DE102008007657A1 - Method and device for influencing an active chassis - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs, wobei ein in Fahrtrichtung (20) vor dem Fahrzeug befindliches Fahrbahnhöhenprofil (zs) ermittelt und das aktive Fahrwerk unabhängig vom erfassten Fahrbahnhöhenprofil (zs) beeinflusst wird. Aus dem Fahrbahnhöhenprofil (zs) wird in einem Filterschritt des Verfahrens mit Hilfe einer Filtervorschrift ein gefiltertes Höhenprofil gebildet, aus dem anschließend wenigstens eine gewünschte Position und/oder Bewegung eines Fahrzeugaufbaus (12) des Fahrzeugs beschreibende Aufbausollgröße ermittelt wird. Das vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnhöhenprofil (zs) wird bei der Durchführung des Filterschritts in Fahrtrichtung (20) und entgegen der Fahrtrichtung (20) gefiltert.The invention relates to a method for influencing an active chassis of a vehicle, wherein a roadway height profile (zs) located in front of the vehicle in the direction of travel (20) is determined and the active chassis is influenced independently of the detected roadway height profile (zs). From the roadway height profile (zs), a filtered height profile is formed in a filter step of the method with the aid of a filter specification, from which subsequently desired body size describing at least one desired position and / or movement of a vehicle body (12) of the vehicle is determined. The roadway height profile (zs) lying in front of the vehicle is filtered when the filter step is carried out in the direction of travel (20) and counter to the direction of travel (20).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs, wobei ein in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindliches Fahrbahnhöhenprofil ermittelt und das aktive Fahrwerk abhängig vom erfassten Fahrbahnhöhenprofil beeinflusst wird.The The invention relates to a method for influencing an active Suspension of a vehicle, with one in the direction of travel in front of the vehicle lane height profile determined and the active Suspension depending on the detected roadway height profile being affected.

Ein derartiges Verfahren ist aus US 6 233 510 B1 bekannt. Der Fahrbahnzustand wird vorausbestimmt und zur Beeinflussung der Federeinheiten des Fahrzeugs verwendet. Ein Sensor – beispielsweise Lasersensor oder ein Bilderkennungssensor – erfasst die Fahrbahnoberfläche vor dem Fahrzeug und übermittelt die Sensordaten an eine Steuereinheit, die daraus das in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnhöhenprofil vorausbestimmt. Abhängig von diesem Fahrbahnhöhenprofil wird ein aktives Fahrwerksystem mit mehreren Feder- oder Dämpfereinheiten beeinflusst und die Federrate, die Dämpfungsrate, den Druck, das Niveau, etc. werden gesteuert oder geregelt.Such a procedure is over US Pat. No. 6,233,510 B1 known. The road condition is predetermined and used to influence the spring units of the vehicle. A sensor-for example a laser sensor or an image recognition sensor-detects the road surface in front of the vehicle and transmits the sensor data to a control unit, which predetermines the roadway height profile lying in front of the vehicle in the direction of travel. Depending on this lane height profile, an active suspension system with multiple spring or damper units is affected and the spring rate, damping rate, pressure, level, etc. are controlled or regulated.

Ausgehend hiervon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Fahrkomfort für die Fahrzeuginsassen weiter zu verbessern.outgoing From this it is an object of the present invention the ride comfort for the vehicle occupants continue to improve.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem aus dem Fahrbahnhöhenprofil in einem Filterschritt des Verfahrens mit Hilfe einer Filtervorschrift ein gefiltertes Höhenprofil gebildet wird, aus dem anschließend wenigstens eine die gewünschte Position und/oder Bewegung eines Fahrzeugaufbaus des Fahrzeugs beschreibende Aufbausollgröße ermittelt wird, wobei das vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnhöhenprofil bei der Durchführung des Filterschritts in Fahrtrichtung und entgegen der Fahrtrichtung gefiltert wird.These Task is solved by a method in which from the Roadway height profile in a filtering step of the process formed with the help of a filter rule a filtered height profile then at least one of the subsequently desired Position and / or movement of a vehicle body descriptive of the vehicle Body roll size is determined, the pre the roadway height profile lying in the vehicle during execution the filter step in the direction of travel and against the direction of travel is filtered.

Mi Hilfe der Filterung des Fahrbahnhöhenprofils kann auf einfache Weise die Aufbausollgröße ermittelt werden. Dadurch, dass das Fahrbahnhöhenprofil sowohl in Fahrtrichtung als auch entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs gefiltert wird, kann eine Bewegung des Fahrzeugaufbaus eingestellt werden, die nicht erst bei Erreichen einer Fahrbahnunebenheit reaktiv hervorgerufen wird, sondern bereits vor Erreichen des Hindernisses einsetzt und den Komfort für die Fahrzeuginsassen deutlich steigert.Wed. Help filtering the roadway height profile can be easy How the body target size can be determined. Thereby, that the roadway height profile both in the direction of travel as is also filtered against the direction of travel of the vehicle can a movement of the vehicle bodywork that are not set only reactively when reaching a road surface unevenness is used, but already before reaching the obstacle and significantly increases the comfort for the vehicle occupants.

Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.advantageous Embodiments of the method result from the dependent Claims.

Es ist vorteilhaft, wenn das ermittelte Fahrbahnhöhenprofil zeitabhängig ist und aus den wegabhängigen Fahrbahnsensordaten eines Fahrbahnsensors und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ermittelt wird. Insbesondere kann dabei sensorisch ein wegabhängiges Fahrbahnhöhenprofil gemessen werden, aus dem dann anhand der aktuellen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ein zeitabhängiges Fahrbahnhöhenprofil berechnet wird.It is advantageous if the determined roadway height profile is time-dependent and from the path-dependent road sensor data a road sensor and the vehicle longitudinal speed is determined. In particular, sensor-dependent can be a path-dependent Roadway height profile to be measured from then based the current vehicle longitudinal speed is a time-dependent Lane height profile is calculated.

Dabei kann dann eine Fahrwerkstellgröße zur Beeinflussung des aktiven Fahrwerks abhängig vom Fahrbahnhöhenprofil und/oder der Aufbausollgröße ermittelt werden, um die Fahrwerkseinstellungen zur Optimierung des Fahrkomforts anzupassen.there can then a chassis control variable for influencing of the active chassis depending on the roadway height profile and / or the nominal body size, to adjust the suspension settings to optimize ride comfort.

Ferner ist es möglich, bei der Ermittlung der Fahrwerkstellgröße eine die Position und/oder die Bewegung des Fahrzeugaufbaus beschreibende und zeitlich gegenüber dem Ermittlungszeitpunkt zurückliegende vergangene Aufbaugröße zu berücksichtigen. Dadurch werden abrupte Positions- oder Bewegungsänderungen des Fahrzeugaufbaus vermieden.Further it is possible in determining the chassis control variable a descriptive of the position and / or the movement of the vehicle body and past past the time of the investigation Body size to consider. Thereby Abrupt position or movement changes of the Vehicle construction avoided.

Außerdem ist es von Vorteil, wenn bei der Ermittlung der Fahrwerkstellgröße das zeitlich bis zum Ermittlungszeitpunkt bereits durch wenigstens ein Fahrzeugrad überfahrene vergangene Fahrbahnhöhenprofil berücksichtigt wird, wodurch der Komfort weiter verbessert werden kann.Furthermore It is advantageous if when determining the chassis control variable the time until the determination time by at least a vehicle wheel overflowed past lane height profile considered which further improves comfort.

Bei einer vorteilhaften Ausführung wird zur Komfortverbesserung die Fahrwerkstellgröße auf einen vorgebbaren Stellbereich begrenzt.at An advantageous embodiment is to improve comfort the chassis control variable to a predefinable control range limited.

Um das Verfahren zyklisch zu optimieren, kann in jedem Verfahrenszyklus vor oder nach dem Filterschritt ein Optimierungsverfahren zur Optimierung wenigstens eines Filterparameters durchgeführt werden.Around The process can be cyclically optimized in every process cycle before or after the filtering step, an optimization process for optimization at least one filter parameter are performed.

Zweckmäßigerweise wird beim Optimierungsverfahren wenigstens eine Optimierungsgröße, insbesondere ein Optimierungsvektor, definiert, die mindestens eine für den Komfort des Fahrzeugs relevante Komfortkenngröße beschreibt oder aufweist. Dabei kann die Optimierungsgröße, insbesondere der Optimierungsvektor, die Fahrwerkstellgröße beschreiben oder aufweisen. Es ist dabei von Vorteil, wenn die Komfortkenngröße eine Aufbaubeschleunigung und/oder eine Aufbaugeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus in Höhenrichtung beschreibt. Durch diese Maßnahmen kann eine komfortorientierte Anpassung des Verfahrens in jedem Zyklus erreicht werden.Expediently, the optimization method defines at least one optimization variable, in particular an optimization vector, which describes or has at least one comfort parameter relevant to the comfort of the vehicle. In this case, the optimization variable, in particular the optimization vector, describe or have the chassis control variable. It is advantageous if the comfort parameter is a body acceleration and / or a body speed of the vehicle body in Höhenrich describes. By these measures, a comfort-oriented adaptation of the method can be achieved in each cycle.

Dadurch, dass für das Optimierungsverfahren eine Zielgröße, insbesondere ein Zielvektor definiert wird, die einen gewünschten Wert für die Optimierungsgröße angibt, ist es möglich, das Optimierungsverfahren so durchzuführen, dass für die Fahrzeuginsassen spürbare Verbesserungen beim Fahr- bzw. Federungskomfort erzielt werden. Insbesondere wird dabei die Zielgröße, insbesondere der Zielvektor, auf einen für den Komfort relevanten Zielwertebereich begrenzt, um unnötige Anpassungen zu vermeiden.Thereby, that for the optimization process a target size, In particular, a target vector is defined that has a desired Indicates value for the optimization size is it possible to perform the optimization procedure in such a way that noticeable improvements for the vehicle occupants be achieved in driving or suspension comfort. In particular, will while the target size, in particular the target vector, limited to a comfort target range, to avoid unnecessary adjustments.

Vorteilhaft ist es auch, die Zielgröße an den aktuellen Wert der Optimierungsgröße anzupassen, wenn die aktuelle Optimierungsgröße einen für den Fahrkomfort besseren Wert aufweist, der außerhalb des Zielwertebereichs liegt. Dadurch kann eine Veränderung der Optimierungsgröße zu den Komfort verschlechternden Werten verhindert werden.Advantageous It is also the target size to the current value adjust the optimization size if the current one Optimization size one for the ride comfort has better value outside the target range lies. This may cause a change in the size of the optimization be prevented to the comfort deteriorating values.

Das Vorsehen einer Gewichtungsgröße – insbesondere eines Gewichtungsvektors – für die Zielgröße, insbesondere den Zielvektor, wobei die Gewichtungsgröße abhängig von der aktuellen Optimierungsgröße und/oder der aktuellen Zielgröße verändert wird, ist insbesondere bei der Verwendung eines Zielvektors sinnvoll. Die Zielvektorwerte können zu einem Zielkonflikt führen, der durch das Einführen der Gewichtungsgröße, in diesem Fall eines Gewichtungsvektors, aufgelöst werden kann.The Provide a weighting quantity - in particular a weighting vector - for the target size, in particular the target vector, where the weighting size depends from the current optimization size and / or the current target size is changed especially useful when using a target vector. The Target vector values can lead to a target conflict, by introducing the weighting quantity, in this case of a weighting vector can.

Bei einer weiteren Verfahrensvariante kann eine Änderungsgröße, insbesondere ein Änderungsvektor oder eine Änderungsmatrix definiert werden, die die Abhängigkeit der Optimierungsgröße von der Änderung des wenigstens einen zu optimierenden Filterparameters beschreibt. Mit Hilfe der Änderungsgröße ist es möglich, einen Prognosewert für die Optimierungsgröße zu bestimmen, wenn der wenigstens eine Filterparameter um einen Filterparameteränderungswert verändert wird. Die Änderungsgröße stellt mithin die Basis für das Ermitteln des Prognosewerts dar. Der wenigstens eine Filterparameteränderungswert kann dabei so bestimmt werden, dass der Prognosewert für die Optimierungsgröße näher an der Zielgröße liegt als die aktuelle Optimierungsgröße. Auf diese Weise nähert sich die Optimierungsgröße zyklisch immer mehr an die Zielgröße an. Die Differenz zwischen Optimierungsgröße und Zielgröße sinkt.at In another variant of the method, a change variable, in particular a change vector or a change matrix be defined that the dependence of the optimization size from the change of the at least one to be optimized Describes filter parameters. With the help of the change size it is possible to have a forecast value for the optimization size to determine if the at least one filter parameter by one Filter parameter change value is changed. The change size thus provides the basis for determining the forecast value The at least one filter parameter change value can be determined so that the forecast value for the Optimization size closer to the target size is the current optimization size. On this way the optimization size approaches cyclically more and more to the target size. The difference between optimization size and target size sinks.

Dabei besteht die Möglichkeit, die Bestimmung des wenigstens einen Filterparameteränderungswertes abhängig von der Gewichtungsgröße durchzuführen, wodurch eine sehr gezielte Optimierung des wenigstens einen Filterparameters erfolgen kann.there there is the possibility of determining the at least a filter parameter change value to carry out the weighting whereby a very targeted optimization of the at least one filter parameter can be done.

Auf Basis des zuletzt verwendeten wenigstens einen Filterparameters und des Filterparameteränderungswertes kann ein neuer Filterparameter für die nächsten Filterschritt bestimmt werden, um die Filterung im darauffolgenden Filterschritt zu verbessern.On Base of the last used at least one filter parameter and the filter parameter change value may be a new filter parameter be determined for the next filtering step, to improve filtering in the subsequent filtering step.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:in the Below is an embodiment of the method based the accompanying drawings explained. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Teil-Fahrzeug-Modells mit Rad, Feder- oder Dämpfereinheit und Fahrzeugaufbau, 1 a schematic representation of a part-vehicle model with wheel, spring or damper unit and vehicle body,

2a eine schematische Teildarstellung eines ersten aktiven Fahrwerksystems mit Feder- oder Dämpfereinheit, 2a a schematic partial view of a first active suspension system with spring or damper unit,

2b eine schematische Teildarstellung eines zweiten aktiven Fahrwerksystems mit Feder- oder Dämpfereinheit, 2 B a schematic partial view of a second active suspension system with spring or damper unit,

3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Beeinflussung eines aktiven Fahrwerks, 3 a flowchart of an embodiment of a method for influencing an active chassis,

4 ein Flussdiagramm eines Verfahrensteils aus dem Verfahren nach 1 zur Bestimmung einer Aufbausollgröße, 4 a flowchart of a method part of the method according to 1 to determine a body size,

5 ein Flussdiagramm eines Optimierungsverfahrens als Verfahrensteil aus dem Verfahren nach 2 und 5 a flowchart of an optimization method as part of the method according to the method 2 and

6 eine schematische Prinzipdarstellung der phasenfreien Filterung im Filterschritt des Verfahrens. 6 a schematic diagram of the phase-free filtering in the filtering step of the process.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Teil-Fahrzeug-Modells dargestellt, mit einem Fahrzeugrad 10, der diesem Fahrzeugrad 10 zugeordneten ansteuerbaren Feder- oder Dämpfereinheit 11 und dem als Masse dargestellten Fahrzeugaufbau 12, der einen Fahrzeugschwerpunkt 13 aufweist. Das Teil-Fahrzeug-Modell stellt nur den für eines der Fahrzeugräder 10 betreffenden Teil des Gesamtfahrzeugs dar und gilt beispielsweise bei einem PKW mit zwei Achsen für jedes der vier Fahrzeugräder 10 sowie für die vier Feder- oder Dämpfereinheiten 11.In 1 is shown a schematic representation of a part-vehicle model, with a vehicle wheel 10 of this vehicle wheel 10 associated controllable spring or damper unit 11 and the vehicle body shown as a mass 12 , the vehicle's center of gravity 13 having. The part-vehicle model represents only one of the vehicle wheels 10 is relevant part of the entire vehicle and applies, for example, in a car with two axles for each of the four vehicle wheels 10 as well as for the four spring or damper units 11 ,

Dieses Teil-Fahrzeug-Modell ist bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem 14. Mit zs(x) ist das wegabhängige Fahrbahnhöhenprofil der Fahrbahn gekennzeichnet, wobei der Weg x die Abszisse des Koordinatensystems 14 darstellt und das Fahrbahnhöhenprofil zs(x) in Richtung der Fahrzeughochachse gemessen wird. Die Aufbauposition des Fahrzeugschwerpunkts 13 in Richtung der Fahrzeughochachse gesehen ist mit dem Bezugszeichen zA versehen.This sub-vehicle model is based on a stationary coordinate system 14 , With zs (x), the path-dependent roadway height profile of the roadway is marked, wherein the path x is the abscissa of the coordinate system 14 represents and the road height profile zs (x) is measured in the direction of the vehicle vertical axis. The construction position of the vehicle center of gravity 13 seen in the direction of the vehicle vertical axis is provided with the reference numeral zA.

Das aktuelle Istniveau der Feder- oder Dämpfereinheit 11 kann durch die Ansteuerung eines Aktors 11' der Feder- oder Dämpfereinheit 11 eingestellt bzw. verändert werden. Alle Feder- oder Dämpfereinheiten 11 des aktiven Fahrwerks werden von einer Steuereinheit 20 angesteuert. Die Steuereinheit ermittelt die Einstellung für die Feder- oder Dämpfereinheiten 11 unter anderem abhängig von Sensordaten und insbesondere des Sensordaten eines Fahrbahnsensors 21, der das vor dem Fahrzeug in Fahrtrichtung 20 befindliche wegabhängige Fahrbahnhöhenprofil zs(x) erfasst.The current actual level of the spring or damper unit 11 can by controlling an actuator 11 ' the spring or damper unit 11 be set or changed. All spring or damper units 11 of the active landing gear are from a control unit 20 driven. The control unit determines the setting for the spring or damper units 11 among other things depending on sensor data and in particular the sensor data of a road sensor 21 that is in front of the vehicle in the direction of travel 20 path-dependent roadway height profile zs (x) detected.

Das Fahrbahnhöhenprofil zs(x) kann für jede Fahrzeugseite und ggf. für jedes Fahrzeugrad 10 unterschiedlich sein und entsprechend durch mehrere Abtasteinheiten des Fahrbahnsensors 21 an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs erfasst werden. Auch die Istniveaus können sich an allen Feder- oder Dämpfereinheiten 11 bzw. Fahrzeugrädern 10 unterscheiden. Daher werden diese Größen für jede der Feder- oder Dämpfereinheiten 11 separat ermittelt bzw. eingestellt.The lane height profile zs (x) may be for each side of the vehicle and possibly for each vehicle wheel 10 be different and accordingly by several scanning units of the road sensor 21 be detected at various points of the vehicle. The actual levels can also be applied to all spring or damper units 11 or vehicle wheels 10 differ. Therefore, these sizes become for each of the spring or damper units 11 determined or set separately.

Über die Steuereinheit 20 können die den Fahrzeugrädern 10 eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs zugeordneten aktiven Feder- oder Dämpfereinheiten 11 unabhängig voneinander angesteuert werden, um die Aufbauposition zA des Fahrzeugaufbaus 12 im Bereich aller Fahrzeugräder 10 zu beeinflussen.About the control unit 20 can the the vehicle wheels 10 a non-illustrated vehicle associated with active spring or damper units 11 be controlled independently of each other to the construction position zA of the vehicle body 12 in the range of all vehicle wheels 10 to influence.

Die Beeinflussung bzw. Regelung der Aufbauposition zA und/oder der Bewegung des Fahrzeugaufbaus 12 kann in allen Dimensionen erfolgen. Demnach kann das Nicken und/oder das Wanken und/oder das Huben, sowie die Radaufstandskräfte der Fahrzeugräder auf der Fahrbahnoberfläche beeinflusst, gesteuert oder geregelt werden. Dadurch lässt sich auch eine Verspannung des Fahrwerks beispielsweise zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs erreichen. Insbesondere können auch die Radaufstandskräfte zweier sich diagonal gegenüberliegender Fahrzeugräder gegenüber den Radaufstandskräften der anderen beiden sich diagonal gegenüberliegenden Fahrzeugrädern erhöht oder verringert werden. Auf diese Weise lässt sich das querdynamische Verhalten des Fahrzeugs beeinflussen.The influence or regulation of the body position zA and / or the movement of the vehicle body 12 can be done in all dimensions. Accordingly, the pitch and / or roll and / or the lift, as well as the wheel contact forces of the vehicle wheels on the road surface can be influenced, controlled or regulated. As a result, a tension of the chassis can be achieved for example between the front and rear axle of the vehicle. In particular, the wheel contact forces of two diagonally opposite vehicle wheels with respect to the wheel contact forces of the other two diagonally opposite vehicle wheels can be increased or decreased. In this way, the lateral dynamic behavior of the vehicle can be influenced.

In den 2a und 2b sind zwei Beispiele von aktiven Fahrwerksystemen schematisch anhand eines Fahrzeugrades 10 in Teildarstellung gezeigt. Als Feder- oder Dämpfereinheit 11 sind dort aktive Feder- oder Dämpfereinheiten 11a bzw. 11b mit einstellbaren Federn vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich könnte auch aktive Feder- oder Dämpfereinheiten 11 mit einstellbaren Dämpfern verwendet werden.In the 2a and 2 B are two examples of active suspension systems schematically based on a vehicle wheel 10 shown in partial view. As a spring or damper unit 11 There are active spring or damper units 11a respectively. 11b provided with adjustable springs. Alternatively or additionally, active spring or damper units could also be used 11 be used with adjustable dampers.

2a zeigt eine aktive hydropneumatische Feder- oder Dämpfereinheit 11a mit einer Druckquelle 60 und einem Vorratsbehälter 61 die jeweils fluidisch mit einem elektrisch ansteuerbaren Federventil 62 verbunden sind. Das Federventil 62 kann abhängig von seiner Ventilstellung entweder die Druckquelle 60 oder den Vorratsbehälter 61 mit einem Druckraum 63 einer Kolben-Zylinder-Einheit 64, die den Aktor 11' der hydropneumatischen Feder- oder Dämpfereinheit 11a darstellt, fluidisch verbinden oder alle Fluidverbindungen unterbrechen, so dass das Istniveau y der hydropneumatischen Feder- oder Dämpfereinheit 11a vergrößert, verkleinert oder konstant gehalten werden kann. Mit dem Druckraum 63 ist über eine Drossel 65 ein Arbeitsraum 66 eines Druckgasbehälters 67 verbunden. Der Arbeitsraum 66 ist durch eine flexible Membran von einem Druckgasraum 68 getrennt. Das kompressible Druckgas im Druckgasraum 68 sorgt bei der hydropneumatischen Federeinheit 11a für die Federwirkung. Die Drossel 65 bewirkt eine Dämpfung. Die Kolben-Zylinder-Einheit 64 und der Druckgasbehälter 67 stellen die einstellbare Feder 64, 67 dar. 2a shows an active hydropneumatic spring or damper unit 11a with a pressure source 60 and a storage container 61 each fluidly with an electrically controllable spring valve 62 are connected. The spring valve 62 Depending on its valve position, either the pressure source 60 or the reservoir 61 with a pressure room 63 a piston-cylinder unit 64 that the actor 11 ' the hydropneumatic spring or damper unit 11a represents, fluidly connect or interrupt all fluid connections, so that the actual level y of the hydropneumatic spring or damper unit 11a enlarged, reduced or kept constant. With the pressure room 63 is over a throttle 65 a workroom 66 a compressed gas tank 67 connected. The workroom 66 is through a flexible membrane of a compressed gas space 68 separated. The compressible compressed gas in the compressed gas space 68 ensures the hydropneumatic spring unit 11a for the spring effect. The throttle 65 causes a damping. The piston-cylinder unit 64 and the compressed gas tank 67 set the adjustable spring 64 . 67 represents.

Eine weitere Form einer aktiven Feder- oder Dämpfereinheit 11 eines aktiven Fahrwerksystems ist in 2b gezeigt, die als ABC-Federeinheit 11b bezeichnet werden kann, wobei „ABC" für „Active Body Control" steht. Gleiche Bestandteile gegenüber der hydropneumatischen Federeinheit 11a sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die ABC-Federeinheit 11b weist im Gegensatz zur hydropneumatischen Federeinheit 11a keinen Druckgasbehälter 67 auf. Die ABC-Federeinheit 11b weist eine Reihenanordnung einer Schraubenfeder 70 mit der Kolbenzylinder-Einheit 64 auf, wobei diese Reihenschaltung die einstellbare Feder 64, 70 der Feder- oder Dämpfereinheit 11b bildet. Parallel zu dieser einstellbaren Feder 64, 70 ist ein separater Dämpfer 71 vorgesehen. Wie bei der hydropneumatischen Federeinheit 11a kann der Druckraum 63 der Kolben-Zylinder-Einheit 64 über das Federventil 62 befüllt, entleert oder angesperrt werden, um das Istniveau y der ABC-Federeinheit 11b entsprechend einem Sollniveau ysoll einzustellen.Another form of active spring or damper unit 11 an active chassis system is in 2 B shown as ABC spring unit 11b can be designated, where "ABC" stands for "Active Body Control". Same components compared to the hydropneumatic spring unit 11a are provided with the same reference numerals. The ABC spring unit 11b points in contrast to the hydropneumatic spring unit 11a no compressed gas tank 67 on. The ABC spring unit 11b has a series arrangement of a coil spring 70 with the piston cylinder unit 64 on, wherein this series connection is the adjustable spring 64 . 70 the spring or damper unit 11b forms. Parallel to this adjustable spring 64 . 70 is a separate damper 71 intended. As with the hydropneumatic spring unit 11a can the pressure room 63 the piston-cylinder unit 64 over the spring valve 62 be filled, emptied or locked to the actual level y of the ABC spring unit 11b corresponding to a target level set to y.

Im Folgenden wird anhand der 3 bis 6 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Ansteuerung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs bzw. dessen Feder- oder Dämpfereinheiten 11 im Einzelnen erläutert.The following is based on the 3 to 6 An embodiment of a method for controlling an active chassis of a vehicle or its spring or damper units 11 explained in detail.

Das in den 3 bis 5 dargestellte, bevorzugte Verfahren dient dazu, die Position des Fahrzeugaufbaus 12 abhängig vom sensorisch erfassten Fahrbahnhöhenprofil zs(x) zu ermitteln. Analog hierzu wäre es ebenfalls denkbar alternativ oder zusätzlich weitere Positionen bzw. Bewegungen des Fahrzeugaufbaus 12, wie das Nicken oder das Wanken, zu regeln.That in the 3 to 5 illustrated, preferred method is to the position of the vehicle body 12 dependent on the sensed track height profile zs (x) to determine. Analogously, it would also be conceivable alternatively or additionally further positions or movements of the vehicle body 12 like the nodding or the wavering.

In einem ersten Schritt 100 wird das wegabhängige Fahrbahnhöhenprofil zs(x) in Fahrtrichtung 20 vor dem Fahrzeug durch den Fahrbahnsensor 21 erfasst. Das wegabhängige Fahrbahnhöhenprofil zs(x) lässt sich dabei als Vektor darstellen, dessen Einzelwerte jeweils einem Höhenprofilwert an einer Messstelle auf der Fahrbahn entsprechen. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sind n Messstellen vorgesehen, so dass der Vektor des wegabhängigen Fahrbahnhöhenprofils zs(x) eine Anzahl von n Vektorwerten aufweist:

Figure 00090001
In a first step 100 becomes the path-dependent roadway height profile zs (x) in the direction of travel 20 in front of the vehicle through the road sensor 21 detected. The path-dependent roadway height profile zs (x) can be represented as a vector whose individual values each correspond to a height profile value at a measuring point on the roadway. In the exemplary embodiment described here, n measuring points are provided so that the vector of the path-dependent roadway height profile zs (x) has a number of n vector values:
Figure 00090001

Unter Berücksichtigung des Zusammenhangs zwischen dem Weg und der Zeit mit Hilfe der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx xk = tk·Vx (2) kann das zeitabhängige Fahrbahnhöhenprofil zs(t) im zweiten Schritt 105 ermittelt werden:

Figure 00100001
Taking into account the relationship between the path and the time using the vehicle longitudinal speed v x x k = t k · V x (2) can the time-dependent roadway height profile zs (t) in the second step 105 be determined:
Figure 00100001

In einem dritten Schritt 110 wird in einem Verfahrensteil eine Aufbausollgröße zAsoll(t) ermittelt, wie dies später im Zusammenhang mit 4 im Einzelnen erläutert wird. Die Aufbausollgröße zAsoll gibt beispielsgemäß an, wie sich die Position des Fahrzeugaufbaus 12 in Abhängigkeit von der Zeit ergeben soll, somit wird die gewünschte Hubposition bzw. Hubbewegung des Fahrzeugaufbaus durch die Aufbausollgröße zAsoll vorgegeben.In a third step 110 In a process part, a design target variable zA soll (t) is determined, as described later in connection with FIG 4 will be explained in detail. The superstructure setpoint zA should be , for example, indicates how the position of the vehicle body 12 should give as a function of time, thus the desired stroke position or lifting movement of the vehicle body by the body target size zA should be specified.

Die Aufbausollgröße ist hier ebenfalls als Vektor mit n Einträgen angegeben:

Figure 00100002
The construction target size is also given here as a vector with n entries:
Figure 00100002

Die Aufbauposition zA des Fahrzeugaufbaus 12 zu einem Betrachtungszeitpunkt tk hängt ab von der Aufbauposition vor dem Betrachtungszeitpunkt tk, vom Fahrbahnhöhenprofil zs(t ≤ tk) bis zum Betrachtungszeitpunkt tk und von den Stellgrößen u(tk) der aktiven Feder- oder Dämpfereinheiten 11 des Fahrzeugs. Die Aufbauposition zA kann unter Berücksichtigung der beschriebenen Abhängigkeiten durch ein Fahrzeugmodell beschrieben werden. Das Fahrzeugmodell kann durch Messfahrten und Simulationen aufgestellt werden.The construction position zA of the vehicle body 12 at a time of observation t k depends on the build-up position before the time of observation t k , the road height profile zs (t ≤ t k ) to the time of observation t k and the manipulated variables u (t k ) of the active spring or damper units 11 of the vehicle. The construction position zA can be described taking into consideration the dependencies described by a vehicle model. The vehicle model can be set up by test drives and simulations.

Auf Basis dieses Fahrzeugmodells kann auch die zukünftige Aufbaubewegung zA(t > tk), die nach dem Betrachtungszeitpunkt tk stattfinden wird, prognostiziert werden. Hierfür müssten allerdings die zukünftigen Stellgrößen u(t ≥ tk+n) bekannt sein. Wenn aber die Aufbausollgröße zAsoll die gewünschte Aufbauposition bzw. Aufbaubewegung vorgibt und das in Fahrtrichtung 20 vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnhöhenprofil zs bekannt ist, können daraus die zukünftigen Stellgrößen für die Feder- oder Dämpfereinheiten 11 bestimmt werden. Hierzu dient folgende Gleichung:

Figure 00110001
wobei

MzA:
die Matrix der Koeffizienten für die aktuelle und zukünftige Aufbauposition ist,
MAB:
die Matrix der Koeffizienten für die zukünftige Aufbauposition ist,
MS:
die Matrix der Koeffizienten für das zukünftige und optional auch zurückliegende Fahrbahnhöhenprofil ist,
Mu:
die Matrix der Koeffizienten für die aktuellen und zukünftigen Stellgrößen für die Feder- oder Dämpfereinheiten 11 zur Niveau und/oder Dämpfereinstellung,
Figure 00120001
Based on this vehicle model can also be the future body movement zA (t> t k), which will take place after the time of observation t k, are forecast. For this, however, the future manipulated variables u (t ≥ t k + n ) must be known. But if the body size setpoint zA should specify the desired body position or body movement and that in the direction of travel 20 lane profile zs lying in front of the vehicle is known, it can be the future variables for the spring or damper units 11 be determined. The following equation is used for this purpose:
Figure 00110001
in which
M za :
the matrix of coefficients for the current and future construction position is,
M AB :
is the matrix of coefficients for the future construction position,
M S :
the matrix of the coefficients for the future and optionally also lying roadway height profile is,
M u :
the matrix of coefficients for the current and future manipulated variables for the spring or damper units 11 to the level and / or damper setting,
Figure 00120001

Die Matrizen MzA, MAB, MS und Mu sind Bestandteil des ermittelten Fahrzeugmodells.The matrices M zA , M AB , M S and M u are part of the identified vehicle model.

Aus der Forderung:

Figure 00130001
erhält man zusammen mit Gleichung (5):
Figure 00130002
From the requirement:
Figure 00130001
one obtains together with equation (5):
Figure 00130002

Auf diese Weise werden abhängig von der vektoriellen Aufbausollgröße zAsoll aus dem dritten Schritt 110 des Verfahrens in einem vierten Schritt 115 zukünftige Stellgrößen u(t ≥ tk) in Form des in Gleichung (7) angegebenen Vektors für n Zeitpunkte ermittelt. Die vektorielle Stellgröße u(t) gemäß Gleichung (7) gibt an, wie die Feder- oder Dämpfereinheiten 11 des Fahrzeugs eingestellt werden müssen, damit die Aufbauposition zA(t) der Aufbausollposition zAsoll(t) entspricht, wenn das Fahrzeug, das in Fahrtrichtung 20 vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnhöhenprofil zs(t) überfährt.In this way, depending on the vectorial setpoint size zA should be from the third step 110 of the method in a fourth step 115 future manipulated variables u (t ≥ t k ) in the form of the vector specified in equation (7) for n times. The vectorial manipulated variable u (t) according to equation (7) indicates how the spring or damper units 11 of the vehicle must be adjusted so that the body position zA (t) of the body design position zA soll (t) corresponds to when the vehicle, in the direction of travel 20 lane profile zs (t) lying in front of the vehicle.

In einem fünften Verfahrensschritt 120 werden Restrektionen und Randbedingungen berücksichtigt, denen die Feder- oder Dämpfereinheiten 11 des Fahrzeugs unterliegen. Vereinfacht kann dies wie folgt dargestellt werden:

Figure 00140001
In a fifth process step 120 Restrictions and boundary conditions are taken into account, which the spring or damper units 11 subject of the vehicle. In simplified terms, this can be represented as follows:
Figure 00140001

Solche Beschränkungen rühren daher, dass der Verstellweg für die Niveaus y der Feder- oder Dämpfereinheiten 11 begrenzt ist. Außerdem gibt es Beschränkungen für die Ströme der Federventile 62. Die Größe der Ventilströme der Federventile 62 dient dabei auch als Maß für den Energiebedarf, der auch Beschränkungen unterworfen ist.Such restrictions stem from the fact that the adjustment path for the levels y of the spring or damper units 11 is limited. There are also restrictions on the flows of the spring valves 62 , The size of the valve flows of the spring valves 62 It also serves as a measure of the energy requirement, which is also subject to restrictions.

Schließlich werden im sechsten Schritt 125 die Stellgrößen für die Feder- oder Dämpfereinheiten 11 des Fahrzeugs durch die Steuereinheit 20 eingestellt. Anschließend beginnt das Verfahren wieder mit dem ersten Schritt 100 und wird mithin während des Fahrzeugbetriebs zyklisch ausgeführt.Finally, in the sixth step 125 the manipulated variables for the spring or damper units 11 of the vehicle by the control unit 20 set. Then the process starts again with the first step 100 and is thus cyclically executed during vehicle operation.

Anhand von 4 wird nachfolgend im Einzelnen erläutert, wie die Ermittlung der vektoriellen Aufbausollgröße zAsoll(t) im dritten Verfahrensschritt 110 erfolgt. Der im dritten Verfahrensschritt 110 durchlaufene Verfahrensteil ist in 4 dargestellt. Die Kernidee zur Ermittlung der Aufbausollgröße zAsoll(t) besteht darin, das ermittelte Fahrbahnhöhenprofil zs(t) in einem Filterschritt 200 mit Hilfe einer Filtervorschrift P phasenfrei zu filtern. Daraus erhält man das gefilterte Fahrbahnhöhenprofil zsP(t): zsP(t) = P(zs(t), f, D) (9)mit

f:
Filterfrequenz
D:
Filterdämpfung
Based on 4 will be explained in detail below, such as the determination of the vectorial setpoint variable zA soll (t) in the third step 110 he follows. The third step 110 passed process part is in 4 shown. The core idea for determining the structure of target size to zA (t) is the height profile determined roadway zs (t) in a filter step 200. to filter phase-free with the aid of a filter rule P. From this one obtains the filtered roadway height profile zsP (t): zsP (t) = P (zs (t), f, D) (9) With
f:
filter frequency
D:
filter attenuation

Als Filtervorschrift P können beliebige Filterfunktionen beispielsweise auf Basis eines PT1-Gliedes oder eines PT2-Gliedes dienen. Die Besonderheit der phasenfreien Filterung beim erfindungsgemäßen Verfahren liegt darin, dass die Filterung des Fahrbahnhöhenprofils zs(t) sowohl in Fahrtrichtung 20 des Fahrzeugs, als auch entgegen der Fahrtrichtung 20 des Fahrzeugs erfolgt und daraus dann das gefilterte Fahrbahnhöhenprofil zsP ermittelt wird. Dies ist in 6 schematisch dargestellt. Dabei sei beispielhaft angenommen, dass das Fahrbahnhöhenprofil zs(t) eine Fahrbahnunebenheit in Form eines stufenartigen Verlaufs aufweist. Mit zsP1(t) ist gestrichelt die Filterung in Fahrtrichtung 20 dargestellt, während die Filterung entgegen der Fahrtrichtung 20 mit zsP2(t) punktiert dargestellt ist. Aus diesen beiden Filterungen zsP1 und zsP2 in und entgegen der Fahrtrichtung 20 wird dann das gefilterte Fahrbahnhöhenprofil zsP(t) beispielsweise durch Mittelwertbildung bestimmt. Es ist dabei zu erkennen, dass aufgrund der phasenfreien Filterung in zwei Richtungen ein gefiltertes Fahrbahnhöhenprofil zsP(t) gewonnen wird, das Fahrbahnunebenheiten, sozusagen „vorwegnehmen" kann, da diese aufgrund des zeitlichen Verlaufs des gefilterten Fahrbahnhöhenprofils zsP(t) bereits berücksichtigt werden können, bevor das Fahrzeug die Fahrbahnunebenheit erreicht. Unter Berücksichtigung des Fahrbahnhöhenprofils zsP(t) ist es mithin möglich, die Feder- oder Dämpfereinheiten 11 des aktiven Fahrwerks des Fahrzeugs bereits vor dem Erreichen einer Fahrbahnunebenheit auf diese einzustellen und mithin die Fahrbahnunebenheit zu antizipieren. Auf diese Weise kann der Komfort für die Fahrzeuginsassen deutlich erhöht werden.Any filter functions, for example based on a PT 1 element or a PT 2 element, can serve as the filter specification P. The peculiarity of the phase-free filtering in the method according to the invention is that the filtering of the roadway height profile zs (t) both in the direction of travel 20 of the vehicle, as well as against the direction of travel 20 of the vehicle and then from the filtered roadway height profile zsP is determined. This is in 6 shown schematically. It is assumed by way of example that the roadway height profile zs (t) has a road surface unevenness in the form of a step-like course. With zsP1 (t) the dashed line is filtering in the direction of travel 20 shown while filtering against the direction of travel 20 dotted with zsP2 (t). From these two filters zsP1 and zsP2 in and against the direction of travel 20 Then the filtered road height profile zsP (t) is determined by averaging, for example. It can be seen that due to the phase-free filtering in two directions a filtered roadway height profile zsP (t) is obtained, the road bumps, so to speak "anticipate" because they can already be considered due to the time course of the filtered roadway height profile zsP (t) Before the vehicle reaches the roadway unevenness, taking into account the roadway height profile zsP (t), it is therefore possible to use the spring or damper units 11 set the active chassis of the vehicle before reaching a road surface unevenness on this and thus anticipate the road bump. In this way, the comfort for the vehicle occupants can be significantly increased.

Entscheidende Größen für die Filtervorschrift P sind dabei die Filterfrequenz f und die Filterdämpfung D. Die Filterfrequenz f und die Filterdämpfung D dienen als Parameter, um die Einstellung der Filtervorschrift P an die Fahrzeug- bzw. Systemeigenschaften des aktiven Fahrwerks anzupassen und ein möglichst ideales Komfortverhalten einzustellen. Dabei sollte eine Filtervorschrift P höherer Ordnung verwendet werden. Durch die Filterung sowohl in als auch entgegen der Fahrtrichtung 20, die auch als „Vorwärts-Rückwärtsfilterung" bezeichnet werden könnte, versucht das aktive Fahrzeug den Fahrzeugaufbau 12 bereits zeitlich vor dem Erreichen der Fahrbahnunebenheit tendenziell in eine geeignete und für den Komfort günstige Bewegungsrichtung zu bringen. Die Fahrbahnunebenheit wird sozusagen verschliffen, wie dies durch die Prinzipdarstellung in 6 auch zu erkennen ist. Wie ausgeprägt diese Verschleifung des Fahrbahnhöhenprofils zs erfolgt, hängt wiederum von der Filterfrequenz f und der Filterdämpfung D ab. Grundsätzlich verschleift das ermittelte Fahrbahnhöhenprofil zs(t) umso stärker, je größer die Filterfrequenz f und die Filterdämpfung D gewählt werden. Dabei werden die Aufbaubeschleunigungen des Fahrzeugaufbaus 12 reduziert, wodurch der Komfort für die Fahrzeuginsassen gesteigert wird. Allerdings ist keine beliebige Erhöhung der Filterfrequenz f und der Filterdämpfung D möglich, da sowohl das aktive Fahrwerk des Fahrzeugs, als auch die Steuereinheit 20 Begrenzungen bzw. Restriktionen unterliegen und die Stellgeschwindigkeiten der Aktoren 11' bzw. die Rechenleistung der Steuereinheit 20 nicht beliebig groß sind.The decisive factors for the filter specification P are the filter frequency f and the filter damping D. The filter frequency f and the filter damping D serve as parameters to adapt the setting of the filter specification P to the vehicle or system properties of the active chassis and to set the most ideal comfort behavior , In this case, a filter rule P higher order should be used. By filtering both in and against the direction of travel 20 , which could also be referred to as "forward-backward filtering", the active vehicle attempts to build the vehicle 12 already in time before reaching the road surface unevenness tends to bring in a convenient and convenient for the comfort of movement. The road surface unevenness is sorted out, as it were by the schematic representation in 6 can also be seen. How pronounced this slipping of the roadway height profile zs, depends in turn on the filter frequency f and the filter damping D. Basically, the determined roadway height profile zs (t) worsens the stronger, the greater the filter frequency f and the filter damping D are selected. In the process, the body accelerations of the vehicle bodywork become 12 reduced, whereby the comfort for the vehicle occupants is increased. However, no arbitrary increase in the filter frequency f and the filter damping D is possible because both the active chassis of the vehicle, as well as the control unit 20 Limitations or restrictions and the actuating speeds of the actuators 11 ' or the computing power of the control unit 20 are not arbitrarily large.

Nach dem Filterschritt 200 wird in einem Ermittlungsschritt 205 die Aufbausollgröße zAsoll(t) auf Basis des gefilterten Fahrbahnhöhenprofils zsP(t) ermittelt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel entspricht Aufbausollgröße zAsoll(t) dem gefilterten Fahrbahnhöhenprofil zsP(t).After the filter step 200. is in a determination step 205 the set target size zA soll (t) is determined on the basis of the filtered road height profile zsP (t). In the preferred exemplary embodiment, set target size zA soll (t) corresponds to the filtered road height profile zsP (t).

Um den Komfort beim Betrieb des Fahrzeugs zu verbessern, wird nach dem Ermittlungsschritt 205 ein Optimierungsverfahren 210 durchgeführt, das in 5 dargestellt ist. Somit wird bei jedem Zyklus des erfindungsgemäßen Verfahrens das Optimierungsverfahren 210 durchlaufen, so dass sich der Komfort während dem Fahrbetrieb immer wieder und immer weiter optimiert.In order to improve the comfort in the operation of the vehicle, after the determination step 205 an optimization procedure 210 performed in 5 is shown. Thus, at each cycle of the method according to the invention, the optimization process 210 go through, so that the comfort during the operation repeatedly and further optimized.

Nach dem Start des Optimierungsverfahrens 210 wird in einem ersten Optimierungsschritt 300 eine Optimierungsgröße r definiert, die beispielsgemäß in Form eines Optimierungsvektors mit vier Vektorelementen r1, r2, r3, r4 vorgegeben wird:

Figure 00170001
After the start of the optimization process 210 becomes in a first optimization step 300 defines an optimization variable r, which is given in the form of an optimization vector with four vector elements r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , for example:
Figure 00170001

Der Optimierungsvektor r setzt sich demnach aus den Komfort kennzeichnenden Komfortkenngrößen r1, r2 und die Restriktionen des aktiven Fahrwerks kennzeichnenden Vektorgrößen r3, r4 zusammen. Die beiden als Komfortkenngrößen dienenden Vektorelemente r1, r2 beinhalten bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel die sich durch die Aufbausollgröße zAsoll ergebende Aufbausollbeschleunigung durch Bildung der Differenz der Aufbausollgeschwindigkeiten zu aufeinander folgenden Zeitpunkten. Die Aufbausollgeschwindigkeiten ergeben sich durch zeitliche Ableitung der Aufbausollposition zAsoll(t). Der Optimierungsvektor r könnte auch weitere, den Komfort kennzeichnende Größen, wie beispielsweise die Aufbaugeschwindigkeit oder weitere Randbedingungen und Restriktionen, beinhalten.The optimization vector r is therefore composed of the comfort characteristic comfort parameters r 1 , r 2 and the restrictions of the active chassis characterizing vector variables r 3 , r 4 together. The two as comfort characteristics serving vector elements r 1, r 2 contain in the described preferred embodiment, which is intended by the structure desired size zA resulting structure desired acceleration to each other by forming the difference of the structure of target speeds points in time. The superstructure target speeds result from time derivative of the superstructure target position zA soll (t). The optimization vector r could also contain further variables characterizing the comfort, such as, for example, the body speed or other boundary conditions and restrictions.

Durch den Vergleich mit Null bei den Minimum- und Maximum-Berechnungen ist sichergestellt, dass ein Ergebnis einer Maximum-Berechnung nicht negativ werden kann, bzw. ein Ergebnis einer Minimum-Berechnung nicht positiv werden kann. Im Ergebnis führt dies dazu, dass immer eine der beiden Einträge r1 oder r2 bzw. einer der beiden Eintrage r3 oder r4 gleich Null ist. Durch diese Aufteilung kann das weitere Optimierungsverfahren vereinfacht werden.Comparison with zero in the minimum and maximum calculations ensures that a result of a maximum calculation can not become negative, or a result of a minimum calculation can not be positive. As a result, this always means that one of the two entries r 1 or r 2 or one of the two entries r 3 or r 4 is equal to zero. This division simplifies the further optimization process.

In einem zweiten Optimierungsschritt 305 wird für die Optimierungsgröße r eine Zielgröße J definiert. Da es sich bei der Optimierungsgröße beispielsgemäß um einen Vektor handelt, ist auch die Zielgröße als Zielvektor J vorgegeben. Ausgehend vom Optimierungsvektor r sollten die beiden Vektorwerte r1, r2 so klein wie möglich sein, da dann die Aufbaubeschleunigung gering und der Komfort sehr groß ist. Die beiden, die Restriktionen des Fahrwerks beschreibenden Vektorelemente r3, r4 müssen vorgegebene Grenzwerte einhalten, die als Zielgröße definiert werden können. Bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird daher der Zielvektor J wie folgt vorgegeben:

Figure 00180001
In a second optimization step 305 For example, a target size J is defined for the optimization variable r. Since, for example, the optimization variable is a vector, the target variable is also predetermined as the target vector J. Starting from the optimization vector r, the two vector values r 1 , r 2 should be as small as possible, since then the body acceleration is low and the comfort is very high. The two vector elements r 3 , r 4 describing the restrictions of the landing gear must comply with predetermined limit values which can be defined as the target variable. In the preferred embodiment described here, therefore, the target vector J is specified as follows:
Figure 00180001

Dadurch, dass der Wert für den Faktor α kleiner als 1 ist, wird das Ziel beschrieben, die Aufbaubeschleunigungen, die mit den beiden Vektorwerten r1, r2 des Optimierungsvektors r beschrieben sind, zu verringern. Da eine Optimierung des Komforts nur sinnvoll ist, wenn die Verbesserung innerhalb des Verfahrens für die Fahrzeuginsassen spürbar ist, müssen Endziele definiert werden, so dass eine Optimierung der Regelung außerhalb des für die Fahrzeuginsassen fühlbaren Bereichs vermieden wird. Daher wird der Zielvektor J beispielsgemäß erweitert zu:

Figure 00190001
The fact that the value for the factor α is smaller than 1 describes the goal of reducing the build-up accelerations described with the two vector values r 1 , r 2 of the optimization vector r gladly. Since an optimization of comfort only makes sense if the improvement within the method is noticeable to the vehicle occupants, final goals must be defined so that an optimization of the control outside the range that can be felt by the vehicle occupants is avoided. Therefore, the target vector J is extended according to example to:
Figure 00190001

Der Wert kGrenz gibt dabei das Endziel an, unterhalb dessen keine weitere Optimierung erfolgen sollte, da die Fühlschwelle für die Fahrzeuginsassen unterschritten würde.The value k limit indicates the final destination, below which no further optimization should take place, since the sensing threshold for the vehicle occupants would be undershot.

Eine weitere Verbesserung wird beim bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass Anpassungen verhindert werden, die zu einer Verschlechterung des Komforts führen würden. Ist ein Vektorwert des Optimierungsvektors r bereits kleiner als das durch den entsprechenden Vektorwert des Zielvektors J definierte Ziel, so wird das Ziel an diesem Vektorwert des Optimierungsvektors r angepasst. Für den Zielvektor J ergibt sich demnach:

Figure 00190002
A further improvement is achieved in the preferred embodiment by preventing adjustments that would lead to a deterioration of comfort. If a vector value of the optimization vector r is already smaller than the target defined by the corresponding vector value of the target vector J, the target is adapted to this vector value of the optimization vector r. For the target vector J follows:
Figure 00190002

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Zielvektor J gemäß Gleichung (13) im zweiten Optimierungsschritt 305 vorgegeben. Es versteht sich, dass alternativ auch ein Zielvektor gemäß einer der beiden Gleichungen (11) oder (12) verwendet werden könnte.In the preferred embodiment, the target vector J becomes according to equation (13) in the second optimization step 305 specified. It is understood that, alternatively, a target vector according to one of the two equations (11) or (12) could be used.

Im darauffolgenden dritten Optimierungsschritt 310 wird eine Gewichtungsgröße g vorgegeben, die beispielsgemäß als Gewichtungsvektor g mit vier Vektorelementen g1, g2, g3, g4 gegeben ist. Als Startwert werden alle Vektorelemente g1, g2, g3, g4 des Gewichtungsvektor g auf 1 gesetzt. Bei jedem Durchlaufen des dritten Optimierungsschritts 310 werden die Vektorelemente des Gewichtungsvektors g abhängig vom Zielvektor J und dem Optimierungsvektor r angepasst. Bei der Anpassung gelten folgende Regeln: das Vektorelement gi wird abgesenkt, wenn das entsprechende Vektorelement ri des Optimierungsvektors kleiner ist als das Vektorelement Ji des Zielvektors. Das Vektorelement gi des Gewichtungsvektors wird erhöht, wenn das entsprechende Vektorelement ri größer ist als das Vektorelement Ji des Zielvektors. War das Vektorelement ri,alt des Optimierungsvektors r im vorangegangenen Verfahrenszyklus kleiner als das entsprechende Vektorelement Ji des Zielvektors J und ist das Vektorelement ri,neu des Optimierungsvektors r im aktuellen Verfahrenszyklus aber größer als das entsprechende Vektorelement Ji des Zielvektors J, wird das zugeordnete Vektorelement gi des Gewichtungsvektors g gleich 1 gesetzt. Somit gilt:

Figure 00200001
gi,neu = gi,alt·β für ri,neu < Ji und 0 < β < 1 (15)
Figure 00200002
gi,neu = 1 für ri,alt < Ji und ri,neu > Ji (17)wobei i = 1, 2, 3, 4 ist.In the following third optimization step 310 a weighting variable g is given which, for example, is given as the weighting vector g with four vector elements g 1 , g 2 , g 3 , g 4 . As start value, all vector elements g 1 , g 2 , g 3 , g 4 of the weighting vector g are set to 1. Each time you go through the third optimization step 310 the vector elements of the weighting vector g are adjusted as a function of the target vector J and the optimization vector r. The following rules apply to the adaptation: the vector element g i is lowered if the corresponding vector element r i of the optimization vector is smaller than the vector element J i of the target vector. The vector element g i of the weighting vector is increased if the corresponding vector element r i is greater than the vector element J i of the target vector. Was the vector element r i, old of the optimization vector r in the previous process cycle smaller than the corresponding vector element J i of the target vector J and is the vector element r i, new of the optimization vector r in the current process cycle but larger than the corresponding vector element J i of the target vector J, is the assigned vector element g i of the weighting vector g is set equal to 1. Thus:
Figure 00200001
G i, new = g i, old · Β for r i, new <J i and 0 <β <1 (15)
Figure 00200002
G i, new = 1 for r i, old <J i and r i, new > J i (17) where i = 1, 2, 3, 4.

Die Vektorwerte gi,neu des aktuellen Verfahrenszyklus werden auf ihr Maximum normiert, so dass sich für den Gewichtungsvektor im dritten Optimierungsschritt 310 folgendes ergibt:

Figure 00210001
The vector values g i, new of the current process cycle are normalized to their maximum, so that for the weighting vector in the third optimization step 310 gives the following:
Figure 00210001

Anschließend wird in einem vierten Optimierungsschritt 315 eine Änderungsgröße und beispielsgemäß eine Änderungsmatrix Grad definiert, die einen Zusammenhang zwischen dem Optimierungsvektor r und den zu optimierenden Filterparametern, also der Filterfrequenz f und/oder der Filterdämpfung D beschreibt. Beim Ausführungsbeispiel ergibt sich die Änderungsmatrix Grad, wie folgt:

Figure 00210002
Subsequently, in a fourth optimization step 315 defines a change quantity and, for example, a change matrix Degree that describes a relationship between the optimization vector r and the filter parameters to be optimized, that is to say the filter frequency f and / or the filter damping D. In the embodiment, the change matrix degree is as follows:
Figure 00210002

Die Änderungsmatrix Grad enthält mithin in jeder Spalte so viel Matrixelemente, wie der Optimierungsvektor r Vektorelemente aufweist. Die Anzahl der Spalten der Änderungsmatrix Grad entspricht der Zahl der zu optimierenden Filterparameter. Im vorliegenden Fall sind zwei Spalten vorgesehen, da sowohl die Filterfrequenz f, als auch die Filterdämpfung D optimiert werden sollen. Jedes Matrixelement der Änderungsmatrix Grad enthält eine Ableitung eines Vektorelements ri des Optimierungsvektors r, abgeleitet nach dem bestreffenden Filterparameter f oder D.The change matrix degree therefore contains in each column as many matrix elements as the optimization vector r has vector elements. The number of columns of the change matrix degrees corresponds to the number of filter parameters to be optimized. In the present case, two columns are provided, since both the filter frequency f, and the filter damping D to be optimized. Each matrix element of the matrix change degree includes a derivative of a vector element r i of the optimization vector r derived Following the relevant filter parameters f or D.

Ausgehend von der Änderungsmatrix Grad wird in einem vereinfachten und beispielsgemäß lokal linearisierten Ansatz folgender Prognosewert rprog für den Optimierungsvektor r vorgegeben: rprog = r + Grad·|ΔDΔf | (20) Starting from the change matrix D r, the following prediction value r prog for the optimization vector r is given in a simplified and, according to the example, locally linearized approach: r prog = r + degrees · | .DELTA.D .delta.f | (20)

Anhand dieses Ansatzes können Filterparameteränderungswerte ΔD, Δf für die Filterdämpfung D bzw. die Filterfrequenz f ermittelt werden, wobei der Prognosewert rprog eine Vorhersage ermöglicht, wie sich der Optimierungsvektor r abhängig von den Filterparameteränderungswerten ΔD, Δf verändert. Der vereinfachte Ansatz für den Prognosewert rprog ermöglicht eine echtzeitfähige Berechnung während dem Betrieb des Fahrzeugs.On the basis of this approach filter parameter change values ΔD, Δf for the filter damping D or the filter frequency f can be determined, the prognosis value r prog enabling a prediction as to how the optimization vector r changes as a function of the filter parameter change values ΔD, Δf. The simplified approach to the forecast value r prog enables real-time computation during vehicle operation.

Durch Gleichsetzen des Prognosewertes rprog mit dem Zielvektor J wird vorgegeben, dass der Prognosewerte rprog möglichst nahe an den Zielvektor J herankommt. Die Gleichung wird dann auf beiden Seiten mit dem zur Diagonalmatrix diag(g) erweiterten Gewichtungsvektor g multipliziert. Nach einer mathematischen Umformung kann die Gleichung dann nach dem Filterparameteränderungswerten ΔD, Δf aufgelöst werden, wobei sich folgende Gleichung ergibt: |ΔDΔf | = ([diag(g)·Grad]T[diag(g)·Grad]–1[diag(g)·Grad]T·diag(g)·(J – r)) (21) By equating the prediction value r prog with the target vector J, it is predetermined that the prediction value r prog approaches as close as possible to the target vector J. The equation is then multiplied on both sides by the weighting vector g extended to the diagonal matrix diag (g). After a mathematical transformation, the equation can then be solved for the filter parameter change values ΔD, Δf, where the following equation results: | .DELTA.D .delta.f | = ([diag (g) * degree] T [Diag (g) · degrees] -1 [Diag (g) · degrees] T · Diag (g) · (J - r)) (21)

Schließlich kann in einem sechsten Optimierungsschritt 325 die neue Filterfrequenz fneu und die neue Filterdämpfung Dneu für den nächsten Verfahrenszyklus wie folgt ermittelt werden: Dneu = Dalt + relax·ΔD mit relax < 1 (22) fneu = falt + relax·Δf mit relax < 1 (23) Finally, in a sixth optimization step 325 the new filter frequency f new and the new filter damping D new for the next process cycle are determined as follows: D New = D old + relax · ΔD with relax <1 (22) f New = f old + relax · Δf with relax <1 (23)

Der Faktor relax dient zur schrittweisen langsamen Anpassung der Filterparameter.Of the Factor relax is used for the gradual slow adaptation of the filter parameters.

Anschließend wird das Optimierungsverfahren 210 beendet und damit auch die Ermittlung der Aufbausollgröße zAsoll(t) gemäß 4 abgeschlossen. Das Verfahren gemäß 3 wird dann im vierten Verfahrensschritt 115 fortgesetzt und weiter zyklisch durchlaufen.Subsequently, the optimization process 210 terminated and thus also the determination of the body setpoint zA soll (t) according to 4 completed. The method according to 3 is then in the fourth step 115 continue and continue cycling.

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Claims (19)

Verfahren zur Beeinflussung eines aktiven Fahrwerks eines Fahrzeugs, wobei ein in Fahrtrichtung (20) vor dem Fahrzeug befindliches Fahrbahnhöhenprofil (zs) ermittelt und das aktive Fahrwerk abhängig vom erfassten Fahrbahnhöhenprofil (zs) beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Fahrbahnhöhenprofil (zs) in einem Filterschritt (200) des Verfahrens mit Hilfe einer Filtervorschrift (P) ein gefiltertes Höhenprofil (zsP) gebildet wird, aus dem anschließend wenigstens eine die gewünschte Position und/oder Bewegung eines Fahrzeugaufbaus (12) des Fahrzeugs beschreibende Aufbausollgröße (zAsoll) ermittelt wird, wobei das vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnhöhenprofil (zs) bei der Durchführung des Filterschritts (200) in Fahrtrichtung (20) und entgegen der Fahrtrichtung (20) gefiltert wird.Method for influencing an active chassis of a vehicle, one in the direction of travel ( 20 ) is determined in front of the vehicle located roadway height profile (zs) and the active chassis is influenced depending on the detected roadway height profile (zs), characterized in that from the roadway height profile (zs) in a filtering step ( 200. ) of the method with the aid of a filter specification (P) a filtered height profile (zsP) is formed, from which subsequently at least one of the desired position and / or movement of a vehicle body ( 12 ) of the vehicle descriptive design variable (zA soll ) is determined, wherein the lying in front of the vehicle roadway height profile (zs) in the implementation of the filtering step ( 200. ) in the direction of travel ( 20 ) and against the direction of travel ( 20 ) is filtered. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ermittelte Fahrbahnhöhenprofil (zs(t)) zeitabhängig ist und aus den wegabhängigen Fahrbahnsensordaten (zs(x)) eines Fahrbahnsensors (21) und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx) ermittelt wird.Method according to claim 1, characterized in that the ascertained roadway height profile (zs (t)) is time-dependent and from the path-dependent roadway sensor data (zs (x)) of a roadway sensor ( 21 ) and the vehicle longitudinal speed (v x ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrwerkstellgröße (u(t)) zur Beeinflussung des aktiven Fahrwerks abhängig vom Fahrbahnhöhenprofil (zs(t)) und/oder der Aufbausollgröße (zAsoll(t)) ermittelt wird.Method according to one of Claims 1 or 2, characterized in that a chassis control variable (u (t)) for influencing the active chassis is determined as a function of the roadway height profile (zs (t)) and / or the nominal body variable (zA soll (t)). Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Fahrwerkstellgröße (u(t)) eine die Position und/oder die Bewegung des Fahrzeugaufbaus (12) beschreibende und zeitlich gegenüber dem Ermittlungszeitpunkt (tk) zurückliegende vergangene Aufbaugröße berücksichtigt wird.A method according to claim 3, characterized in that when determining the chassis control variable (u (t)) one the position and / or movement of the vehicle body ( 12 ) and is considered in terms of time past the determination time (t k ) past past body size. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Fahrwerkstellgröße (u(t)) das zeitlich bis zum Ermittlungszeitpunkt (tk) bereits durch wenigstens ein Fahrzeugrad (10) überfahrene vergangene Fahrbahnhöhenprofil berücksichtigt wird.A method according to claim 3 or 4, characterized in that in the determination of the chassis control variable (u (t)) the time until the determination time (t k ) already by at least one vehicle ( 10 ) passed over past lane height profile is taken into account. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrwerkstellgröße (u(t)) auf einen vorgebbaren Stellbereich (umin, umax) begrenzt wird.Method according to claim 4 or 5, characterized that the chassis control variable (u (t)) to a predetermined Adjustment range (umin, umax) is limited. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Verfahrenszyklus vor oder nach dem Filterschritt (200) ein Optimierungsverfahren (210) zur Optimierung wenigstens eines Filterparameters (f, D) durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in each process cycle before or after the filtering step ( 200. ) an optimization method ( 210 ) is performed to optimize at least one filter parameter (f, D). Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Optimierungsverfahren (210) wenigstens eine Optimierungsgröße (r), insbesondere ein Optimierungsvektor, definiert wird, die mindestens eine für den Komfort des Fahrzeugs relevante Komfortkenngröße (r1, r2) beschreibt oder aufweist.Method according to claim 7, characterized in that in the optimization method ( 210 ) at least one optimization variable (r), in particular an optimization vector, is defined which describes or has at least one comfort parameter (r 1 , r 2 ) relevant to the comfort of the vehicle. Verfahren nach Anspruch 8 in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Optimierungsgröße (r), insbesondere der Optimierungsvektor, die Fahrwerkstellgröße (u(t)) beschreibt oder aufweist.The method of claim 8 in conjunction with a of claims 3 to 6, characterized in that the Optimization size (r), in particular the optimization vector, the chassis control variable (u (t)) describes or having. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komfortkenngröße (r1, r2) eine Aufbaubeschleunigung und/oder eine Aufbaugeschwindigkeit des Fahrzeugaufbaus (12) in Höhenrichtung beschreibt.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the comfort parameter (r 1 , r 2 ) a body acceleration and / or a body speed of the vehicle body ( 12 ) in height direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für das Optimierungsverfahren (200) eine Zielgröße (J), insbesondere ein Zielvektor, definiert wird, die einen gewünschten Wert für die Optimierungsgröße (r) angibt.Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that for the optimization method ( 200. ) defines a target size (J), in particular a target vector, which specifies a desired value for the optimization variable (r). Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielgröße (J), insbesondere der Zielvektor, auf einen für den Komfort relevanten Zielwertebereich (kG) begrenzt wird.Method according to Claim 11, characterized in that the target variable (J), in particular the target vector, is limited to a target value range (k G ) relevant to the comfort. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielgröße (J) an den aktuellen Wert der Optimierungsgröße (r) angepasst wird, wenn die aktuelle Optimierungsgröße einen für den Fahrkomfort besseren Wert aufweist, der außerhalb des Zielwertebereichs (kG) liegt.Method according to Claim 11 or 12, characterized in that the target variable (J) is adapted to the current value of the optimization variable (r) if the current optimization variable has a better driving comfort value which lies outside the target value range (k G ). Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewichtungsgröße (g), insbesondere ein Gewichtungsvektor, für die Zielgröße (J), insbesondere den Zielvektor, vorgegeben wird, wobei die Gewichtungsgröße (g) abhängig von der aktuellen Optimierungsgröße (r) und/oder der aktuellen Zielgröße (J) verändert wird.Method according to one of Claims 11 to 13, characterized in that a weighting variable (g), in particular a weighting vector, is specified for the target variable (J), in particular the target vector, the weighting variable (g) being dependent on the current optimization variable (r ) and / or the current len target size (J) is changed. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderungsgröße (Grad), insbesondere ein Änderungsvektor oder eine Änderungsmatrix definiert wird, die die Abhängigkeit der Optimierungsgröße (r) von der Änderung des wenigstens einen zu optimierenden Filterparameters (f, D) beschreibt.Method according to one of claims 8 to 14, characterized in that a change quantity (degree), in particular a change vector or a change matrix defines the dependence of the optimization size (r) of the change of the at least one to be optimized Filter parameters (f, D) describes. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Änderungsgröße (Grad) ein Prognosewert (rprog) für die Optimierungsgröße (r) bestimmt wird, wobei der wenigstens eine Filterparameter (f, D) um einen Filterparameteränderungswert (Δf, ΔD) verändert wird.Method according to Claim 15, characterized in that a prognosis value (r prog ) for the optimization variable (r) is determined with the aid of the change quantity (degree), the at least one filter parameter (f, D) being changed by a filter parameter change value (Δf, ΔD) becomes. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Filterparameteränderungswert (Δf, ΔD) so bestimmt wird, dass der Prognosewert (rprog) für die Optimierungsgröße (r) näher an der Zielgröße (J) liegt als die aktuelle Optimierungsgröße (r).Method according to Claim 16, characterized in that the at least one filter parameter change value (Δf, ΔD) is determined such that the forecast value (r prog ) for the optimization variable (r) is closer to the target variable (J) than the current optimization variable (r) , Verfahren nach Anspruch 17 in Verbindung mit Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des wenigstens einen Filterparameteränderungswertes (Δf, ΔD) abhängig von der Gewichtungsgröße (g) erfolgt.The method of claim 17 in conjunction with claim 14, characterized in that the determination of the at least one Filter parameter change value (Δf, ΔD) depending on the weighting size (g) he follows. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis des zuletzt verwendeten wenigstens einen Filterparameters (Dalt, falt) und des Filterparameteränderungswertes (Δf, ΔD) ein neuer Filterparameter (Dneu, fneu) für die nächsten Filterschritt (200) bestimmt wird.Method according to claim 17 or 18, characterized in that on the basis of the last used at least one filter parameter (D old , f old ) and the filter parameter change value (Δf, ΔD) a new filter parameter (D new , f new ) for the next filtering step ( 200. ) is determined.
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