DE102006013065A1

DE102006013065A1 - Steuer-/Regelungsverfahren für elektronisch geregeltes Dämpfungssystem in Cabriolet-Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006013065A1
Application number: DE102006013065A
Authority: DE
Inventors: Hilmar Baier; Jens van Dr. Mahnen
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-09-27
Also published as: US20100042291A1; WO2007107321A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugdach, das in eine Öffnungs- und in eine Schließstellung bringbar ist, wobei das Dämpfungssystem wenigstens einen Schwingungsdämpfer mit elektronisch regelbarem Stellglied zur Einstellung einer Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers an wenigstens einer Radaufhängung des Fahrzeugs und eine mit dem Stellglied in Wirkverbindung stehende Steuer- und Regeleinheit zur Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des regelbaren Schwingungsdämpfers aufweist, welches Verfahren sich dadurch auszeichnet, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers in Abhängigkeit der Stellung des Fahrzeugdachs erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und betrifft genauer ein Steuer-/Regelungsverfahren für ein elektronisch geregeltes Dämpfungssystem in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug.

Moderne Kraftfahrzeuge sind oftmals bereits serienmäßig mit elektronisch geregelten Dämpfungssystemen ausgerüstet, durch welche die Dämpfkraft von regelbaren Schwingungsdämpfern (beispielsweise radführende Federbeine) an den Radaufhängungen geregelt werden kann.

Gewöhnlich umfasst ein elektronisch geregeltes Dämpfungssystem eine Mehrzahl von am Fahrzeugaufbau angebrachten Sensoren, durch welche Bewegungen des meist als starre Platte angenommenen Fahrzeugaufbaus relativ zum Fahrwerk erfasst werden können. Zudem sind meist an den Schwingungsdämpfern selbst Sensoren angebracht, durch die Beschleunigungen der Fahrzeugräder erfasst werden können. Um eine an eine jewelige Fahrsituation möglichst gut angepasste Regelung des Dämpfungssystems zu erzielen, sind meist noch weitere Sensoren zur Erfassung von beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugquerbeschleunigung (z. B. durch Einsatz eines Lenkwinkelsensors) und der Fahrzeugquerbeschleunigungsänderung (z. B. durch Einsatz eines Lenkwinkelsprungsensors) vorgesehen. Hierbei übertragen die verschiedenen Sensoren die erfassten Daten an eine Steuer- und Regeleinheit des Dämpfungssystems, welche ihrerseits mit Stellgliedern der regelbaren Schwingungsdämpfer in Wirkverbindung steht. In der Steuer- und Regeleinheit werden anhand der Sensordaten meist im Rahmen einer Kennfeldsteuerung Stellwerte für die Stellglieder der Schwingungsdämpfer ermittelt und an die Stellglieder übertragen, wodurch ein gewünschtes Dämpfungsverhalten (Dämpfkraft) der Schwingungsdämpfer an den Radaufhängungen erreicht werden kann.

Ziel einer jeden geregelten Fahrzeugdämpfung ist es, das Schwingverhalten eines Fahrzeugaufbaus, also die Art und Weise in der sich der Fahrzeugaufbau gegenüber dem Fahrwerk bei einer Anregung durch die Fahrbahn (Fahrbahnunebenheiten) bewegt, in einer gewünschten Weise zu beeinflussen.

Bekanntlich kann in Cabriolet-Kraftfahrzeugen das Fahrzeugdach manuell oder selbstätig in eine Öffnungs- oder eine Schließstellung gebracht werden. Beispielsweise sind moderne Kraftfahrzeuge häufig mit einem aus mehreren Dachsegmenten bestehenden Klappdach (so genanntes "Retractable Hardtop") ausgerüstet, bei welchem die Dachsegmente in Öffnungsstellung des Fahrzeugdachs aufeinander geklappt werden und der Segmentestapel beispielsweise im Kofferraum oder hinter den Rücksitzen gelagert werden kann.

Nun ist von Cabriolet-Kraftfahrzeugen auch bekannt, dass die fahrdynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs in Abhängigkeit davon, ob sich das Fahrzeugdach in seiner Öffnungs- oder Schließstellung befindet, verschieden sind. Der Grund für diese Variabilität der fahrdynamischen Eigenschaften ist vor allem in einer geänderten Torsionssteifigkeit der Karosserie, sowie einer mit einer Änderung der Stellung des Fahrzeugdachs einher gehenden Verschiebung der Fahrzeugmassen und einer hierdurch bedingten Verlagerung des Fahrzeugschwerpunkts in Längs- und Vertikalrichtung des Kraftfahrzeugs zu finden. So wird durch Öffnen des Fahrzeugdachs eine Verlagerung des Fahrzeugschwerpunkts in Richtung zum Fahrzeugheck bewirkt, während ein Schließen des Farzeugdachs eine Verlagerung des Fahrzeugschwerpunkts zur Fahrzeugfront bewirkt.

Bislang wird eine derartige Änderung der fahrdynamischen Eigenschaften des Cabriolet-Kraftfahrzeugs im Dämpfverhalten der Schwingungsdämpfer des elektronisch geregelten Dämpfungssystems nicht berücksichtigt, was in nachteiliger Weise den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit beeinträchtigen kann.

Demnach besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Steuerung/Regelung eines elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, durch welches die oben genannten Nachteile vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Steuer-/Regelungsverfahren für ein elektronisch regelbares Dämpfungssystem in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Steuerung/Regelung eines elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug bzw. ein elektronisch geregeltes Dämpfungssystem hierfür gezeigt.

Das elektronisch geregelte Dämpfungssystem umfasst wenigstens einen elektronisch regelbaren Schwingungsdämpfer (z. B. in Form eines radtragenden Federbeins) mit einem elektronisch regelbaren Stellglied, durch welches die Dämpfkraft des regelbaren Schwingungsdämpfers eingestellt werden kann. Die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers kann beispielsweise durch eine härtere oder weichere Dämpfungskennlinie des Schwingungsdämpfers ausgedrückt sein. Der Schwingungsdämpfer ist an einer Radaufhängung des Fahrzeugs angeordnet, wobei im Allgemeinen an jeder Radaufhängung des Fahrzeugs elektronisch regelbare Schwingungsdämpfer vorgesehen sind.

Das elektronisch geregelte Dämpfungssystem umfasst weiterhin eine mit den Stellgliedern der Schwingungsdämpfer in Wirkverbindung stehende Steuer- und Regeleinheit zur Steuerung/Regelung des Dämpfverhaltens der regelbaren Schwingungsdämpfer, wobei zu diesem Zweck Stellgrößen von der Steuer- und Regeleinheit an die Stellglieder der Schwingungsdämpfer übertragen werden können.

Ferner können (beispielsweise zwei) Radbeschleunigungssensoren an jedem Schwingungsdämpfer (beispielsweise Federbein) oder Achsschenkel, sowie (beispielsweise drei) Beschleunigungssensoren an der Fahrzeugkarosserie vorgesehen sein, durch welche jeweilige Beschleunigungsdaten an die Steuer- und Regeleinheit gesendet werden können. Ferner können in einem solchen erfindungsgemäßen Dämpfungssystem weitere Sensoren zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Fahrzeugquerbeschleunigung (z. B. durch Einsatz eines Lenkwinkelsensors) und einer Fahrzeugquerbeschleunigungsänderung (z. B. durch Einsatz eines Lenkwinkelsprungsensors) vorgesehen sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines wie oben beschriebenen elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug zeichnet sich nun in wesentlicher Weise dadurch aus, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers in Abhängigkeit (unter Berücksichtigung) der Stellung, insbesondere der Öffnungs- und der Schließstellung des Fahrzeugdachs erfolgt. Auf diese Weise kann einer mit einer Änderung der Stellung der Fahrzeugdachs einher gehenden Änderung der fahrdynamischen Eigenschaften des Cabriolet-Kraftfahrzeugs durch Anpassung der Dämpfkraft des wenigstens einen Schwingungsdämpfers Rechnung getragen werden. Insbesondere kann durch eine geeignete Anpassung der Fahrzeugdämpfung einer Änderung der fahrdynamischen Eigenschaften des Cabriolet-Kraftfahrzeugs durch ein Hin- und Herwechseln des Fahrzeugdachs zwischen seiner Öffnung- und Schließstellung entgegengewirkt werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers mittels eines in einem allgemeinen Datenbus (z. B. "Controler Area Network (CAN)-Datenbus") des Fahrzeugs vorliegenden, den Öffnungs- oder Schließzustand des Fahrzeugsdachs beschreibenden Datensignals. Hier und im folgenden soll, entsprechend dem allgemeinen Verständnis der Fachleute auf diesem technischen Gebiet, unter einem "allgemeinen Datenbus" ein Datenbus verstanden sein, welcher die verschiedenen Steuer-/Regeleinheiten gegebenenfalls verschiedener Steuer-/Regelsysteme, wie beispielsweise Anti-Blockier-System und elektronisches Stabilitätsprogramm, Sensoren und Stellglieder in dem Cabriolet-Kraftfahrzeug miteinander verbindet.

In modernen Kraftfahrzeugen mit einem aus mehreren Dachsegmenten bestehenden, manuell oder selbsttätig verstellbaren Klappdach, etwa in Form eines so genannten Rectractable Hardtop, liegt ein Datensignal, welches die Öffnungs- oder Schließstellung des Klappdachs beschreibt, generell bereits im Datenbus vor, so dass dieses Datensignal lediglich der Steuer- und Regeleinheit des elektronisch geregelten Dämpfungssystems zugeführt und dort ausgewertet werden muss.

Ein Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers des elektronisch geregelten Dämpfungssystems kann beispielsweise mittels eines, den Öffnungs- oder Schließzustand des Fahrzeugsdachs beschreibenden Sensorsignals eines Sensors zur Erfassung des Öffnungs- oder Schließzustands des Fahrzeugdachs erfolgen. Das Sensorsignal kann hierbei dem allgemeinen Datenbus des Cabriolet-Kraftfahrzeugs zugeführt werden, welcher das Sensorsignal der Steuer- und Regeleinheit des elektronisch geregelten Dämpfungssystems zuführt. Alternativ hierzu kann das Sensorsignal der Steuer- und Regeleinheit des elektronisch geregelten Dämpfungssystems separat zugeführt und dort ausgewertet werden.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des regelbaren Schwingungsdämpfers mittels eines, den Öffnungs- oder Schließzustand des Fahrzeugsdachs beschreibenden Sensorsignals eines Sensors zur Erfassung der Steuerstellung eines Steuermittels, wie eines manuell betätigbaren Schalters, zur Steuerung der Öffnungs- oder Schließbewegung des Fahrzeugdachs erfolgen. Hierbei kann das Sensorsignal dem allgemeinen Datenbus des Cabriolet-Kraftfahrzeugs zugeführt werden, welcher das Sensorsignal der Steuer- und Regeleinheit des elektronisch geregelten Dämpfungssystems zuführt. Alternativ hierzu kann das Sensorsignal der Steuer- und Regeleinheit des elektronisch geregelten Dämpfungssystems separat zugeführt und dort ausgewertet werden.

Grundsätzlich ist es möglich, dass eine Steuer- und Regeleinheit eines automatisch vestellbaren Klappdachs mit der Steuer- und Regeleinheit des geregelten Dämpfungssystems, beispielsweise über den allgemeinen Datenbus, verbunden ist, so dass ein den Öffnungs- oder Schließzustand des Klappdachs beschreibendes Datensignal der Steuer- und Regeleinheit des elektronisch geregelten Dämpfungssystems zugeführt und dort ausgewertet werden kann.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers eine relative Änderung der Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers umfassen. Bei einer Mehrzahl von regelbaren Schwingungsdämpfern kann eine gemeinsame oder eine radindividuelle Dämpfungsänderung erfolgen.

Gleichwohl ist es auch möglich, dass lediglich eine relative Änderung der Dämpfkraftverteilung der Schwingungsdämpfer zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs erfolgt, um auf diese Weise einer Änderung der Verlagerung des Fahrzeugsschwerpunkts in Fahrzeuglängsrichtung entgegen zu wirken.

Weiterhin ist es möglich, dass die Dämpfkraft aller Schwingungsdämpfer einheitlich um einen wählbaren relativen Betrag geändert wird.

Eine Änderung der Dämpfkraft der Schwingungsdämpfer des elektronisch regelbaren Dämpfungssystems in Abhängigkeit der Öffnungs- oder Schließstellung des Fahrzeugdachs kann im Rahmen einer Kennfeldsteuerung der Steuer- und Regeleinheit des Dämpfungssystems in der Weise erfolgen, dass für die Öffnungs- und Schließstellung des Fahrzeugdachs verschiedene Kennfelder ausgewählt werden.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf eine Steuer- und Regeleinheit eines wie oben beschriebenen elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug, welche geeignet ist, eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers in Abhängigkeit des sich in Öffnungs- oder Schließstellung befindlichen Fahrzeugdachs zu steuern/regeln.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein elektronisch geregeltes Dämpfungssystem in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug mit einer wie oben beschriebenen Steuer- und Regeleinheit.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Cabriolet-Kraftfahrzeug mit einem wie oben beschriebenen elektronisch geregelten Dämpfungssystem.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf einen Programmcode für eine zur Datenverarbeitung geeignete, wie oben beschriebene Steuer- und Regeleinheit eines wie oben beschriebenen elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuer- und Regeleinheit zur Durchführung eines wie oben beschriebenen Verfahrens zur Steuerung/Regelung des elektronisch geregelten Dämpfungssystems veranlassen.

Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten, wie oben beschriebenen Programmcode.

Claims

Verfahren zur Regelung eines elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug mit einem Fahrzeugdach, das in eine Öffnungs- und in eine Schließstellung bringbar ist, wobei das Dämpfungssystem wenigstens einen Schwingungsdämpfer mit einem elektronisch regelbaren Stellglied zur Einstellung einer Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers an wenigstens einer Radaufhängung des Fahrzeugs und eine mit dem Stellglied in Wirkverbindung stehende Steuer- und Regeleinheit zur Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des regelbaren Schwingungsdämpfers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers in Abhängigkeit der Stellung des Fahrzeugdachs erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers in Abhängigkeit des sich in Öffnungsstellung oder in Schließstellung befindlichen Fahrzeugdachs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers mittels eines, in einem allgemeinen Datenbus des Fahrzeugs vorliegenden, den Öffnungs- oder Schließzustand des Fahrzeugsdachs beschreibenden Datensignals erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers mittels eines, den Öffnungs- oder Schließzustand des Fahrzeugsdachs beschreibenden Sensorsignals eines Sensors zur Erfassung des Öffnungs- oder Schließzustands des Fahrzeugdachs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers mittels eines, den Öffnungs- oder Schließzustand des Fahrzeugsdachs beschreibenden Sensorsignals eines Sensors zur Erfassung der Steuerstellung eines Steuermittels zur Steuerung der Öffnungs- oder Schließbewegung des Fahrzeugdachs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine radindividuelle Änderung der Dämpfkraft einer Mehrzahl von regelbaren Schwingungsdämpfern.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft von regelbaren Schwingungsdämpfern von Vorder- und Hinterachse des Cabriolet-Kraftfahrzeugs eine relative Änderung der Dämpfkraftverteilung der Schwingungsdämpfer zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs umfasst.
Steuer- und Regeleinheit eines elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug, dessen Fahrzeugdach in eine Öffnungs- oder in eine Schließstellung bringbar ist, wobei das Dämpfungssystem wenigstens einen Schwingungsdämpfer mit elektronisch regelbarem Stellglied zur Einstellung einer Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers an wenigstens einer Radaufhängung des Fahrzeugs und eine mit dem Stellglied in Wirkverbindung stehende Steuer- und Regeleinheit zur Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des regelbaren Schwingungsdämpfers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheit geeignet ist eine Steuerung/Regelung der Dämpfkraft des wenigstens einen regelbaren Schwingungsdämpfers in Abhängigkeit der Stellung, insbesondere der Öffnungs- und der Schließstellung, des Fahrzeugdachs zu bewirken.
Elektronisch geregeltes Dämpfungssystem in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug mit einer Steuer- und Regeleinheit nach Anspruch 8.
Cabriolet-Kraftfahrzeug mit einem elektronisch geregeltes Dämpfungssystem nach Anspruch 9.
Programmcode für eine zur Datenverarbeitung geeignete Steuer- und Regeleinheit gemäß Anspruch 8 eines elektronisch geregelten Dämpfungssystems gemäß Anspruch 9 in einem Cabriolet-Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 10, welcher Steuerbefehle enthält, die die Steuer- und Regeleinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 veranlassen.
Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Programmcode gemäß Anspruch 11.