h. zu einer Absenkung des Fahrzeuges führen würde. Dies würde jedoch zu einem problematischen Fahrverhalten führen, sobald das Fahrzeug in einer derart abgesenkten Position eine Kurve fährt. Die niedrige Rahmenhöhe könnte dann zu einer Bodenberührung führen.

Hier greifen nun die weiteren Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung. Dadurch, dass parallel zu der augenblicklich durchgeführten Regelung ein periodisch jeweils aktualisierter Regelungsverlauf zur Rückführung der augenblicklichen Niveaulage in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage ermittelt und abgespeichert wird, kann dieser störende Einfluß durch Höhensignale vermieden werden. Beginnt die Fahrt des Fahrzeuges vor Abschluß der augenblicklich durchgeführten Regelung, wird die augenblicklich durchgeführte Regelung unterbrochen, d. h. die Ablaufsteuerung reagiert nicht mehr auf die Höhensignale und damit nicht mehr auf den tatsächlichen Niveauzustand. Stattdessen wird der zuletzt ermittelte Regelungsverlauf zur Rückführung in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage gestartet, der nun die Regelung nach festgelegten Vorgaben und sozusagen „in blindem Gehorsam" weiterführt. Das heißt also, dass dann die Regelung durch eine Steuerung ersetzt wird. Dadurch werden unerwartete Regelungen und Fahrzustände sicher vermieden.

Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Regelungsverlauf zur Rückführung in eine unkritische Niveaulage als Steuerungs-Zeitraum ermittelt wird bei festgelegten Parameter- oder Kennfeldern für die Ablaufsteuerung. Hiermit läßt sich der Regelungsverlauf als reine Zeitsteuerung/Zeitkonstante darstellen, d.h. es wird über eine vorgegebene Zeit eine Steuerung durchgeführt, deren Ablauf durch vorher bestimmte Parameter oder Kennfelder bestimmt ist. Nach Ablauf des Zeitraumes stoppt die Steuerung. Die Parameter oder Kennfelder sind entsprechend des vorgesehenen Steuerungszeitraumes festgelegt und führen auf jeden Fall zu einer für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage.

Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass dass der Regelungsverlauf zur Rückführung in eine unkritische Niveaulage in Perioden von 30 bis 60 Millisekunden ermittelt wird, vorzugsweise alle 40 Millisekunden. Mit einer solchen Periodendauer läßt sich die Funktion problemlos innerhalb der üblichen Rechenzyklen in einem Steuergerät integrieren.

Besonders vorteilhaft ist eine Verwendung des Verfahrens zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung für eine Motorrad mit Luftfederung und Luftdämpfung. Luftdämpfungselemente, auch als Luftdämpfungs- und -federungselemente bezeichnet, welche bekanntermaßen Luftfederung und Luftdämpfung kombinieren, sind hierzu besonders geeignet. Eine solche Verwendung erlaubt eine sicher und vereinfachte Regelung dadurch, dass die bei üblicher Luftfederung erforderlichen hydraulischen Dämpfer mit Ihren Auswirkungen auf die Regelstrategien entfallen.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung einer Niveauregelanlage für Fahrzeuge, deren Fahrverhalten stark von der Schwerpunkts- bzw. Rahmen- oder Karosseriehöhe abhängt, bei der die Steuerungseinrichtung im wesentlichen besteht aus mindestens einer Recheneinheit, aus mindestens einem zugehörigen Programmspeicher für die Algorithmen der Ablaufsteuerung, aus einem oder mehreren Datenspeichern zur Speicherung von Parametern bzw. Parameter- oder Kennfeldern für die Ablaufsteuerung und zur Speicherung von Signaldaten von Sensoren, Sollwertgebern und Datenleitungen, sowie aus zugehörigen Schnittstellen für Ein- und Ausgangssignale der Peripherie und der angesteuerten Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rechnereinheit der Steuerungseinrichtung bei stehendem Fahrzeug und parallel zu einer augenblicklich durchgeführten Regelung ein periodisch jeweils aktualisierter Regelungsverlauf zur Rückführung der augenblicklichen Niveaulage in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage ermittelt und abgespeichert wird, dass bei Fahrtbeginn vor Abschluß der augenblicklich durchgeführten Regelung letztere unterbrochen wird, und dass in diesem Fall der zuletzt ermittelte Regelungsverlauf zur Rückführung in eine für das Fahrverhalten unkritische Niveaulage gestartet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelungsverlauf zur Rückführung in eine unkritische Niveaulage als Steuerungs-Zeitraum ermittelt wird bei festgelegten Parameter- oder Kennfeldern für die Ablaufsteuerung.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelungsverlauf zur Rückführung in eine unkritische Niveaulage in Perioden von 30 bis 60 Millisekunden ermittelt wird, vorzugsweise alle 40 Millisekunden.
Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3 zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung für eine Motorrad mit Luftfederung und Luftdämpfung.