DE102019211003A1 - Situation-dependent damping of the vertical wheel oscillation - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern einer vertikalen Schwingungsdämpfung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei die Stärke Fahrbahnhaftung der Räder des Fahrzeugs und der Reisekomfort der Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von der Fahrsituation gegeneinander abgewogen werden. Es wird weiterhin ein Fahrzeug zum Ausführen des Verfahrens bereitgestellt.A method for controlling vertical vibration damping of at least one wheel of a vehicle is provided, the strength of the road grip of the vehicle's wheels and the travel comfort of the vehicle occupants being weighed against one another as a function of the driving situation. A vehicle is also provided for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dämpfen der vertikalen Radschwingung eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug zum Ausführen des Verfahrens.The invention relates to a method for damping the vertical wheel vibration of a vehicle and to a vehicle for carrying out the method.

Beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten werden Schwingungen der Räder erzeugt, durch die die Aufstandskraft des entsprechenden Fahrzeugs gegenüber der Fahrbahn variiert. Dadurch kann die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs gemindert werden. Um die Schwingungen möglichst schnell abklingen zu lassen, werden in der Radaufhängung Schwingungsdämpfer bereitgestellt.When driving over bumps in the road, vibrations of the wheels are generated, as a result of which the contact force of the corresponding vehicle with respect to the road varies. This can reduce the controllability of the vehicle. In order to let the vibrations subside as quickly as possible, vibration dampers are provided in the wheel suspension.

Fahrzeuge umfassen häufig aktive, semi- und/oder adaptive Aufhängungssysteme der Räder, um besonders vertikale Bewegungen der Räder zu steuern. Dabei werden die Aufhängungsmerkmale, wie z.B. Dämpfung und Steifigkeit, selektiv an anormale Fahrbahnzustände angepasst. Ein Fahrzeug mit einem Aufhängungskraft-Entkopplungssystem wird in der Patentschrift US 10,065,474 B2 beschrieben, in der ein Aktuator einer Aufhängung von besonders durch die Beschaffenheit einer Fahrbahnoberfläche entstehende Vibrationen in einem bestimmten Frequenzbereich entkoppelt werden kann. Oben genannte Aufhängungssysteme werden auch beschrieben in den Druckschriften US 9,446,651 B2 , US 5,432,700 A , US 8,938,333 B2 , US20170137023 A1 und US 5,497,324 A . Ein adaptives Aufhängungssystem ist z.B. auch das Continuously Controlled Damping (CCD) von FORD.Vehicles often include active, semi- and / or adaptive suspension systems for the wheels in order to control vertical movements of the wheels in particular. The suspension characteristics, such as damping and stiffness, are selectively adapted to abnormal road conditions. A vehicle with a suspension force decoupling system is disclosed in the patent US 10,065,474 B2 described, in which an actuator of a suspension can be decoupled from vibrations in a certain frequency range, which are particularly caused by the nature of a road surface. The above-mentioned suspension systems are also described in the publications US 9,446,651 B2 , U.S. 5,432,700 A , US 8,938,333 B2 , US20170137023 A1 and U.S. 5,497,324 A . One example of an adaptive suspension system is the Continuously Controlled Damping (CCD) from FORD.

Bei einer relativen Bewegung zwischen einem Rad eines Fahrzeugs und der entsprechenden Fahrbahnoberfläche kommt es Änderungen in der Kraftübertragung vom Rad auf die Fahrbahn, die eine verminderte Fahrbahnhaftung verursachen können. Eine dabei entstehende vertikale Vibrationsbewegung wird auch als vertikale Radschwingung bezeichnet.With a relative movement between a wheel of a vehicle and the corresponding road surface, there are changes in the power transmission from the wheel to the road, which can cause reduced road grip. The resulting vertical vibration movement is also referred to as vertical wheel vibration.

Passive Schwingungsaktuatoren dämpfen die vertikale Vibrationsbewegung des Rades und des Fahrzeugkörpers. Dämpfungssteuerungen, die besonders auf den Komfort der Fahrzeuginsassen gerichtet sind, z.B. das CCD, funktionieren nach dem bekannten „Skyhook“-Prinzip, wobei die benötigte Dämpfungskraft von der absoluten Vertikalgeschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie (d.h. der ungefederten Masse) abhängig ist. Sie sind besser als passive Dämpfer geeignet, eine vertikale Fahrzeugbewegung zu dämpfen. Dabei geht der Komfort zu Lasten einer vertikalen Radschwingung.Passive vibration actuators dampen the vertical vibration movement of the wheel and the vehicle body. Damping controls that are particularly aimed at the comfort of the vehicle occupants, e.g. the CCD, work according to the well-known "Skyhook" principle, whereby the required damping force depends on the absolute vertical speed of the vehicle body (i.e. the unsprung mass). They are better suited than passive dampers to dampen vertical vehicle movement. The comfort is at the expense of vertical wheel oscillation.

Um eine Fahrbahnhaftung der Räder zu gewährleisten, muss einer exzessiven Radschwingung entgegengewirkt werden. Dabei wird herkömmlicherweise eine zusätzliche Steuerung der Dämpfung verwendet, was jedoch den Komfort verringert. Diese Steuerungsfunktion kann als Dämpfung der vertikalen Radschwingung bezeichnet werden und kann in Form eines „Groundhook“-Steueralgorithmus oder einer zusätzlichen passiven Dämpfungskraftsteuerung ausgeführt werden. Häufig wird die vertikale Radschwingung auch gedämpft, wenn eine maximale Fahrbahnhaftung nicht notwendig ist. Bei allen Bemühungen, die Dämpfung nur bei einer sehr starken vertikalen Radschwingung einzuschalten, z.B. mittels eines Bandbreitenfilters der Dämpfungsbewegung, geht dies jedoch immer zu Lasten des Komforts. Dieser geringere Komfort kann durch eine zusätzliche Beschleunigung der Karosserie wiedergegeben werden (3). Es besteht die Aufgabe, den Konflikt zwischen guter Fahrbahnhaftung der Fahrzeugräder und Komfort der Fahrzeuginsassen zu lösen.In order to ensure that the wheels stick to the road, excessive wheel vibration must be counteracted. An additional control of the damping is conventionally used, but this reduces the comfort. This control function can be referred to as damping the vertical wheel oscillation and can be carried out in the form of a “groundhook” control algorithm or an additional passive damping force control. Often the vertical wheel vibration is also dampened when maximum road grip is not necessary. With all efforts to switch on the damping only in the event of a very strong vertical wheel oscillation, for example by means of a bandwidth filter of the damping movement, this is always at the expense of comfort. This lower comfort can be reflected by an additional acceleration of the body ( 3 ). The task is to resolve the conflict between good road grip of the vehicle wheels and comfort of the vehicle occupants.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen, den Figuren und den Ausführungsbeispielen. Die besagten Ausführungsformen und Gegenstände der Ansprüche sind dabei in vorteilhafter Weise miteinander kombinierbar.This object is achieved by a method with the features of claim 1 and a vehicle with the features of claim 11. Further advantageous embodiments and refinements of the invention emerge from the dependent claims, the figures and the exemplary embodiments. The said embodiments and subjects of the claims can be combined with one another in an advantageous manner.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer vertikalen Schwingungsdämpfung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrsituation, bei der das Rad eine Aufhängung mit mindestens einem Aktuator aufweist, wobei das Fahrzeug mindestens einen Sensor zum Messen mindestens eines fahrzeugbezogenen Parameters und mindestens eine mit dem Sensor und dem Aktuator verbunden Steuerungseinrichtung aufweist, mit den Schritten:

  • - Bewegen des Fahrzeugs,
  • - Ermitteln und Senden eines Wertes des Parameters durch den Sensor an die Steuerungseinrichtung,
  • - Senden eines Steuerbefehls zum Einstellen der Härte der Schwingungsdämpfung durch die Steuerungseinrichtung an den Aktuator,
wobei die Härte der Schwingungsdämpfung in eine mindestens oberhalb einer mittleren liegende Einstellung verstellt wird, wenn der Wert des Parameters mit einer Fahrsituation korreliert, die eine oberhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert. Die Härte der Schwingungsdämpfung wird in eine mindestens unterhalb einer mittleren liegende Einstellung verstellt, wenn der Wert des Parameters mit einer Fahrsituation korreliert, die eine unterhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert. Erfordert die Fahrsituation von vornherein eine durchschnittliche Fahrbahnhaftung, verbleibt die Härte der Schwingungsdämpfung bei einer mittleren Einstellung Ändert sich der Parameter derart, dass er mit einer Fahrsituation korreliert, die eine durchschnittliche Fahrbahnhaftung erfordert, wird die Härte der Schwingungsdämpfung wieder auf eine mittlere Einstellung zurückverstellt.A first aspect of the invention relates to a method for controlling vertical vibration damping of at least one wheel of a vehicle as a function of the driving situation, in which the wheel has a suspension with at least one actuator, the vehicle having at least one sensor for measuring at least one vehicle-related parameter and at least has a control device connected to the sensor and the actuator, with the steps:
  • - moving the vehicle,
  • - Determination and sending of a value of the parameter by the sensor to the control device,
  • - Sending a control command to set the hardness of the vibration damping by the control device to the actuator,
the hardness of the vibration damping being adjusted to a setting at least above an average value if the value of the parameter correlates with a driving situation that requires road grip above an average value. The hardness of the vibration damping is adjusted to a setting that is at least below an average value if the value of the parameter correlates with a driving situation that requires road grip below an average value. Does the driving situation require an average from the outset Road grip, the hardness of the vibration damping remains at a medium setting. If the parameter changes in such a way that it correlates with a driving situation that requires average road grip, the hardness of the vibration damping is reset to a medium setting.

Die Erfindung löst vorteilhaft den Konflikt zwischen einem Bereitstellen einer maximalen Fahrbahnhaftung und einem erwünschten Komfort der Fahrzeuginsassen. Dabei wird die maximale Fahrbahnhaftung nur für den benötigten, relativ zur Gesamtfahrtdauer kurzzeitigen Moment bereitgestellt. Mit anderen Worten wird durch eine situationsabhängige vertikale Radschwingungsdämpfung eine permanente vertikale Radschwingungsdämpfung vermieden und dadurch ein erhöhter Reisekomfort bereitgestellt. Dies kann z.B. vorteilhaft mit eingeschalteter Geschwindigkeitsregelanlage genutzt werden. Die Schwingungsdämpfung ist hier als Softwarefunktion zu verstehen, die ihre Kraftanforderung der Skyhook-Funktion hinzufügt. Die Schwingungsdämpfung kann beim Anpassen an die Fahrsituationen stufenlos verstellt werden.The invention advantageously solves the conflict between providing maximum road grip and desired comfort for the vehicle occupants. The maximum road grip is only provided for the required moment, which is brief relative to the total travel time. In other words, a situation-dependent vertical wheel vibration damping avoids permanent vertical wheel vibration damping, thereby providing increased travel comfort. This can be used advantageously with the cruise control system switched on, for example. The vibration damping is to be understood here as a software function that adds its force requirement to the Skyhook function. The vibration damping can be continuously adjusted when adapting to the driving situation.

Unter Fahrbahn wird besonders eine asphaltierte oder betonierte Straße, kann aber auch ein anderer Untergrund verstanden, wie beispielsweise eine gepflasterte Straße oder ein Feldweg. Unter Fahrzeug wird besonders ein Kraftfahrzeug verstanden.A roadway is in particular an asphalt or concrete road, but it can also be understood to be another subsurface, such as, for example, a paved road or a dirt road. A vehicle is understood in particular to be a motor vehicle.

Vorzugsweise wird die Schwingungsdämpfung abgeschaltet, wenn der Wert des Parameters mit einer Fahrsituation korreliert, die eine unterhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert. Diese Situation liegt z.B. bei einer Geradeausfahrt mit konstanter Geschwindigkeit vor.The vibration damping is preferably switched off if the value of the parameter correlates with a driving situation which requires road grip that is below an average value. This situation occurs, for example, when driving straight ahead at constant speed.

Vorzugsweise wird der Aktuator der Aufhängung mit einer Software-gesteuerten Endanschlagskontrolle versehen. Dabei wird die Dämpfkraft auch in der weichsten Einstellung des Aktuators graduell verstärkt. Dadurch wird vermieden, dass die Aufhängung beim Auftreffen auf eine Fahrbahnanomalität hart aufschlägt.The actuator of the suspension is preferably provided with a software-controlled end stop control. The damping force is gradually increased even in the softest setting of the actuator. This prevents the suspension from hitting hard when it hits a roadway anomaly.

Vorzugsweise entspricht der Parameter einer Änderung des Beschleunigungsverhaltens des Fahrzeugs. Dabei werden vorteilhafterweise Beschleunigung, Bremsen und/oder Radialkräfte bei Kurvenfahrten erfasst, die eine Verminderung der Fahrbahnhaftung der Räder verursachen, und daher ein Erhöhen der Fahrbahnhaftung erfordern.The parameter preferably corresponds to a change in the acceleration behavior of the vehicle. In this case, acceleration, braking and / or radial forces are advantageously recorded when cornering, which cause a reduction in the road grip of the wheels and therefore require an increase in road grip.

Vorzugsweise wird der Parameter durch mindestens eine Einrichtung zum Ermitteln von Informationen ermittelt, die auf eine zu geringe Fahrbahnhaftung hindeuten. Dadurch kann vorteilhaft vor einem Erreichen einer entsprechenden Stelle der Fahrbahn eine entsprechende Einstellung der Dämpfung mit genauem Timing durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Einrichtung aus der Gruppe umfassend ein Antiblockiersystem, eine elektronische Stabilitätskontrolle, eine Kamera, ein Radar, Lidar, Radgeschwindigkeitssensoren, Fahrbahnzustandssensoren, Lenkradwinkelsensoren, Lenkdrehmomentsensoren und/oder Bremsdrucksensoren ausgewählt.The parameter is preferably determined by at least one device for determining information that indicates insufficient road grip. As a result, a corresponding setting of the damping can advantageously be carried out with precise timing before a corresponding point on the roadway is reached. The device is preferably selected from the group comprising an anti-lock braking system, an electronic stability control, a camera, a radar, lidar, wheel speed sensors, road condition sensors, steering wheel angle sensors, steering torque sensors and / or brake pressure sensors.

Vorzugsweise wird der Parameter durch mindestens eine Einrichtung zum Ermitteln von Informationen ermittelt, die auf einen erhöhten Bedarf zur Erhöhung der Fahrbahnhaftung hindeuten. Dadurch kann ebenfalls vorteilhaft vor einem Erreichen einer entsprechenden Stelle der Fahrbahn eine entsprechende Einstellung der Dämpfung mit genauem Timing durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Einrichtung aus der Gruppe umfassend ein Notfallbremssystem, eine Seitenwindkompensation, ein Anhängerstabilisierungssystem und/oder Anti-Umkippsystem ausgewählt.The parameter is preferably determined by at least one device for determining information which indicates an increased need to increase road grip. As a result, a corresponding adjustment of the damping can also advantageously be carried out with precise timing before a corresponding point on the roadway is reached. The device is preferably selected from the group comprising an emergency braking system, cross wind compensation, a trailer stabilization system and / or anti-tipping system.

Vorzugsweise wird der Parameter ermittelt auf der Basis von Informationen über vorausliegende Abschnitte, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Informationen über den Fahrbahnbelag, Kurven, Steigungen, Stau und/oder Unfälle. Vorteilhafterweise fließt die Information ebenfalls in ein genaues Timing des Einstellens der Dämpfung ein. Die Informationen können z.B. von einem Navigationssystem erhalten werden. Weiterhin können Informationen über wetterbedingte Fahrbahnzustände (Schnee, Eis, Regen) und über Ereignisse wie Stau, Unfälle u.ä. in das Timing des Einstellens der Dämpfung einfließen.The parameter is preferably determined on the basis of information about sections ahead, selected from the group comprising information about the road surface, curves, inclines, traffic jams and / or accidents. The information advantageously also flows into the precise timing of setting the damping. The information can be obtained from a navigation system, for example. Furthermore, information about weather-related road conditions (snow, ice, rain) and about events such as traffic jams, accidents, etc. into the timing of the damping adjustment.

Vorzugsweise wird die Einstellung der Schwingungsdämpfung abgestuft über den Zeitverlauf verändert. Dadurch wird die Änderung dem oder den Fahrzeuginsassen nicht so auffällig wie bei einem abrupten Wechsel, was vorteilhaft zum Reisekomfort beiträgt.The setting of the vibration damping is preferably changed in stages over the course of time. As a result, the change is not as noticeable to the vehicle occupant or passengers as in the case of an abrupt change, which advantageously contributes to travel comfort.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit mindestens einem Rad, bei dem das Rad eine Aufhängung mit mindestens einem Aktuator aufweist, das Fahrzeug mindestens einen Sensor zum Messen mindestens eines Parameters und mindestens eine mit dem Sensor und dem Aktuator verbunden Steuerungseinrichtung aufweist. Die Steuerungseinrichtung ist dabei ausgebildet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zu steuern. Die Vorteile des Fahrzeugs entsprechen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens.A second aspect of the invention relates to a vehicle with at least one wheel, in which the wheel has a suspension with at least one actuator, the vehicle has at least one sensor for measuring at least one parameter and at least one control device connected to the sensor and the actuator. The control device is designed to control a method according to the invention. The advantages of the vehicle correspond to the advantages of the method according to the invention.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs.
  • 2 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen semiaktiven Dämpfungssteuerung eines Fahrzeugrades.
  • 3 ein vergleichendes Diagramm zum Einfluss der Schwingungsdämpfung auf den Komfort.
  • 4 ein Fließdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • 5 ein Diagramm zum Bedarf einer vertikalen Schwingungsdämpfung.
  • 6 ein Diagramm zum Bedarf einer vertikalen Schwingungsdämpfung.
The invention is explained in more detail with reference to the figures. Show it
  • 1 a schematic representation of an embodiment of a vehicle according to the invention.
  • 2 a schematic representation of a conventional semi-active damping control of a vehicle wheel.
  • 3 a comparative diagram of the influence of vibration damping on comfort.
  • 4th a flow diagram of a method according to the invention.
  • 5 a diagram of the need for vertical vibration damping.
  • 6 a diagram of the need for vertical vibration damping.

In 1 ist der vordere Teil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 dargestellt. Es ist ein Rad 10 gezeigt, in dessen Aufhängung einen Schwingungsdämpfer 11 aufweist. In dem Schwingungsdämpfer ist ein Aktuator 12 angeordnet. Der Aktuator 12 ist besonders in einem Stellglied des Schwingungsdämpfers angeordnet. Es ist klar, dass der Schwingungsdämpfer 11 aus mehreren Elementen besteht und auch mehrere Aktuatoren aufweisen kann, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt sind. Die Aufhängung kann ein CCD-System, eine aktive Aufhängung oder eine semi-aktive Aufhängung sein und/oder aktiv gesteuerte Stabilisatoren umfassen. Der Schwingungsdämpfer dämpft die Übertragung von Schwingungen vom Rad 10 auf die Karosserie 15 des Fahrzeugs 1.In 1 is the front part of an embodiment of a vehicle according to the invention 1 shown. It's a wheel 10 shown, in its suspension a vibration damper 11 having. There is an actuator in the vibration damper 12th arranged. The actuator 12th is particularly arranged in an actuator of the vibration damper. It is clear that the vibration damper 11 consists of several elements and can also have several actuators, which are not shown here for reasons of clarity. The suspension can be a CCD system, an active suspension or a semi-active suspension and / or comprise actively controlled stabilizers. The vibration damper dampens the transmission of vibrations from the wheel 10 on the body 15th of the vehicle 1 .

Das Fahrzeug 10 weist mindestens einen Sensor 13 auf, der mit einer Steuerungseinrichtung 14 verbunden ist. Der Sensor 13 ist besonders zum Messen des Beschleunigungsverhaltens des Fahrzeugs und zum Übermitteln der Information an die Steuerungseinrichtung 14 ausgebildet. Es sind auch andere und/oder weitere Sensoren möglich, die im Bereich des Fahrzeugs angeordnet und ausgebildet sind, Fahrbahnanomalitäten zu erfassen und an die Steuereinrichtung 14 zu übermitteln. The vehicle 10 has at least one sensor 13 on that with a control device 14th connected is. The sensor 13 is especially for measuring the acceleration behavior of the vehicle and for transmitting the information to the control device 14th educated. Other and / or further sensors are also possible, which are arranged in the area of the vehicle and designed to detect roadway anomalies and to the control device 14th to submit.

Die Steuerungseinrichtung 14 ist ausgebildet, die vom Sensor 13 und/oder weiteren Sensoren übermittelten Signale auszuwerten und Steuerbefehle an die Aktuatoren 12 zu senden.The control device 14th is formed by the sensor 13 and / or other sensors to evaluate signals transmitted and control commands to the actuators 12th to send.

In 2 ist schematisch das Funktionsprinzip einer herkömmlichen semiaktiven Dämpfungssteuerung eines Fahrzeugrades dargestellt. Dabei wird die ungefederte Masse des Fahrzeugs (d.h. das Rad 10) als mu bezeichnet, und die gefederte Masse (d.h. die Fahrzeugkarosserie 15) als ms. Die Position einer unter dem Rad 10 liegenden Fahrbahn wird als xr, die des Rades 10 als xu und die der Karosserie 15 als xs bezeichnet.In 2 the functional principle of a conventional semi-active damping control of a vehicle wheel is shown schematically. The unsprung mass of the vehicle (i.e. the wheel 10 ) called m u , and the sprung mass (i.e. the vehicle body 15th ) as m s . The position of one under the wheel 10 lying road surface is called x r , that of the wheel 10 as x u and that of the body 15th referred to as x s .

Kommt es zu einer relativen Bewegung zwischen dem Rad 10 und der Fahrbahn 16 (xu - xr), variiert die Radlast, wodurch es zu einer unerwünschten Radschwingung kt, was zu Schwankungen in der Fahrbahnhaftung des Rades 10 führt. Kommt zu einer relativen Bewegung zwischen dem Rad 10 und der Karosserie 15 (xs - xu), kommt es zu unerwünschten Schwingungen ks der Karosserie 15, was zu einer Reduzierung des Reisekomforts führt.If there is a relative movement between the wheel 10 and the roadway 16 (x u - x r ), the wheel load varies, which leads to undesired wheel oscillation, which leads to fluctuations in the road grip of the wheel 10 leads. Relative movement occurs between the wheel 10 and the body 15th (x s - x u ), undesired vibrations k s of the body occur 15th , which leads to a reduction in travel comfort.

Zum Vermeiden einer starken Radschwingung, d.h. zum Gewährleisten einer Fahrbahnhaftung des Rades 10, ist ein „Groundhook“-Steueralgorithmus vorgesehen, der unter der Bezeichnung Cground dargestellt und in der Steuerungseinrichtung implementiert ist. Der „Groundhook“-Steueralgorithmus dient dabei dem Ausgleichen der Vertikalbewegung des Rades 10. Zum Bereitstellen eines hohen Reisekomforts wird eine Dämpfungssteuerung nach dem bekannten „Skyhook“-Prinzip verwendet (Csky). Das „Skyhook-Prinzip“ dient dabei dem Ausgleichen der Vertikalbewegung der Karosserie 15. „Groundhook“ und „Skyhook“ wirken beide auf einen semiaktiven Dämpfer Cs. Weiterhin können passive Aktuatoren zum Dämpfen der Vertikalbewegungen von Rad 10 und Karosserie 15 verwendet werden.To avoid strong wheel vibration, ie to ensure that the wheel adheres to the road 10 , a "groundhook" control algorithm is provided, which is shown under the designation C ground and implemented in the control device. The "Groundhook" control algorithm is used to compensate for the vertical movement of the wheel 10 . To provide a high level of travel comfort, a damping control based on the well-known “Skyhook” principle is used (C sky ). The "Skyhook principle" serves to compensate for the vertical movement of the body 15th . “Groundhook” and “Skyhook” both act on a semi-active damper C s . Furthermore, passive actuators can be used to dampen the vertical movements of the wheel 10 and body 15th be used.

Das Vermeiden einer starken Radschwingung geht herkömmlicherweise häufig zu Lasten eines hohen Reisekomforts, wie 3 zu entnehmen ist. Dabei ist die vertikale Beschleunigung der Karosserie, die den Reisekomfort beeinträchtigt, als Funktion der Schwingungsfrequenz dargestellt. Die vertikale Beschleunigung ist mit Dämpfung der Radschwingung höher (durchgezogene Linie) als ohne (gestrichelte Linie).Avoiding strong wheel vibration is conventionally often at the expense of high travel comfort, such as 3 can be found. The vertical acceleration of the body, which impairs travel comfort, is shown as a function of the vibration frequency. The vertical acceleration is higher with damping of the wheel vibration (solid line) than without (dashed line).

In einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern einer vertikalen Schwingungsdämpfung gemäß dem Fließdiagramm von 4 wird in einem ersten Schritt S1 das Fahrzeug 1 bewegt. In einem zweiten Schritt S2 wird durch den Sensor 13 ein Parameterwert zu Beschleunigung des Fahrzeugs 1 gemessen und der Wert des Parameters an die Steuerungseinrichtung 14 gesendet. Als Parameter wird die seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs bewertet. In einem dritten Schritt S3 wird ein Steuerbefehl zum Einstellen der Härte der Schwingungsdämpfung durch die Steuerungseinrichtung 14 an den Aktuator 12 gesendet. Dabei wird die Härte der Schwingungsdämpfung in eine oberhalb einer mittleren liegende Einstellung verstellt, wenn der Wert der seitlichen Beschleunigung mit einer Fahrsituation korreliert, die eine oberhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert. Ändert sich die seitliche Beschleunigung wieder, so dass sie mit einer Fahrsituation mit durchschnittlicher Fahrbahnhaftung korreliert, wird die Härte der Schwingungsdämpfung wieder auf eine mittlere Einstellung zurückverstellt.In one embodiment of a method for controlling vertical vibration damping according to the flow diagram of FIG 4th becomes the vehicle in a first step S1 1 emotional. In a second step S2, the sensor 13 a parameter value relating to acceleration of the vehicle 1 measured and the value of the parameter to the control device 14th Posted. The lateral acceleration of the vehicle is evaluated as a parameter. In a third step S3, a control command for setting the hardness of the vibration damping is sent by the control device 14th to the actuator 12th Posted. The hardness of the vibration damping is adjusted to a setting above a mean value if the value of the lateral acceleration correlates with a driving situation that requires road grip above an average value. If the lateral acceleration changes again so that it correlates with a driving situation with average road grip, the hardness of the vibration damping is set back to a medium setting.

Erfordert die Fahrsituation von vornherein eine durchschnittliche Fahrbahnhaftung, verbleibt die Härte der Schwingungsdämpfung bei einer mittleren Einstellung. Die Härte der Schwingungsdämpfung kann auch in eine unterhalb einer mittleren liegende Einstellung verstellt oder die Schwingungsdämpfung ganz abgeschaltet werden, wenn der Wert des Parameters mit einer Fahrsituation korreliert, die eine unterhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert, z.B. bei einer Geradeausfahrt auf ebener Strecke bei gleichbleibender Geschwindigkeit.If the driving situation requires average road grip from the outset, the hardness of the vibration damping remains at a medium setting. The hardness of the vibration damping can also be adjusted to a setting below a medium level or the vibration damping can be switched off completely if the value of the parameter correlates with a driving situation that requires road grip below an average value, e.g. when driving straight ahead on a level route with a constant road surface Speed.

In 5 ist eine erste Fahrsituation grafisch dargestellt, in der das Fahrzeug 1 mit konstanter Geschwindigkeit geradeaus fährt. Es wirken hier keine Beschleunigungskräfte auf das Fahrzeug, was durch die ausgeglichene Lage des Punktes zwischen den seitlichen Beschleunigungskräften von 1 G, Bremskräften von 1 G und Beschleunigungskräften von 0,5 G veranschaulicht wird. Durch den Punkt ist dabei die Beschleunigungssituation des Fahrzeugs 1 dargestellt. Als einzige nennenswerte auf das Fahrzeug 1 wirkende äußere Kraft ist Wind anzunehmen. In dieser Situation ist kein Erhöhen der Fahrbahnhaftung der Räder 10 notwendig. Der Reisekomfort gewinnt eine höhere Priorität als die Fahrbahnhaftung, d.h. die Schwingungsdämpfung wird Die Härte der Schwingungsdämpfung wird in eine unterhalb einer mittleren liegende Einstellung verstellt.In 5 a first driving situation is shown graphically in which the vehicle 1 drives straight ahead at constant speed. There are no acceleration forces acting on the vehicle, which is illustrated by the balanced position of the point between the lateral acceleration forces of 1 G, braking forces of 1 G and acceleration forces of 0.5 G. The point here is the vehicle's acceleration situation 1 shown. The only thing worth mentioning on the vehicle 1 acting external force is assumed to be wind. In this situation there is no increase in the road grip of the wheels 10 necessary. Travel comfort has a higher priority than road grip, ie the vibration damping is adjusted. The hardness of the vibration damping is adjusted to a setting below an average.

In 6 ist eine zweite Fahrsituation grafisch dargestellt, in der das Fahrzeug 1 gebremst und nach rechts gesteuert wird. Dabei wirken Bremskräfte und in Fahrtrichtung nach links radial wirkende Beschleunigungskräfte auf das Fahrzeug 1. Der Punkt befindet sich hier im linken oberen Feld der Grafik. Die Fahrbahnhaftung gewinnt daher eine höhere Priorität als der Reisekomfort, um die Sicherheit und die Fahrleistung des Fahrzeugs zu erhöhen. Die Schwingungsdämpfung wird dabei in eine härtere Einstellung verstellt.In 6 a second driving situation is shown graphically in which the vehicle 1 braked and steered to the right. Braking forces and acceleration forces acting radially to the left in the direction of travel act on the vehicle 1 . The point is here in the upper left field of the graphic. Road grip is therefore given higher priority than travel comfort in order to increase the safety and driving performance of the vehicle. The vibration damping is adjusted to a harder setting.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
1010
Radwheel
1111
SchwingungsdämpferVibration damper
1212
AktuatorActuator
1313
Sensorsensor
1414th
SteuerungseinrichtungControl device
1515th
Karosseriebody
1616
Fahrbahnroadway

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 10065474 B2 [0003]US 10065474 B2 [0003]
  • US 9446651 B2 [0003]US 9446651 B2 [0003]
  • US 5432700 A [0003]US 5432700 A [0003]
  • US 8938333 B2 [0003]US 8938333 B2 [0003]
  • US 20170137023 A1 [0003]US 20170137023 A1 [0003]
  • US 5497324 A [0003]US 5497324 A [0003]

Claims (11)

Verfahren zum Steuern einer vertikalen Schwingungsdämpfung mindestens eines Rades eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von der Fahrsituation, bei der das Rad eine Aufhängung mit mindestens einem Aktuator aufweist, wobei das Fahrzeug mindestens einen Sensor zum Messen mindestens eines fahrzeugbezogenen Parameters und mindestens eine mit dem Sensor und dem Aktuator verbunden Steuerungseinrichtung aufweist, mit den Schritten: - Bewegen des Fahrzeugs, - Ermitteln und Senden eines Wertes des Parameters durch den Sensor an die Steuerungseinrichtung, - Senden eines Steuerbefehls zum Einstellen der Härte der Schwingungsdämpfung durch die Steuerungseinrichtung an den Aktuator, wobei die Härte der Schwingungsdämpfung in eine mindestens oberhalb einer mittleren liegende Einstellung verstellt wird, wenn der Wert des Parameters mit einer Fahrsituation korreliert, die eine oberhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert, in eine unterhalb mindestens einer mittleren liegende Einstellung verstellt wird, wenn der Wert des Parameters mit einer Fahrsituation korreliert, die eine unterhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert, bei einer mittleren Einstellung verbleibt, wenn von vornherein eine durchschnittliche Fahrbahnhaftung erforderlich ist, und wieder auf eine mittlere Einstellung zurückverstellt wird, wenn sich der Parameter derart ändert, dass er mit einer Fahrsituation korreliert, die eine durchschnittliche Fahrbahnhaftung erfordert.A method for controlling vertical vibration damping of at least one wheel of a vehicle as a function of the driving situation, in which the wheel has a suspension with at least one actuator, the vehicle having at least one sensor for measuring at least one vehicle-related parameter and at least one with the sensor and the actuator having connected control device, with the steps: - moving the vehicle, - Determination and sending of a value of the parameter by the sensor to the control device, - Sending a control command for setting the hardness of the vibration damping by the control device to the actuator, the hardness of the vibration damping being adjusted to a setting that is at least above an average setting if the value of the parameter correlates with a driving situation that is above an average value Requires road grip, is adjusted to a setting below at least one average, if the value of the parameter correlates with a driving situation that requires road grip below an average value, remains at a medium setting if average road grip is required from the outset, and is adjusted back to a mean setting if the parameter changes in such a way that it correlates with a driving situation that requires an average road grip. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schwingungsdämpfung abgeschaltet wird, wenn der Wert des Parameters mit einer Fahrsituation korreliert, die eine unterhalb eines durchschnittlichen Wertes liegende Fahrbahnhaftung erfordert.Procedure according to Claim 1 , the vibration damping being switched off when the value of the parameter correlates with a driving situation that requires road grip below an average value. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aufhängung mit einer Software-gesteuerten Endanschlagskontrolle versehen wird.Procedure according to Claim 1 , whereby the suspension is provided with a software-controlled end stop control. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Parameter einer Änderung des Beschleunigungsverhaltens des Fahrzeugs entspricht.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the parameter corresponds to a change in the acceleration behavior of the vehicle. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Parameter durch mindestens eine Einrichtung zum Ermitteln von Informationen ermittelt wird, die auf eine zu geringe Fahrbahnhaftung hindeuten.Method according to one of the preceding claims, wherein the parameter is determined by at least one device for determining information that indicates insufficient road grip. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Parameter aus der Gruppe umfassend ein Antiblockiersystem, eine elektronische Stabilitätskontrolle, eine Kamera, ein Radar, Lidar, Radgeschwindigkeitssensoren, Fahrbahnzustandssensoren, Lenkradwinkelsensoren, Lenkdrehmomentsensoren und/oder Bremsdrucksensoren ausgewählt wird.Procedure according to Claim 4 , wherein the parameter is selected from the group comprising an anti-lock braking system, an electronic stability control, a camera, a radar, lidar, wheel speed sensors, road condition sensors, steering wheel angle sensors, steering torque sensors and / or brake pressure sensors. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Parameter durch mindestens eine Einrichtung zum Ermitteln von Informationen ermittelt wird, die auf einen erhöhten Bedarf zur Erhöhung der Fahrbahnhaftung hindeuten.Method according to one of the preceding claims, wherein the parameter is determined by at least one device for determining information which indicates an increased need to increase road grip. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Parameter aus der Gruppe umfassend ein Notfallbremssystem, eine Seitenwindkompensation, ein Anhängerstabilisierungssystem und/oder Anti-Umkippsystem ausgewählt wird.Procedure according to Claim 6 , the parameter being selected from the group comprising an emergency braking system, crosswind compensation, a trailer stabilization system and / or anti-tipping system. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Parameter ermittelt wird auf der Basis von Informationen über vorausliegende Abschnitte, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Informationen über den Fahrbahnbelag, Kurven, Steigungen, Stau und/oder Unfälle.Method according to one of the preceding claims, wherein the parameter is determined on the basis of information about sections ahead, selected from the group comprising information about the road surface, curves, inclines, traffic jams and / or accidents. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Einstellung der Schwingungsdämpfung abgestuft über den Zeitverlauf verändert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the setting of the vibration damping is changed in stages over the course of time. Fahrzeug mit mindestens einem Rad, bei dem das Rad eine Aufhängung mit mindestens einem Aktuator aufweist, das Fahrzeug mindestens einen Sensor zum Messen mindestens eines Parameters und mindestens eine mit dem Sensor und dem Aktuator verbunden Steuerungseinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-10 zu steuern.Vehicle with at least one wheel, in which the wheel has a suspension with at least one actuator, the vehicle has at least one sensor for measuring at least one parameter and at least one control device connected to the sensor and the actuator, characterized in that the control device is designed, a method according to one of Claims 1 - 10 to control.
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