DE102005040907A1

DE102005040907A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005040907A1
Application number: DE200510040907
Authority: DE
Inventors: Ingo Knöchelmann; Eberhard Dipl.-Ing. Kutscher
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-08

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Dämpfungseinrichtung (11i), die zur Dämpfung unerwünschter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugaufbau (12) und einem Radträger (13i) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist, wobei die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) durch Ansteuerung einer Stelleinrichtung (14i) veränderbar ist. Erfindungsgemäß erhöht eine Steuereinrichtung (20) bei Erfüllung eines auf einen Anfahrvorgang hinweisenden Anfahrkriteriums oder eines auf einen Abbremsvorgang hinweisenden Abbremskriteriums die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) durch Ansteuerung der Stelleinrichtung (14i) jeweils derart, dass eine aufgrund des Anfahrvorgangs oder des Abbremsvorgangs zu erwartende Fahrzeugaufbaubewegung unterdrückt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Dämpfungseinrichtung, die zur Dämpfung unerwünschter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Radträger des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung durch Ansteuerung einer Stelleinrichtung veränderbar ist.

Eine derartige Vorrichtung zum Steuern der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs geht aus der Druckschrift DE 198 15 859 A1 hervor. Die Vorrichtung umfasst einen Schwingungsdämpfer, der zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Radträger des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei sich die Dämpfungskraftcharakteristik des Schwingungsdämpfers durch Ansteuerung einer zugehörigen Stelleinrichtung entsprechend unterschiedlicher Betriebsmodi einstellen lässt. Die Umschaltung zwischen den Betriebsmodi erfolgt hierbei in Abhängigkeit einer im Bereich des Schwingungsdämpfers am Fahrzeugaufbau ermittelten Vertikalgeschwindigkeit, wobei sich ausgehend von der ermittelten Vertikalgeschwindigkeit letztlich nicht unterscheiden lässt, ob die Fahrzeugaufbaubewegung aufgrund von Fahrbahnunebenheiten oder aber infolge eines Anfahr- oder Abbremsvorgangs verursacht wird. Eine separate Einstellung der Dämpfungskraftcharakte ristik, die eigens die Belange eines Anfahr- oder Abbremsvorgangs berücksichtigt, ist somit nicht möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine eigens an die Belange eines Anfahr- oder Abbremsvorgangs angepasste Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 17 gelöst.

Die Vorrichtung zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Dämpfungseinrichtung, die zur Dämpfung unerwünschter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Radträger des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung durch Ansteuerung einer Stelleinrichtung veränderbar ist. Erfindungsgemäß erhöht eine Steuereinrichtung bei Erfüllung eines auf einen Anfahrvorgang hinweisenden Anfahrkriteriums oder eines auf einen Abbremsvorgang hinweisenden Abbremskriteriums die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung durch Ansteuerung der Stelleinrichtung jeweils derart, dass eine aufgrund des Anfahrvorgangs oder des Abbremsvorgangs zu erwartende Fahrzeugaufbaubewegung unterdrückt wird.

Der Erfindung liegt hierbei der Gedanke zugrunde, dass sich aus dem Vorliegen bzw. der Charakteristik eines zum Beschleunigen oder Verzögern des Kraftfahrzeugs eingeleiteten Anfahr- oder Abbremsvorgangs sowie der sich hieraus am Fahrzeugaufbau ergebenden Kräfte eine verlässliche Vorhersage in Bezug auf die im Zusammenhang mit dem Anfahr- oder dem Abbremsvorgang voraussichtlich zu erwartende Nickbewegung des Fahrzeugaufbaus treffen lässt. Durch entsprechende Vorgabe des Abbremskriteriums bzw. des Anfahrkriteriums ist es daher möglich, dem unerwünschten Auftreten einer derartigen Fahrzeugaufbau bewegung frühzeitig, d.h. bereits zum Zeitpunkt ihrer Anregung, durch gezielte Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik der Fahrwerksaufhängung entgegenzuwirken.

Der Anfahr- oder Abbremsvorgang erfolgt hierbei entweder durch fahrerseitige Betätigung eines im Kraftfahrzeug befindlichen Fahr- oder Bremsbedienelements oder aber auf Verlassung eines Fahrassistenzsystems, beispielsweise einer Antriebsschlupfregelung (ASR), eines Elektronischen Stabilitäts-Programms (ESP), eines Abstands-Regel-Tempomaten (ART) oder eines Bremsassistenten (BAS).

Vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Da die voraussichtlich zu erwartende Fahrzeugaufbaubewegung in unmittelbarem Zusammenhang mit dem momentanen längsdynamischen Verhalten des Kraftfahrzeugs steht, ist es von Vorteil, wenn in das Anfahrkriterium und/oder in das Abbremskriterium eine die Längsdynamik des Kraftfahrzeugs wiedergebende Längsdynamikgröße eingeht.

Hierbei ist das Anfahrkriterium oder das Abbremskriterium vorzugsweise dann erfüllt, wenn der Betrag der Längsdynamikgröße größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, sodass sich das Vorliegen des Anfahr- oder des Abbremsvorgangs aufgrund eines rechnerisch einfach durchzuführenden Vergleichs zwischen der Längsdynamikgröße und dem vorgegebenen Schwellenwert feststellen lässt. Durch entsprechende Vorgabe des Schwellenwerts kann zugleich die Ansprechempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart festgelegt werden, dass eine unnötige Anpassung bzw. Veränderung der Dämpfungskraft im Falle von Anfahr- und Abbremsvorgängen, die lediglich zum Auftreten geringfügig ausgeprägter Fahrzeugaufbaubewegungen führen würden, vermieden wird.

Um eine verlässliche Vorhersage der voraussichtlich zu erwartenden Fahrzeugaufbaubewegung zu gewährleisten, ist es ferner von Vorteil, wenn die Längsdynamikgröße eine aufgrund des Anfahrvorgangs zu erwartende Längsbeschleunigung und/oder eine aufgrund des Abbremsvorgangs zu erwartende Längsverzögerung des Kraftfahrzeugs wiedergibt. So wird die Fahrzeugaufbaubewegung im allgemeinen eine umso höhere Amplitude annehmen, je größer der Betrag der Längsbeschleunigung bzw. der Längsverzögerung des Kraftfahrzeugs ist.

Die zu erwartende Längsbeschleunigung bzw. die zu erwartende Längsverzögerung des Kraftfahrzeugs ergibt sich insbesondere als kausale Folge eines an den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs erzeugten Antriebsmoments bzw. eines an den gebremsten Rädern des Kraftfahrzeugs hervorgerufenen Bremsmoments (gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines von Seiten des Kraftfahrzeugantriebs verursachten Motorschleppmoments). Dementsprechend besteht die Möglichkeit, die Längsdynamikgröße ausgehend von einer Antriebsmomentgröße, die ein bezüglich des Anfahrvorgangs auftretendes Antriebsmoment beschreibt, und/oder einer Bremsmomentgröße, die ein bezüglich des Abbremsvorgangs auftretendes Bremsmoment beschreibt, zu ermitteln.

Die Antriebsmomentgröße und/oder die Bremsmomentgröße steht in Form entsprechender Signale meist ohnehin im Kraftfahrzeug zur Verfügung (beispielsweise an einem CAN-Datenbus oder dergleichen), sodass zu deren Bereitstellung keine gesonderten Mittel benötigt werden. Die bereitgestellten Signale geben hierbei insbesondere den aktuellen Istwert des Antriebsmoments und/oder des Bremsmoments oder aber einen durch entsprechende Ansteuerung des Kraftfahrzeugantriebs bzw. der Kraftfahrzeugbremsen jeweils einzustellenden Sollwert wieder.

Da die zu dämpfende Fahrzeugaufbaubewegung lediglich innerhalb eines begrenzten Zeitraums während des Anfahr- bzw. des Abbremsvorgangs bei Vorliegen einer ausreichend hohen Längs beschleunigung bzw. Längsverzögerung auftritt und anschließend wieder vergleichsweise rasch abklingt, ist es von Vorteil, wenn die Steuereinrichtung die Erhöhung der Dämpfungskraft bei Erfüllung eines vorgegebenen Beendigungskriteriums fahrerunabhängig rückgängig macht, sodass bei Beendigung des Anfahr- bzw. Abbremsvorgangs wieder die für eine im wesentlichen gleichförmige Fahrt des Kraftfahrzeugs vorgesehene Dämpfungskraftcharakteristik der Fahrwerksaufhängung zur Verfügung steht.

Das vorgegebene Beendigungskriterium ist vorzugsweise dann erfüllt, wenn festgestellt wird, dass eine vorgegebene Mindesthaltezeit überschritten ist, die diejenige Zeit angibt, für die die Erhöhung der Dämpfungskraft zumindest aufrechtzuerhalten ist, um eine hinreichende Unterdrückung der aufgrund des Anfahr- bzw. des Abbremsvorgangs zur erwartenden Fahrzeugaufbaubewegung zu gewährleisten, und/oder wenn festgestellt wird, dass der Betrag der zeitlichen Änderung einer die Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wiedergebenden Längsgeschwindigkeitsgröße einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, der im wesentlichen einer gleichförmigen Fahrt bzw. einem Stillstand des Kraftfahrzeugs entspricht.

Die Längsgeschwindigkeitsgröße lässt sich ausgehend von Raddrehzahlsignalen, die die an Rädern des Kraftfahrzeugs vorliegenden Raddrehzahlen wiedergeben, unschwer ermitteln.

Vorteilhafterweise ist die Dämpfungskraft für die Zugstufe und die Druckstufe der Dämpfungseinrichtung separat veränderbar, sodass mittels der Dämpfungseinrichtung sowohl einer in Zugrichtung als auch einer in Druckrichtung auftretenden Fahrzeugaufbaubewegung gleichermaßen effektiv entgegengewirkt werden kann.

Die Entscheidung, für welche der beiden Stufen die Erhöhung der Dämpfungskraft vorzunehmen ist, hängt letztlich davon ab, in welcher Fahrtrichtung der Anfahrvorgang bzw. der Abbrems vorgang erfolgt. Die aktuelle Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs lässt sich insbesondere aufgrund des beim Anfahr- bzw. beim Abbremsvorgang jeweils auftretenden Vorzeichens der ermittelten Längsgeschwindigkeitsgröße zuverlässig feststellen. Zusätzlich oder alternativ ist auch eine Auswertung der Schaltstellung einer im Kraftfahrzeug befindlichen Gangschaltung denkbar.

Im Sinne einer wirkungsvollen Unterdrückung der im Falle des Anfahr- oder des Abbremsvorgangs zu erwartenden Fahrzeugaufbaubewegung ist es von Vorteil, wenn bei Erfüllung des Anfahrkriteriums die Erhöhung der Dämpfungskraft für die Zugstufe einer in Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau angeordneten Dämpfungseinrichtung und/oder für die Druckstufe einer entgegen der Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau angeordneten Dämpfungseinrichtung erfolgt, und wenn umgekehrt bei Erfüllung des Abbremskriteriums die Erhöhung der Dämpfungskraft für die Druckstufe einer in Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau angeordneten Dämpfungseinrichtung und/oder für die Zugstufe einer entgegen der Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau angeordneten Dämpfungseinrichtung erfolgt.

Bei der Dämpfungseinrichtung handelt es sich insbesondere um einen Teleskopdämpfer gängiger Bauart, der einen zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Radträger angeordneten hydraulisch oder pneumatisch bedämpften Hauptdämpfkolben umfasst. Zur Veränderung der Dämpfungskraft weist die Stelleinrichtung beispielsweise ein der Dämpfungseinrichtung zuschaltbares Bypassventil auf, das es erlaubt, den im Teleskopdämpfer fließenden hydraulischen oder pneumatischen Volumenstrom derart zu überbrücken, dass sich bei geschlossenem Bypassventil eine höhere Dämpfungskraft einstellt („harte" Dämpfungskraftcharakteristik) als bei geöffnetem Bypassventil („weiche" Dämpfungskraftcharakteristik). Die sich bei geöffnetem Bypassventil ergebende Dämpfungskraftcharakteristik der Dämpfungseinrichtung kann durch entsprechende Vorgabe des Durchflusswiderstands des Bypassventils wunschgemäß festgelegt werden.

Um eine für die Zugrichtung und die Druckrichtung der Dämpfungseinrichtung separate Veränderung der Dämpfungskraft zu ermöglichen, weist die Stelleinrichtung für die Zugstufe und die Druckstufe getrennte Bypassventile auf, wobei das für die Zugstufe der Dämpfungseinrichtung vorgesehene Bypassventil ausschließlich in Zugrichtung durchlässig ist und das für die Druckstufe der Dämpfungseinrichtung vorgesehene Bypassventil ausschließlich in Druckrichtung durchlässig ist.

Zusammenfassend sei festgestellt, dass sich mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens im Falle eines Anfahr- oder Abbremsvorgangs eine spürbare Verbesserung des Dämpfungskomforts erzielen lässt. Da zu diesem Zweck nur einige wenige Eingangsgrößen (nämlich die Antriebs- und/oder die Bremsmomentgröße sowie die Längsgeschwindigkeitsgröße) benötigt werden, und diese im Kraftfahrzeug meist ohnehin in Form entsprechender Signale zur Verfügung stehen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere im Falle der Implementierung in eine bestehende aktive Fahrwerksregelung mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand umgesetzt bzw. nachgerüstet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße verfahren wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug,
2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs.
Die in dem Kraftfahrzeug 10 angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Dämpfungseinrichtung 11i, die zur Dämpfung unerwünschter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugaufbau 12 und einem Radträger 13i des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet ist, wobei die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung 11i durch Ansteuerung einer Stelleinrichtung 14i veränderbar ist. Die Dämpfungseinrichtung 11i sowie die Stelleinrichtung 14i sind hierbei – ebenso wie eine aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Radfedereinrichtung – gemeinsamer Bestandteil der Fahrwerksaufhängung 15i. Beispielsgemäß handelt es sich um ein vierrädriges Kraftfahrzeug 10, sodass im vorliegenden Fall also insgesamt vier Fahrwerksaufhängungen 15i, i = a...d, vorgesehen sind.
Des weiteren ist eine Steuereinrichtung 20 vorhanden, die bei Erfüllung eines auf einen Anfahrvorgang hinweisenden Anfahrkriteriums oder eines auf einen Abbremsvorgang hinweisenden Abbremskriteriums die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung 11i durch Ansteuerung der Stelleinrichtung 14i jeweils derart erhöht, dass eine aufgrund des Anfahrvorgangs oder des Abbremsvorgangs zu erwartende Nickbewegung η . des Fahrzeugaufbaus 12 um dessen Querachse (y-Achse) unterdrückt wird. Die Größe η . gibt hierbei eine aufgrund des Anfahr- bzw. des Abbremsvorgangs auftretende zeitliche Änderung des Nickwinkels η um die Querachse des Fahrzeugaufbaus 12 wieder,
Der Anfahr- oder Abbremsvorgang erfolgt hierbei entweder durch fahrerseitige Betätigung eines im Kraftfahrzeug 10 befindlichen Fahr- oder Bremsbedienelements oder aber auf Verlassung eines Fahrassistenzsystems, beispielsweise einer Antriebsschlupfregelung (ASR), eines Elektronischen Stabilitäts-Programms (ESP), eines Abstands-Regel-Tempomaten (ART) oder eines Bremsassistenten (BAS).
Zur Vorhersage der voraussichtlich zu erwartenden Nickbewegung η . des Fahrzeugaufbaus 12 geht in das Anfahr- bzw. in das Abbremskriterium eine Längsdynamikgröße a_l ein, die die Längsdynamik des Kraftfahrzeugs 10, genauer gesagt eine aufgrund des Anfahrvorgangs zu erwartende Längsbeschleunigung und/oder eine aufgrund des Abbremsvorgangs zu erwartende Längsverzögerung des Kraftfahrzeugs 10, wiedergibt.
Die Längsdynamikgröße a_l wird von der Steuereinheit 20 ausgehend von einer Antriebsmomentgröße M_A, die ein bezüglich des Anfahrvorgangs an den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeugs 10 erzeugtes Antriebsmoment beschreibt, und/oder einer Bremsmomentgröße M_B, die ein bezüglich des Abbremsvorgangs an den gebremsten Rädern des Kraftfahrzeugs 10 hervorgerufenes Bremsmoment (gegebenenfalls unter Berücksichtigung eines von Seiten des Kraftfahrzeugantriebs verursachten Motorschleppmoments) beschreibt, ermittelt, al ≡ al(MA, MB) (1.2)
Die Antriebsmomentgröße M_A und/oder die Bremsmomentgröße M_B wird der Steuereinrichtung 20 in Form entsprechender Signale zugeführt, die beispielsgemäß an einem im Kraftfahrzeug 10 angeordneten CAN-Datenbus 21 zur Verfügung stehen, wobei die zugeführten Signale entweder den aktuellen Istwert des Antriebsmoments und/oder des Bremsmoments oder aber einen durch entsprechende Ansteuerung des Kraftfahrzeugantriebs bzw. der Kraftfahrzeugbremsen jeweils einzustellenden Sollwert wiedergeben.
Die Dämpfungskraft ist für die Zugstufe und die Druckstufe der Dämpfungseinrichtung 11i separat veränderbar, sodass mittels der Dämpfungseinrichtung 11i sowohl einer in Zugrichtung als auch einer in Druckrichtung voraussichtlich zu erwartenden Nickbewegung η . des Fahrzeugaufbaus 12 gleichermaßen entgegengewirkt werden kann.
Die Entscheidung, für welche der beiden Stufen die Erhöhung der Dämpfungskraft vorzunehmen ist, hängt letztlich davon ab, in welcher Fahrtrichtung der Anfahrvorgang bzw. der Abbremsvorgang erfolgt. Letztere ergibt sich aufgrund des Vorzeichens einer die Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 wiedergebenden Längsgeschwindigkeitsgröße v_l, wobei im folgenden ohne Einschränkung der Allgemeinheit angenommen werden soll, dass die Längsgeschwindigkeitsgröße v_l für den Fall, dass der Anfahr- bzw. der Abbremsvorgang in Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt („Vorwärtsfahrt"), positive Werte annimmt, und für den Fall, dass der Anfahr- bzw. der Abbremsvorgang in Rückwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt („Rückwärtsfahrt"), negative Werte annimmt.
Die Längsgeschwindigkeitsgröße v_l wird hierbei von der Steuereinheit 20 ausgehend von Raddrehzahlsignalen, die die an Rädern des Kraftfahrzeugs 10 vorliegenden Raddrehzahlen n_l wiedergeben, ermittelt. Die Raddrehzahlsignale stehen ebenfalls am CAN-Datenbus 21 des Kraftfahrzeugs 10 zur Verfügung.
Die Dämpfungskraftcharakteristik der Dämpfungseinrichtung 11i sei im folgenden der Einfachheit halber zweistufig, nämlich gemäß den beiden Stufen „weich" und „hart" einstellbar, wobei allerdings auch eine feinere oder gar kontinuierliche Abstufung vorgesehen sein kann, sodass sich die Dämpfungskraft nuanciert an die jeweils zu erwartende Nickbewegung η . des Fahrzeugaufbaus 12 anpassen lässt.
Bei der Dämpfungseinrichtung 11i handelt es sich im vorliegenden Fall um einen Teleskopdämpfer gängiger Bauart, der einen zwischen dem Fahrzeugaufbau 12 und dem Radträger 13i angeordneten hydraulisch oder pneumatisch bedämpften Hauptdämpfkolben umfasst. Zur Veränderung der Dämpfungskraft weist die Stelleinrichtung 14i ein der Dämpfungseinrichtung 11i zuschaltbares Bypassventil 22i bzw. 23i auf, das es erlaubt, den im Teleskopdämpfer fließenden hydraulischen oder pneumatischen Volumenstrom derart zu überbrücken, dass sich bei ge schlossenem Bypassventil 22i bzw. 23i eine höhere Dämpfungskraft einstellt („harte" Dämpfungskraftcharakteristik) als bei geöffnetem Bypassventil 22i bzw. 23i („weiche" Dämpfungskraftcharakteristik).
Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Bypassventil 22i bzw. 23i um ein zwischen einer ersten Schaltstellung (Durchlassstellung) und einer zweiten Schaltstellung (Sperrstellung) umschaltbares 2/2-Ventil. Ist eine feinere oder gar kontinuierliche Abstufung der Dämpfungskraftcharakteristik gewünscht, so besteht die Möglichkeit, dass das Bypassventil 22i bzw. 23i weitere Schaltstellungen mit jeweils unterschiedlichen Durchflusswiderständen (entsprechend unterschiedlicher Dämpfungskraftcharakteristika) aufweist oder aber als stufenlos verstellbares Drosselventil ausgebildet ist.
Um eine für die Zugrichtung und die Druckrichtung der Dämpfungseinrichtung 11i separate Veränderung der Dämpfungskraft zu ermöglichen, weist die Stelleinrichtung 14i für die Zugstufe und die Druckstufe getrennte Bypassventile 22i bzw. 23i auf, wobei das für die Zugstufe der Dämpfungseinrichtung 11i vorgesehene Bypassventil 22i ausschließlich in Zugrichtung durchlässig ist und das für die Druckstufe der Dämpfungseinrichtung 11i vorgesehene Bypassventil 23i ausschließlich in Druckrichtung durchlässig ist.
Die Ansteuerung der Bypassventile 22i bzw. 23i erfolgt mittels eines Treibers 24i, beispielsweise eines Demultiplexers, der mit der Steuereinrichtung 20 über eine elektrische oder optoelektronische Steuerleitung 25i verbunden ist.
Die genaue Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren detailliert erläutert werden.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms.
Das in der Steuereinrichtung 20 periodisch mit einem Zeitabstand von typischerweise 10 bis 100 ms durchlaufene Verfahren wird durch Ausführung eines Initialisierungsschritts 30 gestartet, beispielsweise bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs 10, woraufhin in einem ersten Hauptschritt 31 auf Basis der Antriebsmomentgröße M_A und/oder der Bremsmomentgröße M_B die Längsdynamikgröße a_l gemäß Gleichung (1.2) ermittelt wird. Hierzu wird die betraglich größere der beiden Größen M_A bzw. M_B herangezogen, al ≡ al(max[|MA|, |MB|]), (1.3)sodass also im Falle eines Anfahrvorgangs a_l ≡ a_l(M_A) und im Falle eines Abbremsvorgangs a_l ≡ a_l(M_B) gilt.
In einem zweiten Hauptschritt 32 erfolgt die Überprüfung des Anfahr- bzw. des Abbremskriteriums. Das Anfahr- bzw. das Abbremskriterium ist dann erfüllt, wenn der Betrag der im ersten Hauptschritt 31 ermittelten Längsdynamikgröße a_l größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert SW_x, |al| > SWx, (1.4)wobei für den Anfahr- und den Abbremsvorgang im allgemeinen jeweils unterschiedliche Schwellenwerte SW_A und SW_B vorgegeben sind,
Der vorgegebene Schwellenwert SW_x entspricht typischerweise einer Längsbeschleunigung bzw. Längsverzögerung des Kraftfahrzeugs 10 in der Größenordnung zwischen 0,25 und 1,0 m/s². Der exakte Wert lässt sich beispielsweise auf empirischem Wege auf Basis von Fahrversuchen und dergleichen bestimmen.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die beiden Schwellenwerte SW_A und SW_B der Einfachheit halber identisch vorgegeben, SWx = SWA = SwB = (1.6)
a) Sonderbetriebsmodi MODUS_vor,x und MODUS_rück,x
Ist das durch Gleichung (1.4) gebildete Anfahr- bzw. Abbremskriterium erfüllt, so wird in einem dritten Hauptschritt 33 auf Grundlage des Vorzeichens der ermittelten Längsgeschwindigkeitsgröße v_l ermittelt, in welcher Fahrtrichtung der Anfahr- bzw. der Abbremsvorgang erfolgt. Weist die ermittelte Längsgeschwindigkeitsgröße v_l ein positives Vorzeichen auf, vl > 0, (1.7)so wird im folgenden darauf geschlossen, dass der Anfahr- bzw. der Abbremsvorgang in Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt („Vorwärtsfahrt").
Um die in diesem Fall zu erwartende Nickbewegung η . des Fahrzeugaufbaus 12 zu unterdrücken, wird in einem vierten Hauptschritt 34 ein erster Sonderbetriebsmodus MODUS_vor,x ausgelöst, bei dem

– die Bypassventile 22a bis 22d bzw. 23a bis 23d im Falle eines Anfahrvorgangs (x = A) derart angesteuert werden, dass die Dämpfungskraft jeweils für die Druckstufe der Dämpfungseinrichtungen 11c und 11d im Bereich der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 und/oder jeweils für die Zugstufe der Dämpfungseinrichtungen 11a und 11b im Bereich der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 erhöht wird, und bei dem
– die Bypassventile 22a bis 22d bzw. 23a bis 23d im Falle eines Abbremsvorgangs (x = B) derart angesteuert werden, dass die Dämpfungskraft jeweils für die Zugstufe der Dämpfungseinrichtungen 11c und 11d im Bereich der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 und/oder jeweils für die Druckstufe der Dämpfungseinrichtungen 11a und 11b im Bereich der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 erhöht wird.

Ergibt sich im dritten Hauptschritt 33 hingegen, dass die durch Gleichung (1.4) gegebene Bedingung nicht erfüllt ist, die Längsgeschwindigkeitsgröße v_l also zwangsläufig ein negatives Vorzeichen aufweist, so wird im folgenden darauf geschlossen, dass der Anfahr- bzw. der Abbremsvorgang in Rückwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs 10 erfolgt („Rückwärtsfahrt").
Um die in diesem Fall zu erwartende Nickbewegung η . des Fahrzeugaufbaus 12 zu unterdrücken, wird in einem fünften Hauptschritt 35 ein zweiter Sonderbetriebsmodus MODUS_rück,x ausgelöst, bei dem

– die Bypassventile 22a bis 22d bzw. 23a bis 23d im Falle eines Anfahrvorgangs (x = A) derart angesteuert werden, dass die Dämpfungskraft jeweils für die Zugstufe der Dämpfungseinrichtungen 11c und 11d im Bereich der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 und/oder jeweils für die Druckstufe der Dämpfungseinrichtungen 11a und 11b im Bereich der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 erhöht wird, und bei dem
– die Bypassventile 22a bis 22d bzw. 23a bis 23d im Falle eines Abbremsvorgangs (x = B) derart angesteuert werden, dass die Dämpfungskraft jeweils für die Druckstufe der Dämpfungseinrichtungen 11c und 11d im Bereich der Hinterachse des Kraftfahrzeugs 10 und/oder jeweils für die Zugstufe der Dämpfungseinrichtungen 11a und 11b im Bereich der Vorderachse des Kraftfahrzeugs 10 erhöht wird.

Im einzelnen erfolgt die Ansteuerung der Bypassventile 22a bis 22d bzw. 23a bis 23d nach folgendem Schema:
Hierbei bezeichnet in der Tabelle der logische Zustand „1" eine „harte" Dämpfungskraftcharakteristik und der logische Zustand „0" eine „weiche" Dämpfungskraftcharakteristik.
An die beiden Hauptschritte 34 und 35 schließt sich ein gemeinsamer sechster Hauptschritt 36 an, in dem ein Zeitzähler gestartet wird, der die nach Auslösung des jeweiligen Sonderbetriebsmodus MODUS_vor,x bzw. MODUS_rück,x verstrichene Zeit Δt wiedergibt. Der sechste Hauptschritt 36 wird solange in Folge ausgeführt, bis festgestellt wird, dass die durch den Zeitzähler wiedergegebene Zeit Δt eine vorgegebene Mindesthaltezeit Δt_min überschreitet, Δt > Δtmin, (1.8)wobei die Mindesthaltezeit Δt_min diejenige Zeit angibt, für die der Sonderbetriebsmodus MODUS_vor,x bzw. MODUS_rück,x zumindest aufrechtzuerhalten ist, um eine hinreichende Unterdrückung der aufgrund des Anfahr- bzw. des Abbremsvorgangs zu erwartenden Nickbewegung η . zu gewährleisten. Die Mindesthaltezeit Δt_min liegt dazu typischerweise in der Größenordnung zwischen 0,5 und 1,5 s. Der exakte Wert lässt sich insbesondere auf empirischem Wege auf Basis von Fahrversuchen und dergleichen bestimmen.
Auf den sechsten Hauptschritt 36 folgt ein siebter Hauptschritt 37, der seinerseits solange in Folge ausgeführt wird, bis der Betrag der zeitlichen Änderung der die Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 wiedergebenden Längsgeschwin digkeitsgröße v_l einen vorgegebenen Schwellenwert SW_x unterschreitet, |v .1| > SW*x (1.9)wobei der Schwellenwert SW_x dem vorgegebenen Schwellenwert SW_x und damit im wesentlichen einer gleichförmigen Fahrt oder einem Stillstand des Kraftfahrzeugs 10 entspricht.
Ist die durch Gleichung (1.8) gegebene Bedingung erfüllt, so kann darauf geschlossen werden, dass ein Ende des Anfahr- bzw. des Abbremsvorgangs erreicht worden ist. In diesem Fall wird in einem achten Hauptschritt 38 die im vierten Hauptschritt 34 bzw. die im fünften Hauptschritt 35 vorgenommene Erhöhung der Dämpfungskraft fahrerunabhängig rückgängig gemacht, indem ein für eine im wesentlichen gleichförmige Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 vorgesehener Standardbetriebsmodus MODUS_STD ausgelöst wird. Anschließend kehrt das erfindungsgemäße Verfahren zum ersten Hauptschritt 31 zurück, um erneut zu beginnen.
Der im vierten Hauptschritt 34 ausgelöste Sonderbetriebsmodus MODUS_vor,x bzw. der im fünften Hauptschritt 35 ausgelöste Sonderbetriebsmodus MODUS_rück,x wird also solange aufrechterhalten, bis sich ergibt, dass ein vorgegebenes, im vorliegenden Fall durch die beiden Gleichungen (1.8) und (1.9) gebildetes Beendigungskriterium erfüllt ist.
Alternativ ist es auch vorstellbar, dass lediglich eine der beiden Gleichungen (1.8) oder (1.9) im Zusammenhang mit der Vorgabe des Beendigungskriteriums berücksichtigt wird.
b) Standardbetriebsmodus MODUS_STD
Ergibt sich im zweiten Hauptschritt 32, dass das durch Gleichung (1.4) gebildete Anfahr- bzw. Abbremskriterium nicht erfüllt ist, so wird unmittelbar mit dem achten Hauptschritt 38 fortgefahren und der für eine im wesentlichen gleichförmige Fahrt des Kraftfahrzeugs 10 vorgesehene Standardbetriebsmodus MODUS_STD ausgelöst. Anschließend kehrt das erfindungsgemäße Verfahren zum ersten Hauptschritt 31 zurück, um von Neuem zu beginnen.

Claims

Vorrichtung zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Dämpfungseinrichtung (11i), die zur Dämpfung unerwünschter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugaufbau (12) und einem Radträger (13i) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist, wobei die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) durch Ansteuerung einer Stelleinrichtung (14i) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (20) bei Erfüllung eines auf einen Anfahrvorgang hinweisenden Anfahrkriteriums oder eines auf einen Abbremsvorgang hinweisenden Abbremskriteriums die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) durch Ansteuerung der Stelleinrichtung (14i) jeweils derart erhöht, dass eine aufgrund des Anfahrvorgangs oder des Abbremsvorgangs zu erwartende Fahrzeugaufbaubewegung unterdrückt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in das Anfahrkriterium und/oder das Abbremskriterium eine die Längsdynamik des Kraftfahrzeugs (10) wiedergebende Längsdynamikgröße (a_l) eingeht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahrkriterium oder das Abbremskriterium dann er füllt ist, wenn der Betrag der Längsdynamikgröße (a_l) größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert (SW_x).
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsdynamikgröße (a_l) die aufgrund des Anfahrvorgangs voraussichtlich zu erwartende Längsbeschleunigung und/oder die aufgrund des Abbremsvorgangs voraussichtlich zu erwartende Längsverzögerung des Kraftfahrzeugs (10) wiedergibt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsdynamikgröße (a_l) ausgehend von einer Antriebsmomentgröße (M_A), die ein bezüglich des Anfahrvorgangs auftretendes Antriebsmoment beschreibt, und/oder ausgehend von einer Bremsmomentgröße (M_B), die ein bezüglich des Abbremsvorgangs auftretendes Bremsmoment beschreibt, ermittelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmomentgröße (M_A) und/oder die Bremsmomentgröße (M_B) an einem im Kraftfahrzeug (10) befindlichen CAN-Datenbus (21) zur Verfügung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) die Erhöhung der Dämpfungskraft bei Erfüllung eines vorgegebenen Beendigungskriteriums rückgängig macht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Beendigungskriterium dann erfüllt ist, wenn eine vorgegebene Mindesthaltezeit (Δt_min) überschritten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Beendigungskriterium dann erfüllt ist, wenn der Betrag der zeitlichen Änderung einer die Längsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (10) wiedergebenden Längsgeschwindigkeitsgröße (v_l) einen vorgegebenen Schwellenwert (SW * / x) unterschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (14i) derart ausgebildet ist, dass die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) stufenweise veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (14i) derart ausgebildet ist, dass die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) kontinuierlich veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungskraft für die Zugstufe und die Druckstufe der Dämpfungseinrichtung (11i) durch Ansteuerung der Stelleinrichtung (14i) separat veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung des Anfahrkriteriums die Erhöhung der Dämpfungskraft für die Zugstufe einer in Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau (12) angeordneten Dämpfungseinrichtung (11i) und/oder für die Druckstufe einer entgegen der Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau (12) angeordneten Dämpfungseinrichtung (11i) erfolgt, und dass umgekehrt bei Erfüllung des Abbremskriteriums die Erhöhung der Dämpfungskraft für die Druckstufe einer in Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau (12) angeordneten Dämpfungseinrichtung (11i) und/oder für die Zugstufe einer entgegen der Fahrtrichtung am Fahrzeugaufbau (12) angeordneten Dämpfungseinrichtung (11i) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (14i) zur Veränderung der Dämpfungskraft ein der Dämpfungseinrichtung (11i) zuschaltbares Bypassventil (22i, 23i) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (14i) für die Zugstufe und die Druckstufe der Dämpfungseinrichtung (11i) getrennte Bypassventile (22i, 23i) aufweist, wobei das für die Zugstufe der Dämpfungseinrichtung (11i) zuschaltbare Bypassventil (22i) ausschließlich in Zugrichtung und das für die Druckstufe der Dämpfungseinrichtung (11i) zuschaltbare Bypassventil (23i) ausschließlich in Druckrichtung durchlässig ist.
Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung (15i) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Beeinflussung der Dämpfungskraftcharakteristik einer Fahrwerksaufhängung eines Kraftfahrzeugs, bei dem eine Dämpfungseinrichtung (11i) zur Dämpfung unerwünschter Fahrzeugaufbaubewegungen zwischen einem Fahrzeugaufbau (12) und einem Radträger (13i) des Kraftfahrzeugs (10) angeordnet ist, wobei die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) durch Ansteuerung einer Stelleinrichtung (14i) verändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung eines auf einen Anfahrvorgang hinweisenden Anfahrkriteriums oder eines auf einen Abbremsvorgang hin weisenden Abbremskriteriums die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung (11i) durch Ansteuerung der Stelleinrichtung (14i) jeweils derart erhöht wird, dass eine aufgrund des Anfahrvorgangs oder des Abbremsvorgangs zu erwartende Fahrzeugaufbaubewegung unterdrückt wird.