DE102007033474B4

DE102007033474B4 - Verfahren und System zur Koordination eines Fahrzeugstabilitätssteuerungssystems mit einem Untersystem zur Federungsdämpfersteuerung

Info

Publication number: DE102007033474B4
Application number: DE102007033474A
Authority: DE
Inventors: Loren E. Majersik; Kerfegar K. Katrak; Steven D. Palazzolo; Mark A. Seifert
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-07-19
Also published as: DE102007033474A1; US20080082234A1; US7706941B2

Abstract

Verfahren zur Koordination eines Stabilitätssteuerungssystems eines Fahrzeugs mit einem Untersystem zur Dämpfersteuerung, das mit dem Stabilitätssteuerungssystem in elektrischer Verbindung steht, wobei das Fahrzeug mehrere Dämpfer aufweist und jeder der Dämpfer direkt durch das Untersystem zur Dämpfersteuerung gesteuert wird, wobei das Verfahren umfasst, dass Fahrzeug-Dämpferbefehle durch das Stabilitätssteuerungssystem für jeden der Dämpfer erzeugt werden, wobei die Dämpferbefehle für den Empfang durch das Untersystem zur Dämpfersteuerung erzeugt werden und einen Entscheidungswert umfassen, der eine Gewichtung angibt, die jedem Fahrzeug-Dämpferbefehl gegeben werden soll; Untersystem-Dämpferbefehle für jeden der Dämpfer erzeugt werden; ermittelt wird, ob einer der Fahrzeug-Dämpferbefehle für einen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystem-Dämpferbefehl hat; und ein modifizierter Untersystem-Dämpferbefehl für jeden der Dämpfer bestimmt wird, bei welchem der entsprechende Fahrzeug-Dämpferbefehl Vorrang hat, wobei der modifizierte Untersystem-Dämpferbefehl in Abhängigkeit des Fahrzeug-Dämpferbefehls, des Untersystem-Dämpferbefehls und des Entscheidungswerts bestimmt wird, wobei der modifizierte Untersystem-Dämpferbefehl ermittelt wird durch: SSDC·(1 – Entscheidungswert)...

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Koordination eines Fahrzeugstabilitätssteuerungssystems mit einem Untersystem zur Dämpfersteuerung.
Die Lenkstabilität und -leistungsfähigkeit eines Fahrzeugs sind zu einem großen Teil durch das Untersteuerungs- und Übersteuerungsverhalten des Fahrzeugs gekennzeichnet. Das Fahrzeug befindet sich in einem Untersteuerungszustand, wenn das Fahrzeuggieren kleiner als die Lenkeingabe des Bedieners ist, wobei ein Weiterdrehen des Lenkrads den Untersteuerungszustand nicht korrigiert, weil sich die Räder in Sättigung befinden. Das Fahrzeug befindet sich in einem Übersteuerungszustand, wenn das Fahrzeuggieren größer als die Lenkeingabe des Bedieners ist. Auch stellen Oberflächen, wie z. B. ein nasser oder unebener Straßenbelag, Eis, Schnee oder Schotter, den Bediener vor Herausforderungen bei der Handhabung und der Stabilität des Fahrzeugs. Auf ähnliche Weise kann ein Bediener in einer Panik- oder Notfallsituation reagieren, beispielsweise während er einem Hindernis ausweicht, indem er zu viel lenkt, oder indem er nicht gegenlenkt, um das Fahrzeug auf seinen beabsichtigten Pfad zurückzubringen. In allen diesen Fällen weicht der tatsächliche Fahrzeuglenkungspfad von dem beabsichtigten Lenkungspfad ab.
Fahrzeugstabilitätssteuerungen haben sich von Systemen der ersten Generation, die auf Bremsen- und Traktionssteuerungstechnologien (Bremsen- und Antriebsstrangdrehmomentverwaltungstechnologien) basieren, zu aktuelleren Systemen entwickelt, die unabhängige und koordinierte Steuerungen von Bremsen-, Antriebsstrang-, Lenkungs- und Dämpfungsuntersystemen umfassen. Typischerweise werden verteilte Steuerungsmodule verwendet, um damit die jeweiligen Aktuatoren zur Erzielung der gewünschten Untersystemsteuerungen direkt zu koppeln.
Semiaktive Dämpfungssysteme sind in einigen modernen Fahrzeugen umfasst und sind allgemein durch Dämpfer gekennzeichnet, die gesteuert werden, um die Dämpfungscharaktertstik des Fahrzeugs auf der Grundlage von Straßenzuständen, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Gierrate und anderen Überlegungen zu ändern. Es sind variable fluidbasierte Dämpfer bekannt, die diskrete Dämpfungszustände und kontinuierlich variable Dämpfungszustände aufweisen, welche sowohl den Einfahr- als auch den Ausfahrhub des Dämpfungssystems beeinflussen. Eine Variabilität bei der Dämpfung kann durch Einrichtungen mit variabler Öffnung oder Fluiden mit gesteuerter Viskosität (z. B. magnetorheologisch (MR) oder elektrorheologisch (ER)) in der Dämpfungseinrichtung erreicht werden. Variable Dämpfer werden vorwiegend verwendet, um einen Fahrkomfort bei niedriger Geschwindigkeit und eine Handhabungsverbesserung bei hoher Geschwindigkeit (Fahren und Handhaben) zu erreichen. Es ist jedoch bekannt, dass variable Dämpfungstechniken die Fahrzeugstabilität bei gewissen Untersteuerungs- und Übersteuerungssituationen verbessern, und sie können als ein Teil einer Fahrzeugstabilitätsgesamtsteuerung implementiert werden.
In DE 103 60 666 A1 ist eine Vorrichtung zur koordinierten Steuerung wenigstens des Antriebs- und des Bremssystems eines Kraftfahrzeugs offenbart. Anhand einer Fahrzustandsklassifizierung koordiniert die Vorrichtung die Dämpfungsregelung und die Fahrwerksabstimmung.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Dämpfung des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs ist in DE 44 30 364 B4 offenbart. Dabei steuert ein Mikrocomputer anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit mit Hilfe gespeicherter Kennfelder eine kontinuierliche Verstellung der Dämpfkraft.
Es besteht ein Bedarf, die Interaktion zwischen dem Fahrzeugstabilitätssteuerungssystem und dem Untersystem zur Dämpfersteuerung auf eine Weise zu koordinieren, die effizient ist, bei der aber klar ist, dass das Fahrzeugstabilitätssteuerungssystem wenn nötig über die letztendliche Autorität verfügt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst.
Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeug mit mehreren Dämpfern und einem computerbasierten Fahrzeugstabilitätssteuerungsleitsystem ausgestattet, das mit einem Untersystem zur Dämpfersteuerung in Verbindung steht. Das Fahrzeug umfasst auch mehrere Sensoren zum Aufnehmen mehrerer Fahrzeuggrößen. Ein Leitcontroller erzeugt Fahrzeugdämpferbefehle für jeden der Dämpfer auf der Grundlage der mehreren Fahrzeuggrößen, wobei jeder Fahrzeugdämpferbefehl einen Entscheidungswert umfasst, der eine Gewichtung anzeigt, die dem Fahrzeugdämpferbefehl gegeben werden soll. Ein Dämpfercontroller erzeugt Untersystemdämpferbefehle für jeden der Dämpfer auf der Grundlage eines Teils der mehreren Fahrzeuggrößen. Der Dämpfercontroller ermittelt, ob irgendeiner der Fahrzeugdämpferbefehle für irgendeinen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystemdämpferbefehl hat und bestimmt für jeden der Dämpfer, bei welchem der entsprechende Fahrzeugdämpferbefehl Vorrang hat, einen modifizierten Untersystemdämpferbefehl, wobei der modifizierte Untersystemdämpferbefehl auf der Grundlage des Fahrzeugdämpferbefehls, des Untersystemdämpferbefehls und des Entscheidungswerts bestimmt wird.
Ein Verfahren zur Koordination des Fahrzeugstabilitätssteuerungssystems mit einem Untersystem zur Federungsdämpfersteuerung, das mehrere mit dem Fahrzeug verbundene Dämpfer steuert, umfasst ein Erfassen mehrerer Fahrzeuggrößen und ein Erzeugen von Fahrzeugdämpferbefehlen für jeden der Dämpfer auf der Grundlage der Fahrzeuggrößen, wobei die Fahrzeugdämpferbefehle zum Empfangen durch das Untersystem zur Federungsdämpfersteuerung erzeugt werden und einen Entscheidungswert umfassen, der eine Gewichtung anzeigt, die jedem Fahrzeugdämpferbefehl gegeben werden soll. Das Verfahren umfasst auch den Schritt eines Erzeugens von Untersystemdämpferbefehlen für jeden der Dämpfer auf der Grundlage eines Teils der mehreren Fahrzeuggrößen. Des Weiteren umfasst das Verfahren ein Ermitteln, ob irgendeiner der Fahrzeugdämpferbefehle für irgendeinen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystemdämpferbefehl hat, und wenn dem so ist, ein Bestimmen eines modifizierten Untersystemdämpferbefehls für jeden der Dämpfer, bei welchem der entsprechende Fahrzeugdämpferbefehl Vorrang hat, wobei der modifizierte Untersystemdämpferbefehl auf der Grundlage des Fahrzeugdämpferbefehls, des Untersystemdämpferbefehls und des Entscheidungswerts bestimmt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der:
1 ein schematisches Blockdiagramm ist, das eine Fahrzeugarchitektur darstellt, die zur Implementierung des erfindungsgemäßen Systems geeignet ist; und
2 ein Flussablaufdiagramm ist, das beispielhafte Funktionen darstellt, die beim Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem oder mehreren computerbasierten Controller ausgeführt werden.
Ein Fahrzeugstabilitätssteuerungssystem 12 ist in 1 schematisch dargestellt und umfasst ein Fahrzeug 11 und einen Fahrzeugstabilitätsverbesserungscontroller (Leitcontroller) 10. Mehrere mit verschiedenen Fahrzeuguntersystemen verbundene Aktuatoren 19 bewirken verschiedene Kräfte auf das Fahrzeug 11, um in Ansprechen auf Eingaben, wie unter anderem einem Lenkradwinkel, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Raddrehzahl und einer Fahrzeuggierrate die Stabilität zu verbessern und einen beabsichtigten Pfad beizubehalten. Bei einem aktiven Frontlenkungssystem beispielsweise wird der Lenkwinkel der Fahrzeugvorderräder mit Hilfe eines Lenkungsaktuatoruntersystems beeinflusst, das angewiesen wird, um die gewünschte Fahrzeugstabilitätsverbesserung zu bewirken. Bei einem Bremsen/Antriebsstrangs-Fahrzeugstabilitätsverbesserungsuntersystem kann ein Bremsen einzelner Räder und ein Antriebsstrangsdrehmoment mit Hilfe eines modulierten Hydraulikbremsdrucks und einer Maschinenabtriebsdrehmomentsteuerung durch eine Vielzahl wohlbekannter Techniken (z. B. Zündzeitpunktverstellung, Zylinderabschaltung, Maschinenkraftstoffzufuhr, etc.) beeinflusst werden. Bei einem semiaktiven Federungsuntersystem kann die Federungsdämpfungscharaktertstik auf eine Weise verändert werden, um eine gewünschte Fahrzeugstabilitätsverbesserung zu bewirken.
Jedem derartigen Fahrzeuguntersystem sind ein oder mehrere Untersystemsteuerungsmodule 14 zugeordnet. Die Steuerungsmodule sind computerbasierte Standardkraftfahrzeugeinrichtungen mit Standardsteuerungs- und Standardlogikschaltkreisen, die einen Mikrocontroller umfassen können, der eine arithmetische Logikeinheit (ALU von arithmetic logic unit) und Speichereinrichtungen umfasst, welche Schreiblesespeichereinrichtungen oder Speichereinrichtungen mit wahlfreiem Zugriff (RAM von random access memory) und Nurlesespeichereinrichtungen (ROM von read only memory) umfassen, in welchen mehrere Routinen zur Ausführung von Steuerungs- und Diagnoseoperationen des Untersystems gespeichert sind, die Routinen zum Ausführen von Operationen zur Implementierung verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassen. Jede Routine umfasst eine Folge von Anweisungen, die durch einen Mikroprozessor infolge von zuvor eingerichteten Ereignissen oder Unterbrechungen oder auf der Grundlage einer Zeitsteuerung wie bei Standardausführungsschleifen ausgeführt werden. Derartige Steuerungsmodule sind Fachleuten allgemein wohlbekannt.
Fahrzeuguntersysteme können auf eine Weise einer verteilten Steuerung betrieben werden, wobei jedes der Steuerungsmodule 14, das mit einem speziellen Untersystem verbunden ist, für dessen normale Steuerungsfunktionen verantwortlich ist, indem es die Steuerung der jeweiligen Aktuatoren 19 des Untersystems befiehlt. Derartige normale Steuerungsfunktionen stehen im Allgemeinen nicht in Beziehung mit einer Fahrzeugdynamiksteuerung, außer in einem passiven, beitragenden Sinn. Ein Maschinencontroller 15 beispielsweise ist für das Erzielen eines Abtriebsdrehmomentbetrags in Ansprechen auf eine Bedieneranforderung und für eine Drehmomentverwaltung während eines Umschaltens der Übersetzung eines Automatikgetriebes mit mehreren Drehzahlübersetzungen verantwortlich. Der Maschinencontroller führt normalerweise auch emissionskritische und kraftstoffwirtschaftlichkeitskritische Funktionen aus, welche eine Zündzeitpunktverstellung, eine Zylinderabschaltung, eine Kraftstoffversorgung der Maschine, etc. umfassen können. Ein Bremsencontroller 21 ist normalerweise für eine Anwendung der Bremsen gemäß einem von einem Bediener aufgebrachten Bremspedaldruck und eine Antiverriegelungsmodulation gemäß unabhängigen und vergleichenden Raddrehzahlmessungen verantwortlich. Ein Lenkungscontroller 17 ist für eine variable Unterstützung verantwortlich – ein Verringern des Lenkungsaufwands bei niedriger Geschwindigkeit und bei Parkmanövern und ein schrittweises Erhöhen des Lenkungsaufwands, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Auf ähnliche Weise ist ein Dämpfercontroller 25 für ein Einstellen der Fahrcharakteristik des Fahrzeugs gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit verantwortlich, bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten vorwiegend für eine Bequemlichkeit des Bedieners durch eine verringerte Dämpfung und bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten für ein verbessertes Autobahngefühl durch eine erhöhte Dämpfung.
Der Leitcontroller 10 wird mit verschiedenen Eingangssignalen 16 zur Verwendung in Fahrzeugstabilitätsverbesserungsroutinen versorgt. Fahrzeugeingänge können beispielsweise eine Gierrate, eine Querbeschleunigung und eine Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Der Leitcontroller 10 wiederum stellt über einen Controllerbereichsnetzwerkbus (CAN-Bus) 18 Vorrangsteuerungsbefehle bereit, um mit der Absicht, eine Fahrzeugstabilitätsverbesserungssteuerung der verschiedenen Untersystemaktuatoren 19 zu implementieren, die normale Steuerung der Untersystemcontroller 14 zu überschreiben, zu modifizieren oder anzupassen.
Der Leitcontroller 10 kann (nicht separat gezeigte) Leitcontroller auf niedrigerer Ebene umfassen, die den verschiedenen Stabilitätsverbesserungsuntersystemen entsprechen (z. B. einen Raddrehmomentsupervisor (d. h. Bremsen- & Maschinendrehmomentsupervisor), einen Lenkungssupervisor und einen Federungssupervisor), und beaufsichtigt die Koordination dieser verschiedenen Supervisoren der Steuerungsuntersysteme zur Stabilitätsverbesserung. Diese verschiedenen Untersystemsteuerungen werden zusammen oder einzeln gemäß einer speziellen Fahrzeuganwendung allgemein als eine elektronische Stabilitätssteuerung bezeichnet und als auf den Leitcontroller 10 funktional bezogen als ESC dargestellt.
Das schematische Blockdiagramm von 1 umfasst eine genauere Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Untersystems zur Federungsdämpfersteuerung 20. Das System umfasst einen Dämpfercontroller 25 und mehrere Federungsdämpfer 13, die einzeln den jeweiligen Federungsecken des Fahrzeugs 11 zugeordnet sind. Das Dämpfersteuerungsuntersystem 20 umfasst die allgemein als Fahren und Handhaben (ride and handling) bezeichneten normalen Steuerungsfunktionen, die als auf den Dämpfercontroller 25 funktional bezogen als R & H dargestellt sind. Das Fahrzeug 11 stellt mehrere Signale von Sensoren oder Ableitungen bereit, die eine Fahrzeuggierrate, eine Fahrzeugquerbeschleunigung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, einen Lenkradwinkel und einzelne Dämpferpositionen umfassen. Die mehreren Federungsdämpfer 13 umfassen bei dem vorliegenden Beispiel eines herkömmlichen Fahrzeugs mit vier Radpositionen mindestens einen Federungsdämpfer, der jeder Ecke des Fahrzeugs entspricht Diese Ecken werden gemäß ihrer Position bezeichnet und sind in 1 entsprechend als rechts vorne (RF), links vorne (LF), rechts hinten (RR) und links hinten (LR) bezeichnet. Jeder Dämpfer bewirkt eine Dämpfungskraft auf das Fahrzeug 11 in Übereinstimmung mit Dämpferbefehlen, beispielsweise Steuerungsströmen zum Bewirken einer gewünschten Dämpfungsantwort bei einem MR-basierten Dämpfer.
Allgemein wird bei einem normalen Fahrzeugbetrieb eine Federungssteuerung vorzugsweise in Übereinstimmung mit normalen Fahr- und Handhabungszielen (R & H-Zielen) bereitgestellt und offene Steuerungen werden verwendet, in denen alle Dämpfer an jeder Ecke des Fahrzeugs gemäß den Eingängen, wie z. B. der Querbeschleunigung, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkradwinkel und der Dämpferposition, gesteuert werden. Derartige Vorwärtssteuerungen sind bei linearen Fahrzuständen (z. B. im Wesentlichen neutraler Übersteuerungs-/Untersteuerungs-Zustand) effektiv. Ein Fachmann wird verstehen, dass derartige Steuerungen im Allgemeinen entworfen sind, um eine Grundlinien-Fahrzeuggesamtdämpfung und eine Grundlinienverteilung derselben an jede Fahrzeugecke zu bewirken. Die Fahrzeuggesamtdämpfungskraft steigt allgemein mit ansteigender Fahrzeuggeschwindigkeit an und nimmt mit abnehmender Fahrzeuggeschwindigkeit ab, um R & H-Ziele zu bewirken. Zusätzlich wird eine Umverteilung der Fahrzeuggesamtdämpfungskraft im Wesentlichen auf der Grundlage einer Lenkungseingabe bewirkt. Derartige normale R & H-Dämpfersteuerungsbefehle werden, wie voranstehend in diesem Kontext beschrieben, durch den Dämpfercontroller bestimmt und durch diesen beispielsweise als Stromsteuerungsbefehle implementiert, die an jeden der RF, LF, RR und LR Dämpferaktuatoren gemäß einer R & H-Kalibrierung ausgegeben werden, wie in diesem Kontext nachfolgend weiter beschrieben wird.
Nichtlineare Fahrzustände, bei denen ein Fahrzeugübersteuerungs- oder -untersteuerungsverhalten oder ein vorübergehendes neutrales Lenkungsverhalten aus oder zwischen Übersteuerungs- und Untersteuerungszuständen vorliegt, werden von ESC-Steuerungen des Leitcontrollers 10 ermittelt, und von denselben werden Gegenmaßnahmen ergriffen. Eine derartige ESC-Steuerung umfasst eine vorzugsweise Implementierung einer aktiven Dämpfersteuerung mit geschlossenem Regelkreis von einigen oder allen Dämpfern an den Fahrzeugecken. Die ESC-Dämpfersteuerung ist effektiv beim Bestimmen einer effektiven Fahrzeuggesamtdämpfung und deren Verteilung von vorne nach hinten und von Seite zu Seite. Ein Fachmann wird erkennen, dass das Untersteuerungsverhalten mit einer Dämpfungsverteilung verbessert werden kann, welche in Richtung des Fahrzeughecks gewichtet ist, und dass das Übersteuerungsverhalten mit einer Dämpfungsverteilung verbessert werden kann, welche in Richtung der Fahrzeugfront gewichtet ist. Darüber hinaus können gewisse Kombinationen aus Fahrzeugecke und Dämpferbewegung gemäß der Richtung der Kurvenfahrt des Fahrzeugs als kritisch ermittelt werden und von einer derartigen ESC-Dämpfersteuerung profitieren, wohingegen gewisse Kombinationen aus Fahrzeugecke und Dämpferbewegung gemäß der Richtung der Kurvenfahrt des Fahrzeugs als nicht kritisch ermittelt werden können und gemäß den normalen Fahr- und Handhabungszielen mit den R & H-Steuerungen angemessen gesteuert werden können. ESC-Dämpfersteuerungsbefehle werden durch den Leitcontroller 10 bestimmt und durch den Dämpfercontroller 25 beispielsweise als Stromsteuerungsbefehle implementiert, die an jeden der RF, LF, RR und LR Dämpferaktuatoren gemäß einem Koordinationsverfahren ausgegeben werden, wie nachfolgend in diesem Kontext weiter beschrieben wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die R & H-Steuerungen verwendet, um die Dämpfungskraft der unkritischen Kombinationen aus Fahrzeugecke und Dämpferbewegung zu befehlen. Und die ESC-Dämpfersteuerungen werden verwendet, um die Dämpfungskraft der kritischen Kombinationen aus Fahrzeugecke und Dämpferbewegung zu befehlen. Daher werden bei normalen linearen Fahrzuständen alle Kombinationen aus Fahrzeugeckendämpfer und Dämpferrichtung vorzugsweise gemäß einer reinen R & H-Kalibrierung gesteuert, wobei die durch den Dämpfercontroller 25 bestimmten R & H-Steuerungsbefehle den jeweiligen Dämpferaktuatoren bereitgestellt werden. Bei nichtlinearen Fahrzuständen, die Übersteuerungs-, Untersteuerungs- und vorübergehende neutrale Lenkungszustände umfassen, werden alle Kombinationen aus Fahrzeugeckendämpfer und Dämpferrichtung vorzugsweise gemäß einem Koordinationsverfahren gesteuert, wobei die durch den Dämpfercontroller 25 bestimmten R & H-Steuerungsbefehle den jeweiligen Dämpferaktuatoren für unkritische Kombinationen aus Fahrzeugecken und Dämpferbewegung bereitgestellt werden und wohingegen die von dem Leitcontroller 10 bestimmten ESC-Steuerungsbefehle den jeweiligen Dämpferaktuatoren für kritische Kombinationen aus Fahrzeugecke und Dämpferbewegung bereitgestellt werden. Durch die vorliegende Erfindung wird die ESC-Dämpfersteuerung an den Dämpfern und in die Richtung einer Dämpferbewegung implementiert, welche für die Gierdynamik des Fahrzeugs kritisch sind, wodurch die Auswirkungen einer derartigen Steuerung auf potentiell destabilisierende Radsteuerungsereignisse minimiert werden, welche während der Anwendung anderer ESC-Steuerungsuntersysteme auftreten können, z. B. eine Raddrehmomentsteuerung und eine aktive Lenkung, oder eine störende Eingabe durch die Straße.
2 stellt Funktionen dar, die in dem Leitcontroller 10 und dem Dämpfercontroller 25 ausgeführt werden, um die Steuerungen der vorliegenden Erfindung zu bewirken. Wie ein Fachmann erkennt, stellt das Flussablaufdiagramm eine Steuerungslogik dar, die unter Verwendung von Hardware, Software oder einer Kombination aus Hardware und Software implementiert werden kann. Beispielsweise können die verschiedenen Funktionen unter Verwendung eines programmierten Mikroprozessors ausgeführt werden.
Die Steuerungslogik kann unter Verwendung einer beliebigen aus einer Anzahl von bekannten Programmierungs- oder Verarbeitungstechniken oder -strategien implementiert werden und ist nicht auf die dargestellte Reihenfolge oder Abfolge begrenzt. Beispielsweise wird bei Echtzeitsteuerungsanwendungen, z. B. einer Steuerung einer Maschine oder eines Fahrzeuguntersystems, typischerweise eine unterbrechungs- oder ereignisgetriebene Verarbeitung verwendet, anstelle einer, wie dargestellten, rein sequentiellen Strategie. Gleichermaßen können Paarverarbeitungs-, Multitasking- oder Multithreadingsysteme und -verfahren verwendet werden, um die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erreichen.
Die Erfindung ist von der speziellen Programmiersprache, dem Betriebssystem, dem Prozessor oder der Schaltung, die zur Entwicklung und/oder zur Implementierung der dargestellten Steuerungslogik verwendet wurde, unabhängig. Gleichermaßen können in Abhängigkeit von der speziellen Programmiersprache und Verarbeitungsstrategie verschiedene Funktionen in der dargestellten Reihenfolge zu dem im Wesentlichen gleichen Zeitpunkt ausgeführt werden oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge, während sie die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erreichen. Die dargestellten Funktionen können modifiziert oder in einigen Fällen weggelassen werden, ohne den Geist oder Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Das Verfahren beginnt bei 100 durch ein Erfassen mehrerer Fahrzeugparameter. Diese umfassen, sind aber nicht begrenzt auf, die Gierrate, die Querbeschleunigung und die Fahrzeuggeschwindigkeit. Auf der Grundlage dieser Parameter erzeugt der Leitcontroller 10 Fahrzeugdämpferbefehle für jeden der Dämpfer, wie bei Schritt 110 gezeigt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfassen die Fahrzeugdämpferbefehle vier Komponenten, einen Strom, mit dem ein Dämpfer 13 beaufschlagt werden soll, wenn er sich in einer Ausdehnung befindet, ein Strom, mit dem ein Dämpfer 13 beaufschlagt werden soll, wenn er sich in einer Kompression befindet, einen Entscheidungswert und einen Aufzählungswert.
Der Entscheidungswert ist eine, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 1,0 gelegene Zahl, die das Gewicht darstellt, das dem Fahrzeugdämpferbefehl gegeben werden soll. Der Entscheidungswert stellt die Größe eines Fehlers zwischen dem beabsichtigten Fahrzeugverhalten und dem tatsächlichen Fahrzeugverhalten dar.
Der Aufzählungswert stellt eine Anzeige bereit, ob oder ob nicht irgendwelche der Fahrzeugdämpferbefehle durch den Dämpfercontroller 25 verarbeitet werden oder ignoriert werden sollen. Der Fahrzeugdämpferbefehl soll verarbeitet werden, wenn sich der spezielle Dämpfer 13 in eine Richtung bewegt, die als kritisch für die Giersteuerung angesehen wird. Der Aufzählungswert kann beispielsweise aus Zahlen bestehen, wobei ”0” anzeigt, dass der Fahrzeugdämpferbefehl ignoriert werden soll, ”3” anzeigt, dass der Fahrzeugdämpferbefehl verarbeitet werden soll, wenn sich der Dämpfer 13 in eine der beiden Richtungen bewegt, d. h. Ausdehnung oder Kompression, ”5” anzeigt, dass der Fahrzeugdämpferbefehl verarbeitet werden soll, wenn sich der Dämpfer 13 in einer Kompressionsbetriebsart befindet, und ”6” anzeigt, dass der Fahrzeugdämpferbefehl verarbeitet werden soll, wenn sich der Dämpfer 13 in einer Ausdehnungsbetriebsart befindet.
Gleichzeitig erzeugt, wie bei Schritt 112 gezeigt ist, der Dämpfercontroller 25 auch Untersystemdämpferbefehle für jeden der Dämpfer für eine normale R & H-Steuerung. Diese Befehle werden typischerweise auf der Grundlage von weniger Parametern erzeugt als die Fahrzeugdämpferbefehle.
Als Nächstes geht das Verfahren weiter zu Schritt 114, wo ermittelt wird, ob irgendwelche der Fahrzeugdämpferbefehle verwendet werden sollen oder nicht. Der Dämpfercontroller 25 untersucht den Aufzählungswert, um zu ermitteln, ob der spezielle Dämpfer 13, der gesteuert wird, sich in eine Richtung bewegt, die als kritisch für die Fahrzeugleitsteuerung angesehen wird. Wenn sich der Dämpfer 13 in einer Ausdehnungsbetriebsart befindet, der Aufzählungswert jedoch darstellt, dass der Fahrzeugdämpferbefehl entweder ignoriert werden soll oder verarbeitet werden soll, wenn sich der Dämpfer 13 in einer Kompressionsbetriebsart befindet, z. B. entweder ”0” oder ”5” unter Verwendung des voranstehenden Beispiels, dann geht das Verfahren zu Schritt 116 weiter, in welchem der Dämpfercontroller 25 den Fahrzeugdämpferbefehl ignorieren wird und stattdessen den Dämpfer 13 unter Verwendung des Untersystemdämpferbefehls steuern wird, wie er ursprünglich durch den Dämpfercontroller 25 bestimmt wurde.
Wenn sich der Dämpfer 13 jedoch in einer Kompressionsbetriebsart befindet und der Aufzählungswert anzeigt, dass der Fahrzeugdämpferbefehl verarbeitet werden soll, wenn sich der Dämpfer in einer Kompressionsbetriebsart befindet, z. B. ”5” wie in dem voranstehenden Beispiel angezeigt, geht das Verfahren weiter zu Schritt 118, in dem der Dämpfercontroller 25 einen modifizierten Untersystemdämpferbefehl für den Dämpfer 13 auf der Grundlage des Fahrzeugdämpferbefehls der Leitung bestimmt. Hier kommt der Entscheidungswert ins Spiel, so dass der Dämpfercontroller 25 weiß, welches Gewicht dem Fahrzeugdämpferbefehl der Leitung gegeben werden soll. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der modifizierte Untersystemdämpferbefehl bestimmt gemäß: SSDC·(1 – Entscheidungswert) + (VDC·Entscheidungswert), wobei:
SSDC der ursprüngliche Untersystemdämpferbefehl oder Strombefehl ist, und
VDC der Fahrzeugdämpferbefehl oder Strombefehl ist.
Nach der Bestimmung des neuen modifizierten Untersystemdämpferbefehls steuert der Dämpfercontroller 25 den Dämpfer 13, wie bei Schritt 120 gezeigt ist, unter Verwendung des neuen modifizierten Untersystemdämpferbefehls.
Obwohl es nicht gezeigt ist, kann das Verfahren einen Schritt umfassen, bei dem der Dämpfercontroller 25 ein Rückmeldungssignal an den Leitcontroller 10 sendet, das den Aufzählungswert darstellt, den er empfangen hat, um zu bestätigen, dass der Dämpfercontroller 25 die richtige Steuerung ausführt.
Das Verfahren und das System der vorliegenden Erfindung stellen einen Weg bereit, bei dem eine Leitsteuerung durch das Fahrzeugstabilitätssteuerungssystem bei Bedarf ausgeübt werden kann, ermöglichen es dem Dämpfercontroller 25 aber auch, die Dämpfer ohne Verzögerung gemäß seiner eigenen R & H-Steuerungsmethodik zu steuern.
Zusammengefasst umfassen ein Verfahren und ein System zur Koordination eines Fahrreugstabilitätssteuerungssystems mit einem Untersystem zur Federungsdämpfersteuerung mehrere Dämpfer, von denen jeder direkt durch das Untersystem zur Federungsdämpfersteuerung gesteuert wird. Mehrere Sensoren nehmen mehrere Fahrzeugparameter auf. Ein Leitcontroller erzeugt für jeden der Dämpfer Fahrzeugdämpferbefehle auf der Grundlage der mehreren Fahrzeugparameter. Ein Dämpfercontroller in elektrischer Verbindung mit dem Leitcontroller empfangt die Fahrzeugdämpferbefehle und erzeugt Untersystemdämpferbefehle auf der Grundlage eines Teils der mehreren Fahrzeugparameter für jeden der Dämpfer. Der Dämpfercontroller ermittelt auch, ob irgendeiner der Fahrzeugdämpferbefehle für irgendeinen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystemdämpferbefehl hat. Der Dämpfercontroller bestimmt dann einen modifizierten Untersystemdämpferbefehl für jeden der Dämpfer, bei welchem der entsprechende Fahrzeugdämpferbefehl Vorrang hat, wobei der modifizierte Untersystemdämpferbefehl auf dem Fahrzeugdämpferbefehl und dem Untersystemdämpferbefehl basiert.

Claims

Verfahren zur Koordination eines Stabilitätssteuerungssystems eines Fahrzeugs mit einem Untersystem zur Dämpfersteuerung, das mit dem Stabilitätssteuerungssystem in elektrischer Verbindung steht, wobei das Fahrzeug mehrere Dämpfer aufweist und jeder der Dämpfer direkt durch das Untersystem zur Dämpfersteuerung gesteuert wird, wobei das Verfahren umfasst, dass Fahrzeug-Dämpferbefehle durch das Stabilitätssteuerungssystem für jeden der Dämpfer erzeugt werden, wobei die Dämpferbefehle für den Empfang durch das Untersystem zur Dämpfersteuerung erzeugt werden und einen Entscheidungswert umfassen, der eine Gewichtung angibt, die jedem Fahrzeug-Dämpferbefehl gegeben werden soll; Untersystem-Dämpferbefehle für jeden der Dämpfer erzeugt werden; ermittelt wird, ob einer der Fahrzeug-Dämpferbefehle für einen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystem-Dämpferbefehl hat; und ein modifizierter Untersystem-Dämpferbefehl für jeden der Dämpfer bestimmt wird, bei welchem der entsprechende Fahrzeug-Dämpferbefehl Vorrang hat, wobei der modifizierte Untersystem-Dämpferbefehl in Abhängigkeit des Fahrzeug-Dämpferbefehls, des Untersystem-Dämpferbefehls und des Entscheidungswerts bestimmt wird, wobei der modifizierte Untersystem-Dämpferbefehl ermittelt wird durch: SSDC·(1 – Entscheidungswert) + (VDC·Entscheidungswert), wobei SSDC der Untersystem-Dämpferbefehl und VDC der Fahrzeug-Dämpferbefehl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln, ob einer der Fahrzeug-Dämpferbefehle für einen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystem-Dämpferbefehl hat, ein Ermitteln umfasst, ob sich einer der Dämpfer in eine Richtung bewegt, die als kritisch für die Fahrzeugsteuerung angesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Fahrzeug-Dämpferbefehle ein Erzeugen eines Aufzählungswerts umfasst, der eine Bewegungsrichtung anzeigt, die als kritisch angesehen wird, und wobei das Ermitteln, ob sich einer der Dämpfer in eine Richtung bewegt, die als kritisch für die Fahrzeugsteuerung angesehen wird, umfasst, dass eine Richtung einer Dämpferbewegung für jeden der Dämpfer ermittelt wird; und ermittelt wird, ob die Bewegungsrichtung für einen der Dämpfer dem Aufzählungswert entspricht, wobei der Aufzählungswert anzeigt, dass der Ausfahrhub, der Einfahrhub oder beide als kritisch angesehen werden, oder dass der Fahrzeug-Dämpferbefehl ignoriert werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln des Entscheidungswerts umfasst, dass ein gewünschtes Verhalten des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Aktion ermittelt wird, die von einem Bediener des Fahrzeugs ergriffen wird; ein tatsächliches Verhalten des Fahrzeugs in Ansprechen auf die Aktion, die von dem Bediener ergriffen wurde, auf der Grundlage von Fahrzeuggrößen ermittelt wird; und ein Unterschied zwischen dem gewünschten Verhalten des Fahrzeugs und dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs ermittelt wird und dem Entscheidungswert zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entscheidungswert einen Wert aufweist, der im Bereich von 0 bis 1,0 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeug-Dämpferbefehle, die Untersystem-Dämpferbefehle und die modifizierten Untersystem-Dämpferbefehle Stromsignale umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Dämpfer auf der Grundlage des entsprechenden Untersystem-Dämpferbefehls oder des entsprechenden modifizierten Untersystem-Dämpferbefehls gesteuert wird.
Vorrichtung zur Koordination eines Stabilitätssteuerungssystems eines Fahrzeugs mit einem Untersystem zur Dämpfersteuerung, das mit dem Stabilitätssteuerungssystem in elektrischer Verbindung steht, wobei das Fahrzeug mehrere Dämpfer aufweist und jeder der Dämpfer direkt durch das Untersystem zur Dämpfersteuerung gesteuert wird, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Leitcontroller zur Erzeugung von Fahrzeug-Dämpferbefehlen, wobei jeder Fahrzeug-Dämpferbefehl einen Entscheidungswert umfasst, der eine Gewichtung anzeigt, die dem Fahrzeug-Dämpferbefehl gegeben werden soll; und einen Dämpfercontroller in elektrischer Verbindung mit dem Leitcontroller, um die Fahrzeug-Dämpferbefehle zu empfangen; Untersystem-Dämpferbefehle zu erzeugen; zu ermitteln, ob einer der Fahrzeug-Dämpferbefehle für einen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystem-Dämpferbefehl hat; und einen modifizierten Untersystem-Dämpferbefehl für jeden der Dämpfer zu ermitteln, bei welchem der entsprechende Fahrzeug-Dämpferbefehl Vorrang hat, wobei der modifizierte Untersystem-Dämpferbefehl in Abhängigkeit des Fahrzeug-Dämpferbefehls, des Untersystem-Dämpferbefehls und des Entscheidungswerts gemäß: SSDC·(1 – Entscheidungswert) + (VDC·Entscheidungswert) bestimmt wird, wobei: SSDC der Untersystem-Dämpferbefehl und VDC der Fahrzeug-Dämpferbefehl ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfercontroller beim Ermitteln, ob einer der Fahrzeug-Dämpferbefehle für einen der Dämpfer Vorrang vor dem entsprechenden Untersystem-Dämpferbefehl hat, ferner dazu dient, zu ermitteln, ob sich einer der Dämpfer in eine Richtung bewegt, die als kritisch für die Fahrzeugsteuerung angesehen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitcontroller beim Erzeugen der Fahrzeug-Dämpferbefehle ferner dazu dient, einen Aufzählungswert zu erzeugen, der eine Richtung der Dämpferbewegung anzeigt, die als kritisch angesehen wird, und wobei der Dämpfercontroller beim Ermitteln, ob sich einer der Dämpfer in eine Richtung bewegt, die als kritisch für die Fahrzeugsteuerung angesehen wird, ferner dazu dient, für jeden der Dämpfer eine Bewegungsrichtung zu ermitteln und zu ermitteln, ob die Bewegungsrichtung für einen der Dämpfer dem Aufzählungswert entspricht, wobei der Aufzählungswert anzeigt, dass der Ausfahrhub, der Einfahrhub oder beide als kritisch angesehen werden, oder dass der Fahrzeug-Dämpferbefehl ignoriert werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitcontroller beim Ermitteln des Entscheidungswerts ferner dazu dient, ein gewünschtes Verhalten des Fahrzeugs auf der Grundlage einer Aktion zu ermitteln, die durch einen Bediener des Fahrzeugs ergriffen wurde, ein tatsächliches Verhalten des Fahrzeugs in Ansprechen auf die Aktion, die von dem Bediener ergriffen wurde, auf der Grundlage von Fahrzeuggrößen zu ermitteln und einen Unterschied zwischen dem gewünschten Verhalten des Fahrzeugs und dem tatsächlichen Verhalten des Fahrzeugs zu ermitteln und diesen dem Entscheidungswert zuzuordnen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Entscheidungswert einen Wert aufweist, der im Bereich von 0 bis 1,0 liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeug-Dämpferbefehle, die Untersystem-Dämpferbefehle und die modifizierten Untersystem-Dämpferbefehle Stromsignale umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfercontroller ferner dazu dient, jeden der Dämpfer auf der Grundlage des entsprechenden Untersystem-Dämpferbefehls oder des entsprechenden modifizierten Untersystem-Dämpferbefehls zu steuern.