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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Aufhängungssteuersystem für ein Fahrzeug.
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Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Steuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, ein aktives Aufhängungssystem eines Fahrzeugs zu steuern.
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Aspekte der Erfindung betreffen eine Steuervorrichtung, ein aktives Aufhängungssystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist bekannt, dass es für Fahrzeuge vorteilhaft ist, ein Mittel zum Steuern der Fahrzeug-Wankneigung während der Kurvenfahrt aufzuweisen, da dies eine direkte Auswirkung darauf hat, wie sich das Fahrzeug verhält.
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Typischerweise wird die Fahrzeug-Wankneigung durch an jeder Achse als Bestandteil eines Aufhängungssystems montierte Stabilisatoren oder Drehstabilisatoren gesteuert.
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Das sind oft passive mechanische Vorrichtungen, die eine feste Wankmomentverteilung an das Fahrzeug bereitstellen und der Fahrzeug-Wankneigung während der Kurvenfahrt Widerstand leisten.
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Typischerweise sind diese Vorrichtungen nicht für die Fahrbedingungen optimiert.
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Zum Beispiel variieren die Fahreigenschaften erheblich je nach der Richtung, in die ein Fahrzeug fährt. Wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt, unterliegt das Fahrzeug einer invertierten Gierbewegung bei der Kurvenfahrt, da die Lenkräder rückwärts zur Fahrtrichtung sind.
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Infolge der invertierten Gierbewegung verhält sich das Fahrzeug anders und viele passive Stabilisatoren sind nicht dafür optimiert, mit solchen Bedingungen umzugehen.
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Fahrer können beim Rückwärtsfahren in Fahrzeugen, die mit passiven Stabilisatoren ausgestattet sind, unangenehme Fahrbedingungen infolge der erhöhten Fahrzeug-Wankneigung erleben.
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Diese Erfindung wurde entwickelt, um mindestens einige der vorstehend erläuterten Probleme zu entschärfen oder zu überwinden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen ein Aufhängungssteuersystem, ein Verfahren, eine Steuervorrichtung und ein Fahrzeug bereit.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für ein aktives Aufhängungssystem bereitgestellt, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist zum: Empfangen eines Eingangssignals, das eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs angibt, Bestimmen einer Soll-Wankkennlinie für das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung und Ausgeben der Soll-Wankkennlinie an das aktive Aufhängungssystem.
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In einer Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung mindestens ein Vorwärts- und ein Rückwärts-Wankkennlinienmodell, und wobei die Steuervorrichtung dazu konfiguriert ist, eines der Vorwärts- oder Rückwärts-Wankkennlinienmodelle in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung auszuwählen.
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Die Steuervorrichtung bietet den Vorteil eines aktiven Steuerns eines aktiven Aufhängungssystems innerhalb eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von Parametern des Fahrzeugs, einschließlich der Richtung, in die das Fahrzeug fährt.
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Dies verbessert die Fahreigenschaften sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtungen.
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Das Wankkennlinienmodell modelliert die Fahrverhaltenseigenschaften genau und kann einenSoll-Wankwinkel eines Fahrzeugs, ein Soll-Gesamt-Wankmoment und/oder eine Wankmomentverteilung für das aktive Aufhängungssystem bestimmen.
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Das Wankkennlinienmodell kann Nachschlagetabellen verwenden, um die Soll-Wankkennlinie basierend auf den Eingabeparametern zu bestimmen, oder das Wankkennlinienmodell kann die Fahrzeugdynamik modellieren, um eine Soll-Wankkennlinie zu bestimmen.
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Die Soll-Wankkennlinie kann einenSoll-Wankwinkel eines Fahrzeugs, ein Gesamt-Wankmoment und/oder eine Wankmomentverteilung enthalten.
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Das Gesamt-Wankmoment steuert den Karosserie-Wankwinkel des Fahrzeugs.
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Somit bestimmt die Steuervorrichtung durch das Bestimmen eines Soll-Gesamt-Wankmoments auch die Soll-Karosserie-Wankneigung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Steuervorrichtung ein Fahrzeugdatenprozessormodul, das dazu konfiguriert ist, den mindestens einen Fahrzeugparameter basierend auf einem Eingabesignal von mindestens einem Fahrzeugsensor zu bestimmen.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann das Rückwärts-Wankkennlinienmodell dazu konfiguriert sein, einenSoll-Wankwinkel eines Fahrzeugs, ein Gesamt-Wankmoment und/oder eine Wankmomentverteilung in Abhängigkeit von mindestens einem anderen Fahrzeugparameter zusätzlich zur Fahrtrichtung zu bestimmen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuervorrichtung dazu konfiguriert, die Soll-Wankkennlinie in Echtzeit (d. h. sofort als Reaktion auf die Fahrzeugbedingungen zu dem Zeitpunkt) auszugeben.
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Echtzeit kann dahingehend ausgelegt werden, das Ausgeben der berechneten Soll-Wankkennlinie an das Aufhängungssteuermodul innerhalb von Millisekunden zu betreffen, so dass sie dem aktiven Aufhängungssystem praktisch unverzüglich zur Verfügung steht.
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Dies bietet den Vorteil, eine Soll-Wankkennlinie schnell in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern zu bestimmen und an das Aufhängungssystem auszugeben.
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Dies stellt sicher, dass die ausgegebene Soll-Wankkennlinie für die aktuellen Fahrbedingungen, die das Fahrzeug erfährt, geeignet ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Fahrzeugparameter Folgendes enthalten: gewählter Gang, Querbeschleunigung, Gierrate, Wankrate, Neigungsrate, Lenkradwinkel, Lenkraddrehgeschwindigkeit, Fahrzeuggeschwindigkeit, Oberflächenreibung, gewählter Fahrermodus, Oberflächenrauhigkeit, Geländetyp, Fahrzeuglängsneigung, Fahrzeuggewichtsverteilung, Fahrzeugschwerpunkt, Aufhängungshöhe, eine Einzelraddrehmomentanforderung und/oder Reifendruck.
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Diese Liste ist nicht erschöpfend und andere für das Bestimmen einer Soll-Wankkennlinie für ein Fahrzeug relevante Fahrzeugparameter können verwendet werden.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein aktives Aufhängungssystem bereitgestellt, das die vorstehend erwähnte Steuervorrichtung umfasst.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines aktiven Aufhängungssystems innerhalb eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Verfahren das Empfangen eines Eingangssignals, das eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs angibt, das Bestimmen einer Soll-Wankkennlinie für das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung, das Ausgeben der Soll-Wankkennlinie an das aktive Aufhängungssystem umfasst.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren das Auswählen eines von einem Vorwärts- oder Rückwärts-Kennlinienmodell in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs umfassen.
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Das Verfahren kann das Eingeben von Parametern des Fahrzeugs in das Rückwärts-Wankkennlinienmodell in Abhängigkeit vom Empfangen eines Eingangssignals umfassen, das anzeigt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann die Soll-Wankkennlinie einenSoll-Wankwinkel eines Fahrzeugs, ein Gesamt-Wankmoment und/oder eine Wankmomentverteilung enthalten.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren das Eingeben von Parametern des Fahrzeugs in ein Rückwärts-Wankkennlinienmodell in Abhängigkeit vom Empfangen eines Eingangssignals, das anzeigt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
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In einer anderen Ausführungsform zeigt das Eingangssignal die Fahrzeugsensordaten an und die Soll-Wankkennlinie kann in Abhängigkeit von den Fahrzeugsensordaten bestimmt werden.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verfahren das Ausgeben eines Signals an ein Aufhängungssteuermodul und das Steuern eines aktiven Aufhängungssystems in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal.
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Das Ausgangssignal kann an das aktive Aufhängungssystem in Echtzeit ausgegeben werden.
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Das Ausgangssignal kann einenSoll-Wankwinkel eines Fahrzeugs, ein Gesamt-Wankmoment und/oder eine Wankmomentverteilung anzeigen.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuervorrichtung bereitgestellt, die dazu konfiguriert ist, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.
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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das ein Aufhängungssteuersystem umfasst.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fahrzeug ein elektronisch gesteuertes Aufhängungssystem.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Fahrzeug ein aktiv gesteuertes Aufhängungssystem.
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Das Fahrzeug kann ein elektromechanisch gesteuertes Aufhängungssystem umfassen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug.
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Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Patentansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuelle Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können.
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Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder in beliebiger Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind.
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Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder jeden neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Patentanspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.
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Figurenliste
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Eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun nur beispielhalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, hierbei zeigen:
- 1 ein Fahrzeug, das ein Aufhängungssteuermodul der vorliegenden Erfindung umfasst;
- 2 ein vollständig aktives Aufhängungssystem, das Stabilisatoren und das Aufhängungssteuermodul von 1 umfasst;
- 3 ein alternatives vollständig aktives Aufhängungssystem und das Aufhängungssteuermodul von 1;
- 4 ein Blockdiagramm des Aufhängungssteuermoduls von 1; und
- 5 ein Flussdiagramm der vom Aufhängungssteuermodul von 1 ausgeführten Verfahrensschritte.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Allgemein ausgedrückt stellen Ausführungsformen der Erfindung ein Aufhängungssteuersystem bereit, einschließlich eines Aufhängungssteuermoduls zum Bestimmen eines Soll-Wankwinkels eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern, einschließlich der Richtung, in die das Fahrzeug fährt.
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Ein Aufhängungssteuermodul empfängt Eingabesignale, die verschiedene Fahrzeugparameter anzeigen, und bestimmt basierend auf den Fahrzeugparametern einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs.
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Das Aufhängungssteuermodul gibt den Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs oder ein Signal, das den Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs anzeigt, an das aktive Aufhängungssystem aus, um das aktive Aufhängungssystem in Abhängigkeit von dem bestimmten Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs durch Steuern des Gesamt-Wankmoments und der Wankmomentverteilung des aktiven Aufhängungssystems zu konfigurieren oder zu steuern.
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Das „Gesamt-Wankmoment“ innerhalb des aktiven Aufhängungssystems stellt ein Mittel zum Steuern und Begrenzen des Wankwinkels des Fahrzeugs bereit.
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Die „Wankmomentverteilung“ ist das Verhältnis zwischen Vorder- und Hinterachsen-Wanksteifigkeit und trägt zu den Fahrzeug-Kurvenfahrteigenschaften bei.
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Das Steuern des aktiven Aufhängungssystems in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung bietet eine größere Steuerung des Fahrzeug-Wankwinkels sowohl beim Vorwärts- als auch beim Rückwärtsfahren, verbesserten Komfort für Fahrzeuginsassen innerhalb des Fahrzeugs, verbesserte Fahrzeugruhe, erhöhte Geländegängigkeit und mehr Möglichkeiten zum Konfigurieren der Fahrverhaltenseigenschaften.
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Nun wird eine spezifische Ausführungsform der Erfindung mit der Erörterung zahlreicher spezifischer Merkmale beschrieben, um ein umfassendes Verständnis dafür zu ermöglichen, wie das erfindungsgemäße Konzept gemäß der Definition in den Ansprüchen in die Praxis umgesetzt werden kann.
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Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass die Erfindung auf andere Weisen umgesetzt werden kann und dass in einigen Fällen bekannte Verfahren, Techniken und Strukturen zusammengefasst wurden, um zu vermeiden, dass die Erfindung unnötigerweise unklar wird.
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Um Ausführungsformen der Erfindung in einen geeigneten Kontext zu stellen, veranschaulicht 1 schematisch ein Fahrzeug 10, das zur Verwendung mit Ausführungsformen der Erfindung geeignet ist.
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Das Fahrzeug 10 enthält ein Aufhängungssteuermodul 12, ein aktives Aufhängungssystem 14 und Fahrzeugsensoren 16.
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Die Fahrzeugsensoren 16 geben Fahrzeugdaten, einschließlich Daten, die die Fahrtrichtung und Querbeschleunigung anzeigen, an das Aufhängungssteuermodul 12 aus.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 ist eine Steuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, das aktive Aufhängungssystem 14 als Reaktion auf Daten von den Fahrzeugsensoren 16 zu steuern.
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Das aktive Aufhängungssystem 14 ist ein Aufhängungssystem mit einem variablen Gesamt-Wankmoment und einer variablen Wankmomentverteilung, die von einem Signal gesteuert wird, das einen vom Aufhängungssteuermodul 12 empfangenen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs anzeigt.
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Eine Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems 14 ist in 2 mit weiteren Details dargestellt.
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Das Fahrzeug 10 umfasst zwei lenkbare Räder 26, 29, die an den Querlenkern 22, 25 zur Vorderseite des Fahrzeugs 10 hin montiert sind, und zwei nicht lenkbare Räder 27, 28, die an den Querlenkern 23, 24 zur Rückseite des Fahrzeugs 10 hin montiert sind (d. h. ein Fahrzeug mit Vorderradlenkung).
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Die Querlenker 22, 23, 24, 25 sind an einem Rahmen (nicht dargestellt) über ihre inneren Enden montiert und sind um ihre Aufhängung drehbar.
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Ein erster Stabilisator-Torsionsstab 20 verbindet die vorderen Querlenker 22, 25, und ein zweiter Stabilisator-Torsionsstab 21 verbindet die hinteren Querlenker 23, 24.
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Die Stabilisator-Torsionsstäbe 20, 21 wirken einer senkrechten Bewegung der Querlenker 22, 23, 24, 25 entgegen und stellen ein variables Moment bereit, das der Wankneigung des Fahrzeugs 10 bei Kurvenfahrt entgegenwirkt.
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Die Stabilisator-Torsionsstäbe 20, 21 sind mit dem Aufhängungssteuermodul 12 verbunden und können damit gesteuert werden.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 kann das Moment der vorderen und hinteren Stabilisatoren 20, 21 unabhängig voneinander in Abhängigkeit von Parametern des Fahrzeugs 10 variieren, wodurch eine vollständige Anpassungsfähigkeit der Wankmomentverteilung und des Gesamt-Wankmoments möglich wird.
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Die vorderen und hinteren Stabilisator-Torsionsstäbe 20, 21 können typischerweise mittels hydraulischer oder elektromechanischer Stellantriebe auf eine Weise betätigt werden, die einem Fachmann vertraut wäre.
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Die Wankmomentverteilung ist als das Verhältnis der Vorderachsen-Wanksteifigkeit zur Hinterachsen-Wanksteifigkeit definiert.
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Die Wankmomentverteilung definiert eine Kurvenfahreigenschaft und somit ein Verhalten eines Fahrzeugs.
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Das Steuern des aktiven Aufhängungssystems 14, um das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrzeugparametern zu variieren, bietet den Vorteil, dass es möglich ist, ein Verhalten eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von Straßenbedingungen und Fahrtrichtung zu konfigurieren.
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3 zeigt eine alternative Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems 14, die für die Verwendung mit der Erfindung geeignet ist.
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In dieser Ausführungsform hat das Fahrzeug 10 ein vollständig aktives Luftfederungssystem.
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Das vollständig aktive Luftfederungssystem enthält keine Stabilisator-Torsionsstäbe, sondern enthält stattdessen Stellantriebe, wie z. B. Pneumatikzylinder oder elektromechanische Stellantriebe, um eine variable Steifigkeit an die Querlenker bereitzustellen.
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Die alternative Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems 14 von 3 umfasst zwei lenkbare Räder 26, 29, die an Querlenkern 22, 25 zur Vorderseite des Fahrzeugs 10 hin montiert sind, und zwei nicht lenkbare Räder 27, 28, die an Querlenkern 23, 24 zur Rückseite des Fahrzeugs 10 hin montiert sind, d. h. ein Fahrzeug mit Vorderradlenkung.
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Jeder Querlenker 22, 23, 24, 25 wird von einem pneumatischen Stellantrieb gesteuert, der eine Gasdruckfeder 30, 32, 34, 36 umfasst, die mit dem Aufhängungssteuermodul 12 gesteuert werden kann.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 stellt den an jede Gasdruckfeder gelieferten pneumatischen Druck ein, um die Wankmomentverteilung und somit das Verhalten des Fahrzeugs 10 zu steuern.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 verfügt über die Fähigkeit, jeden Querlenker 22, 23, 24, 25 unabhängig zu steuern, um ein vollständig anpassbares aktives Aufhängungssystem 14 zu bieten.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 ist in 4 detaillierter dargestellt.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 umfasst ein Fahrzeugdatenprozessormodul 42 und eine Mehrzahl von richtungsabhängigen Wankkennlinienmodellen 40, 44.
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In der dargestellten Ausführungsform gibt es ein Vorwärts-Wankkennlinienmodell 40 und ein Rückwärts-Wankkennlinienmodell 44.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 weist auch einen Eingang zum Empfangen von Fahrzeugdaten von den Fahrzeugsensoren 16 und einen Ausgang zum Ausgeben eines bestimmten Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs an das aktive Aufhängungssystem 14 auf.
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Die Wankkennlinienmodelle 40, 44 sind dazu konfiguriert, vom Prozessormodul 42 Eingänge, die Fahrzeugparameter anzeigen, zu empfangen, um einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs basierend auf Eingangs-Fahrzeugdaten, einschließlich der Fahrtrichtung, zu bestimmen und den Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs an das Fahrzeugprozessormodul 42 auszugeben.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann es unabhängige Modelle zum Berechnen des Soll-Wankwinkels eines Fahrzeugs geben oder dieser kann von einem einzigen Modell berechnet werden.
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Die Wankkennlinienmodelle 40, 44 verwenden Nachschlagetabellen, um den Soll-Wankwinkel des Fahrzeugs 10 basierend auf den Eingangs-Fahrzeugbedingungen zu bestimmen.
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Der Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs wird durch die Wankkennlinienmodelle 40, 44 an das Fahrzeugprozessormodul 42 ausgegeben.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Wankkennlinienmodelle 40, 44 das Fahrzeug dynamisch in Echtzeit modellieren, um den gewünschten Fahrzeug-Wankwinkel basierend auf den Eingangs-Fahrzeugparametern, die dann an das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 ausgegeben werden können, zu bestimmen.
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Das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 ist dazu konfiguriert, Fahrzeugdaten von den Fahrzeugsensoren 16 zu empfangen und Fahrzeugparameter basierend auf den empfangenen Eingangsdaten zu bestimmen.
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Das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 bestimmt die Richtung, in die das Fahrzeug 10 fährt, und in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung gibt das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 die bestimmten Fahrzeugparameter in das entsprechende richtungsabhängige Wankkennlinienmodell ein, zum Beispiel entweder das Vorwärts-Wankkennlinienmodell 40 oder das Rückwärts-Wankkennlinienmodell 44.
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Die richtungsabhängigen Wankkennlinienmodelle empfangen vom Fahrzeugdatenprozessor 42 Eingänge, die verschiedene Fahrzeugparameter anzeigen, und bestimmt basierend auf den Eingangssignalen ein Soll-Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung für das Fahrzeug 10.
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Das Soll-Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung werden durch das entsprechende Wankkennlinienmodell in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10 und den Fahrzeugparametern berechnet.
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Das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 gibt das Soll-Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung an das aktive Aufhängungssystem 14 aus.
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Das aktive Aufhängungssystem 14 gibt eine Rückmeldung, die dem Aufhängungssteuermodul 12 den Fahrzeug-Wankwinkel anzeigt, und stellt dem Aufhängungssteuermodul 12 somit eine Regelkreisrückmeldung bereit.
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Das verbessert die Genauigkeit der tatsächlichen Fahrzeug-Wankneigung im Vergleich zur Soll-Fahrzeug-Wankneigung wie vom Aufhängungssteuermodul 12 bestimmt.
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In einem Beispiel empfängt das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 einen Eingang von den Fahrzeugsensoren 16, der anzeigt, dass das Fahrzeug 10 vorwärts fährt.
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In diesem Fall gibt der Fahrzeugdatenprozessor 42 die bestimmten Fahrzeugparameter in das Vorwärts-Wankkennlinienmodell 40 ein.
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Das Vorwärts-Wankkennlinienmodell 40 verwendet die Eingangs-Fahrzeugparameter, um ein Soll-Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung für das Fahrzeug 10 zu bestimmen.
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Das optimale Soll-Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung wird in das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 eingegeben, das an das aktive Aufhängungssystem 14 ein Ausgangssignal bereitstellt, das das Soll-Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung anzeigt.
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Der Prozess läuft in Echtzeit ab, wodurch es dem aktiven Aufhängungssystem 14 möglich wird, sich im Wesentlichen sofort gemäß den aktuellen Fahrbedingungen und der Richtung zu dem Zeitpunkt anzupassen.
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In einem anderen Beispiel empfängt das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 einen Eingang von den Fahrzeugsensoren 16, der anzeigt, dass das Fahrzeug 10 rückwärts fährt.
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Das Fahrzeug 10 verhält sich beim Rückwärtsfahren anders; daher ist es nicht angebracht, einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs unter Verwendung des Vorwärts-Wankkennlinienmodells 40 zu berechnen.
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Bei diesem Szenario gibt der Fahrzeugdatenprozessor 42 die Fahrzeugparameter in das Rückwärts-Wankkennlinienmodell 44 ein, um einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs dafür zu bestimmen, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt.
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Das Rückwärts-Wankkennlinienmodell 44 gibt den Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs an den Fahrzeugdatenprozessor 42 aus, der an das aktive Aufhängungssystem 14 ein Ausgangssignal bereitstellt, das den Fahrzeug-Wankwinkel anzeigt.
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Das aktive Aufhängungssystem 14 variiert das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung, um den vom Fahrzeugdatenprozessor 42 eingegebenen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs am besten zu erreichen.
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Der Prozess läuft in Echtzeit ab, wodurch es dem aktiven Aufhängungssystem 14 möglich wird, sich im Wesentlichen sofort gemäß den aktuellen Fahrbedingungen zu dem Zeitpunkt anzupassen.
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Das Rückwärts-Wankkennlinienmodell 44 sagt die Fahrzeuggier- und -drehbewegung beim Rückwärtsfahren vorher oder schätzt sie ab, oder basiert auf modellierter und/oder empirisch abgeleiteter Fahrzeuggier- und -drehbewegung beim Rückwärtsfahren.
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Das ermöglicht es dem Aufhängungssteuermodul 12, einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs an das aktive Aufhängungssystem 14 auszugeben, um ein verbessertes Verhalten des Fahrzeugs 10 beim Rückwärtsfahren bereitzustellen.
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Das Rückwärts-Wankkennlinienmodell 44 analysiert die Eingangs-Fahrzeugparameter in Echtzeit und gibt den Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs an das aktive Aufhängungssystem 14 aus.
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Vor der Verwendung werden die richtungsabhängigen Wankkennlinienmodelle 40, 44 kalibriert, um einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs für die Fahrtrichtungen Vorwärts und Rückwärts basierend auf dem Modellieren oder Messen von Fahrzeugverhaltensweisen in unterschiedlichen Szenarios und dem Bestimmen der gewünschten Fahrzeugreaktion zu bestimmen.
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Im Gebrauch werden die verschiedenen Fahrzeugparameter anschließend in das geeignete Modell eingegeben, um einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern, einschließlich der Fahrtrichtung, zu erhalten.
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Typischerweise enthält das Aufhängungssteuermodul 12 entweder ein Modell des Fahrzeugs 10, das dazu verwendet werden kann, die dynamische Reaktion bei Fahrtrichtungen Vorwärts sowie Rückwärts oder zwei Wankkennlinienmodelle 40, 44, eines für die Vorwärts-Fahrtrichtung und eines für die Rückwärts-Fahrtrichtung vorherzusagen.
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Denn die Fahrverhaltenseigenschaften sind für die Fahrtrichtungen Vorwärts und Rückwärts unterschiedlich.
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Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass es in einer Ausführungsform der Erfindung nur ein Modell geben kann, das die Fahrtrichtung intern vor dem Einleiten der Verarbeitung berücksichtigt, oder dass es mehr als zwei Modelle geben kann, die ein Eingangssignal, das die Fahrtrichtung anzeigt, und einen oder mehrere andere variable Fahrzeugparameter, die zu einem unterschiedlichen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs führen (z. B. den Geländereaktionsmodus beim Vorwärtsfahren), empfangen können.
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In der Praxis kann eine Ausführungsform, die nur ein oder zwei Modelle enthält, wünschenswert sein.
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In einer Ausführungsform werden daher unabhängige Software-Module für jedes der Vorwärts- und Rückwärts-Wankkennlinienmodelle 40, 44 bereitgestellt.
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In einer anderen Ausführungsform sind die Wankkennlinienmodelle Bestandteil eines gemeinsamen Software-Moduls.
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In noch anderen Ausführungsformen kann es getrennte Modelle für unterschiedliche Fahrzeugeinstellungen (z. B. einen gewählten Fahrermodus in Abhängigkeit vom Geländetyp) geben, wie vorstehend beschrieben.
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Wie vorstehend beschrieben, empfängt das Aufhängungssteuersystem 12 von den Fahrzeugsensoren 16 gesammelte Fahrzeugparameter, die in den Fahrzeugdatenprozessor 42 eingegeben werden.
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Der Fahrzeugdatenprozessor 42 bestimmt die Fahrzeugparameter basierend auf den eingegebenen Fahrzeugdaten.
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In einer Ausführungsform der Erfindung empfängt das Aufhängungssteuermodul 12 Eingänge von einem Lenkraddrehsensor, mindestens zwei Querbeschleunigungsmessern oder einem integrierten Sensormodul, das Querbeschleunigung, Wankrate und Gierrate und ein Signal bereitstellen kann, das die Fahrtrichtung anzeigt, um die vom Fahrzeug 10 erfahrenen Kurvenfahrkräfte zu bestimmen.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 bestimmt verschiedene Fahrzeugparameter basierend auf den vorstehend erwähnten eingegebenen Fahrzeugdaten.
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Die Fahrzeugparameter werden in das geeignete Wankkennlinienmodell 40, 44 (vorwärts oder rückwärts) in Abhängigkeit von der bestimmten Fahrtrichtung eingegeben.
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Der Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs wird vom Modell basierend auf mindestens dem Lenkwinkel, der Querbeschleunigung und der Fahrtrichtung berechnet; dies wird anschließend an das aktive Aufhängungssystem 14 ausgegeben und das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung werden anschließend variiert, um den Fahrzeug-Wankwinkel am besten zu erreichen.
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Der Betrag der Fahrzeug-Wankneigung wird vom Aufhängungssteuermodul 12 basierend auf dem Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs kontinuierlich gesteuert.
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Bei niedrigen Querbeschleunigungen minimiert das vom aktiven Aufhängungssystem 14 bereitgestellte Wankmoment die Fahrzeug-Wankneigung, um dem Fahrer Fahrkomfort zu bieten.
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Bei einer höheren Querbeschleunigung erlaubt der Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs einen Wankneigungsgrad des Fahrzeugs 10, so dass der Fahrer die Auswirkungen der höheren Querbeschleunigung spüren kann.
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Es kann auch wünschenswert sein, Fahrzeugparameter in die Wankkennlinienmodelle 40, 44 einzugeben, die Folgendes anzeigen: den gewählten Gang, die Fahrgeschwindigkeit, die Richtung der Lenkraddrehung, den Lenkradwinkel, die Lenkraddrehgeschwindigkeit, die Fahrzeuggewichtsverteilung, den Fahrzeugschwerpunkt, die Aufhängungsbodenfreiheit oder die Einzelradmomentanforderungen des Bremssystems.
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Diese Fahrzeugparameter können von den Wankkennlinienmodellen 40, 44 dazu verwendet werden, einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs für die entsprechende Fahrtrichtung zu berechnen.
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Die richtungsabhängige Wankkennlinie 40, 44 empfangen die eingegeben Fahrzeugparameter und stellen ein Ausgabesignal an das Fahrzeugdatenprozessormodul 42 bereit, das einen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs anzeigt.
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Das Ausgabesignal von den Modellen zeigt die Weise an, in der sich das Fahrzeug 10 unter diesen spezifischen Fahrbedingungen verhält.
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Das Ausgabesignal wird an das aktive Aufhängungssystem 14 übermittelt, um das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung des aktiven Aufhängungssystems 14 für die Fahrzeugbedingungen zu steuern, um den Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs am besten zu erreichen.
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5 zeigt schematisch ein Beispiel eines Flussdiagramms, das im Aufhängungssteuermodul 12 verwendet werden kann.
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Im ersten Schritt 50 im Vorgang bestimmt das Aufhängungssteuermodul 12, ob das Fahrzeug 10 fährt.
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Falls das Fahrzeug 10 nicht fährt, wiederholt sich dieser Vorgang bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug 10 fährt.
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Wenn das Fahrzeug 10 fährt, besteht der vom Aufhängungssteuermodul 12 ausgeführte zweite Schritt 52 darin, zu bestimmen, ob das Fahrzeug 10 vorwärts fährt.
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Falls das Fahrzeug 10 vorwärts fährt, gibt das Aufhängungssteuermodul 12 Fahrzeugparameter in das Vorwärts-Wankkennlinienmodell 40 ein, wie in Schritt 54 dargestellt, und es wird ein Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs basierend auf den Fahrzeugparametern und der Tatsache, dass das Fahrzeug 10 vorwärts fährt, bestimmt, wie vorstehend beschrieben.
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Der Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs wird an das aktive Aufhängungssystem 14 ausgegeben, wie in Schritt 58 dargestellt, und das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung des aktiven Aufhängungssystems 14 werden in Abhängigkeit von dem bestimmten Fahrzeug-Wankwinkel gesteuert.
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Falls das Fahrzeug 10 rückwärts fährt, gibt das Aufhängungssteuermodul 12 Fahrzeugparameter in das Rückwärts-Wankkennlinienmodell 44 ein, wie in Schritt 56 dargestellt, und es wird ein Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs basierend auf den Fahrzeugparametern und der Tatsache, dass das Fahrzeug 10 rückwärts fährt, bestimmt, wie zuvor beschrieben.
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Der Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs wird an das aktive Aufhängungssystem 14 ausgegeben, wie in Schritt 59 von 5 dargestellt.
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Die Art des Fahrverhaltens des Fahrzeugs 10 variiert erheblich abhängig von der Richtung, in die das Fahrzeug 10 fährt.
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Das Vorwärts-Wankkennlinienmodell 40 stellt daher ein geeignetes Ausgabesignal bereit, um das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung zu steuern, wenn das Fahrzeug 10 vorwärts fährt und von den Vorderrädern gelenkt wird.
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Das Wankkennlinienmodell 44 für die Rückwärtsrichtung ist dazu konfiguriert, ein geeignetes Soll-Wankwinkel-Ausgangssignal eines Fahrzeugs bereitzustellen, um das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung zu steuern, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt und somit von den Hinterrädern in Abhängigkeit vom eingegebenen Soll-Wankwinkel eines Fahrzeugs gesteuert wird.
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In diesem letzteren Szenario unterliegt das Fahrzeug 10 bei Kurvenfahrt invertierten Gierkräften, so dass es wünschenswert sein kann, das Gesamt-Wankmoment und die Wankmomentverteilung im aktiven Aufhängungssystem 14 anzupassen.
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Das Aufhängungssteuermodul 12 kann in autonomen Fahrzeugen dazu verwendet werden, den Fahrkomfort durch die Verwendung eines aktiven Aufhängungssystems 14 zu verbessern, nicht nur, wenn das Fahrzeug 10 vorwärtsfährt, sondern auch beim Rückwärtsfahren.
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Es kann auch wünschenswert sein, die Wankrate von autonomen Fahrzeugen beim Rückwärtsfahren zu reduzieren, um den Fahrzeuginsassen ein größeres Gefühl der Steuerung zu vermitteln.
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Viele Änderungen können an den vorstehenden Beispielen vorgenommen werden, ohne vom Umfang dieser Erfindung nach der Definition in den beigefügten Patentansprüchen abzuweichen.
