DE102019126487A1

DE102019126487A1 - Ein Steuerungssytem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102019126487A1
Application number: DE102019126487.1A
Authority: DE
Inventors: Kieran William Beddis; Adrian Bouaru; William Burdock
Original assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Current assignee: Jaguar Land Rover Ltd
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2020-04-02
Also published as: GB2577871B; GB2577871A

Abstract

Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Steuerungssystem, ein Aufhängungssystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren. Ein Steuersystem, das eine oder mehrere Steuerungen umfasst, ist konfiguriert, um: mindestens ein Fahrdynamiksignal zu empfangen, wobei das mindestens eine Fahrdynamiksignal einen Fahrdynamikparameter anzeigt, einen Steuerparameter für ein Stellglied des Fahrzeugs in Abhängigkeit von mindestens einem Teil des Fahrdynamikparameters und mindestens einem Temperaturwert zu bestimmen, wobei der Fahrdynamikparameter eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs anzeigt und der Temperaturwert eine Komponententemperatur anzeigt, und ein Steuersignal zum Steuern des Stellglieds in Abhängigkeit vom Steuerparameter auszugeben.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf ein Steuerungssystem, das einem Aufhängungssystem eines Fahrzeugs zugeordnet ist, oder ein Stellglied des Aufhängungssystems. Aspekte der Erfindung beziehen sich auf ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug, ein Fahrzeugaufhängungssystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugsystems.
HINTERGRUND
Fahrzeuge und die dazugehörigen elektromechanischen Systeme umfassen viele Hardwarekomponenten, die temperaturempfindlich sind und maximale Betriebstemperaturen aufweisen. Wenn die Temperatur einer Komponente ihre maximale Betriebstemperatur erreicht, kann die Komponente überhitzen und somit eine stark beeinträchtigte Funktion oder gar keine Funktion bereitstellen. Auch eine Beschädigung des Bauteils ist möglich.
Die Verringerung der Aktivität einer Komponente, d.h. die Reduzierung der Leistung der Komponente und damit der Leistungsaufnahme, wenn sich ihre Temperatur der maximalen Betriebstemperatur nähert, kann eine Überhitzung verhindern. Die Verringerung bietet jedoch eine variable Leistung der Komponente, was zu unvorhersehbarem Verhalten und potenzieller Unzufriedenheit der Benutzer führt.
Diese Probleme sind besonders relevant für elektromechanische Komponenten wie Stellglieder, die einen hohen Stromverbrauch aufweisen können, insbesondere wenn sie mit Fahrzeugsystemen wie Aufhängungssystemen, wie beispielsweise elektronischen aktiven Rollregelungssystemen (eARC), verbunden sind.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, zumindest die oben genannten Probleme anzugehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung umfassen ein Steuerungssystem, ein Aufhängungssystem, ein Fahrzeug und ein Verfahren, wie es in den beigefügten Ansprüchen gefordert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das Steuerungssystem eine oder mehrere Steuerungen umfasst, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: mindestens ein Fahrdynamiksignal zu empfangen, wobei das mindestens eine Fahrdynamiksignal einen Fahrdynamikparameter anzeigt, einen Steuerparameter für ein Stellglied des Fahrzeugs in Abhängigkeit von mindestens einem Teil des Fahrdynamikparameters zu bestimmen, wobei der Fahrdynamikparameter eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs anzeigt, und ein Steuersignal auszugeben, um das Stellglied in Abhängigkeit vom Steuerparameter zu steuern.
Dies hat den Vorteil, dass das Fahrzeug in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs effektiver gesteuert werden kann. Dies ermöglicht eine verbesserte Leistung des Stellglieds über eine Vielzahl von Anwendungsfällen hinweg.
Ein Anwendungsfall kann als ein aktuelles Fahrszenario des Fahrzeugs verstanden werden. Ein solcher Anwendungsfall oder ein solches Fahrszenario kann umfassen, wie das Fahrzeug gefahren wird und in welcher Umgebung das Fahrzeug derzeit gefahren wird. Die Hauptkomponente der Umgebung, die den Anwendungsfall definiert, ist die Art des Geländes, das das Fahrzeug befährt.
Der Temperaturwert kann eine Temperatur einer Komponente des Aufhängungssystems anzeigen, alternativ kann der Temperaturwert mindestens eine sein von: einer lokalen Umgebungstemperatur und einer Umgebungstemperatur.
Vorteilhaft ist, dass das Steuerungssystem das Stellglied so steuern kann, dass eine maximale Betriebstemperatur einer Komponente des Steuerungssystems nicht erreicht wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die eine oder die mehreren Steuerungen umfassen: einen elektrischen Eingang, der zum Empfangen des mindestens einen Fahrdynamiksignals konfiguriert ist, eine Speichervorrichtung mit darauf gespeicherten Anweisungen zum Bestimmen des Steuerparameters, einen Prozessor, der zum Zugreifen auf die Speichervorrichtung und zum Ausführen der darauf gespeicherten Anweisungen konfiguriert ist, und einen elektrischen Ausgang, der zum Ausgeben des Steuersignals konfiguriert ist.
Das Stellglied kann ein Stellglied sein, das einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Das Stellglied kann ein Stellglied sein, das einem aktiven Rollensteuerungssystem zugeordnet ist. Das aktive Rollsteuerungssystem kann einen Teil des Aufhängungssystems bilden.
Vorteilhaft ist, dass das Stellglied des aktiven Rollregelsystems gesteuert werden kann, um dem Fahrzeug für verschiedene Anwendungsfälle verbesserte Fahr- und Handhabungseigenschaften zu bieten, ohne eine maximale Betriebstemperatur zu erreichen.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Steuersystem konfiguriert sein, um: einen Anti-Roll-Drehmomentbedarf in Abhängigkeit von dem mindestens einen Fahrdynamiksignal zu bestimmen und den Steuerparameter für das Stellglied zumindest teilweise in Abhängigkeit vom Anti-Roll-Drehmomentbedarf zu bestimmen.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Steuerungssystem konfiguriert werden, um in Abhängigkeit von dem mindestens einen Fahrdynamiksignal einen Störungskennwert zu bestimmen, und kann den Steuerparameter für das Stellglied zumindest teilweise in Abhängigkeit vom Störungskennwert bestimmen.
Das mindestens eine fahrdynamische Signal kann ein Störsignal umfassen, das eine Bewegung einer oder mehrerer Komponenten eines Aufhängungssystems des Fahrzeugs anzeigt. Das Störsignal kann Daten liefern, die eine Bewegungsfrequenz, eine Bewegungsgeschwindigkeit, eine Störungsbeschleunigung oder eine Kombination aus beidem anzeigen.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Fahrdynamiksignal mindestens eines von folgenden umfassen: ein Rollmomentsignal, das eine Karosserie-Rolle des Fahrzeugs anzeigt, und ein Störsignal, das eine Bewegung einer oder mehrerer Komponenten eines Aufhängungssystems des Fahrzeugs anzeigt.
Die Verwendung eines Anti-Roll-Drehmomentbedarfs und/oder eines Störsignals ermöglicht vorteilhaft die Wiederverwendung von Daten, die dem Steuerungssystem bereits zur Verfügung gestellt wurden, für die generische Steuerung und nicht für die Anwendungsfallerm ittlung.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Steuerungssystem konfiguriert werden, um den Steuerungsparameter in Abhängigkeit zumindest teilweise von einem Temperaturwert zu bestimmen.
Vorteilhaft ist, dass das Steuerungssystem das Stellglied so steuern kann, dass eine maximale Betriebstemperatur einer Komponente des Steuerungssystems nicht erreicht wird.
Der Temperaturwert kann eine Temperatur einer Komponente des Aufhängungssystems anzeigen, alternativ kann der Temperaturwert mindestens eine sein von: einer lokalen Umgebungstemperatur und einer Umgebungstemperatur.
Die Komponente des Aufhängungssystems kann das Stellglied, eine Stromversorgung oder eine Steuerung sein.
Das Bestimmen des Steuerparameters in Abhängigkeit von einer Temperatur der Komponente des Aufhängungssystems kann das Bestimmen umfassen, ob der Temperaturwert in mindestens einen Temperaturbereich fällt.
Der mindestens eine Temperaturbereich kann einen Energiemanagementtemperaturbereich und einen Dekratentemperaturbereich umfassen.
Wenn der Temperaturwert innerhalb des Energiemanagementbereichs liegt, kann die Bestimmung optional nur in Abhängigkeit vom fahrdynamischen Parameter erfolgen.
Wenn der Temperaturwert innerhalb des Deklassierungsbereichs liegt, kann die Bestimmung optional in Abhängigkeit vom fahrdynamischen Parameter und dem Temperaturwert erfolgen.
Die Bestimmung des Regelparameters in Abhängigkeit von der Temperatur bei einigen, aber nicht allen Temperaturbereichen ermöglicht es dem Stellglied, eine verbesserte Leistung bei niedrigeren Temperaturbereichen zu erzielen. Die Bestimmung der Regelparameter in Abhängigkeit von der Temperatur bei einigen, aber nicht allen Temperaturbereichen stellt auch sicher, dass das Stellglied bei höheren Temperaturen seine maximale Betriebstemperatur nicht erreicht.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Steuerparameter mindestens eines von folgenden umfassen: eine Störcharakteristik, eine maximale Motordrehzahl, einen maximalen Verbrauchsstrom und einen maximalen Regenerationsstrom.
Die Störcharakteristik kann eine Störgeschwindigkeit und/oder eine Störbeschleunigung sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Bestimmen des Steuerparameters Folgendes umfassen: Bestimmen mindestens eines Skalierungsfaktors und Anwenden des mindestens einen Skalierungsfaktors auf einen Standardsteuerparameter des Stellglieds.
Der mindestens eine Skalierungsfaktor kann einen Anwendungsfall-Skalierungsfaktor umfassen, der in Abhängigkeit vom Fahrdynamikparameter bestimmt wird.
Der mindestens eine Skalierungsfaktor kann einen Verringerungs-Skalierungsfaktor umfassen, der in Abhängigkeit von einer Temperatur der Komponente des Aufhängungssystems sowie oder anstelle des Anwendungsfall-Skalierungsfaktors bestimmt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugaufhängungssystem vorgesehen, das ein Stellglied und das Steuerungssystem gemäß dem vorhergehenden Aspekt umfasst.
Das Stellglied kann einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs zugeordnet sein.
Das Stellglied kann einem aktiven Rollensteuerungssystem zugeordnet sein. Das aktive Rollsteuerungssystem kann einen Teil des Aufhängungssystems bilden.
Das Stellglied kann ein Drehantrieb sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, das das Steuerungssystem oder das Fahrzeugaufhängungssystem gemäß den vorstehenden Aspekten umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugsystems vorgesehen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

Bestimmen eines Steuerparameters für ein Stellglied des Fahrzeugs in Abhängigkeit zumindest teilweise von einem Fahrdynamikparameter, wobei der Fahrdynamikparameter eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs anzeigt, und Steuern des Stellglieds in Abhängigkeit vom Steuerparameter.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium vorgesehen, das computerlesbare Anweisungen umfasst, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, die Ausführung des Verfahrens des vorhergehenden Aspekts bewirken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das Steuerungssystem eine oder mehrere Steuerungen umfasst, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist: Empfangen mindestens eines Fahrdynamiksignals, wobei das mindestens eine Fahrdynamiksignal einen Fahrdynamikparameter anzeigt; Bestimmen eines Steuerparameters für ein Stellglied des Fahrzeugs in Abhängigkeit mindestens teilweise vom Fahrdynamikparameter und mindestens teilweise von einem Temperaturwert, wobei der Fahrdynamikparameter eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs anzeigt, und Bestimmen des Steuerparameters in Abhängigkeit vom Temperaturwert das Bestimmen umfasst, ob der Temperaturwert in mindestens einen Temperaturbereich fällt; und wobei der mindestens eine Temperaturbereich einen DekratenTemperaturbereich umfasst, und wobei, wenn bestimmt wird, dass der Temperaturwert innerhalb des Dekratenbereichs liegt, die Bestimmung in Abhängigkeit vom Fahrdynamikparameter und dem Temperaturwert durchgeführt wird; und Ausgeben eines Steuersignals zum Steuern einer Leistungsaufnahme des Stellglieds in Abhängigkeit vom Steuerparameter.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugsystems vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen mindestens eines Fahrdynamiksignals, wobei das mindestens eine Fahrdynamiksignal einen Fahrdynamikparameter anzeigt, Bestimmen eines Steuerparameters für ein Stellglied des Fahrzeugs in Abhängigkeit mindestens teilweise von einem Fahrdynamikparameter und mindestens teilweise von einem Temperaturwert, wobei der Fahrdynamikparameter eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs anzeigt, und wobei das Bestimmen des Steuerparameters in Abhängigkeit vom Temperaturwert das Bestimmen umfasst, ob der Temperaturwert in mindestens einen Temperaturbereich fällt, wobei der mindestens eine Temperaturbereich einen Dekratentemperaturbereich umfasst, wobei, wenn bestimmt wird, dass der Temperaturwert in den Dekratenbereich fällt, die Bestimmung in Abhängigkeit vom Fahrdynamikparameter und dem Temperaturwert durchgeführt wird, und das Steuern einer Leistungsaufnahme des Stellglieds in Abhängigkeit vom Steuerparameter.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Aufhängungssteuerungssystem vorgesehen, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: ein Signal zu empfangen, das eine Umgebungstemperatur anzeigt, und einen Betrieb einer Komponente in Abhängigkeit von dem Signal zu steuern, das eine Umgebungstemperatur anzeigt.
Die Steuerung eines Betriebs einer Komponente in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur ermöglicht es dem Steuerungssystem vorteilhaft, auf die Umgebungsbedingungen eines Fahrzeugs mit reduzierter Komplexität gegenüber bestehenden Systemen zu reagieren.
Ein weiterer Vorteil ist, dass eine maximale Betriebstemperatur eines Bauteils aufgrund der Umgebungsbedingungen nicht erreicht werden kann. Dies ermöglicht es der Komponente, in Umgebungen mit niedrigerer Umgebungstemperatur in einem Betrieb mit höherer elektrischer Leistung zu arbeiten und gleichzeitig die Komponente oder ihre Funktionalität in Umgebungen mit höherer Umgebungstemperatur zu schützen.
In einer Ausführungsform ist die Komponente einem Fahrzeugaufhängungssystem zugeordnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Steuersystem für ein Fahrzeugaufhängungssystem vorgesehen, wobei das Steuersystem eine oder mehrere Steuerungen umfasst, wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um: ein Fahrdynamiksignal zu empfangen, das einen dynamischen Parameter einer Fahrwerkskomponente eines Fahrzeugs anzeigt, und einen aktuellen Fahrzeug-Anwendungsfall in Abhängigkeit vom Fahrdynamiksignal zu bestimmen.
Jede hierin beschriebene(n) Steuerung(en) können in geeigneter Weise eine Steuereinheit oder Rechenvorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Somit kann das System eine einzelne Steuereinheit oder eine elektronische Steuerung umfassen oder alternativ können verschiedene Funktionen der Steuerung in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuerungen verkörpert oder in diesen untergebracht sein.
Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „Steuerung“ oder „Steuereinheit“ sowohl eine einzelne Steuereinheit oder Steuerung als auch eine Vielzahl von Steuereinheiten oder Steuerungen, die gemeinsam betrieben werden, um eine bestimmte Steuerungsfunktionalität bereitzustellen. Um eine Steuerung zu konfigurieren, kann ein geeigneter Satz von Anweisungen bereitgestellt werden, die, wenn sie ausgeführt wird, bewirken, dass die Steuereinheit oder die Rechenvorrichtung die hierin spezifizierten Steuertechniken implementiert. Der Befehlssatz kann geeignet in den einen oder die mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein. Alternativ kann der Befehlssatz auch als Software bereitgestellt werden, die in einem oder mehreren Speichern gespeichert ist, die der Steuerung zugeordnet sind, um auf der Rechenvorrichtung ausgeführt zu werden. Eine erste Steuerung kann in einer Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft. Eine oder mehrere andere Steuerungen können in Software implementiert werden, die auf einem oder mehreren Prozessoren läuft, optional ein oder mehrere Prozessoren wie die erste Steuerung. Es können auch andere geeignete Vorkehrungen getroffen werden.
Im Rahmen dieses Anwendungsbereichs ist ausdrücklich vorgesehen, dass die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegten verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, insbesondere deren Einzelmerkmale, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.
Figurenliste
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden nun exemplarisch nur noch mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 zeigt eine vereinfachte schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Aufhängungssystem;
zeigt einen vereinfachten Schaltplan eines aktiven Wankstabilisators.
3 zeigt einen vereinfachten Schaltplan eines Steuerungssystems zur Verwendung im Fahrzeug von 1;
zeigt ein Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt ein weiteres Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt ein weiteres Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt ein weiteres Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt ein weiteres Blockdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt ein Diagramm einer Bauteiltemperatur über der Zeit;
zeigt ein Flussdiagramm gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt eine Datenstruktur zur Verwendung in einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt eine weitere Datenstruktur zur Verwendung in einer Ausführungsform der Erfindung;
zeigt einen Vergleich der Diagramme des Anti-Roll-Drehmoments mit der Zeit; und
zeigt einen weiteren Vergleich der Diagramme des Anti-Roll-Drehmoments mit der Zeit.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ein Steuerungssystem für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hierin unter Bezugnahme auf die Bezugsziffern beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 100 mit einer Vielzahl von Rädern 103 vorgesehen. Das Fahrzeug umfasst ferner ein Aufhängungssystem 101, d.h. ein Fahrzeugaufhängungssystem 101. Das Aufhängungssystem 101 ist betreibbar, um Störungen von einer ungefederten Masse des Fahrzeugs von einer gefederten Masse des Fahrzeugs zu trennen. Die ungefederte Masse umfasst mindestens die Räder 103 und die gefederte Masse mindestens die Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt). Das Aufhängungssystem 101 ist konfiguriert, um einen bevorzugten Kompromiss zwischen mindestens einigen der Straßenlageeigenschaften des Fahrzeugs, dem so genannten Handling, und der Fahrqualität, dem so genannten Fahrkomfort, herzustellen. Fahrkomfort und Handling sind überwiegend gegensätzlich, und so erfordert die Abstimmung des Fahrwerks auf die Anforderungen beider Systeme Kompromisse. Die Leistung des Aufhängungssystems 101 kann durch die Handling- und Fahrkomforteigenschaften charakterisiert werden, die es für das Fahrzeug 100 bereitstellt, und wie effektiv es den Kompromiss zwischen diesen konkurrierenden Eigenschaften managt. Die Haltbarkeit des Aufhängungssystems 101 wird auch durch Eingaben in das System 101 und die Reaktion des Systems auf die Eingaben bei der Erfüllung der Fahrkomfort- und Handlingsanforderungen beeinflusst. Je größer und nachhaltiger eine Eingabe oder die Antwort des Systems auf diese Eingabe ist, desto größer ist der Einfluss auf die Haltbarkeit des Systems 101.
Das in 1 dargestellte Aufhängungssystem 101 ist ein aktives Aufhängungssystem. Ein aktives Federungssystem bietet vorteilhafterweise mehr Möglichkeiten, die Kompromisse zwischen Fahrt und Handling zu reduzieren als ein nicht aktives Federungssystem. Ein aktives Aufhängungssystem ist an die gemessenen Eingaben anpassbar. Die Kompromisse zwischen Fahrkomfort und Handling werden durch den Einsatz von Stellgliedern 104 reduziert, die von einem Steuerungssystem 102 des aktiven Aufhängungssystems gesteuert werden.
Während Beispiele für die Erfindung in Bezug auf ein Radfahrzeug 100 beschrieben werden, ist die Erfindung auch auf Fahrzeuge 100 anwendbar, die andere Untergrundeingriffsvorrichtungen, wie beispielsweise Schienen oder Skier, umfassen. Es wird auch anerkannt, dass das Fahrzeug 100 eine Mischung oder Kombination von Arten von Untergrundgriffsvorrichtungen umfassen kann.
Eine Eigenschaft, die das Fahrverhalten und das Handling beeinflusst, ist das Wanken des Fahrzeugs 100. Das Wanken kann durch einen oder eine Kombination mehrerer Faktoren verursacht werden, dazu können hohe Querbeschleunigungen gehören, die oft durch Kurvenfahrten bei hohen Geschwindigkeiten verursacht werden. Das Wanken kann durch ein Rollmoment, d.h. ein Karosserierollmoment, definiert werden, das eine Menge an Drehmoment um eine Längsachse des Fahrzeugs 100, d.h. eine Rollachse, ist. Beispiele für die Erfindung sind Systeme, die ein Anti-Roll-Drehmoment bereitstellen. Ein Anti-Roll-Drehmoment kann definiert werden als ein Drehmoment, das in einer entgegengesetzten Richtung zum Rolldrehmoment wirkt. Das Anti-Roll-Drehmoment wird daher angewendet, um die Auswirkungen des Roll-Drehmoments zu mildern oder zu reduzieren.
Eine weitere Eigenschaft, die das Fahrverhalten und das Handling beeinflusst, ist die Radstörung. Eine Hauptursache für Radstörungen ist die Reaktion des Rades 103 auf das Gelände, auf dem sich das Fahrzeug 100 gerade befindet. Eine Stärke der Radstörung ist abhängig vom Gelände. Eine Geschwindigkeit und eine Häufigkeit der Radstörung ist abhängig vom Gelände und der Fahrzeuggeschwindigkeit, mit der das Fahrzeug 100 gerade über das Gelände fährt. Die Radstörung wird auf andere Komponenten des Aufhängungssystems 101 übertragen, so dass solche Messungen, die eine Störung anzeigen, von verschiedenen Stellen innerhalb des Systems 101 aus durchgeführt werden können.
Das Aufhängungssystem 101 umfasst ein elektronisches Anti-Roll-Steuerungssystem 1040, 104. Das elektronische Anti-Roll-Steuerungssystem 1040, 104 ist betreibbar, um eine Rollmenge im Fahrzeug zu reduzieren. Das elektronische Wankstabilisierungssystem 1040, 104 umfasst einen oder mehrere aktive Wankstabilisatoren 1040a, 1040b. Die einen oder mehreren aktiven Wankstabilisatoren 1040 a, 1040b umfassen jeweils ein Stellglied 104a, 104b. Die einen oder mehreren aktiven Wankstabilisatoren 1040a, 1040b werden anstelle von passiven Stabilisatoren verwendet, die Stabilisatoren umfassen, die ohne jegliche Betätigung Stabilisatoren umfassen. Die Stellglieder 104a, 104b werden von einem Steuerungssystem 102 gesteuert. Das Steuersystem 102 kann die Stellglieder 104a, 104b unabhängig voneinander steuern, um die Fahr- und Fahreigenschaften des Fahrzeugs zu verbessern. Das Steuersystem steuert die Stellglieder 104a, 104b, um ein Anti-Roll-Drehmoment anzulegen, um einem Roll-Drehmoment im Fahrzeug entgegenzuwirken. Das Steuersystem 102 kann das Stellglied 104a, 104b in Abhängigkeit von einem bestimmten Anti-Roll-Drehmomentanforderungen steuern. Ein Steuersignal 1021 wird von der Steuerung 102 ausgegeben und von dem Stellglied 104a, 104b empfangen. Das Steuersignal 1021 trägt Steueranweisungen, die vom Stellglied 104a, 104b auszuführen sind.
Der eine oder die mehreren aktiven Wankstabilisatoren 1040a, 1040b umfassen einen vorderen aktiven Wankstabilisator 1040a, der einer Vorderachse des Fahrzeugs zugeordnet ist. Der eine oder die mehreren aktiven Wankstabilisatoren 1040a, 1040b umfassen einen hinteren aktiven Wankstabilisator 1040b, der einer Hinterachse des Fahrzeugs zugeordnet ist. Einige Fahrzeuge können nur mit einem aktiven Wankstabilisator 1040b ausgestattet sein.
Das Aufhängungssystem 101 kann verschiedene Formen eines aktiven Aufhängungssystems umfassen, sowie oder anstelle des Anti-Roll-Steuerungssystems, das aktive Wankstabilisatoren 1040a, 1040b wie vorstehend beschrieben umfasst. Andere Formen des aktiven Aufhängungssystems 101 umfassen auch die Stellglieder 104a, 104b, die für Überhitzung anfällig sein können, und somit kann ein Steuersystem oder Verfahren, wie hierin beschrieben, ebenfalls angewendet werden. Die Stellglieder 104a, 104b können voll aktive Stellglieder sein, die sowohl Dämpfungs- als auch statische Kräfte abgeben können. Die statischen Kräfte können in Abhängigkeit von der gemessenen Querbeschleunigung und - geschwindigkeit des Fahrzeugs sowie einem vorgegebenen Fahrzeuggewicht bestimmt werden. Jedes Stellglied 104a, 104b kann Teil eines aktiven Dämpfers sein, der einem aktiven Aufhängungssystem zugeordnet ist. Ein aktives Aufhängungssystem 101, das aktive Dämpfer umfasst, wird an jedem Rad 103 des Fahrzeugs 100, in das das aktive Aufhängungssystem 101 eingebaut ist, einen aktiven Dämpfer aufweisen.
Das Steuersystem empfängt Eingangssignale 1071 von einer Vielzahl von Sensoren 107. Die Vielzahl der Sensoren 107 umfasst einen oder mehrere Sensoren 107, die dem Aufhängungssystem 101 zugeordnet sind. Mindestens einige der Sensoren 107 können weiteren Systemen des Fahrzeugs zugeordnet sein (nicht dargestellt). Die Sensoren 107 sind angeordnet, um entsprechende Variablen zu messen, die dem Fahrzeug 100 und seinem Betrieb zugeordnet sind. Die Stellglieder 104 beziehen elektrische Energie von einer Systemstromversorgung 106. Die Systemversorgung 106 kann eine dedizierte Stromversorgung für das Aufhängungssystem 101 sein. Das Systemnetzteil 106 kann ein 48V-Netzteil sein. Die Systemstromversorgung 106 kann einen Superkondensator umfassen, wobei der Superkondensator seine Energie aus einer Fahrzeugstromversorgung beziehen kann. In Beispielen, in denen die Bordnetzspannung nicht mit der Spannung der Systemnetzspannung 106 übereinstimmt, wie beispielsweise einer 12V-Netzspannung, kann ein DC-DC-Wandler verwendet werden. Andere Stromversorgungen 106 können in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp 100 verwendet werden, zu dem das System 101 gehört. So kann beispielsweise in Nicht-Hybridfahrzeugen eine 12V-Versorgung verwendet werden.
Ein Beispiel für einen aktiven Wankstabilisator 1040 ist in 2 dargestellt, der ein Modul ist, das Teil des Aufhängungssystems 101 ist und das das Stellglied 104 umfasst. ist vereinfacht und zeigt die Hauptkomponenten des Wankstabilisators 1040. Der aktive Wankstabilisator 1040 umfasst das Stellglied 104, eine Steuerung 1022, ein Getriebe 1041 und eine Entkopplungseinheit 1042. Das Stellglied 104 ist ein Elektromotor, der von der Steuerung 1022 so gesteuert wird, dass eine erste Seite 1043 des aktiven Wankstabilisators 1040 in Bezug auf eine zweite Seite 1044 des aktiven Wankstabilisators 1040 gedreht wird, wodurch ein Drehmoment erzeugt wird. Das erzeugte Drehmoment liefert das Anti-Roll-Drehmoment, um dem Rollmoment in der Fahrzeugkarosserie entgegenzuwirken.
Das Stellglied 104 weist eine Vielzahl von Steuerungsparametern auf, die die Leistung des Stellglieds bestimmen. Zu den Steuerparametern können gehören: Motordrehzahl, Verbrauchsstrom, Regenerationsstrom, Störgeschwindigkeit und Störungsbeschleunigung. Insbesondere können die Steuerungsparameter durch die Maximalwerte gekennzeichnet sein, auf die das Stellglied steuerbar ist. Zum Beispiel: Ein Maximalwert für den Verbrauchsstrom und den Regenerationsstrom kann kleiner als 50A sein, insbesondere kann der Maximalwert für den Verbrauchsstrom und den Regenerationsstrom ungefähr 40A betragen; eine maximale Motordrehzahl kann kleiner als 500 rad/s sein, insbesondere kann die maximale Motordrehzahl im Bereich von 400 bis 450 rad/s liegen, die maximale Motordrehzahl kann ungefähr 420 rad/s betragen. Es ist zu beachten, dass andere Werte verwendet werden können.
Das Stellglied 104 ist konfiguriert, um ein Drehmoment bis zu einem maximalen Drehmoment bereitzustellen. Abhängig von der Spezifikation des Stellglieds können unterschiedliche maximale Drehmomente anwendbar sein, die in Abhängigkeit von Typ und Größe des Fahrzeugs 100 bestimmt werden können. So kann beispielsweise ein Fahrzeug vom Typ SUV ein größeres Stellglied 104 als ein kompaktes Fahrzeug aufweisen. In einigen Beispielen kann das maximale Drehmoment zwischen 900Nm und 2000 Nm liegen. In einigen Beispielen kann das maximale Drehmoment ca. 1400 Nm betragen.
3 stellt ein Systemdiagramm für das Steuersystem 102 dar, das in dem in 1 dargestellten Fahrzeug 100 verwendet wird. Das Steuersystem 102 ist mit der Vielzahl von Sensoren 107, insbesondere 107a-107c, und den Stellgliedern 104 der jeweiligen vorderen und hinteren aktiven Wankstabilisatoren 1040 gekoppelt. Das Steuerungssystem 102 umfasst mindestens eine Steuerung 201 und kann eine Vielzahl von Steuerungen umfassen.
In diesem Beispiel umfasst das Steuerungssystem 102 eine Hauptsteuerung 201 und zwei Stellgliedsteuerungen 1022. Die Hauptsteuerung 201 umfasst einen Speicher 203 und einen Prozessor 204. Der Prozessor 204 ist konfiguriert, um auf den Speicher 203 zuzugreifen und darin gespeicherte computerlesbare Anweisungen auszuführen. Der Speicher 203 kann auch Informationen und Parameter in Bezug auf das Steuerungssystem 101 speichern.
In einigen Beispielen umfasst das Steuerungssystem 102 eine Hauptsteuerung 201 und eine Vielzahl von Stellgliedsteuerungen 202a, 202b. In dem veranschaulichten Beispiel umfasst das Steuersystem 102 erste und zweite Stellgliedsteuerungen 202a, 202b, die jeweils einem entsprechenden Stellglied 104a, 104b zugeordnet sind. In anderen Beispielen kann das Steuerungssystem 102 eine einzelne Steuerung oder eine größere Anzahl von Steuerungen umfassen. Das Steuersystem 102 ist konfiguriert, um ein Steuersignal 1021 an die Stellglieder 104a, 104b auszugeben. In einigen Beispielen wird ein erster Teil eines Steuersignals 1021 a von einem elektrischen Ausgang 2012 der Hauptsteuerung 201 gesendet und an einem elektrischen Eingang 2021 der Stellgliedsteuerung 2021 empfangen. Der erste Teil des Steuersignals 1021a wird dann in jeder Stellgliedsteuerung 202a, 202b weiterverarbeitet und ein zweiter Teil des Steuersignals 1021b wird dann von einem elektrischen Ausgang 2022 jeder Stellgliedsteuerung 202a, 202b an das jeweilige Stellglied 104a, 104b ausgegeben.
Die Eingangssignale 1071 umfassen ein oder mehrere Fahrdynamiksignale, die verschiedene fahrdynamische Parameter anzeigen. Mit anderen Worten, mindestens ein Teil der Eingangssignale 1071 ist mit Parametern verknüpft, die einer Bewegung des Fahrzeugs zugeordnet sind. Dies kann nicht vollständig die Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Fahrzeugs 100, seiner Systeme und einzelner Komponenten umfassen. In einem Beispiel umfassen die Sensoren 107 mindestens einen von: einem Aufhängungshöhensensor 107a, einem Beschleunigungssensor 107b am Rad 103 und einem Querbeschleunigungssensor 107c. Es können mehrere der vorgenannten Sensoren 107 vorhanden sein. An jeder der vier Ecken des Fahrzeugs 100 können sich beispielsweise Höhensensoren 107a und/oder Beschleunigungssensoren 107b befinden. Es können zwei seitliche Sensoren 107c vorhanden sein. Ein erster Querbeschleunigungssensor kann niedrig im Fahrzeug 100 und eine zweite Querbeschleunigung höher im Fahrzeug 100 positioniert werden. Alternativ kann die Beschleunigung auch von einer einzelnen dem Fahrzeug zugeordneten Einheit, wie beispielsweise einer Trägheitsmesseinheit (IMU), gemessen werden. Die fahrdynamischen Parameter sind ein Indikator für eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs. Die dynamische Nutzung ist gekennzeichnet durch den Einfluss der Nutzung auf die Bewegung des Fahrzeugs 100.
Die Bewegung des Fahrzeugs 100 kann mit mindestens einer von sechs Achsen definiert werden: längs, quer, vertikal, gierend, rollend und neigend. Vorzugsweise werden alle sechs Bewegungsachsen verwendet. Die einen oder mehreren Stellglieder 104a, 104b in Verbindung mit dem Steuerungssystem 102 liefern auch Fahrdynamiksignale 1071. Diese Signale können auf eine Bewegung oder Störung der Stellglieder 104 oder des aktiven Wankstabilisators 1040 und/oder seiner Komponenten hinweisen. Das Fahrdynamiksignal kann das Störsignal 1071a umfassen.
Die aus dem Stromversorgungssystem 106 entnommene Energiemenge ist abhängig von der Anforderung an das Anti-Roll-Drehmoment und einer Störungsregelung.
Der Anti-Roll-Drehmomentbedarf kann anhand von Bewegungsgleichungen bestimmt werden. So kann beispielsweise eine gemessene Querbeschleunigung an einem Punkt im Fahrzeug und die Masse des Fahrzeugs zur Berechnung einer Querkraft herangezogen werden. Der Abstand vom Punkt, an dem die Querbeschleunigung gemessen wird, zur Rollachse des Fahrzeugs 100 kann dann zusammen mit der Querkraft zur Berechnung eines Rollmoments verwendet werden. Eine Datenstruktur, wie beispielsweise eine Rollkarte, liefert Werte für das Rollmoment, die den gemessenen Querbeschleunigungen entsprechen. Die Datenstruktur wird in einem Speicher 203 gespeichert, der für das Steuersystem 102 zugänglich ist. Die Karte kann in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Fahrzeugeigenschaften bestimmt werden. Die Fahrzeugeigenschaften können Geometrie und Kinematik des Fahrzeugs 100 und/oder des Aufhängungssystems 101, Federraten einer oder mehrerer der Aufhängungskomponenten und die Fahrzeugmasse beinhalten. Das Steuersystem 102 berechnet das Anti-Roll-Drehmoment, das vom Stellglied 104 bereitgestellt werden muss, um das aus der Rohkarte ermittelte Rollendrehmoment zu erreichen.
Die Frequenzen der Änderungen der Querbeschleunigung, die den Bedarf an Anti-Roll-Drehmoment beeinflussen, liegen oft unter 3Hz. Genauer gesagt ist die Mehrheit der Querbeschleunigungsfrequenzen oft kleiner als 2Hz. Überwiegend liegen die Querbeschleunigungsfrequenzen im Bereich von im Allgemeinen etwa 1 Hz.
Der Störungsregelungsbedarf wird in Abhängigkeit von den Eingängen am Rad 103 ermittelt. Eingaben am Rad 103, d.h. Radstörungen, werden in Abhängigkeit von der Rauheit einer angetriebenen Oberfläche erzeugt. Die Rauheit der angetriebenen Oberfläche kann als das Profil der angetriebenen Oberfläche definiert werden.
Genauer gesagt, kann die Rauheit der angetriebenen Oberfläche durch eine Amplitude und/oder eine Frequenz der Oberflächenvariation der angetriebenen Oberfläche definiert werden. Die Störungen sind abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Insbesondere sind die Störungen abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Rauheit der Fahrfläche. Die raue Oberfläche induziert Radeingaben, die auf den aktiven Wankstabilisator 1040 übertragen werden. Um die unerwünschte Drehmoment-Erzeugung zu mindern oder zu reduzieren, wird das Stellglied 104 angetrieben und gesteuert, um gegen die Störungen vorzugehen.
Der Störungsregelungsbedarf wird so ermittelt, dass einem Störungskennwert entgegengewirkt wird. Der Störgrößenwert wird von der Steuerung 102 bestimmt. Der Störungskennwert kann auf eine Störungscharakteristik des aktiven Wankstabilisators 1040 oder einer seiner Komponenten, wie beispielsweise dem Stellglied 104, hinweisen. Der Störungskennwert wird in Abhängigkeit von einem oder mehreren fahrdynamischen Signalen 1071 bestimmt. Die Fahrdynamiksignale 1071 umfassen Verschiebungswerte Beschleunigungswerte von mindestens einigen der Räder 103. Die Radverlagerung ist proportional zu einer Verschiebung des Wankstabilisators 1040. Die Radverschiebung kann verwendet werden, um eine vertikale Geschwindigkeit abzuleiten. Die Verschiebung des Wankstabilisators kann verwendet werden, um eine Drehgeschwindigkeit abzuleiten. Der Störungskennwert wird als Differenz zwischen den von der ersten Seite 1043 und der zweiten Seite 1044 des Wankstabilisators 1040 bestimmten Geschwindigkeiten bestimmt. Die Störungssteuerungsanforderung kann durch das Steuersystem 102 so konfiguriert werden, dass das Stellglied 104 bis zu einer maximalen Betriebsdrehzahl, einer maximalen Betriebsfrequenz, einer maximalen Betriebsbeschleunigung oder einer Kombination aus den vorstehenden Werten arbeitet, um dem Störungskennwert entgegenzuwirken.
Die Störcharakteristik kann verschiedene Störungscharakteristiken umfassen. Die Störcharakteristik kann eine Bewegung einer Komponente des Aufhängungssystems 101 umfassen. Insbesondere kann der Störkennwert eine Störgeschwindigkeit oder eine Störbeschleunigung einer Komponente des aktiven Wankstabilisators 1040 umfassen. In Beispielen, in denen die Komponente des aktiven Wankstabilisators 1040 ein Motor 104 ist, kann der Störkennwert eine Winkelgeschwindigkeit oder eine Winkelbeschleunigung des Motors 104 umfassen.
In einigen Beispielen kann der Störungskennwert als fahrdynamisches Signal 1071 bereitgestellt werden, das von einer anderen Steuerung oder Anlage des Fahrzeugs 100 empfangen wird.
Der Störungssteuerungsbedarf ist ein Feedforward-Bedarf, indem die Störungen von der Steuerung 102 unabhängig vom Anti-Roll-Drehmomentbedarf ermittelt und berücksichtigt werden. Das Steuerungssystem 102 kann den Störungskennwert mit einem Skalierungsfaktor versehen, um den Störungssteuerungsbedarf zu bestimmen. Daher kann der Störungsregelungsbedarf auf bis zu 100% des Störungskennwertes bestimmt werden. So kann beispielsweise die ermittelte Störcharakteristik eine Störgeschwindigkeit sein. Wenn der Störungsregelungsbedarf auf 100% des Störungskennwertes konfiguriert ist, dann ist eine geregelte Störungsreaktionsgeschwindigkeit des Stellglieds 104 gleich der Störu ngsgeschwindigkeit.
Das Störsignal 1071a kann Frequenzinformationen, umfassen, die die Frequenz der Radstörung anzeigen. Die Frequenz der Radstörung kann größer als 3Hz sein. Die Radstörung kann überwiegend im Bereich von 12Hz liegen.
In einigen Beispielen kann die dynamische Nutzung in diskrete oder überlappende Anwendungsfälle unterteilt werden. Solche Anwendungsfälle werden durch ihre Wirkung auf die Fahrzeugbewegung definiert. So kann beispielsweise das Fahren des Fahrzeugs 100 auf einer Rennstrecke durch hohe Querbeschleunigungen und Wankbewegungen gekennzeichnet sein, die durch Kurvenfahrten bei hohen Geschwindigkeiten, aber bei relativ niedrigen Frequenzen erzeugt werden. Das Fahren des Fahrzeugs 100 im Gelände kann durch eine große Anzahl von Radeingängen bei relativ hohen Frequenzen und geländegängigen, niederfrequenten Karosserie-Rollereignissen gekennzeichnet sein. Für die Zwecke der Radeingaben können hohe Frequenzen als größer als 10 Hz definiert werden. Insbesondere hohe Frequenzen können etwa 15 Hz betragen. Hohe Radeingangsfrequenzen können durch das Gelenk des Fahrzeugs 100 verursacht werden, wenn es über unebenes Gelände fährt. Normale Straßenfahrt auf befestigten Straßen führt zu geringem Radeintrag und moderaten Querbeschleunigungen bei überwiegend niedrigen Frequenzen.
Die vom Stellglied 104 benötigte Energiemenge ist abhängig von der Körperrolle und den Störungen, die durch die vom Gelände erzeugten Radeingaben verursacht werden. Genauer gesagt ist die vom Stellglied 104 benötigte Energiemenge abhängig von der Anforderung an das Anti-Roll-Drehmoment und der Anforderung an die Störungssteuerung.
Insbesondere die Frequenz und Amplitude des Anti-Roll-Drehmoments und die Frequenz und Amplitude des Ansprechverhaltens auf die Radeingaben. Die Anforderung an das Anti-Roll-Drehmoment ist abhängig vom Rollendrehmoment. Je größer der Stromverbrauch (oder die Stromerzeugung, für Situationen, in denen das Stellglied als Generator fungieren kann) durch das Stellglied 104 ist, desto mehr Abwärme wird durch das Stellglied 104 erzeugt. Das Stellglied 104 hat eine maximale Betriebstemperatur, oberhalb derer es sich überhitzt. Eine Überhitzung kann die Funktion des Anti-Roll-Steuerungssystems 101 beeinträchtigen. Einige Kühleffekte lassen sich durch die Einwirkung von Umgebungsbedingungen und Luftstrom auf das Stellglied 104 realisieren. Die 104-Position des Stellglieds innerhalb des Fahrzeugs 100 kann jedoch bedeuten, dass diese begrenzt ist. Das Steuersystem 102 ist daher konfiguriert, um die Leistungsaufnahme des Stellglieds 104 zu steuern.
In einigen Beispielen wird das Stellglied in Abhängigkeit davon, dass die Temperatur des Stellglieds einen Schwellenwert erreicht, abgeschwächt, d.h. seine Leistung begrenzt. Der Schwellenwert wird in Abhängigkeit von der maximalen Betriebstemperatur des Stellglieds von 104 festgelegt. Die Herabstufung allein in Abhängigkeit von der Temperatur kann jedoch zu einer uneinheitlichen Leistung für den Fahrzeugnutzer führen.
In einigen Beispielen wird die Einschränkung des Betriebs des Stellglieds in Abhängigkeit von einem oder mehreren bestimmten Anwendungsfällen mit hoher Leistungsaufnahme und einer erfassten Umgebungstemperatur eingeschränkt. Der eine oder die mehreren Anwendungsfälle mit hoher Leistungsaufnahme sind Anwendungsfälle, in denen der Leistungsbedarf des Aufhängungssystems 101 als am größten eingestuft wird.
Die Herabstufung des Stellglieds 104 bei hohen Umgebungstemperaturen kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass das Stellglied 104 oder andere Komponenten des Aufhängungssystems 101 ihre jeweiligen maximalen Betriebstemperaturen erreichen. Das De-Rating des Stellglieds 104 kann das Steuern des Stellglieds 104 umfassen, so dass dessen Leistungsaufnahme reduziert wird. Die Herabstufung kann das Steuern des Stellglieds 104 umfassen, so dass die Steuerparameter, die seine Leistung beeinflussen, reduziert werden. Das Steuersystem 102 kann ein Temperatursignal empfangen, das eine Umgebungstemperatur anzeigt. Die Umgebungstemperatur kann eine externe Umgebungstemperatur sein, d.h. eine Umgebungstemperatur außerhalb des Fahrzeugs 100. Die Umgebungstemperatur kann eine lokale Umgebungstemperatur sein, d.h. eine Umgebungstemperatur in der Nähe einer oder mehrerer Komponenten des Aufhängungssystems 101.
Die Umgebungstemperatur der Komponente kann daher eine Temperatur innerhalb eines Bereichs des Fahrzeugs sein. Der Bereich des Fahrzeugs kann sich in einem Unterflurbereich des Fahrzeugs 100 befinden.
In Abhängigkeit von der gemessenen Umgebungstemperatur wird ein De-Rate Temperaturwert bestimmt. Der Abwertungstemperaturwert ist eine Temperatur, bei der das Stellglied 104 abgewählt wird. Die Bestimmung des Dekratentemperaturwertes erfolgt so, dass bei höheren Umgebungstemperaturen der Dekratentemperaturwert niedriger ist. Der Wert der Dekratentemperatur wird durch die Anwendung eines Skalierungsfaktors auf die maximale Betriebstemperatur des Bauteils bestimmt. So kann beispielsweise bei hohen Umgebungstemperaturen der Dekratentemperaturwert auf 60% der maximalen Betriebstemperatur eingestellt werden. In diesem und anderen Beispielen kann bei niedrigen Umgebungstemperaturen der Wert für die Dekratentemperatur auf 80% der maximalen Betriebstemperatur eingestellt werden. Hohe Umgebungstemperaturen können bestimmt werden, wenn die Temperatur der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs 100 40°C überschreitet, obwohl andere Temperaturwerte gewählt werden können. Hohe Umgebungstemperaturen können bestimmt werden, wenn die Temperatur der Umgebung in der Nähe einer oder mehrerer Komponenten des Aufhängungssystems 101 140°C überschreitet, obwohl andere Temperaturwerte gewählt werden können. Niedrige Umgebungstemperaturen können bestimmt werden, wenn die Temperatur der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs 100 unter 20°C liegt, obwohl andere Temperaturwerte gewählt werden können. Niedrige Umgebungstemperaturen können bestimmt werden, wenn die Temperatur der Umgebung in der Nähe einer oder mehrerer Komponenten des Aufhängungssystems 101 unter 90°C liegt, obwohl andere Temperaturwerte gewählt werden können. Weitere Skalierungsfaktoren können durch Interpolation und Extrapolation dieser Werte bestimmt werden. Die Skalierungsfaktoren können in eine Datenstruktur des Speichers 203 der Steuerung eingebettet werden. Die Datenstruktur kann z.B. in Form einer Look-up-Tabelle vorliegen.
Alternativ dazu wird eine Vorhersage, wann die Komponente ihre maximale Betriebstemperatur erreichen kann, von der Steuerung 102 unter Verwendung des Anwendungsfalles mit hoher Leistungsaufnahme und der Umgebungstemperatur durchgeführt. Wenn eine vorhergesagte Dauer, bis das Stellglied seine maximale Betriebstemperatur erreicht, in einen Zeitbereich fällt, kann das Stellglied so gesteuert werden, dass es mit einem reduzierten Leistungsniveau arbeitet, so dass seine maximale Betriebstemperatur nicht erreicht wird.
Die Herabstufung des Stellglieds 104 kann das Anwenden eines Skalierungsfaktors auf einen oder mehrere der Steuerungsparameter umfassen.
In allen Anwendungsfällen, in denen eine hohe Umgebungstemperatur vorliegt, verschlechtert sich jedoch die Funktionalität der Komponente in Situationen, in denen das Risiko, die maximale Betriebstemperatur zu erreichen, gering ist. Daher ist die volle Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs 100 und seiner Systeme möglicherweise nicht verfügbar.
Eine Herabstufung in allen Anwendungsfällen, in denen eine hohe Umgebungstemperatur vorliegt, schränkt daher die Leistung des Anti-Roll-Steuerungssystems in mehr Anwendungsfällen ein, als erforderlich ist. So wird beispielsweise ein Fahrzeug, das in einer heißen Umgebung auf einer befestigten Straße fährt, sein System so eingeschränkt, dass es auf einem Anwendungsfall für Geländefahrzeuge basiert. Sollte ein hohes Anti-Roll-Drehmoment gefordert werden, dann sind die Fähigkeiten des Systems viel eingeschränkter als wenn das Fahrzeug in einer kalten Umgebung gefahren wäre. In einem solchen Szenario besteht jedoch ein geringes Risiko, dass das Stellglied 104 seine maximale Betriebstemperatur erreicht, da die vorherrschenden Anti-Roll-Momente und Radstörungen gering sind.
In einigen Beispielen wird das Stellglied 104 in Abhängigkeit von einer aktuellen dynamischen Nutzung des Fahrzeugs 100 gesteuert. Dies bietet den Vorteil, dass ein Fahrzeug 100, das in einem Niedrigleistungsfall (z.B. beim Fahren auf einer befestigten Straße) betrieben wird, so betrieben werden kann, dass es selbst bei hohem Leistungsbedarf und diskreten Ereignissen noch bessere Fahr- und Fahreigenschaften bietet. Beispiele für hohen Leistungsbedarf, diskrete Ereignisse sind Fahrereingaben, wie z.B. aggressive Lenkung, und Straßenverhältnisse, wie z.B. ein Schlagloch.
Die bis enthalten Blockdiagramme, die die verschiedenen Schritte der Steuerung 102 darstellen. Die Schritte umfassen zwei Sätze von Schritten, einen Anwendungsfall-Satz 41 und einen Abwertungssatz 42. Das Anwendungsfall-Set 41 kann innerhalb der Hauptsteuerung 201 durchgeführt werden. Die Einstellung der Abwärtsrate kann innerhalb der Antriebssteuerung 202 durchgeführt werden.
Bei Block 430 wird das Stellglied 104 in Abhängigkeit von einem bestimmten Steuerungsparameter gesteuert, wie im Folgenden näher erläutert.
Innerhalb des Anwendungsfalles setzen Sie 41:
Bei Block 412 bestimmt das Steuersystem 102 einen Steuerparameter für das Stellglied 104. Steuerungsparameter für ein Stellglied 104 sind Parameter, die sich auf seine Leistung beziehen. Beispielsweise können Steuerparameter für ein Stellglied 104 in einem Anti-Roll-Steuerungssystem mindestens eines von folgenden beinhalten: eine Störcharakteristik, eine maximale Motordrehzahl, einen maximalen Verbrauchsstrom und einen maximalen Regenerationsstrom. Die Bestimmung erfolgt in Abhängigkeit von dem mindestens einen fahrdynamischen Parameter, der eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs 100 anzeigt. Die Parameter werden durch die Fahrdynamiksignale 1071 angezeigt, die von mindestens einer der Steuerungen 201 des Steuersystems 102 empfangen werden.
In einigen Beispielen umfasst das Bestimmen des Steuerparameters die Anwendung eines Skalierungsfaktors auf einen vorbestimmten Steuerparameter. Der vorgegebene Steuerparameter kann ein Standard-Steuerparameter sein. Der Skalierungsfaktor wird in Abhängigkeit von dem mindestens einen fahrdynamischen Parameter bestimmt, der eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs 100 anzeigt. Wenn beispielsweise der mindestens eine Fahrzeugparameter eine hohe dynamische Nutzung des Fahrzeugs 100 anzeigt, ist der Skalierungsfaktor niedriger als bei einer geringen dynamischen Nutzung. Ein niedrigerer Skalierungsfaktor führt zu einem niedrigeren Steuerparameter. Ein abgesenkter Regelparameter ist einer, der weniger Leistungsaufnahme erfordert als ein nicht abgesenkter. So führt beispielsweise ein niedrigerer Maximalverbrauchsstrom eines Motors dazu, dass der Motor weniger Leistung verbraucht als ein höherer Maximalverbrauchsstrom.
Bei Block 411 wird eine Bestimmung eines wahrscheinlich aktuellen Fahrzeug-100-Anwendungsfalles vorgenommen. Für diese Bestimmung wird der mindestens eine fahrdynamische Parameter verwendet. Es können verschiedene fahrdynamische Parameter verwendet werden. In einigen Beispielen umfasst der mindestens eine fahrdynamische Parameter ein Rollmoment oder ein Antirollmoment, wobei das Antirollmoment in Abhängigkeit vom Rollmoment bestimmt wird. In einigen Beispielen umfasst der mindestens eine fahrdynamische Parameter eine Bewegung einer oder mehrerer Komponenten des Aufhängungssystems 101 des Fahrzeugs. Die Bewegung einer oder mehrerer Komponenten kann durch eine Störcharakteristik definiert werden. Die Störcharakteristik kann eine Störgeschwindigkeit und/oder eine Störbeschleunigung des aktiven Wankstabilisators 1040 oder einer seiner Komponenten sein.
In einigen Beispielen werden bei Block 411 ein oder mehrere Indexwerte für die fahrdynamischen Parameter erzeugt. Das Erzeugen der Indexwerte umfasst das Mitteln der empfangenen Werte der über eine Dauer empfangenen fahrdynamischen Parameter. Die Indexwerte umfassen einen Drehmoment-Anforderungsindex. Das Erzeugen eines Drehmomentanforderungsindexes umfasst das Bestimmen eines schwebenden Quadratmittelwerts des Anti-Roll-Drehmomentbedarfs an jeder der Vorder- und Hinterachsen. Die Indexwerte umfassen einen Störungsindex. Erzeugen eines Störungsindexes, umfassend das Bestimmen eines schwebenden Quadratmittelwertes einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einem linken Handrad 103 und einem rechten Handrad 103 an jeder der Vorder- und Hinterachsen. Die erzeugten Indexwerte werden dann verwendet, um einen geeigneten Anwendungsfall-Skalierungsfaktor bei Block 412 auszuwählen, der für einen bestimmten vorgegebenen Steuerungsparameter relevant ist. Die Auswahl des geeigneten Anwendungsfalles kann in Abhängigkeit von zuvor durchgeführten Charakterisierungstests erfolgen. Der Charakterisierungstest dient dazu, den Zusammenhang zwischen den verschiedenen Skalierungsfaktoren des Anwendungsfalles und dem Stromverbrauch nach Anwendungsfall zu ermitteln. In anderen Beispielen wird der Charakterisierungstest verwendet, um den Zusammenhang zwischen den verschiedenen Skalierungsfaktoren des Anwendungsfalles und der Leistung des Aufhängungssystems 101 nach Anwendungsfall zu identifizieren. Die Ergebnisse der Charakterisierungen können dann innerhalb des Steuerungssystems 102 als Mapping-Funktion bereitgestellt werden. So können beispielsweise die Ergebnisse der Charakterisierungen in eine Datenstruktur des Speicher 203 der Steuerung eingebettet werden. Die Datenstruktur kann in Form einer Look-up-Tabelle vorliegen. In anderen Beispielen können andere Mapping-Funktionen verwendet werden. Solche Abbildungsfunktionen können neuronale Netze oder andere nichtlineare Abbildungsfunktionen beinhalten.
Bei Block 440 wird der Bedarf an Anti-Roll-Drehmoment bestimmt. Der Anti-Roll-Drehmomentbedarf bildet einen der fahrdynamischen Parameter. Die Bestimmung kann innerhalb der Hauptsteuerung 201 oder an anderer Stelle innerhalb des Steuerungssystems 102 erfolgen. Die Bestimmung erfolgt in Abhängigkeit von einem gemessenen oder bestimmten Rollmoment.... Das Rollmoment kann in Abhängigkeit von den Fahrdynamiksignalen 1071 bestimmt werden, die von mindestens einem der Vielzahl von Sensoren 107 empfangen werden. Der Anti-Roll-Drehmomentbedarf kann durch die Verwendung einer Datenstruktur bestimmt werden. Die Datenstruktur kann eine Nachschlagetabelle sein.
Der Anti-Roll-Drehmomentbedarf kann durch die Verwendung der Fahrzeugmasse und der kinematischen Fahrzeugeigenschaften bestimmt werden, die in Bewegungsgleichungen eingegeben werden. Das Rollmoment wird in Abhängigkeit von einer gemessenen Querbeschleunigung bestimmt. Das Rollmoment kann dann der Wertetabelle zugeführt werden und ein daraus ausgewähltes Anti-Rollmoment in Abhängigkeit vom bestimmten Rollmoment.
Die Skalierungsfaktoren liegen in einem Bereich von vorgegebenen Minimal- und Maximalwerten, wie beispielsweise im Bereich von 0 bis 1. Dabei bedeutet ein Skalierungsfaktor von 1, dass 100% des vorgegebenen Regelparameters angewendet werden. So kann beispielsweise ein Skalierungsfaktor zwischen 0,9 und 1 im Straßenbetrieb und im Gelände ein Skalierungsfaktor zwischen 0,5 und 0,7 verwendet werden.
In einigen Beispielen wird Block 411 in einem separaten Fahrzeugsystem, wie beispielsweise einem Geländebestimmungssystem, durchgeführt. Der Ausgang des separaten Systems kann dann dem Block 412 innerhalb des Steuersystems 102 zugeführt werden.
Innerhalb der De-Rate 42 Einstellung:
Bei Block 422 bestimmt das Steuersystem 102 den Steuerparameter für das Stellglied 104 in Abhängigkeit vom zuvor bestimmten Steuerparameter bei Block 412 und einem Temperaturwert. Der Temperaturwert kann ein Indikator für eine Bauteiltemperatur sein. Die Komponente kann das Stellglied 104, die Stellgliedsteuerung 1022 oder die Systemstromversorgung 106 sein. Der Regelparameter wird in Abhängigkeit von der Temperatur so bestimmt, dass bei einer höheren Temperatur ein niedrigerer Regelparameter für die Leistungsaufnahme bestimmt werden kann.
Block 421 vergleicht den Temperaturwert mit einer Vielzahl von Temperaturbereichen. Die Vielzahl der Temperaturbereiche umfasst mindestens einen Energiemanagementbereich EMR und einen De-Rate Bereich DR. Wie in 5 dargestellt, kann der Dekratebereich DR in eine weitere Vielzahl von Dekratebereichen DR1, DR2, DR3 aufgeteilt werden. Jeder Temperaturbereich kann einem Degressions-Skalierungsfaktor entsprechen, der ein Skalierungsfaktor von 1 und darunter ist. Wenn sich das System im untersten Bereich, dem Energiemanagementbereich EMR, befindet, ist der Skalierungsfaktor 1, bei steigender Temperatur liegt er in den Deklassierungsbereichen DR, der Skalierungsfaktor wird reduziert (gegen 0).
Die Temperaturbereiche können für jede Komponente des Aufhängungssystems 101 spezifisch sein. Die Temperaturbereiche können spezifisch für einen Bestandteil mindestens einer der Komponenten sein.
Zum Beispiel für Wicklungen des Stellglieds 104:
Der Energiemanagementbereich EMR kann niedrige und normale Temperaturen umfassen. Niedrige Temperaturen können als Temperaturen unter -40°C betrachtet werden. Normale Temperaturen können als im Bereich von -40°C bis 90°C liegen.
Der Deklassierungsbereich kann Temperaturen über 90°C umfassen. Insbesondere kann ein erster Dekratenbereich DR1 Temperaturen im Bereich von 90°C bis 140°C, ein zweiter Dekratenbereich DR2 Temperaturen im Bereich von 140°C bis 170°C und ein dritter Dekratenbereich DR3 Temperaturen im Bereich von 170°C bis 180°C umfassen. Temperaturen, die den Dekratebereich überschreiten, können dazu führen, dass die Steuerung ein Abschaltsignal abgibt, um eine weitere Erwärmung zu verhindern.
Der Block 421 kann für mehr als eine der Komponenten des Aufhängungssystems durchgeführt werden. Insbesondere kann sie für das Stellglied 104, ein weiteres Stellglied 104, die Stellgliedsteuerung 1022 und die Systemstromversorgung 106 durchgeführt werden. Mit anderen Worten, jede Komponente hat ihren eigenen Energiemanagementbereich EMR und De-Rate Bereich DR, wie in dargestellt. Das Steuerungssystem kann die Komponente mit dem höchsten Nennbereich auswählen. Wenn sich beispielsweise die Temperatur des Stellglieds 104 in seinem Energiemanagementbereich EMR, die Temperatur der Stellgliedsteuerung 1022 in seinem ersten Dekratebereich DR1 und die Temperatur der Systemversorgung 106 in seinem zweiten Dekratebereich DR2 befindet, wählt das Steuersystem einen Skalierungsfaktor entsprechend DR2.
An den Blöcken können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Bestimmungen können in die verschiedenen hierin definierten Blöcke oder in weitere Blöcke, die weitere höhere Auflösungsstufen definieren, kombiniert oder getrennt werden.
Ein Verfahren, das dem zuvor beschriebenen Steuerungssystem 102 entspricht, ist in 6 vorgesehen. Das Verfahren umfasst zwei Schritte.
Der erste Schritt 601 umfasst das Bestimmen eines Steuerparameters für das Stellglied 104 in Abhängigkeit zumindest teilweise von dem Fahrdynamikparameter. Der zweite Schritt 602 umfasst das Steuern der Leistungsaufnahme des Stellglieds 104 in Abhängigkeit vom Steuerparameter.
In einigen Beispielen kann die Bestimmung des wahrscheinlich aktuellen Fahrzeugnutzungsfalls für andere Zwecke anstelle von oder neben dem Energiemanagement verwendet werden. So kann beispielsweise der bei Block 411 bestimmte Anwendungsfall verwendet werden, um eine Steuerung eines Parameters zu bestimmen, um die Leistung des Aufhängungssystems 101 zu steuern. Die Leistung des Aufhängungssystems 101 kann durch das Steuersystem 102 so gesteuert werden, dass die Reaktion des Aufhängungssystems 101 so abgestimmt ist, dass sie eine bevorzugte Reaktion für vorgegebene Anwendungsfälle bietet. Die vordefinierten Anwendungsfälle können in einem Speicher 203 gespeichert werden, auf den das Steuersystem 102 zugreifen kann. Die Leistung des Aufhängungssystems 101 kann durch das Steuersystem 102 so gesteuert werden, dass die Reaktion des Aufhängungssystems 101 so abgestimmt ist, dass eine erhöhte Haltbarkeit des Aufhängungssystems 101 oder seiner Komponenten für den Anwendungsfall, in dem das Fahrzeug 100 derzeit betrieben wird, gewährleistet ist.
zeigt ein Beispiel für eine Datenstruktur in Form einer Nachschlagetabelle, die bei der Bestimmung eines Fahrzeug-100-Anwendungsfalles verwendet werden kann. In diesem Beispiel sind die Anwendungsfälle in 9 diskrete Anwendungsfälle unterteilt: A-I. Jeder Anwendungsfall wird in Abhängigkeit vom Abrollschutz und der Störcharakteristik bestimmt. Die Nachschlagetabelle kann im Speicher 203 gespeichert werden, auf den die Steuerung 102 zugreifen kann.
In Anwendungsfällen, in denen die Störungen hoch sind, kann die Fahrleistung und die Haltbarkeit des Systems Vorrang vor der Fahrleistung haben. In Anwendungsfällen mit geringer Störung kann die Handhabungsleistung über die Haltbarkeit gestellt werden.
So kann beispielsweise bei einem „Enthusiastischen Straßenfahrszenario“ D und einem „Rennstreckenfahrszenario“ H die Steuerung des Stellglieds 104 sicherstellen, dass das Stellglied 104 in der Lage ist, angemessene Reaktionen auf schnelle und/oder großamplitudige Lenkeingaben zu liefern. Solche Eingaben können gemacht werden, um während der Fahrt auf der Autobahn einen Spurwechsel vorzunehmen, oder als Teil einer begeisterten Fahrt, wie z.B. eine Kurve mit Geschwindigkeit auf einer Rennstrecke.
Diese Anwendungsfälle erfordern eine schnelle Reaktion auf die Forderung nach einem Anti-Roll-Drehmoment. Um das geforderte Anti-Roll-Drehmoment schnell zu erreichen, ist eine hohe Motordrehzahl erforderlich. Daher wird in den Anwendungsfällen A-D & H für Straßen- und Gleisfahrten die maximale Motordrehzahl so gesteuert, dass sie an die Grenze der Leistungsfähigkeit des Motors 104 stößt. So kann beispielsweise die maximale Motordrehzahl so gesteuert werden, dass sie mindestens 80% einer absoluten maximalen Motordrehzahl beträgt, wobei die absolute maximale Motordrehzahl die Motordrehzahl ist, für die der Motor 104 ausgelegt ist.
In Anwendungsfällen, in denen Radeingaben und damit Störungssteuerungsanforderungen häufiger auftreten, wie z.B. im Offroad-Bereich E-G, können hohe Motordrehzahlen zu höheren Drehmomentfehlern führen. Höhere Drehmomentfehler können zu verminderten Fahreigenschaften führen. Höhere Drehmomentfehler können zu erhöhten Belastungen der Komponenten des Aufhängungssystems 101 und des Fahrzeugs 100 insgesamt führen. Höhere Belastungen sind unerwünscht, da sie die Lebensdauer der Komponenten oder Systeme beeinträchtigen können. Daher können in diesen Anwendungsfällen niedrigere maximale Motordrehzahlen vorzuziehen sein. So kann beispielsweise die maximale Motordrehzahl so gesteuert werden, dass sie nicht mehr als 60% der absoluten maximalen Motordrehzahl beträgt.
8 zeigt ein Beispiel für eine Datenstruktur in Form einer Nachschlagetabelle mit Steuerparametern für die Indizes, die den in 7 angegebenen entsprechen. In diesem Beispiel ist der Steuerungsparameter die maximale Motordrehzahl. Jeder Steuerparameter kann eine entsprechende Datenstruktur aufweisen.
zeigt einen Vergleich der Diagramme des Anti-Roll-Drehmoments über die Zeit als Reaktion auf ein Fahrereignis auf einer glatten Fahrfläche. Der von der Steuerung 102 bereitgestellte Anti-Roll-Drehmomentbedarf wird angezeigt. Die Messungen des gelieferten Anti-Roll-Drehmoments für verschiedene Regelparameter sind in den übrigen Diagrammen dargestellt. In diesem Beispiel sind die Regelparameter die Motordrehzahl und die Stördrehzahl. Die Regelparameter werden durch die Anwendung einer Betriebsgrenze verändert. Die angewandte Betriebsgrenze ist ein skalierter Wert der maximalen Leistung. In einem ersten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 40% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt.
In einem zweiten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 60% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt. In einem dritten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 80% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt. In einem vierten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 100% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt. In einem fünften gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 100% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 10% der Stördrehzahl beträgt. In einem sechsten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 100% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 20% der Stördrehzahl beträgt. Aus den Diagrammen ist ersichtlich, dass eine Skalierung um mindestens 80% die optimale Reaktion auf die vorgenommenen Änderungen bietet. In diesem Fall erreicht die Motordrehzahl nicht ihre vorgegebene maximale Betriebsgrenze und es ergibt sich somit kein Vorteil, 100% der maximalen Motordrehzahl zuzulassen. Da das Fahrereignis auf einer glatten Fahrbahnoberfläche stattfindet, hat die Skalierung des Störverhaltens W wenig bis gar keinen Einfluss.
Wenn das Steuersystem 102 so voreingestellt war, dass es den Steuerparameter an einen Offroad-Anwendungsfall anpasst, dann würde die Reaktion an die Darstellung der ersten und zweiten gelieferten Drehmoment-Plots angepasst. veranschaulicht daher deutlich den Vorteil der Erfindung, die Reaktion des Aufhängungssystems 101 in Abhängigkeit vom aktuellen Fahrzeuggebrauchsfall ändern zu können.
zeigt einen Vergleich der Diagramme des Anti-Roll-Drehmoments über die Zeit als Reaktion auf den Einsatz im Gelände. Der von der Steuerung 102 bereitgestellte Anti-Roll-Drehmomentbedarf wird angezeigt. Die Messungen des gelieferten Anti-Roll-Drehmoments für verschiedene Regelparameter sind in den übrigen Diagrammen dargestellt. In diesem Beispiel sind die Regelparameter die Motordrehzahl und die Stördrehzahl. Die Regelparameter werden durch die Anwendung einer Betriebsgrenze verändert. Die angewandte Betriebsgrenze ist ein skalierter Wert der maximalen Leistung.
In einem ersten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 40% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt. In einem zweiten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 60% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt. In einem dritten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 80% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt. In einem vierten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 100% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 0% der Stördrehzahl beträgt. In einem fünften gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 100% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 10% der Stördrehzahl beträgt. In einem sechsten gelieferten Drehmomentdiagramm wurde die maximale Motordrehzahl _Mrpm so skaliert, dass die Betriebsgrenze 100% der maximalen Motordrehzahl _Mrpm beträgt und das maximale Störverhalten W so skaliert wurde, dass die Betriebsgrenze 20% der Stördrehzahl beträgt. Aus den Diagrammen kann die Verschlechterung des abgegebenen Drehmoments beobachtet werden, da die Betriebsgrenze der maximalen Motordrehzahl _Mrpm von 40% auf 100% steigt. Die Erhöhung der Betriebsgrenze des Störverhaltens W von 0% auf 20% hat den gegenteiligen Effekt, die Degradation umzukehren. Der Effekt der Erhöhung der Betriebsgrenze der Störungsantwort W ist am deutlichsten zwischen 9,95 Sekunden und 10,05 Sekunden zu erkennen, wobei die verminderte Differenz zwischen den Peaks der Plots mit zunehmender Betriebsgrenze der Störungsantwort W beobachtet werden kann.
Wenn das Steuersystem 102 so voreingestellt war, dass es den Steuerparameter an einen Straßeneinsatz anpasst, dann würde die Reaktion an die Diagramme der dritten und vierten gelieferten Drehmoment-Plots angepasst. veranschaulicht daher deutlich den Vorteil der Erfindung, die Reaktion des Aufhängungssystems 101 in Abhängigkeit vom aktuellen Fahrzeuggebrauchsfall ändern zu können.
Es ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Anmeldung abzuweichen.

Claims

Steuerungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Steuerungssystem eine oder mehrere Steuerungen umfasst, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um: Empfangen mindestens eines Fahrdynamiksignals, wobei das mindestens eine Fahrdynamiksignal einen Fahrdynamikparameter anzeigt; Bestimmen eines Steuerungsparameters für ein Stellglied des Fahrzeugs in Abhängigkeit zumindest teilweise von dem fahrdynamischen Parameter und zumindest teilweise von einem Temperaturwert, wobei der Fahrdynamikparameter eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs anzeigt und das Bestimmen des Steuerungsparameters in Abhängigkeit vom Temperaturwert das Bestimmen umfasst, ob der Temperaturwert in mindestens einen Temperaturbereich fällt; und wobei der mindestens eine Temperaturbereich einen De-Rate Temperaturbereich umfasst, und wobei, wenn bestimmt wird, dass der Temperaturwert in den Deklassierungsbereich fällt, die Bestimmung in Abhängigkeit von dem Fahrdynamikparameter und dem Temperaturwert durchgeführt wird; und ein Steuerungssignal zum Steuern einer Leistungsaufnahme des Stellglieds in Abhängigkeit vom Steuerparameter auszugeben.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, worin die eine oder die mehreren Steuerungen umfassen: einen elektrischen Eingang, der konfiguriert ist, um das mindestens eine Fahrdynamiksignal zu empfangen; eine Speichervorrichtung mit darauf gespeicherten Anweisungen zum Bestimmen des Steuerparameters; einen Prozessor, der konfiguriert ist, um auf die Speichervorrichtung zuzugreifen und die darauf gespeicherten Anweisungen auszuführen; und einen elektrischen Ausgang, der konfiguriert ist, um das Steuersignal auszugeben.
ein Steuerungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Steuerungssystem konfiguriert ist, um mindestens eines der folgenden Verfahren durchzuführen: Bestimmen einer Anti-Roll-Drehmomentbedarfsanforderung in Abhängigkeit von dem mindestens einen Fahrdynamiksignal und Bestimmen der Steuerungsparameter für das Stellglied zumindest teilweise in Abhängigkeit von der Anti-Roll-Drehmomentbedarfsanforderung; und Bestimmen eines Störungskennwertes in Abhängigkeit von dem mindestens einen fahrdynamischen Signal und Bestimmen der Steuerungsparameter für das Stellglied zumindest teilweise in Abhängigkeit vom Störgrößenwert.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das mindestens eine Fahrdynamiksignal mindestens eines von umfasst: ein Rollmomentsignal, das Karosserierollen des Fahrzeugs anzeigt, und ein Störsignal, das eine Bewegung einer oder mehrerer Komponenten eines Aufhängungssystems des Fahrzeugs anzeigt.
Steuerungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei der Temperaturwert eine Temperatur einer Komponente eines Aufhängungssystems anzeigt.
Steuerungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, worin, wenn bestimmt wird, dass der Temperaturwert in den Energiemanagementbereich fällt, die Bestimmung in Abhängigkeit nur von dem fahrdynamischen Parameter durchgeführt wird.
Steuerungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, worin der Steuerparameter mindestens eines von umfasst: eine Störcharakteristik, eine maximale Motordrehzahl, einen maximalen Verbrauchsstrom und einen maximalen Regenerationsstrom.
Steuerungssystem nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Bestimmen des Steuerungsparameters umfasst: Bestimmen mindestens eines Skalierungsfaktors; und Anwenden des mindestens einen Skalierungsfaktors auf einen Standardsteuerungsparameter des Stellglieds, wobei der mindestens eine Skalierungsfaktor mindestens eines von: einen Anwendungsfall-Skalierungsfaktor, der in Abhängigkeit vom Fahrdynamikparameter bestimmt wird; und einen Degressions-Skalierungsfaktor, der in Abhängigkeit von einer Temperatur einer Komponente eines Fahrzeugaufhängungssystems bestimmt wird.
Fahrzeug, umfassend ein Stellglied und das Steuersystem gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Stellglied einem Aufhängungssystem des Fahrzeugs zugeordnet ist.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugsystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen mindestens eines Fahrdynamiksignals, wobei das mindestens eine Fahrdynamiksignal einen Fahrdynamikparameter anzeigt, Bestimmen eines Steuerungsparameters für ein Stellglied des Fahrzeugs in Abhängigkeit zumindest teilweise von einem Fahrdynamikparameter und zumindest teilweise von einem Temperaturwert, wobei der Fahrdynamikparameter eine aktuelle dynamische Nutzung des Fahrzeugs anzeigt, und wobei das Bestimmen des Steuerparameters in Abhängigkeit vom Temperaturwert das Bestimmen umfasst, ob der Temperaturwert in mindestens einen Temperaturbereich fällt, wobei der mindestens eine Temperaturbereich einen Abwertungstemperaturbereich umfasst, wobei, wenn bestimmt wird, dass der Temperaturwert in einen Deklassierungsbereich fällt, die Bestimmung in Abhängigkeit vom Fahrdynamikparameter und dem Temperaturwert durchgeführt wird, und Steuern einer Leistungsaufnahme des Stellglieds in Abhängigkeit vom Steuerungsparameter.