DE102015004700B4 - Vehicle with an active suspension system - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug mit zumindest einer Radaufhängung, bei der ein, ein Fahrzeugrad (11) tragender Radträger (9) über einen Lenkerverbund (7) an einem Hilfsrahmen (1) angelenkt ist, der über zumindest ein elastisch nachgiebiges Hilfsrahmenlager (15) am Fahrzeugaufbau (17) angebunden ist, und mit einer zwischen dem Radträger (9) und dem Fahrzeugaufbau (17) geschalteten Federanordnung (19) zur Aufnahme von Ein- und Ausfederbewegungen des Fahrzeugs, und mit einem aktiven Fahrwerksystem mit einem Aktuator (25), mittels dem in Abhängigkeit von Fahrbetriebsparametern (FB) die Federkräfte der Federanordnung (19) mit einer Stellkraft überlagerbar sind zur Höhenverstellung des Fahrzeugaufbaus (17) und/oder zur Nick- oder Wankstabilisierung oder zur Vertikalberuhigung, wobei das Fahrwerksystem ein Aktuator-Steuergerät (27) zur Ansteuerung des Aktuators (25) mittels einer Stellgröße (y) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfsrahmenlager (15) Bestandteil des aktiven Fahrwerksystems ist, und dass das Hilfsrahmenlager (15) im Zusammenspiel mit dem Aktuator (25) in Abhängigkeit von den Fahrbetriebsparametern (FB) ansteuerbar ist, und dass das Fahrwerksystem eine Signalerzeugungseinheit (35) aufweist, die eine Ist-Lagersteifigkeit des Hilfsrahmenlagers (15) erfasst und ein damit korrespondierendes Signal zum Aktuator-Steuergerät (27) zur Ermittlung der Stellgröße (y) leitet, so dass das Aktuator-Steuergerät (27) die Stellgröße (y) nicht nur auf der Grundlage der Fahrbetriebsparameter (FB), sondern zusätzlich auch auf der Grundlage der Ist-Lagersteifigkeit des Hilfsrahmenlagers (15) ermittelt.Vehicle having at least one wheel suspension, in which a wheel carrier (9) carrying a vehicle wheel (11) is articulated to a subframe (1) via a linkage (7) which is connected to the vehicle body (17) via at least one elastically yielding subframe bearing (15). is connected, and with a between the wheel carrier (9) and the vehicle body (17) connected spring arrangement (19) for receiving compression and rebound movements of the vehicle, and with an active suspension system with an actuator (25), by means of which Driving parameters (FB), the spring forces of the spring assembly (19) are superimposed with a force for height adjustment of the vehicle body (17) and / or pitch or roll stabilization or for vertical stabilization, wherein the suspension system is an actuator control unit (27) for controlling the actuator ( 25) by means of a manipulated variable (y), characterized in that the subframe bearing (15) is part of the active suspension system, and that the subframe bearing (15) in interaction with the actuator (25) in dependence on the driving parameters (FB) is controllable, and that the chassis system comprises a signal generating unit (35) which detects an actual bearing stiffness of the subframe bearing (15) and a thus corresponding signal to the actuator control unit (27) for determining the manipulated variable (y) passes, so that the actuator control unit (27) the manipulated variable (y) not only on the basis of the driving parameters (FB), but in addition also on the basis the actual bearing stiffness of the subframe bearing (15) determined.
Description
Die Erfindung betrifft ein zweispuriges Fahrzeug mit einem aktiven Fahrwerksystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Beeinflussung von Fahreigenschaften eines solchen Fahrzeugs nach dem Patentanspruch 4.The invention relates to a two-lane vehicle with an active chassis system according to the preamble of
In Fahrzeugen ist der Einsatz eines aktiven Fahrwerksystems gängige Praxis, mit dem während des Fahrbetriebs zum Beispiel das Wankverhalten bei einer Kurvenfahrt stabilisiert wird oder einer Nickneigung zum Beispiel beim Bremsen entgegengewirkt wird.In vehicles, the use of an active suspension system is common practice with which during driving, for example, the roll behavior is stabilized when cornering or a pitch tilt is counteracted, for example, when braking.
Aus der
Wie oben erwähnt, ist der Aktuator am Hilfsrahmen befestigt. Die vom Aktuator generierte Stellkraft wirkt zum Beispiel über eine Drehstabfeder und einen Abtriebshebel auf den Lenkerverbund. Zudem ist der mittels elastisch nachgiebiger Hilfsrahmenlager am Fahrzeugaufbau befestigte Aktuator über einen vom Hilfsrahmenlager vorgegebenen Federweg höhenverstellbar. Beim Aufbau einer auf den Radträger wirkenden Stellkraft mittels des Aktuators wird also - je nach Lagersteifigkeit - zunächst das elastische Hilfsrahmenlager unter Aufbrauch eines Federwegs zusammengedrückt und erst dann der Radträger mit der vom Aktuator generierten Stellkraft beaufschlagt.As mentioned above, the actuator is attached to the subframe. The actuating force generated by the actuator acts, for example via a torsion bar spring and an output lever on the handlebar assembly. In addition, the actuator fixed by means of elastically resilient subframe bearing on the vehicle body height adjustable by a predetermined by the subframe bearing travel. When constructing a force acting on the wheel actuator force by means of the actuator is thus - depending on the bearing stiffness - first compressed the elastic subframe bearing while exhausting a spring travel and only then applied to the wheel with the actuator generated by the actuating force.
Problematisch ist die Verwendung eines aktiven Hilfsrahmenlagers mit einer Lagersteifigkeit, die in Abhängigkeit von aktuellen Fahrbetriebsparametern variiert. Beim Einsatz eines solchen aktiven Hilfsrahmenlagers kann das Steuergerät des Fahrwerksystems - ohne Information über die aktuelle Ist-Lagersteifigkeit des aktiven Hilfsrahmenlagers - die für eine bestimmte Fahreigenschaft erforderliche Stellkraft nur ungenau ermitteln, wodurch sich für den Fahrzeuginsassen unkomfortable Fahreigenschaften ergeben können.The problem is the use of an active subframe bearing with a bearing stiffness that varies depending on current driving parameters. When using such an active subframe bearing, the control unit of the suspension system - without information about the current actual bearing stiffness of the active subframe storage - determine the required for a particular driving performance force only inaccurate, which may result in uncomfortable driving characteristics for the vehicle occupants.
Aus der
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug mit einem aktiven Fahrwerksystems bzw. ein Steuerungsverfahren bereitzustellen, mit dem die Fahreigenschaften eines zweispurigen Fahrzeugs im Vergleich zum Stand der Technik komfortabel beeinflussbar sind.The object of the invention is to provide a vehicle with an active chassis system or a control method, with which the driving characteristics of a two-lane vehicle compared to the prior art can be comfortably influenced.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 4 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist nicht nur der oben angegebene Aktuator, dessen Stellkraft die Federkräfte der Federanordnung überlagern kann, sondern zusätzlich auch das zumindest eine Hilfsrahmenlager Bestandteil des aktiven Fahrwerksystems. Die Fahreigenschaften sind daher sowohl durch den Aktuator der Radaufhängung als auch durch das aktive Hilfsrahmenlager zielgerichtet beeinflussbar. Das heißt, dass für die Einstellung von Fahreigenschaften das Hilfsrahmenlager im Zusammenspiel mit dem Aktuator in Abhängigkeit der aktuellen Fahrbetriebsparameter ansteuerbar ist.According to the characterizing part of
Die oben definierte Federanordnung kann beispielhaft eine Tragfeder sein, die radial außen einen Teleskop-Stoßdämpfer der Radaufhängung umzieht. Die Tragfeder ist in an sich bekannter Weise zwischen dem Fahrzeugaufbau und mittelbar oder unmittelbar am Radträger oder an Radführungselementen abstützbar. Der zur Generierung der Stellkräften verwendete Aktuator kann beispielhaft ein elektrisch ansteuerbarer Drehsteller sein, mit dem ein Torsionsmoment auf eine Drehstabfeder ausübbar ist, die radseitig auf einen Abtriebshebel wirkt, der über eine Koppelstange an einem Radführungselement der Radaufhängung angelenkt ist. Das Torsionsmoment wird somit über einen Lastpfad vom Drehsteller, Drehstabfeder, Abtriebshebel, Koppelstange letztendlich als eine lineare Stellkraft auf das Radführungselement aufgebracht. Alternativ dazu kann der Aktuator auch ein elektromotorisch ansteuerbarer Stelltrieb sein, mittels dem ein Verstellfederteller, auf dem die Tragfeder abstützbar ist, axial verschiebbar ist (
In einer technischen Umsetzung kann das Fahrwerksystem ein Hilfsrahmenlager-Steuergerät aufweisen, das eingangsseitig Informationen über den Fahrbetrieb, das heißt Fahrbetriebsparameter erhält. Auf der Grundlage dieser Fahrbetriebsparameter wird das Hilfsrahmenlager angesteuert. Hierbei wird dessen Lagersteifigkeit in Abhängigkeit von den aktuellen Fahrbetriebsparametern angepasst. Insbesondere kann das Hilfsrahmenlager in einer einfachen technischen Ausführung zwischen einer harten Lagerkennung mit hoher Lagersteifigkeit und einer weichen Lagerkennung mit reduzierter Lagersteifigkeit geschaltet werden. Zudem weist das Fahrwerksystem ein vom Hilfsrahmenlager-Steuergerät separates Aktuator-Steuergerät auf, mit dem in Abhängigkeit von den Fahrbetriebsparametern eine Stellgröße zur Ansteuerung des Aktuators ermittelt wird.In a technical implementation, the chassis system may have an auxiliary frame bearing control unit, the input side information about the driving, ie driving parameters receives. Based on these driving parameters, the subframe bearing is driven. Here, its bearing stiffness is adjusted depending on the current driving parameters. In particular, the subframe bearing can be switched in a simple technical design between a hard bearing detection with high bearing stiffness and a soft bearing recognition with reduced bearing stiffness. In addition, the chassis system has a separate from the subframe storage control actuator actuator control unit, with which a manipulated variable for controlling the actuator is determined in dependence on the driving parameters.
Erfindungsgemäß ermittelt das Fahrwerksystem bei einfacher Signalverarbeitung eine möglichst zielgerichtete Stellgröße zur Ansteuerung des Aktuators. Vor diesem Hintergrund ermittelt das Aktuator-Steuergerät die Aktuator-Stellgröße nicht nur auf der Grundlage der Fahrbetriebsparameter, sondern zusätzlich auch auf der Grundlage der aktuellen Ist-Lagersteifigkeit des Hilfsrahmenlagers.According to the invention determines the chassis system with simple signal processing the most targeted control variable for controlling the actuator. Against this background, the actuator control unit determines the actuator control variable not only on the basis of the driving parameters, but also on the basis of the current actual bearing stiffness of the subframe bearing.
Erfindungsgemäß weist die hierzu erforderliche Schaltlogik eine Signalerzeugungseinheit auf, die die aktuelle Ist-Lagersteifigkeit erfasst und ein damit korrespondierendes Signal zum Aktuator-Steuergerät leitet, in dem die Aktuator-Stellgröße ermittelt wird.According to the invention, the switching logic required for this purpose has a signal generating unit which detects the current actual bearing stiffness and passes a signal corresponding thereto to the actuator control unit, in which the actuator control variable is determined.
In einer einfachen technischen Ausführung kann die Signalerzeugungseinheit nicht als ein Programmbausteil im Hilfsrahmenlager-Steuergerät integriert sein, sondern vielmehr unmittelbar im Hilfsrahmenlager integriert sein, zum Beispiel als ein Schalter, der zumindest zwei Schaltzustände signaltechnisch verarbeiten kann, das heißt eine hohe Lagersteifigkeit und eine reduzierte Lagersteifigkeit des Hilfsrahmenlagers. Alternativ dazu kann signal- und montagetechnisch aufwendiger auch die Signalerzeugungseinheit unmittelbarer Bestandteil des Hilfsrahmenlager-Steuergerätes sein.In a simple technical embodiment, the signal generation unit can not be integrated as a program component in the subframe storage control unit, but rather be integrated directly in the subframe storage, for example, as a switch that can process signal-technically at least two switching states, that is a high bearing stiffness and a reduced bearing stiffness of the subframe bearing. Alternatively, the signal generation unit can be a direct component of the subframe storage control unit in terms of signal and assembly technology.
Das erfindungsgemäße Fahrwerksystem ist in unterschiedlichen Fahrsituationen einwandfrei anwendbar: So kann das Fahrwerksystem bei einem starken Abbremsvorgang mit einer großen Bremsverzögerung oberhalb eines Schwellwerts das Hilfsrahmenlager auf eine steife Lagerkennung schalten. Demgegenüber kann bei einem Abbremsvorgang mit reduzierter Bremsverzögerung unterhalb eines Schwellwertes das Hilfsrahmenlager auf eine weiche Lagerkennung geschaltet werden. In einer weiteren Fahrsituation mit Kurvenfahrt kann bei einer erfassten Ist-Querbeschleunigung oberhalb eines Schwellwertes das Hilfsrahmenlager auf eine steife Lagerkennung geschaltet werden. Demgegenüber kann bei einer erfassten reduzierten Ist-Querbeschleunigung das Hilfsrahmenlager bei der Kurvenfahrt auf eine weiche Lagerkennung geschaltet werden. Zudem kann bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes das Hilfsrahmenlager auf eine steife Lagerkennung geschaltet werden, während bei einer reduzierteren Fahrgeschwindigkeit unterhalb eines Schwellwertes das Hilfsrahmenlager auf eine weiche Lagerkennung geschaltet werden kann.The suspension system according to the invention is perfectly applicable in different driving situations: Thus, the chassis system can switch the subframe stock to a stiff position detection in a strong deceleration with a large deceleration above a threshold value. In contrast, the subframe bearing can be switched to a soft position detection in a deceleration with reduced braking delay below a threshold value. In a further driving situation with cornering, the subframe bearing can be switched to a stiff position detection at a detected actual lateral acceleration above a threshold value. In contrast, the subframe bearing can be switched when cornering on a soft Lagerkennung at a detected reduced actual lateral acceleration. In addition, at a high driving speed above a predetermined threshold value, the subframe bearing can be switched to a rigid position detection, while at a reduced driving speed below a threshold value, the subframe bearing can be switched to a soft position detection.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.
Es zeigen:
-
1 in einer schematischen Darstellung von oben einen angedeuteten Heckbereich eines Fahrzeugs mit einer Fahrzeughinterachse sowie mit einem prinzipiell in einem Blockschaltdiagramm dargestellten Fahrwerksystem; und -
2 eine Radaufhängung der in der1 gezeigten Fahrzeughinterachse in einem Ersatzschaltbild.
-
1 in a schematic representation from above an indicated rear area of a vehicle with a vehicle rear axle and with a basically illustrated in a block diagram chassis system; and -
2 a suspension in the1 shown vehicle rear axle in an equivalent circuit diagram.
In der
Wie aus den
Im normalen Fahrbetrieb können Ein- und Ausfederbewegungen des Fahrzeugs mittels der Tragfeder
Wie aus den beiden Figuren hervorgeht, ist das Hilfsrahmenlager
Wie aus den
Alternativ dazu ist in der
Claims (7)
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DE102015004700.0A DE102015004700B4 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Vehicle with an active suspension system |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102015004700A1 DE102015004700A1 (en) | 2016-10-13 |
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DE102015004700.0A Active DE102015004700B4 (en) | 2015-04-09 | 2015-04-09 | Vehicle with an active suspension system |
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2015
- 2015-04-09 DE DE102015004700.0A patent/DE102015004700B4/en active Active
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