DE3827737A1

DE3827737A1 - Einrichtung zur erzeugung eines anzeige- und/oder steuersignals

Info

Publication number: DE3827737A1
Application number: DE19883827737
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Ing Steinkopff; Wilhelm Dr Ing Dreyer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1987-08-29
Filing date: 1988-08-16
Publication date: 1989-03-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines für die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeuges repräsentativen Anzeigesignals und/oder Steuersignals der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art.

Bei der Auslegung des Fahrwerks, d. h. des Feder-, Dämpfer- und Stabilisatorsystems eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, müssen zwei einander an sich widerstrebende Gesichtspunkte miteinander in Einklang gebracht werden.

Einerseits sollen die Fahrzeuginsassen möglichst komfortabel reisen, was ein "weiches" Fahrwerk erfordert, das möglichst alle großen und kleinen sowie kürzeren und länger anhaltenden Fahrbahnunebenheiten "schluckt", d. h. von den Fahrzeuginsassen fernhält.

Andererseits soll das Fahrzeug aus Gründen der Fahrsicherheit möglichst bei allen Beladungszuständen, in allen Geschwindigkeitsbereichen sowie bei den unterschiedlichsten Straßenverhältnissen (ob kurvig oder gerade, ob holperig oder eben) über die Fahrzeugräder sicheren Kontakt mit der Fahrbahn behalten und den Lenkbewegungen des Lenkrades sicher folgen.

Bei der Auslegung konventioneller Fahrwerke muß daher stets der bestmögliche Kompromiß zwischen Fahrkomfort und Fahrsicherheit geschlossen werden.

Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß über den ganzen Betriebsbereich des Fahrzeuges ein besserer Kompromiß zwischen Fahrkomfort und Fahrsicherheit gelingt, wenn ein aktives oder schaltbares Fahrwerk eingesetzt wird, dessen Federungs- und/oder Dämpfungs- und/oder Stabilisator-Kennwerte also verstellbar sind, und wenn dieses bei sich ändernden Betriebsbedingungen (z. B. sich ändernde Fahrbahnbeschaffenheit etc.) unter Veränderung des Fahrkomforts so ausgesteuert wird, daß die Fahrsicherheit stets gewährleistet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demzufolge, eine Einrichtung zur Erzeugung eines Steuersignals zu schaffen, welches für die Fahrsicherheit des Kraftfahrzeuges repräsentativ, d. h. aussagekräftig und damit im obigen Sinne zur Steuerung bzw. Regelung eines schaltbaren oder aktiven Kraftfahrzeug-Fahrwerkes geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Das aussagekräftigste Maß für die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeuges wäre an sich der Effektivwert der Radlastschwankungen, weil davon unmittelbar der Fahrbahnkontakt der Fahrzeugräder abhängt. Radlastschwankungen sind im Fahrbetrieb jedoch nur mit einem außergewöhnlich hohen Meßaufwand durchzuführen, der zwar bei Experimentier- und Versuchsfahrzeugen aufgebracht werden kann, sich für Serienfahrzeuge aus wirtschaftlichen Gründen aber von vornherein verbietet.

Erfindungsgemäß wird daher für die Erzeugung des Steuersignales auf meßtechnisch einfacher erfaßbare Betriebsparameter des Fahrzeuges zurückgegriffen, nämlich auf die Dämpfergeschwindigkeit, die Rad- oder die Aufbaubeschleunigung oder vorzugsweise auf den Federweg.

Diese einfach erfaßbaren Ersatzgrößen verlaufen zwar nicht zeitsynchron mit den Radlastschwankungen, zeigen im übrigen aber ein sehr ähnliches Zeitverhalten wie diese und sind deshalb bei geschickter meßtechnischer Auswertung wie diese für die Fahrsicherheit des Fahrzeuges aussagekräftig und damit zur Erzeugung eines sicherheitsrelevanten Steuersignals zur Steuerung bzw. Regelung des schaltbaren Fahrwerks geeignet.

Bei niveaugeregelten Fahrzeugen ist der Rückgriff auf den Federweg besonders vorteilhaft, weil solche Fahrzeuge bereits sowieso mit einem den Federweg erfassenden Meßwertaufnehmer ausgerüstet sind, auf den dann zurückgegriffen werden kann; der an sich sowieso bereits geringe Aufwand für die Einrichtung zur Erzeugung des Steuersignals wird somit weiter verringert.

Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Die Einrichtung zur Erzeugung eines Anzeige- und/oder Steuersignals zur Steuerung bzw. Regelung des schaltbaren Fahrwerkes besteht aus einem Meßwertaufnehmer 1, dessen Ausgangssignal (z _rel) einerseits einem elektronischen Effektivwertbilder 2 und andererseits einem elektronischen Mittelwertbilder 3 zugeführt wird. Die Ausgangssignale z _{rel, eff} des Effektivwertbilders 2 und _rel des Mittelwertbilders werden einer elektronischen Subtrahierstufe 4 zugeführt, deren Ausgangssignal z _{rel, eff} - _rel einer elektronischen Vergleichsschaltung 5 zugeführt wird, in welcher es mit einem vorgegebenen Schwellwert s verglichen wird, dessen fahrsicherheitsspezifische Größe z. B. durch Prüfstands- oder Fahrversuche ermittelt worden sein kann. Bei Überschreiten dieses Schwellwertes wird ein Signal n abgegeben, welches als Steuersignal für die Steuerung des schaltbaren Fahrwerks Verwendung finden kann, um z. B. das Federungs-, das Stabilisator- und/oder das Dämpfungssystem in Richtung "mehr Bodenhaftung" zu verstellen.

Das Ausgangssignal n kann natürlich auch einer nicht weiter dargestellten Anzeigevorrichtung zugeführt werden, die dem Fahrzeuglenker signalisiert, daß die Fahrsicherheit gefährdet erscheint und die Fahrgeschwindigkeit deshalb reduziert werden sollte.

Durch den Meßwertaufnehmer 1 wird während des Fahrbetriebes laufend die vorgenannte Ersatzgröße, vorzugsweise also der Federweg gemessen und den Effektivwert- bzw. Mittelwertbildern 2 bzw. 3 zugeführt. Diese bilden aus den zugeführten Meßwerten z _rel gleitend, d. h. ständig für einen festen Zeitabschnitt, den Effektivwert

bzw. gleitend den Mittelwert

Die festen Zeitabschnitte Δ t des Effektivwertbilders 2 bzw. des Mittelwertbilders 3 können gleich groß oder wie im Beispiel angenommen verschieden groß sein.

Der ermittelte Effektivwert z _{rel, eff} wird durch diese Maßnahme mittelwertkompensiert. Die Mittelwertkompensation hat den Vorteil, daß von einem beliebigen Fahrzeugausgangsniveau (z. B. "Jägerniveau" oder für hohe Geschwindigkeiten abgesenktes Niveau) ausgegangen werden kann, also z. B. das bei einem niveaugeregelten Fahrzeug vorliegende Fahrzeugniveau für die Erzeugung des Steuersignals auch in den Fällen ohne Bedeutung ist, in denen der Federweg als Ersatzgröße verwendet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird für die Steuerung des schaltbaren Fahrwerkes auf zeitlich bereits vergangene Betriebswerte des Fahrzeuges zurückgegriffen; aus statistischen Gründen ist dies ohne Gefährdung des angestrebten Ziels, nämlich die Fahrsicherheit zu gewährleisten, durchaus möglich, da die ausgewählte Ersatzgröße nur geringfügig schwankt, wenn pro Erfassungszeitraum Δ t jeweils eine hinreichend große Anzahl von Meßwerten der ausgewählten Ersatzgröße ermittelt wird. Andererseits ist die vorgeschlagene Einrichtung schnell genug, um mit relativ geringem Zeitverzug grundlegende Fahrbahnbelagänderungen zu erkennen und zu signalisieren.

Um ein Umschalten des schaltbaren Fahrwerkes beim Überfahren von Einzelhindernissen (z. B. Kanaldeckel) zu vermeiden, muß der "gleitende Effektivwert" z _{rel, eff} entsprechend geglättet werden, d. h. der Zeitraum Δ t _1,2, über den die Effektivwertbildung erfolgt, muß aureichend groß gemacht werden, um solche Einzelhindernisse zu "schlucken".

Claims

Einrichtung zur Erzeugung eines für die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeuges repräsentativen Anzeigesignals und/oder Steuersignals zur Steuerung/Regelung eines schaltbaren oder aktiven Kraftfahrzeug-Fahrwerks mit einem in seinen Kennwerten verstellbaren Federungs- und/oder Dämpfungs- und/oder Stabilisatorsystem, gekennzeichnet durch
- a) einen den Federweg, die Dämpfergeschwindigkeit, die Radbeschleunigung oder die Aufbaubeschleunigung (z _rel) erfassenden Meßwertaufnehmer (1),
- b) einen aus dem ihm zugeführten Meßwert (z _rel) gleitend den Effektivwert bildenden elektronischen Effektivwertbilder (2),
- c) einen aus dem ihm zugeführten Meßwert (z _rel) gleitend den Mittelwert bildenden elektronischen Mittelwertbilder (3),
- d) eine die Differenz z _{rel, eff} - _rel aus Effektivwert und Mittelwert bildende elektronische Subtrahierstufe (4) und
- e) eine diese Differenz mit einem vorgegebenen Schwellwert (s) vergleichende elektronische Vergleichsschaltung (5), welche bei Überschreiten des Schwellwertes (s) ein elektrisches Anzeige- und/oder Steuersignal (n) abgibt.