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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Signalen zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges, wobei sensorisch die Bewegung des Fahrzeugaufbaus ermittelt wird, die den ermittelten Sensorwerten entsprechenden Sensorsignale einem Dämpferregler zugeführt werden, der Dämpferregler wenigstens ein Steuersignal zur Ansteuerung von Aktuatoren, insbesondere von semi-aktiven oder aktiven Dämpfern, liefert, mittels denen die Bewegung des Fahrzeugaufbaus beeinflusst werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Durchführung des Verfahrens und ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus.
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Verfahren und Systeme der gattungsgemäßen Art sind bekannt. So ist beispielsweise aus
DE 39 18 735 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung von Bewegungsabläufen an Fahrwerken von Personen- und Nutzkraftfahrzeugen bekannt, bei denen aus einer sensorisch ermittelten Bewegung zweier Fahrzeugmassen mittels einer Signalverarbeitungsschaltung ein Steuersignal für einen steuerbaren, an den Fahrzeugmassen angreifenden Aktuator gebildet wird. Für eine komfortable und dennoch sichere Fahrwerkabstimmung ist vorgesehen, die sensorisch ermittelten Signale über eine der Signalverarbeitungsschaltung angehörenden Schaltungsanordnung mit frequenzabhängigem Übertragungsverhalten zu leiten. Hierdurch soll erreicht werden, dass aufgrund der frequenzabhängigen Verarbeitung der Sensorsignale keine statische Kennlinie für die Aktuatorsteuerung beziehungsweise Aktuatorregelung eingesetzt wird, sondern eine von dem Frequenzinhalt des Bewegungsablaufs abhängige Aktuatorsteuerung beziehungsweise Aktuatorregelung erfolgt. Hierdurch soll das Ziel eines möglichst hohen Fahrkomforts bei einer auch in Grenzbereichen des Fahrzustandes sicheren Auslegung des Fahrwerks erzielt werden. Diesem Ansatz liegt der Gedanke zugrunde, dass dem Zielkonflikt zwischen gewünschtem Fahrkomfort, das heißt komfortable und weiche Auslegung, und Fahrdynamik, das heißt sportliche und straffe Abstimmung, einerseits und einer ausreichenden Fahrsicherheit andererseits entsprochen werden soll. Für Fahrkomfort und Fahrdynamik ist eine Dämpfung der Bewegung des Aufbaus entscheidend, während für eine Fahrsicherheit eine Radlast beziehungsweise Radlastschwankung entscheidend ist.
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Bekannt sind im Wesentlichen drei Dämpfersysteme für Fahrzeuge, wobei einer Federanordnung zwischen Rad und Aufbau ein Aktuator parallel geschaltet ist. Bekannt sind passive, semi-aktive und aktive Dämpfersysteme. Bei passiven Dämpfersystemen ist eine Veränderung der Dämpferkraft während des Fahrbetriebes nicht vorgesehen. Bei semi-aktiven Dämpfersystemen kann die Dämpferkraft durch eine Veränderung eines Ölfluidstromes unter Verwendung eines oder mehrerer Ventile verändert werden. Auf diese Art und Weise können die Dämpfungseigenschaften verändert werden. Semi-aktive Dämpfersysteme arbeiten rein energieabsorbierend. Bei aktiven Dämpfersystemen kann eine gewünschte Dämpferkraft sowohl dämpfend als auch energieeinbringend in jede Richtung bereitgestellt werden.
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Bei Fahrzeugen werden zur Bestimmung der Vertikalbewegungen meist Beschleunigungssensoren zur Detektion sowohl der Aufbau- als auch der Radbewegung eingesetzt und Wegsensoren/Drehwinkelsensoren zur Bestimmung der Relativbewegung zwischen Aufbau und Rad. Aus den Sensorgrößen können dann in nachfolgenden Berechnungsverfahren die Geschwindigkeitsgrößen über Integratoren oder Differenzierer bestimmt werden oder aber auch berechnet werden über mathematische Verfahren der Integral- oder der Differentialrechnung. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus
DE 10 2004 024 951 A1 bekannt.
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Für den Einsatz von Regelungen werden meist Signale zum Beispiel in der Form von Weg-, Beschleunigungs- und auch Geschwindigkeitsgrößen benötigt. Die Regelung von elektronischen Schwingungsdämpfern basiert häufig auf der Verwendung von Geschwindigkeiten des Aufbaus und des Rads oder der Relativgeschwindigkeit zwischen diesen Körpern beziehungsweise der Relativgeschwindigkeit des Dämpfers.
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Bei der Entwicklung eines Konzeptes für ein Regelungssystem werden bestimmte Ziele und Strategien festgelegt, um diese Ziele zu erreichen. Um zum Beispiel die Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs zu dämpfen, kann man das Ziel festlegen, dass die auf den Aufbau wirkende Kraft durch entsprechende Gegenkräfte aufgehoben oder minimiert werden soll. Da die von einem Dämpfer oder semi-aktiven Dämpfer ausgeübten Kräfte von der Relativgeschwindigkeit des Kolbens im Dämpfer abhängen, hängt in diesem Fall das Eingangssignal des Regelungssystems von der Relativgeschwindigkeit des Dämpfers ab. Hat man dagegen das Ziel, dass das Regelungssystem die (vertikale) Geschwindigkeit des Aufbaus herunter regeln soll, so hängt das Eingangssignal des Regelungssystems von der vertikalen Geschwindigkeit des Aufbaus ab. Verfolgt man das Ziel, die von der Bewegung des Rades auf den Aufbau zu übertragenden Kräfte möglichst gering zu halten, so wird man den steuerbaren Dämpfer beim Auftreten dieser Kräfte möglichst weich einstellen, um diese Kräfte möglichst nicht über den Dämpfer auf den Aufbau zu übertragen. Entsprechendes gilt beim plötzlichen Auftreten von Hindernissen auf der Straße. Auch in diesem Fall soll der Dämpfer weich eingestellt bleiben, um diese Kräfte möglichst vom Aufbau fern zu halten.
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Üblicherweise wird man versuchen, den Regler des Systems derart aufzubauen, dass mit seiner Hilfe die ins Auge gefassten Ziele möglichst gut erreicht werden. Nachteilig dabei ist allerdings, dass der Aufbau des Reglers hierdurch sehr aufwändig und kompliziert wird und die Handhabung seiner Einstellungen wenig transparent ist, da die einzelnen Einstellungen gegenseitig Auswirkungen aufeinander haben.
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Standardmäßig wird bei Regelungen auf ein Eingangssignal geregelt. Dabei werden meist Systemtotzeiten oder Systemverzögerungen bei der Reglerauslegung nicht weiter berücksichtigt. Dies führt dazu, dass zum Beispiel das Ausgangssignal aus der Steuereinrichtung eine Zeit t1 zu spät anliegt. Im Beispiel der Regelung der Aufbaugeschwindigkeit von semi-aktiven Stoßdämpfern wird auf das Reglereingangssignal ein Strom gefordert. Die Dämpferkraft liegt jedoch erst nach einer Totzeit t1 an. Dies führt zu einem unharmonischen Schwingungsverlauf des Aufbaus. Der Grund hierfür liegt darin, dass der Dämpfer eine gewisse Zeit braucht, bevor er die Kraft bei einer bestehenden Anforderung aufgebaut hat.
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Ferner existiert ein weiterer Nachteil bei der Regelung rein auf das Geschwindigkeitssignal. Die Energie ist bereits in Form von potentieller Energie in das System eingebracht, wenn der Dämpfer auf die Aufbaugeschwindigkeit regelt. Günstiger wäre es, die Energie gar nicht erst in dem Maße dadurch entstehen zu lassen, dass man früher, sozusagen prädiktiv oder vorhaltend, mit einem Strom reagiert. Stand der Technik ist, Signale mit Vorhalt als Eingangssignale für Regeleinrichtungen zu erzeugen. Nachteilig bei diesen Signalen mit Vorhalt ist allerdings, dass ihre Wirkung zwar früher einsetzt als bei Signalen ohne Vorhalt, die Wirkung dieser Signale aber auch schneller beendet ist. Dies ist in vielen Fällen unerwünscht, insbesondere wenn die Wirkung des Stellgliedes nicht zu früh beendet werden soll, so dass man immer abwägen muss, welche Vorteile noch mit welchen Nachteilen vertretbar sind.
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DE 103 38 994 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrwerkregelsystems und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Es ist vorgesehen, dass ein die Querbeschleunigung eines Fahrzeugs repräsentatives erstes Signal mit einem gewichtetem Schätzsignal additiv überlagert wird. Das gewichtete Schätzsignal wird aus einer Multiplikation eines geschätzten Querbeschleunigungssignals mit einem Wichtungsfaktor erhalten, wobei das geschätzte Querbeschleunigungssignal aus einem Lenkwinkeleinschlagssignal und einen Geschwindigkeitssignal des Fahrzeuges erzeugt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System der gattungsgemäßen Art anzugeben, mittels denen in einfacher und sicherer Weise eine Regelung der Bewegung eines Fahrzeugaufbaus mit elektronisch ansteuerbaren Aktuatoren (Dämpfern) unter Berücksichtigung eines harmonischen Bewegungsablaufes möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Sensorsignale dem Dämpferregler unmittelbar und zusätzlich als voreilendes Sensorsignal zugeführt werden und der Dämpferregler zur Ermittlung des wenigstens einen Steuersignales wahlweise auf das unmittelbare und/oder das voreilende Sensorsignal zurückgreift, ist vorteilhaft möglich, in einfacher Weise das wenigstens eine Steuersignal derart bereitzustellen, dass die zeitliche Wirkungsdauer der Aktuatoren an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
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Die vorliegende Erfindung besteht im Kern darin, am Eingang der Regeleinrichtung nicht nur ein gegenüber dem ursprünglichen Eingangssignal voreilendes Signal zu benutzen, sondern darüber hinaus noch das ursprüngliche Eingangssignal der Regeleinrichtung weiterhin zur Verfügung zu stellen. Am Eingang der Regeleinrichtung stehen somit das voreilende Signal und das ursprüngliche Eingangssignal gleichzeitig zur Verfügung. Die vorliegende Erfindung schlägt weiterhin vor, die beiden Signale miteinander zu kombinieren. Eine Möglichkeit hierzu kann darin bestehen, die beiden genannten Signale miteinander zu überlagern.
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Eine andere Möglichkeit kann darin bestehen, jeweils eines der beiden Eingangssignale wahlweise auf den Eingang der Regeleinrichtung aufzuschalten. Will man erreichen, dass der Regelungsvorgang möglichst früh einsetzt (und durch den frühen Einsatz zum Beispiel mögliche Trägheiten und Totzeiten der Regeleinrichtung ausgeglichen werden) und gleichzeitig verhindern, dass der Regelungsvorgang durch das voreilende Eingangssignal zu früh beendet wird, so kann man gemäß der vorliegenden Erfindung den Start des Regelungsvorgangs durch das voreilende Signal beginnen und den Regelungsvorgang dann mit dem ursprünglichen Eingangssignal fortsetzen beziehungsweise beenden.
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Selbstverständlich ist es aber auch umgekehrt im Rahmen der Erfindung möglich, falls dies erwünscht ist, die Länge des Regelungsvorgangs dadurch abzukürzen, indem man die Regelung mit dem ursprünglichen Eingangssignal startet und den Regelungsvorgang mit dem in Form eines Vorhalts voreilenden Signal beendet. Das Prinzip der Erfindung kann also darin gesehen werden, dass das weitere Signal mit Vorhalt mit dem ursprünglichen Eingangssignal kombiniert wird, indem vorzugsweise jeweils eines der beiden Signale an dem Eingang der Regeleinrichtung wirksam geschaltet wird.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine differenzierte Signalgröße als Ursprung zur Berechnung des Vorhaltesignales dient. Bekanntlich eilt ein differenziertes Signal dem eigentlichen Signal vor, wobei die Voreilung bei einem sinusförmigen Signal 90° beträgt. Hierdurch wird die Ermittlung des voreilenden Signales besonders einfach möglich. Da eine derartige Größe der Voreilung nicht immer erwünscht ist, ist bevorzugt vorgesehen, das gebildete voreilende Signal zu bearbeiten, um die gewünschte Phasenverschiebung zu erreichen. Dies kann in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung mittels nachgeschalteter Filter geschehen.
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Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, das voreilende Signal über ein Phasenfilter aus dem eigentlichen Signal zu erhalten. Der Vorteil der Verwendung von Phasenfiltern besteht im Wesentlichen darin, dass im Gegensatz zu der Verwendung eines Differenzierers die gewünschte Phasenlage unmittelbar eingestellt werden kann, so dass nicht noch zusätzliche Filter benötigt werden.
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Insbesondere, wenn von dem unmittelbaren Signal auf das voreilende Signal oder umgekehrt am Eingang der Regeleinrichtung umgeschaltet wird, ist es möglich, dass das Eingangssignal einen Sprung macht, der einen dementsprechenden Sprung im Steuersignal am Ausgang des Reglers beziehungsweise der Stellgröße bewirkt. Hier ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die beiden Signale derart zu kombinieren, dass sich ein möglichst harmonischer Verlauf des Steuersignals beziehungsweise Stellsignals am Ausgang des Reglers beziehungsweise des Stellgliedes ergibt.
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Darüber hinaus ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Kombination der Signale mit und ohne Vorhalt derart erfolgt, dass sich das Maximum der Regleranforderungen eines nachgeschalteten Reglers aus den Regleranforderung aufgrund des Signals ohne Vorhalt und den Regleranforderungen aufgrund des (Delta-)Signals mit Vorhalt ergeben. Das angewandte Verfahren besteht darin, von den beiden zur Verfügung stehenden Eingangssignalen dasjenige auszuwählen, bei welchem die Anforderung vom Regler an das Stellglied einen Maximum ist. Geht man davon aus, dass einer erhöhten Anforderung vom Regler auch ein erhöhtes Eingangssignal zugeordnet ist, so lässt sich die beschriebene Strategie derart umsetzen, dass von dem Eingangssignal und dem voreilenden Signal jeweils dasjenige wirksam geschaltet wird, dessen (absoluter) Betrag größer ist. Beim Umschalten von einem Eingangssignal auf das andere entsteht regelmäßig ein Sprung. Ein derartiger Sprung äußert sich im Ergebnis in einem Sprung der Stellgröße, der in der Regel vermieden werden soll, um Materialbelastungen zu vermeiden oder, im Falle einer Fahrzeugdämpfung, Diskkomfort zu vermeiden. Daher empfiehlt es sich, nach Möglichkeit den Wechsel der Eingangssignale dann vorzunehmen, wenn die durch den Regler abgegebene Anforderung niedrig ist. Handelt es sich bei den Eingangssignalen um Schwingungen, so besitzen diese einen Nulldurchgang, bei dem auch die Anforderung durch den Regler null ist oder zumindest sehr klein ist. Der Wechsel der Eingangsgrößen sollte dementsprechend möglichst in einem Bereich vorgenommen werden, in dem der Nulldurchgang der Schwingungen liegt.
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Bei einem Regelungssystem zur Dämpfung des Aufbaus eines Fahrzeugs ist erwünscht, dass bei einer Regelung auf die Aufbaugeschwindigkeit das Regelungssystem beim Anwachsen der Geschwindigkeit möglichst früh einsetzen sollte, damit von der Federung weniger Energie in den Aufbau eingebracht ist, bevor der Dämpfer anspricht. Andererseits dürfen aber auch die Phasenverschiebungen zwischen den Eingangssignalen nicht zu groß gemacht werden, da mit der Phasenverschiebung auch die Sprünge beim Umschalten der Eingangssignale anwachsen. Um hier ein vernünftiges Maß zu finden, ist in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Phasenverschiebung derart vorzunehmen, dass die System-Totzeiten oder Systemverzögerungen im System kompensiert werden können. Die Umschaltung von einem Eingangssignal auf das andere sollte dann wieder vorgenommen werden, wenn die Anforderungen durch den Regler gering sind.
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Um bei möglichst geringen Anforderungen durch den Regler umzuschalten, ist ferner in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Kombination der Signale mit und ohne Vorhalt derart erfolgt, dass das Vorhaltesignal nur dann verwendet wird, wenn es größer als das Signal ohne Vorhalt ist und wenn die Bewegung des Signals ohne Vorhalt abgeklungen ist, das heißt nachdem dieses einen Nulldurchgang durchlaufen hat. Hierdurch wird erreicht, dass der Regelungsvorgang zum einen mit einer erhöhten Steuergröße einsetzt, zum anderen aber nicht mit dem Vorhalt-Signal früher aufhört, sondern erst mit dem Eingangssignal ohne Vorhalt. Hinsichtlich der Dämpfung von einem Fahrzeug hat dies den Vorteil, dass sowohl Totzeiten des Systems und Systemverzögerungen beseitigt werden können und der Dämpfer bei fallender Aufbaugeschwindigkeit nicht zu früh weich geschaltet wird und damit der Fahrzeugaufbau durchsackt. Die Schaltzeiten sind dabei jeweils durch den Nulldurchgang des Eingangssignals vorgegeben und somit recht leicht bestimmbar. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung auch andere Strategien möglich, so weit sie nur hinreichend sinnvoll sind.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kombination der Signale mit und ohne Vorhalt derart erfolgt, dass das betragsmäßig größere Signal gewählt wird. Hierdurch erfolgt die Umschaltung etwas früher als in dem zuvor beschriebenen Verfahren, so dass sie jeweils etwas früher einsetzt und etwas früher aufhört. Vorteilhaft bei dieser Strategie ist, dass ungefähr symmetrisch beim Durchgang des Geschwindigkeitssignals durch die Null-Achse geschaltet wird, so dass die Sprünge in einen Bereich mit besonders niedrigen Anforderungen durch den Regler fallen.
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Es ist auch im Sinne der Erfindung, im Bedarfsfall die beiden zuletzt genannten Strategien zu kombinieren, etwa indem man zum Beispiel einen früheren Einsatz der Regelung aber eine spätere Beendigung der Regelung erreichen möchte.
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Vielfach ist es erwünscht, den zeitlichen Einsatz der Regelung von anderen Parametern abhängig zu machen, wie beispielsweise Zustand der Straße, Komfort-Wünsche des Fahrers und dergleichen.
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Hierzu ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Kombination der Signale mit und ohne Vorhalt derart erfolgt, dass außerhalb einer zu definierenden Schwelle das betragsmäßig größere Signal gewählt wird und innerhalb der Schwelle das Signal mit Vorhalt dann gewählt wird, wenn es betragsmäßig größer ist als der Betrag des Signals ohne Vorhalt abzüglich eines Deltawertes. Dabei wird beim Vergleich der beiden Signale, um den Zeitpunkt des Wechsels der Eingangssignale zu bestimmen, von dem Signal ohne Vorhalt ein einstellbarer Deltawert abgezogen. Je größer der Deltawert wird, desto früher setzt die Regelung ein. Auf diese Weise lässt sich der zeitliche Einsatz des Wechsels der Eingangssignale weitgehend variieren.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufbaugeschwindigkeit eines Fahrzeugaufbaus als Sensorsignal verwendet wird, wobei weiter bevorzugt die Aufbaugeschwindigkeit aus einer Aufbaubeschleunigung, insbesondere durch Integration, ermittelt wird.
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Dabei kann man in Weiterbildung der Erfindung den Zeitpunkt der Umschaltung von dem Maximum des Stromverlaufs am Ausgang des Reglers beziehungsweise am Ausgang des Stellgliedes oder aber vom Maximum der Dämpferkraft abhängig machen, die durch die beiden Eingangssignale bedingt sind. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass der Stromverlauf relativ einfach zu bestimmen ist, während die Bestimmung der Dämpferkraft größeren Aufwand benötigt aber für das Fahrgefühl der Fahrzeuginsassen wesentlicher ist. Zeitlich wird der Verlauf der Kraft in der Regel gegenüber dem Stromverlauf aufgrund von Totzeiten des Systems und Systemverzögerungen nachhinken.
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Zusammenfassend lässt sich die Erfindung wie folgt beschreiben:
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Bei der vorliegenden Erfindung wird parallel zu einem Sensorsignal ein voreilendes Signal erzeugt, das einen gewissen zeitlichen Vorhalt beziehungsweise „Vorsprung“ bezüglich des Sensorsignals besitzt. Dies kann zum Beispiel durch ein entsprechendes Phasenfilter erfolgen oder aber durch die Verwendung einer abgeleiteten Größe über der Zeit. Die Ableitung besitzt bei einem sinusförmigen Signalverlauf einen 90°-Vorhalt gegenüber dem Sensorsignal. Ein Teil dieses Vorhalts kann nun genutzt werden, um das Vorhalte-Signal beispielsweise zu glätten. Wichtig ist, dass ein Teil des Vorhalts dazu genutzt wird, ein Vorhaltesignal zu erzeugen. Dies kann sowohl in Form einen Absolutsignals als auch in Form eines Deltasignals erfolgen.
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Wichtig ist nun, in welcher Form das Sensorsignal und das voreilende Signal miteinander kombiniert werden. Hierbei können unterschiedliche Kriterien eine Rolle spielen. In den meisten Fällen ist es wichtig, ein Reglerausgangssignal zu erzeugen, dass zwar einen Vorhalt besitzt aber gleichzeitig nicht zu früh wieder abnimmt. Das heißt, das voreilende Signal wird verwendet, um möglichst früh ein Reglerausgangssignal und somit eine Stellanforderung zu ermitteln und das Sensorsignal wird verwendet, damit die Stellanforderung bis zum Ende aufrechterhalten wird.
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Am Beispiel der Dämpferregelung soll das Aufbaugeschwindigkeitssignal mit einem Vorhalt ergänzt werden. Dies kann zum Beispiel unter Verwendung der Aufbaubeschleunigung erfolgen. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn das Aufbaugeschwindigkeitssignal als Messgröße bereits vorliegt. Andernfalls kann ein Vorhalt auch der Aufbaugeschwindigkeit selbst über ein entsprechendes Phasenfilter erzeugt werden.
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Nun soll ein neues Aufbaugeschwindigkeitssignal erzeugt werden, dass sich aus dem ursprünglichen Signal und dem Signal mit Phasenvorhalt zusammensetzt. Wichtig ist hierbei, dass möglichst frühzeitig einer Bewegung entgegengewirkt wird (hierfür wird vorteilhafterweise das Signal mit Vorhalt verwendet) und dass andererseits die Bewegung bis zum Ende über eine Kraft abgestützt wird (dies geschieht über das ursprüngliche Signal). Würde man nur das Signal mit Phasenvorhalt verwenden, wird zwar die Anfangsbewegung besser gedämpft, es stellt sich jedoch das Gefühl ein, dass das Fahrzeug am Ende der Bewegung wegsackt.
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Entscheidend für einen harmonischen Bewegungsaufbau ist auch hier die Kombination der Signale mit und ohne Vorhalt. Das resultierende Signal soll als Signal mit bedingtem Vorhalt bezeichnet werden, da es sich je nach „Bedingung“ um das Signal mit oder das Signal ohne Vorhalt handelt.
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Bei der ersten Variante wird erst das Vorhaltesignal verwendet, wenn die ursprüngliche Bewegung gänzlich abgeklungen ist (das heißt auf 0 ist).
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In der zweiten Variante gibt es einen Übergangsbereich um 0 herum, in dem von dem Signal ohne Vorhalt auf das Signal mit Vorhalt und umgekehrt gewechselt wird. Dies berücksichtigt, dass um 0 herum meist nur keine Stromerhöhung vom Regler gefordert wird. Der Strom sinkt in Variante 2 daher nicht wie bei Variante 1 auf ein Minimum ab, um dann wieder sprunghaft anzusteigen, sondern der Strom wird bis zu einer Grenze erniedrigt und dann wieder erhöht. Obwohl das Geschwindigkeitssignal in Variante 2 Sprünge aufweist, sind diese im Stromverlauf am Ausgang des Reglers kaum noch zu sehen, da um 0 herum meist keine Stromerhöhung gefordert wird und somit das Stromsignal einfach nicht bis auf Minimum herabsinkt, sondern vorher wieder angehoben wird.
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Entscheidend für harmonische Bewegung des Fahrzeugs ist alleine der resultierende Kraftverlauf. Daher empfiehlt sich meist Variante 2 gegenüber Variante 1.
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Diese Art der Kombinationsvorhalte kann auch für beliebige andere Systeme verwendet werden. Sie empfiehlt sich besonders bei Systemen, deren Reglereingangsgrößen relativ harmonische Schwingungen ausführen, zum Beispiel aufgrund von dominanten Eigenfrequenzen, und wenn ein Vorhaltesignal bereits systemimmanent im Form eines abgeleiteten Signals gegeben ist, zum Beispiel über eine Sensorgröße oder ein internes Modell (Beobachter, Schätzer oder ähnliches).
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Die Aufgabe wird ferner durch ein System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges mit den in Anspruch 15 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass dem Dämpferregler eine Vorhalteeinrichtung vorgeschaltet ist, mittels der aus den Sensorsignalen ein voreilendes Signal generierbar ist, und der Dämpferregler wahlweise mit dem Sensorsignal und/oder dem voreilenden Signal beaufschlagbar ist, ist vorteilhaft möglich, den Dämpferregler modular aufzubauen und in im Fahrzeug bestehende Systeme, beispielsweise in ein Steuergerät, in einfacher Art und Weise zu integrieren und gleichzeitig den Dämpferregler in seinem Aufbau einfach zu halten und gleichzeitig einen zeitlichen Ablauf beziehungsweise zeitliche Wirkdauerder Dämpfung zu variieren.
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Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 16 gelöst.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Dämpferregelung;
- 2 eine Prinzipskizze eines Kraftfahrzeuges mit vertikalen Eck-Aufbaugeschwindigkeiten;
- 3 eine Prinzipskizze eines Kraftfahrzeuges mit vertikalen Modal-Aufbaugeschwindigkeiten;
- 4 eine Prinzipskizze eines Kraftfahrzeuges mit im Dämpfersystem angeordneten Sensoren und den resultierenden Rad-, Aufbau- und Dämpfergeschwindigkeiten;
- 5 ein Blockschaltbild eines Standardregelkreises;
- 6 ein Blockschaltbild eines erweiterten Regelkreises;
- 7 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Regelkreises;
- Figuren verschiedene Blockschaltbilder von Vorhalteeinrichtungen; 8 bis 11
- Figuren Beispiele von Flussdiagrammen zur Berechnung einer Aufbaugeschwindigkeit 12 und 13 bei bedingtem Vorhalt und
- Figuren beispielhafte Signalverläufe. 14 und 15
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1 zeigt schematisch in Draufsicht ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Kraftfahrzeug. Aufbau und Funktion von Kraftfahrzeugen sind allgemein bekannt, so dass im Rahmen der vorliegenden Beschreibung hierauf nicht näher eingegangen wird.
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Das Kraftfahrzeug 10 besitzt vier Räder 12, 14, 16 und 18. Die Räder 12, 14, 16 und 18 sind über eine bekannte Radaufhängung an einem Aufbau 20 des Kraftfahrzeuges 10 befestigt. Unter Aufbau 20 wird im Rahmen der Erfindung allgemein die Fahrzeugkarosserie mit der Fahrgastzelle verstanden. Zwischen den Rädern 12, 14, 16 und 18 einerseits und dem Aufbau 20 ist jeweils ein Dämpfer 22, 24, 26 beziehungsweise 28 angeordnet. Die Dämpfer 22, 24, 26 und 28 sind parallel zu nicht dargestellten Federn angeordnet. Die Dämpfer 22, 24, 26 und 28 sind beispielsweise als semi-aktive Dämpfer ausgebildet, das heißt, durch Anlegen eines Steuersignals an ein Stellmittel der Dämpfer kann die Dämpferkraft variiert werden. Das Stellmittel ist üblicher Weise als elektromagnetisches Ventil ausgebildet, so dass das Stellsignal ein Steuerstrom für das Ventil ist.
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Jedem Rad beziehungsweise jedem Dämpfer ist ein Wegsensor 30, 32, 34 beziehungsweise 36 zugeordnet. Die Wegsensoren sind als Relativwegsensoren ausgebildet, das heißt, diese messen eine Veränderung des Abstandes des Aufbaus 20 von dem jeweiligen Rad 12, 14, 16 beziehungsweise 18. Typischerweise werden hier so genannte Drehwinkel-Wegsensoren eingesetzt, deren Aufbau und Funktion allgemein bekannt sind.
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Der Aufbau 20 umfasst ferner drei an definierten Punkten angeordnete Vertikalbeschleunigungssensoren 38, 40 und 42. Diese Beschleunigungssensoren 38, 40 und 42 sind fest an dem Aufbau 20 angeordnet und messen die Vertikalbeschleunigung des Aufbaus im Bereich der Räder 12, 14 beziehungsweise 18. Im Bereich des linken hinteren Rades 16 kann die Beschleunigung aus den drei anderen Beschleunigungssensoren rechnerisch ermittelt werden, so dass hier auf die Anordnung eines eigenen Beschleunigungssensors verzichtet werden kann.
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Die Anordnung der Sensoren ist hier lediglich beispielhaft. Es können auch andere Sensoranordnungen, beispielsweise ein vertikaler Aufbaubeschleunigungssensor und zwei Drehwinkelsensoren oder dergleichen, zum Einsatz kommen.
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Das Kraftfahrzeug 10 umfasst ferner ein Steuergerät 44, das über Signal- beziehungsweise Steuerleitungen mit den Stellmitteln der Dämpfer 22, 24, 26 und 28, den Wegsensoren 30, 32, 34 und 36 und den Beschleunigungssensoren 38, 40 und 42 verbunden ist. Das Steuergerät 44 übernimmt die nachfolgend noch näher zu erläuternde Dämpferregelung. Daneben kann das Steuergerät 44 selbstverständlich auch weitere, hier nicht zu betrachtende Funktionen innerhalb des Kraftfahrzeuges 10 übernehmen. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst ferner ein Schaltmittel 46, beispielsweise einen Taster, ein Drehrad oder dergleichen, mittels dem von einem Fahrzeugführer eine Anforderung an die Bewegung des Aufbaus 20 gewählt werden kann. Hier kann beispielsweise zwischen der Anforderung „Komfort“, der Anforderung „Sport“ und der Anforderung „Basis“ gewählt werden. Die Wahl ist entweder stufenförmig zwischen den drei Modi oder stufenlos mit entsprechenden Zwischenmodi möglich.
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Das Schaltmittel 46 ist ebenfalls mit dem Steuergerät 44 verbunden.
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2 zeigt eine Prinzipskizze des Kraftfahrzeuges 10, wobei hier der Aufbau 20 als ebene Fläche angedeutet ist. An den Ecken des Aufbaus 20 sind jeweils die Räder 12, 14, 16 und 18 über eine Feder-Dämpfer-Kombination in an sich bekannter Art und Weise angeordnet. Die Feder-Dämpfer-Kombination besteht aus den Dämpfern 22, 24, 26 und 28 und jeweils parallel geschalteten Federn 48, 50, 52 und 54. An den Ecken des Aufbaus 20 sind die in 1 dargestellten Beschleunigungssensoren 38, 40 beziehungsweise 42 angeordnet, mittels denen die vertikale Geschwindigkeit an den Ecken des Aufbaus 20 bestimmt werden kann. Hierbei handelt es sich um die Geschwindigkeiten vA_vl (Geschwindigkeit Aufbau vorne links), vA_vr (Geschwindigkeit Aufbau vorne rechts), vA_hl (Geschwindigkeit Aufbau hinten links) und vA_hr (Geschwindigkeit Aufbau hinten rechts). Die Geschwindigkeit kann aus den mittels der Beschleunigungssensoren gemessenen Beschleunigungen durch Integration errechnet werden.
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3 zeigt wiederum die Prinzipskizze des Kraftfahrzeuges 10, wobei gleiche Teile wie in den vorhergehenden Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert sind. In einem Schwerpunkt 56 sind die Modalbewegungen des Aufbaus 20 verdeutlicht. Dies ist einerseits ein Hub 58 in vertikaler Richtung (z-Richtung), ein Nicken 61, das heißt eine Drehbewegung um eine in der y-Achse liegende Querachse, und ein Wanken 63, das heißt eine Drehbewegung um eine in der x-Achse liegende Längsachse des Kraftfahrzeuges 10.
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4 zeigt eine weitere Prinzipskizze des Kraftfahrzeuges 10, wobei hier, in Ergänzung zu der Darstellung in 2, weitere Signale dargestellt sind. Zusätzlich sind hier die Dämpfergeschwindigkeiten vD dargestellt, wobei vD_vl die Dämpfergeschwindigkeit für den Dämpfer 22 (vorne links), vD_vr die Dämpfergeschwindigkeit für den Dämpfer 24 (vorne rechts), vD_hl die Dämpfergeschwindigkeit für den Dämpfer 26 (hinten links) und vD_hr die Dämpfergeschwindigkeit für den Dämpfer 28 (hinten rechts) ist. Die Dämpfergeschwindigkeiten können über eine Differenzierung aus den Signalen der Wegsensoren 30, 32, 34 beziehungsweise 36 (1) ermittelt werden. In 4 sind ferner die Radgeschwindigkeiten vR angedeutet. Hier steht Geschwindigkeit vR_vl für das Rad 12 (vorne links), vR_vr für das Rad 14 (vorne rechts), vR_hl für das Rad 16 (hinten links) und vR_hr für das Rad 18 (hinten rechts). Die Radgeschwindigkeiten vR können beispielsweise über Radbeschleunigungssensoren ermittelt werden.
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Da sowohl die Aufbaugeschwindigkeiten vA, die Dämpfergeschwindigkeiten vD und die Radgeschwindigkeiten vR alle den gleichen Richtungsvektor besitzen (in z-Richtung), besteht der Zusammenhang vD=vA-vR. Hierdurch müssen nicht alle Messgrößen in Form von Messsignalen vorliegen, sondern können aus den anderen Messgrößen errechnet werden.
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In 5 ist ein Standardregelkreis dargestellt. Dieser besteht aus einer Strecke 90, einem Regler 92 und einer negativen Rückkopplung der Regelgröße, das heißt des Ist-Wertes auf dem Regler 92. Die Regeldifferenz wird aus der Differenz zwischen Soll-Wert (Führungsgröße) und Regelgröße berechnet. Die Stellgröße wirkt auf die Strecke 90 und damit auf die Regelgröße. Die Störgröße bewirkt eine, normalerweise unerwünschte, Veränderung der Regelgröße, die kompensiert werden muss. Die Eingangsgröße des Reglers 92 ist die Differenz aus dem gemessenen Ist-Wert der Regelgröße und dem Soll-Wert. Der Soll-Wert wird auch als Führungsgröße bezeichnet, dessen Wert durch den gemessenen Ist-Wert nachgebildet werden soll. Da der Ist-Wert durch Störgrößen verändert werden kann, muss der Ist-Wert dem Soll-Wert nachgeführt werden. Eine in einem Vergleicher 94 festgestellte Abweichung des Ist-Wertes von dem Soll-Wert, die so genannte Regeldifferenz, dient als Eingangsgröße für den Regler 92. Durch den Regler 92 wird festgelegt, wie das Regelungssystem auf die festgestellten Abweichungen reagiert, beispielsweise schnell, träge, proportional, integrierend oder dergleichen. Als Ausgangsgröße des Reglers 92 ergibt sich eine Stellgröße, welche auf eine Regelstrecke 90 Einfluss nimmt. Die Regelung dient hauptsächlich zur Beseitigung von Störgrößen, um diese auszuregeln.
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In 6 ist eine detailliertere Darstellung des Regelkreises gemäß 5 dargestellt. Es ist ein erweiterter Regelkreis mit den zusätzlichen Elementen Stellglied 96 und Messglied 98 gezeigt. Im Beispiel der erfindungsgemäßen Dämpferregelung setzt sich die Stelleinrichtung beziehungsweise das Stellglied 96 aus einer elektronischen Komponente und einer elektrohydraulischen Komponente zusammen. Die elektronische Komponente entspricht dem Stromregler im Steuergerät 44, während die elektro-hydraulische Komponente dem elektrisch ansteuerbaren Ventil der Dämpfer 22, 24, 26 beziehungsweise 28 entspricht. In den nachfolgenden Ausführungen sollen diese jedoch nicht weiter betrachtet werden. Diese werden als ideal angenommen beziehungsweise ihr Einfluss wird vernachlässigt. Somit stimmt idealisiert der Reglerausgang, der die Steuergröße liefert, mit der Stellgröße überein oder ist zu dieser zumindest proportional. Der Regler 92 gemäß 5 ist hierbei aufgeteilt in den eigentlichen Regler 92 und das Stellglied 96. Der Regler 92 dient dazu, eine Größe zu bestimmen, mit der auf eine durch den Vergleicher 94 festgestellte Regeldifferenz über das Stellglied 96 reagiert werden soll. Das Stellglied 96 liefert die notwendige Energie in der geeigneten physikalischen Form, um auf den Prozess beziehungsweise die Regelstrecke einzuwirken. In dem Messglied 98 wird der Ist-Wert gemessen. Die Störgröße kann bei einer Regelung der Bewegung eines Fahrzeugaufbaus 20 in Unebenheiten der Fahrbahn, seitlich wirkenden Kräften, wie beispielsweise Wind oder dergleichen, oder ähnlichen Einflüssen begründet sein.
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7 verdeutlicht, dass erfindungsgemäß dem Regler 92 eine Vorhalteeinrichtung 100 vorgeschaltet ist, in dem die Sensorsignale verarbeitet werden, so dass zusätzlich voreilende Sensorsignale am Eingang des Reglers 92 anliegen. Auf Aufbau und Funktion der Vorhalteeinrichtung 100 wird nachfolgend näher eingegangen.
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Ein wichtiges Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist die Regelung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Regelung derart geschehen soll, dass die Geschwindigkeit an den Ecken des Aufbaus gegen null geregelt wird. In diesem Fall ist der Soll-Wert also null und der Ist-Wert der Aufbaugeschwindigkeit entspricht der Regeldifferenz. Der Regler 92 gibt in Abhängigkeit von der Regeldifferenz eine Stellgröße aus, mit welcher die Regelstrecke beeinflusst werden kann, indem beispielsweise mittels eines Dämpfers (Aktor) die Kraft eingestellt wird, mit welcher der Dämpfer sich der Bewegung des Aufbaus entgegen stellt. Um den (verstellbaren) Dämpfer verstellen zu können, muss ein vorzugsweise proportional arbeitendes Ventil betätigt werden. Hierzu muss der Regler den notwendigen Strom als Stellgröße zur Verfügung stellen.
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Bei dem in der vorliegenden Erfindung bevorzugten Beispiel wird das Stellglied 96 im Wesentlichen durch eine geregelte Stromquelle in einem Steuergerät, Verbindungskabel und einen Teil des Dämpfers gebildet, welcher das Stromsignal der geregelten Stromquelle aufnimmt. Bei der zu stellenden Größe (Stellgröße) am Ausgang des Stellgliedes, welche die zu regelnde Größe (Regelgröße) beeinflusst, handelt es sich bei dem bevorzugten Beispiel gemäß der Erfindung um die Ventilposition im Dämpfer. In einem semi-aktiven Dämpfer hängt die zur Beruhigung des Aufbaus über den Dämpfer zur Verfügung stehende Kraft von der relativen Geschwindigkeit des Dämpfers und dem Strom ab, mit dem das Ventil des Dämpfers angesteuert wird. Lässt man die Bewegung des Rades außer Acht, so führt eine hohe Geschwindigkeit des Aufbaus zu einem hohen Ausgangssignal des Reglers in Form einer Steuergröße, die in dem Stellglied zu einem entsprechend großen Strom umgesetzt werden kann. Dieser Strom kann beispielsweise in bestimmten Geschwindigkeitsbereichen proportional zur Geschwindigkeit des Aufbaus sein, so dass gegen die Bewegung des Aufbaus erhebliche Kräfte wirken, die in der Geschwindigkeit des Aufbaus selbst und der entsprechend großen Stellgröße (Strom) begründet sind, durch welches das Ventil sich in Schließrichtung bewegt.
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8 zeigt die Vorhalteeinrichtung 100, welche beispielsweise vor den Eingang des Reglers 92 geschaltet sein kann. In dem Ausführungsbeispiel entspricht das Eingangssignal ohne Vorhalt x der Geschwindigkeit des Aufbaus vA, während das zweite Signal x' das differenzierte Signal von x, das heißt seine Ableitung ist. Unter der Voraussetzung, dass es sich bei x um eine Schwingung handelt, ist x' gegenüber x um 90° in der Phase vorverlegt. Der Filter 102 hat die Aufgabe, das Signal x' hinsichtlich Phase und Amplitude zu bearbeiten. Am Ausgang des Filters 102 liegt schließlich ein Signal Z an, welches in einem Addierer 104 zu dem Eingangssignal x addiert wird, so dass an dem Ausgang des Addierers 104 ein zweites Eingangssignal x_vorh ansteht, welches gegenüber dem ersten Eingangssignal x die gewünschte Amplitude und Phasenverschiebung besitzt. In einem Kombinierer 106 werden die Eingangssignale x und x_vorh in geeigneter und weiter oben ausführlich beschriebener Weise miteinander kombiniert, indem beispielsweise jeweils nur eines der beiden Eingangssignale wirksam geschaltet wird. Die Kombination der beiden Eingangssignale kann am Ausgang des Kombinierers 106 als kombiniertes Ausgangssignal x* abgegriffen werden, welches dem Eingang des Reglers 92 zugeführt werden kann.
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Die Ausgestaltung der Vorhalteeinrichtung 100 in 9 unterscheidet sich von der nach 8 nur dadurch, dass auf den Addierer 104 verzichtet wurde und die Wirkungsweise des Addierers durch einen geänderten Aufbau des Filters 102 verwirklicht wurde. Dabei bildet der Filter 102 entweder direkt das Ausgangssignal x_vorh oder verändert x' in geeigneter Weise zu x'_vorh derart, dass es von dem Kombinierer 106 wiederum in Verbindung mit dem ersten Signal x in ein geeignetes Ausgangssignal x* umgesetzt werden kann.
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Ein wiederum anderer Aufbau der Vorhalteeinrichtung 100 ist in 10 dargestellt, welcher weitgehend 8 entspricht, nur dass das Zusatz-Signal Z in diesem Falle aus dem ersten Eingangssignal x gebildet wird. In 11 wurde gegenüber 10 wiederum auf den Addierer 104 verzichtet, so dass x_vorh nunmehr direkt im Filter 102 aus den Signal x gebildet wird.
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In 12 ist ein Flussdiagramm zur Berechnung der Aufbaugeschwindigkeit vA mit bedingtem Vorhalt dargestellt. Diese Berechnung erfolgt in dem Kombinierer 106, wie er in den 8 bis 11 jeweils dargestellt ist. In einem Schritt 110 wird zunächst die Aufbaugeschwindigkeit vA berechnet. Anschließend wird in einem Schritt 113 die Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil vA_vorh berechnet. Ein Vergleicher 114 vergleicht dann, ob die Aufbaugeschwindigkeit vA > 0 ist. Ist vA > 0 wird in einem Schritt 116 als neue Aufbaugeschwindigkeit vA*=max (vA, vA_vorh) vorgegeben. Ist die Aufbaugeschwindigkeit vA < 0 wird in einem Schritt 118 die neue Aufbaugeschwindigkeit vA*=min (vA, vA_vorh) vorgegeben. Es erfolgt somit quasi eine Kombination der Aufbaugeschwindigkeit vA und der Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalt vA_vorh derart, dass das betragsmäßig größere Signal vA* als Reglereingangssignal ausgewählt wird. Bei diesem konkreten Beispiel bildet das Sensorsignal vA das Eingangssignal x und das voreilende Sensorsignal vA_vorh das voreilende Eingangssignal x_vorh entsprechend der 8 bis 11.
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13 zeigt eine abgewandelte Variante zur Berechnung der Aufbaugeschwindigkeiten bedingten Vorhalt ebenfalls in einem Flussdiagramm. In einem Schritt 110 wird wiederum die Aufbaugeschwindigkeit vA berechnet. Im Schritt 112 erfolgt die Berechnung der Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil vA_vorh. In einem Vergleicher 120 wird die Aufbaugeschwindigkeit vA mit einem definierten Schwellwert Schwelle_vA verglichen. Ist die Aufbaugeschwindigkeit vA kleiner als der Schwellwert Schwelle_vA wird in einem Vergleicher 122 verglichen, ob die Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil vA_vorh größer oder gleich ist als eine Differenz zwischen der Aufbaugeschwindigkeit und einem vorgebbaren Delta_vA-Wert. Der Deltawert bestimmt dabei den Zeitpunkt, zu dem die Regelung einsetzen soll. Ist die Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil größer als dieser Vergleichswert, wird als neue Geschwindigkeit vA* im Regler 92 die Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil vA_vorh vorgegeben.
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Ermittelt der Vergleicher 120, dass die Aufbaugeschwindigkeit größer oder gleich dem vorgegebenen Schwellwert Schwelle_vA ist, wird in einem Vergleicher 124 verglichen, ob die Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalt vA_vorh größer oder gleich der Aufbaugeschwindigkeit vA ist. Ist dies der Fall, wird über den Schritt 123 ebenfalls als Eingangssignal für den Regler 92 vorgegeben, dass die neue Geschwindigkeit gleich der Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil vA_vorh ist. Ist die Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil vA_vorh kleiner als die Aufbaugeschwindigkeit, wird über den Vergleicher 124 in einem Schritt 126 als Eingangssignal für den Regler 92 als neue Geschwindigkeit vA* die Aufbaugeschwindigkeit vA vorgegeben. Der Schritt 126 kommt auch zum Tragen, wenn der Vergleicher 122 feststellt, dass die Aufbaugeschwindigkeit mit Vorhalteanteil vA_vorh kleiner als die Differenz aus der Aufbaugeschwindigkeit vA und dem Wert Delta_vA ist.
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14 zeigt die Abbildung eines in dem Kombinierer 106 entsprechend dem Flussdiagramm in 12 gebildeten Signals x*. Es ist zu erkennen, dass x_vorh dem Signal x etwa 10° voreilt. Sobald das erste Signal x durch den Nullpunkt geht, schaltet der Kombinierer 106 die Wirksamkeit des Signals x ab und schaltete das Signal x_vorh wirksam. Hierdurch wird zwar kein früherer Einsatz der Regelung erreicht, aber das Eingangssignal des Reglers wird sprunghaft angehoben, so dass es die Wirkung zeigt, als ob es bereits früher eingeschaltet worden wäre und einen gewissen Anstieg hinter sich hat. Wichtig ist der Übergang etwa im Maximum von x_vorh auf x, so dass verhindert wird, dass die Regelung eher abschaltet, sondern erst entlang dem Signal x nach unten die Nulllinie durchbricht.
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In 15 wird die Wirkungsweise des Kombinierers 106 dargestellt, wie sie im Zusammenhang mit dem Flussdiagramm in 13 erläutert wurde. Diese Ausgestaltung ist insofern vorteilhaft, als zum einen der Beginn der Regelung tatsächlich gegenüber x vorverlegt wird und außerdem der Sprung etwa symmetrisch zu der Nulllinie ist, wodurch erreicht wird, dass eine nachgeschaltete Regleranforderung nicht bis auf null absinkt, sondern auf einem gewissen Anforderungs-Niveau bleibt und somit die aus der Regleranforderung resultierende Aktorkraft kontinuierlich angefordert wird und nicht sprunghaft geändert wird.
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Die Erfindung betrifft also ein Verfahren oder Regelungssystem/Regelungskomponente zur Berechnung eines Reglereingangssignals mit bedingtem Vorhalteanteil, wobei das eigentliche Reglereingangsignal und ein weiteres Signal oder Deltasignal mit Vorhalt über Bedingungen miteinander kombiniert werden, wobei der Vorhalteanteil dazu verwendet wird, eine Reglerausgangsgröße eines nachgeschalteten Reglers möglichst frühzeitig anzufordern und eine ausreichend lange Reglerausgangsgrößenanforderung des nachgeschalteten Reglers über das Signal ohne Vorhalt erfolgt.
