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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Kraftübertragung einer Fahrdynamikstütze eines Antriebsaggregates gemäß Patentanspruch 1, ein Steuergerät gemäß Patentanspruch 10 und eine Anordnung zum Steuern einer Kraftübertragung einer Fahrdynamikstütze eines Antriebsaggregates gemäß Patentanspruch 11.
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Aus
DE 10 2009 026 713 A1 ist ein dynamisches Aggregatelager zur Befestigung eines Fahrzeugmotors in einer Karosserie bekannt, bei dem ein mit dem Fahrzeugmotor befestigbarer Befestigungsbolzen über einen Elastomerblock in allen Koordinatenrichtungen relativ bewegbar mit der Karosserie verbunden ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Ansteuern der Fahrdynamikstütze des Antriebsaggregates bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Weitere Ausführungsformen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Mithilfe des vorgeschlagenen Verfahrens wird abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter des Fahrzeuges eine Fahrsituation erkannt und abhängig von der erkannten Fahrsituation wird die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze gesteuert. Dadurch wird eine einfache Ermittlung der Steuerng der Fahrdynamikstütze erreicht. Zudem ist es auf diese Weise nicht erforderlich, dass die Fahrdynamikstütze über einen eigenen Sensor zur Erfassung der Belastung der Fahrdynamikstütze verfügt. Die Fahrsituation kann beispielsweise auch von einer anderen Steuerung erkannt und an die Steuerung der Fahrdynamikstütze übermittelt werden.
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In einer Ausführung wird eine Querbeschleunigung des Fahrzeuges erfasst und abhängig von der Querbeschleunigung wird die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze gesteuert. Dadurch wird eine präzisere Steuerung der Fahrdynamikstütze ermöglicht.
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In einer Ausführung wird abhängig von einem Antriebsmoment des Fahrzeuges die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze gesteuert. Dadurch wird eine präzisere Steuerung der Fahrdynamikstütze ermöglicht.
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In einer Ausführung wird für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von der Fahrsituation und der Querbeschleunigung ein erster Wert für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze ermittelt, wobei für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von dem Antriebsmoment des Fahrzeuges ein zweiter Wert für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze ermittelt wird, und wobei der größere der zwei Werte für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze verwendet wird, um die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze festzulegen. Dadurch wird eine präzisere Steuerung der Fahrdynamikstütze ermöglicht.
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In einer Ausführung wird die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges gesteuert. Dadurch wird eine präzisere Steuerung der Fahrdynamikstütze ermöglicht.
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In einer Ausführung wird die Fahrsituation von einem Datenbus des Fahrzeuges oder von einer Steuerung einer anderen Funktion des Fahrzeuges übernommen. Dadurch wird eine Entlastung der Steuerung der Fahrdynamikstütze erreicht.
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In einer Ausführung wird abhängig von der erkannten Fahrsituation ein Kennfeld ausgewählt und anhand des Kennfeldes die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze gesteuert.
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Die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze wird in Form einer Steifigkeit und/oder in Form einer Dämpfung der Fahrdynamikstütze gesteuert.
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Es wird eine Anordnung zum Steuern einer Kraftübertragung einer Fahrdynamikstütze eines Antriebsaggregates vorgeschlagen, wobei die Fahrdynamikstütze vorgesehen ist, um das Antriebsaggregat seitlich gegenüber der Karosserie abzustützen, wobei die Fahrdynamikstütze in einer Kraftübertragung veränderbar ausgebildet ist, wobei ein Steuergerät vorgesehen ist, das abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter des Fahrzeuges eine Fahrsituation erkennt, und wobei das Steuergerät abhängig von der erkannten Fahrsituation die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze steuert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges und
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2 eine schematische Darstellung eines Antriebsaggregates und eines Aggregatelagers.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, das ein Antriebsaggregat 2 aufweist. Ein Antriebsaggregat kann eine Masse von 300 kg und mehr aufweisen. Abhängig vom Fahrzeugtyp kann ein Vorderwagen bis zur A-Säule weniger als das Antriebsaggregat wiegen. Das Antriebsaggregat 2 ist über ein Aggregatelager 3 mit einer Karosserie 4 des Fahrzeuges 1 mechanisch verbunden. Weiterhin steht das Antriebsaggregat 2 mit Rädern 5 des Fahrzeuges 1 in Verbindung. Die Räder 5 sind über eine Radaufhängung 6 drehbar und beweglich in einer Höhenposition mit der Karosserie 4 verbunden. Jeder Radaufhängung 6 kann ein erster Sensor 7 zur Erfassung einer Schwingung der Radaufhängung 6 und des Rades 5 zugeordnet sein. Die ersten Sensoren 7 stehen mit einem Steuergerät 8 in Verbindung.
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Weiterhin kann ein zweiter Sensor 9 vorgesehen sein, der eine Schwingung der Karosserie 4, insbesondere eine Schwingung in einer Hochachse, eine Schwingung in einer Längsachse und eine Schwingung in einer Querachse der Karosserie 4 erfasst. Der zweite Sensor 9 steht ebenfalls mit dem Steuergerät 8 in Verbindung. Weiterhin kann ein dritter Sensor 10 vorgesehen sein, der dem Antriebsaggregat 2 zugeordnet ist, und der eine Schwingung des Antriebsaggregates 2 gegenüber der Karosserie 4 erfasst. Der dritte Sensor 10 steht ebenfalls mit dem Steuergerät 8 in Verbindung. Das Steuergerät 8 steht zudem mit einem Datenspeicher 11 in Verbindung. Weiterhin steht das Steuergerät 8 über eine Steuerleitung 12 mit einer Fahrdynamikstütze 15 eines Aggregatelagers 3 in Verbindung. Das Aggregatelager 3 ist in der Weise ausgebildet, dass eine Dämpfung und/oder Steifigkeit des Aggregatelagers vom Steuergerät 8 verändert werden kann. Dazu weist das Aggregatelager 3 wenigstens die Fahrdynamikstütze 15 mit einem Aktor und/oder mit einem semiaktive Dämpfungselement auf, deren Dämpfungseigenschaften, insbesondere deren Steifigkeit verändert werden kann. Beispielsweise kann die Fahrdynamikstütze als hydraulisch dämpfendes Lager, insbesondere als steuerbares Lager mit einer magnetorheologischen Flüssigkeit ausgebildet sein.
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Das Steuergerät 8 ist ausgebildet, um eine Dämpfung und/oder Steifigkeit des Aggregatelagers 3, insbesondere der Fahrdynamikstütze in der Weise zu steuern, dass Schwingungen der Karosserie gedämpft werden. Dabei kann das Steuergerät 8 die Dämpfung und/oder Steifigkeit wenigstens der Fahrdynamikstütze 15 des Aggregatelagers in der Weise verändern, dass die Schwingung des Antriebsaggregates und/oder die Masse des Antriebsaggregates einer mechanischen Schwingungswelle der Karosserie entgegen wirkt. Somit kann beispielsweise die Steifigkeit des Aggregatelagers in wenigstens einer Richtung, das heißt in der Hochachse, in der Querachse oder in der Längsachse des Fahrzeuges verändert werden. Beispielsweise kann die Dämpfung und/oder Steifigkeit des Aggregatelagers abhängig von einer Schwingungsfrequenz der Karosserie verändert werden. Dazu erfasst das Steuergerät 8 die Schwingung der Karosserie mithilfe des dritten Sensors 10 in wenigstens einer Richtung, das heißt in der Hochachse, in der Querachse und/oder in der Längsachse des Fahrzeuges.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann mithilfe des ersten Sensors 7 und/oder des zweiten Sensors 9 eine vorgegebene Fahrsituation erkannt werden. Dazu können im Datenspeicher Vergleichssignale für die Sensoren abgelegt sein, die vorgegebenen Fahrsituationen entsprechen. Abhängig von der erkannten Fahrsituation wird ein der Fahrsituation zugeordnetes Steuersignal, das im Datenspeicher 11 abgelegt ist, ausgewählt. Mit dem ausgewählten Steuersignal wird die Dämpfung und/oder Steifigkeit der Fahrdynamikstütze 15 gesteuert. Somit ist es nicht erforderlich, das Steuersignal während des Betriebes des Fahrzeuges zu berechnen. Es kann auf das im Datenspeicher 11 zu der Fahrsituation abgelegte Steuersignal zurückgegriffen werden. Dadurch wird das Steuergerät 8 entlastet. Zudem kann mithilfe der abgelegten Steuersignale eine vorausschauende Ansteuerung der Dämpfung und/oder Steifigkeit der Fahrdynamikstütze erreicht werden.
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Beispielsweise kann als Fahrsituation ein Bereich einer Eigenfrequenz der Radaufhängung erfasst werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann dazu auch die Aufbaubeschleunigung der Karosserie des Fahrzeuges berücksichtigt werden. Erkennt somit das Steuergerät eine starke Schwingung des jeweiligen Rades nahe einer Eigenfrequenz, so kann durch Einstellen einer hohen Dämpfung des Aggregatelagers die Schwingung des Rades reduziert werden und somit das Erreichen der Eigenfrequenz vermieden werden. Auf diese Weise wird eine Verbesserung der Fahrsicherheit erreicht. Dadurch kann die dynamische Radlast des jeweiligen Rades reduziert werden.
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Die Eigenfrequenzen für die Schwingungen der Räder können beispielsweise im Datenspeicher 11 abgelegt sein. Erkennt das Steuergerät, dass sich die Schwingungsfrequenz des Rades der Eigenfrequenz nähert, so kann durch eine gezielte Änderung der Dämpfung und/oder Steifigkeit der Fahrdynamikstütze das Schwingungsverhalten und damit die Schwingungsfrequenz des Rades in der Weise beeinflusst werden, dass die Eigenfrequenz des Rades nicht erreicht wird.
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Das Fahrzeug 1 kann über ein weiteres Steuergerät 20 verfügen, das über weitere Sensoren 21 Betriebsparameter des Fahrzeuges, insbesondere die Geschwindigkeit, die Querbeschleunigung, das Antriebsmoment des Fahrzeuges erfasst. Zudem kann das zweite Steuergerät 20 über die weiteren Sensoren 21 auch eine Fahrdynamik des Fahrzeuges in Form einer zeitlichen Änderung eines Lenkwinkels eines Lenkrades erfassen. Das zweite Steuergerät 20 ist ausgebildet, um abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter des Fahrzeuges eine vorgegebene Fahrsituation zu erkennen. Das zweite Steuergerät 20 steht auch mit dem Datenspeicher 11 in Verbindung. Im Datenspeicher 11 sind abhängig von vorgegebenen Fahrsituationen Werte für die Ansteuerung der Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abgelegt. Weiterhin können im Datenspeicher 11 auch Werte für die Steuerung der Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze des Antriebsaggregates abgelegt sein, die von der Querbeschleunigung des Fahrzeuges abhängen. Zudem können die Werte für die Ansteuerung der Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze auch von dem Antriebsmoment des Fahrzeuges abhängen.
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Abhängig von der gewählten Ausführungsform können das Steuergerät 8 und/oder das zweite Steuergerät 20 ausgebildet sein, um für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von der erkannten Fahrsituation und von der vorliegenden Querbeschleunigung des Fahrzeuges einen ersten Wert für die Steuerung der Kraftübertragung zu ermitteln. Weiterhin sind das Steuergerät 8 und/oder das zweite Steuergerät 20 ausgebildet, um einen zweiten Wert für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von dem Antriebsmoment des Fahrzeuges zu ermitteln. Das Steuergerät legt abhängig von dem größeren Wert der zwei Werte die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze fest.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges festgelegt. Weiterhin verfügt das Fahrzeug über einen Datenbus 22, auf den Informationen über die vorliegende Fahrsituation des Fahrzeuges übertragen werden. Das erste und/oder das zweite Steuergerät 8, 20 stehen mit dem Datenbus 22 in Verbindung und kann die über den Datenbus 22 übertragene Fahrsituation für die Steuerung der Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze berücksichtigen.
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Das Steuergerät 8 wählt abhängig von der erkannten Fahrsituation ein Kennfeld aus, das im Datenspeicher 11 zu der Fahrsituation abgelegt ist. Im Kennfeld sind Werte für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von wenigstens einem Betriebsparameter des Fahrzeuges abgelegt. Das Steuergerät 8 verwendet die Werte für die Kraftübertragung zur Ansteuerung der Fahrdynamikstütze. Zur Steuerung der Fahrdynamikstütze können konstante Ströme verwendet werden. Die Kraftübertragung kann in Form einer Steifigkeit und/oder in Form einer Dämpfung der Fahrdynamikstütze festgelegt werden. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Fahrdynamikstütze auch in Form eines Aktors ausgebildet sein, der aktiv eine steuerbare Kraft zwischen der Karosserie 4 und dem Antriebsaggregat ausübt.
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Mithilfe der beschriebenen Verfahren können verschiedene Fahrsituationen wie zum Beispiel mehrfacher Spurwechsel, ein Leerlauf des Antriebsaggregates bei einem stehenden Fahrzeug, das Befahren einer holprigen Fahrstrecke, eine sportliche Fahrweise, eine komfortbetonte Fahrweise oder eine Start/Stopp Situation des Antriebsaggregates erkannt werden.
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Mithilfe des beschriebenen Verfahrens kann beispielsweise eine Bewegung des Antriebsaggregates bei einer vorliegenden Querdynamik des Fahrzeuges reduziert werden. Dadurch kann ein Einlenken des Fahrzeuges verbessert werden. Zudem kann der Fahrkomfort durch eine Reduzierung der Schwingung der Karosserie durch eine entsprechende Steifigkeit und/oder Dämpfung der Bewegung des Antriebsaggregates insbesondere der Fahrdynamikstütze erreicht werden. Insbesondere kann dadurch das Rollverhalten des Antriebsaggregates reduziert werden. Dadurch wird eine Steigerung des Fahrkomforts durch eine Reduzierung von spürbaren Schwingungen erreicht. Weiterhin können zwischen den Betriebssituationen Leerlauf und Fahrbetrieb unterschiedliche Steifigkeiten für die Fahrdynamikstütze gewählt werden. Dadurch wird eine verbesserte Vibrationsentkopplung zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie insbesondere im Leerlauf erreicht. Zudem kann als Fahrsituation eine komfortable Fahrweise oder eine fahrdynamische Fahrweise erkannt und entsprechend durch die Einstellung der Fahrdynamikstütze unterstützt werden. Weiterhin kann beispielsweise als Fahrsituation ein quasi stationäres Manöver wie zum Beispiel eine konstante Kreisfahrt erkannt werden. Entsprechend kann eine Bewegung des Antriebsaggregates stationär in Querrichtung reduziert werden. Weiterhin kann als Fahrsituation eine Fahrbahnbeschaffenheit erfasst werden. Abhängig von der Fahrbahnbeschaffenheit können unterschiedliche Steifigkeiten und/oder Dämpfungen der Fahrdynamikstütze von Vorteil sein.
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Das Steuergerät kann eine Querbeschleunigung des Fahrzeuges erfassen, und wobei abhängig von der Querbeschleunigung die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze steuern. Weiterhin kann das Steuergerät abhängig von einem Antriebsmoment des Fahrzeuges die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze steuern. Weiterhin kann das Steuergerät für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von der Fahrsituation und der Querbeschleunigung einen ersten Wert für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze ermitteln. Zudem kann das Steuergerät für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von dem Antriebsmoment des Fahrzeuges einen zweiten Wert für die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze ermitteln. Das Steuergerät wählt den größeren der zwei Werte für die Steuerung der Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze aus. Weiterhin kann das Steuergerät die Kraftübertragung der Fahrdynamikstütze abhängig von einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges steuern. Für die Art und Weise der Berücksichtigung der beschriebenen Größen sind Tabellen, Kennlinien oder Formeln im Datenspeicher 11 abgelegt.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Aggregatelager 3, das eine Fahrdynamikstütze 15 aufweist. Die Fahrdynamikstütze 15 ist vorgesehen, um eine mechanische Wirkverbindung des Antriebsaggregates 2 in der Längsrichtung und/oder in der Querrichtung des Fahrzeuges zu der Karosserie 4 zu realisieren. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Aggregatelager 3 auch ein erstes Motorlager 13, ein zweites Motorlager 14 aufweisen. Das erste und zweite Motorlager 13, 14 stützen das Gewicht des Antriebsaggregates 2 in der Vertikalen gegenüber der schematisch dargestellten Karosserie 4 ab. Sowohl das erste und das zweite Motorlager 13, 14 als auch die Fahrdynamikstütze 15 können als Aktoren und/oder als aktive Dämpfungselemente ausgebildet sein. Die Dämpfungseigenschaften der Motorlager 13, 14 und der Fahrdynamikstütze 15 können vom Steuergerät 8 verändert werden. Dabei wird insbesondere eine Steifigkeit der Motorlager 13, 14 und/oder der Fahrdynamikstütze 15 verändert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009026713 A1 [0002]
