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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bedämpfen des Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs.
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Fahrzeuge können beim Befahren einer Kurve oder einer unebenen Fahrbahn ins Wanken geraten. Ein solches Wanken kann unter Verwendung von Stabilisatoren reduziert werden.
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Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Das Wanken eines Fahrzeugs kann entweder in Bezug zum Horizont oder zum Boden bedämpft werden. Je nach Situation kann die eine oder die andere Form des Bedämpfens vorteilhaft sein. Unter dem Horizont kann eine künstliche Horizontebene verstanden werden.
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Ein Verfahren zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs umfasst gemäß Anspruch 1 folgenden Schritt:
- Bereitstellen eines Gegenwankmomentsignals, das ein Gegenwankmoment zum Dämpfen der Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Horizont repräsentiert, oder eines weiteren Gegenwankmomentsignals, das ein weiteres Gegenwankmoment zum Dämpfen einer Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Boden repräsentiert.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Landfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Bei dem Aufbau kann es sich um die Karosserie des Fahrzeugs handeln. Unter Wanken kann eine Drehbewegung des Aufbaus um die Längsachse des Fahrzeugs verstanden werden. Beim Wanken können Wankmomente auf die einzelnen Achsen des Fahrzeugs wirken. Bei den Achsen kann es sich um eine Vorderachse und eine Hinterachse des Fahrzeugs handeln. Das Wanken kann durch ein geeignetes Gegenmoment entgegengewirkt werden, das beispielsweise durch eine Stabilisatoreinrichtung des Fahrzeugs oder durch ein Zusammenspiel von einzelnen Achsen des Fahrzeugs zugeordneten Stabilisatoreinrichtungen generiert werden kann. Als Stabilisatoreinrichtung kann ein bekannter aktiver Stabilisator eingesetzt werden, der beispielsweise Drehstabfedern oder einzelnen Rädern zugeordnete einstellbare Federsysteme umfasst. Durch das genannte Gegenwankmoment kann das Wanken des Aufbaus des Fahrzeugs gegenüber dem Horizont bedämpft werden. Dies wird auch als Skyhook-Verfahren bezeichnet. Durch das genannte weitere Gegenwankmoment kann das Wanken des Aufbaus des Fahrzeugs gegenüber dem Boden bedämpft werden. Dies wird auch als Groundhook-Verfahren bezeichnet. Durch das Bedämpfen kann das Wanken reduziert oder eliminiert werden. Bei der Wankbewegung des Aufbaus kann es sich beispielsweise um eine Wankgeschwindigkeit oder Wankbeschleunigung oder um ein Bewegungssignal handeln, basierend auf dem auf die Wankbewegung geschlossen werden kann.
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Vorteilhaft umfasst das Verfahren als weiteren Schritt ein Bestimmen einer Qualität eines Wanksignals, das eine Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Horizont repräsentiert, wobei die Bereitstellung des Gegenwankmomentsignals abhängig von der Qualität des Wanksignals erfolgt. Auf diese Weise kann vorteilhaft abhängig von der Qualität des Wanksignals eine Auswahl getroffen werden, auf welche Weise das Gegenwankmomentsignal bereitgestellt wird, insbesondere ob dieses zum Dämpfen der Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Horizont (Skyhook) oder zum Dämpfen der Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Boden (Groundhook) dient.
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Die Auswahl, auf welche Weise die Bereitstellung des Gegenwankmomentsignals erfolgt, kann unterschiedlich getroffen werden. Denkbar ist eine manuelle Auswahl beispielsweise durch den Fahrer, oder eine automatisierte Auswahl, insbesondere abhängig von der Qualität des Wanksignals. Davon unabhängig, lässt sich die Auswahl vorzugsweise auch während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs ändern, d.h. es kann gewechselt werden zwischen dem zuvor genannten Skyhook-Verfahren und dem zuvor genannten Groundhook-Verfahren. Vorteilhaft kann demnach die Art der Bereitstellung des Gegenwankmomentsignals, insbesondere ob dieses ein Gegenwankmoment zum Dämpfen der Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Horizont oder gegenüber dem Boden repräsentiert, während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs verändert werden.
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Die Qualität kann unter Verwendung eines geeigneten Bestimmungsverfahren bestimmt werden. Unter Qualität kann beispielsweise die Signalgüte oder das Signal-Rausch-Verhältnis des Wanksignals verstanden werden. Beispielsweise kann die Qualität eine Maß dafür sein mit welcher Wahrscheinlichkeit die von dem Wanksignal angezeigte Wankbewegung tatsächlich vorliegt. Beispielsweise kann das Gegenwankmomentsignal zum Bedämpfen des Wankens gegenüber dem Horizont bereitgestellt werden, wenn das Wanksignal mit einer hohe Qualität vorliegt. Wenn das Wanksignal dagegen mit einer geringen Qualität vorliegt, kann das weitere Gegenwankmomentsignal zum Bedämpfen des Wankens gegenüber dem Boden bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann abhängig von der Qualität des als Grundlage des Bedämpfens dienenden Wanksignal entweder ein Bedämpfen gegenüber dem Horizont oder dem Boden durchgeführt werden.
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Beispielsweise kann im Schritt des Bereitstellens das Gegenwankmomentsignal bereitgestellt werden, wenn die Qualität des Wanksignals größer als ein Schwellenwert ist und das weitere Gegenwankmomentsignal bereitgestellt werden, wenn die Qualität des Wanksignals kleiner als der Schwellenwert ist. Auf diese Weise kann durch einen einfachen Schwellenwertvergleich entweder die Bedämpfung gegenüber dem Horizont oder gegenüber dem Boden ausgewählt werden.
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Dabei kann im Schritt des Bereitstellens das Gegenwankmomentsignal unter Verwendung des Wanksignals bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann auf ein bereits ohnehin vorliegendes Signal zurückgegriffen werden.
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Beispielsweise kann im Schritt des Bereitstellens das Gegenwankmomentsignal unter Verwendung eines Proportionalitätsfaktors bereitgestellt werden, der eine Proportionalität zwischen der Wankbewegung, beispielsweise einer Wankbeschleunigung des Aufbaus, und dem Gegenwankmoment definiert. Auf diese Weise kann das Gegenwankmoment erhöht werden, wenn die Wankbewegung zunimmt und reduziert werden, wenn die Wankbewegung abnimmt.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Bestimmens des Wanksignals unter Verwendung eines Sensorsignals umfassen, das ein von einem Wankgeschwindigkeitsensor und/oder einem Wankbeschleunigungsensor und/oder zumindest einem Vertikalbeschleunigungssensor des Fahrzeugs erfasstes Signal repräsentiert. Somit kann es sich bei dem Wanksignal um ein direkt von einem Sensor bereitgestelltes Signal oder um ein vorverarbeitetes Signal handeln. Auf diese Weise kann das Wanksignal je nach Sensorik des Fahrzeugs auf unterschiedlichen Sensorsignalen basieren. Die Verwendung von Vertikalbeschleunigungssensoren anstelle von die Wankbewegung direkt erfassenden Sensoren ist dabei kostengünstiger zu realisieren.
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Im Schritt des Bereitstellens kann das weitere Gegenwankmomentsignal unter Verwendung eines weiteren Wanksignals bereitgestellt werden, das die Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Boden repräsentiert. Das weitere Wanksignal kann parallel zu dem Wanksignal eingelesen werden oder erst dann, wenn die Qualität des Wanksignals als nicht ausreichend angesehen wird. Werden das Wanksignal und das weitere Wanksignal fortlaufend eingelesen, so kann sehr schnell zwischen der Bedämpfung gegenüber dem Horizont und dem Boden umgeschaltet werden.
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Beispielsweise kann das Verfahren einen Schritt des Bestimmens des weiteren Wanksignals unter Verwendung eines Sensorsignals umfassen, das eine Radbewegung zumindest eines Rads des Fahrzeugs repräsentiert. Beispielsweise kann ein solches Sensorsignal von zumindest einem Radbewegungssensor des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens abhängig von einem Fahrzustandsignal, das einen Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentiert, entweder das Gegenwankmomentsignal oder das weitere Gegenwankmomentsignal bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Fahrzustandsignal eine Querbeschleunigung und/oder Längsbeschleunigung des Fahrzeugs anzeigen. Auf diese Weise kann abhängig von einem aktuellen Fahrzustand unabhängig von der Güte des Wanksignals entweder die Bedämpfung gegenüber dem Horizont oder dem Boden ausgewählt werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn als Fahrzustand ein doppelter Spurwechsel erkannt wird.
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Das Fahrzustandsignal kann auch verwendet werden, um das Gegenwankmomentsignal oder das weitere Gegenwankmomentsignal anzupassen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Stärke der Bedämpfung abhängig von dem aktuellen Fahrzustand angepasst werden.
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Die Schritte eines entsprechenden Verfahrens können vorteilhafterweise unter Verwendung einer Vorrichtung zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs durchgeführt werden. Dazu kann die Vorrichtung beispielsweise eine Bestimmungseinrichtung und eine Bereitstellungseinrichtung umfassen. Eine solche Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Vorrichtung eine Stabilisatoreinrichtung umfassen oder mit einer entsprechenden Stabilisatoreinrichtung gekoppelt sein. Entsprechend kann die Vorrichtung eine oder mehrere Sensoreinrichtungen und/oder Verarbeitungseinrichtungen zum Bereitstellen des Wanksignals und optional des weiteren Wanksignals und/oder des Zustandsignals umfassen oder eine Schnittstelle zu entsprechenden Einrichtungen umfassen.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel und;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 102 zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus 104 des Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 ist beispielhaft als zweiachsiges Fahrzeug 100 mit zwei Achsen 106 mit jeweils zwei Rädern 108 ausgeführt.
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Das Fahrzeug 100 weist eine Querachse, eine Längsachse und eine Hochachse auf. Die Längsachse ist dabei quer zu den Achsen 106 ausgerichtet. Wenn der Aufbau 104 das Fahrzeug 100 ins Wanken gerät, beispielsweise aufgrund einer Kurvenfahrt, führt der Aufbau 104 eine Wankbewegung in Form einer Drehbewegung um die Längsachse aus. Ein dabei auftretendes Wankmoment teilt sich auf die beiden Achsen 106 auf.
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Die Vorrichtung 102 ist ausgebildet, um das Wanken des Aufbaus 104 und somit des Fahrzeugs 100 zu bedämpfen, also zu reduzieren oder zu eliminieren. Dazu wird entweder ein Gegenwankmoment 110 erzeugt, das das Wanken des Aufbaus 104 gegenüber dem Horizont 105 bedämpft oder ein weiteres Gegenwankmoment 112 erzeugt, das das Wanken des Aufbaus 104 gegenüber dem Boden bedämpft.
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Die Bedämpfung gegenüber dem Horizont 105 ermöglicht eine Ruhigstellung des Aufbaus 104 unabhängig von Zustand des Bodens auf dem das Fahrzeug fährt. Dies ist vergleichbar mit einer Anbindung des Aufbaus an einen festen „Himmelshaken“ (Skyhook) während der Fahrt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann unter dem Horizont 105 eine sich über dem Fahrzeug 100 befindliche gerade Linie verstanden werden. Fährt das Fahrzeug 100 auf einer waagerechten Ebene, so kann der Horizont 105 dem mathematischen Horizont 105 entsprechen. Alternativ kann eine andere Horizontdefinition verwendet werden, beispielsweise ein gedachter natürlicher Horizont.
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Die Vorrichtung 102 umfasst eine Bereitstellungseinrichtung 120, die ausgebildet ist, um abhängig von einer Qualität 122 eines Wanksignals 124 entweder ein Gegenwankmomentsignal 126 bereitzustellen, das das Gegenwankmoment 110 zum Dämpfen der Wankbewegung des Aufbaus 104 gegenüber dem Horizont 105 repräsentiert, oder ein weiteres Gegenwankmomentsignal 128 bereitzustellen, das das weitere Gegenwankmoment 112 zum Dämpfen der Wankbewegung des Aufbaus 104 gegenüber dem Boden repräsentiert.
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Beispielsweise ist die Bereitstellungseinrichtung 120 ausgebildet, um das Gegenwankmomentsignal 126 oder das weitere Gegenwankmomentsignal 128 an eine Stabilisatoreinrichtung 130 bereitzustellen, die ausgebildet ist, um gesteuert durch das Gegenwankmomentsignal 126 das Gegenwankmoment 110 erzeugen, und gesteuert durch das weitere Gegenwankmomentsignal 128 das weitere Gegenwankmoment 112 zu erzeugen. Die Stabilisatoreinrichtung 130 umfasst beispielsweise einen oder mehrere aktive Stabilisatoren. Dabei kann auf bekannte aktive Stabilisatoren zurückgegriffen werden, die beispielsweise den Achsen 106 oder den Rädern 108 zugeordnet sind.
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Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 102 eine Bestimmungseinrichtung 132, die ausgebildet ist, um die Qualität 122 des Wanksignals 124 zu bestimmen und an die Bereitstellungseinrichtung 120 bereitzustellen. Dabei kann die Qualität 122 entweder einen absoluten Qualitätswert oder eine Qualitätsklassen, wie beispielsweise gut oder gering darstellen. Beispielsweise kann die Qualität als gut bezeichnet werden, wenn die Signalgüte des Wanksignals 124 größer als ein Schwellenwert ist und als gering bezeichnet werden, wenn die Signalgüte kleiner als der Schwellenwert ist. Die Signalgüte kann sich auf eine geeignete Charakteristik des Wanksignals 124, beispielsweise auf das Signal-Rausch-Verhältnis oder eine Signalstärke beziehen. Alternativ wird die Qualität 122 direkt von der Bereitstellungseinrichtung 120 bestimmt. Unabhängig davon, ob die Qualität 122 als Qualitätswert oder Qualitätsklasse definiert ist, ist die Bereitstellungseinrichtung 120 beispielsweise ausgebildet, um das Gegenwankmomentsignal 126 bereitzustellen, wenn die Qualität 122 größer als ein Schwellenwert ist und das weitere Gegenwankmomentsignal 128 bereitzustellen, wenn die Qualität kleiner als der Schwellenwert ist.
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Das Wanksignal 124 repräsentiert die Wankbewegung des Aufbaus 104 gegenüber dem Horizont 105. Da unter Verwendung des Gegenwankmomentsignals 126 eine Bedämpfung des Aufbaus 104 gegenüber dem Horizont 105 angestrebt wird, ist die Bereitstellungseinrichtung 120 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um das Gegenwankmomentsignal 126 unter Verwendung des Wanksignals 124 bereitzustellen. Dabei wird das Gegenwankmomentsignal 126 beispielsweise unter Verwendung einer Nachschlagetabelle oder einer Zuordnungsvorschrift aus dem Wanksignal 124 generiert. Beispielsweise wird das Gegenwankmomentsignal 126 so generiert, dass eine Proportionalität zwischen dem Gegenwankmoment 110 und der Wankbewegung des Aufbaus 104 gegenüber dem Horizont 105 besteht. Beispielsweise wird ein vorbestimmter Proportionalitätsfaktor verwendet, um bei einer erkannten Änderung der Wankbewegung eine Änderung des Gegenwankmoments 110 zu bewirken.
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Das Wanksignal 124 wird von einer Signalbestimmungseinrichtung 134 bereitgestellt. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsbeispiele ist die Signalbestimmungseinrichtung 134 ausgebildet, um das Wanksignal 124 direkt zu bestimmen oder durch eine Signalverarbeitung aus zumindest einem Sensorsignal zu bestimmen. Wenn die Signalbestimmungseinrichtung 134 einen Wankgeschwindigkeitsensor 136 zum Sensieren einer Wankgeschwindigkeit des Aufbaus 104 und/oder einen Wankbeschleunigungsensor 138 zum Sensieren einer Wankbeschleunigung des Aufbaus 104 umfasst, kann das Wanksignal 124 einem direkt sensierten Sensorsignal entsprechen. Wenn die Signalbestimmungseinrichtung 134 zumindest einen Vertikalbeschleunigungssensor 140 zum Sensieren zumindest einer Vertikalbeschleunigung des Aufbaus 104 umfasst, kann das Wanksignal 124 aus einem Sensorsignal des Vertikalbeschleunigungssensors 140 bestimmt werden. Somit kann die Signalbestimmungseinrichtung 134 das Wanksignal 124 abhängig von der in dem Fahrzeug 100 verbauten Sensorik auf unterschiedliche Weise bestimmen. Dabei kann auf bekannte Verfahren zur Bestimmung der Wankbewegung des Aufbaus 104 zurückgegriffen werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bereitstellungseinrichtung 120 ausgebildet, um das weitere Gegenwankmomentsignal 128 unter Verwendung eines weiteren Wanksignals 142 bereitzustellen, das die Wankbewegung des Aufbaus 104 gegenüber dem Boden repräsentiert. Unter dem Boden wird beispielsweise die Fahrbahn verstanden, auf der sich das Fahrzeug 100 aktuell befindet. Beispielsweise ist die Bereitstellungseinrichtung 120 ausgebildet, um das weitere Gegenwankmomentsignal 128 unter Verwendung einer weiteren Nachschlagetabelle oder einer weiteren Zuordnungsvorschrift aus dem weiteren Wanksignal 142 zu generieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bereitstellungseinrichtung 120 ausgebildet, um das Gegenwankmomentsignal 126 zusätzlich oder alternativ zu dem Wanksignal 124 unter Verwendung des weiteren Wanksignals 142 bereitzustellen Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die die Vorrichtung 102 eine weitere Signalbestimmungseinrichtung 144 auf, die ausgebildet ist, um das weitere Wanksignal 142 basierend auf einer Radbewegung zumindest eines der Räder 108 zu bestimmen. Beispielsweise umfasst die weitere Signalbestimmungseinrichtung 144 zumindest einen einem der Räder 108 zugeordneten Radbewegungssensor 146, der mit dem entsprechenden Rad 108 gekoppelt ist, um eine Bewegung des Rads 108 zu sensieren und in Form eines entsprechenden Sensorsignals bereitzustellen. Beispielsweise ist der Radbewegungssensor 146 ausgebildet, um eine Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des entsprechenden Rads 108 zu sensieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Signalbestimmungseinrichtung 144 eine Mehrzahl Radbewegungssensoren 146, sodass beispielsweise die Radbewegungen aller Räder 108 sensiert und zum Bestimmen des weiteren Wanksignals 142 verwendet werden können.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bereitstellungseinrichtung 120 ausgebildet, um die Entscheidung, ob das Gegenwankmomentsignal 126 oder das weitere Gegenwankmomentsignal 128 bereitgestellt wird, abhängig von einem Fahrzustandsignal 148 und unabhängig von der Qualität des Wanksignals 124 zu treffen. Das Fahrzustandsignal 148 repräsentiert einen Fahrzustand des Fahrzeugs 100 und wird beispielsweise von einer Ermittlungseinrichtung 150 bereitgestellt. Die Ermittlungseinrichtung 150 ist beispielsweise ausgebildet, um den Fahrzustand als eine Längs- und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 oder unter Verwendung der Längs- und/oder Querbeschleunigung zu ermitteln. Beispielsweise ist die Ermittlungseinrichtung 150 ausgebildet, um eine Art eines aktuell durchgeführten Fahrmanövers des Fahrzeugs 100 als den Fahrzustand zu ermitteln. Ein Fahrmanöver stellt beispielsweise ein Spurwechsel oder ein doppelter Spurwechsel des Fahrzeugs 100 dar. Beispielsweise ist die Bereitstellungseinrichtung 120 ausgebildet, um abhängig von dem durch das Fahrzustandsignal 148 angezeigten Fahrzustands immer das Gegenwankmomentsignal 126 oder immer das weitere Gegenwankmomentsignal 128 bereitzustellen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Bereitstellungseinrichtung 120 ausgebildet, um die Entscheidung, ob das Gegenwankmomentsignal 126 oder das weitere Gegenwankmomentsignal 128 bereitgestellt wird, weiterhin abhängig von der Qualität des Wanksignals 124 zu treffen, eine Größe des Gegenwankmoments 110 oder des weiteren Gegenwankmoments 112 jedoch abhängig von dem Fahrzustandsignal 148 anzupassen. Auf diese Weise kann eine Größe der Bedämpfung der Wankbewegung des Aufbaus 104 an den aktuellen Fahrzustand angepasst werden. Beispielsweise kann Größe der Bedämpfung während eines als Fahrzustand angezeigten Bremsmanövers anders als während einer Fahrt des Fahrzeugs 100 mit konstanter Geschwindigkeit gewählt werden.
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Die Vorrichtung 102 ermöglicht die Umsetzung eines Verfahren zur Bedämpfung von Fahrzeug-Wankbewegungen. Dabei kann eine Übertragung des Skyhook- Gedankens auf die Wankbewegung umgesetzt werden. Vorteilhafterweise kann dabei auf Skyhook- und Groundhook-Konzepte aufgesetzt werden, wie sie bei der Regelung von aktiven Aufbauschwingungsdämpfern eingesetzt werden können.
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Der beschriebene Ansatz kann beispielsweise bei einem mit zwei aktiven Wankstabilisierungssystemen, auch als Stabilisatoren bezeichnet, ausgestatteten Fahrzeug 100 in Form eines PKW eingesetzt werden. Wenn das Fahrzeug 100 wechselseitige Bodenanregungen von niedriger Frequenz überfährt kann durch eine von der Vorrichtung 102 umgesetzte Regelstrategie vermieden werden, das der Aufbau 104, auch als Fahrzeugaufbau bezeichnet, durch die wechselseitigen Bodenanregungen von niedriger Frequenz zu Wankbewegungen angeregt wird. Dabei können die aktiven Wankstabilisierungssysteme auch mit konventionellen (passiven) Stabilisatoren kombiniert werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird die Aufbau-Wankbewegung zunächst erfasst. Dies geschieht entweder durch die Verwendung eines vom Fahrzeug 100 zur Verfügung gestellten Aufbau-Wankgeschwindigkeitssignals oder durch die zeitliche Integration eines vom Fahrzeug 100 zur Verfügung gestellten Aufbau-Wankbeschleunigungssignals oder durch eine modellbasierte Umrechnung aus mindestens zwei Aufbau-Vertikalbeschleunigungssignalen oder durch eine modellbasierte Umrechnung aus vier Radbewegungs-Größen, die beispielsweise die vertikale Radposition, Radgeschwindigkeit oder Radbeschleunigung anzeigen.
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Das Aufbau-Wankgeschwindigkeits-Signal wird beispielsweise unter Verwendung des Wankgeschwindigkeitsensors 136, das Aufbau-Wankbeschleunigungs-Signal wird beispielsweise unter Verwendung des Wankbeschleunigungsensor 138 und die Aufbau-Vertikalbeschleunigungssignale werden beispielsweise von zwei Vertikalbeschleunigungssensoren 140 bereitgestellt. Die vier Radbewegungs-Größen werden beispielsweise von vier Radbewegungssensoren 146 bereitgestellt.
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Sofern gemäß einem Ausführungsbeispiel entweder das Aufbau-Wankgeschwindigkeit-Signal oder die zeitliche Integration des Aufbau-Wankbeschleunigungs-Signals oder das Aufbau-Wankbeschleunigungs-Signals oder die modellbasierte Umrechnung der mindestens zwei Aufbau-Vertikalbeschleunigungssignale oder die mindestens zwei Aufbau-Vertikalbeschleunigungssignale, je nachdem welches oder welche dieser Signale zur Bestimmung der Wankbewegung des Aufbaus 104 verwendet werden, in genügender Signalgüte vorliegen, wird ein Skyhook-Ansatz gefahren. Hier wird das beispielsweise von der Wankgeschwindigkeit des Aufbaus 104 gegenüber dem Horizont 105 abhängiges Gegenmoment 110 gestellt, welches die Aufbaubewegung um die Wankachse dämpfen soll.
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Wenn die genannten Signale, also das Aufbau-Wankgeschwindigkeit-Signal oder die zeitliche Integration des Aufbau-Wankbeschleunigungs-Signals oder das Aufbau-Wankbeschleunigungs-Signals oder die modellbasierte Umrechnung der mindestens zwei Aufbau-Vertikalbeschleunigungssignale oder die mindestens zwei Aufbau-Vertikalbeschleunigungssignale, bzw. das Wanksignal 104, nicht in genügender Signalqualität vorliegen, wird die Wankbewegung des Aufbaus 104 gegenüber dem Boden bedämpft -„Groundhook“. Hier wird das weitere Gegenmoment 112 nicht aus der Aufbauwankbeschleunigung gegenüber dem Horizont 105 sondern gemäß einem Ausführungsbeispiel aus der Relativ-Wankbeschleunigung zwischen Aufbau 104 und Rädern 108 oder Fahrbahn bestimmt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Gegenmoment 110 und/oder das weitere Gegenwankmoment 112 proportional zur Wankbeschleunigung gewählt. Bei Bedarf wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch ein Moment, welches von weiteren Inputs wie etwa Fahrgeschwindigkeit abhängig ist, gewählt werden. Dazu kann beispielsweise das Zustandsignal 148 mit in die Bereitstellung des Gegenmoments 110 und/oder des weiteren Gegenwankmoments 112 einbezogen werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 102 zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus 104 des Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel des anhand von 1 beschriebenen Fahrzeugs handeln. Die rein schematische Darstellung zeigt einen Schnitt durch das Fahrzeug 100 längs der Hochachse und Querachse des Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 steht auf einem Boden 200, der hier eine Fahrbahn darstellt.
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Gezeigt ist eine der Achsen 106 des Fahrzeugs mit einem Stabilisator 210, der Teil der anhand von 1 genannten Stabilisatoreinrichtung sein kann. Der Stabilisator 210 ist als zweigeteilter Drehstab mit einem ersten Stabilisatorelement 211 und einem zweiten Stabilisatorelement 212 realisiert. Hierbei ist ein Ende des ersten Stabilisatorelements 211 mit einem ersten Radaufhängungselement 213 des Fahrzeugs 100 verbunden und ein Ende des zweiten Stabilisatorelements 212 mit einem zweiten Radaufhängungselement 214 des Fahrzeugs 100 verbunden. Beispielsweise sind die Enden der Stabilisatorelemente 211, 212 hierbei als, vorzugsweise etwa in Fahrtrichtung gebogene oder gekröpfte, Arme ausgeführt, die mittels gelenkig gelagerter Pendelstützen 217, 218 jeweils mit den Radaufhängungselementen 213, 214 verbunden sind. Bei den Radaufhängungselementen 213, 214 handelt es sich beispielsweise um gegenüberliegende Querlenker des Fahrzeugs 100. Die Stabilisatorelemente 212, 213 sind je mittels eines Aufbaulagers 219 um eine gemeinsame Drehachse D-D drehbar an einem Fahrgestell bzw. des Aufbaus 104 in Form der Karosserie des Fahrzeugs 100 befestigt. Die Drehachse D-D entspricht hierbei beispielhaft der Querachse des Fahrzeugs 100.
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Je ein einer Fahrzeugmitte des Fahrzeugs 100 zugewandtes Ende der Stabilisatorelemente 211, 213 ist mit zumindest einem als Aktuator dienenden Elektromotor einer Drehstromantriebseinrichtung 220 mechanisch gekoppelt. Die Drehstromantriebseinrichtung 220 ist ausgebildet, um unter Verwendung eines Regelungssignals, beispielsweise des Gegenwankmomentsignals 126 sowie des weiteren Gegenwankmomentsignal 128 oder davon abgeleiteter Signale, die Stabilisatorelemente 211, 212 gegensinnig um die Drehachse D-D zu verdrehen. Hierbei repräsentiert das Regelungssignal beispielsweise ein basierend auf einer feldorientierten Regelung ermitteltes Signal. Durch das gegensinnige Verdrehen der Stabilisatorelemente 211, 212 werden die Radaufhängungselemente 213, 214 bewegt und es kann einem Wanken der Karosserie bspw. bei Kurvenfahrt entgegengewirkt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 100 mit der Vorrichtung 102 ausgestattet, die an die Drehstromantriebseinrichtung 220 angeschlossen ist und ausgebildet ist, um das Regelungssignal bereitzustellen.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bedämpfen eines Wankens eines Aufbaus eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren kann beispielsweise unter Verwendung der anhand von 1 gezeigten Vorrichtung umgesetzt werden.
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Das Verfahren umfasst einen Schritt 301 in dem eine Qualität eines Wanksignals bestimmt wird, das eine Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Horizont repräsentiert, sowie einen Schritt 303 in dem abhängig von der Qualität des Wanksignals entweder ein Gegenwankmomentsignal, das ein Gegenwankmoment zum Dämpfen der Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Horizont repräsentiert, oder ein weiteres Gegenwankmomentsignal bereitgestellt wird, das ein weiteres Gegenwankmoment zum Dämpfen einer Wankbewegung des Aufbaus gegenüber dem Boden repräsentiert.
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Das Wanksignal kann dabei eingelesen oder bestimmt werden. Optional wird das Wanksignal in einem Schritt 305 beispielsweise unter Verwendung oder als ein Sensorsignal bestimmt. Das Sensorsignal entspricht dabei beispielsweise einem von einem Wankgeschwindigkeitsensor und/oder einem Wankbeschleunigungsensor und/oder zumindest einem Vertikalbeschleunigungssensor des Fahrzeugs erfassten Signal.
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Optional umfasst das Verfahren einen Schritt 307, in dem ein weiteres Wanksignal unter Verwendung eines Sensorsignals bestimmt wird, das eine Radbewegung zumindest eines Rads des Fahrzeugs repräsentiert. Beispielsweise wird das weitere Wanksignal unter Verwendung von vier Sensorsignalen bestimmt, die von vier Radbewegungssensoren des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Dabei kann jedem Rad des Fahrzeugs ein Radbewegungssensor zugeordnet sein.
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Optional umfasst das Verfahren einen Schritt des 309 Ermittelns eines einen Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentierenden Fahrzustandsignal, das im Schritt 303 zum Bereitstellen des Gegenwankmomentsignal oder des weiteren Gegenwankmomentsignals verwendet werden kann.
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Bezugszeichen
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- 100
- Fahrzeug
- 102
- Vorrichtung
- 104
- Aufbau
- 105
- Horizont
- 106
- Achsen
- 108
- Räder
- 110
- Gegenwankmoment
- 112
- weiteres Gegenwankmoment
- 120
- Bereitstellungseinrichtung
- 122
- Qualität
- 124
- Wanksignal
- 126
- Gegenwankmomentsignal
- 128
- weiteres Gegenwankmomentsignal
- 130
- Stabilisatoreinrichtung
- 132
- Bestimmungseinrichtung
- 134
- Signalbestimmungseinrichtung
- 136
- Wankgeschwindigkeitsensor
- 138
- Wankbeschleunigungsensor
- 140
- Vertikalbeschleunigungssensor
- 142
- weiteres Wanksignal
- 144
- Signalbestimmungseinrichtung
- 146
- Radbewegungssensor
- 148
- Zustandsignal
- 150
- Ermittlungseinrichtung
- 200
- Boden
- 210
- Stabilisator
- 211
- erstes Stabilisatorelement
- 212
- zweites Stabilisatorelement
- 213
- erstes Radaufhängungselement
- 214
- zweites Radaufhängungselement
- 217
- erste Pendelstütze
- 218
- zweite Pendelstütze
- 219
- Aufbaulager
- 220
- Drehstromantriebseinrichtung
- 301
- Schritt des Bestimmens der Qualität
- 303
- Schritt des Bereitstellens
- 305
- Schritt des Bestimmens des Wanksignals
- 307
- Schritt des Bestimmens des weiteren Wanksignals
- 309
- Schritt des Ermittelns
