DE102018128476B4

DE102018128476B4 - Verfahren zum Kontrollieren einer Dämpfereinrichtung und Programmprodukt

Info

Publication number: DE102018128476B4
Application number: DE102018128476.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Fleps-Dezasse; Jonathan Brembeck; Uwe Bleck
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2023-12-28
Anticipated expiration: 2038-11-15
Also published as: DE102018128476A1

Abstract

Verfahren zum Kontrollieren einer Dämpfereinrichtung für ein Fahrwerk, die Dämpfereinrichtung aufweisend eine elektronische Kontrolleinrichtung (118) und wenigstens einen kontrollierbaren semi-aktiven Dämpfer (114), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Stellgröße (u) für den wenigstens einen Dämpfer (114) unter Berücksichtigung einer Fahrzeugradbeschleunigung (aw) und einer Dämpfergeschwindigkeit (vd) für Dämpfergeschwindigkeiten vd>0 auf einen vorgegebenen ersten Haltewert (136, uhold1) und für Dämpfergeschwindigkeiten vd<_ 0 auf einen vorgegebenen zweiten Haltewert (138, uhold2) angehoben, für eine vorgegebene Haltezeit (Thold) auf dem ersten oder zweiten Haltewert (136, uhold1, 138, uhold2) gehalten und mit einer vorgegebenen Rate (pdown) abgesenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kontrollieren einer Dämpfereinrichtung für ein Fahrwerk, die Dämpfereinrichtung aufweisend eine elektronische Kontrolleinrichtung und wenigstens einen kontrollierbaren semi-aktiven Dämpfer. Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.
Aus dem Dokument DE 10 2004 044 474 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Ansteuerung eines aktiven oder semiaktiven Dämpfers oder vergleichbaren Aktuators im Fahrwerk eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit zwischen einem Fahrzeug-Rad und dem unter Zwischenschaltung des Dämpfers oder Aktuators im Wesentlichen in Vertikalrichtung auf diesem abgestützten Fahrzeug-Aufbau, wobei als Messgröße der Relativweg zwischen Rad und Aufbau zur Verfügung steht, demzufolge die Relativgeschwindigkeit über einen regelungstechnischen Zustandsbeobachter ermittelt wird, wobei der gemessene Relativweg zur Rückführung des Zustandsbeobachters verwendet wird, während die nicht gemessenen Beschleunigungen über eine Modellierung als Störgrößen beliebiger Ordnung geschätzt oder alternativ eine oder beide Beschleunigungen vernachlässigt werden.
Aus dem Dokument DE 41 05 937 A1 ist ein Verfahren bekannt zur Steuerung der Dämpfung des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, demzufolge als sicherheitsorientierte Eingangsgrößen die Beschleunigung des Aufbaus und andere die jeweilige Fahrsituation oder eine Änderung der Fahrsituation beschreibende Größen und als komfortorientierte Eingangsgrößen mindestens die Beschleunigung der Räder gemessen werden, die sicherheitsorientierten Eingangsgrößen daraufhin geprüft werden, ob eine mittlere bis hohe Dämpfung erforderlich ist, und die Dämpfung zutreffendenfalls entsprechend eingestellt wird, und für den Fall, dass eine mittlere bis hohe Dämpfung nicht erforderlich ist, eine niedrige Dämpfung in Abhängigkeit von den komfortorientierten Eingangsgrößen eingestellt wird.
Aus dem Dokument DE 40 15 035 A1 ist eine Stoßdämpfersteuerung bekannt zur Steuerung einer Dämpfkraft eines zwischen einem Fahrzeugkörper und einem Rad vorgesehenen Stoßdämpfers, mit einem Vertikaldetektor zur Erfassung einer Vertikalbewegung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf das Rad, einer ersten Überschreitungsbestimmungseinrichtung, die mit dem Vertikalbewegungsdetektor verbunden ist, um zu entscheiden, ob die Vertikalbewegung des Fahrzeugkörpers einen ersten Grenzwert überschreitet oder nicht, und einer Dämpfkrafterhöhungs/Halteeinrichtung, die mit dem Stoßdämpfer und der ersten Überschreitungsbestimmungseinrichtung verbunden ist, um die Dämpfkraft des Stoßdämpfers zu erhöhen, wenn eine vorgegebene Zeitverzögerung von einem Zeitpunkt an abläuft, zu dem die erste Überschreitungsbestimmungseinrichtung entscheidet, dass die Vertikalbewegung des Fahrzeugkörpers den ersten Grenzwert überschreitet, und um die Dämpfkraft des Stoßdämpfers auf dem erhöhten Niveau für eine vorgegebene Haltezeit zu halten, wobei die Stoßdämpfersteuerung eine Zeitvorgabeeinrichtung, die mit der Dämpfkrafterhöhungs/Halteeinrichtung verbunden ist, um eine Ablaufzeit von der vorgegebenen Zeitverzögerung an zu schaffen, eine Ablaufzeitbestimmungseinrichtung, die mit der Zeitvorgabeeinrichtung verbunden ist, um zu entscheiden, ob die Ablaufzeit, die durch die Zeitvorgabeeinrichtung geschaffen worden ist, eine Zeit anzeigt, die vor oder innerhalb einer Entscheidungsausführungsperiode liegt, wobei die Entscheidungsausführungsperiode eine Zeitperiode vor einem Ende der vorgegebenen Haltezeit ist, eine Verhinderungseinrichtung, die mit der ersten Überschreitungsbestimmungseinrichtung und der Ablaufzeitbestimmungseinrichtung verbunden ist, um zu verhindern, dass die erste Überschreitungsbestimmungseinrichtung entscheidet, dass die Vertikalbewegung des Fahrzeugkörpers den ersten Grenzwert überschreitet, wenn die Ablaufzeitbestimmungseinrichtung entscheidet, dass die Ablaufzeit eine Zeit vor der Entscheidungsdurchführungsperiode darstellt, eine zweite Überschreitungsbestimmungseinrichtung, die mit dem Vertikalbewegungsdetektor und der Ablaufzeitbestimmungseinrichtung verbunden ist, um zu entscheiden, wenn die Ablaufzeitbestimmungseinrichtung entscheidet, dass die Ablaufzeit eine Zeit innerhalb der vorgegebenen Ausführungsperiode anzeigt, ob die Vertikalbewegung des Fahrzeugkörpers, die durch den Vertikalbewegungsdetektor erfasst wird, einen zweiten Grenzwert übersteigt oder nicht, und eine Haltezeitverlängerungseinrichtung aufweist, die mit der Dämpfkrafterhöhungs/Halteeinrichtung und der zweiten Überschreitungsbestimmungseinrichtung verbunden ist, um die Haltezeit durch eine vorgegebene Zeit zu verlängern, wenn die zweite Überschreitungsbestimmungseinrichtung entscheidet, dass die Vertikalbewegung des Fahrzeugkörpers den zweiten Grenzwert überschreitet.
Das Dokument DE 41 39 412 A1 betrifft ein aktives Aufhängungssystem für ein Fahrzeug mit einem fahrzeugkarosserieseitigen Teil, einem radseitigen Teil und einem zwischen diesen Teilen angeordneten Hydraulikzylinder mit einem Abschwächungsventil. Das Abschwächungsventil ist zum Ändern einer Dämpfungskraft zwischen einem Zustand mit niedriger Abschwächungskonstante und einem Zustand mit hoher Abschwächungskonstante umschaltbar. Zum Steuern des Abschwächungsventils ist eine Steuereinheit vorgesehen, die einen Sensor zum Feststellen einer Vertikalbeschleunigung eines Rads aufweist. Wenn die Vertikalbeschleunigung des Rads einen Schwellwert überschreitet, wird ein Zeitgeber gestartet und ein Steuersignal für das Abschwächungsventil auf „1“ gesetzt, sodass das Abschwächungsventil in seinen Zustand mit hoher Abschwächungskonstante geändert wird. Nach Ablauf des Zeitgebers wird das Steuersignal für das Abschwächungsventil auf „0“ gesetzt, sodass das Abschwächungsventil in seinen Zustand mit niedriger Abschwächungskonstante geändert wird.
Das Dokument DE 10 2004 053 695 A1 betrifft ein Verfahren zur Dämpfung von Karosserie- und Fahrwerks oder Radschwingungen eines Kraftfahrzeuges, bei dem das Kraftfahrzeug zwischen der Karosserie als gefederter Masse und dem Fahrwerk mit Rad oder der Achse als ungefederter Masse Feder-Dämpfer-Systeme aufweist mit in ihrer Zug- und Druckstufe auf unterschiedliche Dämpfungscharakteristika/ Dämpferkennlinien verstellbaren Dämpfern, bei dem über Sensoren ein Bremszustand des Kraftfahrzeuges detektiert wird, und bei dem jeweils die Aufbaubeschleunigungen und die Fahrwerks- oder Radbeschleunigungen separat über Sensoren ermittelt werden. Bei dem aus dem Dokument DE 10 2004 053 695 A1 bekannten Verfahren wird nach Erkennen eines Bremszustandes und nach Überschreiten eines Grenzwertes der über Sensoren ermittelten Aufbaubeschleunigung und/oder Radbeschleunigung während einer ersten Schwingungsperiode der Karosserie solange eine harte Dämpfungscharakteristik für die betroffenen Räder oder Achsen eingestellt und beibehalten, bis durch die über Sensoren ermittelten Aufbaubeschleunigungen und/oder Radbeschleunigungen eine Umkehr der Radlast oder eine Verminderung der Radlast unter einen Mindestwert festgestellt wird, und erst danach werden die Dämpfer in der Zug- und Druckstufe innerhalb vorgegebener Dämpferkennlinien geregelt.
Aus dem Dokument DE 41 12 007 A1 ist ein System bekannt zur Bildung eines Signals bei einem Fahrzeug, insbesondere in Verbindung mit einer Fahrwerkregelung, mit wenigstens einem Dämpfer, dessen eine Seite mit dem Fahrzeugaufbau und dessen andere Seite mit wenigstens einer Radeinheit direkt oder indirekt betriebsverbunden ist, und Signalen, die die Relativbewegungen der beiden Seiten des Dämpfers zur Zeit t repräsentieren, und ersten Mitteln, um einen von den Signalen abhängigen Signalwert zu erhalten, und zweiten Mitteln zur logischen Verknüpfung von einem zum Signal korrespondierenden Wert mit dem Signalwert und einer von der logischen Verknüpfung abhängigen Steuerung einer Fahrzeuggröße.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Außerdem wird die Aufgabe gelöst mit einem Programmprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Dämpfereinrichtung kann elektronisch kontrolliert werden. Die Dämpfereinrichtung kann steuerungstechnisch und/oder regelungstechnisch kontrolliert werden. Die Dämpfereinrichtung kann kontrolliert werden, um Fahrwerksvibrationen, insbesondere höherfrequente Schwingungen in Längs-, Quer- und/oder Vertikalrichtung, zu reduzieren. Dabei reagiert das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf Straßenunregelmäßigkeiten stochastischer Art, sondern auf Einzelereignisse, welche das Rad zu Längs-, Quer- und oder Vertikalvibrationen anregen. Das Verfahren kann mithilfe eines ausführbaren Programms durchgeführt werden.
Das Fahrwerk kann ein Kraftfahrzeug-Fahrwerk sein. Das Kraftfahrzeug kann ein PKW, LKW oder NKW sein. Das Fahrwerk kann wenigstens ein Fahrzeugrad aufweisen. Das Fahrwerk kann eine Federeinrichtung aufweisen. Die Kontrolleinrichtung kann zum Kontrollieren der Dämpfereinrichtung dienen.
Die Kontrolleinrichtung kann zum Ausführen eines Programms geeignet sein. Die Kontrolleinrichtung kann eine Recheneinrichtung aufweisen. Die Kontrolleinrichtung kann eine Speichereinrichtung aufweisen. Der Kontrolleinrichtung können Eingangssignale zur Verfügung stehen. Der Kontrolleinrichtung können Eingangssignale über eine Fahrzeugradbewegung, über eine Fahrzeugradgeschwindigkeit und/oder über eine Fahrzeugradbeschleunigung zur Verfügung stehen. Eine Fahrzeugradbewegung, Fahrzeugradgeschwindigkeit und/oder Fahrzeugradbeschleunigung ist vorliegend eine Fahrzeugradbewegung, Fahrzeugradgeschwindigkeit und/oder Fahrzeugradbeschleunigung in linearer Richtung, insbesondere in vertikaler Richtung bezogen auf eine Fahrbahnoberfläche. Der Kontrolleinrichtung können Eingangssignale über eine Dämpferbewegung, über eine Dämpfergeschwindigkeit und/oder über eine Dämpferbeschleunigung zur Verfügung stehen. Eine Dämpferbewegung, Dämpfergeschwindigkeit und/oder Dämpferbeschleunigung bezieht sich vorliegend auf eine Bewegung eines Dämpfereingangsteils und eines Dämpferausgangsteils relativ zueinander. Die Kontrolleinrichtung kann wenigstens ein Ausgangssignal an den wenigstens einen Dämpfer ausgeben.
Der wenigstens eine Dämpfer kann wenigstens eine Kennlinie in einem Geschwindigkeit-Kraft-Diagramm aufweisen. Der wenigstens eine Dämpfer kann wenigstens eine Kennlinie für eine Zugbeaufschlagung aufweisen. Der wenigstens eine Dämpfer kann wenigstens eine Kennlinie für eine Druckbeaufschlagung aufweisen. Die wenigstens eine Kennlinie kann anpassbar sein. Ein Kontrollieren der Dämpfereinrichtung kann ein Anpassen der wenigstens einen Kennlinie des wenigstens eine Dämpfers umfassen. Die Dämpfereinrichtung kann mehrere Dämpfer aufweisen. Die mehreren Dämpfer können voneinander gesondert kontrolliert werden. Die mehreren Dämpfer können gemeinsam und/oder paarweise und/oder gruppenweise gekoppelt kontrolliert werden. Der wenigstens eine Dämpfer kann wenigstens einen Aktuator aufweisen. Der wenigstens eine Aktuator kann elektrisch kontrollierbar sein.
Die wenigstens eine Stellgröße kann dazu dienen, eine Kennlinie des wenigstens einen Dämpfers anzupassen. Die wenigstens eine Stellgröße kann eine Ventilstellung sein. Die wenigstens eine Stellgröße kann mithilfe eines Ausgangssignals der Kontrolleinrichtung angehoben, gehalten und abgesenkt werden. Ein Anheben, Halten und Absenken der Stellgröße kann mit einem Anheben, Halten und Absenken eines Ausgangssignals der Kontrolleinrichtung korrelieren.
Ein Anheben der wenigstens einen Stellgröße kann eine härtere Dämpfung bewirken. Ein Anheben der wenigstens einen Stellgröße kann eine weichere Dämpfung bewirken. Ein Absenken der wenigstens einen Stellgröße kann eine weichere Dämpfung bewirken. Ein Absenken der wenigstens einen Stellgröße kann eine härtere Dämpfung bewirken.
Ein erster Schwellwert kann bestimmt werden. Die wenigstens eine Stellgröße kann bei Überschreiten des ersten Schwellwerts angehoben, gehalten und abgesenkt werden. Ein zweiter Schwellwert kann bestimmt werden. Die wenigstens eine Stellgröße kann bei Unterschreiten des zweiten Schwellwerts angehoben, gehalten und abgesenkt werden.
Der erste Schwellwert kann sich auf eine positive Fahrzeugradbeschleunigung beziehen. Der zweite Schwellwert kann sich auf eine negative Fahrzeugradbeschleunigung beziehen.
Die wenigstens eine Stellgröße kann bei einer ersten Dämpferbewegungsrichtung auf einem ersten Haltewert und bei einer zweiten Dämpferbewegungsrichtung auf einem zweiten Haltewert gehalten werden. Die erste Dämpferbewegungsrichtung kann eine Zugrichtung sein. Die erste Dämpferbewegungsrichtung kann eine Druckrichtung sein. Ein Übergang zwischen dem ersten Haltewert und dem zweiten Haltewert kann als Funktion einer Dämpfergeschwindigkeit erfolgen.
Die wenigstens eine Stellgröße kann ausgehend von einem Referenzwert angehoben, gehalten und abgesenkt werden. Der Referenzwert kann unter Berücksichtigung einer Dämpferansteuerung bestimmt werden. Die Dämpferansteuerung kann eine Skyhook-Regelstrategie, eine Groundhook-Regelstrategie oder eine kombinierte Regelstrategie aufweisen.
Das Verfahren kann blockweise parallel mit jeweils gesonderten Schwellwerten, Haltewerten und Haltezeiten durchgeführt werden. Die Schwellwerten, Haltewerten und Haltezeiten können als Vektoren dargestellt werden. Die Vektoren können miteinander verglichen werden. Die darauf basierend bestimmten Stellgrößen können miteinander verglichen werden. Ein Maximalvektor kann bestimmt werden. Eine Maximalstellgröße kann bestimmt werden. Die wenigstens eine Stellgröße kann unter Berücksichtigung eines Maximalvektors kontrolliert werden. Die wenigstens eine Stellgröße kann unter Berücksichtigung der Maximalstellgröße kontrolliert werden. Der Maximalvektor kann unter Berücksichtigung eines/des Referenzwerts bestimmt werden. Die Maximalstellgröße kann unter Berücksichtigung eines/des Referenzwerts bestimmt werden.
Das Verfahren kann parametrisiert werden. Das Verfahren kann unter Berücksichtigung einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit parametrisiert werden. Das Verfahren kann unter Berücksichtigung einer fahrbahnbedingten Schwingungsanregung parametrisiert werden.
Das Programmprodukt kann auf einem physischen Speichermedium gespeichert sein. Das Speichermedium kann ein Datenträger sein. Das Speichermedium kann computerlesbar sein. Das Programmprodukt kann als Signal vorliegen.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine Methode zur Reduktion von Fahrwerksvibrationen. Als Eingangsgröße für eine Berechnung eines Stellsignals u eines Dämpfers können eine Radbeschleunigung a_w = ẍ_w und eine Dämpfergeschwindigkeit v_d =ẋ_b - ẋ_w dienen. Diese Methode zur Ansteuerung des Dämpfers wird vorliegend auch als „Suspension Vibration Control (SVC)“ bezeichnet.
Die Kriterien Fahrbahnkontakt und Begrenzung einer Ein- und Ausfederung des Fahrwerks sowie parasitärer Fahrwerksoszillationen können durch die vorgeschlagene Ansteuerung gleichzeitig verbessert werden, indem eine Ansteuerung starke, stoßartige Radbewegungen erkennt und Dämpferkräfte vorgibt um die Radbewegung zu reduzieren.
Die Berechnung der Stellgröße u des semi-aktiven Dämpfers kann wie folgt erfolgen: Bei Überschreiten eines Schwellwerts a_w,pos für positive Radbeschleunigungen oder bei unterschreiten eines Schwellwerts a_w,neg bei negativen Radbeschleunigung kann die Stellgröße des semi-aktiven Dämpfers mit einer Rate p_up vom aktuellen Referenzwert der Stellgröße ausgehend auf einen Haltewert u_hold angehoben und für eine Haltezeit T_hold auf diesem Wert gehalten werden. Anschließend kann die Stellgröße mit einer Rate p_down wieder reduziert werden. Der Haltewert u_hold kann zwischen Bewegungsrichtungen des Dämpfers unterscheiden, sodass für Dämpfergeschwindigkeiten v_d > 0 der Haltewert u_hold1 und für Dämpfergeschwindigkeiten v_d ≤ 0 der Haltewert u_hold2 vorgegeben werden kann. Ein Übergang zwischen den beiden Haltewerten kann als Funktion der Dämpfergeschwindigkeit realisiert werden.
Bei einem beispielhaften typischen Anregungsverlauf mit zunächst kleiner Anregungsprofilhöhe und anschließend einer größeren stoßartigen Anregung kann die stoßartige Anregung zu hohen Radbeschleunigungen führen. Die SVC-Methode kann die hohen Radbeschleunigungen erkennen und als Reaktion ein Stellsignal für den semi-aktiven Dämpfers kommandieren. Wenn in der SVC-Methode definierte Schwellwerte zu Zeitpunkt t₁ überschritten werden, kann daraufhin das Stellsignal bis zum Erreichen eines Haltewerts u_hold1 für positive Dämpfergeschwindigkeiten mit einer Rate p_up ansteigen. Während einer Haltezeit T_hold=t₃-t₁, kann die Dämpfergeschwindigkeit zum Zeitpunkt t₂ ihr Vorzeichen wechseln und das Stellsignal kann entsprechend auf einen Haltewerte u_hold2 für negative Dämpfergeschwindigkeiten angepasst werden. Nach Ablauf der Haltezeit kann das Stellsignal schließlich mit der Rate p_down zurück auf den Referenzwert fallen.
Die Stellgröße u des Dämpfers kann erst nach Überschreiten bzw. Unterschreiten der Radbeschleunigungsschwellwerte ausgehend vom Referenzwert angehoben werden. Dadurch kann die SVC Methode zwischen Anregungen, welche hinsichtlich der Kriterien Fahrkomfort, Fahrbahnkontakt und Begrenzung der Ein- und Ausfederung des Fahrwerks sowie der (parasitären) Fahrwerksvibrationen keine Anpassung der Dämpferkräfte erfordern, und solchen die eine Anpassung der Dämpferkräfte erfordern, selektieren.
Der Haltewert u_hold kann abhängig von einer Richtung der Dämpfergeschwindigkeit gesetzt und so auf fahrwerkspezifische Eigenschaften und Schwingungsformen angepasst werden.
Um eine gezielte Reaktion auf Fahrwerkschwingungsformen zu ermöglichen, die von der Amplitude der Radbeschleunigung abhängen, kann eine Anzahl N von SVC Blöcken parallel betrieben werden. Dabei kann für jeden SVC Block i ∈ {1,2,...,N} ein eigener Parametersatz bestehen aus den Schwellwerten für eine Radbeschleunigung, Haltewerten, An- und Abstiegsraten und einer Haltezeit definiert werden. Das Stellsignal u des semi-aktiven Dämpfers kann sich als Maximalwert des Stellsignalvektors der SVC Blöcke zu u = max([u₁, u₂,...,u_N, u_{Re f}]^T) ergeben. Das Referenzstellsignal u_{Re f} kann bei der Maximalwertberechnung ebenfalls berücksichtigt werden, sodass das Stellsignal des Dämpfers dem Referenzstellsignal entspricht, falls u_{Re f} > u_i ∀i ∈ {1,2,...,N}. Mögliche Quellen für das Referenzstellsignal u_{Re f} können sonstige Methoden zur Dämpferansteuerung sein, wie beispielsweise ein Skyhook-Regler, wenn die SVC Methode parallel zu diesen Methoden betrieben wird.
Die Parameter der SVC Blöcke können Funktionen einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und einer Straßenanregung sein.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
Mit der Erfindung wird ein Dämpfungsverhalten verbessert. Ein Fahrkomfort wird durch eine Reduzierung von Fahrwerksvibrationen verbessert. Eine Auflösung eines Zielkonflikts zwischen Fahrkomfort und Fahrbahnkontakt wird verbessert. Eine Kontrolle einer Dämpfungseinrichtung wird verbessert. Ein Kompromiss zwischen den Kriterien Fahrkomfort, Fahrbahnkontakt und Begrenzung der Ein- und Ausfederung des Fahrwerks sowie der Fahrwerksvibrationen wird verbessert. Negativindikationen bei Bedämpfung parasitärer Vibrationen eines Radführungssystems werden reduziert oder vermieden. Eine Unterscheidung zwischen der Art der Anregung (stoßartig oder kontinuierlich) wird ermöglicht. Parasitäre Fahrwerksvibrationen können im Entwurfsprozess berücksichtigt werden. Die Kriterien Fahrbahnkontakt und Begrenzung der Ein- und Ausfederung des Fahrwerks sowie der Fahrwerksvibrationen können erst nach Überschreiten einer Anregungshöhe und -frequenz relevant und dann für eine gezielte Ansteuerung der semi-aktiven Dämpfer herangezogen werden. Starke, stoßartige Radbewegungen können erkannt und Dämpferkräfte können vorgegeben werden, um die Fahrwerksbewegung zu reduzieren.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:

1 ein Kontrollieren eines semi-aktiven Fahrwerks,
2 ein Kontrollieren eines semi-aktiven Fahrwerks bei einem typischem Anregungsverlauf,
3 einen Verlauf einer Stellgröße,
4 eine Berechnung einer Stellgröße aus mehreren Blöcken unter Berücksichtigung eines Referenzwerts,
5 ein Straßenprofil,
6 einen Radbeschleunigungsverlauf,
7 einen Dämpfergeschwindigkeitsverlauf,
8 eine Aktivierungsschwelle beim Kontrollieren eines semi-aktiven Fahrwerks und
9 einen Dämpferstellsignalverlauf.

1 zeigt ein Kontrollieren eines semi-aktiven Fahrwerks anhand eines regelungstechnischen Viertelfahrzugmodells. Das Fahrwerkmodell 100 umfasst eine Radmasse 102 und eine Aufbaumasse 104. Zwischen einer profilierten Fahrbahnoberfläche 106 und der Radmasse 102 sind ein Raddämpfer 108 und eine Radfederung 110 modelliert. Zwischen der Radmasse 102 und der Aufbaumasse 104 ist eine Dämpfereinrichtung mit einem kontrollierbaren semi-aktiven Dämpfer 114 und einer Feder 116 modelliert.
Der Dämpfer 114 wird mithilfe einer elektronischen Kontrolleinrichtung 118, auf der ein Programm zum Kontrollieren des Dämpfers 114 ausgeführt wird, kontrolliert. Der Kontrolleinrichtung 118 und dem darauf ausgeführten Programm stehen als Eingangsgrößen eine Radbeschleunigung a_w und eine Dämpfergeschwindigkeit v_d zur Verfügung. Auf Basis der Radbeschleunigung a_w und der Dämpfergeschwindigkeit v_d wird mithilfe der Kontrolleinrichtung 118 und dem darauf ausgeführten Programm eine Stellgröße u zum Kontrollieren des Dämpfers 114 bestimmt.
2 zeigt ein Kontrollieren des semi-aktiven Fahrwerks bei einem typischen Anregungsverlauf 120 mit zunächst kleineren Anregungsprofilhöhen und nachfolgend einer größeren stoßartigen Anregung, die bei Fahrt in Pfeilrichtung 122 zu hohen Beschleunigungen a_w des Rads 124 führt. Die hohe Radbeschleunigung a_w wird erkannt und als Reaktion wird, wie in 3 gezeigt, die Stellgröße u ausgegeben.
In 3 sind die Radbeschleunigung a_w, die Dämpfergeschwindigkeit v_d und die Stellgröße u im zeitlichen Verlauf dargestellt. Dabei ist der Radbeschleunigungsverlauf mit 126, der Dämpfergeschwindigkeitsverlauf mit 128 und der Stellgrößenverlauf mit 130 bezeichnet.
Zum Zeitpunkt t₁ wird ein definierter Schwellwert 132, vorliegend eine positive Radbeschleunigung a_w,_pos, überschritten. Anschließend steigt die Stellgröße u ausgehend von einem Referenzwert 134 bis zum Erreichen eines ersten Haltewerts u_hold1 für positive Dämpfergeschwindigkeiten mit einer Rate p_up an. Der erste Haltewert u_hold1 ist in 3 auch mit 136 bezeichnet. Während einer Haltezeit T_hold = t₃ -t₁ wechselt die Dämpfergeschwindigkeit v_d zum Zeitpunkt t₂ ihr Vorzeichen und entsprechend wird die Stellgröße u auf einen zweiten Haltewerte u_hold2 für negative Dämpfergeschwindigkeiten angepasst. Der zweite Haltewert u_hold2 ist in 3 auch mit 138 bezeichnet. Während einer Haltezeit T_hold =t₄ -t₂ wechselt die Dämpfergeschwindigkeit v_d zum Zeitpunkt t₃ wieder ihr Vorzeichen und entsprechend wird die Stellgröße u wieder auf den ersten Haltewerte u_hold1 für positive Dämpfergeschwindigkeiten angepasst. Nach Ablauf der Haltezeit zum Zeitpunkt t₄ fällt die Stellgröße u mit einer Rate p_down zurück auf den Referenzwert 134.
4 zeigt eine Berechnung einer Stellgröße u für eine Anzahl N aus mehreren Blöcken SVC1, SVC2, SVCN unter Berücksichtigung eines Referenzwerts u_f. Die Blöcke SVC1, SVC2, SVCN sind vorliegend auch mit 140, 142, 144 bezeichnet. In jedem der Blöcke 140, 142, 144 wird, wie mit Bezug auf 3 beschrieben, eine Stellgröße u₁, u₂, u_N bestimmt. Die Bestimmung der Stellgrößen u₁, u₂, u_N erfolgt parallel, wobei jeweils gesonderte Schwellwerte, Haltewerte und Haltezeiten berücksichtigt werden können. Die Stellgrößen u₁, u₂, u_N werden miteinander verglichen und es wird eine maximale Stellgröße u bestimmt.
Die Vorteile dieses auch als SVC Methode bezeichneten Verfahrens werden anhand einer Viertelfahrzeug-Simulation verdeutlicht. Dazu wird das Viertelfahrzeugmodell aus 1 mit einem wie in 5 gezeigten Straßenprofil 146 angeregt und die SVC Methode, wie oben beschrieben, angewendet. Die Anstiegsrate p_up wird für die Simulation als unendlich groß angenommen p_up = ∞. Eine Funktion zur Beschreibung eines Übergangs zwischen den Haltewerten u_hold1 und u_hold2 abhängig von der Dämpfergeschwindigkeit v_d wurde als Signum-Funktion ausgeführt.
6 zeigt einen Radbeschleunigungsverlauf 148 des Viertelfahrzeugs mit Ansteuerung durch die SVC Methode im Vergleich zu einem Radbeschleunigungsverlauf 150 ohne Ansteuerung durch die SVC Methode mit konstanter normalisierter Stellgröße. Der Vergleich verdeutlicht den Effekt der SVC Methode und die Wirksamkeit zur Reduktion der Fahrwerksvibrationen.
7 zeigt einen zugehörigen Dämpfergeschwindigkeitsverlauf 152 des Viertelfahrzeugs mit Ansteuerung durch die SVC Methode im Vergleich zu einem Dämpfergeschwindigkeitsverlauf 154 ohne Ansteuerung durch die SVC Methode mit konstanter normalisierter Stellgröße.
8 veranschaulicht die Funktion des Schwellwerts 156. Erst die zweite Radbeschleunigungsamplitude 158 überschreitet den Schwellwert 156 und aktiviert so eine Anhebung der Stellgröße des Dämpfers.
9 zeigt einen Dämpferstellsignalverlauf 160. Das Dämpferstell steigt zunächst ausgehend von dem Referenzwert 162 auf den ersten Haltewert 164 an, schaltet dann wiederholt zwischen dem zweiten Haltewert 166 um und fällt dann wieder auf den Referenzwert 162 ab.
Bezugszeichen

100: Fahrzeugmodell
102: Radmasse
104: Aufbaumasse
106: Fahrbahnoberfläche
108: Raddämpfer
110: Radfederung
114: Dämpfer
116: Feder
118: Kontrolleinrichtung
120: Anregungsverlauf
122: Pfeilrichtung
124: Rad
126: Radbeschleunigungsverlauf
128: Dämpfergeschwindigkeitsverlauf
130: Stellgrößenverlauf
132: Schwellwert
134: Referenzwert
136: erster Haltewert
138: zweiter Haltewert
140: Block
142: Block
144: Block
146: Straßenprofil
148: Radbeschleunigungsverlauf
150: Radbeschleunigungsverlauf
152: Dämpfergeschwindigkeitsverlauf
154: Dämpfergeschwindigkeitsverlauf
156: Schwellwert
158: Radbeschleunigungsamplitude
160: Dämpferstellsignalverlauf
162: Referenzwert
164: erster Haltewert
166: zweiter Haltewert

Claims

Verfahren zum Kontrollieren einer Dämpfereinrichtung für ein Fahrwerk, die Dämpfereinrichtung aufweisend eine elektronische Kontrolleinrichtung (118) und wenigstens einen kontrollierbaren semi-aktiven Dämpfer (114), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Stellgröße (u) für den wenigstens einen Dämpfer (114) unter Berücksichtigung einer Fahrzeugradbeschleunigung (a_w) und einer Dämpfergeschwindigkeit (v_d) für Dämpfergeschwindigkeiten v_d >0 auf einen vorgegebenen ersten Haltewert (136, u_hold1) und für Dämpfergeschwindigkeiten v_d <_ 0 auf einen vorgegebenen zweiten Haltewert (138, u_hold2) angehoben, für eine vorgegebene Haltezeit (T_hold) auf dem ersten oder zweiten Haltewert (136, u_hold1, 138, u_hold2) gehalten und mit einer vorgegebenen Rate (p_down) abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Schwellwert (132, a_w,pos) und ein zweiter Schwellwert bestimmt werden und die wenigstens eine Stellgröße (u) bei Überschreiten des ersten Schwellwerts (132, a_w,pos) oder bei Unterschreiten des zweiten Schwellwerts angehoben, gehalten und abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Schwellwert (132, a_w,pos) auf eine positive Fahrzeugradbeschleunigung (a_w,pos) und sich der zweite Schwellwert auf eine negative Fahrzeugradbeschleunigung (a_w,neg) bezieht.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang zwischen dem ersten Haltewert (136, u_hold1) und dem zweiten Haltewert (138, u_hold2) als Funktion einer Dämpfergeschwindigkeit (v_d) erfolgt.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stellgröße (u) ausgehend von einem Referenzwert (134, 162, u_f) angehoben, gehalten und abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (134, 162, u_f) unter Berücksichtigung einer Dämpferansteuerung bestimmt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren blockweise parallel mit jeweils gesonderten Schwellwerten (132, a_w,pos), Haltewerten (136, u_hord1, 138, u_hold2) und Haltezeiten (T_hold) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stellgröße (u ) unter Berücksichtigung eines Maximalvektors kontrolliert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalvektor unter Berücksichtigung eines/des Referenzwerts (134, 162, u_f) bestimmt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren unter Berücksichtigung einer Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und/oder einer fahrbahnbedingten Schwingungsanregung parametrisiert wird.
Programmprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass das Programmprodukt Programmcodeabschnitte umfasst, mit denen ein Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 durchführbar ist, wenn das Programmprodukt auf einer programmierbaren Kontrolleinrichtung, einem programmierbaren Computer oder einer sonstigen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt wird.