DE102011002341A1 - Method for regulating and controlling twisting moment of semi-active stabilizer of motor vehicle e.g. off-road vehicle, involves controlling and regulating control valve in dependence of accelerations and/or velocity and/or steering angle - Google Patents

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Abstract

The method involves determining or computing yaw acceleration and/or lateral acceleration and/or longitudinal acceleration of a motor vehicle based on the acceleration of the motor vehicle using a sensor. A twisting angle of a semi-active motor vehicle stabilizer is computed based on the motor vehicle accelerations. A control valve is controlled and regulated in dependence of the motor vehicle accelerations and/or motor vehicle velocity and/or a steering angle for controlling the flow of hydraulic fluid supplied to chambers coupled to a hydraulic rotation actuator of the stabilizer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung und Steuerung des Torsionsmoments eines semiaktiven Kraftfahrzeugstabilisators gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.The present invention relates to a method for controlling and controlling the torsional moment of a semi-active motor vehicle stabilizer according to the features in the preamble of patent claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind zur Wankstabilisierung von Kraftfahrzeugen Stabilisatoren bekannt. Diese Stabilisatoren sind in der Regel als Torsionsbauteile ausgebildet. Es erfolgt auf der einen Seite eines Stabilisators eine Kopplung mit dem linksseitigen Rad des Kraftfahrzeuges und auf der anderen Seite mit dem rechtsseitigen Rad des Kraftfahrzeuges einer Kraftfahrzeugachse. Federt nun ein Rad ein bzw. aus, sorgt dieses für ein Verdrehen des Stabilisators.Stabilizers are known from the prior art for roll stabilization of motor vehicles. These stabilizers are usually designed as Torsionsbauteile. There is on one side of a stabilizer a coupling with the left-side wheel of the motor vehicle and on the other side with the right-hand wheel of the motor vehicle of a motor vehicle axle. If a wheel now springs in or out, this causes the stabilizer to turn.

Durch den Stabilisator wird das Wankverhalten eines Kraftfahrzeuges in unkritischen Bereichen gehalten. Je nach Auslegung eines solchen Stabilisators können verschiedene Fahreigenschaften hervorgerufen bzw. gefördert oder aber auch unterdrückt werden. Beispielsweise ist eine besonders harte Abstimmung für ein sportliches Fahrverhalten sinnvoll, da so das Wankverhalten weitestgehend minimiert wird und die Radlastverteilung bestmöglich für eine hohe Griffigkeit auf alle Räder abgestützt wird. Für ein geländegängiges Fahrzeug kann es unter Umständen hingegen sogar sinnvoll sein, zuweilen ganz auf einen Stabilisator zu verzichten, sodass die ein- bzw. ausfedernden Räder sich den unebenen Untergründen entsprechend anpassen können.By the stabilizer, the roll behavior of a motor vehicle is kept in non-critical areas. Depending on the design of such a stabilizer different driving characteristics can be caused or promoted or suppressed. For example, a particularly hard vote for a sporty driving style makes sense, since so the roll behavior is minimized as far as possible and the wheel load distribution is best supported for a high grip on all wheels. For an all-terrain vehicle, however, it may even make sense to do away with a stabilizer at times, so that the wheels that spring in or out can adapt to the uneven ground.

Um diese Diskrepanz des Einstellungsverhaltens verschiedener Stabilisatoreigenschaften in einem Stabilisator zu vereinen, sind aus dem Stand der Technik aktive Stabilisatoren bekannt. Bei diesen aktiven Stabilisatoren greift zumeist ein Stellaktuator elektrisch und/oder hydraulisch betrieben in das Torsionsverhalten des Stabilisators aktiv ein. So kann beispielsweise bei einem Sports Utility Vehicle ein weiches Stabilisatorverhalten in der Grundabstimmung vorhanden sein, so dass auch unebene Strecken mit hohem Bodenkontakt aller vier Räder gefahren werden können. Wird jedoch eine sportlichere Abstimmung gewählt, so sorgt der aktive Stellmotor für ein jeweils stärkeres Verdrehen des Stabilisators, was eine höhere Torsionssteifigkeit hervorruft und zu weniger Wankverhalten des Fahrzeuges bei sportlich dynamisch gefahrenen Kurven führt.In order to combine this discrepancy of the setting behavior of various stabilizer properties in a stabilizer, active stabilizers are known from the prior art. In these active stabilizers usually a Stellaktuator electrically and / or hydraulically operated in the torsional behavior of the stabilizer actively. Thus, for example, in a sports utility vehicle a soft stabilizer behavior in the basic vote be present, so that even uneven roads with high ground contact of all four wheels can be driven. However, if a sportier vote is chosen, the active servo motor ensures a stronger twisting of the stabilizer, which causes a higher torsional stiffness and leads to less roll behavior of the vehicle in sporty dynamically driven curves.

Nachteilig bei diesen aktiven Stabilisatorsystemen ist, dass diese besonders aufwändig zu produzieren sind und einen hohen technischen Aufwand zum Betreiben benötigen. Weiterhin haben solche Systeme durch entsprechende Auslegung der Aktuatoren sowie der Sensorik und auch Regelungs- und Steuerungstechnik ein hohes Eigengewicht. Gerade unter Langlebigkeitsaspekten ist es technisch nicht vermeidbar, dass ein System unter Umständen im Betrieb einen Defekt erhält.A disadvantage of these active stabilizer systems is that they are particularly expensive to produce and require a high technical effort to operate. Furthermore, such systems have a high weight due to appropriate design of the actuators and the sensors and also control and regulation technology. Especially under longevity aspects, it is technically unavoidable that a system may be malfunctioning during operation.

Beispielsweise ist aus der US 7,322,580 B2 ein aktiver Stabilisator sowie ein Regelungs- und Steuerungsverfahren des aktiven Stabilisators zur aktiven Beeinflussung des Wankverhaltens eines Kraftfahrzeuges bekannt.For example, is from the US 7,322,580 B2 an active stabilizer and a control and control method of the active stabilizer for actively influencing the roll behavior of a motor vehicle known.

Weiterhin sind aus dem Stand der Technik semiaktive Stabilisatoren bekannt, bei denen elastisch gekoppelte Stabilisatorhälften verschiedene Wankeigenschaften des Fahrzeugs, je nach Wahl des Fahrers, hervorrufen. Zumeist wird hier ein Elastomer oder aber ein Hydraulikfluid zur elastischen Koppelung verwendet.Furthermore, semi-active stabilizers are known from the prior art in which elastically coupled stabilizer halves different rolling properties of the vehicle, depending on the driver's choice, cause. In most cases, an elastomer or a hydraulic fluid for elastic coupling is used here.

Solche semiaktiven Stabilisatoren besitzen aufgrund eines Elastomer- oder Fluidstellgliedes keine linear verlaufende Dämpfungscharakteristik bzw. Federungscharakteristik.Such semi-active stabilizers have due to an elastomer or fluid actuator no linearly extending damping characteristic or spring characteristic.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Regelungs- und Steuerungsverfahren für einen semiaktiven Kraftfahrzeugstabilisator zur Verfügung zu stellen, mit dem es möglich ist, die Rotationsaktorik des Kraftfahrzeugstabilisators an die jeweiligen Fahranforderungen des Kraftfahrzeugs anzupassen.Object of the present invention is therefore to provide a control and control method for a semi-active motor vehicle stabilizer available, with which it is possible to adapt the Rotationsaktorik of the motor vehicle stabilizer to the respective driving requirements of the motor vehicle.

Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Regelung und Steuerung des Torsionsmoments eines semiaktiven Kraftfahrzeugstabilisators gemäß den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.The above object is achieved with a method for controlling and controlling the torsion of a semi-active motor vehicle stabilizer according to the features in claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.Advantageous embodiments of the present invention are part of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung und Steuerung des Torsionsmomentes eines semiaktiven Kraftfahrzeugstabilisators, wobei der Kraftfahrzeugstabilisator einen Aktor aufweist, in dem mindestens zwei Kammern zur Aufnahme eines Hydraulikfluids über ein Stellventil gekoppelt sind und der Durchfluss des Hydraulikfluids über das Ventil gesteuert wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in Abhängigkeit der Fahrzeugbeschleunigungen und der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels geregelt und gesteuert wird.The inventive method for controlling and controlling the torsional moment of a semi-active motor vehicle stabilizer, wherein the motor vehicle stabilizer comprises an actuator in which at least two chambers are coupled for receiving a hydraulic fluid via a control valve and the flow of the hydraulic fluid is controlled via the valve is characterized in that the valve is regulated and controlled in dependence on the vehicle accelerations and the vehicle speed and the steering angle.

Der semiaktive Kraftfahrzeugstabilisator besteht dabei erfindungsgemäß aus zwei torsionssteifen Bauteilen, beispielsweise zwei Stabilisatorhälften, die über einen hydraulischen Rotationsaktor gekoppelt sind. Der Rotationsaktor besteht aus mindestens zwei Kammern, die über ein Stellventil miteinander gekoppelt sind. Die Kammern selber sind mit einem Hydraulikmedium gefüllt. Durch Aufprägen eines Differenzdrucks des Mediums bei konstantem Volumen lässt sich die Steifigkeit der Aktuatorik einstellen. Das Stellventil steuert den Durchfluss und somit den Fluidaustausch zwischen den beiden Kammerpaaren.The semi-active motor vehicle stabilizer according to the invention consists of two torsion-resistant components, for example two stabilizer halves, which are coupled via a hydraulic rotary actuator. The rotary actuator consists of at least two chambers, which are coupled to each other via a control valve. The chambers themselves are with filled a hydraulic medium. By imposing a differential pressure of the medium at a constant volume, the stiffness of the actuator can be adjusted. The control valve controls the flow and thus the fluid exchange between the two chamber pairs.

Erfindungsgemäß werden die Fahrzeug-Ist-Größen, Fahrzeugbeschleunigungen und Fahrzeuggeschwindigkeit sowie Lenkwinkel und dessen Ableitungen dazu genutzt, die Öffnungsstellung des Stellventils zu regeln und zu steuern, und somit die Rotationseigenschaften des Kraftfahrzeugstabilisators einzustellen. Hierüber wird wiederum aktiv das Wankverhalten des Kraftfahrzeugs beeinflusst. Der Lenkwinkel kann entweder direkt als Stellung des Lenkrades ausgelesen werden oder aber auch über die kinematische Koppelung der Lenkung zurückgerechnet werden. Beispielsweise ist es somit möglich, einen Sensor irgendwo im Bereich des Lenkgetriebes zu positionieren oder aber die Lenkstellung der Räder auszuwerten.According to the invention, the vehicle actual variables, vehicle accelerations and vehicle speed as well as steering angles and their derivatives are used to regulate and control the opening position of the control valve, and thus to adjust the rotational properties of the motor vehicle stabilizer. In turn, this actively influences the roll behavior of the motor vehicle. The steering angle can either be read out directly as a position of the steering wheel or else be recalculated via the kinematic coupling of the steering. For example, it is thus possible to position a sensor somewhere in the region of the steering gear or to evaluate the steering position of the wheels.

Im Rahmen der Erfindung wird als Ist-Parameter der Fahrzeugbeschleunigung die Gierbeschleunigung und/oder die Querbeschleunigung und/oder die Längsbeschleunigung sensortechnisch erfasst und zur Regelung und Steuerung eingesetzt. Im Rahmen der Erfindung ist die Längsbeschleunigung die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in die Kraftfahrzeug-X-Richtung des standardisierten Kraftfahrzeugkoordinatensystems. Die Querbeschleunigung ist die Beschleunigung in Kraftfahrzeug-Y-Richtung und die Gierbeschleunigung ist die Beschleunigung der Drehung des Kraftfahrzeugs um die Hochachse. Hierbei kann erfindungsgemäß auf bereits im Kraftfahrzeug vorhandene Sensorik zurückgegriffen werden, die im Rahmen beispielsweise eines elektronischen Stabilitätsprogramms in nahezu allen heutigen am Markt befindlichen Kraftfahrzeugen vorhanden ist. Die einzelnen Datenparameter können dabei direkt an den Sensoren abgegriffen werden.In the context of the invention, the yaw acceleration and / or the lateral acceleration and / or the longitudinal acceleration are detected by sensors as actual parameters of the vehicle acceleration and used for control and regulation. In the context of the invention, the longitudinal acceleration is the acceleration of the motor vehicle in the motor vehicle X direction of the standardized motor vehicle coordinate system. The lateral acceleration is the acceleration in the motor vehicle Y direction and the yaw acceleration is the acceleration of the rotation of the motor vehicle about the vertical axis. In this case, it is possible according to the invention to make use of sensors already present in the motor vehicle, which are available in the context of, for example, an electronic stability program in almost all motor vehicles currently on the market. The individual data parameters can be tapped directly at the sensors.

Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin bevorzugt bei dem Ist-Parameter der Fahrzeugbeschleunigung die Vertikalbeschleunigung, insbesondere der Radhub, sensortechnisch erfasst und zur Regelung und Steuerung genutzt. Insbesondere wird der Radhub, besonders bevorzugt die Radhubbeschleunigung, also die Beschleunigung des vertikalen Ein- und Ausfederns eines Rades an einer Kraftfahrzeugachse separat erfasst und abgeglichen. Somit kann die jeweilige Differenz der Radhübe von linkem zu rechtem Rad einer Kraftfahrzeugachse direkt in das Regelungs- und Steuerungsverfahren mit einfließen.In the context of the invention, the vertical acceleration, in particular the wheel stroke, is also preferably detected by sensors in the actual parameter of the vehicle acceleration and used for control and regulation. In particular, the Radhub, particularly preferably the Radhubbeschleunigung, so the acceleration of the vertical compression and rebound of a wheel on a motor vehicle axle is detected and adjusted separately. Thus, the respective difference of the wheel strokes from left to right wheel of a motor vehicle axle can be incorporated directly into the regulation and control method.

Weiterhin bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung für den Lenkwinkel die Lenkwinkeländerung und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder die Lenkwinkelbeschleunigung sensortechnisch und zur Regelung und Steuerung benutzt. Auch der Lenkwinkel sowie die Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder die Lenkwinkelbeschleunigung sind über einen in fast allen heute am Markt befindlichen Kraftfahrzeugen befindlichen Lenkwinkelsensor direkt abgreifbar. Somit ist es nicht notwendig, zusätzliche Sensorik im Kraftfahrzeug zu verbauen.In the context of the invention, the steering angle change and / or the steering angle velocity and / or the steering angular acceleration are also preferably used for the steering angle by sensor technology and for regulation and control. The steering angle as well as the steering angle speed and / or the steering angular acceleration can be tapped directly via a steering angle sensor located in almost all vehicles on the market today. Thus, it is not necessary to obstruct additional sensors in the motor vehicle.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus der Fahrzeugbeschleunigung ein Verdrehwinkel des Kraftfahrzeugstabilisators berechnet, der zur Regelung und Steuerung des Aktors genutzt wird. Hierdurch ist es im Rahmen der Erfindung möglich, durch die Beschleunigungen sich einstellende Fahrzustände zu prognostizieren und durch Voreinstellung des zu erwartenden Wankverhaltens dieses derart positiv zu beeinflussen, dass kritische Fahrzustände möglichst vermieden werden. Beispielsweise kann im Rahmen der Erfindung somit durch zunehmend starkes Ein- und Ausfederungsverhalten der Radhübe von linkem zu rechtem Rad gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Lenkwinkelsensorsignals eine Kurvenfahrt erkannt werden. Hier kann durch Einstellung einer hohen Stabilisatorsteifigkeit das Wanken des Kraftfahrzeuges bei der Kurvenfahrt gering gehalten werden. Der Effekt wirkt sich besonders vorteilig für Geländefahrzeuge oder aber Kleintransporter aus.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, an angle of rotation of the motor vehicle stabilizer is calculated from the vehicle acceleration, which is used for controlling and controlling the actuator. As a result, it is possible within the scope of the invention to predict driving conditions that arise as a result of the accelerations and to influence this in such a positive way by presetting the expected rolling behavior that critical driving conditions are avoided as far as possible. For example, in the context of the invention, cornering may thus be detected by increasingly strong damping and rebound behavior of the wheel strokes from left to right wheel, if appropriate with the aid of a steering angle sensor signal. Here, by setting a high stabilizer rigidity, the roll of the motor vehicle when cornering can be kept low. The effect is particularly beneficial for off-road vehicles or pickup trucks.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird aus zumindest einigen der oben genannten Fahrzeugparametern ein Soll-Moment des Kraftfahrzeugstabilisators berechnet, wobei das Soll-Moment in eine Soll-Steifigkeit und eine Soll-Dämpfung aufgeteilt wird und in Abhängigkeit des Soll-Momentes ein Öffnungsquerschnitt an dem Stellventil eingestellt wird. Hierüber ist es möglich, das Soll-Moment für den hydraulischen Aktor aus den erfassten Fahrzeugbewegungen bzw. den erfassten Fahrzustandsparametern zu regeln und zu steuern. Der Aktor stellt als mechanisches Ersatzsystem die Parallelschaltung eines Federelements und eines Dämpferelements dar. Hierdurch bedingt teilt sich das Soll-Moment wiederum in eine Soll-Steifigkeit und eine Soll-Dämpfung auf. Über die Ansteuerung des Stellventils wird auf Basis der zuvor genannten Soll-Werte der Öffnungsquerschnitt des Stellventils zwischen den zwei verbundenen Hydraulikkammern geregelt und gesteuert.In a further preferred embodiment variant of the present invention, a setpoint torque of the motor vehicle stabilizer is calculated from at least some of the vehicle parameters mentioned above, wherein the setpoint torque is divided into a desired stiffness and a setpoint damping and an opening cross section as a function of the setpoint torque is set on the control valve. This makes it possible to regulate and control the desired torque for the hydraulic actuator from the detected vehicle movements or the detected driving state parameters. As a mechanical substitute system, the actuator represents the parallel connection of a spring element and a damper element. In this way, the setpoint torque is divided in turn into a desired stiffness and a setpoint damping. By controlling the control valve, the opening cross-section of the control valve between the two connected hydraulic chambers is controlled and controlled on the basis of the aforementioned target values.

Hierzu wird besonders bevorzugt die Soll-Steifigkeit und/oder die Soll-Dämpfung des Aktors durch Einstellung des Öffnungsquerschnitts direkt beeinflusst.For this purpose, the desired stiffness and / or the desired damping of the actuator is particularly preferably influenced directly by adjusting the opening cross section.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird der Ist-Verdrehwinkel des Aktors sensortechnisch erfasst und der Aktor weiterhin in Abhängigkeit des Ist-Verdrehwinkels geregelt und gesteuert. Durch die zusätzliche Möglichkeit der Erfassung des Ist-Verdrehwinkels des Aktors ist es möglich, den Aktor in Echtzeit nachzuregeln und nachzusteuern, wobei dieses zusätzlich unter Auswertung der jeweils aktuell vorliegenden Fahrzeugbewegungen und Fahrzustandsparametern geschieht. Hierdurch ist es nicht nur möglich, durch den Aktor das Kraftfahrzeug auf eine zu erwartende Fahrposition, beispielsweise eine Kurvenfahrt, optimal vorzubereiten, sondern es ist ebenfalls möglich, in Echtzeit auf Fahrzustandsänderungen zusätzlich zu reagieren. Beispielsweise könnte dies notwendig sein, wenn in der Kurvenfahrt, welche bereits an der Grenze eines unterkritischen Fahrzustandes zu einem kritischen Fahrzustand durchgeführt wird, zusätzlich eine Notbremsung stattfindet.In a further preferred embodiment variant of the present invention, the actual angle of rotation of the actuator is detected by sensors, and the actuator continues to be dependent on the actual position of the actuator. Angle of rotation regulated and controlled. Due to the additional possibility of detecting the actual angle of rotation of the actuator, it is possible to readjust and follow-up the actuator in real time, this additionally being done by evaluating the currently present vehicle movements and driving state parameters. This not only makes it possible to optimally prepare the motor vehicle for an expected driving position, for example cornering, by means of the actuator, but it is also possible to react in addition to driving state changes in real time. For example, this could be necessary if, in cornering, which is already carried out at the boundary of a subcritical driving state to a critical driving state, an additional emergency braking takes place.

Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, Fahrzeugfrühwarnsensorsysteme zur Regelung und Steuerung des Stellventils zu nutzen. Beispielsweise kann hier eine Fahrbahnpreviewfunktion genutzt werden, die Kurvenfahrten frühzeitig erkennt. Beispielsweise ist dies eine Kamera, die das Fahrzeugvorfeld überwacht und Kurvenfahrten, Hindernisse oder sonstige mögliche Fahrzustandsänderungen frühzeitig erkennt und in entsprechende Datensignale umwandelt. Auch ist eine Ultraschallüberwachung im Rahmen der Erfindung vorstellbar. Darüber hinaus ist es im Rahmen der Erfindung möglich, die Daten eines Kraftfahrzeugnavigationssystems mit auszuwerten, so dass mögliche Fahrzustandsänderungen, beispielsweise ein Abbiegen und somit eine Kurvenfahrt, vorgehalten werden können, so dass bei Einleiten bzw. Auftreten der Fahrzustandsänderung auf diese schneller reagiert werden kann.In the context of the invention, it is also possible to use vehicle early warning sensor systems for controlling and controlling the control valve. For example, a Fahrbahnpreviewfunktion be used here, detects the cornering early. For example, this is a camera that monitors the vehicle apron and recognizes cornering, obstacles or other possible changes in driving conditions early and converts them into corresponding data signals. An ultrasound monitoring within the scope of the invention is also conceivable. Moreover, it is possible within the scope of the invention to evaluate the data of a motor vehicle navigation system, so that possible changes in driving status, for example turning and thus cornering, can be provided, so that it can be reacted more quickly when the driving state is changed or initiated.

Erfindungsgemäß kann weiterhin der Druck des Hydraulikfluides in mindestens einer Kammer erfasst werden und der Aktor in Abhängigkeit des Druckes geregelt und gesteuert werden. Beispielsweise ist in Rahmen der Erfindung auch möglich, den Druck in beiden Hydraulikkammern zu messen und aufgrund der sich ergebenden Druckdifferenz den Aktor zu regeln und zu steuern.According to the invention, furthermore, the pressure of the hydraulic fluid in at least one chamber can be detected and the actuator can be regulated and controlled as a function of the pressure. For example, within the scope of the invention it is also possible to measure the pressure in both hydraulic chambers and to regulate and control the actuator on the basis of the resulting pressure difference.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren weiterhin durch eine Sicherheitsfunktion gekennzeichnet, derart, dass mindestens einer der zuvor genannten Fahrzeugparameter, welche zur Regelung und Steuerung eingesetzt werden, ebenfalls für eine Überwachung genutzt werden. Hierbei wird mindestens ein Fahrzeugparameter in einem bestimmten Takt, beispielsweise von wenigen Millisekunden, oder aber permanent überwacht. Tritt hier ein Fehler auf, so erkennt die Diagnose diese Fehlfunktion und überführt das Stellventil direkt in eine Sicherheitsstellung. Somit ist stets ein sicherheitsrelevanter Betrieb des Kraftfahrzeugstabilisators gegeben.According to the invention, the method is further characterized by a safety function, such that at least one of the aforementioned vehicle parameters, which are used for control and regulation, are also used for monitoring. In this case, at least one vehicle parameter is permanently monitored in a specific cycle, for example of a few milliseconds, or else. If an error occurs here, the diagnosis recognizes this malfunction and transfers the control valve directly to a safety position. Thus, a safety-relevant operation of the motor vehicle stabilizer is always given.

Die zuvor genannten Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind beliebig untereinander kombinierbar bei gleichen damit zu erreichenden Vorteilen, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The aforementioned embodiments of the present invention are arbitrarily combinable with each other with the same advantages to be achieved without departing from the scope of the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der nachfolgenden Beschreibung. Eine vorteilhafte Ausführungsvariante ist in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dient dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:Further advantages, features, characteristics and aspects of the present invention are part of the following description. An advantageous embodiment variant is shown in the schematic figures. This is for easy understanding of the invention. Show it:

1 ein Flussdiagramm zur erfindungsgemäßen Regelung und Steuerung eines semiaktiven Kraftfahrzeugstabilisators und 1 a flowchart for controlling and controlling a semi-active motor vehicle stabilizer according to the invention and

2 das Flussdiagramm aus 1 erweitert mit einer Diagnosefunktion. 2 the flowchart 1 extended with a diagnostic function.

1 zeigt ein Flussdiagramm der einzelnen Regelungs- und Steuerungsparameter sowie der daraus resultierenden Regelungs- und Steuerungsgrößen zur Einstellung des Aktormoments. 1 shows a flow chart of the individual control and control parameters and the resulting control and control variables for adjusting the actuator torque.

In der 1 dargestellt sind zunächst die Fahrzeugbewegungen, die sensortechnisch an dem Kraftfahrzeug erfasst werden. Hierbei werden die Beschleunigung des Aufbaus, die Gierbeschleunigung, die Querbeschleunigung und/oder die Längsbeschleunigung und/oder die Vertikalbeschleunigung des Aufbaus, hier insbesondere die Radhübe, und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. die Raddrehzahl und/oder der Lenkwinkel sowie dessen Ableitungen. Aus den Fahrzeugbewegungen wird entweder direkt ein Soll-Moment berechnet oder aber bei den Beschleunigungen des Aufbaus bzw. der vertikalen Beschleunigung zunächst ein Verdrehwinkel berechnet bzw. ein Verdrehwinkel sensortechnisch erfasst und unter Berücksichtigung der zuvor genannten Beschleunigungen ein Soll-Moment berechnet. Optional kann hierbei auch die Fahrzeugumgebung mit erfasst werden, so dass beispielsweise eine Fahrbahnpreview in Form von Kurvenerkennung oder sonstigen vorausschauenden Sensorsystemen zur Berechnung eines Soll-Moments genutzt werden.In the 1 initially shown are the vehicle movements, which are detected by sensors on the motor vehicle. Here, the acceleration of the structure, the yaw acceleration, the lateral acceleration and / or the longitudinal acceleration and / or the vertical acceleration of the structure, in particular the Radhübe, and / or the vehicle speed or the wheel speed and / or the steering angle and its derivatives. From the vehicle movements, either a desired torque is calculated directly or, for the accelerations of the structure or the vertical acceleration, an angle of rotation is first calculated or a torsion angle is detected by sensors and, taking into account the abovementioned accelerations, a desired moment is calculated. Optionally, in this case also the vehicle environment can be detected, so that, for example, a roadway preview in the form of curve recognition or other forward-looking sensor systems can be used to calculate a setpoint torque.

Das Soll-Moment wird wiederum umgerechnet in eine Soll-Steifigkeit und eine Soll-Dämpfung, welche genutzt werden, um die Ansteuerung für den semiaktiven Rotationsaktor zu nutzen. Hiermit wird wiederum entweder direkt der Öffnungsquerschnitt zwischen den Hydraulikkammern eingestellt oder aber über ein zwischengeschaltetes Steuergerät ein Soll-Strom für das Ventil berechnet, der wiederum die Einstellung des Öffnungsquerschnitts mit sich bringt. Über den Öffnungsquerschnitt zwischen den Hydraulikkammern werden wiederum entweder die Steifigkeit des Aktors und/oder die Dämpfung des Aktors eingestellt, die sich auf das Aktormoment auswirken. Durch Einstellung des Aktormoments ergibt sich an dem Kraftfahrzeugstabilisator ein Verdrehwinkel, der einen Ist-Verdrehwinkel darstellt. Dieser Ist-Verdrehwinkel kann wiederum sensortechnisch erfasst werden und mit in die Berechnung des Soll-Moments einfließen.The desired torque is in turn converted into a desired stiffness and a target damping, which are used to use the control for the semi-active rotary actuator. This in turn is either directly set the opening cross section between the hydraulic chambers or calculated via an intermediate controller, a target current for the valve, which in turn brings the adjustment of the opening cross section with it. In turn, either the stiffness of the actuator and / or the damping of the actuator are set via the opening cross section between the hydraulic chambers, which affect the actuator torque. By adjusting the actuator torque results in the motor vehicle stabilizer a twist angle, which represents an actual angle of rotation. This actual angle of rotation can in turn be detected by sensors and included in the calculation of the desired torque.

2 zeigt ein analoges Flussdiagramm zu 1, wobei hierbei eine Diagnosefunktion zugeschaltet ist, welche in der hier gezeigten Ausführungsvariante die Ventilstellung, den Ist-Strom, den Verdrehwinkel und den Fluiddruck jeweils optional mit überwachen kann und eine Rückmeldung an das Soll-Moment sowie an ein externes Steuergerät weitergeben kann. Mittels dieser Diagnosefunktion ist es erfindungsgemäß möglich, den semiaktiven Kraftfahrzeugstabilisator bei einer Fehlfunktion mindestens einer der hier optional gezeigten Fahrzeugparameter in eine Sicherheitsstellung zu verfahren. Dies kann über das hier angedeutete externe Steuergerät, welches beispielsweise ein Bordnetzsteuergerät eines Kraftfahrzeuges sein kann, geschehen, oder aber über das interne Regelungsverfahren, in dem ein Diagnosesignal an das Soll-Moment abgegeben wird. Im Rahmen der Erfindung ist es auch vorstellbar, hier jedoch nicht weiter eingezeichnet, ebenfalls die Fahrzeugbewegungen mit in die Überwachungsfunktion der Diagnose aufzunehmen. 2 shows an analogous flow chart 1 , wherein in this case a diagnostic function is switched on, which in the embodiment shown here, the valve position, the actual current, the angle of rotation and the fluid pressure can optionally monitor each and can pass on a feedback to the target torque and to an external controller. By means of this diagnostic function, it is possible according to the invention to move the semi-active motor vehicle stabilizer into a safety position in the event of a malfunction of at least one of the vehicle parameters optionally shown here. This can be done via the external control unit indicated here, which may be, for example, an onboard power supply control unit of a motor vehicle, or via the internal control method in which a diagnostic signal is output to the setpoint torque. In the context of the invention, it is also conceivable, but not further drawn here, also include the vehicle movements in the monitoring function of the diagnosis.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7322580 B2 [0006] US 7322580 B2 [0006]

Claims (11)

Verfahren zur Regelung und Steuerung des Torsionsmomentes eines semiaktiven Kraftfahrzeugstabilisators, wobei der Kraftfahrzeugstabilisator einen Aktor aufweist, in dem mindestens zwei Kammern zur Aufnahme eines Hydraulikfluides über ein Stellventil gekoppelt sind und der Durchfluss des Hydraulikfluides über das Stellventil gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellventil in Abhängigkeit der Fahrzeugbeschleunigungen und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder des Lenkwinkels geregelt und gesteuert wird.Method for controlling and controlling the torsional moment of a semi-active motor vehicle stabilizer, wherein the motor vehicle stabilizer has an actuator in which at least two chambers for receiving a hydraulic fluid are coupled via a control valve and the flow of the hydraulic fluid is controlled via the control valve, characterized in that the control valve in Dependence of the vehicle accelerations and / or the vehicle speed and / or the steering angle is regulated and controlled. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fahrzeugbeschleunigung die Gierbeschleunigung und/oder die Querbeschleunigung und/oder die Längsbeschleunigung sensortechnisch erfasst oder berechnet und zur Regelung und Steuerung genutzt werden.A method according to claim 1, characterized in that in the vehicle acceleration, the yaw acceleration and / or the lateral acceleration and / or the longitudinal acceleration sensor detected or calculated and used for control and control. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Fahrzeugbeschleunigung die Vertikalbeschleunigung, insbesondere der Radhub, sensortechnisch erfasst und/oder berechnet und zur Regelung und Steuerung genutzt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that in the vehicle acceleration, the vertical acceleration, in particular the wheel stroke, sensor technology detected and / or calculated and used for control and control. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für den Lenkwinkel die Lenkwinkeländerung und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder die Lenkwinkelbeschleunigung sensortechnisch erfasst und/oder berechnet zur Regelung und Steuerung genutzt werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the steering angle, the steering angle change and / or the steering angle velocity and / or the steering angular acceleration detected sensor technology and / or calculated used for control and control. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Fahzeugbeschleunigungen ein Verdrehwinkel des Kraftfahrzeugstabilisators berechnet wird, der zur Regelung und Steuerung genutzt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that from the Fahzeugbeschleunigungen a twist angle of the motor vehicle stabilizer is calculated, which is used for control and regulation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Fahrzeugparametern ein Sollmoment des Kraftfahrzeugstabilisators berechnet wird, wobei das Sollmoment in eine Sollsteifigkeit und eine Solldämpfung aufgeteilt wird und in Abhängigkeit des Sollmomentes ein Öffnungsquerschnitt an dem Stellventil eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that from the vehicle parameters, a target torque of the motor vehicle stabilizer is calculated, the target torque is divided into a desired stiffness and a target damping and depending on the target torque, an opening cross section is set to the control valve. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass über den eingestellten Öffnungsquerschnitt eine Steifigkeit und/oder Dämpfung des Aktors eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that over the set opening cross section, a stiffness and / or damping of the actuator is set. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Istverdrehwinkel des Aktors sensortechnisch erfasst und/oder berechnet wird und/oder der Aktor weiterhin in Abhängigkeit des Istverdrehwinkels geregelt und gesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that Istverdrehwinkel of the actuator is detected by sensors and / or calculated and / or the actuator is further controlled and controlled in dependence of the Istverdrehwinkels. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrzugfrühwarnsensorsysteme genutzt werden, um das Stellventil vor Auftreten eines zu erwartenden Fahrzustandes auf diesen einzustellen.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that Fahrzugfrwwarnsensorsysteme be used to adjust the control valve before the occurrence of an expected driving condition on this. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Hydraulikfluides in mindestens einer Kammer erfasst wird und der Aktor in Abhängigkeit des Druckes geregelt und gesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the pressure of the hydraulic fluid is detected in at least one chamber and the actuator is controlled and controlled in dependence of the pressure. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der zuvor genannten Fahrzeugparameter, welche sensortechnisch erfasst und/oder berechnet werden, für eine Überwachung genutzt werden, vorzugsweise wird das Stellventil bei diagnostizierter Fehlfunktion in eine Sicherheitsstellung überführt.Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one of the aforementioned vehicle parameters, which are detected by sensors and / or calculated, are used for monitoring, preferably the control valve is transferred in diagnosed malfunction in a safety position.
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