DE102008053008A1 - Method and system for influencing the movement of a controllable in his movements vehicle structure of a motor vehicle and vehicle - Google Patents
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Abstract
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 werden einem Dämpferregler zugeführt und der Dämpferregler wenigstens ein Steuersignal zur Ansteuerung von Aktuatoren, insbesondere semi-aktiven oder aktiven Dämpfern, liefert, mittels denen die Bewegung des Fahrzeugaufbaus beeinflusst werden kann. Es ist vorgesehen, dass aus den Sensorsignalen unter Berücksichtigung von wenigstens zwei momentanen und/oder erwarteten Querdynamiksignalen in Abhängigkeit von wählbaren Anforderungen an die Bewegung des Fahrzeugaufbaus und Fahrsicherheitsanforderungen ein Querdynamiksummensignal ermittelt wird und mittels zustandsabhängiger Regelalgorithmen das wenigstens eine Steuersignal zur Ansteuerung der Aktuatoren ermittelt wird.The invention relates to a method for generating signals for influencing the movement of a controllable or controllable in his movements vehicle body of a motor vehicle, wherein sensorically the movement of the vehicle body is determined, the sensor values determined corresponding sensor signals are supplied to a damper controller and the damper controller at least one control signal for Actuation of actuators, in particular semi-active or active dampers, provides, by means of which the movement of the vehicle body can be influenced. It is provided that a transverse dynamic sum signal is determined from the sensor signals, taking into account at least two instantaneous and / or expected transverse dynamics signals in dependence on selectable requirements for the movement of the vehicle body and driving safety requirements, and the at least one control signal for actuating the actuators is determined by means of state-dependent control algorithms.
Description
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 semiaktiven 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.The The invention relates to a method for generating signals for Influencing the movement of one in his movements controllable or controllable vehicle body of a motor vehicle, wherein the motion of the vehicle body is sensed, the sensor signals corresponding to the sensor values determined a damper controller supplied, the damper controller at least a control signal for controlling actuators, in particular of semi-active or active dampers, provides, by means of which the movement of the vehicle body can be influenced. The invention further relates to a system for carrying out the method and a vehicle, in particular motor vehicle, with a system for Influencing the movement of a controllable in his movements or adjustable vehicle body.
Verfahren
und Systeme der gattungsgemäßen Art sind bekannt.
So ist beispielsweise aus
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.Known are essentially three damper systems for vehicles, wherein a spring arrangement between the wheel and the structure of an actuator is connected in parallel. Are known passive, semi-active and active Damper systems. For passive damper systems is a change in the damper force during the Driving operation not provided. For semi-active damper systems The damper force can be changed by changing an oil fluid flow changed using one or more valves become. In this way, the damping properties to be changed. Semi-active damper systems work purely energy-absorbing. In active damper systems can dampening a desired damper force as well as providing energy in each direction.
Das Fahrwerk eines Fahrzeugs überträgt auftretende Kräfte zwischen Fahrbahn und Fahrzeugaufbau, so dass ihm die zentrale Bedeutung bezüglich der Fahrdynamik zufällt. Es ist es daher maßgeblich verantwortlich für die Fahreigenschaften und bestimmt wesentlich den Fahrkomfort sowie die Fahrsicherheit. Folglich wird versucht, durch konstruktive Maßnahmen und durch zusätzliche Komponenten das Systemverhalten weiter zu verbessern. So entsteht aus dem rein mechanischen Feder- und Dämpfersystem durch die mechatronische Integration von Aktoren, Sensoren und Informationsverarbeitung ein aktives oder semi-aktives Fahrwerk.The Suspension of a vehicle transmits occurring Forces between the roadway and the vehicle body, leaving him the central importance in terms of driving dynamics coincides. It is therefore significantly responsible for the driving characteristics and determines significantly the ride comfort as well the driving safety. Consequently, attempts are made by constructive measures and by additional components the system behavior on to improve. This results from the purely mechanical spring and damper system through the mechatronic integration of actuators, sensors and information processing an active or semi-active chassis.
Da Kraftfahrzeuge nicht an eine Spur gebunden sind müssen sie von dem Fahrer auf dem von ihm bestimmten Soll-Kurs gehalten werden. Es sollen daher auf das Fahrzeug einwirkende Störungen, wie zum Beispiel Windkräfte, keine oder nur möglichst geringe Kursabweichungen verursachen. Es wird somit eine hohe Eigenstabilität des als Regelstrecke auffassbaren Fahrzeugs verlangt. Weiterhin sollen die erreichbaren Kurvengeschwindigkeiten und Querbeschleunigungen im Hinblick auf die Fahrsicherheit und Fahrleistung hoch sein. Das heißt, es ist eine hohe Stabilitätsreserve der Regelstrecke Fahrzeug erwünscht. Betrachtet man den Fahrer als Regler eines Regelkreises und das Fahrzeug als Regelstrecke, so ist die Stellgröße bei Betrachtung der Fahrzeug-Querdynamik insbesondere der Lenkwinkel und die Regelabweichung wird vom Fahrer als Differenz zwischen Soll-Kurs und Ist-Kurs wahrgenommen. Mit anderen Worten, das Fahrzeug soll ein gutes Eigenlenkverhalten besitzen.There Motor vehicles are not tied to a lane they were kept by the driver on the specified course determined by him become. It should therefore affect the vehicle acting disturbances, such as for example, wind forces, no or only possible cause small course deviations. It is thus a high intrinsic stability of the controllable as a controlled system vehicle requires. Continue to the achievable cornering speeds and lateral accelerations be high in terms of driving safety and driving performance. The means, it is a high stability reserve of Control system vehicle desired. Looking at the driver as a controller of a control loop and the vehicle as a controlled system, this is the manipulated variable when considering the vehicle lateral dynamics in particular, the steering angle and the deviation from the driver perceived as the difference between the target price and the actual price. With In other words, the vehicle should have a good self-steering behavior.
Unter dem Eigenlenkverhalten eines Fahrzeugs versteht man Kursänderungen ohne einen Eingriff des Fahrers, zum Beispiel durch Seitenwind oder Fliehkräfte während der Kurvenfahrt. Vergrößert sich durch das Eigenlenkverhalten der gefahrene Kurvenradius, so spricht man vom Untersteuern, beim Verringern des Kurvenradius vom Übersteuern. Falls das Eigenlenkverhalten keine Kursänderung bewirkt, so verhält sich das Fahrzeug neutral.Under The self-steering behavior of a vehicle is understood as course changes without an intervention of the driver, for example through crosswinds or Centrifugal forces during cornering. Increases by the self-steering behavior of the driven curve radius, so speaks one from understeer, while reducing the turning radius from oversteer. If the self-steering behavior causes no change in course, behaves like this the vehicle is neutral.
Querdynamische Bewegungsänderungen wirken sich zum einen komfortseitig dadurch aus, dass Wankbewegungen auftreten können. Zum anderen besteht in der Regel die Forderung, dass bei diesen fahrdynamischen Vorgängen eine möglichst geringe optimierte Radlastverteilung mit geringer Radlastschwankung auftritt und so ein optimaler Kontakt der Reifen eines Fahrzeugs mit der Straße gegeben ist. Dies vermittelt nicht nur dem Fahrer ein gutes Fahrdynamikverhalten des Fahrzeugs, sondern es können Kräfte auch besser übertragen werden. Dies ist insbesondere wichtig bei fahrsicherheitskritischen Manövern, wie einem heftigen Ausweichmanöver. Zielsetzung sollte sein, dass sich ein möglichst harmonischer Bewegungsablauf ergibt, der ferner ein subjektiv möglichst sicheres Fahrgefühl vermittelt.Transverse dynamic changes of movement have a comfort effect on the one hand, that rolling movements can occur. On the other hand, there is usually the requirement that in these driving dynamic processes the lowest possible optimized Radlastverteilung occurs with low wheel load fluctuation and so optimal contact of the tires of a vehicle is given to the road. This not only gives the driver a good driving dynamics behavior of the vehicle, but it can also better transmit forces. This is especially important in safety-critical maneuvers, such as a violent evasive maneuver. The objective should be that the result is a harmonious sequence of movements which also gives a subjectively as safe as possible driving experience.
Hierzu sind aus dem Stand der Technik Regelungssysteme zur Regelung der Querbeschleunigung und Modelle zur Bestimmung der Querbeschleunigung bekannt.For this are from the prior art control systems for regulating the Lateral acceleration and models for determining lateral acceleration known.
Bei ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) handelt es sich um ein Fahrerassistenzsystem zur Erhöhung der Sicherheit eines Pkws. Durch gezieltes Bremsen einzelner Räder versucht das System, ein Schleudern des Fahrzeugs im Grenzbereich zu verhindern und dem Fahrer so die Kontrolle über das Fahrzeug zu sichern. Das ESP verhindert durch gezieltes automatisches Abbremsen einzelner Räder sowohl das Übersteuern als auch das Untersteuern eines Fahrzeugs.at ESP (Electronic Stability Program) is concerned a driver assistance system to increase safety a car. Tried by targeted braking individual wheels the system to prevent a skidding of the vehicle in the border area and to give the driver control over the vehicle. The ESP prevents by targeted automatic braking of individual wheels both oversteer and understeer one Vehicle.
Damit das ESP auf kritische Fahrsituationen reagieren kann, vergleicht das System permanent den Fahrerwunsch mit dem Fahrzustand. Ein Lenkwinkelsensor liefert den Fahrerwunsch hinsichtlich der Fahrtrichtung. Motormanagement, die ABS-Drehzahlsensoren und der Gierratensensor (Gierrate, Querbeschleunigung) liefern die Signale zur Interpretation des Fahrzeugverhaltens. Wenn eine wesentliche Abweichung des berechneten Fahrzustandes vom Fahrerwunsch festgestellt wird, greift das System ein. Ein Übersteuern wird durch Abbremsen des kurvenäußeren Vorderrades, ein Untersteuern hingegen durch Abbremsung des kurveninneren Hinterrades korrigiert. Somit wird direkt das Eigenlenkverhalten des Fahrzeugs beeinflusst.In order to the ESP can react to critical driving situations, compares the system permanently the driver's request with the driving condition. A steering angle sensor provides the driver's request regarding the direction of travel. Engine management, ABS speed sensors and yaw rate sensor (yaw rate, lateral acceleration) provide the signals for the interpretation of the vehicle behavior. When a significant deviation of the calculated driving condition from the driver's request is detected, the system intervenes. An oversteer is slowed down by braking the outside front wheel, an understeer, however, by braking the inside rear wheel corrected. Thus, directly the self-steering behavior of the vehicle affected.
Für das ESP wird meist ein Sensorcluster verwendet, wobei der Gierratensensor die Drehung um die Hochachse (z-Achse) misst und der Querbeschleunigungssensor die Beschleunigung entlang der y-Achse.For The ESP is usually a sensor cluster is used, the yaw rate sensor measures the rotation about the vertical axis (z-axis) and the lateral acceleration sensor the acceleration along the y-axis.
Bekannt ist ferner das Einspurmodell, das auch in manchen Steuergeräten Verwendung findet. Es handelt sich dabei um ein vereinfachtes Modell zur Beschreibung des Lenkverhaltens und beschreibt die Reaktionen von Fahrzeugen auf Lenkbewegungen. Dabei werden folgende Annahmen getroffen: die Fahrgeschwindigkeit wird als konstant angenommen, das heißt es erfolgt keine Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung. Es gibt zwei Freiheitsgrade, die Gierbewegung und die Schwimmbewegung. Es findet nur eine geringe Wankbewegung statt, das heißt es gibt keine gravierende Radlastdifferenz zwischen kurveninnerem und kurvenäußeren Rad einer Achse. Es finden nur minimale Hub- und Nickbewegung statt; somit liegen konstante Radlasten an Vorder- und Hinterachse an. Die Radaufstandspunkte, an denen die zur Kurshaltung erforderlichen Seitenkräfte der Reifen angreifen, werden achsweise in der Fahrzeugmitte zusammengefasst. Es gibt nur kleine Lenk- und Schräglaufwinkel sowie linearisierte Seitenkraftkennlinien an den Reifen. Die Reifennachläufe und Rückstellmomente infolge der Schräglaufwinkel werden vernachlässigt. Es gibt keine Umfangskräfte an den Reifen. Die Bedingung, dass die Fahrgeschwindigkeit konstant ist erfordert Längskräfte, die jedoch bei kleinen Lenkwinkeln vernachlässigt werden können. Die Gültigkeit der Einspurmodelle gilt nur für trockene Fahrbahnen und wirkende Querbeschleunigungen unter 0,5g ≈ 5 m/s2. Etwa bis zu dieser Grenze kann das Verhältnis zwischen Reifenseitenkraft und – schräglauf als linear betrachtet werden.Also known is the single-track model, which is also used in some control devices. It is a simplified model for describing the steering behavior and describes the reactions of vehicles to steering movements. The following assumptions are made: the driving speed is assumed to be constant, that is, there is no acceleration in the vehicle longitudinal direction. There are two degrees of freedom, the yaw and the swimming movement. There is only a slight rolling motion, which means that there is no serious difference in wheel load between the inner and outer wheel of an axle. There are only minimal lifting and pitching motion; thus, constant wheel loads are applied to the front and rear axles. The wheel contact points on which the lateral forces of the tires required for the course maintenance attack are summarized axle by axle in the middle of the vehicle. There are only small steering and slip angles as well as linearized lateral force characteristics on the tires. The tire runs and restoring moments due to the slip angles are neglected. There are no circumferential forces on the tires. The condition that the vehicle speed is constant requires longitudinal forces, which, however, can be neglected at small steering angles. The validity of single-track models applies only to dry lanes and acting lateral accelerations below 0.5g ≈ 5 m / s 2 . Approximately up to this limit, the relationship between tire side force and skew can be considered linear.
Es ist ferner möglich, vereinfachte Strukturen dieses Einspurmodells zu verwenden. Zum Beispiel solche, die keinen Schwimmwinkel berücksichtigen.It is also possible, simplified structures of this one-track model to use. For example, those that do not consider a slip angle.
Trotz all dieser Einschränkungen weisen die einfachen Modelle meist eine sehr gute Übereinstimmung mit gemessenen Größen auf, so lange die Fahrzeugbewegung aufgrund eines Lenkwinkels erfolgt und sich das Fahrzeug nicht eigenständig bewegt. Diese Modelle finden auch in Steuergeräten Verwendung. Bei der ESP-Regelung wird beispielsweise aus dem Einspurmodell eine Gierrate ermittelt und diese mit der gemessenen Gierrate verglichen, um so ein Unter- oder Übersteuern des Fahrzeugs festzustellen. Hierbei wird die berechnete Gierrate zeitlich über Verzögerung an die gemessene Gierrate angepasst.In spite of All these limitations are shown by the simple models usually a very good match with measured sizes as long as the vehicle movement is due to a steering angle and the vehicle does not move on its own. These Models are also used in control units. In the For example, ESP control turns the one-track model into a yaw rate determined and compared with the measured yaw rate, so to detect understeer or oversteer of the vehicle. Here, the calculated yaw rate over time is delayed adapted to the measured yaw rate.
Stand der Technik für Dämpferregelungssysteme ist es, einzelne Größen wie beispielsweise die Querbeschleunigung oder deren Ableitung für eine Querdynamikregelung zu verwenden. Eine derart geringe Anzahl von Eingangsgrößen gibt in der Regel nicht hinreichend Aufschluss über den aktuellen Vorgang der Querbeschleunigung. Werden aber mehr Eingangsgrößen zur Bestimmung der aktuellen Querbeschleunigung eingesetzt, so werden bei den bekannten Regelungsverfahren auch entsprechend mehr Regelkreise benötigt, die aufwändig sind und eine vergleichsweise lange Rechenzeit benötigen.was standing the technology for damper control systems is individual variables such as the lateral acceleration or to use their derivative for a lateral dynamics control. Such a small number of input variables usually does not provide sufficient information about the current process of lateral acceleration. But are more inputs used to determine the current lateral acceleration, so be in the known control method also correspondingly more control loops needed, which are elaborate and a comparatively need long computing time.
Ein Nachteil der Querbeschleunigung regelnden bekannten Regelungssysteme ist nicht nur, dass sehr wenige oder nur eine Eingangsgröße berücksichtigt werden, sondern zusätzlich es sich nur um Größen handelt, die die Bewegung zeitlich relativ spät detektieren. Das Fahrzeug muss sich erst querdynamisch bewegen bevor eine Regler-Reaktion erfolgen kann.A disadvantage of the lateral acceleration regulating known control systems is not only that very few or only one input variable are taken into account, but additionally only variables which detect the movement relatively late in time. The vehicle must first move transversely before a controller reaction can take place.
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 gleichzeitiger Berücksichtigung querdynamischer Zustände möglich ist.Of the Invention is therefore based on the object, a method and a Specify system of the generic type, means in a simple and secure way to regulate the movement a vehicle body with electronically controllable actuators (Dampers) with simultaneous consideration transverse dynamic states is possible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass aus den Sensorsignalen unter Berücksichtigung von wenigstens zwei momentanen und/oder erwarteten Querdynamiksignalen in Abhängigkeit von wählbaren Anforderungen an die Bewegung des Fahrzeugaufbaus und Fahrsicherheitsanforderungen ein Querdynamiksummensignal ermittelt wird und mittels zustandsabhängiger Regelalgorithmen das wenigstens eine Steuersignal zur Ansteuerung der Aktuatoren ermittelt wird, ist vorteilhaft möglich, Fahrkomfort und Fahrdynamik einerseits und Fahrsicherheit andererseits durch die spezielle Einbindung der querzustandsabhängigen Regelalgorithmen optimal Rechnung zu tragen. Durch die Berücksichtigung der momentanen und/oder erwarteten Querdynamiksignalen bei der Bereitstellung der Steuersignale für die Aktuatoren, das heißt also bei der Einstellung der Dämpfung der Bewegung des Fahrzeugaufbaus, wird neben den Komfortanforderungen eines Fahrzeugführers auch den querdynamischen Fahrzuständen des Fahrzeuges insbesondere auch unter Berücksichtigung sicherheitskritischer Zustände Rechnung getragen.According to the invention This object is achieved by a method having the features mentioned in claim 1 solved. As a result, taking into account the sensor signals of at least two current and / or expected lateral dynamics signals depending on selectable requirements the movement of vehicle construction and driving safety requirements a transverse dynamic sum signal is determined and by means of state-dependent control algorithms the at least one control signal for controlling the actuators is advantageously possible, ride comfort and Driving dynamics on the one hand and driving safety on the other hand by the special integration of the cross-state-dependent control algorithms optimally take into account. By consideration the current and / or expected lateral dynamics signals in providing the Control signals for the actuators, that is at the adjustment of the damping of the movement of the vehicle body, is next to the comfort requirements of a vehicle driver also the lateral dynamic driving conditions of the vehicle in particular also taking into account safety-critical conditions Taken into account.
Dabei werden insgesamt speziell die folgenden Punkte berücksichtigt. Es soll ein Querbeschleunigungssignal ermittelt werden, welches sowohl vorausschauend die mit großer Wahrscheinlichkeit zu erwartende künftige Querbeschleunigung berücksichtigt, welches aber auch einen sehr harmonischen Aufbau aufweist. In dieser Hinsicht wird insbesondere auf die Zusammensetzung des Querbeschleunigungssignals aus den Einzelsignalen fokussiert.there Altogether, the following points are specifically taken into account. It should be determined a lateral acceleration signal, which both forward-looking the most likely anticipated future lateral acceleration, which also has a very harmonious structure. In this Particular attention is paid to the composition of the lateral acceleration signal focused from the single signals.
Diesbezüglich ist des Weiteren besonders ein adäquater Aufbau des Querrucksignals zu ermöglichen.In this regard, Furthermore, it is particularly an adequate structure of the transverse pressure signal to enable.
Ferner tritt bei querdynamischen Manövern in der Regel das Phänomen auf, dass ein Fahrer sehr viel schneller zurücklenkt als in ein Manöver hineinlenkt. Dies soll bei einer Regelung entsprechend berücksichtigt werden. Ziel ist, dass sich trotz eines schnelleren Rücklenkens, dasselbe querdynamische Verhalten ergibt wie beim Einlenken.Further occurs in lateral dynamic maneuvers usually the phenomenon on that a driver steers back much faster than into a maneuver. This should be in a scheme be considered accordingly. The goal is that yourself despite a faster return, the same lateral dynamic behavior results as when turning.
Die unterschiedlichen Querdynamiksignale können ferner dazu benutzt werden, Auswertungen zu ermöglichen. Dies kann zum einen dazu verwendet werden, die Signale selbst zu korrigieren beziehungsweise ihre Gültigkeit zu prüfen. Ferner können Zustände ermittelt werden wie die Unter-/Übersteuertendenz oder aber die Kombination der Fahrt-/Drehrichtung oder aber die Wahrscheinlichkeit eines ESP-Eingriffs und dergleichen. Diese Zustände können im Weiteren in der Regelung Verwendung finden oder aber dazu dienen, Module zu gewichten oder Ähnliches.The different transverse dynamics signals can also do so used to enable evaluations. This can on the one hand be used to correct the signals themselves or to check their validity. Further states can be determined as the under / oversteer tendency or the combination of the travel / direction of rotation or the Probability of ESP intervention and the like. These states may be used in the regulation below or but serve to weight modules or the like.
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 13 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass der Dämpferregler oder ein Steuergerät Module umfasst, mittels denen aus den Sensorsignalen unter Berücksichtigung von wenigstens zwei momentanen und/oder erwarteten Querdynamiksignalen, in Abhängigkeit von wählbaren Anforderungen an die Bewegung des Fahrzeugaufbaus und Fahrsicherheitsanforderungen, ein Querdynamiksummensignal ermittelbar ist und dass wenigstens ein Steuersignal für die Aktuatoren generierbar 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.The Task is further by a system for influencing the movement one in his movements controllable or controllable Vehicle body of a motor vehicle with the mentioned in claim 13 Characteristics solved. Because of the damper regulator or a control module comprises, by means of which the sensor signals taking into account at least two momentary and / or expected transverse dynamics signals, depending on of selectable requirements for the movement of the vehicle body and driving safety requirements, a cross dynamic sum signal can be determined is and that at least one control signal for the actuators can be generated, is advantageously possible, the damper controller modular and in-vehicle systems, for example into a control unit, in a simple way to integrate.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments will be apparent from the others, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below in embodiments the accompanying drawings explained. Show it:
Das
Kraftfahrzeug
Jedem
Rad beziehungsweise jedem Dämpfer ist ein Wegsensor
Der
Aufbau
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.The Arrangement of the sensors is merely exemplary here. It can Other sensor arrangements, such as a vertical body acceleration sensor and two rotation angle sensors or the like are used.
Das
Kraftfahrzeug
Das
Schaltmittel
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.There both the body speeds vA, the damper speeds vD and the wheel speeds vR all the same direction vector own (in the z-direction), there is the connection vD = vA - vR. As a result, not all measured variables in the form of measurement signals, but may be off the other measured variables are calculated.
Anhand der bisherigen Erläuterungen wird deutlich, dass es für eine effektive Regelung des Bewegungsablaufes des Aufbaus auf die Bereitstellung eines Stellstromes für das Steuermittel der Dämpfer ankommt. Nachfolgend wird auf die Bereitstellung dieses Stellstromes unter Berücksichtigung der Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösungen näher eingegangen.Based The previous explanations make it clear that it is for an effective control of the movement of the body on the Provision of a control current for the control means the damper arrives. The following will focus on providing this Stellstromes taking into account the implementation of the invention Solutions in more detail.
Das
Reglermodul
In
In
Nachfolgend wird auf die erfindungsgemäße Ermittlung des Querdynamiksummensignals näher eingegangen. Generell werden viele Anforderungen an ein Querdynamiksignal gestellt, das zum Beispiel zu einer Querdynamikregelung bei semi-aktiven Dämpfern verwendet wird. Zum einen soll das Signal möglichst frühzeitig vorliegen, möglichst vor dem eigentlichen Beginn der Fahrzeugbewegung. Diesbezüglich sind Größen wie der Lenkwinkel oder die Radstellung zu verwenden, die in ein entsprechendes Modell eingespeist werden. Somit kann bereits beim Einleiten der Bewegung ein zu erwartendes Signal geschätzt werden. Zu beachten ist, dass die Beobachter oder Schätzer nur beschränkte Gültigkeit haben, zum Beispiel aufgrund von Linearisierungen und anderen Vereinfachungen nur bis zu bestimmten Querdynamikgrenzen. Sobald die Bewegung einmal aufgebaut ist, kann sie von Sensoren wie einem Gierratensensor und/oder einem Querbeschleunigungssensor gemessen werden und entsprechen weiter genutzt werden. Aber auch diese Signale weisen gewisse Gültigkeitsgrenzen oder Beschränkungen auf. Zum Beispiel zeigt das Gierratensignal bei Rückwärtsfahrt genau ein entgegengesetztes Vorzeichen. Das Querbeschleunigungssignal ist oft stark verrauscht und nur relativ spät verfügbar.following is based on the inventive determination of the cross dynamic sum signal discussed in more detail. In general, many requirements a transverse dynamic signal provided, for example, to a lateral dynamics control used with semi-active dampers. For one thing the signal is available as early as possible, if possible before the actual beginning of the vehicle movement. In this regard, are variables such as the steering angle or the wheel position to be used, which are fed into a corresponding model. Thus, already at the initiation of the movement an expected Signal to be estimated. It should be noted that the observers or estimators have only limited validity, for example due to linearizations and other simplifications only up to certain lateral dynamics limits. Once the movement is built up once it can be from sensors such as a yaw rate sensor and / or a Transverse acceleration sensor are measured and continue to be used become. But even these signals have certain validity limits or restrictions. For example, the yaw rate signal shows when reversing exactly opposite Sign. The lateral acceleration signal is often very noisy and only available relatively late.
Es
soll ein Querbeschleunigungssignal ermittelt werden, welches sowohl
vorausschauend die mit großer Wahrscheinlichkeit zu erwartende
künftige Querbeschleunigung berücksichtigt, welches
aber auch einen sehr harmonischen Aufbau aufweist. In dieser Hinsicht
wird insbesondere auf die Zusammensetzung des Querbeschleunigungssummensignals
aus den Einzelsignalen fokussiert. Diesbezüglich ist des
Weiteren besonders ein adäquater Aufbau des Querrucksignals
zu ermöglichen. Neben einer entsprechenden Berechnung der
Signale sind somit auch Korrekturen, zum Beispiel bezüglich
der Gültigkeit oder Grenzen der Signale erforderlich, wie
es in
Aus
den einzelnen Signalen soll nun zweckmäßigerweise
ein gemeinsames Querbeschleunigungssummensignal gebildet werden.
Hierfür sind insbesondere die Wichtung und die Kombinationseinheit
aus
Zum einen können
die Signale zu einer internen Korrektur der jeweils anderen Signale
verwendet werden. Zum Beispiel ist vorstellbar, dass bei kleinen Werten
das stark verrauschte Signal aq_mess korrigiert wird über
aq_gier. Oder aber es ist vorstellbar, dass obere Werte von aq_lenk
oder aq_gier über aq_mess begrenzt beziehungsweise korrigiert
werden. Des Weiteren können auch die Fehler- beziehungsweise
Gültigkeitssignale
On the one hand, the signals can be used for an internal correction of the other signals. For example, it is conceivable that at low values the very noisy signal aq_mess is corrected via aq_gier. Or it is conceivable that upper values of aq_lenk or aq_gier are limited or corrected via aq_mess. Furthermore, the error or validity signals can also
Vorstellbar
in einer besonders vorteilhaften Ausführung ist zum Beispiel
auch, dass die Modellgültigkeiten durch eine Rückführung
verbessert werden. Das geschätzte Signal aq_lenk ist früh
verfügbar, die gemessenen Signale aq_gier und aq_mess entsprechend
später. Über geeignete Filter
In
einem nachfolgenden Schritt werden nun die gewichteten Einzelsignale
aq_lenk**, aq_gier** und aq_mess** zu einem Gesamtsignal aq-ges
zusammengefasst. Dies kann über die unterschiedlichsten
mathematischen Verfahren in einer Kombinationseinheit
Prinzipiell ist es möglich, diese beiden Schritte auch in einer Einheit miteinander zu kombinieren oder aber zum Beispiel die Gültigkeiten der Signale bei der Zusammenfassung zu berücksichtigen oder ähnlich.in principle It is possible to combine these two steps in one unit to combine with each other or, for example, the validity of the signals in the summary or similar.
Eine
beispielhafte, sich anschließende Regelung der Querbeschleunigung
zum Beispiel unter Berücksichtigung von weiteren Zuständen
ist in
Bei der Ermittlung eines Querrucks und einer darauf aufbauenden Regelung sind weitere Punkte zu bedenken. Ein Lenkvorgang besteht meist aus einem Ein- und einem Rücklenkvorgang. Diese beiden Vorgänge sollten eine Einheit bilden, was auch bei der Bildung der Steuergröße ersichtlich werden soll. Die meisten Fahrer führen jedoch einen Rücklenkvorgang wesentlich schneller aus als den Einlenkvorgang. Dies führt insbesondere beim Querruck dazu, dass dieser beim Rücklenken wesentlich höher ist und entsprechend zu einer höheren Anforderung führt. Somit entsteht ein unharmonischer Ablauf der Steuergröße. Dies kann dadurch verhindert werden, dass man den Rücklenkvorgang entsprechend detektiert und in nachfolgenden Einheiten dann berücksichtigt. Dies kann zum Beispiel dazu führen, dass der Querruck beim Rücklenken um einen Faktor x reduziert wird. Auch ist es möglich, die Steuertendenz, zu beeinflussen.at the determination of a lateral pressure and a regulation based thereon there are more points to consider. A steering process usually consists of a single and a return operation. These two processes should form a unity, which also in the formation of the tax size should be apparent. However, most drivers lead a Rücklenkvorgang much faster than that Einlenkvorgang. This leads in particular when the transverse pressure to that this is much higher in the return and correspondingly leads to a higher requirement. This creates an inharmonious process of the control variable. This can be prevented by doing the return operation detected accordingly and then considered in subsequent units. This can, for example, cause the transverse pressure during Redirection is reduced by a factor x. It is too possible to influence the tax trend.
Eine
mögliche Einbindung eines solchen Rücklenkreduziermoduls
Eine
weitere vorteilhafte Verwendung der unterschiedlichen Querbeschleunigungsgrößen
ist in
Bei Rückwärtsfahrt unterscheidet sich beispielsweise das Vorzeichen von aq_gier und von aq_mess. Ein ESP-Eingriff ist wahrscheinlich, wenn aq_gier Änderungen aufweist, denen aq_mess nicht folgt.at For example, reversing is different the sign of aq_gier and of aq_mess. An ESP intervention is probably, if aq_gier has changes that aq_mess does not follow.
Eine parallel angeordnete Querdynamik-ESP-Regelung könnte so zum Beispiel nicht nur mit der ESP-Information arbeiten, sondern auch bereits mit dem Wahrscheinlichkeitsflag für einen ESP-Eingriff. Ebenso könnte entsprechend der Über-/Untersteuertendenz die Steuertendenz in der Querdynamikregelung anpassen.A parallel transverse dynamics ESP control could do so for example, not just working with the ESP information, but already with the probability flag for an ESP intervention. Likewise, according to the over / understeer tendency adjust the control tendency in the lateral dynamics control.
Eine große Abweichung von aq_lenk und aq_mess weisen auf ein Manöver in einem fahrsicherheitskritischeren Bereich hin. Auch diese Information kann weiterfolgend genutzt werden zum Beispiel in der Form, dass Bänder einzuhalten sind, die ein unterbeziehungsweise überdämpfen verhindern.A large deviation from aq_lenk and aq_mess indicate a Maneuvers in a more safety-driving area. This information can also be used further, for example in the form that bands are to be kept, which over under dampen prevent.
Die Erfindung betrifft also 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 relativ zu wenigstens drei Rädern des Kraftfahrzeuges und die vertikale Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus ermittelt wird, die den ermittelten Sensorwerten entsprechenden Sensorsignale werden einem Dämpferregler zugeführt und der Dämpferregler wenigstens ein Steuersignal zur Ansteuerung von Aktuatoren, insbesondere semi-aktiven oder aktiven Dämpfern, liefert, mittels denen die Bewegung des Fahrzeugaufbaus beeinflusst werden kann, wobei mittels des Dämpferreglers aus den Sensorsignalen unter Berücksichtigung von momentanen und/oder erwarteten Zuständen in Abhängigkeit von wählbaren Anforderungen an die Bewegung des Fahrzeugaufbaus und Fahrsicherheitsanforderungen mittels zustandsabhängiger Regelalgorithmen das wenigstens eine Steuersignal zur Ansteuerung der Aktuatoren ermittelt wird.The The invention thus relates to a method for generating signals to influence the movement of one in his movements controllable or controllable vehicle body of a motor vehicle, wherein sensorially the movement of the vehicle body relative to at least three wheels of the motor vehicle and the vertical acceleration of the vehicle body is determined, the determined sensor values corresponding sensor signals are a damper controller supplied and the damper controller at least one Control signal for controlling actuators, in particular semi-active or active dampers, provides, by means of which the movement the vehicle body can be influenced, by means of the damper controller from the sensor signals taking into account instantaneous and / or expected states in dependence of selectable requirements for the movement of the vehicle body and driving safety requirements by means of condition-dependent Control algorithms that at least one control signal for driving the actuators is determined.
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