DE102019126745B4 - Dämpfersteuerungsverfahren für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Dämpfersteuerungsverfahren für ein Fahrzeug, das Verfahren aufweisend:eine erste Ermittlung (S10) zum Herleiten von Vorderradkraftwerten, welcher auf eine Vorderradaufhängung wirkt, basierend auf einem zuvor gespeicherten Fahrzeuggewichtswert und einem durch einen Sensor gemessenen Vertikalbeschleunigungswert sowie Hinterradkraftwerten einer linken und einer rechten Hinterradaufhängung, Nickträgheitsmoment, Wankträgheitsmoment, Nickbeschleunigung, Wankbeschleunigung, einem Abstand zwischen jedem Vorderrad und einer Fahrzeugkörpermitte und einem Abstand zwischen jedem Hinterrad und der Fahrzeugkörpermitte,eine zweite Ermittlung (S20) des Erhaltens der in der ersten Ermittlung (S10) hergeleiteten Vorderradkraftwerten und des Herleitens eines Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerts der Vorderradaufhängung basierend auf den erhaltenen Vorderradkraftwerten sowie vorderen Dämpferwegen, Federkonstanten und Dämpfungskoeffizienten,eine dritte Ermittlung (S30) des Herleitens eines Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerts basierend auf dem in der zweiten Ermittlung (S20) hergeleiteten Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert und Vorderrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerten, des Veranschlagens eines Hinterradvertikalgeschwindigkeitswerts basierend auf dem hergeleiteten Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert, und des Herleitens eines Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerts basierend auf dem veranschlagten Hinterradvertikalgeschwindigkeitswert und Hinterrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerten, undeinen Steuerungsvorgang zum Steuern, mittels einer Steuereinrichtung, von Dämpfern der Vorder- und Hinterradaufhängungen basierend auf dem Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert der Vorderradaufhängung und dem Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert der Hinterradaufhängung.

Description

• Hintergrund der Erfindung
• Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dämpfersteuerungsverfahren für ein Fahrzeug und insbesondere ein Dämpfersteuerungsverfahren für ein Fahrzeug, welches in der Lage ist, eine Dämpfergeschwindigkeit einer Aufhängung ohne die Verwendung von Rad-G-Sensoren (auch Rad-Beschleunigungssensoren genannt) herzuleiten.
• Beschreibung der bezogenen Technik
• Jüngst wurde eine elektronisch gesteuerte Aufhängung (ECS, abgeleitet vom Englischen „Electronically Controlled Suspension“) verwendet, um Vertikalbewegungen eines Fahrzeugkörpers, z.B. der Fahrzeugkarosserie, (Federmasse) durch Steuerung von Dämpfern, welche in Abhängigkeit einer Relativgeschwindigkeit einer Aufhängung durchgeführt wird, zu minimieren und dementsprechend eine Verbesserung des Fahrkomforts zu erzielen.
• Eine konventionelle ECS weist vier Dämpfer zum Bereitstellen einer Dämpfungskraft zwischen einem Fahrzeugkörper und jeweiligen Räder, eine elektronische Steuereinheit (ECU) zum Steuern der Dämpfer, einen Fahrzeugkörpersensor zum Berechnen einer Vertikalgeschwindigkeit des Fahrzeugkörpers und einen Radsensor zum Berechnen einer Vertikalgeschwindigkeit der Räder auf.
• Die an dem Fahrzeugkörperangebrachten Sensoren und die Räder sind jedoch teuer. Ferner gibt es ein Problem, dass das Gewicht des Fahrzeugs aufgrund des Anbringens der Sensoren erhöht wird, was einen negativen Effekt auf ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis bzw. die Kraftstoffökonomie hat.
• Daher ist es erforderlich, ein neues Dämpfersteuerungsverfahren bereitzustellen, welches in der Lage ist, den Fahrkomfortverbesserungseffekt der ECS aufrechtzuerhalten, während die Anzahl an Sensoren im Vergleich mit dem konventionellen Fall verringert wird.
• Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören, angesehen werden.
• Ferner offenbart die DE 10 2017 206 055 A1 die ausschließliche Verwendung von vertikalen Radauslenkungen bei der Dämpferregelung. In der DE 10 2016 225 351 A1 wird aus der Federkraft und der Dämpferkraft eine Fahrzeugaufstandskraft ermittelt. Aus der DE 10 2016 210 373 A1 ist die Bestimmung von Reifennormalkräften in Abhängigkeit von vordefinierten Parametern bekannt. Außerdem lehrt die DE 100 12 131 A1 die Ausnutzung des Umstands, dass am rechten und linken Vorderrad erfasste Störungen nach einer Zeitverzögerung auch am rechten und linken Hinterrad zu spüren sind.
• Erläuterung der Erfindung
• Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Dämpfersteuerungsverfahren für ein Fahrzeug zu schaffen, welches dazu ausgestaltet ist, Dämpfer zu steuern, während die Fertigungskosten durch eine Verringerung der Anzahl an Sensoren reduziert werden und der Fahrkomfortverbesserungseffekt einer elektronisch gesteuerten Aufhängung (ECS) erhalten bleibt.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung können das obige und weitere Ziele erreicht werden durch das Bereitstellen eines Dämpfersteuerungsverfahrens für ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug) nach Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
• Die Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen weitere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• 1 ist ein Blockdiagramm eines Ermittlungsmoduls zur Dämpfersteuerung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
• 2 ist ein Flussdiagramm einer Dämpfersteuerung für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
• In den Figuren beziehen sich durchgehend durch mehrere Figuren der Zeichnungen Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
• Detaillierte Beschreibung
• Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
• Es wird nun im Detail Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einem Dämpfersteuerungsverfahren für ein Fahrzeug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich werden die gleichen Bezugszeichen durchgehend durch die Zeichnungen dazu benutzt, um die gleichen oder ähnliche Teile anzugeben.
• 1 ist ein Blockdiagramm eines Ermittlungsmoduls zur Dämpfersteuerung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein Flussdiagramm einer Dämpfersteuerung für ein Fahrzeug gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Wie in 1 und 2 dargestellt, weist das Fahrzeugdämpfersteuerungsverfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf: eine erste Berechnung S10 zum Herleiten eines Vorderradkraftwerts, welcher auf eine Vorderradaufhängung wirkt, basierend auf einem zuvor gespeicherten Fahrzeuggewichtswert und einem durch einen Sensor gemessenen Vertikalbeschleunigungswert, eine zweite Berechnung S20 zum Erhalten bzw. Empfangen (hierin auch nur kurz: Erhalten) des in der ersten Berechnung S10 hergeleiteten Vorderradkraftwerts und zum Herleiten eines Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerts der Vorderradaufhängung, eine dritte Berechnung S30 zum Herleiten eines Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerts basierend auf dem in der zweiten Berechnung S20 hergeleiteten Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert, Veranschlagen (z.B. Ermitteln, Schätzen, Kalkulieren) eines Hinterradvertikalgeschwindigkeitswerts basierend auf dem hergeleiteten Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert, und eine vierte Berechnung S40 zum Herleiten eines Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerts basierend auf dem veranschlagten Hinterradvertikalgeschwindigkeitswert, und einen Steuerungsvorgang S50 zum Steuern von Dämpfern der Vorder- und Hinterradaufhängungen basierend auf dem Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert der Vorderradaufhängung und dem Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert der Hinterradaufhängung.
• Der Sensor kann hier durch einen 6-Achsen-Kreiselsensor (auch 6-Achsen-Gyro-Sensor genannt) gebildet sein, und die vorstehend beschriebene Steuerung kann in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) durchgeführt werden. Das heißt, dass gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung eine Dämpfergeschwindigkeit unter Verwendung des 6-Achsen-Kreiselsensors ohne die Nutzung von Rad-G-Sensoren hergeleitet wird und eine normale Dämpfersteuerung basierend auf der hergeleiteten Dämpfergeschwindigkeit erzielt wird.
• Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bei der ersten Berechnung S10 der Vorderradkraftwert, welcher auf die Vorderradaufhängung wirkt, basierend auf dem zuvor gespeicherten Fahrzeuggewichtswert und dem durch den Sensor gemessenen Vertikalbeschleunigungswert hergeleitet. Der Fahrzeuggewichtswert ist hier das Gewicht eines Fahrzeugkörpers (insbesondere z.B. einer Fahrzeugkarosserie). Der Vertikalbeschleunigungswert wird von einem 6-Achsen-Kreiselsensor stammend eingegeben. Basierend auf dem eingegebenen Vertikalbeschleunigungswert und dem Fahrzeuggewichtswert kann der auf die Vorderradaufhängung wirkende Vorderradkraftwert hergeleitet werden.
• Nach dem Herleiten des Vorderradkraftwerts, wie vorstehend beschrieben, wird der Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert in der zweiten Berechnung S20 basierend auf dem hergeleiteten Vorderradkraftwert hergeleitet. Basierend auf dem hergeleiteten Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert wird der Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert in der dritten Berechnung S30 hergeleitet. In dem vorliegenden Fall können der Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert und der Hinterradvertikalgeschwindigkeitswert im Wesentlichen gleich sein, wobei sie unterschiedliche Zeiten (z.B. Zeitabläufe, Timings) haben, da die Vorderräder und Hinterräder sich entlang des gleichen Wegs bewegen. Folglich kann der Hinterradvertikalgeschwindigkeitswert basierend auf dem hergeleiteten Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert veranschlagt (z.B. ermittelt, abgeschätzt, kalkuliert) werden. Basierend auf dem veranschlagten Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert wird dann der Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert in der vierten Berechnung S40 hergeleitet. In dem Steuerungsvorgang S50 kann es dementsprechend möglich sein, die Dämpfer der Vorder- und Hinterradaufhängungen basierend auf dem Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert der Vorderradaufhängung und dem Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert der Hinterradaufhängung zu steuern.
• In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Vorderradaufhängung eine linke Vorderradaufhängung und eine rechte Vorderradaufhängung auf und weist die Hinterradaufhängung eine linke Hinterradaufhängung und eine rechte Hinterradaufhängung auf. Demensprechend werden die Dämpfergeschwindigkeitswerte der Vorder- und Hinterradaufhängungen jeweilig zugehörig zur linken und rechten der Vorder- und Hinterradaufhängungen hergeleitet, und somit werden Dämpfergeschwindigkeiten für vier Achsen des Fahrzeugs hergeleitet. Folglich kann ein normaler Betrieb einer elektronisch gesteuerten Aufhängung (ECS) basierend auf den Dämpfergeschwindigkeiten für die vier Achsen des Fahrzeugs durchgeführt werden.
• Nachstehend wird die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben. Vorderradkraftwerte können in der ersten Berechnung S10 durch die folgenden Ausdrücke hergeleitet werden. Obwohl die Vorderradkraftwerte unter Verwendung von existierenden Rad-G-Sensoren hergeleitet werden können, bedeutet das, dass die Vorderradkraftwerte durch die folgenden Ausdrücke ohne die Verwendung von Rad-G-Sensoren hergeleitet werden: $${\text{F}}_{\text{L1}}=\frac{1}{2}\left[\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}+{\text{I}}_{\text{r}}}\left({\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right)+\left(\frac{2}{\text{d}}{\text{I}}_{\text{x}}\cdot \ddot{\varnothing }-{\text{F}}_{\text{L}2}+{\text{F}}_{\text{R2}}\right)\right]$$

  

  $${\text{F}}_{\text{R1}}=\frac{1}{2}\left[\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}+{\text{I}}_{\text{r}}}\left({\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right)+\left(\frac{2}{\text{d}}{\text{I}}_{\text{x}}\cdot \ddot{\varnothing }-{\text{F}}_{\text{L}2}+{\text{F}}_{\text{R2}}\right)\right]$$

  

  wobei „F_L1“ ein Vorderradkraftwert der linken Vorderradaufhängung ist, „F_L2“ ein Hinterradkraftwert der linken Hinterradaufhängung ist, „F_R1“ ein Vorderradkraftwert der rechten Vorderradaufhängung ist, „F_R2“ ein Hinterradkraftwert der rechten Hinterradaufhängung ist, „m_s“ das Gewicht eines Fahrzeugkörpers ist, „a_z“ die Vertikalbeschleunigung ist, „I_y“ das Nickträgheitsmoment ist, „I_x“ das Wankträgheitsmoment ist, „θ̈“ die Nickbeschleunigung ist, „Ø̈“ die Wankbeschleunigung ist, „I_f“ ein Abstand zwischen jedem Vorderrad und einer Fahrzeugkörpermitte ist, und „I_r“ ein Abstand zwischen jedem Hinterrad und der Fahrzeugkörpermitte ist. Das Gewicht des Fahrzeugkörpers ist hier ein zuvor gespeicherter Wert, und die Vertikalbeschleunigung, das Nickträgheitsmoment, das Wankträgheitsmoment, die Nickbeschleunigung und die Wankbeschleunigung werden durch den vorstehend beschriebenen Sensor hergeleitet.
• Ausdrücke 1 und 2 leiten die Vorderradkraftwerte durch Fahrzeugmodellbewegungsgleichungen in einer Vertikalrichtung, einer Nickrichtung und einer Wankrichtung her. Ausdrücke, die die Bewegungsgleichungen in der Vertikalrichtung (Ausdruck 3), der Nickrichtung (Ausdruck 4) und der Wankrichtung (Ausdruck 5) darstellen, lauten wie folgt: $${\text{F}}_{\text{L}1}+{\text{F}}_{\text{R}1}={\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}-{\text{F}}_{\text{L}2}-{\text{F}}_{\text{R}2}$$

  

  $${\text{F}}_{\text{L1}}+{\text{F}}_{\text{R1}}=\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}}\left[{\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{F}}_{\text{L}2}+{\text{F}}_{\text{R}2}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right]$$

  

  $${\text{F}}_{\text{L1}}+{\text{F}}_{\text{R1}}=\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}+{\text{I}}_{\text{r}}}\left[{\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right]$$

  
• Das bedeutet, dass der Vorderradkraftwert der linken Vorderradaufhängung und der Vorderradkraftwert der rechten Vorderradaufhängung durch Lösen der durch Ausdrücke 3, 4 und 5 angegebenen Bewegungsgleichungen mittels Co-Substitution hergeleitet werden können.
• Wenn initiale Vorderradkraftwerte in der ersten Berechnung S10 hergeleitet werden, sind „F_L2“ und „F_R2“ auf einen Initialwert bzw. Anfangswert, nämlich Null, gesetzt. Das heißt, dass in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung „F_L2“ und „F_R2“ basierend auf dem zugehörig zur Vorderradaufhängung hergeleiteten Dämpfergeschwindigkeitswert hergeleitet werden, und dementsprechend wurden „F_L2“ und „F_R2“ noch nicht hergeleitet, wenn „F_L1“ und „F_R1“ initial (z.B. zum ersten Mal) hergeleitet werden. Wenn „F_L1“ und „F_R1“ initial hergeleitet werden, werden dementsprechend „F_L2“ und „F_R2“ auf den Initialwert von Null gesetzt. Nach dem Herleiten von „F_L2“ und „F_R2“ werden „F_L1“ und „F_R1“ erneut durch Substituieren (z.B. Einsetzen) der hergeleiteten „F_L2“ und „F_R2“ hergeleitet. Danach werden „F_L2“ und „F_R2“ basierend auf den korrigierten „F_L1“ und „F_R1“ erneut hergeleitet. Folglich kann es möglich sein, Fehler zu reduzieren und dementsprechend korrekte Dämpfergeschwindigkeitswerte durch wiederholtes Herleiten von „F_L2“ und „F_R2“ basierend auf den korrigierten „F_L1“ und „F_R1“ herzuleiten, wie vorstehend beschrieben.
• In der zweiten Berechnung S20 werden indessen die in der ersten Berechnung S10 hergeleiteten Vorderradkraftwerte eingegeben, und Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerte können durch die folgenden Ausdrücke basierend auf den eingegebenen Vorderradkraftwerten hergeleitet werden: $${\text{F}}_{\text{L}1}={\text{k}}_{\text{L}1}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{L}1}+{\text{b}}_{\text{L}1}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L}1}$$

  

  $${\text{F}}_{\text{R}1}={\text{k}}_{\text{R}1}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{R}1}+{\text{b}}_{\text{R}1}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R}1}$$

  

  wobei „k_L1“ und „k_R1“ Federkonstanten sind, „Δx_L1“ und „Δx_R1“ vordere Dämpferwege (z.B. Auslenkungen der vorderen Dämpfer) sind, „b_L1“ und „b_R1“ Dämpfungskoeffizienten sind und „Δ̇x_L1“ und „Δẋ_R1“ Vorderraddämpfergeschwindigkeiten sind. Die Federkonstanten, die Vorderraddämpferwege und die Dämpfungskoeffizienten können gleich sein, wenn die Aufhängungen des Fahrzeugs die gleichen Spezifikationen aufweisen. Alternativ können die Dämpfungskoeffizienten so gesetzt sein, dass sie hinsichtlich der linken und der rechten Aufhängung voneinander verschieden sind.
• Das heißt, dass „Δ̇x_L1“ und „Δ̇x_R1“ bei Verwendung der oben beschriebenen Ausdrücke 6 und 7 durch die folgenden Ausdrücke 6-1 und 7-1 hergeleitet werden können. $$\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L}1}=\frac{1}{{\text{b}}_{\text{L}1}}\cdot \left(-{\text{k}}_{\text{L}1}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{L}1}+{\text{F}}_{\text{L}1}\right)$$

  

  $$\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R}1}=\frac{1}{{\text{b}}_{\text{R}1}}\cdot \left(-{\text{k}}_{\text{R}1}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{R}1}+{\text{F}}_{\text{R}1}\right)$$

  
• Nachdem die linke Vorderraddämpfergeschwindigkeit „Δx_L1“ und die rechte Vorderraddämpfergeschwindigkeit „Δ̇x_R1“ hergeleitet sind, kann die Steuerung der ECS mit den zugehörig zur Vorderradaufhängung hergeleiteten Dämpfergeschwindigkeiten durchgeführt werden.
• In der dritten Berechnung S30 werden die in der zweiten Berechnung S20 hergeleiteten Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerte eingegeben und können Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerte durch die folgenden Ausdrücke basierend auf den eingegebenen Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert hergeleitet werden: $${\text{V}}_{\text{uL}1}={\text{V}}_{\text{sL}1}+\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L}1}$$

  

  $${\text{V}}_{\text{uR}1}={\text{V}}_{\text{sR}1}+\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R}1}$$

  

  wobei „V_uL1“ und „V_uR1“ Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerte sind, und „V_sL1“ und „V_sR1“ Vorderrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerte sind. Obwohl derartige Radvertikalgeschwindigkeitswerte unter Verwendung von existierenden Rad-G-Sensoren hergeleitet werden können, werden die Radvertikalgeschwindigkeitswerte durch die obigen Ausdrücke hergeleitet, ohne Rad-G-Sensoren zu verwenden.
• Nachdem die Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerte auf die vorstehend beschriebene Weise hergeleitet sind, können Hinterradvertikalgeschwindigkeitswerte V_uL2" und „V_uR2“ durch eine Verzögerung (z.B. Zeitverschiebung) der hergeleiteten Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerte gemäß einem Positionsunterschied zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern und gemäß der Geschwindigkeit des Fahrzeugs hergeleitet werden.
• Das heißt, dass sich die Vorderräder und die Hinterräder des Fahrzeugs entlang ähnlicher Wege bewegen und dementsprechend der Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert und der Hinterradvertikalgeschwindigkeitswert (z.B. zumindest in der Höhe) gleich sind. Da die Vorderräder und die Hinterräder jedoch voneinander im Abstand angeordnet sind, kann der Dämpfersteuerungszeitpunkt der Hinterräder für eine bestimmte Zeit von dem Dämpfersteuerungszeitpunkt der Vorderräder aus in Abhängigkeit von dem Abstand I_f zwischen jedem Vorderrad und der Fahrzeugkörpermitte, dem Abstand I_r zwischen jedem Hinterrad und der Fahrzeugkörpermitte und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs verzögert sein (z.B. der Dämpfersteuerungszeitpunkt der Hinterräder zum Dämpfersteuerungszeitpunkt der Vorderräder zeitversetzt sein, insbesondere zeitlich später liegen). Entsprechend der Verzögerung kann es möglich sein, korrekte Dämpfersteuerungszeitpunkte der Vorder- und Hinterräder während der ECS-Steuerung zu erzielen. Folglich wird der Hinterradvertikalgeschwindigkeitswert nach einer Verzögerung von der Herleitung des Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerts aus (z.B. zeitlich von der Herleitung des Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerts aus versetzt) hergeleitet.
• Danach kann in der dritten Berechnung S30 der Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert durch die folgenden Ausdrücke hergeleitet werden: $$\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L}2}={\text{V}}_{\text{uL}2}-{\text{V}}_{\text{sL}2}$$

  

  $$\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R}2}={\text{V}}_{\text{uR}2}-{\text{V}}_{\text{sR}2}$$

  

  wobei „Δẋ_L2“ und „Δẋ_R2“ Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerte sind und „V_sL2“ und „V_sR2“ Hinterrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerte sind.
• Nachdem der linke Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert „ẋ_L2“ und der rechte Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert „ẋ_R2“ auf die vorstehend beschriebene Weise hergeleitet sind, kann die Steuerung der ECS mit den zugehörig zur Hinterradaufhängung hergeleiteten Dämpfergeschwindigkeiten durchgeführt werden.
• Indessen kann das Fahrzeugdämpfersteuerungsverfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner eine vierte Berechnung (S40) zum Herleiten von auf die Hinterradaufhängung wirkenden Hinterradkraftwerten basierend auf den in der dritten Berechnung S30 hergeleiteten Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerten nach dem Herleiten der Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert aufweisen. Die Hinterradkraftwerte können durch die folgenden Ausdrücke hergeleitet werden. $${\text{F}}_{\text{L2}}={\text{k}}_{\text{L}2}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{L}2}+{\text{b}}_{\text{L}2}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L}2}$$

  

  $${\text{F}}_{\text{R2}}={\text{k}}_{\text{R}2}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{R}2}+{\text{b}}_{\text{R}2}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R}2}$$

  

  wobei „k_L2“ und „k_R2“ Federkonstanten sind, „Δx_L2“ und „Δx_R2“ hintere Dämpferwege (z.B. Auslenkungen der hinteren Dämpfer) sind, „b_L2“ und „b_R2“ Dämpfungskoeffizienten sind und „Δ̇x_L2“ und „Δẋ_R2“ Hinterraddämpfergeschwindigkeiten sind. Die Federkonstanten, die Hinterraddämpferwege und die Dämpfungskoeffizienten können gleich sein, wenn die Aufhängungen des Fahrzeugs die gleichen Spezifikationen aufweisen. Alternativ können die Dämpfungskoeffizienten so gesetzt sein, dass sie hinsichtlich der linken und der rechten Aufhängung voneinander verschieden sind.
• Nach dem Herleiten der Hinterradkraftwerte wird die Herleitung der Vorderradkraftwerte erneut durchgeführt. Auf diese Weise werden korrigierte Vorderradkraftwert durch Substituieren von zuletzt hergeleiteten Hinterradkraftwerten hergeleitet. Auf diese Weise werden Dämpfergeschwindigkeitswerte wiederholt korrigiert und dementsprechend werden deren Fehler wiederholt reduziert. Als ein Ergebnis können korrekte Dämpfergeschwindigkeitswerte hergeleitet werden.
• Das wie vorstehend beschrieben ausgestaltete Fahrzeugdämpfersteuerungsverfahren gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung ist dazu ausgestaltet, eine normale Dämpfersteuerung durch Aufrechterhalten des Fahrkomfortverbesserungseffekts der ECS zu erzielen, während Fertigungskosten entsprechend einer Verringerung der Anzahl an Sensoren mittels Beseitigens von Rad-G-Sensoren reduziert werden.
• Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer...“, „hoch“, „runter“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“ „nach innen / einwärts“, „nach außen / auswärts“, „innerhalb, „außerhalb“, „innen“, „außen“, „nach vorne / vorwärts“ und „nach hinten / rückwärts“ dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
• Es ist ferner zu verstehen, dass der Begriff „verbinden“ und dessen Abwandlungen sich sowohl auf eine direkte als auch auf eine indirekte Verbindng beziehen.
• Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims (10)

1. Dämpfersteuerungsverfahren für ein Fahrzeug, das Verfahren aufweisend: eine erste Ermittlung (S10) zum Herleiten von Vorderradkraftwerten, welcher auf eine Vorderradaufhängung wirkt, basierend auf einem zuvor gespeicherten Fahrzeuggewichtswert und einem durch einen Sensor gemessenen Vertikalbeschleunigungswert sowie Hinterradkraftwerten einer linken und einer rechten Hinterradaufhängung, Nickträgheitsmoment, Wankträgheitsmoment, Nickbeschleunigung, Wankbeschleunigung, einem Abstand zwischen jedem Vorderrad und einer Fahrzeugkörpermitte und einem Abstand zwischen jedem Hinterrad und der Fahrzeugkörpermitte, eine zweite Ermittlung (S20) des Erhaltens der in der ersten Ermittlung (S10) hergeleiteten Vorderradkraftwerten und des Herleitens eines Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerts der Vorderradaufhängung basierend auf den erhaltenen Vorderradkraftwerten sowie vorderen Dämpferwegen, Federkonstanten und Dämpfungskoeffizienten, eine dritte Ermittlung (S30) des Herleitens eines Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerts basierend auf dem in der zweiten Ermittlung (S20) hergeleiteten Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert und Vorderrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerten, des Veranschlagens eines Hinterradvertikalgeschwindigkeitswerts basierend auf dem hergeleiteten Vorderradvertikalgeschwindigkeitswert, und des Herleitens eines Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerts basierend auf dem veranschlagten Hinterradvertikalgeschwindigkeitswert und Hinterrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerten, und einen Steuerungsvorgang zum Steuern, mittels einer Steuereinrichtung, von Dämpfern der Vorder- und Hinterradaufhängungen basierend auf dem Vorderraddämpfergeschwindigkeitswert der Vorderradaufhängung und dem Hinterraddämpfergeschwindigkeitswert der Hinterradaufhängung.
2. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Vorderradaufhängung eine linke Vorderradaufhängung und eine rechte Vorderradaufhängung aufweist, wobei die Hinterradaufhängung die linke Hinterradaufhängung und die rechte Hinterradaufhängung aufweist, und wobei die Dämpfergeschwindigkeitswerte der Vorder- und Hinterradaufhängungen jeweilig zugehörig zu der linken und rechten Vorderradaufhängung der Vorderradaufhängung zur der linken und rechten Hinterradaufhängung der Hinterradaufhängung hergeleitet werden.
3. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorderradkraftwerte in der ersten Ermittlung (S10) durch die folgenden Ausdrücke 1 und 2 hergeleitet werden: $${\text{F}}_{\text{L1}}=\frac{1}{2}\left[\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}+{\text{I}}_{\text{r}}}\left({\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right)+\left(\frac{\text{2}}{\text{d}}{\text{I}}_{\text{x}}\cdot \ddot{\varnothing }-{\text{F}}_{\text{L2}}+{\text{F}}_{\text{R2}}\right)\right]$$

   

   $${\text{F}}_{\text{R1}}=\frac{1}{2}\left[\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}+{\text{I}}_{\text{r}}}\left({\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right)+\left(\frac{\text{2}}{\text{d}}{\text{I}}_{\text{x}}\cdot \ddot{\varnothing }-{\text{F}}_{\text{L2}}+{\text{F}}_{\text{R2}}\right)\right]$$

   

   F_L1: ein Vorderradkraftwert der linken Vorderradaufhängung, F_L2: der Hinterradkraftwert der linken Hinterradaufhängung, F_R1: ein Vorderradkraftwert der rechten Vorderradaufhängung, F_R2: der Hinterradkraftwert der rechten Hinterradaufhängung, m_s: das Gewicht des Fahrzeugkörpers, a_z: Vertikalbeschleunigung, I_y: Nickträgheitsmoment, I_x: Wankträgheitsmoment, θ̈: Nickbeschleunigung, Ø̈: Wankbeschleunigung, If: der Abstand zwischen jedem Vorderrad und einer Fahrzeugkörpermitte; und I_r: der Abstand zwischen jedem Hinterrad und der Fahrzeugkörpermitte.
4. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 3, wobei die Ausdrücke 1 und 2 die Vorderradkraftwerte durch Fahrzeugmodellbewegungsgleichungen in einer Vertikalrichtung, einer Nickrichtung und einer Wankrichtung herleiten, und wobei Ausdruck 3, der eine Bewegungsgleichung in der Vertikalrichtung darstellt, Ausdruck 4, der eine Bewegungsgleichung in der Nickrichtung darstellt, und Ausdruck 5, der eine Bewegungsgleichung in der Wankrichtung darstellt, wie folgt lauten: $${\text{F}}_{\text{L1}}+{\text{R}}_{\text{R1}}={\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}-{\text{F}}_{\text{L2}}-{\text{F}}_{\text{R2}}$$

   

   $${\text{F}}_{\text{L1}}+{\text{F}}_{\text{R1}}=\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}}\left[{\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{F}}_{\text{L2}}+{\text{F}}_{\text{R2}}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right]$$

   

   $${\text{F}}_{\text{L1}}+{\text{F}}_{\text{R1}}=\frac{1}{{\text{I}}_{\text{f}}+{\text{I}}_{\text{r}}}\left[{\text{I}}_{\text{r}}\left({\text{m}}_{\text{s}}\cdot {\text{a}}_{\text{z}}\right)-{\text{I}}_{\text{y}}\cdot \ddot{\theta }\right]$$

   
5. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei F_L2 und F_R2 auf einen Initialwert von Null gesetzt sind, wenn initiale Vorderradkraftwerte bei der ersten Ermittlung (S10) hergeleitet werden, und Vorderradkraftwerte nach dem Herleiten von F_L2 und F_R2 durch Substituieren der hergeleiteten F_L2 und F_R2 hergeleitet werden.
6. Dämpfersteuerungsverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die zweite Ermittlung (S20) die in der ersten Ermittlung (S10) hergeleiteten Vorderradkraftwerte erhält und Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerte durch die folgenden Ausdrücke 6 und 7 basierend auf den erhaltenen Vorderradkraftwerten herleitet: $${\text{F}}_{\text{L1}}={\text{k}}_{\text{L1}}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{L1}}+{\text{b}}_{\text{L1}}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L1}}$$

   

   $${\text{F}}_{\text{R1}}={\text{k}}_{\text{R1}}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{R1}}+{\text{b}}_{\text{R1}}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R1}}$$

   

   k_L1, k_R1: Federkonstanten, Δx_L1, Δx_R1: Vordere Dämpferwege, b_L1, b_R1: Dämpfungskoeffizienten, und Δẋ_L1, Δẋ_R1: Vorderraddämpfergeschwindigkeiten.
7. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 6, wobei die dritte Ermittlung (S30) die in der zweiten Ermittlung (S20) hergeleiteten Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerte erhält und Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerte durch die folgenden Ausdrücke 8 und 9 basierend auf den erhaltenen Vorderraddämpfergeschwindigkeitswerten herleitet: $${\text{V}}_{\text{uL1}}={\text{V}}_{\text{sL1}}+\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L1}}$$

   

   $${\text{V}}_{\text{uR1}}={\text{V}}_{\text{sR1}}+\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R1}}$$

   

   V_uL1, V_uR1: Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerte, und V_sL1, V_sR1: Vorderrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerte.
8. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 7, wobei, nach dem Herleiten der Vorderradvertikalgeschwindigkeitswerte, die dritte Ermittlung (S30) Hinterradvertikalgeschwindigkeitswerte (V_uL2, V_uR2) durch eine Verzögerung gemäß einem Positionsunterschied zwischen den Vorder- und Hinterrädern und einer Fahrzeuggeschwindigkeit herleitet.
9. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 8, wobei die dritte Ermittlung (S30) Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerte durch die folgenden Ausdrücke 10 und 11 herleitet: $$\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L2}}={\text{V}}_{\text{uL2}}-{\text{V}}_{\text{sL2}}$$

   

   $$\mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R2}}={\text{V}}_{\text{uR2}}-{\text{V}}_{\text{sR2}}$$

   

   Δẋ_L2, Δẋ_R2: Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerte, und V_sL2, V_sR2: Hinterrad-Fahrzeugkörper-Vertikalgeschwindigkeitswerte.
10. Dämpfersteuerungsverfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend: eine vierte Ermittlung zum Herleiten von Hinterradkraftwerten, welche auf die Hinterradaufhängung wirken, durch die folgenden Ausdrücke 12 und 13 basierend auf den in der dritten Ermittlung (S30) hergeleiteten Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerten nach dem Herleiten der Hinterraddämpfergeschwindigkeitswerte: $${\text{F}}_{\text{L2}}={\text{k}}_{\text{L2}}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{L2}}+{\text{b}}_{\text{L2}}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{L2}}$$

    

    $${\text{F}}_{\text{R2}}={\text{k}}_{\text{R2}}\cdot \mathrm{\Delta }{\text{x}}_{\text{R2}}+{\text{b}}_{\text{R2}}\cdot \mathrm{\Delta }{\dot{\text{x}}}_{\text{R2}}$$

    

    k_L2, k_R2: Federkonstanten, Δx_L2, Δx_R2: Hintere Dämpferwege, b_L2, b_R2: Dämpfungskoeffizienten, und Δẋ_L2, Δẋ_R2: Hinterraddämpfergeschwindigkeiten.

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