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Hintergrund
und Kurzdarlegung
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Zum
Steuern oder Begrenzen von Radantriebsmoment und dadurch Mindern
von Radschlupf kann eine Fahrzeugantriebsschlupfregelung eingesetzt
werden, um verbessertes Fahrzeugfahrverhalten vorzusehen. Eine anspruchsvolle
Aufgabe bei derzeitigen Antriebsschlupfregelungen ergibt sich aber
in einer Situation, in der ein Fahrzeug in tiefem Schnee, Schlamm
oder Sand stecken bleiben kann. Unter diesen Bedingungen erzeugen
selbst bei vermindertem und gesteuerten Radmoment die spezielle
Fahrzeugposition und die Straßenbedingungen eine
Situation, in der einfach ungenügend
Reibung zum Erzeugen ausreichender Fahrzeugbewegung vorliegt, damit
sich das Fahrzeug aus dem stecken gebliebenen Zustand befreien kann.
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Daher
kann ein Fahrer unter diesen Bedingungen die Antriebsschlupfregelung
manuell deaktivieren und so vorgehen, dass er das Fahrzeug durch manuelles
Schalten des Getriebes nacheinander zwischen Vorwärtsgang
und Rückwärtsgang
in Längsrichtung
zum Schaukeln bringt. Bei einem Automatikgetriebe mit Übersetzungsstufen
wie Parken (P), Rückwärts (R),
Neutral (N), Fahren (D) und Langsam (L) (PRNDL) wechselt der Fahrer
zum Beispiel manuell zwischen D und R. Häufig ist es trotz bestem Willen
und Einsatz des Fahrers dennoch nicht möglich, das Fahrzeug aus der
Rinne oder einem anderen stecken gebliebenen Zustand herauszubewegen.
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Ein
Vorgehen zum Verstärken
einer Zugleistung des Fahrzeugs wird in WO 0035688 beschrieben.
In diesem Beispiel wird das Fahrzeug mittels eines hydraulischen
federungsartigen Aktors vertikal zum Schwingen gebracht, um aus
Sand herauszukommen.
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Die
vorliegenden Erfinder haben aber einen Nachteil bei einem solchen
Vorgehen erkannt. Im Einzelnen liegt keine Koordinierung zwischen
der vertikalen Kraft und der Bewegung des Fahrzeugs, beispielsweise
der Längsbewegung
des Fahrzeugs, vor. Wenn daher der Fahrzeugbediener die Fahrzeugbewegung
nicht mit der vertikalen Kraft/Federungskraft synchronisieren kann,
kann sich das Fahrzeug sogar tiefer im Sand festfressen.
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Um
dem Fahrzeugbediener beim Bewältigen eines
stecken gebliebenen Fahrzeugs und anderer Situationen zu helfen,
haben die vorliegenden Erfinder erkannt, dass eine Koordinierung
zwischen den durch ein Aufhängungssystem
und eine Vor-/Rückwärtsbewegung
des Fahrzeugs erzeugten Kräften zum
Verstärken
der Fahrzeugtraktionsleistung verwendet werden kann.
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Zum
Beispiel kann eine aktive Aufhängungsintervention
mit einer sequentiellen oder schwingenden Vor-/Rückwärtsschaukelbewegung des Fahrzeugs
koordiniert werden, um die Fahrzeugtraktion zu verbessern. In einer
Ausführung
kann die Betätigung
der Aufhängung
zum Verstärken
einer aktiven Kraft der Aufhängung
in geeigneten Fällen
oder Zeiträumen
verwendet werden, so dass die Amplitude der sich ergebenden Fahrzeugschwingung
zunimmt. Diese Zunahme kann dann schließlich dazu beitragen, dass
das Fahrzeug aus dem stecken gebliebenen Zustand oder dem Loch herauskommt.
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Somit
haben die vorliegenden Erfinder erkannt, dass ein Vorgehen ähnlich dem
Verhalten eines Kinds auf einer Schaukel, wobei das Kind den unteren
Teil seiner Beine moduliert, um die Schaukelbewegung zu verstärken, zum
Beispiel mittels einer aktiven Aufhängung auf den stecken gebliebenen Zustand
eines Fahrzeugs übertragen
werden kann.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
ein beispielhaftes Fahrzeugssystem;
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2 zeigt
eine schematische Darstellung eines Antriebsstrang- und Aufhängungssystems
eines Fahrzeugs;
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3 zeigt
ein schematisches Modell eines Fahrzeugs und einer Aufhängung;
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4–6 zeigen Übersichtsflussdiagramme
eines beispielhaften Betriebs und
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7–9 zeigen
Diagramme eines beispielhaften Betriebs.
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Eingehende
Beschreibung
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1 zeigt
ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit vier Rädern 112, 114, 115 und 118.
Weiterhin legt der Pfeil 120 die Längsrichtung (oder Vor-/Rückwärtsrichtung)
des Fahrzeugs fest, Pfeil 122 legt die vertikale Richtung
(oder Auf-/Abwärtsrichtung
bzw. Hüpfen)
des Fahrzeugs fest und Pfeil 124 legt die Querrichtung
(oder Links-/Rechtsrichtung
in/aus der Seite der 1 heraus) fest.
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Weiter
mit 1 wird ein Vorderradaufhängungssystem 130 mit
Vorderrädern 112 und 116 verbunden
gezeigt und ein Hinterradaufhängungssystem 132 mit
Hinterrädern 114 und 118 verbunden
gezeigt. In einem anderen Beispiel kann jedes Rad ein eigenes Aufhängungssystem
haben. Das Aufhängungssystem/die
Aufhängungssysteme
können
verschiedene Bestandteile umfassen, darunter Federn, Stoßdämpfer und
Gestänge,
die das Fahrzeug mit seinen Rädern
verbinden.
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Es
können
verschiedene Arten von Aufhängungssystemen
verwendet werden, und die Vorder- und Hinterradaufhängungen
können
zum Beispiel unterschiedlich sein. Zum Beispiel können die
Aufhängungssysteme
entweder abhängig
oder unabhängig
sein, was die Fähigkeit
gegenüberliegender Räder bezeichnet,
sich unabhängig
voneinander zu bewegen. In dem Beispiel einer abhängigen Aufhängung kann
eine Starrachse verwendet werden, die Räder parallel zueinander und
senkrecht zur Achse hält.
Wenn sich der Radsturz eines Rads ändert, ändert sich der Radsturz des
gegenüberliegenden Rads
in gleicher Weise. In dem Beispiel einer unabhängigen Aufhängung können sich Räder eigenständig auf und ab bewegen, ohne
das gegenüberliegende
Rad zu beeinflussen. Aufhängungen
mit anderen Vorrichtungen, beispielsweise Stabilisatore, die die Räder in irgendeiner
Weise verbinden, können
immer noch als unabhängig
eingestuft werden.
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Eine
noch andere Art der Aufhängung,
die verwendet werden kann, ist eine halbabhängige Aufhängung. In diesem Fall werden
verbundene Achsen an Antriebsrädern
verwendet, die Räder
sind aber mit einem festen Element verbunden.
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Die
Aufhängungssysteme
jedes Rads können
eine aktive oder halbaktive Aufhängung
sein, bei der eine Kraft auf das Aufhängungssystem ausgeübt werden
kann und/oder bei der Eigenschaften des Aufhängungssystems mit Betriebsbedingungen
verändert
werden können.
Zum Beispiel können
die Federn der Aufhängungen
eine veränderliche
Federkonstante haben, beispielsweise abhängig vom Betrag der Durchfederung.
In dem Beispiel, bei dem die Aufhängung eines oder mehrerer Räder eine
aktive Aufhängung
ist, kann die Federkonstante weiterhin von zusätzlichen Parametern abhängen. Als
weiteres Beispiel kann sich die Dämpfung in dem System mit den
Betriebsbedingungen ändern,
beispielsweise bei einer halbaktiven Aufhängung, bei der die Dämpfung basierend
auf Betriebsbedingungen wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Auslenkung
des Rads und anderen Parametern elektronisch angepasst werden kann.
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In
einem anderen Beispiel einer halbaktiven Aufhängung kann das System Vorrichtungen
wie Luftfedern und schaltbare Stoßdämpfer, verschiedene luftunterstützte Lösungen sowie
andere hydraulische und/oder pneumatische Systeme umfassen. Ferner
können
die Stoßdämpfer mit
einem magnetorheologischen Fluid gefüllt sein, dessen Viskosität elektromagnetisch
geändert
werden kann, wodurch eine veränderliche
Steuerung ohne Schaltventile erhalten wird.
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In
dem Beispiel einer aktiven Aufhängung kann
sie eine voll aktive Aufhängung
mit elektronischer Überwachung
von Fahrzeugbedingungen verbunden mit einer Anpassung von Fahrzeugaufhängung und
Fahrzeugverhalten in Echtzeit verwenden, um die Bewegung des Fahrzeugs
direkt zu steuern. Das System kann Linearmotoren, Hydraulikaktoren, Pneumatikaktoren
oder Kombinationen derselben verwenden.
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Weiter
mit 1 zeigt diese auch einen Fahrersitz 140 mit
einem Lenkrad 142, einen Getriebeschalthebel 144,
ein Gaspedal 146 und ein Bremspedal 148. Ferner
wird bei 150 ein Schalter, eine Scheibe, eine Taste oder
dergleichen, der vom Fahrer bedient werden kann, gezeigt, der in
diesem Beispiel in das Lenkrad 142 integriert ist. Der
Schalter 150 kann sich aber an verschiedenen Stellen befinden,
beispielsweise auf einem Armaturenbrett des Fahrzeugs, einem Blinklichthebel
oder an verschiedenen anderen Stellen. Wie nachstehend beschrieben
wird kann der Schalter 150 ein Schalter für ein „stecken gebliebenes
Fahrzeug" sein,
der vom Fahrer betätigt werden
kann, um bei Bedingungen, in denen das Fahrzeug keine Traktion gewinnen
kann, einen bestimmten Fahrzeug- und Antriebsstrangbetrieb vorzusehen.
Selbst Fahrzeuge mit sehr innovativen Antriebsschlupfregelungen
sind zum Beispiel manchmal immer noch nicht in der Lage, unter gewissen Umständen Bewegung
zu erhalten, beispielsweise wenn die Reibung zwischen den Rädern und
der Fahrbahn so gering ist, dass es nicht möglich ist, mittels Drehmomentreduzierung
und/oder Bremsen allein Bewegung zu erhalten. Unter diesen Bedingungen
können
zusätzliche
Fahrzeugaufhängungsanpassungen
koordiniert mit Drehmomentsteuerung vorgenommen werden, um eine
verbesserte Fähigkeit
zum Erhalten von Bewegung des Fahrzeugs vorzusehen, wie hierin nachstehend
eingehender beschrieben wird.
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Zusätzliche
vom Fahrer aktivierte Eingaben können
ebenfalls vorgesehen werden, zum Beispiel ein Antriebsschlupfregelungsschalter
(nicht dargestellt) zum Aktivieren/Deaktivieren einer Antriebsschlupfregelung
des Fahrzeugs. Weiterhin kann in einem Beispiel der Schalter 150 ein
Mehrzweckschalter sowohl für
Antriebsschlupfregelung als auch für Zustände eines „stecken gebliebenen" Fahrzeugs sein.
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Unter
Bezug nun auf 2 zeigt diese ein schematisches
Diagramm einer beispielhaften Systemauslegung. Dieses Beispiel zeigt
ein Hinterradantriebssystem, in einer anderen Ausführung kann
aber ein Vorradantriebs- oder ein Allradantriebssystem verwendet
werden. Im Einzelnen ist der Motor 210 durch einen Drehmomentwandler 212 mit
einem Getriebe 214 gekoppelt. Das Getriebe 214 kann
ein Automatikgetriebe, ein Schaltgetriebe oder Kombinationen derselben
sein, beispielsweise ein Autoshift-Schaltgetriebe. Die Leistung
des Getriebes wird auf das Hinterachsdifferential 216 oder
die Achsantriebseinheit auf die Hinterräder übertragen, wovon eines bei 222 gezeigt
wird. Das Hinterrad wird ferner mit einem steuerbaren Aufhängungselement 236 gezeigt.
Analog wird auch das Vorderrad 220 mit einem steuerbaren
Aufhängungselement 234 gezeigt.
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Eine
Steueranlage 230, die ein oder mehrere Steuergeräte umfassen
kann, wird gezeigt, die Eingaben von verschiedenen Sensoren 232 empfängt. Der
Sensor kann verschiedene Parameter umfassen, beispielsweise Motorsensoren,
Getriebesensoren, Bremssensoren, Radsensoren, Aufhängungssensoren,
Fahrereingaben und/oder andere. Die Sensorinformationen können zum
Beispiel Vorder-/Hinterradgeschwindigkeit, Radschlupf, vertikale
Radverlagerung, Bremsstatus, Gangwahl des Fahrers, Schaltzustand,
Motordrehzahl, Motorlast, Drehmomentwandler-Kupplungszustand usw.
umfassen.
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Wie
hierin eingehender beschrieben wird, kann die Steueranlage 230 den
Aufhängungsbetrieb steuern,
um eine Zugkraft abhängig
von Längsbewegung/-schwingung des Fahrzeugs
zu verstärken.
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Unter
Bezug nun auf 3 wird ein vereinfachtes schematisches
Diagramm des in einem Loch beispielsweise aufgrund von Sand stecken
gebliebenen Fahrzeugsystems gezeigt. Im Einzelnen zeigt 3 ein
Fahrzeug 310 mit einer Aufhängung 314 mit einem
in einem Graben 320 stecken gebliebenen Rad 312,
wobei der Graben wie bezeichnet die Punkte A, B, C und D aufweist.
Die Aufhängung 314 wird mittels
eines Dämpfers 332,
einer Feder 334 und eines aktiven Elements 336 schematisch
gezeigt, wobei das aktive Element zwischen dem Rad 312 und der
Karosserie 310 positive oder negative Kräfte erzeugen
kann. Wie hierin erwähnt
ist dies nur ein beispielhaftes schematisches Diagramm zum Veranschaulichen
eines beispielhaften Betriebs und soll nicht eine vollständige Beschreibung
der aktiven oder halbaktiven Aufhängung sein.
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In
diesem Beispiel wird angenommen, dass das Ziel darin besteht, das
Fahrzeug 310 aus dem Graben 320 fahren zu lassen,
und insbesondere von Punkt A zu Punkt D.
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Unter
Bezug nun auf 4 wird eine Routine zum Steuern
von Antriebsstrang, Aufhängung und/oder
Bremsbetrieb des Fahrzeugs zum Verbessern des Betriebs bei Zuständen eines
stecken gebliebenen Fahrzeugs beschrieben, zum Beispiel wenn das
Fahrzeug in Sand feststeckt.
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Zunächst ermittelt
die Routine bei 410, ob ein Zustand eines stecken gebliebenen
Fahrzeugs festgestellt wurde. Zum Beispiel stellt die Routine fest,
ob ein fahrerbetätigter
Schalter (z.B. 150) betätigt
wurde. Alternativ kann die Routine eine solche Situation automatisch
basierend auf Antriebsschlupfregelungsinformationen wie Fahrzeugradgeschwindigkeiten,
Gangstellung etc. feststellen. Wenn nicht, endet die Routine. Ansonsten
lautet die Antwort auf 410 Ja, die Routine geht weiter
zu 412, um zu ermitteln, ob eine automatische Vor-/Rückwärtssteuerung
aktiviert ist oder auszuführen
ist. Diese Ermittlung und die Aktivierung dieser Steuerung können wiederum
auf einem von einem Fahrer wählbaren
Schalter oder anderen Eingaben und Betriebsparametern beruhen. Lautet
die Antwort Ja, geht die Routine weiter zu 414, wo die
Routine von 5 ausgeführt wird, woraufhin die Routine
weiter zu 418 geht. Alternativ geht die Routine weiter
zu 416. Die automatische Vor-/Rückwärtssteuerung
kann ein automatisches Schalten des Getriebes mittels der Steuerroutinen
umfassen, um das Vor-/Rückwärtsschaukeln
des Fahrzeugs weiterhin mit einer Anpassung der Aufhängungselemente
zu koordinieren, um eine Normalkraft zwischen den Fahrzeugreifen
und der Fahrbahnoberfläche
(z.B. Sand) zu verstärken.
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Bei 416 ermittelt
die Routine, ob die manuelle Vor-/Rückwärtssteuerung aktiviert ist
oder auszuführen
ist. Diese Ermittlung und die Aktivierung dieser Steuerung können wiederum
auf einem von einem Fahrer wählbaren
Schaltern oder anderen Eingaben und Betriebsparametern beruhen.
Der Fahrer kann zum Beispiel zwischen manueller und automatischer
Vor-/Rückwärtssteuerung
wählen.
Lautet die Antwort Nein, geht die Routine weiter zu 414,
wo die Routine endet und keine weitere Anpassung der Betriebsparameter
ausgeführt
wird. Vielmehr behält
der Fahrer die Steuerung über
Antriebsstrang, Bremsen etc. und die Aufhängung arbeitet weiter, wobei
sie normale Fahrbedingungen annimmt.
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Wenn
alternativ die Antwort auf 416 Ja lautet, führt die
Routine eine beispielhafte Koordinierung zwischen einem Vor-/Rückwärtsschaukeln
bzw. -bewegen des Fahrzeugs und einem zumindest teilweise aktiven
Aufhängungselement
fort, um eine Normalkraft zwischen den Fahrzeugreifen und der Fahrbahnoberfläche (z.B.
Sand) zu verstärken.
Im Einzelnen überwacht
die Routine bei 418 die Stellungen) und Auslenkung(en)
der Antriebsräder
zusammen mit anderen Betriebsparametern. Die Routine kann zum Beispiel
die Stellung und Auslenkung eines nicht angetriebenen Rads, die
Positionierung/Bewegung des Fahrzeugs und verschiedene andere Parameter weiter überwachen.
Basierend auf den Informationen von 418 betätigt die
Routine bei 420 basieren auf der Stellung/den Stellungen
und der Auslenkung/den Auslenkungen ein oder mehrere Aufhängungselemente,
um eine Normalkraft zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche zu verstärken. In
einem Beispiel passt die Routine ein aktives oder halbaktives Aufhängungselement
synchron mit und basierend auf einer Vor-/Rückwärtsschaukelbewegung des Fahrzeugs
an, um eine verstärkte
Normalkraft zwischen dem Reifen und der Fahrbahn zu ermöglichen.
Weiterhin kann das Aufhängungselement
so gesteuert werden, dass die verstärkte Normalkraft bei oder nahe
den Endpunkten der Vor-/Rückwärtsbewegung
erfolgt, um eine Bewegung des Fahrzeugs aus einem ansonsten stecken
gebliebenen Zustand zu ermöglichen.
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Die
Routine kann zum Beispiel ein oder mehrere Aufhängungselemente anpassen, um
eine Kraft oder Starrheit zwischen dem Rad und der Fahrzeugkarosserie
koordiniert mit einem sequentiellen Vor- und Rückwärtsschaukeln des Fahrzeugs
zu verstärken.
Die Aktivierung der Aufhängung
dient mit anderen Worten der Verstärkung der aktiven Kraft zu
geeigneten Zeitpunkten, so dass die Amplitude der resultierenden
Schwingung vergrößert wird,
was schließlich
dem Fahrzeug helfen sollte, aus seinem stecken gebliebenen Zustand
herauszukommen.
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Es
gibt verschiedene anwendbare Vorgehen zur Koordinierung zwischen
der Fahrzeugbewegung und der Betätigung
der Aufhängung,
beispielsweise die folgenden verschiedenen möglichen Vorgehen oder Kombinationen
derselben. Auch wenn dies nicht erforderlich ist, steuert in jedem
Beispiel der Fahrer das Getriebe (mit Hilfe des Ganghebels) und
den Motor (mit Hilfe des Gaspedals) manuell, um eine Vor-/Rückwärtsbewegung
des Fahrzeugs zu erzeugen. Alternativ kann diese Bewegung wie hierin
erwähnt
automatisch erzeugt werden.
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Unter
der Annahme, dass sich das Fahrzeug durch die Vor-/Rückwärtsbewegung
nur zwischen den Punkten C und B von 3 bewegen
konnte, können
die vorgeschlagenen aktiven Aufhängungsbetätigungen
dem Fahrzeug weiter zu Punkt D und darüber hinaus helfen, d.h. aus
dem Graben herauszukommen.
-
In
dem ersten beispielhaften Vorgehen, bei dem die von dem Motor und
Getriebe erzeugte Vor-/Rückwärtsbewegung
dem Fahrzeug ein Schwingen zwischen B und C von 3 ermöglicht, übt die Routine
an den Punkten B und C beispielsweise mittels Element 336 eine
aktive Kraft aus. An diesen Punkten ist die Fahrzeuggeschwindigkeit
und die Raddrehgeschwindigkeit null, was das Erzeugen des größtmöglichen
Spitzendrehmoments basierend auf beobachteten Reifeneigenschaften
erleichtert. Dann kann die aktive Kraft bei Punkt A freigegeben (oder
reduziert) werden. Zu beachten ist, dass nach ein paar Vor-/Rückwärtsschwingungen
des Fahrzeugs (während
denen der „stecken
gebliebene" Zustand
detektiert wurde) das Radgeschwindigkeitsprofil von den nicht angetriebenen
Rädern
oder angetriebenen Rädern
(ohne Durchdrehen der Räder)
dem Fahrzeugsschwingungsprofil der oberen Kurve von 7 entsprechen
würde.
Mit dem gelernten Profil kann die aktive Aufhängungskraft basierend auf Radgeschwindigkeiten
ausgelöst
werden. Zum Beispiel wird eine maximale aktive Aufhängungskraft
bei/um die Radgeschwindigkeit von null ausgelöst und eine minimale aktive
Aufhängungskraft
wird bei sinkender Radgeschwindigkeit bei Punkt A ausgelöst, wie
in 7 gezeigt wird. 7 zeigt
auch den entsprechenden Aufhängungshub.
Dieses Vorgehen kann insbesondere bei Oberflächen nützlich sein, auf denen das
Reifenkraftpotential bei/um einer Geschwindigkeit von Null viel
höher als
bei anderen Geschwindigkeiten ist. Ein Beispiel ist die vereiste
Oberfläche, bei
der das Traktionspotential bis zu dreimal größer sein kann.
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Weiterhin
können
die Größe und Richtung der
aktiven Kraft basierend auf einer Position des Fahrzeugs verändert werden,
beispielsweise seiner relativen Position zu einem oder mehreren
der Punkte A-D.
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Basierend
auf den erlernten Fahrbahnoberflächeninformationen
können
verschiedene Verfahren verwendet werden. Zum Beispiel kann eine
Antriebsschlupfregelung die Oberflächeneigenschaften durch die
Raddynamik während
des ersten Durchdrehens der Räder
sondieren. Die aktive Aufhängungskoordinierungsstrategie
kann dann entsprechend handeln. In einem Beispiel können die
Zeitsteuerung, Dauer und/oder das Maß der Betätigung eines Aufhängungselements
als Reaktion auf einen erlernten Fahrbahnzustand angepasst werden,
wobei der erlernte Zustand auf einer während eines vorherigen Radschlupfzustands
gemessenen Reaktion beruht.
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Bei
einem zweiten beispielhaften Vorgehen übt die Routine ein schnell
zunehmende aktive Aufhängungskraft
bei Punkt A aus (der die Mindestneigung hat, was zur Übertragung
der gesamten Traktionskraft in x-Richtung führt) und hält die Aufhängungskraft (oder senkt sie
zumindest nicht) bei Entfernen von Punkt A. Dann gibt die Routine
die ausgeübte
Kraft bei Gehen hin zu Punkt A frei oder senkt sie. Zu beachten
ist, dass nach ein paar Vor-/Rückwärtsschwingungen
des Fahrzeugs (während
denen der „stecken
gebliebene" Zustand
detektiert wurde) das Radgeschwindigkeitsprofil dem Fahrzeugsschwingungsprofil
von 7 entsprechen würde. Mit dem erlernten Profil
kann die aktive Aufhängungskraft
basierend auf Radgeschwindigkeiten ausgelöst werden. Zum Beispiel wird
eine maximale aktive Aufhängungskraft
bei einem Grenzwert bei zunehmender Radgeschwindigkeit ausgelöst und eine
minimal aktive Aufhängungskraft
wird bei einem anderen Grenzwert ausgelöst, wenn die Radgeschwindigkeit auf
null absank und wieder zunimmt, wie in 8 gezeigt
wird. 8 zeigt auch den entsprechenden Aufhängungshub. 8 zeigt
ferner, dass mehr Energie in das Fahrzeugsystem (innerhalb eines
Aufhängungshubs)
gesteckt werden kann, wenn der Ausdehnungshub bei Passieren durch
Punkt A ausgeübt wird.
Denn die aktive Aufhängungskraft
muss bei Verstärken
der Federung sowohl der Schwerkraft als auch der Zentrifugalkraft
trotzen. Um den Punkt A erreicht die Zentrifugalkraft ihren Höchstwert.
Dieses Vorgehen des Verstärkens
der Schaukelerregung ist insbesondere nützlich, wenn keine Traktionskraft
vorgesehen wird oder vorgesehen werden kann. Ein Beispiel, bei dem
keine Traktionskraft vorgesehen wird, ergibt sich, wenn sich das
Fahrzeug in Neutral befindet und von außen am Fahrzeug stehenden Personen
geschaukelt/geschoben wird.
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Bei
einem dritten beispielhaften Vorgehen können die obigen beiden Merkmale
kombiniert werden, um die Vorteile der beiden obigen Verfahren zu erhalten,
und demzufolge ist die Ausübung
der aktiven Aufhängungskraft
häufiger,
wie in 9 gezeigt wird.
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In
einem vierten beispielhaften Vorgehen wird die aktive Aufhängung angepasst,
um das Verhalten eines negativen Stoßdämpfers nachzuahmen. nachdem
eine „stecken
gebliebene" Situation
festgestellt wurde oder bei spezifischer manueller Eingabe/Befehl
eines Fahrers. Ein negatives Stoßdämpferverhalten kann durch eine
aktive Aufhängung
nachgeahmt werden, wenn die aktive Aufhängungskraft in der gleichen
Richtung der Aufhängungsgeschwindigkeit
ausgeübt
wird. D.h. die aktive Aufhängung
gibt weiter Energie in das Fahrzeugsystem ein. Daher kann bei einigen
anfänglichen
Erregungen (die meist unerwünscht
sind) ein Hüpfen
von Fahrzeug/Aufhängung
eintreten und die Schaukelbewegung erzeugen, um es dem Fahrzeug
zu ermöglichen,
sich aus der stecken gebliebenen Situation zu bewegen.
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In
einem fünften
beispielhaften Vorgehen nutzt die aktive Aufhängung Online-Lernen und voraussagende
Steuerung mit Hilfe eines Modells, um basierend auf beobachteter
Raddynamik die optimale Aufhängungskraftausübung zu
ermitteln.
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Wie
hierin erwähnt
kann die Vor-/Rückwärtsbewegung
des Fahrzeugs bei Detektion eines. „stecken gebliebenen" Zustands auch mit
einem elektronischen „PRNDL"-Merkmal (so genanntes Drive-by-Wire-Merkmal,
ist die englische Bezeichnung für
zumindest partielles Fahren oder Steuern von Fahrzeugen ohne mechanische
Kraftübertragung
der Bedienelemente zu den entsprechenden Stellelementen) automatisiert
werden und mit erwünschten Aufhängungsbewegungen
synchronisiert werden. Ein Beispiel für einen solchen Betrieb wird
bezüglich 5 beschrieben.
Im Einzelnen ermittelt die Routine bei 510, ob die erwünschte Fahrrichtung
vorwärts ist.
Wenn Ja, geht die Routine weiter zu 512, um das Getriebe 214 anzupassen,
um einen Vorwärtsgang einzulegen,
beispielsweise „Fahren", wenn dieser noch
nicht eingelegt ist. Dann passt die Routine bei 514 die
Motor- und Getriebeleistung an, um eine Vorwärtsbewegung zu erzeugen/zu
steuern, beispielsweise durch Anpassen einer Drosselklappe des Motors,
von Drehmomentwandlerschlupf, Aufhängungsaktivierung oder verschiedene
andere Parameter zum Anpassen der Antriebsstrangleistung. Weiterhin kann
die Routine ferner Raddrehmoment anpassen, beispielsweise mittels
einer Antriebsschlupfregelungsintervention, was weiterhin das Aktivieren
einer oder mehrerer Radbremsanlagen umfassen kann. Eine zusätzliche
Interaktion mit einer Antriebsschlupfregelung wird hierin unter
Bezug auf 6 beschrieben.
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Weiter
mit 5 überwacht
die Routine bei 516 die Vorwärtsfortbewegung, beispielsweise
den im Verhältnis
zum Boden erzeugten Betrag der Vorwärtsbewegung. Als Nächstes ermittelt
die Routine bei 518, ob die erwünschte Antriebskraftrichtung
geändert
werden soll, was auf verschiedenen Parametern beruhen kann, beispielsweise
früherer
Bewegungshistorie, derzeitiger Position und Geschwindigkeit usw.
Wenn Ja, geht die Routine weiter zu 520, um die erwünschte Antriebsrichtung
auf Rückwärts zu setzen.
Ansonsten kehrt die Routine zurück.
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Wenn
die Antwort auf 510 Nein lautet, geht die Routine weiter
zu 522, um zu ermitteln, ob die Antriebsrichtung rückwärts ist.
Wenn nicht, kehrt die Routine zurück. Ansonsten geht die Routine
weiter zu 524, um das Getriebe 214 anzupassen,
um einen Rückwärtsgang
einzulegen, beispielsweise „Rückwärts", wenn dieser noch
nicht eingelegt ist. Dann passt die Routine bei 526 die
Motor- und Getriebeleistung an, um eine Rückwärtsbewegung zu erzeugen/zu
steuern, beispielsweise durch Anpassen einer Drosselklappe des Motors,
von Drehmomentwandlerschlupf, Aufhängungsaktivierung oder verschiedene
andere Parameter zum Anpassen der Antriebsstrangleistung. Weiterhin
kann die Routine ferner Raddrehmoment anpassen, beispielsweise mittels
einer Antriebsschlupfregelungsintervention, was weiterhin das Aktivieren
einer oder mehrerer Radbremsanlagen umfassen kann. Eine zusätzliche
Interaktion mit einer Antriebsschlupfregelung wird hierin unter
Bezug auf 6 beschrieben.
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Weiter
mit 5 überwacht
die Routine bei 528 die Rückwärtsfortbewegung, beispielsweise
den im Verhältnis
zum Boden erzeugten Betrag der Vorwärtsbewegung. Als Nächste ermittelt
die Routine bei 530, ob die erwünschte Antriebskraftrichtung
geändert
werden soll, was auf verschiedenen Parametern beruhen kann, beispielsweise
früherer
Bewegungshistorie, derzeitiger Position und Geschwindigkeit usw.
Wenn Ja, geht die Routine weiter zu 532, um die erwünschte Antriebsrichtung
auf Vorwärts
zu setzen. Ansonsten kehrt die Routine zurück Auf diese Weise ist es möglich, eine
automatische Vor-/Rückwärtsbewegung
des Fahrzeugs mit der Aufhängungsbetätigung zu
koordinieren, um die Fahrzeugtraktion bei verschiedenen Zuständen, beispielsweise
einem stecken gebliebenen Fahrzeugzustand zu verbessern.
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Unter
Bezug nun auf 6 wird eine Routine zum Koordinieren
des Antriebsschlupfregelungsbetriebs mit der Aufhängungsbetätigung beschrieben. Im
Einzelnen überwacht
die Routine bei 610 die Stellung und Auslenkung der Antriebsräder, um
eine Wirksamkeit der Antriebsschlupfregelung zum Erzeugen von Längsbewegung/-schwingung
des Fahrzeugs zu ermitteln. Dann ermittelt die Routine bei 612,
ob die Bewegung/Schwingung größer als
ein Grenzwert ist. Wenn Ja, endet die Routine. Wenn nicht, schaltet
die Routine die Antriebsschlupfregelung aus, so dass der Fahrzeugbediener
eine ausreichende Vor-/Rückwärtsbewegung
ohne Antriebsschlupfregelungsintervention erzeugen kann. Auf diese
Weise kann ein vorteilhaftes Koordinieren mit der Antriebsschlupfregelung
erreicht werden.
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Zu
beachten ist, dass die hierin enthaltenen Steuerroutinen mit verschiedenen
Fahrzeug- und Aufhängungskonfigurationen
verwendet können,
wie sie beispielsweise vorstehend beschrieben wurden. Die hierin
beschriebene spezifische Routine kann eine oder mehrere einer Reihe
von Verarbeitungsstrategien darstellen, beispielsweise ereignisgesteuert,
unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen.
Daher können
verschiedene gezeigte Schritte oder Funktionen in der gezeigten
Abfolge oder parallel ausgeführt
oder in manchen Fällen
ausgelassen werden. Analog ist die Reihenfolge der Verarbeitung
nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier
beschriebenen beispielhaften Ausführungen zu verwirklichen, wird
aber zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen.
Ein oder mehrere der gezeigten Schritte oder Funktionen können abhängig von
der jeweils eingesetzten Strategie wiederholt ausgeführt werden.
Weiterhin können
die beschriebenen Schritte einen in das maschinenlesbare Speichermedium
in dem Steuergerät
12 einzuprogrammierenden Code graphisch darstellen.
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Es
versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen
beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungen
nicht einschränkend
aufgefasst werden dürfen,
da zahlreiche Abänderungen
möglich
sind.
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Zum
Beispiel kann die obige Technologie auf Vierradantrieb-Lastwägen und/oder
Nutzfahrzeuge, zwei- oder dreirädrige
Fahrzeuge etc. angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden
Offenbarung umfasst weiterhin alle neuartigen und nicht nahe liegenden
Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und
Konfigurationen sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften,
die hier offenbart werden.
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Die
folgenden Ansprüche
zeigen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen
auf, welche als neuartig und nicht nahe liegend betrachtet werden.
Diese Ansprüche
können
auf „ein" Element oder „ein erstes" Element oder eine Entsprechung
desselben verweisen. Diese Ansprüche
sind so zu verstehen, dass sie das Integrieren eines oder mehrerer
solcher Elemente umfassen, wobei sie zwei oder mehrere dieser Elemente
weder fordern noch ausschließen.
Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen,
Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung
der vorliegenden Ansprüche oder
durch Vorlage neuer Ansprüche
in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche
Ansprüche
werden, ob sie nun gegenüber dem
Schutzumfang der ursprünglichen
Ansprüche breiter,
enger, gleich oder unterschiedlich sind, ebenfalls als im Gegenstand
der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.