DE4112007A1

DE4112007A1 - System zur bildung eines signals bei einem fahrzeug

Info

Publication number: DE4112007A1
Application number: DE4112007A
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Ing Neumann; Stefan Dr Otterbein; Rainer Dr Ing Kallenbach; Andreas Dipl Ing Klug; Stefan Dipl Ing Gorny
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-04-12
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1992-10-15
Also published as: FR2675084A1; GB2255390B; GB2255390A; FR2675084B1; JPH05104929A; GB9207917D0

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein System zur Bildung eines Signals bei einem Fahrzeug, insbesondere in Verbindung mit einer Fahrwerkregelung, nach der Gattung des Hauptanspruches.

Für die Ausgestaltung des Fahrwerkes eines Kraftfahrzeuges ist ein leistungsfähiges Aufhängungssystem zwischen den Radeinheiten und dem Fahrzeugaufbau wesentlich. Ein solches Aufhängungssystem besteht im Falle eines semiaktiven Systems im allgemeinen aus einer Federanordnung mit fester Federcharakteristik, der eine Dämpfungseinrichtung mit verstellbarer Dämpfung parallel geschaltet ist. Ein solcher Dämpfer mit verstellbarer Charakteristik kann beispielsweise derart realisiert werden, daß der Dämpferkolben mit einem Drosselventil ausgestattet ist, dessen Durchflußquerschnitt veränderbar ausgelegt ist.

Des weiteren ist für die Ausgestaltung eines solchen Fahrwerkes ein leistungsfähiges Verfahren zur Steuerung oder Regelung des verstellbaren Aufhängungssystems von großer Bedeutung. Durch ein solches Verfahren werden aufgrund von Informationen von Sensorsignalen, die über den Fahrzustand des Fahrzeuges Auskunft geben, Ansteuerungssignale für die verstellbaren Aufhängungssysteme geliefert.

Eine leistungsfähige Fahrwerkregelung oder -steuerung sollte idealerweise das verstellbare Fahrwerk derart regeln oder steuern, daß zum einen der Fahrsicherheit Rechnung getragen wird und zum anderen den Insassen und/oder einer stoßempfindlichen Zuladung des Fahrzeuges ein möglichst hoher Reisekomfort ermöglicht wird. Dies sind aus der Sicht des Federungs- und/oder Dämpfungssystems sich widerstrebende Zielsetzungen. Ein hoher Reisekomfort ist durch eine möglichst weiche Fahrwerkeinstellung zu erreichen, während hinsichtlich einer hohen Fahrsicherheit eine möglichst harte Fahrwerkeinstellung erwünscht ist.

Aus der DE-OS 39 18 735 ist ein Verfahren zur Dämpfung von Bewegungsabläufen an Fahrwerken von Personen- und Nutzkraftwagen bekannt. Hier werden die Ansteuersignale zur Steuerung oder Regelung des verstellbaren Fahrwerkes im wesentlichen durch die Verarbeitung von Sensorsignalen in Filteranordnungen erzeugt. Diese Filter sind so konzipiert, daß die Sensorsignale, die über den Fahrzustand des Fahrzeuges Auskunft geben, in ihrem Amplituden- und/oder Phasenverlauf beeinflußt werden. Durch diese Einflußnahme werden Ansteuersignale für das verstellbare Fahrwerk erzeugt und es erfolgt hierdurch eine Anpassung an den jeweiligen Bewegungszustand des Fahrzeuges derart, daß bei kritischen Fahrsituationen eine der Fahrsicherheit dienende Fahrwerkeinstellung und in unkritischen Fahrsituationen eine komfortable Einstellung vorgenommen wird.

Eine komfortable Fahrwerkeinstellung läßt sich zum Beispiel dadurch erreichen, daß das verstellbare Fahrwerk eine möglichst weiche Einstellung, d. h. daß die verstellbaren Dämpfer eine geringe Dämpfung aufweisen. Eine weitaus effizientere Steuerung oder Regelung des Fahrwerkes, beispielsweise im Hinblick auf die den Fahrkomfort bestimmenden Bewegungen des Fahrzeugaufbaus, ist durch eine sogenannte frequenzabhängige "Skyhook-Regelung" zu erreichen.

Bei der sogenannten Skyhook-Regelung werden die Aufbaubewegungen verringert und damit eine Verbesserung des Fahrkomforts bewirkt, während die Fahrsicherheit nicht unmittelbar erhöht wird. Dieses, in der Fahrwerkregelung allgemein bekannte, Regelkonzept basiert auf der modellhaften Vorstellung eines an der Fahrzeugaufbaumasse angreifenden Dämpfer- und/oder Federungssystems, das mit einem inertialen Fixpunkt (Skyhook = "Himmelshaken") verbunden ist. Da in der Praxis ein derartiges inertiales Dämpfer- und/oder Federungssystem nicht unmittelbar zu realisieren ist, wird ersatzweise das Aufhängungssystem zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Radeinheiten entsprechend angesteuert.

Aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen (Crolla, D. A., Aboul Nour, A.M.A., Proceedings of the Institution of Mechanical Engenrers, International Conference of Advanced Suspension, 22-25 Oct. 1988, London oder Margolis, D.L., Semi-Active Heave and Pitch Control for Ground Vehicles, Vehicle System Dynamics, 11 (1982), pp. 31-42) ist im Falle eines Aufhängungssystems, das Dämpfer aufweist, deren Dämpfungscharakteristik zweistufig (hart/weich) verstellbar ist, eine Schaltstrategie als "semiaktive, diskrete Skyhookdämpfung" bekannt, wobei die Dämpfungscharakteristik abhängig von den Aufbaubewegungen verstellt wird. Diese Schaltstrategie ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben:

Hierbei ist mit Va die Aufbaugeschwindigkeit in vertikaler Richtung an den Angriffspunkten der Aufhängungssysteme abgekürzt. Übersteigt diese Geschwindigkeit eine gewisse positive Schranke Vagr (Abstimmungsparameter), findet also eine heftige Aufwärtsbewegung der Karosserie statt, so wird der jeweilige Dämpfer in der Zugstufe auf die harte und in der Druckstufe auf die weiche Charakteristik geschaltet. Umgekehrt wird er bei einer starken Abwärtsbewegung des Aufbaus in der Zugstufe auf die weiche und in der Druckstufe auf die harte Charakteristik geschaltet. Finden keine übermäßigen Aufbaubewegungen statt (|Va|Vagr), so arbeitet der Dämpfer in seiner weichen Abstimmung, sowohl in der Zug- als auch in der Druckstufe.

Dämpfer, die in ihrer Dämpfungscharakteristik verstellbar sind, werden beispielsweise in der DE-OS 33 04 815 und in der DE-OS 36 44 447 beschrieben.

Weiterhin sind als Kriterien für die Verstellung der Dämpfungscharakteristik Überlegungen hinsichtlich der Fahrsicherheit relevant. Solch ein System, das auf die Minimierung der dynamischen Radlastschwankungen abzielt, ist in der DE-Anmeldung P 40 11 808.8 beschrieben.

Solche Fahrwerkregelungssysteme liefern abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeuges Steuersignale für die Verstellung der Dämpfungscharakteristik der Dämpfer.

In der US 49 36 425 wird ein Fahrwerkregelungssystem vorgeschlagen, bei dem eine Umstellung eines semiaktiven Dämpfers zwischen einer harten und einer weichen Dämpfungsstufe dann getätigt werden soll, wenn die Relativgeschwindigkeit der beiden Dämpferangriffspunkte kleiner als eine fest vorbestimmte Schwelle ist oder die Reifendeformation kleiner als eine fest vorbestimmte Schwelle ist, je nachdem welches dieser beiden Schaltbedingungen zuerst erfüllt ist. Wie weiter unten im Rahmen der Beschreibung des erfindungsgemäßen Systems gezeigt wird, ist eine solche dämpferkolbengeschwindigkeitsabhängige Ansteuerung nicht optimal. Auch wenn man darüber hinaus die Deformation der Reifen als Kriterium zur Umschaltung der Dämpfercharakteristik in Betracht zieht, so erhält man, wie weiter unten beschrieben wird, keinen optimalen Ansteuerungsmodus. Weiterhin erfordert die Berücksichtigung der Reifendeformation einen erheblichen Aufwand bezüglich der benötigten Sensorik.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von diesen Ansteuersignalen, den Ansteuerungsmodus der Dämpfer zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch Systeme mit den Merkmalen des Anspruches 1 oder des Anspruches 2 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Bei dem erfindungsgemäßen, optimierten Ansteuerungsmodus erfolgen die Verstellungen der Dämpfungscharakteristik in Betriebsphasen geringer Dämpfungskräfte des Dämpfers.

Diese Betriebsphasen sind im allgemeinen im Bereich der Umkehrungen des Dämpferkolbenweges. Eine Umschaltung bei diesen Betriebsphasen ist hinsichtlich der Geräuschoptimierung von Vorteil, da Dämpferschaltgeräusche meist dann auftreten, wenn der Dämpfer bei höherem internen Differenzdruck umgeschaltet wird.

Weiterhin ist eine Umschaltung im Bereich der Umkehrpunkte des Dämpferkolbenweges im Sinne des Regelgesetzes der diskreten, semiaktiven Skyhook-Regelung von Vorteil.

Die Praxis zeigt jedoch, daß es nicht ausreicht, die Dämpferkolbengeschwindigkeit zu messen und beim Wechsel ihres Vorzeichens den Dämpfer umzuschalten. Dies hat folgende Gründe:

1. Vom Zeitpunkt des physikalischen Nulldurchgangs der Dämpferkolbengeschwindigkeit bis zu dessen Erkennen vergeht bis zu einem Abtastzyklus.
2. Vom Zeitpunkt des Erkennens eines Vorzeichenwechsels der Dämpferkolbengeschwindigkeit bis zur Durchstellung der neuen Dämpfungscharakteristik an den Dämpfer vergeht bei den gebräuchlichen Abtastreglern in etwa ein Regelzyklus.
3. Das Ventil, welches im Dämpfer für die Änderung der Dämpfungscharakteristik verantwortlich ist, ist stets totzeit- und dynamikbehaftet. Das heißt, daß zwischen der Ansteuerung des Ventils und der Dämpferkraftänderung eine endliche Zeitspanne liegt.
4. Reale Signale sind stets verrauscht. Über die wirklich vorliegende Dämpferkolbengeschwindigkeit liegt daher nur eine unscharfe Information vor.
5. Bei kleiner Dämpferkolbengeschwindigkeit (Fahrt über annähernd ebene Straße) wechselt diese ihr Vorzeichen stochastisch hochfrequent. Unter Berücksichtigung der unter Punkt 4 aufgezeigten Rauschproblematik kann es dazu kommen, daß eine Schädigung der Stelleinrichtung durch hochfrequente Ansteuerungen zu befürchten ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems ist es, die zu späte Änderung der Dämpfungscharakteristik (wenn die Dämpferkolbengeschwindigkeit den Nullpunkt längst durchschritten hat, obige Punkte 1 bis 3) zu vermeiden und ein stochastisches Hin- und Herschalten bei kleiner Dämpferkolbengeschwindigkeit zu unterdrücken (Punkt 4 und 5).

Hierzu werden Signale Xar′, die die Relativbewegungen der beiden Seiten des Dämpfers zur Zeit t repräsentieren, erfaßt und ersten Mitteln 12 zugeführt. Diese ersten Mittel 12 sind vorgesehen, um ein von den Signalen Xar′ abhängigen Signalwert Xarp′ zu erhalten. Repräsentieren beispielsweise die erfaßten Signale Xar′ die aktuell erfaßte Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd(t) zur Zeit t, so repräsentiert der Signalwert Xarp′ die prädizierte Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd(t+tau) zur Zeit t+tau. In zweiten Mitteln 13 werden die Signale miteinander logisch verknüpft und mit Schwellen verglichen. Aufgrund dieser logischen Verknüpfungen und Schwellenabfragen wird nun eine Fahrzeuggröße, wie das Ansteuersignal hart/weich eines Dämpfers, getätigt.

Mit der Extrapolation bzw. Prädiktion (Vorausschau) des Signalverlaufes des erfaßten Signals Xar′ mit Hilfe geeigneter, digital und/oder analog realisierbarer Filter sowie der Anwendung einer Ansteuerlogik wird eine rechtzeitige und eindeutige Erkennung von für die Ansteuerung relevanten Betriebsphasen bzw. Bewegungsänderungen, wie die Nulldurchgänge der Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd, ermöglicht.

Zeichnungen

Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems.

Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Systems.

Ausführungsbeispiel

In diesem Ausführungsbeispiel soll anhand der Zeichnungen das erfindungsgemäße System exemplarisch aufgezeigt werden.

Die Fig. 1 zeigt im oberen Teil ausgehend von den Mitteln 18 zwei Signalwege 14 und 15 mit den Signalen Dh/Dw und Zh/Zw. Die beiden Signalwege 14 und 15 können mittels des steuerbaren Schalters 11 an den Signalweg 16 angekoppelt werden, der das Signal h/w zu einem Dämpfer 20 führt. Im unteren Teil der Fig. 1 wird das Ausgangssignal der Mittel 19, das Signal Xar′, den ersten Mitteln 12 zugeführt. Ausgangsseitig der ersten Mitteln 12 liegt das Signal Xarp′ an, das den zweiten Mitteln 13 zugeführt wird. Weiterhin wird den zweiten Mitteln 13 das Signal Xar′ zugeführt. Ausgangsseitig der zweiten Mittel 13 liegt ein Ansteuersignal zur Ansteuerung des steuerbaren Schalters 11 an. Den zweiten Mitteln 13 werden von den Mitteln 17 die Größen VSW, VDEA, tmd, taz, tdr zugeführt.

Die Gesamtverzugszeit tau für einen Wechsel der Dämpfungscharakteristik im Dämpferkolbengeschwindigkeitsnullpunkt (Vd=0) setzt sich im wesentlichen aus drei Anteilen zusammen:

1. Ein der Größe nach nur annähernd bekannter Wert tmd, der durch die zeitdiskrete Meßdatenaquisition bedingt ist.
2. Ein konstant großer Wert trz, der von der Reglerzykluszeit abhängt.
3. Ein dämpferhardwareabhängiger Anteil tdr, der beispielsweise durch die Dämpferdynamik bedingt ist.

Darüber hinaus können weitere Größen, wie die Dämpferkolbengeschwindigkeit selbst, die Gesamtverzugszeit tau beeinflussen.

tau = tmd + trz + tdr (1)

Im folgenden sind die zeitlichen Ableitungen der Größen mit dem Symbol "′" gekennzeichnet, Vd′(t) stellt also beispielsweise die 1. zeitliche Ableitung und Vd′′ (t) die 2. zeitliche Ableitung der Größe Vd(t) dar.

Entwickelt man zu jedem Zeitpunkt t die gemessene Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd in eine Taylor-Reihe

Vd(t+tau) = [Vd(t)]+[Vd′(t)*tau]+[1/2*Vd″(t)*tau²]+ (2)

und bricht durch diese nach dem zweiten Glied ab (da die höheren Ableitungen Rechenzeit kosten und ihre Signalqualität sich rapide verschlechtert), so erhält man einen linear extrapolierten Schätzwert für die Dämpferkolbengeschwindigkeit in tau Sekunden. Ist dieser Null bzw. wechselt er zwischen zwei Regelzyklen sein Vorzeichen, so ist in tau Sekunden ein Nulldurchgang der wirklich vorliegenden Dämpferkolbengeschwindigkeit zu erwarten.

In diesem Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellt ist, wird in den Mitteln 18 von einer diskreten, semiaktiven Skyhook-Regelung ausgegangen. Die Verstellung der Dämpfungscharakteristik erfolgt hierbei zweistufig, das heißt, daß die in ihrer Dämpfungscharakteristik verstellbar ausgelegten Dämpfer über eine harte und eine weiche Einstellung verfügen. Das erfindungsgemäße System ist aber nicht auf den Ansteuerungsmodus solcher zweistufig verstellbaren Dämpfer beschränkt, da die dem erfindungsgemäßen System zugrundeliegende Aufgabe, insbesondere im Hinblick auf die Geräuschoptimierung bei Verstellvorgängen, auch bei mehrstufig verstellbaren Dämpfern durch das erfindungsgemäße System gelöst wird. Weiterhin ist das erfindungsgemäße System nicht auf eine bestimmte Regelstrategie beschränkt, vielmehr können jegliche Verstellanforderungen an die Dämpfer erfindungsgemäß zeitlich beeinflußt werden.

Wie in der Einleitung beschrieben, wird bei der diskreten, semiaktiven Skyhook-Regelstrategie mit zweistufig verstellbaren Dämpfern derart vorgegangen, daß es je nach der Bewegung des Aufbaus am Angriffspunkt der Dämpfer eine Druckstufenanforderung oder eine Zugstufenanforderung zur Verstellung der Dämpfungscharakteristik des Dämpfers gibt. Befindet sich der Dämpfer in seiner Zugstufe (Xar′ vereinbarungsgemäß positiv) und ist die vertikale Aufbaubewegung "nach oben", das heißt von der Fahrbahn weg, gerichtet, so ist der Dämpfer auf hart zu verstellen, um den Aufbaubewegungen verringernd entgegenzuwirken. Befindet sich während dieser Aufbaubewegungen ("nach oben") der Dämpfer in der Druckstufe, so ist zur Minimierung der Aufbaubewegungen seine Verstellung auf weich zu tätigen. Die Zugstufenanforderung lautet also in diesem Fall (Aufbaubewegungen "nach oben") hart (Signal Zh) und die Druckstufenanforderung weich (Signal Dw). Analoge Betrachtungen gelten für die entgegengesetzten Aufbaubewegungen (siehe auch die Tabelle in der Beschreibungseinleitung). Diese Druck- bzw. Zugstufenanforderungen sind in der Fig. 1 mit den Signalwegen 14 und 15 aufgezeigt. Der Signalweg 14, der als Information von der eigentlichen Skyhook-Regelung in den Mitteln 18 die Druckstufenanforderung führt, weist entweder das Signal Dh (Druckstufe hart) oder das Signal Dw (Druckstufe weich) auf. Der Signalweg 15, der von der eigentlichen Skyhook-Regelung in den Mitteln 18 die Zugstufenanforderung als Information führt, weist entweder das Signal Zh (Zugstufe hart) oder das Signal Zw (Zugstufe weich) auf. Beide Signalwege 14 und 15 sind durch den steuerbaren Schalter 11 mit dem Signalweg 16 verbunden. Mittels des Signalweges 16 wird das Ansteuersignal "hart" oder "weich" an den Dämpfer 20 weitergeleitet.

In den Mitteln 19 wird das Signal Xar′ ermittelt, das die Einfedergeschwindigkeit bzw. die Dämpferkolbengeschwindigkeit repräsentiert. Diese kann beispielsweise dadurch geschehen, daß Signale von geeigneten Sensoren, die die Einfederbewegungen, wie den Einfederweg und/oder die Einfedergeschwindigkeit des Fahrwerkes und/oder den Druck im Dämpfer, erfassen, entsprechend aufbereitet werden. Ist beispielsweise der Dämpfer mit seiner einen Seite mit dem Fahrzeugaufbau und mit seiner anderen Seite mit der Radeinheit direkt betriebsverbunden, so repräsentiert beispielsweise die Einfedergeschwindigkeit oder der differenzierte Einfederweg die Dämpferkolbengeschwindigkeit. Sind die Dämpfer nicht direkt mit dem Rad bzw. dem Aufbau verbunden, so liefern beispielsweise Sensoren, die die Druckdifferenzen im Dämpfer wiedergeben, ein Maß für die Dämpferkolbengeschwindigkeit.

Die Schaltbedingungen für den steuerbaren Schalter 11 werden durch die Mittel 12 und 13 bestimmt. In den ersten Mitteln 12 wird aus dem Signal Xar′ der zugehörige Signalwert Xarp′ bestimmt, wobei das Signal Xar′ die aktuell ermittelte Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd(t) zur Zeit t repräsentiert, und der Signalwert Xarp′ die prädizierte Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd(t+tau) zur Zeit t+tau (Gleichung (2)). Die ersten Mittel 12 sind also durch ihr Übertragungsverhalten charakterisiert, das im folgenden beschrieben wird.

Das Übertragungsverhalten der ersten Mittel 12 wird derart gewählt, daß die Ausgangsgröße Xar′(t+tau) der Mittel 12 dem prädizierten Wert der Größe Xar′(t) gemäß der Gleichung (2) entspricht. Für eine praktische Anwendung erscheint wegen der begrenzten Signalqualität eine lineare oder quadratische Extrapolation sinnvoll. Die ersten Mittel 12 können elektronisch digital, z. B. durch Verarbeitung einer die Übertragungseigenschaften repräsentierenden Differenzengleichung in Rechnereinheiten, oder elektronisch analog, z. B. durch Nachbildung einer die Übertragungseigenschaften repräsentierenden Differentialgleichung mit elektronischen Bauelementen realisiert sein. Darüber hinaus ist eine rechnergesteuerte Auslegung möglich. Insbesondere können die ersten Mittel 12 hierbei als

- kontinuierliches oder diskret realisiertes FIR-Filter (Finite-Impulse-Response-Filter, das heißt nichtrekursives Filter bzw. Transversalfilter) oder
- als digitales IIR-Filter (Infinite-Impulse-Response-Filter, das heißt rekursives Filter)

ausgebildet sein. Die Auslegung solcher Filter ist aus dem Stand der Technik bekannt wie er beispielsweise dem Lehrbuch (U. Tietze, Ch. Schenk, Halbleiterschaltungstechnik, 9. Auflage, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo 1989) zu entnehmen ist.

Bei einer linearen Extrapolation (FIR-Filter 2. Ordnung) ergibt sich das Übertragungsverhalten des gesamten prädiktiven Filters (erste Mittel 12) zu

Bei einer quadratischen Extrapolation (FIR-Filter 2. Ordnung) ergibt sich das Übertragungsverhalten des gesamten prädiktiven Filters (erste Mittel 12) zu

Die in den Gleichungen (3) und (4) verwendeten Größen bedeuten:

- s der Laplace Operator,
- D das Lehrsche Dämpfungsmaß (Abstimmungsparameter) und
- w die Grenzfrequenz (Abstimmungsparameter).

Zur Bestimmung des Wertes tau gemäß der Gleichung 1 werden den zweiten Mitteln 13 die oben näher beschriebenen Größen tmd, trz und tdr von den Mitteln 17 zugeführt. Diese Größen können konstante Werte annehmen oder beispielsweise abhängig von dem Fahrzustand oder als Abstimmungsparameter an ein Fahrzeug bzw. an die übrigen Komponenten des verstellbaren Fahrwerkes angepaßt werden.

Durch die Verarbeitung der Signale Xar′, das die Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd zur Zeit t repräsentiert, in den ersten Mitteln 12 wird ein Signalwert Xarp′ ermittelt, das die Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd zur Zeit t+tau repräsentiert. Durch die Tiefpaßcharakteristik der ersten Mittel 12 wird auch eine Signalvorausschau bei begrenzt verrauschten Signalen Xar′ ermöglicht.

In den zweiten Mitteln 13 werden die Signale Xar′ mit den zugehörigen Signalwerten Xarp′ und mit Schwellwerten verglichen. Dies soll anhand des Flußdiagramms in der Fig. 2 verdeutlicht werden.

Nach dem Start im Schritt 201 werden die in den Mitteln 19 und in den ersten Mitteln 12 ermittelten Signale bzw. Signalwerte Xar′ und Xarp′ neben den Schwellwerten VSW und VDEA eingelesen. Die Schwellen VSW und VDEA liegen ausgangsseitig der Mittel 17 (Fig. 1) an und können konstant als Abstimmungsparameter hinsichtlich der Minimierung der Schaltgeräusche beim Wechsel der Dämpfungscharakteristika gewählt werden. Weiterhin können die Schwellen abhängig sein von der Dämpferdynamik und/oder vom Signalrauschen, insbesondere vom Rauschen des Signals Xar′, und/oder von Größen, die den Fahrzustand repräsentieren und/oder beeinflussen.

Im Schritt 203 wird das Signal Xar′ betragsmäßig mit der 1. Schwelle VSW verglichen. Liegt das die Dämpferkolbengeschwindigkeit zur Zeit t repräsentierende Signal Xar′ innerhalb des Schaltbandes +/-VSW, das heißt |Xar′|<VSW, so wird zum Schritt 204 weitergegangen. Liegt Xar′ außerhalb des Schaltbandes +/-VSW, das heißt |Xar′|VSW, so werden keine Umschaltsignale h/w an den Dämpfer 20 weitergeleitet. Dies ist mit dem direkten Übergang zum Ende im Schritt 213 angedeutet. Im Schritt 204 wird der Signalwert Xarp′ betragsmäßig mit der 2. Schwelle VDEA verglichen. Liegt das die Dämpferkolbengeschwindigkeit zur Zeit t+tau repräsentierende Signal Xarp′ außerhalb des Totbandes +/-VDEA, das heißt |Xarp′|<VDEA, so wird zum Schritt 205 weitergegangen. Liegt Xar′ innerhalb des Totbandes +/--VDEA, das heißt |Xar′|VSW, so wird zum Schritt 209 übergegangen. In den Schritten 205 und 209 wird das Produkt Xar′*Xarp′ bezüglich seines Vorzeichens untersucht.

Im folgenden soll zur Verdeutlichung des Flußdiagramms in der Fig. 2 die Fig. 3 herangezogen werden. In der Fig. 3 ist die Dämpferkolbengeschwindigkeit Vd über der Zeit t aufgetragen. Mit einem Kreis ist die aktuell erfaßte Dämpferkolbengeschwindigkeit, repräsentiert durch das Signal Xar′, und mit einem Kreuz die Dämpferkolbengeschwindigkeit zur Zeit t+tau, repräsentiert durch das Signal Xarp′, markiert.

Beispiel a, b, c, und d

Liegt das Signal Xar′ innerhalb des Schaltbandes +/-VSW (Abfrage in Schritt 203) und das Signal Xarp′ außerhalb des Totbandes +/-VDEA (Abfrage in Schritt 204) und sind die Vorzeichen der beiden Signale Xar′ und Xarp′ unterschiedlich (Xar′*Xarp′<0, das heißt Ausgangssignal "Y" im Schritt 205), so wird im Schritt 206 je nach dem Vorzeichen des Signals Xarp′ entweder im Schritt 208 die Druckstufenanforderung Dh/Dw (Xarp′<0, Beispiel a) oder im Schritt 207 die Zugstufenanforderung Zh/Zw (Xarp′<0, Beispiel b) an den Dämpfer 20 weitergeleitet. Sind die Vorzeichen der beiden Signale Xar′ und Xarp′ gleich (Xar′*Xarp′0, das heißt Ausgangssignal "N" im Schritt 205), so werden durch den Schritt 213 keine Umschaltsignale h/w an den Dämpfer 20 weitergeleitet (Beispiele c und d).

Beispiel e, f und g

Liegt das Signal Xar′ innerhalb des Schaltbandes +/VSW (Abfrage in Schritt 203) und das Signal Xarp′ innerhalb des Totbandes +/-VDEA (Abfrage in Schritt 204) und sind die Vorzeichen der beiden Signale Xar′ und Xarp′ gleich (Xar′*Xarp′<0, das heißt Ausgangssignal "Y" im Schritt 209), so wird im Schritt 210 je nach dem Vorzeichen des Signals Xarp′ entweder im Schritt 211 die Zugstufenanforderung Zh/Zw (Xarp′<0, Beispiel e) oder im Schritt 212 die Druckstufenanforderung Dh/Dw (Xarp′<0, Beispiel f) an den Dämpfer 20 weitergeleitet. Sind die Vorzeichen der beiden Signale Xar′ und Xarp′ unterschiedlich (Xar′*Xarp′<0, das heißt Ausgangssignal "N" im Schritt 209), so werden durch den Schritt 213 keine Umschaltsignale h/w an den Dämpfer 20 weitergeleitet (Beispiele g).

Man erkennt in diesem Ausführungsbeispiel, daß innerhalb eines Schaltbandes +/-VSW dann Umschaltungen zugelassen werden, wenn innerhalb der Zeit tau ein Nulldurchgang der Dämpferkolbengeschwindigkeit zu erwarten ist. Liegt jedoch die prädizipierte Dämpferkolbengeschwindigkeit innerhalb eines Totbandes um den Nullpunkt der Dämpferkolbengeschwindigkeit, so werden nur dann Umschaltungen zugelassen, wenn die Werte der Dämpferkolbengeschwindigkeit innerhalb der Zeit tau nicht beidseitig des Dämpfergeschwindigkeitsnullpunktes liegen. Hierdurch wird ein stochastisches Umschalten bei kleinen Dämpferkolbengeschwindigkeiten vermieden.

Durch das erfindungsgemäße System werden also Betriebsphasen geringer Dämpferkolbengeschwindigkeiten bzw. geringer Dämpferkräfte in einer Vorausschauzeit tau erkannt und bei Bedarf zur Umschaltung der Dämpfungscharakteristik genutzt. Insbesondere werden die Umschaltungen bei den Nulldurchgängen der Dämpferkolbengeschwindigkeit getätigt. Lediglich bei kleinen Dämpferkolbengeschwindigkeiten (Totband +/-VDEA) werden stochastische Umschaltungen durch das oben beschriebene Ausführungsbeispiel vermieden.

Die Schwellen können an die Dämpferschaltzeiten für verschiedene Verstellungen der Dämpfungscharakteristik und für verschiedene Dämpferkolbengeschwindigkeiten angepaßt werden.

Zusätzlich zu den in Formel 1 beschriebenen Abhängigkeiten der Verzugszeit tau kann der Wert von tau hinsichtlich der Minimierung der Schaltgeräusche beim Wechsel der Dämpfungscharakteristika als Abstimmungsparameter gewählt werden. Durch ein rechtzeitiges Umschalten durch das erfindungsgemäße System werden Dämpfungskrafttransienten und somit Geräusche minimiert.

Claims

1. System zur Bildung eines Signals bei einem Fahrzeug, insbesondere in Verbindung mit einer Fahrwerkregelung, mit

- wenigstens einem Dämpfer, dessen eine Seite mit dem Fahrzeugaufbau und dessen andere Seite mit wenigstens einer Radeinheit direkt oder indirekt betriebsverbunden ist, und
- Signalen (Xar′), die die Relativbewegungen der beiden Seiten des Dämpfers zur Zeit t repräsentieren, und
- 1. Mitteln (12), um einen von den Signalen (Xar′) abhängigen Signalwert (Xarp′) zu erhalten, und
- 2. Mitteln (13) zur logischen Verknüpfung von einem zum Signal (Xar′) korrespondierenden Wert mit dem Signalwert (Xarp′) und
- einer von der logischen Verknüpfung abhängigen Steuerung einer Fahrzeuggröße.

2. System zur Fahrwerkregelung mit wenigstens einem Dämpfer, dessen eine Seite mit dem Fahrzeugaufbau und dessen andere Seite mit wenigstens einer Radeinheit direkt oder indirekt betriebsverbunden ist und dessen Dämpfercharakteristik abhängig von Betriebskenngrößen änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die eine Verstellung der Dämpfercharakteristik in Betriebsphasen geringer Dämpfungskräfte des Dämpfers tätigen.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuggröße Ansteuerungssignale (h/w) zur Verstellung der Dämpfungscharakteristik des Dämpfers repräsentiert.

4. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (Xar′) die Dämpferkolbengeschwindigkeit zur Zeit t und/oder die Signalwerte (Xarp′) die prädizipierte Dämpferkolbengeschwindigkeit zur Zeit t+tau repräsentieren.

5. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (Xar′) entsprechend aufbereitete Signale von Sensoren sind, die die Einfederbewegungen, wie den Einfederweg und/oder die Einfedergeschwindigkeit des Fahrwerkes und/oder die Druckdifferenzen im Dämpfer, erfassen.

6. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den 2. Mitteln (13) die Signale (Xar′) mit 1. Schwellen (+/-VSW) verglichen werden.

7. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den 2. Mitteln (13) die Signalwerte (Xarp′) mit 2. Schwellen (+/-VDEA) verglichen werden.

8. System nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit tau und/oder die 1. und 2. Schwellen (+/-VSW, +/-VDEA) konstant als Abstimmungsparameter hinsichtlich der Minimierung der Schaltgeräusche beim Wechsel der Dämpfungscharakteristika gewählt werden und/oder abhängig von der Dämpferdynamik und/oder vom Signalrauschen, insbesondere vom Rauschen des Signals (Xar′), und/oder von Größen, die den Fahrzustand repräsentieren und/oder beeinflussen, gewählt werden.