DE102021131579A1 - Method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle - Google Patents
Method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021131579A1 DE102021131579A1 DE102021131579.4A DE102021131579A DE102021131579A1 DE 102021131579 A1 DE102021131579 A1 DE 102021131579A1 DE 102021131579 A DE102021131579 A DE 102021131579A DE 102021131579 A1 DE102021131579 A1 DE 102021131579A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- variable
- movement
- mass
- controlled variable
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/002—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion characterised by the control method or circuitry
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K5/00—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units
- B60K5/12—Arrangement of engine supports
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/20—Type of damper
- B60G2202/25—Dynamic damper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
- B60G2204/10—Mounting of suspension elements
- B60G2204/18—Mounting of vehicle engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
- B60G2400/10—Acceleration; Deceleration
- B60G2400/102—Acceleration; Deceleration vertical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines ansteuerbaren Lagers (6) eines Fahrzeugs (1), wobei das Fahrzeug (1) ein Fahrwerk (2), einen gegenüber dem Fahrwerk (2) elastisch gelagerten Aufbau (3) und eine Masse (4) aufweist, wobei die Masse (4) über zumindest ein ansteuerbaren Lager (6) gegenüber dem Aufbau (3) elastisch gelagert ist, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen zumindest einer Regelgröße, die eine Bewegung des Aufbaus (3), des Fahrwerks (2) oder einer im Aufbau (3) befindlichen Person wiedergibt, Ermitteln einer Stellgröße basierend auf der Regelgröße zur Tilgung der über die Regelgröße erfassten Bewegung, und Ansteuern des zumindest einen ansteuerbaren Lagers (6) basierend auf der Stellgröße.The invention relates to a method for controlling or regulating a controllable bearing (6) of a vehicle (1), the vehicle (1) having a chassis (2), a structure (3) which is elastically mounted relative to the chassis (2), and a mass ( 4), wherein the mass (4) is mounted elastically in relation to the body (3) via at least one controllable bearing (6), comprising the following steps: detecting at least one controlled variable that indicates a movement of the body (3), the chassis ( 2) or a person located in the structure (3), determining a manipulated variable based on the controlled variable to cancel the movement detected via the controlled variable, and controlling the at least one controllable bearing (6) based on the manipulated variable.
Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines ansteuerbaren Lagers, insbesondere eines Motorlagers, in einem Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das insbesondere zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist.The present invention relates to a method for controlling or regulating a controllable mount, in particular an engine mount, in a vehicle. Furthermore, the invention relates to a vehicle that is designed in particular to carry out the method.
In Fahrzeugen nach dem Stand der Technik werden die Antriebseinheiten, beispielsweise der Motor mit angeflanschtem Getriebe, üblicherweise über mehrere Motorlager gegenüber dem Aufbau elastisch gelagert. Dabei können semi-aktive Lager verwendet werden, die in ihrem Dämpfungsgrad verstellbar sind. Beispielhaft zeigt hierzu
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines ansteuerbaren Lagers eines Fahrzeugs anzugeben, dass einen sicheren und komfortablen Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe vorliegender Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug mit ansteuerbarem Lager anzugeben, das ebenfalls einen sicheren und komfortablen Betrieb ermöglicht.It is the object of the present invention to specify a method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle that enables safe and comfortable operation of the vehicle. Furthermore, it is the object of the present invention to specify a corresponding vehicle with a controllable bearing, which also enables safe and comfortable operation.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.The object is solved by the features of the independent claims. The dependent claims relate to preferred developments of the invention.
Somit wird die Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines ansteuerbaren Lagers eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein zweispuriges Straßenfahrzeug, insbesondere einen PKW.The invention is thus achieved by a method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle. The vehicle is preferably a two-lane road vehicle, in particular a passenger car.
Es werden folgende vier Lager im Fahrzeugbereich voneinander unterschieden: Das „passive Lager“ ist beispielsweise ein Elastomerlager oder ein hydraulisches Lager. Das „schaltbare Lager“ kann Eigenschaften des Lagers (z.B. Dämpfung oder Steifigkeit) in diskreten Schritten verändern. Das „semi-aktive Lager“ kann Eigenschaften des Lagers (z.B. Dämpfung oder Steifigkeit) kontinuierlich verändern und ist beispielsweise als magnethoreologisches Lager ausgebildet. Das „aktive Lager“ kann sowohl Eigenschaften des Lagers (z.B. Dämpfung oder Steifigkeit) kontinuierlich verändern als auch aktiv Kräfte mittels eines Kraft-Aktuators stellen.A distinction is made between the following four bearings in the vehicle sector: The "passive bearing" is, for example, an elastomer bearing or a hydraulic bearing. The "switchable mount" can change the properties of the mount (e.g. damping or stiffness) in discrete steps. The "semi-active bearing" can continuously change the properties of the bearing (e.g. damping or stiffness) and is designed, for example, as a magneto-reological bearing. The "active mount" can both continuously change the properties of the mount (e.g. damping or stiffness) and actively set forces using a force actuator.
Das zumindest eine erfindungsgemäße „ansteuerbare Lager“ kann grundsätzlich jedes Lager sein, das durch eine entsprechende Ansteuerung in seinen Eigenschaften verstellbar ist und/oder mittels eines Kraft-Aktuators Kräfte stellen kann. Insbesondere weist das ansteuerbare Lager einen Verstell-Aktuator auf, der entsprechend ansteuerbar ist und die Eigenschaft des Lagers ändern kann. Insbesondere ist das ansteuerbare Lager elektronisch ansteuerbar.The at least one “controllable bearing” according to the invention can in principle be any bearing whose properties can be adjusted by means of a corresponding control and/or can provide forces by means of a force actuator. In particular, the controllable bearing has an adjustment actuator that can be correspondingly controlled and can change the property of the bearing. In particular, the controllable bearing can be controlled electronically.
Insbesondere ist das zumindest eine erfindungsgemäße „ansteuerbare Lager“ ein aktive Lager oder ein semi-aktives Lager oder ein schaltbares Lager.In particular, the at least one “controllable bearing” according to the invention is an active bearing or a semi-active bearing or a switchable bearing.
Das Fahrzeug, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung kommt, umfasst ein Fahrwerk und einen Aufbau. Das Fahrwerk umfasst insbesondere vier Räder, die über entsprechende Feder-Dämpfersysteme direkt gegenüber dem Aufbau oder mittels eines Hilfsrahmens gegenüber dem Aufbau gelagert sind. Aufgrund dieser elastischen Lagerung des Fahrwerks relativ zum Aufbau ergibt sich durch die Straßenanregung bei Benutzung des Fahrzeugs eine entsprechende Schwingung des Aufbaus. Des Weiteren sieht das Verfahren vor, dass sich in dem Fahrzeug eine Masse befindet. Bei der Masse handelt es sich insbesondere um eine Antriebseinheit, die zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Die Masse ist über das zumindest eine ansteuerbare Lager gegenüber dem Aufbau elastisch gelagert. Die Erfindung wird der Übersichtlichkeit halber anhand eines ansteuerbaren Lagers zwischen der Masse und dem Aufbau beschrieben. Allerdings ist es auch möglich, dass mehrere baugleiche oder mehrere unterschiedliche ansteuerbare Lager zur Aufnahme der Masse im Aufbau eingesetzt werden und mehrere dieser ansteuerbaren Lager entsprechend der hier vorgestellten Erfindung angesteuert werden.The vehicle in which the method according to the invention is used includes a chassis and a body. The chassis includes, in particular, four wheels, which are mounted directly opposite the body by means of corresponding spring damper systems or by means of an auxiliary frame opposite the body. Due to this elastic mounting of the chassis relative to the body, the excitation on the road when the vehicle is in use results in a corresponding vibration of the body. Furthermore, the method provides that there is a mass in the vehicle. The mass is in particular a drive unit that is used to drive the vehicle. The mass is mounted elastically in relation to the structure via the at least one controllable bearing. For the sake of clarity, the invention is described using a controllable bearing between the mass and the structure. However, it is also possible that several structurally identical or several different controllable bearings are used to accommodate the mass in the structure and several of these controllable bearings are controlled according to the invention presented here.
Die grundlegende Idee der Erfindung basiert darauf, dass die Schwingung der aktiv gelagerten Masse nicht zwangsläufig reduzieren werden muss, sondern dass die von den Insassen im Fahrzeug wahrgenommene Bewegung, insbesondere Schwingung, ausschlaggebend ist und möglichst zu reduzieren ist. Um dieses Ziel zu erreichen, wird die im Fahrzeug befindliche Masse, zumindest in bestimmten Betriebszuständen, als Tilger eingesetzt, um die Schwingung des Aufbaus möglichst weit zu reduzieren. Hierzu sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen:
- (i) Zunächst erfolgt ein Erfassen zumindest einer Regelgröße. Diese Regelgröße basiert auf einer Bewegung, insbesondere einer Beschleunigung, des Aufbaus, des Fahrwerks oder einer im Aufbau befindlichen Person (Insasse). Es können mehrere Regelgrößen am Aufbau oder mehrere Regelgrößen am Fahrwerk oder mehrere Regelgrößen an der im Aufbau befindlichen Person erfasst werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, die Regelgrößen unterschiedlicher Komponenten, also des Aufbaus, des Fahrwerks und/oder einer im Aufbau befindlichen Person zu erfassen und für die Ermittlung der Stellgröße zu nutzen. Der Aufbau des Fahrzeugs umfasst zumindest die Karosserie.
- (i) First, at least one controlled variable is detected. This controlled variable is based on a movement, in particular an acceleration, of the body, the chassis or a person (occupant) located in the body. Several control variables on the body or several control variables on the chassis or several control variables on the person in the body can be recorded. In addition, it is also possible to record the controlled variables of different components, ie the body, the chassis and/or a person located in the body, and to use them to determine the manipulated variable. The structure of the vehicle includes at least the body.
Die Bewegung der Karosserie als Regelgröße kann beispielsweise mit einem Beschleunigungssensor an der Karosserie erfasst werden. Hierzu kann für das erfindungsgemäße Verfahren ein eigener Sensor verbaut werden; allerdings ist es auch möglich einen ohnehin im Fahrzeug vorhandenen Sensor zu nutzen. Des Weiteren kann der Aufbau des Fahrzeugs auch einen Sitz umfassen, wobei die Regelgröße über einen entsprechenden Sensor, insbesondere Beschleunigungssensor, am Sitz erfasst wird. Durch Erfassen der Regelgröße unmittelbar am Sitz wird relativ genau die auf den Insassen einwirkende Bewegung, insbesondere Schwingung oder Beschleunigung, erfasst. Um noch genauer eine hinsichtlich des Insassen wahrnehmungsbasierte Regelgröße zu ermitteln, kann auch direkt an der im Aufbau befindlichen Person die Bewegung, insbesondere Schwingung bzw. Beschleunigung, erfasst werden. Beispielsweise über einen optischen Sensor, insbesondere Kamera, kann vorzugsweise die Regelgröße unmittelbar am Insassen erfasst werden.
- (ii) Basierend auf der erfassten Regelgröße oder basierend auf den mehreren erfassten Regelgrößen wird in einem Regler eine Stellgröße ermittelt, insbesondere berechnet. Diese Stellgröße wird dabei so ermittelt, dass bei Ansteuerung des zumindest einen ansteuerbaren Lagers eine Tilgung der über die Regelgröße erfassten Bewegung mittels der schwingenden Masse erfolgt.
- (iii) Basierend auf der ermittelten Stellgröße erfolgt ein Ansteuern des zumindest einen ansteuerbaren Lagers, um die Masse, insbesondere die Antriebseinheit, zur Tilgung der über die Regelgröße erfassten Bewegung des Aufbaus und/oder des Fahrwerks und/oder des Insassen zu erreichen. Im Rahmen der Erfindung ist somit nicht vorgesehen, dass die Schwingung der Masse möglichst schnell oder effizient gedämpft wird. Vielmehr basiert die Regelgröße (Zielgröße) darauf, die von den Insassen wahrgenommene Bewegung, insbesondere Beschleunigung oder Schwingung, zu reduzieren.
- (ii) Based on the detected controlled variable or based on the multiple detected controlled variables, a manipulated variable is determined, in particular calculated, in a controller. This manipulated variable is determined in such a way that when the at least one controllable bearing is activated, the movement detected via the controlled variable is canceled by means of the oscillating mass.
- (iii) Based on the determined manipulated variable, the at least one controllable bearing is actuated in order to reach the mass, in particular the drive unit, for absorbing the movement of the body and/or the chassis and/or the occupant detected via the controlled variable. The invention therefore does not provide for the vibration of the mass to be damped as quickly or efficiently as possible. Rather, the controlled variable (target variable) is based on reducing the movement perceived by the occupants, in particular acceleration or vibration.
Wie bereits beschrieben, handelt es sich bei der Masse im Fahrzeug vorzugsweise um die Antriebseinheit des Fahrzeugs. Die Antriebseinheit umfasst insbesondere einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor und/oder ein Getriebe und/oder eine Brennstoffzellenaggregat. Weitere Bestandteile des Antriebsstrangs können Bestandteil der Antriebseinheit sein. So wird insbesondere keine zusätzliche Masse zum Tilgen in das Fahrzeug eingebracht, sondern es wird eine ohnehin schon im Fahrzeug befindliche Masse, nämlich die Antriebseinheit, zur Tilgung der Schwingung verwendet.As already described, the mass in the vehicle is preferably the drive unit of the vehicle. The drive unit comprises in particular an internal combustion engine and/or an electric motor and/or a transmission and/or a fuel cell unit. Other components of the drive train can be part of the drive unit. In particular, no additional mass is introduced into the vehicle for damping purposes, but a mass that is already in the vehicle, namely the drive unit, is used to dampen the vibration.
Insbesondere erfolgt die Tilgung dadurch, dass das ansterubare Lager derart angesteuert wird, so dass eine Bewegungsrichtung der Masse einer Bewegungsrichtung der über die Regelgröße erfassten Bewegung entgegengesetzt ist.In particular, the eradication takes place in that the controllable bearing is controlled in such a way that a direction of movement of the mass is opposite to a direction of movement of the movement detected via the controlled variable.
Wie bereits diskutiert, wird die Masse, insbesondere Antriebseinheit, bei herkömmlichen Fahrzeugen möglichst schnell gedämpft. Im Rahmen vorliegender Erfindung ist jedoch bevorzugt vorgesehen, dass, in bestimmten Betriebszuständen ein Schwingen der Masse begünstigt wird, insbesondere, wenn dies den wahrgenommenen Schwingungskomfort für den Insassen verbessert. Dies ist insbesondere der Fall, wenn sich die Bewegungsrichtungen der Masse und der über die Regelgröße erfassten Bewegung unterscheiden und dadurch eine effiziente Tilgung möglich ist.As already discussed, the mass, in particular the drive unit, is dampened as quickly as possible in conventional vehicles. In the context of the present invention, however, provision is preferably made for the mass to vibrate in certain operating states, in particular if this improves the perceived vibration comfort for the occupant. This is particularly the case when the directions of movement of the mass and the movement detected via the controlled variable differ and efficient cancellation is possible as a result.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Stellgröße zur Tilgung der über die Regelgröße erfassten Bewegung zumindest in einem Frequenzbereich von 5 Hz bis 50 Hz ermittelt wird. Insbesondere in diesem Frequenzbereich kann die Masse, insbesondere die Antriebseinheit, als effizienter Tilger eingesetzt werden.It is preferably provided that the manipulated variable for canceling the movement detected via the controlled variable is determined at least in a frequency range from 5 Hz to 50 Hz. In this frequency range in particular, the mass, in particular the drive unit, can be used as an efficient absorber.
Zusätzlich zu der beschriebenen Regelgröße ist es möglich, eine Zusatzgröße zu erfassen. Die Zusatzgröße basiert auf einer Bewegung der Masse. Bei der Ermittlung der Stellgröße im Regler kann dadurch die Stellgröße nicht nur auf der Regelgröße, sondern vorzugsweise zusätzlich auf dieser Zusatzgröße basieren.In addition to the controlled variable described, it is possible to record an additional variable. The additional quantity is based on a movement of the mass. When determining the manipulated variable in the controller, the manipulated variable can be based not only on the controlled variable, but preferably also on this additional variable.
Das Ermitteln der Stellgröße im Regler basiert vorzugsweise auf einem der folgenden Steuer- oder Regelansätze: Feedforward Control, insbesondere FxLMS (Filtered x Least Mean Squared), Optimal Control, insbesondere LQR (linear-quadratischer Regler) oder LQG (linear-quadratic-gaussian regulator), Predictive Control, insbesondere MPC (Modellprädiktive Regelung), Robust Control, insbesondere H∞ Control, oder Intelligent Control, insbesondere Fuzzy Logic oder Regler mit künstlichen neuronalen Netzen.The determination of the manipulated variable in the controller is preferably based on one of the following control or regulation approaches: Feedforward Control, in particular FxLMS (Filtered x Least Mean Squared), Optimal Control, in particular LQR (linear quadratic regulator) or LQG (linear quadratic gaussian regulator ), predictive control, in particular MPC (model predictive control), robust control, in particular H∞ control, or intelligent control, in particular fuzzy logic or controllers with artificial neural networks.
Die Erfindung umfasst ferner ein Fahrzeug, insbesondere ausgebildet zur Durchführung des vorab beschriebenen Verfahrens. Die im Rahmen des Verfahrens beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und die zugehörigen Ansprüche finden entsprechend vorteilhafte Anwendung auf das Fahrzeug.The invention also includes a vehicle, in particular designed to carry out the method described above. The advantageous refinements described in the context of the method and the associated claims are correspondingly advantageously applied to the vehicle.
Das Fahrzeug umfasst ein Fahrwerk, einen gegenüber dem Fahrwerk elastisch gelagerten Aufbau, eine Masse, insbesondere Antriebseinheit, und zumindest ein ansteuerbares Lager, wobei die Masse über das zumindest eine ansteuerbare Lager gegenüber dem Aufbau elastisch gelagert ist. Insbesondere ist das Fahrzeug aufgebaut, wie es im Rahmen des Verfahrens bereits beschrieben wurde.The vehicle includes a chassis, a body elastically mounted relative to the chassis, a mass, in particular a drive unit, and at least one controllable bearing, the mass being elastically mounted relative to the body via the at least one controllable bearing. In particular, the vehicle is constructed as already described in the context of the method.
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug eine Erfassungseinheit zum Erfassen der zumindest einen Regelgröße, die eine Bewegung des Aufbaus, des Fahrwerks oder eines Insassen wiedergibt; einen Regler zum Ermitteln der Stellgröße basierend auf der Regelgröße zur Tilgung der über die Regelgröße erfassten Bewegung; und eine Steuereinheit zum Ansteuern des zumindest einen ansteuerbaren Lagers basierend auf der Stellgröße.Furthermore, the vehicle includes a detection unit for detecting the at least one controlled variable, which reflects a movement of the body, the chassis or an occupant; a controller for determining the manipulated variable based on the controlled variable for canceling the movement detected via the controlled variable; and a control unit for controlling the at least one controllable bearing based on the manipulated variable.
Die Erfassungseinheit, der Regler und die Steuereinheit können zusammen in einer Recheneinheit integriert sein. Des Weiteren ist es möglich, die einzelnen Einheiten in separaten Recheneinheiten bzw. Steuergeräten anzuordnen.The detection unit, the regulator and the control unit can be integrated together in a computing unit. Furthermore, it is possible to arrange the individual units in separate computing units or control devices.
Die Einheiten können teilweise oder vollständig durch Hardware und/oder Software realisiert werden. Des Weiteren ist es möglich, Teile der Berechnung der Erfassungseinheit und/oder des Reglers und/oder der Steuereinheit in eine Cloud auszulagern, wobei das Fahrzeug über eine entsprechende Datenverbindung mit der Cloud verbunden ist.The units can be partially or fully realized by hardware and/or software. Furthermore, it is possible to outsource parts of the calculation of the detection unit and/or the regulator and/or the control unit to a cloud, with the vehicle being connected to the cloud via a corresponding data connection.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
-
1 eine rein schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
2 ein Diagramm zur Darstellung der Krafteinleitung von der Antriebseinheit auf den Aufbau, -
3 ein Diagramm zur Darstellung einer translatorischen Beschleunigung des Aufbaus, -
4 ein Diagramm zur Darstellung einer rotatorischen Beschleunigung des Aufbaus, -
5 ein Diagramm zur Darstellung der verbesserten Wahrnehmung des Schwingungskomforts bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und -
6 ein Detail einer Recheneinheit zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a purely schematic view of a vehicle according to the invention for carrying out the method according to the invention, -
2 a diagram showing the introduction of force from the drive unit to the body, -
3 a diagram to show a translational acceleration of the structure, -
4 a diagram to show a rotational acceleration of the structure, -
5 a diagram showing the improved perception of the vibration comfort when the method according to the invention is carried out, and -
6 a detail of a computing unit for carrying out a method according to the invention.
Im Folgenden wird anhand der
Des Weiteren zeigt die schematische Darstellung des Fahrzeugs 1 in
Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 eine Recheneinheit 8. Bestandteil dieser Recheneinheit 8 sind eine Erfassungseinheit 9, ein Regler 10 und eine Steuereinheit 11.
Mittels der Erfassungseinheit 9 wird eine Regelgröße am Fahrzeug 1 erfasst. Beispielhaft zeigt die Darstellung in
In der Recheneinheit 8 errechnet der Regler 10 basierend auf der zumindest einen Regelgröße die Steuergröße. Mittels dieser Steuergröße kann die Steuereinheit 11 die ansteuerbaren Lager 6 derart ansteuern, dass die Antriebseinheit 4 als Tilger zur Reduzierung der Bewegung des Aufbaus 3 genutzt werden kann.In the
Im Regler 10 können grundsätzlich sehr unterschiedliche Steuer- und Regelansätze zur Anwendung kommen, die es ermöglichen, basierend auf der Regelgröße die Masse, insbesondere Antriebseinheit 4, tilgend zur Reduzierung der Bewegung des Aufbaus 3 einzusetzen. Beispielhaft werden hierzu im Folgenden zwei Ansätze genauer beschrieben, die vorteilhaft anzuwendende Steuer- und Regelansätze beschreiben, die in Simulationen auf Ihre Eignung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens überprüft wurden.In principle, very different control and regulation approaches can be used in
Der Regler 10 kann ein linear-quadratischer Regler (LQR) sein, bei dem eine Kostenfunktion V(u) mit unterschiedlichem Zeithorizont mit Hilfe zweier Gewichtungsmatrizen Q und R minimiert wird, um die optimale Stellgröße u zu finden. Im Wesentlichen basiert der linear-quadratischer Regler 10 auf folgender Formel:
Die beiden Gewichtungsmatrizen Q und R werden dabei für die zugehörige Fahrzeugkonfiguration in Versuchen und/oder Simulationen ermittelt und entsprechend im Regler 10 hinterlegt. Bei dem Vektor x handelt es sich um die Zustände des Systems.The two weighting matrices Q and R are determined for the associated vehicle configuration in tests and/or simulations and stored in
Bei diesem Regelansatz kann die Krafteinleitung der Antriebseinheit 4 im Vergleich zu einer passiven, z.B. hydraulischen Lagerung reduziert werden und insbesondere tilgend auf die Achskräfte wirken.
Des Weiteren zeigt
In
Eine von den Insassen wahrgenommene Verbesserung des Schwingungskomforts kann z.B. mit Hilfe des Overall Vibration Total Values nach ISO 2631-1 berechnet werden. Dies wurde im Rahmen der vorstehend erläuterten Versuche mit dem LQ-Regler 10 durchgeführt. Dabei ergab sich das Ergebnis gemäß
Darüber hinaus wurde das erfindungsgemäße Verfahren mit einem modellprädikativen Regler (MPC) durchgeführt, und auch dabei eine signifikante Verbesserung des Schwingungskomforts erreicht. Bei der Ausbildung des Reglers 10 als modellprädikativer Regler wird insbesondere eine Kostenfunktion V(u) mit endlichem Zeithorizont mithilfe einer online Optimierung der Stellgröße u minimiert. Diese online Optimierung wird während des Betriebs des Fahrzeugs im Regler 10 durchgeführt. Der modellprädikative Regler 10 optimiert die Stellgröße u insbesondere basierend auf folgender Formel:
Dabei ist: V: Kostenfunktion; i: Iterationsvariable; Np: vorhersage Horizont; ypred: vorhersage Systemausgangsvektor; k: diskrete Zeitvariable; Q:
- Gewichtungsmatrix des Ausgangs; Nu: Steuerungshorizont; Δu: Vektor der Systemschrittweite; R1: Gewichtungsmatrix der Steuerungsschrittweite; u:
- Systemeingangsvektor; R2: Gewichtungsmatrix der Steuergrößen
- output weight matrix; N u : control horizon; Δu: vector of the system step size; R 1 : control step size weight matrix; u:
- system input vector; R 2 : weighting matrix of the control variables
Die Simulationen haben ergeben, dass die Wirkungsweise bezüglich Kräften und Beschleunigungen beim modellprädikativen Regler sehr ähnlich zu den Werten des LQ-Reglers sind, wie dies bereits anhand der
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Fahrwerklanding gear
- 33
- AufbauConstruction
- 44
- Antriebseinheit (Masse)drive unit (mass)
- 55
- Federdämpfersystemspring damper system
- 66
- ansteuerbares Lagercontrollable warehouse
- 77
- Sensorsensor
- 88th
- Recheneinheitunit of account
- 99
- Erfassungseinheitregistration unit
- 1010
- Reglercontroller
- 1111
- Steuereinheitcontrol unit
- 1212
- Optimiereroptimizer
- 1313
- ModellModel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 1249637 B1 [0002]EP 1249637 B1 [0002]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021131579.4A DE102021131579A1 (en) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | Method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021131579.4A DE102021131579A1 (en) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | Method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021131579A1 true DE102021131579A1 (en) | 2023-06-01 |
Family
ID=86317147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021131579.4A Pending DE102021131579A1 (en) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | Method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021131579A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1249637B1 (en) | 2001-04-10 | 2005-10-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for the suppression of vibrations of a moving system |
DE102009015166A1 (en) | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Assembly bearing for motor vehicles for variation of damping or stiffness of assembly bearing, particularly elastomeric bearing, has regulating device which determines variation of damping or stiffness |
DE102012012267A1 (en) | 2012-06-20 | 2013-12-24 | Audi Ag | Active motor storage system for motor vehicle, has sensor device which comprises vibration sensor unit for detecting natural frequency of drive assembly, and control device generates counter-vibration to detected natural frequency |
DE102015122078A1 (en) | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method for controlling an assembly warehouse |
-
2021
- 2021-12-01 DE DE102021131579.4A patent/DE102021131579A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1249637B1 (en) | 2001-04-10 | 2005-10-05 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for the suppression of vibrations of a moving system |
DE102009015166A1 (en) | 2009-03-26 | 2010-09-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Assembly bearing for motor vehicles for variation of damping or stiffness of assembly bearing, particularly elastomeric bearing, has regulating device which determines variation of damping or stiffness |
DE102012012267A1 (en) | 2012-06-20 | 2013-12-24 | Audi Ag | Active motor storage system for motor vehicle, has sensor device which comprises vibration sensor unit for detecting natural frequency of drive assembly, and control device generates counter-vibration to detected natural frequency |
DE102015122078A1 (en) | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method for controlling an assembly warehouse |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Norm ISO 2631-1 1997-07-15. Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1: General requirements |
Norm ISO 2631-1 Amendment 1 2010-07-01. Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1: General requirements |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0403803B1 (en) | Semi-active suspension | |
DE69606732T2 (en) | Method of limiting movement using an adjustable damper | |
DE102016216008A1 (en) | Method for controlling the vibration damper of a suspension | |
DE102008058409A1 (en) | Device and method for the active suspension of a vehicle part | |
DE102007048194A1 (en) | Vehicle with sprung vehicle seat and suspension vehicle cab and suspension method | |
DE102009021950A1 (en) | Suspension control device | |
DE69311400T2 (en) | Suspension system assembly for a motor vehicle | |
EP3323699A1 (en) | Method and device for controlling or regulating a cab suspension of a motor vehicle | |
DE102019218022A1 (en) | Vehicle vibration control through switchable air volume suspension | |
EP0760437A1 (en) | Device for damping car body vibrations | |
DE102009015166A1 (en) | Assembly bearing for motor vehicles for variation of damping or stiffness of assembly bearing, particularly elastomeric bearing, has regulating device which determines variation of damping or stiffness | |
DE102019118904A1 (en) | Damping device of a vehicle and associated method | |
DE102019206506A1 (en) | Classification of road anomalies | |
DE10233783A1 (en) | Bearing element control for combustion engine has control apparatus that detects driving style of driver and acquires operation parameter of motor vehicle for controlling bearing elements | |
DE3928343A1 (en) | Vehicular active suspension damper with digital signal processor - identifies natural oscillator behaviour and estimates excitations from roadway for desired damping by electrical-operated valves | |
DE102018119913A1 (en) | Cab mounting for a commercial vehicle, commercial vehicle and method for adjusting a damping of a cab mounting | |
EP3049263A1 (en) | Method for operating an electromechanical actuator in a motor vehicle | |
DE102021131579A1 (en) | Method for controlling or regulating a controllable bearing of a vehicle | |
DE102019206898A1 (en) | Method for operating a chassis of a motor vehicle | |
DE102014207952A1 (en) | Method for determining a loading state of a vehicle | |
DE102016223707A1 (en) | Bearing arrangement for a vehicle and method for controlling such a bearing assembly | |
DE19651162A1 (en) | Vibration damper for vehicle monitor system | |
DE102016216653A1 (en) | Active vehicle seat system and method for operating an active vehicle seat system | |
EP3939828A1 (en) | Vehicle seat with adaptive damping of an oscillating unit associated with the vehicle seat and method for controlling the damping of the oscillating unit | |
DE102020215363A1 (en) | Position and height control of a driver's cab relative to the vehicle chassis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |