DE102020101333B4 - Aktives Dämpfungssystem - Google Patents

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Abstract

Aktives Dämpfungssystem für ein Fahrzeug (10), welches eine Dämpfersteuervorrichtung (70) und vier aktive Dämpfer (23) aufweist, welchen vier aktiven Dämpfern (23) jeweils ein Dämpferkraft-Sollwert (F_D,FL_S, F_D,FR_S, F_D,RL_S, F_D,RR_S) zuführbar ist, welche Dämpferkraft-Sollwerte (F_D,FL_S, F_D,FR_S, F_D,RL_S, F_D,RR_S) in Abhängigkeit von geeigneten Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) bestimmt werden, und welche Dämpfersteuervorrichtung (70) dazu ausgebildet ist, die geeigneten Dämpferkräfte (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) mit Hilfe eines Gleichungssystems zu berechnen, welches Gleichungssystem auf der Grundlage folgender Gleichungen basiert:
- einer ersten Gleichung, welche die Hubkraft (F_D,Heave) in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) definiert,
- einer zweiten Gleichung, welche das Wankmoment (M_D,Roll) in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) definiert,
- einer dritten Gleichung, welche das Nickmoment (M_D,Pitch) in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) definiert, und
- einer vierten Gleichung, welche eine Vorgabe einer Rollmomentendifferenz in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) umfasst.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein aktives Dämpfungssystem.
  • Die DE 100 19 763 A1 zeigt eine Dämpfungskraft-Regelvorrichtung, bei der ein Regler eine endgültige Soll-Dämpfungskraft für jedes der Räder auf der Grundlage einer berechneten ersten und zweiten Soll-Dämpfungskraft bestimmt. Eine Regelvorrichtung regelt Dämpfungskräfte von Dämpfern, wobei für jedes der Räder eine Soll-Dämpfungskraft auf der Grundlage einer berechneten ersten, zweiten und dritten Soll-Dämpfungskraft berechnet wird.
  • Die DE 198 36 674 C1 beschreibt ein Verfahren zur Beeinflussung des Wankverhaltens von Kraftfahrzeugen, bei dem für einen vorgegebenen Fahrzustandsbereich in Abhängigkeit von den Drehzahlen der Fahrzeugräder oder der mittleren Drehzahl der Radpaare einzelner Achsen, der aktuellen Querbeschleunigung und der Änderung des Antriebsmoments eine theoretische Wankmomentverteilung ermittelt wird.
  • Die DE 10 2005 041 745 A1 zeigt ein Fahrdynamik-Regelsystem, bei dem ein Regelsystem zur Veränderung der Aufteilung der Radaufstandskräfte zusätzlich den einzelnen Fahrzeug-Rädern zugeordnete, hinsichtlich ihrer Charakteristik verstellbare Dämpfer geeignet ansteuert.
  • Die DE 10 2009 007 357 A1 zeigt ein Verfahren zur Ansteuerung eines aktiven Fahrwerks, bei dem zusätzlich zum Ziel, den Wankwinkel zu begrenzen, in die Ansteuerung der Aktuatoren neben einer Vorsteuerung im Hinblick auf die Querdynamik des Fahrzeugs auch eine Regelung im Hinblick auf die Querdynamik eingeht.
  • Die DE 695 04 385 T2 zeigt eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Anzahl von Kraftbetätigern mit Kammern in einem aktiven Fahrzeugaufhängungssystem, welche durch ein Soll-Kraftbefehlssignal den Druck in den Kammern steuert, und welche eine Kraftgleichung verwendet, welche die Hebe-/Senkdynamik modelliert, eine Kraftgleichung verwendet, welche die Rolldynamik modelliert, eine Kraftgleichung verwendet, welche die Neigungsdynamik nachbildet, und welche einen Rollmomentverteilungsparameter derart einführt, dass die Hebe-/Senkbetriebsartgleichung, die Neigungsbetriebsartgleichung und die Rollbetriebsartgleichung gleichzeitig gelöst werden können.
  • Die DE 41 17 897 A1 zeigt ein Fahrwerkreglersystem, welches Steuerkräfte ermittelt, wobei eine individuelle Dämpfung der Hub-, Wank- und Nickschwingungen ermöglicht werden und eine Rollmomentverteilung einstellbar ist.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein neues aktives Dämpfungssystem bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
  • Ein aktives Dämpfungssystem für ein Fahrzeug weist eine Dämpfersteuervorrichtung und vier aktive Dämpfer auf, welchen vier aktiven Dämpfern jeweils ein Dämpferkraft-Sollwert zuführbar ist, welche Dämpferkraft-Sollwerte in Abhängigkeit von geeigneten Dämpferkräften bestimmt werden, und welche Dämpfersteuervorrichtung dazu ausgebildet ist, die geeigneten Dämpferkräfte mit Hilfe eines Gleichungssystems zu berechnen, welches Gleichungssystem auf der Grundlage folgender Gleichungen basiert:
    • - einer ersten Gleichung, welche die Hubkraft in Abhängigkeit von den Dämpferkräften definiert,
    • - einer zweiten Gleichung, welche das Wankmoment in Abhängigkeit von den Dämpferkräften definiert,
    • - einer dritten Gleichung, welche das Nickmoment in Abhängigkeit von den Dämpferkräften definiert, und
    • - einer vierten Gleichung, welche eine Vorgabe einer Rollmomentendifferenz in Abhängigkeit von den Dämpferkräften umfasst.
  • Auf Grundlage der genannten vier Gleichungen lässt sich das Gleichungssystem lösen, und die geeigneten Dämpferkräfte führen zu einem vorteilhaften Verhalten des Fahrzeugs. Es lässt sich insbesondere auch die Rollmomentendifferenz berücksichtigen, und dies verbessert das Fahrverhalten.
  • Die vierte Gleichung umfasst die Vorgabe einer Rollmomentendifferenz in Abhängigkeit von den Dämpferkräften.
  • Die Rollmomentendifferenz lässt sich somit durch die aktiven Dämpfer erzeugen, und dies erhöht die Sicherheit des Fahrzeugs.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das aktive Dämpfungssystem eine Fahrzeugsteuervorrichtung auf, welche Fahrzeugsteuervorrichtung dazu ausgebildet ist, die Rollmomentenverteilung variabel vorzugeben, um ein gewünschtes Fahrzeugverhalten zu erzielen. Das aktive Dämpfungssystem kann somit die gewünschte Rollmomentenverteilung erzeugen, und die Rollmomentenverteilung kann an die aktuelle Fahrsituation angepasst werden
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rollmomentendifferenz derart vorgegeben, dass die Reibwertausnutzungen entlang der Fahrzeugdiagonalen angeglichen sind. Das Verhalten des Fahrzeugs wird hierdurch ausgeglichener.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rollmomentendifferenz derart vorgegeben, dass die Summe der Kehrwerte der Reibwerte in einer der Fahrzeugdiagonalen der Summe der Kehrwerte der Reibwerte in der anderen Fahrzeugdiagonalen entspricht. Das Verhalten des Fahrzeugs wird hierdurch ausgeglichener.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es zeigt
    • 1 in schematischer Darstellung ein Skyhook-Modell,
    • 2 in schematischer Darstellung ein Modell mit aktivem Dämpfer,
    • 3 eine Gleichung zur Angleichung eines aktiven Dämpfers an ein Skyhook-Modell,
    • 4 eine Gleichung mit einem Ansatz für die Kraft einer Skyhook-Feder,
    • 5 eine Gleichung für das Nickmoment,
    • 6 eine Gleichung für das Wankmoment,
    • 7 drei Gleichungen für die Hubkraft, das Wankmoment und das Nickmoment in Abhängigkeit von den durch die vier aktiven Dämpfer erzeugten Dämpfungskräften,
    • 8 eine Gleichung mit der Wankmomentverteilung in Abhängigkeit von den Dämpfungskräften,
    • 9 eine schematische Darstellung zur Rollmomentendifferenz eines Fahrzeugs,
    • 10 eine Gleichung zur Rollmomentendifferenz in Abhängigkeit von den Dämpfungskräften,
    • 11 eine Gleichung für die Gleichsetzung der Reibwertausnutzung,
    • 12 eine allgemeine Definition des Reibwerts,
    • 13 eine Gleichung für den diagonalen Reibwert,
    • 14 eine Gleichung zur Angleichung der Reibwertausnutzung entlang der beiden Fahrzeugdiagonalen,
    • 15 eine Gleichung für die Kraft in z-Richtung,
    • 16 eine sich aus 15 ergebende Gleichung,
    • 17 ein Gleichungssystem für die Berechnung der Dämpfungskräfte in Abhängigkeit von der Hubkraft, dem Nickmoment, dem Wankmoment und der Rollmomentendifferenz,
    • 18 Definitionen von Variablen der 17,
    • 19 eine Gleichung zur Angleichung der Reibwertausnutzungen entlang der Fahrzeugdiagonalen,
    • 20 eine aus 19 resultierende Gleichung,
    • 21 eine Auflösung der Gleichung von 19 nach den Dämpferkräften,
    • 22 eine Definition einer Matrix H,
    • 23 ein Gleichungssystem zur Berechnung der Dämpferkräfte,
    • 24 querdynamische Kenngrößen einer Simulation eines Lenkwinkelsprungs,
    • 25 querdynamische Kenngrößen einer Simulation einer Bodenanregung, und
    • 26 schematisch ein Fahrzeug mit einer Dämpfer-Steuervorrichtung und vier aktiven Dämpfern.
  • Im Folgenden sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.
  • 1 zeigt eine Modellvorstellung nach dem sogenannten Skyhook-Ansatz, bei welchem die Hubbewegung an einem ¼-Fahrzeugmodell betrachtet wird. Eine Masse m_s 20 symbolisiert die gefederte Masse des Aufbaus, und eine Masse m_u 30 symbolisiert die Masse des Fahrwerks. Ein Rad 40 hat Kontakt mit einer Straße 42 und erfährt durch diese Hubbewegungen s, welche zu einer Schwingung des Gesamtsystems führen können.
  • Das Rad 40 ist über ein Federglied 31 und ein Dämpfglied 32 mit der Masse m_u 30 verbunden, und durch diese Verbindung wird die Federeigenschaft und Dämpfeigenschaft des Rads 40 charakterisiert, die bspw. durch das Gummi des Reifens und die Luftfüllung beeinflusst ist. Die Masse m_u 30 ist über ein Federglied 21 und ein Dämpfglied 22 mit der Masse 20 verbunden, und das Federglied 21 und das Dämpfglied 22 werden maßgeblich durch die Federung und Dämpfung des Fahrwerks beeinflusst.
  • Im Modell ist die Masse m_s 20 über ein Dämpfglied 51 mit einem Lufthaken 50 (Skyhook) verbunden, und das Dämpfglied 51 gibt die gewünschte Dämpfung gegenüber einem „festen Himmel“ vor.
  • In diesem Modell macht das Rad 40 die Hubbewegung s, die Masse 30 macht eine Bewegung z_u, und die Masse 20 macht eine Bewegung z_s.
  • 2 zeigt eine reale Umsetzung, welche ohne den Lufthaken 50 des Skyhook-Modells arbeiten muss. Der Lufthaken 50 und das Dämpfglied 51 sind entfernt, und das Dämpfglied 22 von 1 ist ersetzt worden durch ein aktives Dämpfglied 23, welches als F_Dact bezeichnet ist. Das aktive Dämpfglied 23 hat die Aufgabe, ein Verhalten des Gesamtsystems entsprechend dem Skyhook-Ansatz von 1 zu bewirken bzw. das Verhalten des Gesamtsystems an das Verhalten des Skyhook-Ansatzes anzunähern.
  • 3 zeigt die zur Angleichung des Modells von 2 an das Modell von 1 erforderliche Kraft F_D_act, die durch das aktive Dämpfglied 23 für ein entsprechendes Verhalten aufzubringen ist. Diese Kraft entspricht der Summe der in 1 durch das Dämpfglied 51 aufgebrachten Kraft F_d_sky und der durch das Dämpfglied 22 aufgebrachten Kraft F_d_bdy. Dadurch wird das Verhalten der gefederten Massen, also des Fahrzeug-Aufbaus, angeglichen.
  • 4 zeigt beispielhaft im Skyhook-Modell die durch das Dämpfglied 51 von 1 aufgebrachte Dämpfung der Masse 20 gegenüber dem festen Himmel 50.
  • D_Heave ist das Dämpfungsmaß für die Hubbewegung, und z_s ist die zeitliche Ableitung der Bewegung z_s der Masse m_s 20. Es ist auch ein anderer Ansatz zur Vorgabe der Dämpfung möglich.
  • 5 zeigt die Gleichung für das Nickmoment M_d,Θ in Abhängigkeit von dem Dämpfungsmaß D_Pitch, dem Trägheitsmoment J_YY, der radbezogenen Federrate c_F des Vorderrads, dem Abstand I_F zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Vorderachse, der radbezogenen Federrate c_R des Hinterrads, dem Abstand I_R zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und der Hinterachse, und der zeitlichen Ableitung d/dt Θ_S der Nickbewegung Θ_S der Masse 20.
  • 6 zeigt entsprechend eine Formel für das Wankmoment M_d,Φ in Abhängigkeit vom Wank-Dämpfungsmaß D_Roll, dem Trägheitsmoment J_XX, dem Abstand s_F zwischen den Vorderrädern, dem Abstand s_R zwischen den Hinterrädern, und der zeitlichen Ableitung d/dt Φ der Wankbewegung Φ. Dabei beschreiben s_F und s_R die halbe Spurbreite vorne bzw. hinten, weshalb die Formel einen Faktor 2 für den gesamten Abstand zwischen den Vorderrädern aufweist.
  • 7 zeigt die Abhängigkeit der Hubkraft F_D,Heave von den vier Dämpferkräften F_D,FR, F_D,FL, F_D,RR und F_D,RL, wobei
    FR dem vorderen rechten Dämpfer entspricht,
    FL dem vorderen linken Dämpfer entspricht,
    RR dem hinteren rechten Dämpfer entspricht, und
    RL dem hinteren linken Dämpfer entspricht.
  • Die Wankbewegung führt zu einem Wankmoment M_D,Roll entsprechend der zweiten Gleichung von 7, und die Nickbewegung führt zu einem NickMoment M_D,Pitch entsprechend der dritten Gleichung von 7.
  • Diese drei Gleichungen sind nicht ausreichend, um die vier unbekannten Werte der gewünschten Dämpferkraft F_D für die vier Dämpfer zu bestimmen.
  • Es besteht die Möglichkeit, eine feste Aufteilung der erforderlichen Gesamtkraft auf die vier aktiven Dämpfer 23 durchzuführen (z.B. jeweils 25 %) und die entsprechenden gewünschten Dämpferkräfte F_D an die aktiven Dämpfglieder 23 auszugeben. Versuche haben jedoch ergeben, dass eine solche feste Aufteilung nicht in jeder Situation vorteilhafte Ergebnisse liefert.
  • 8 zeigt eine mögliche vierte Gleichung zur eindeutigen Bestimmung der vier Dämpferkräfte F_D für die vier Räder 40. Als zusätzliche vierte Bedingung wird eine gewünschte Wankmomentverteilung c_WA vorgegeben, welche durch die Kräfte F_D der Dämpfglieder 23 erzeugt wird.
  • Durch die drei Gleichungen der 7 und die zusätzliche Gleichung der 8 können die Dämpferkräfte F_D eindeutig bestimmt werden und den aktiven Dämpfgliedern 23 als Sollwerte zugeführt werden. Dies führt zu einem positiven Verhalten des Fahrzeugs, da die gewünschte Wankmomentverteilung zumindest teilweise durch die Dämpfglieder 23 erzeugt wird.
  • Dies ist eine erste Lösung für die Berechnung der Sollwerte für die Dämpferkräfte. Es folgt eine zweite Lösung.
  • 9 zeigt schematisch eine Betrachtung der Rollmomentendifferenz eines Fahrzeugs 10, welche auf die Diagonalen A (links vorne nach rechts hinten) bzw. B (rechts vorne nach links hinten) belastend oder entlastend wirkt.
  • 10 zeigt als alternative vierte Gleichung zu den drei Gleichungen von 7 eine Vorgabe der Rollmomentendifferenz zwischen der Vorderachse und der Hinterachse in Abhängigkeit von den Dämpferkräften F_D der einzelnen Räder.
  • 11 zeigt eine Gleichsetzung der Reibwertausnutzungen µ_B und µ_A. Hierdurch wird der Reibwert vorteilhaft und gleichmäßig ausgenutzt.
  • 12 zeigt eine allgemeine Definition des Reibwerts µ in Abhängigkeit von der Horizontalkraft F_H und der Vertikalkraft F_Z und eine entsprechende Berechnung der Horizontalkraft F_H in Abhängigkeit von der Horizontalkraftkomponente F_X in Fahrtrichtung und der Horizontalkraftkomponente F_Y senkrecht zur Fahrtrichtung.
  • 13 zeigt eine entsprechende Formel für den diagonalen Reibwert µ_diagonal, welcher sich bspw. für die Diagonale A von 9 aus der horizontalen Kraft des vorderen linken Dämpfers, der horizontalen Kraft des hinteren rechten Dämpfers, der vertikalen Kraft des vorderen linken Dämpfers und der vertikalen Kraft des hinteren rechten Dämpfers ergibt.
  • 14 zeigt die Angleichung der Reibwertausnutzung entlang der Fahrzeugdiagonalen entsprechend 11 unter Ausnutzung der Definitionen von 12 und 13.
  • 15 zeigt die Abhängigkeit der Kraft F_Z in Z-Richtung von der Kraft F_D des Dämpfglieds 23 und der Kraft F_Spr des Federglieds 21.
  • 16 zeigt ausgehend von 11, 12 und 15 das gewünschte Verhältnis zwischen den Dämpfer- und Federkräften in Abhängigkeit der horizontalen Kräfte. Es wird aus den Gleichungen aus 11 und 12 mit dem in 15 dargestellten Verhältnis eine Dämpferkraft F_D berechnet und dabei das Reifenpotential in Form der Horizontalkräfte sowie die Auswirkungen der Federn mit in Betracht gezogen. Die Kräfte, die sich in den beiden Diagonalen A, B in Abhängigkeit von den Dämpferkräften F_D der einzelnen Räder ergeben, wobei F_HA die Horizontalkraft in der Diagonalen A und F_HB die Horizontalkraft in der Diagonalen B ist.
  • 17 zeigt die vollständige Berechnung der Dämpferkräfte F_D für die vier aktiven Dämpfglieder 23 in Abhängigkeit von der Hubkraft F_D,Heave, dem Nickmoment M_D,Pitch und dem Rollmoment M_D,Roll sowie der Rollmomentendifferenz, wobei die Abhängigkeit über eine inverse Matrix gegeben ist.
  • Das Gleichungssystem der 17 stellt die zweite vorteilhafte Lösung zur Berechnung der Dämpferkräfte F_D dar.
  • 18 zeigt die Definition der Horizontalkräfte F_HA in der Diagonalen A, der Horizontalkraft F_HB in der Diagonalen B in Abhängigkeit von den Horizontalkraftkomponenten F_X bzw. F_Y an den angegebenen Rädern, der Kraft F_Spr,A in der Diagonalen A und der Kraft F_Spr,B in der Diagonalen B, wie sie in 17 verwendet werden.
  • Es folgt eine dritte vorteilhafte Lösung zur Berechnung der Dämpferkräfte F_D.
  • 19 zeigt eine Variante zu 11, bei der die Summe der Kehrwerte der Reibwerte in den jeweiligen Diagonalen A (FL und RR) bzw. B (FR und RL) gleichgesetzt werden. Auch diese Definition führt zu einer Angleichung der Reibwertausnutzungen entlang der Fahrzeugdiagonalen, das Verhalten ist jedoch nicht identisch.
  • 20 zeigt die Gleichung von 19 unter Berücksichtigung der Gleichungen von 12 und 13.
  • 21 zeigt das Ergebnis einer Auflösung der Gleichung von 20 nach den Dämpferkräften F_D der vier Räder.
  • 22 zeigt die Definition einer Matrix H zur weiteren Berechnung.
  • 23 zeigt das Gesamtergebnis für die Berechnung der Dämpferkräfte F_D in Abhängigkeit von der Hubkraft F_D,Heave, dem Nickmoment M_D,Pitch und dem Rollmoment M_D,Roll sowie der Matrix H von 22 und der Kraft F_Spr des Federglieds 21.
  • Das Gleichungssystem der 23 stellt die dritte vorteilhafte Lösung zur Berechnung der Dämpferkräfte F_D dar.
  • 24 zeigt Ergebnisse einer Simulation eines Lenkwinkelsprungs von 0 Grad auf 60 Grad. Im Bild (A) ist der Schwimmwinkel β in Grad über die Zeit t in Sekunden angegeben, wobei die Linie 101 den Schwimmwinkel bei einem passiven Dämpfungssystem angibt, und die Linie 102 den Schwimmwinkel bei einem aktiven Dämpfungssystem mit einer Berechnung der Dämpferkräfte F_D entsprechend 17. Der Schwimmwinkel der Linie 102 ist absolut größer als der Schwimmwinkel der Linie 101, er weist jedoch eine geringere Schwingung auf, und wie in den Abbildungen (B) und (C) gezeigt ist, wird eine größere laterale Beschleunigung und eine größere Giergeschwindigkeit erzielt.
  • In der Abbildung (B) ist die laterale Beschleunigung in m/s2 über die Zeit t in Sekunden aufgetragen. Die Linie 103 zeigt die laterale Beschleunigung a_y für die passiven Dämpfer, und die Linie 104 zeigt die laterale Beschleunigung a_y für die aktiven Dämpfer mit der Ansteuerung gemäß 17. Es ist wieder zu sehen, dass die passiven Dämpfer zu Schwingungen der lateralen Beschleunigung führen, während die aktiven Dämpfer einen ruhigeren Verlauf aufweisen. Zudem ist die erzielte laterale Beschleunigung der aktiven Dämpfer vergleichsweise größer, und dies führt zu einem agileren Verhalten des Fahrzeugs.
  • In der Abbildung (C) ist die Giergeschwindigkeit ψ' in °/s über die Zeit t in Sekunden aufgetragen. Die Linie 105 zeigt die Giergeschwindigkeit der passiven Dämpfer und die Linie 106 die Giergeschwindigkeit der aktiven Dämpfer. Wie in den anderen Abbildungen hat die Linie 105 ein Schwingungsverhalten, während die Linie 106 einen vergleichsweise glatten Verlauf aufweist. Zudem ist die erzielte Giergeschwindigkeit entsprechend der Linie 106 größer als die der Linie 105, und auch dies bestätigt das agilere Verhalten des Fahrzeugs mit den aktiven Dämpfgliedern und der Ansteuerung gemäß 17.
  • Im Ergebnis sind die laterale Beschleunigung und die Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs mit den aktiven Dämpfern höher als mit den passiven Dämpfern, und die aktiven Dämpfer mit der Ansteuerung gemäß 17 führen zu einem geringeren Überschwingen und zu geringeren Nachschwingungen.
  • 25 zeigt eine entsprechende Darstellung des Schwimmwinkels (Abbildung A), der lateralen Beschleunigung (Abbildung B) und der Giergeschwindigkeit (Abbildung C), jeweils aufgetragen über die Zeit t in Sekunden.
  • Die Linie 111 zeigt den Schwimmwinkel bei der passiven Dämpfung, und die Linie 112 den Schwimmwinkel bei der aktiven Dämpfung. Die Linie 113 zeigt die laterale Beschleunigung mit passiver Dämpfung, und die Linie 114 die laterale Beschleunigung mit aktiver Dämpfung. Die Linie 115 zeigt die Giergeschwindigkeit bei einer passiven Dämpfung, und die Linie 116 die Giergeschwindigkeit bei einer aktiven Dämpfung.
  • Bei der durchgeführten Simulation wurde eine vorgegebene Bodenanregung des Fahrwerks vorgegeben, und die genannten querdynamischen Kenngrößen wurden in Abhängigkeit von der Bodenanregung ermittelt. Bei der Bodenanregung im Bereich von Sekunde 17 bis Sekunde 19 sind die querdynamischen Kenngrößen Schwimmwinkel, laterale Beschleunigung und Giergeschwindigkeit beim aktiven Fahrwerk mit Ansteuerung gemäß 17 deutlich glatter als bei der passiven Dämpfung.
  • Insgesamt kann zumindest in Bereichen ein glatterer Verlauf der lateralen Beschleunigung mit dem aktiven Dämpfer erzielt werden als mit dem passiven Dämpfer.
  • 26 zeigt schematisch ein Fahrzeug 10 mit vier aktiven Dämpfern 23A, 23B, 23C und 23D.
  • Eine Steuervorrichtung 60 ist vorgesehen, welche bspw. als zentrale Steuervorrichtung ausgebildet ist. Schematisch angedeutete Sensoren 64 sind über eine Steuerleitung 65 mit der Steuervorrichtung 60 verbunden und führen dieser Fahrzeugdaten wie die Beschleunigung, die Querbeschleunigung, die Hubbewegung und die Gierrate zu. Eingabemittel 62 charakterisieren eine Eingabe durch den Fahrer, bspw. Werte der Lenkradstellung und des Fahrpedals. Die Eingabemittel 62 sind über eine Steuerleitung 63 mit der Steuervorrichtung 60 verbunden. Eine Dämpfersteuervorrichtung 70 ist vorgesehen und erhält über eine Datenleitung 69 Werte von der Steuervorrichtung 60, bspw. die Hubkraft, das Nickmoment, das Wankmoment, eine gewünschte Rollmomentendifferenz und/oder eine gewünschte Wankmomentverteilung.
  • Die Dämpfersteuervorrichtung 70 berechnet bspw. über das Gleichungssystem von 7 und 8 oder über das Gleichungssystem von 17 oder von 23 die vier Dämpferkräfte F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR und gibt diese an eine Sollwerterzeugungsvorrichtung 74 über eine Datenleitung 72 aus. Die Sollwerterzeugungsvorrichtung ermittelt aus den berechneten Dämpferkräften geeignete Sollwerte F_D,FL_S, F_D,FR_S, F_D,RL_S, F_D,RR_S für die aktiven Dämpfer 23A, 23B, 23C und 23D und gibt diese an die Dämpfer 23A, 23B, 23C und 23D über die Datenleitungen 76 aus.
  • Die Sollwerterzeugungsvorrichtung 74 kann in die Dämpfersteuervorrichtung 70 integriert werden, und über das Gleichungssystem kann auch direkt ein entsprechender Sollwert berechnet werden. Die Sollwerterzeugungsvorrichtung 74 kann jedoch weitere Plausibilitätsprüfungen durchführen, und es kann bspw. eine Begrenzung der Sollwerte auf einen vorgegebenen Bereich erfolgen.
  • Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims (4)

  1. Aktives Dämpfungssystem für ein Fahrzeug (10), welches eine Dämpfersteuervorrichtung (70) und vier aktive Dämpfer (23) aufweist, welchen vier aktiven Dämpfern (23) jeweils ein Dämpferkraft-Sollwert (F_D,FL_S, F_D,FR_S, F_D,RL_S, F_D,RR_S) zuführbar ist, welche Dämpferkraft-Sollwerte (F_D,FL_S, F_D,FR_S, F_D,RL_S, F_D,RR_S) in Abhängigkeit von geeigneten Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) bestimmt werden, und welche Dämpfersteuervorrichtung (70) dazu ausgebildet ist, die geeigneten Dämpferkräfte (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) mit Hilfe eines Gleichungssystems zu berechnen, welches Gleichungssystem auf der Grundlage folgender Gleichungen basiert: - einer ersten Gleichung, welche die Hubkraft (F_D,Heave) in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) definiert, - einer zweiten Gleichung, welche das Wankmoment (M_D,Roll) in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) definiert, - einer dritten Gleichung, welche das Nickmoment (M_D,Pitch) in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) definiert, und - einer vierten Gleichung, welche eine Vorgabe einer Rollmomentendifferenz in Abhängigkeit von den Dämpferkräften (F_D,FL, F_D,FR, F_D,RL, F_D,RR) umfasst.
  2. Aktives Dämpfungssystem nach Anspruch 1, welches eine Fahrzeugsteuervorrichtung (60) aufweist, welche Fahrzeugsteuervorrichtung (60) dazu ausgebildet ist, die Rollmomentendifferenz variabel vorzugeben, um ein gewünschtes Fahrzeugverhalten zu erzielen.
  3. Aktives Dämpfungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Rollmomentendifferenz derart vorgegeben ist, dass die Reibwertausnutzungen entlang der Fahrzeugdiagonalen (A, B) angeglichen sind.
  4. Aktives Dämpfungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Rollmomentendifferenz derart vorgegeben ist, dass die Summe der Kehrwerte der Reibwerte in einer der Fahrzeugdiagonalen (A) der Summe der Kehrwerte der Reibwerte in der anderen Fahrzeugdiagonalen (B) entspricht.
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