DE69824697T2

DE69824697T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines kompensierten Beschleunigungssignals, das auf die Seitwärtsbeschleunigung eines Fahrzeugs schliessen lässt

Info

Publication number: DE69824697T2
Application number: DE69824697T
Authority: DE
Inventors: Neil Leonard Jones; Abraham Rochester Hills Ghaphery
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JP3277168B2; EP0933239A1; US6175792B1; DE69824697D1; JPH11263113A; EP0933239B1; BR9805335A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aktive Roll- bzw. Schlingersteuerung für ein Fahrzeug und bezieht sich im Speziellen auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verbessern des dynamischen Ansprechens eines aktiven Roll- bzw. Schlingersystems.
Hintergrund der Erfindung
Fahrzeugaufhängungssysteme haben die Steuerung der Fahrgestellbewegung während des Fahrzeugbetriebs als ihr Ziel. Ein Betriebsbewegungsmerkmal, das durch bekannte Aufhängungssysteme gesteuert wird, ist das Fahrgestellschlingern bzw. -rollen. Ein Fahrzeug erfährt Fahrgestellschlingern während eines Wendemanövers. Während des Fahrgestellrollens neigt sich oder "rollt" das Fahrgestell um die Längsachse des Fahrzeugs auf eine Außenrichtung des Wendens zu.
Es ist bekannt, durch Liefern einer dem Fahrgestell entgegengesetzt gerichteten Kraft dem Schlinger- bzw. Rolleffekt des Fahrgestells entgegenzuwirken. Mehrere Verfahren sind bekannt, um die entgegengesetzt gerichtete Kraft anzulegen. Ein Verfahren umfasst Anlegen einer Fahrgestell hebenden Kraft über Eckenbetätiger, die auf der Fahrzeugseite gelegen sind, die die Außenseite der Drehung ist, und/oder einer Fahrgestell senkenden Kraft über Eckenbetätiger, die auf der Fahrzeugseite gelegen sind, die die Innenseite der Drehung ist.
Ein anderes bekanntes Verfahren ist das Verwenden eines Stabilisators bzw. eines Drehstabs, der sich lateral über das Fahrzeug erstreckt. Der Drehstab, der auch als ein Querstabilisator bekannt ist, wirkt als eine Torsionsfeder, um die entgegengesetzt gerichtete Kraft anzulegen. Ferner ist es bekannt, die entgegengesetzt gerichtete Kraft zu variieren, die der Drehstab an das Fahrgestell anlegt. Ein Art und Weise, die entgegengesetzt gerichtete Kraft zu variieren, ist die Verwendung und Steuerung einer oder mehr hydraulischer Be tätigungsvorrichtungen in Verbindung mit dem Stabilisator bzw. Drehstab. Ein Beispiel für ein solches System wird in U.S. Patent Nr. 5,362,094 von Jensen gezeigt.
Um die Größe der dem Rollen entgegengesetzt gerichteten Kraft zu bestimmen, die an das Fahrgestell angelegt werden soll, erfordern solche aktiven Aufhängungssysteme ein Anzeigen lateraler bzw. Seitenbeschleunigung, der das Fahrzeug während des Wende- oder Kurvenfahrmanövers ausgesetzt ist. In einem bekannten System wird ein geschätzter Wert der Seitenbeschleunigung berechnet. Die Seitenbeschleunigungsberechnung erfordert eine Sensoreingabe von einem Winkelsensor eines lenkbaren Laufrads, eine Sensoreingabe von einem Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor und den Wert von der Fahrzeugradbasisabmessung. In einem Beispiel ist der Laufradwinkelsensor ein Lenkwellenwinkelsensor und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor ist ein Antriebsstrang-(z. B. ein Getriebe-)Sensor.
Die Genauigkeit der berechneten Schätzung ist abhängig von der Genauigkeit der Beziehung des Laufradwinkelsensors und des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors zu der tatsächlichen bzw. Ist-Seitenbeschleunigung, die von dem Fahrzeug erfahren wird. Die Signale von dem Laufradwinkelsensor und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor können infolge der Zustände des Geländes, über die das Fahrzeug gefahren wird, die tatsächliche Seitenbeschleunigung nicht genau wiedergeben. Zum Beispiel kann das Fahren auf einer Oberfläche mit niedriger Traktion bzw. Mitnahmereibung (low traction surface) in einem gewissen Betrag von Laufradschlupf resultieren. Die errechnete Seitenbeschleunigung bei diesem Laufradschlupfbeispiel würde nicht gleich der tatsächlichen Seitenbeschleunigung, die von dem Fahrzeug erfahren wird, sein.
Andere bekannte Systeme besitzen einen physikalischen bzw. körperlichen Seitenbeschleunigungssensor, der an dem Fahrzeug befestigt ist und der ein Signal liefert, das eine Anzeige für die abgefühlte, tatsächliche Seitenbeschleunigung bildet. Jedoch kann das Signal, das von dem Seitenbeschleunigungssensor geliefert wird Hochfrequenzkomponenten, resultierend aus Stra ßengeräusch, umfassen. Eine Lösung zur Entfernung solcher Hochfrequenzgeräusche ist digitale Tiefpassfilterung des Ausgangssignals von dem Beschleunigungssensor. Jedoch führt die Verwendung eines Tiefpassfilters eine Phasenverzögerung in das Steuersystem ein und vermindert dadurch die Leistungsfähigkeit des Systems durch Reduktion der Bandbreite des Systems und der Fähigkeit des Systems, schnell auf Lenkmanöver zu reagieren.
US 5 483 448 A offenbart ein aktives Aufhängungssystem, das eine Feedback-Regelung mit abstimmbaren Feedback-Verstärkungen verwendet, um ein Steuersignal zu erzeugen, das eine Kostenfunktion minimiert, die durch die gewichtete Summe der Systemausgangsgrößen gebildet wird, inklusive Körperbeschleunigung und Radverschiebungsfehler. Die Feedbackverstärkungen werden angepasst variiert durch Zuwachsbeträge, die berechnet werden, und zwar basierend auf den "Pseudo-Empfindlichkeiten" dieser Verstärkungen zu Systemausgangsgrößen, wobei die Pseudo-Empfindlichkeiten durch ein festes Verstärkungsmodell des Aufhängungssystems erzeugt und kombiniert werden, wobei Gewichtsfaktoren verwendet werden, welche die Konvergenz gemäß der vorbestimmten Kostenfunktion sicherstellen. Die Gewichtsfaktoren werden mit den Pseudo-Empfindlichkeiten in einer Weise kombiniert, in der der Kompromiß zwischen Körperbeschleunigung, Radverschiebungsfehler und dem Steuersignal mit variierenden Größen der Straßeneingabegrößen geändert wird, um kontinuierlich die Kostenfunktion für variierende Straßeneingabegrößen zu minimieren. Die angepasste Steuerung sieht langfristige Kompensation für sich ändernde Straßenzustände, Variationen von Fahrzeug-zu-Fahrzeug und Veränderungen in der Fahrzeugleistungsfähigkeit vor.
JP 1067411 A bezieht sich auf eine Stabilisatorsteuereinrichtung, um das Erzeugen von Schlinger- bzw. Rollbewegung zu verhindern, und zwar durch Beenden einer Veränderung einer Torsions- bzw. Drehgröße eines Stabilisators zu einer Zieltorsionsgröße, die ungenau entschieden ist, wenn ein Differenz zwischen einem geschätzten Wert und einem wahrgenommenen Wert einer Seitenbeschleunigung eines Fahrzeugs nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist. Die Stabilisatorsteuereinrichtung weist Mittel zum Anpassen einer Torsionsgröße eines Stabilisators gemäß einer externen Anforderung auf; Mittel zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. eines Lenkwinkels; Mittel zum Ausgeben einer Anforderung an die Einstellmittel zu Veränderung der Torsionsgröße zu einer Zieltorsionsgröße, die gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel beschlossen wurde, Mittel zum Detektieren einer Seitenbeschleunigung eines Fahrzeugs; Mittel zum Berechnen einer geschätzten Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Lenkwinkel; Mittel zum Bestimmen, ob eine Differenz zwischen der geschätzten Seitenbeschleunigung und der wahrgenommenen Seitenbeschleunigung nicht geringer als ein vorbestimmter Wert ist oder nicht; und Mittel zur Ausgabe einer Aufforderung zum Beenden der Veränderung der Torsionsgröße zu der Zieltorsionsgröße an die Einstellmittel, wenn bestimmt wird, dass die Differenz nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Überwinden von einem oder mehr Problemen, die mit dem obigen Stand der Technik assoziiert sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Vorsehen eines kompensierten Beschleunigungssignals, das eine Anzeige bildet für die Seitenbeschleunigung eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1 bzw. 6.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können aus den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann des Gebiets, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich werden, worin zeigt;
1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugs, das ein aktives Schlinger- bzw. Rollsteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt;
1A eine vergrößerte Ansicht einer Rollsteuerungs-Betätigungsvorrichtung gezeigt in 1;
2 eine schematische Darstellung der Seitenbeschleunigungsvorrichtung des in 1 gezeigten Systems;
3 eine graphische Darstellung von Zugehörigkeitsfunktionen der abgefühlten Seitenbeschleunigung verwendet durch eine in 2 gezeigte Fuzzy Logic Steuervorrichtung;
4 eine graphische Darstellung der Zugehörigkeitsfunktionen für geschätzte Seitenbeschleunigung verwendet durch die in 2 gezeigte Fuzzy Logic Steuervorrichtung;
5 und 6 graphische Darstellungen der Zugehörigkeitsfunktionen für variable Fuzzy-Werte verwendet durch die in 2 gezeigte Fuzzy Logic Steuervorrichtung; und
7 eine Darstellung der Fuzzy-Basis-Regel für die in 2 gezeigte Fuzzy Logic Steuervorrichtung.
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
Bezugnehmend auf 1 ist ein Teil eines Fahrzeugs 8, das ein aktives Schlinger- bzw. Rollsteuerungsaufhängungssystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt, schematisch dargestellt. Der dargestellte Teil des Fahrzeugs 8 umfasst ein axiales Paar mit dem Boden in Eingriff stehender Radanordnungen 11A und 11B. Jede Radanordnung 11A, 11B umfasst ein Laufrad, das drehbar um eine jeweilige Radachse 12A, 12B ist. Die Radachsen 12A und 12B verlaufen quer zu der Längsachse 13 des Fahrzeugs. In dem dargestellten Beispiel sind die Radanordnungen 11A und 11B das vordere Paar der Radanordnungen des Fahrzeugs. Somit sind die Laufräder der Radanordnungen 11A und 11B die lenkbaren Räder des Fahrzeugs 8.
Nur ein einzelnes Paar von Radanordnungen und assoziierten Aufhängungskomponenten sind aus Gründen der Kürze und Klarheit gezeigt. Genau gesagt besitzen die Aufhängungskomponenten für das hintere Paar der Radanordnungen eine ähnliche Struktur und eine ähnliche Funktion wie die Aufhängungskomponenten für das vordere Paar der Radanordnungen.
Die Radanordnungen 11A und 11B sind mittels Steuerarmen 15A bzw. 15B an dem Fahrgestell 14 des Fahrzeugs (als Fragmente gezeigte, um ein deutlicheres Bild der vorliegenden Erfindung zu gestatten) befestigt. Jeder Steuerarm 15A, 15B besitzt an jedem Ende eine Schwenkverbindung, um relative Senkrechtbewegung zwischen den jeweiligen Radanordnungen 11A, 11B und dem Fahrzeugfahrgestell 14 (siehe 1A) zuzulassen. Das Fahrgestell 14 ist ebenfalls mit den Steuerarmen/Radanordnungen mittels Federanordnungen (nicht gezeigt) und Stoßdämpferanordnungen (nicht gezeigt) verbunden, die ebenfalls relative Senkrechtbewegung zwischen den Radanordnungen 11A, 11B und dem Fahrgestell zulassen. Somit ist die Beziehung zwischen dem Fahrgestell 14 und jeder Radanordnung 11A, 11B, die einer gefederten Masse und einer nicht gefederten Masse.
Das System 10 (1) umfasst einen Stabilisator bzw. Drehstab 16, der sich quer zu der Längsachse 13 des Fahrzeugs 8 erstreckt. Der Drehstab 16 ist auch als ein Querstabilisatorstab bekannt. Der Drehstab 16 ist rotierend an dem Fahrgestell 14 befestigt (z. B. mittels Befestigungsbügeln 17). Die Drehung der Drehstab 16 relativ zu dem Fahrgestell 14 verläuft simultan mit den Schwingbewegungen der Enden des Drehstabs.
Ein Ende (nicht in den Figuren zu sehen) des Drehstabs 16 ist mit dem linken (wie in 1 gesehen) Steuerarm 15A verbunden. Das andere Ende des Drehstabs 16 ist mit einem oberen (wie in 1 gesehen) Ende einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung 19 (siehe 1A) verbunden. Das andere oder untere Ende der Betätigungsvorrichtung 19 ist mit dem rechten (wie in 1 gezeigt) Steuerarm 15B verbunden.
Die Betätigungsvorrichtung 19 ist eine doppelt wirkende hydraulische Betätigungsvorrichtung mit einem geschlossenen Arbeitszylinder, der einen sich hin und her bewegenden Kolben aufweist, wie in der Technik bekannt. Eine Pumpe 20 ist eine Quelle des unter Druck stehenden Strömungsmittels für die Betätigungsvorrichtung 19 und ein Reservoir 21 ist ein Behälter für von der Betätigungsvorrichtung 19 zurückkehrendes Strömungsmittel. Der Fluss des hydraulischen Strömungsmittels geht durch hydraulische Leitungen 22. Ein Ventilsystem 23 steuert den Fluss des hydraulischen Strömungsmittels zwischen der Pumpe/Reservoir und der Betätigungsvorrichtung 19, um Ineinanderschieben der Betätigungsvorrichtung zu bewirken oder zu widerstehen.
Der Fachmann wird erkennen, dass die anderen Radanordnungen des Fahrzeugs (d. h. das rückwärtige Paar der Radanordnungen, nicht gezeigt) eine ähnliche Aufhängungsstrukturanordnung besitzen. Im Speziellen ist der hintere Stabilisator bzw. der hintere Drehstab (nicht gezeigt) auf ähnliche Art und Weise mit der hinteren Betätigungsvorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Das Ventilsystem 23 ist verbunden, um den Fluss des Hydraulikströmungsmittels zu der hinteren Betätigungsvorrichtung gemeinsam mit der vorderen Betätigungsvorrichtung 19 (z. B. die vorderen und hinteren Betätigungsvorrichtungen sind parallel geschaltet) zu steuern.
Während des Betriebs des Fahrzeugs 8 zwingt ein Wenden/Kurvenfahren des Fahrzeugs das Fahrgestell 14, um sein Längsachse 13 zu schlingern bzw. zu rollen, und zwar infolge der Seitenbeschleunigung, die von dem Fahrzeug erfahrenen wird. Das Fahrgestellrollen ist in 1 durch den Doppelkopfpfeil dargestellt. Fahrgestellrollen manifestiert sich normaler Weise in den Ecken des Fahrzeugs durch Kompression der äußeren Ecken (d. h. das Fahrgestell und die Radanordnung bewegen sich dichter zueinander) und die Ausdehnung der inneren Ecken (d. h. das Fahrgestell und die Radanordnungen bewegen sich weg voneinander).
Der Drehstab 16 wirkt, um die rollinduzierte Kraft, die auf dem Drehstab getragen wird in eine rollwiderstehende Kraft, die auf das Fahrgestell wirkt, zu übertragen, wie durch einen Fachmann erkannt wird. Genau gesagt bewirkt die Kraft, die auf ein Ende der Drehstab 16 geliefert wird, infolge der Fahrgestellrollhandlung, dass sich der Drehstab an den Fahrgestellbefestigungsbügeln 17 dreht. Die Drehung des Drehstabs 16 bewirkt, dass der Drehstab eine Kraft auf das Fahrgestell 14 anlegt, um dem Fahrgestellrollen zu widerstehen. Die Drehbewegung des Drehstabs 16 ist abhängig von der Kraftmenge, die durch die Betätigungsvorrichtung 19 angelegt wird. Genau gesagt kann die Betätigungsvorrichtung 19 die Rollendämpfung erhöhen oder vermindern oder kann die Rollverstärkung reduzieren, und zwar abhängig von dem Fluss des Hydraulikströmungsmittels, das durch das Ventilsystem 23 vorgesehen wird.
Eine Steuervorrichtung 24 des Aufhängungssystems 24 steuert das Ventilsystem 23. Die Steuervorrichtung 24 sieht ein Steuersignal 26 zu dem Ventilsystem 23 vor, das auf Bestimmungen basiert, die in der Steuervorrichtung gemacht werden. Genau gesagt überwacht die Steuervorrichtung 24 ein kompensiertes Seitenbeschleunigungssignal 28, das durch eine Seitenbeschleunigungsvorrichtung 30 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen wird und verwendet Information, die in dem Signal 28 enthalten ist, um Steuerung des Ventilsystems 23 zu bestimmen (d. h. das kompensierte Seitenbeschleunigungssignal 28 wird verwendet, um eine Rollensteuerungsaufforderung zu bestimmen). Die Steuervorrichtung 24 steuert das Wertsystem 23 und bewirkt, dass die Betätigungsvorrichtung 19 eine variable Kraft auf das Ende des Drehstabs 16 anlegt, um die Rollkraft während des Wendens/Kurvenfahrens des Fahrzeugs 8 zu verschieben. Das Fahrgestell 14 wird somit am Schlingern bzw. Rollen um die Längsachse 13 gehindert (z. B. wird das Fahrgestell eben gehalten).
Die Seitenbeschleunigungsvorrichtung 30 (2) der vorliegenden Erfindung umfasst einen Seitenbeschleunigungssensor 36, der ein abgefühltes Seitenbeschleunigungssignal 38 vorsieht und eine Seitenbeschleunigungsschätzvorrichtung 40, die ein geschätztes Seitenbeschleunigungssignal 42 vorsieht. Der Seitenbeschleunigungssensor 36 besitzt irgendeine geeignete Bauart, um die von dem Fahrzeug 8 erfahrene Seitenbeschleunigung abzufühlen, wie bei spielsweise ein Beschleunigungsmesser, der eine Empfindlichkeitsachse besitzt, die sich im Wesentlichen senkrecht (d. h. lateral) zu der Längsachse 13 des Fahrzeugs erstreckt. In dem dargestellten Beispiel ist der Seitenbeschleunigungssensor 36 auf der Längsachse 13 gelegen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt das abgefühlte Seitenbeschleunigungssignal 38 sowohl ein Größenkomponente als auch eine Frequenzkomponente. Genau gesagt besitzt das Signal 38 einen Spannungsgrößenwert, der als eine Funktion der Größe der abgefühlten Beschleunigung variiert, und einen Frequenzwert, der als eine Funktion der Frequenz der abgefühlten Beschleunigung variiert.
Die Seitenbeschleunigungsschätzvorrichtung 40 besitzt irgendeine geeignete Struktur zum Schätzen der Seitenbeschleunigung (d. h. eine Struktur, die nicht direkt die Seitenbeschleunigung abfühlt). Zum Beispiel umfasst die Seitenbeschleunigungsschätzvorrichtung 40 einen Winkelsensor 41 des lenkbaren Laufrads und einen Fahrzeugvorwärtsgeschwindigkeitssensor 43. Die Winkel abfühlende Funktion des Laufradwinkelsensors 41 wird schematisch in 1 als eine gestrichelte Linie gezeigt, die sich zu der Radanordnung 11A erstreckt und fühlt den Lenkwinkel ab, der schematisch durch den Winkel A dargestellt wird. Der Fachmann wird erkennen, dass irgendein geeigneter Sensor verwendet werden kann, um den Windel der Laufräder abzufühlen. Zum Beispiel kann ein Lenkwellensensor verwendet werden, um den Lenkwinkel abzufühlen, der seinerseits anzeigend ist für den Winkel der Laufräder.
Der Fachmann wird erkennen, dass der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 43 irgendein geeigneter Sensor zum Abfühlen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 8 sein kann. Zum Beispiel kann ein Übertragungssensor verwendet werden, um die Geschwindigkeit eines Übertragungs-Antriebstrangglieds abzufühlen, die wiederum anzeigend ist für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 8.
Sensoreingabegrößen von dem Laufradwinkelsensor 41 und dem Fahrzeugvorwärtsgeschwindigkeitssensor 43 werden von der Schätzvorrichtung 40 zusammen mit anderen Fahrzeugdaten, wie beispielsweise Radbasislänge, verwendet, um einen Seitenbeschleunigungswert zu schätzen. Ein Algorithmus wird verwendet, um den geschätzten, Seitenbeschleunigungswert zu bestimmen. Zum Beispiel kann irgendein bekannter Algorithmus zur Berechnung eines geschätzten Seitenbeschleunigungswertes von Laufradwinkel, Fahrzeuggeschwindigkeit und Radbasislänge verwendet werden. Der geschätzte Beschleunigungswert wird vorgesehen als das geschätzte Seitenbeschleunigungssignal 42. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt das geschätzte Seitenbeschleunigungssignal 42 eine Spannungsgrößenkomponente und eine Frequenzkomponente, die eine Anzeigen für den geschätzten Wert bilden.
Im Folgenden wird auf die Seitenbeschleunigung einfach als Beschleunigung Bezug genommen. Demgemäß wird auf das kompensierte Seitenbeschleunigungssignal 28 als kompensiertes Beschleunigungssignal 28 Bezug genommen. Ähnlich wird das abgefühlte Seitenbeschleunigungssignal 38 einfach als das abgefühlte Beschleunigungssignal 38 Bezug bezeichnet und auf das geschätzte Seitenbeschleunigungssignal 42 wird als das geschätzte Beschleunigungssignal 42 bezeichnet.
Das abgefühlte Beschleunigungssignal 38 und das geschätzte Beschleunigungssignal 42 werden analysiert und "gemischt", wobei das Endergebnis das kompensierte Beschleunigungssignal 28 ist. Genau gesagt wird das abgefühlte Beschleunigungssignal 38 von dem Seitenbeschleunigungssensor 36 an einen Tiefpassfilter 44 geliefert. Die Ausgangsgröße des Tiefpassfilters 44 ist ein Niederfrequenzteil des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 und es wird darauf Bezug genommen als Niedertrequenzteil 38L. Das abgefühlte Beschleunigungssignal 38 von dem Seitenbeschleunigungssensor 36 wird ebenfalls zu einem nicht invertierenden Eingang des Hochpassfilters 46 geliefert und der Niederfrequenzteil 38L von dem Tiefpassfilter 44 wird an einen invertierenden Eingang des Hochpassfilters 46 geliefert. In dem Hochpassfilter 46 wird der Niederfrequenzteil 38L von dem abgefühlten Beschleunigungssignal 38 subtrahiert und auf die Ausgangsgröße des Hochpassfilters wird Bezug genommen als ein Hochfrequenzteil 38H des abgefühlten Beschleunigungssignals.
Das geschätzte Beschleunigungssignal 42 von der Seitenbeschleunigungsschätzvorrichtung 40 wird zu einem nicht invertierenden Eingang eines Hochpassfilters 48 geliefert. Eine Ausgangsgröße des Hochpassfilters 48 wird als eine Eingangsgröße an einem Tiefpassfilter 50 geliefert. Die Tiefpassfilterausgangsgröße 52 wird zu einem invertierenden Eingang des Hochpassfilters 48 geliefert. In dem Hochpassfilter 48 wird die Tiefpassfilterausgangsgröße 52 von dem geschätzten Beschleunigungssignal 42 von der Seitenbeschleunigungsschätzvorrichtung 40 subtrahiert. Auf die Ausgangsgröße des Hochpassfilters 48 wird Bezug genommen als das gefilterte, geschätzte Beschleunigungssignal 42H.
Das abgefühlte Beschleunigungssignal 38 von dem Seitenbeschleunigungssensor 36 und das gefilterte geschätzte Beschleunigungssignal 42H von dem Hochpassfilter 48 werden ebenfalls zu Eingängen eines Multiplexers 54 geliefert. Eine Fuzzy Logic Steuervorrichtung 56 steuert den Multiplexer 54 über ein Signal 55, um selektiv das abgefühlte Beschleunigungssignal 38 und das gefilterte geschätzte Beschleunigungssignal 42H zu empfangen. Die Fuzzy Logic Steuervorrichtung 56 arbeitet mit den zwei Eingabesignalen 38, 42H, um zwei variable Fuzzy-Werte K₁ und K₂ zu erzeugen, und zwar unter Verwendung von Fuzzy Logic Regeln.
Genau gesagt besitzt, wie in 3 gezeigt; die abgefühlte Beschleunigung zwei Zugehörigkeitsfunktionen, für die der Grad der Zugehörigkeit abhängig von dem Größenwert des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 variiert. Ähnlich besitzt die geschätzte Beschleunigung, wie in 4 gezeigt, zwei Zugehörigkeitsfunktionen, für die der Grad an Zugehörigkeit abhängig von dem Größenwert des gefilterten, geschätzten Beschleunigungssignals 42H variiert. Die variablen Fuzzy-Werte K₁ und K₂ besitzen je zwei Zugehörigkeitsfunktio nen (5 und 6). Der Grad der Zugehörigkeit für jeden der variablen Fuzzy-Werte K₁, K₂ steht funktionsmäßig in Bezug zu der Größe der jeweiligen, variablen Fuzzy-Werte.
Die Beziehung zwischen der abgefühlten Beschleunigung und der geschätzten Beschleunigung zu den zwei variablen Fuzzy-Werten K₁ und K₂ wird bezugnehmend auf 7 erkannt werden, die die Regelbasis für die Fuzzy Logic Steuervorrichtung 56 darstellt. Die Regelbasis umfasst die folgenden Regeln:

1. Wenn der Größenwert des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 niedrig ist und der Größenwert des gefilterten, geschätzten Beschleunigungssignals 42H klein ist, dann ist K₁ niedrig und K₂ ist hoch.
2. Wenn der Größenwert des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 hoch ist und der Größenwert des gefilterten geschätzten Beschleunigungssignals 42H klein ist, dann ist K₁ hoch und K₂ ist niedrig.
3. Wenn der Größenwert des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 niedrig ist und der Größenwert des gefilterten geschätzten Beschleunigungssignals 42H groß ist, dann ist K₁ hoch und K₂ ist niedrig.
4. Wenn der Größenwert des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 hoch ist und der Größenwert des gefilterten geschätzten Beschleunigungssignals 42H groß ist, dann ist K₁ hoch und K₂ ist niedrig.

Die Fuzzy Logic Steuervorrichtung 56 gibt die zwei variablen Fuzzy-Werte K₁, K₂ an einen Demultiplexer 58 aus. Der erste variable Fuzzy-Wert K₁ wird mittels des Demultiplexers 58, und zwar unter Steuerung der Fuzzy Logic Steuervorrichtung 56 über ein Signal 59, als eine erste Eingangsgröße an einen ersten Multiplizierer 60 geliefert. Der Hochfrequenzteil 38H des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 von dem Hochpassfilter 46 wird als die zweite Eingangsgröße an den ersten Multiplizierer 60 geliefert. Der erste Multiplizieren 60 multipliziert den Hochfrequenzteil 38H des abgefühlten Beschleunigungssignals durch den ersten, variablen Fuzzy-Wert K₁ und liefert das Ergebnis als eine ersten Multiplizierausgangsgröße. Es wird von einer Person mit normalen Fachkenntnissen erkannt werden, dass der erste, variable Fuzzy-Wert K₁ ein Gewichtswert ist und verwendet wird, den Hochfrequenzteil 38H des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 zu "wiegen". Es wird ferner erkannt werden, dass der erste Multiplizierer 60 als ein Verstärker wirkt, wobei die erste Fuzzy-Variable K₁ als ein Verstärkungswert verwendet wird. Auf die erste Multipliziererausgangsgröße wird als der modifizierte Hochfrequenzteil 38MH des abgefühlten Beschleunigungssignals Bezug genommen.
Der Demultiplexer 58 liefert unter Steuerung der Fuzzy Logic Steuervorrichtung 56 über das Signal 59 den zweiten variablen Fuzzy-Wert K₂ als eine erste Eingabegröße an den zweiten Multiplizierer 62 vor. Das gefilterte geschätzte Beschleunigungssignal 42H wird an den zweiten Multiplizierer 62 als eine zweite Eingangsgröße vorgesehen. Der zweite Multiplizierer 62 multipliziert das gefilterte geschätzte Beschleunigungssignal 42H mit dem zweiten variablen Fuzzy-Wert K₂ und sieht das Ergebnis als eine zweite Multipliziererausgangsgröße vor. Es wird von einer Person mit normalen Fachkenntnissen erkannt werden, dass der zweite variable Fuzzy-Wert K₂ ein Gewichtswert ist und verwendet wird, um das gefilterte geschätzte Beschleunigungssignal 42H zu "wiegen" und ferner dass der zweite Multiplizierer 62 als ein Verstärker wirkt. Auf die zweite Multipliziererausgangsgröße wird Bezug genommen als das modifizierte, geschätzte Beschleunigungssignal 42MH.
Der modifizierte Hochfrequenzteil 38MH des abgefühlten Beschleunigungssignals 38, und der Niederfrequenzteil 38L des abgefühlten Beschleunigungssignals und das modifizierte, geschätzte Beschleunigungssignal 42MH werden alle zu einer Summierungseinrichtung 64 geliefert. Es wird von einer Person mit normalen Fachkenntnissen erkannt werden, dass ein volles "Gewicht" dem Niedrigfrequenzteil 38L des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 entspricht. Die Summierungseinrichtung 64 addiert ihre drei Eingangsgrößen und liefert das Ergebnis als eine Ausgangsgröße, die das kompensierte Beschleunigungssignal 28 ist.
Wenn der Wert des ersten, variablen Fuzzy-Wertes K₁ gleich Null ist, dann ist der Beitrag zu dem kompensierten Beschleunigungssignal 28 durch den Hochfrequenzteil 38H gleich Null. Ähnlich, wenn der Wert des zweiten, variablen Fuzzy-Wertes K₂ gleich Null ist, dann ist der Beitrag des gefilterten geschätzten Beschleunigungssignals 42H gleich Null. Demgemäß wird das kompensierte Beschleunigungssignal 28 durch die folgende Gleichung dargestellt: NCOMP = (NSEN – NSEN LOW)K1 + (NEST HIGH)K2 + NSEN LOW wobei:
N_COMP = das kompensierte Beschleunigungssignal 28;
N_SEN = das abgefühlte Beschleunigungssignal 38,
N_{SEN LOW} = der Niederfrequenzteil 38L;
N_{EST HIGH} = das gefilterte, geschätzte Beschleunigungssignal 42H;
K₁ = der erste, variable Fuzzy-Wert; und
K₂ = der zweite, variable Fuzzy-Wert ist.
In einem Dauerzustand besitzt das kompensierte Beschleunigungssignal 28 wenig oder keine Hochfrequenzrauschstörung assoziiert mit dem abgefühlten Beschleunigungssignal 38 als ein Ergebnis der Tiefpassfilterung und dem vollen Gewicht, das dem Niederfrequenzteil 38L bei der Summierungseinrichtung 64 gegeben wird. Die Hochpassfilterung des abgefühlten Beschleunigungssignals 38 und des geschätzten Beschleunigungssignals 42 ergeben Phasenvoreilen, so dass die Vorrichtung 30 etwas wie ein "Vorläufer" (anticipator) auf eine Eingabegröße wirkt.
Während eines schnellen Lenkmanövers wird das kompensierte Beschleunigungssignal 28 anfänglich basierend auf dem geschätzten Beschleunigungssignal 42 vorgesehen, und zwar wegen den Filterungsprozessen, der Fuzzy Logic Regelbasis und des Mischprozesses, vorgesehen durch die Summie rungseinrichtung 64. Wenn das Fahrzeug beim Wenden bleibt (d. h. die abgefühlte Seitenbeschleunigung erhöht sich), geht der zweite, variabler Fuzzy-Wert K₂ auf Null und das modifizierte geschätzte Beschleunigungssignal 42MH trägt nicht länger zu dem kompensierten Beschleunigungssignal 28 bei. Auf diese Weise wird, wenn der zweite variable Fuzzy-Wert K₂ Null ist, das kompensierte Beschleunigungssignal 28 vollständig auf dem abgefühlten Beschleunigungssignal 38 basierend vorgesehen, wie durch den Niederfrequenzteil 38L und den modifizierten Hochfrequenzteil 38MH geliefert.
Von obiger Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel wird durch eine Person mit normaler Fachkenntnis erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung auf andere Typen von Aufhängungssystemen anwendbar ist. Ein Beispiel eines solchen, unterschiedlichen Aufhängungssystems ist ein System, das eine hydraulische Betätigungsvorrichtung an jeder Ecke des Fahrzeugs umfasst. Das kompensierte Seitenbeschleunigungssignal würde verwendet werden, um die Steuerung für jede der Betätigungsvorrichtungen (d. h. Ecksteuerung) zu bestimmen. Ein anderes Beispiel für ein unterschiedliches Aufhängungssystem ist ein System das zwei Betätigungsvorrichtungen pro Drehstab besitzt. Eine der Betätigungsvorrichtungen ist verbunden mit dem ersten Ende des Stabs und die zweite Betätigungsvorrichtung ist mit dem zweiten Ende des Stabs verbunden.
Ebenso wird von einer Person mit normaler Fachkenntnis erkannt werden, dass als eine Alternative zum Beibehalten des Fahrgestellniveaus die ausreichende Kraft an die Torsionsstange angelegt werden kann um zu bewirken, dass das Fahrgestell zu der Innenseite einer Wende geneigt wird, um ein Gefühl der "Kurvenlage" bei der Wende vorzusehen. Solche Verbesserungen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt werden.

Claims

Eine Vorrichtung zum Vorsehen eines kompensierten Beschleunigungssignals (28) anzeigend für die Seitenbeschleunigung eines Fahrzeugs (8), wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Sensor- bzw. Abfühlmittel (36) zum Abfühlen der Seitenbeschleunigung einer Fahrzeugkomponente und zum Liefern eines ersten, eine Anzeige dafür bildenden Signals (38); Schätzmittel (40) zum Schätzen der Seitenbeschleunigung und zum Liefern eines zweiten, eine Anzeige dafür bildenden Signals (42) und Mittel (44–64) zur Verarbeitung der ersten und zweiten Signale (38, 42), um das kompensierte Beschleunigungssignal (28) zu liefern; wobei die Mittel (44–64) zum Verarbeiten Mittel (54, 56, 58) zum Bestimmen erster und zweiter Gewichtsfaktoren (K₁, K₂) für die ersten bzw. zweiten Signale (38, 42) umfassen, die zumindest Teile der ersten und zweiten Signale (38, 42) verwenden, Mittel (60, 62) zum Modifizieren der ersten und zweiten Signale (38, 42), die die ersten und zweiten Gewichtsfaktoren (K₁, K₂) verwenden, um erste und zweite modifizierte Signale (38MH, 42MH) zu liefern, und Mittel (64) zum Kombinieren der ersten und zweiten Signale (38MH, 42MH), um das kompensierte Beschleunigungssignal (28) zu liefern.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (54, 56, 58) zum Bestimmen erster und zweiter Gewichtsfaktoren (K₁, K₂) Fuzzy Logic Steuermittel (56) zum Analysieren von zumindest Teilen der ersten und zweiten Signale (38, 42) umfassen, die Fuzzy Logic verwenden, und zum Liefern erster und zweiter variabler Fuzzy-Werte als die ersten bzw. zweiten Gewichtsfaktoren (K₁, K₂), wobei die Mittel (60, 62) zum Modifizieren der ersten und zweiten Signale (38, 42) Mittel umfassen zum Multiplizieren von zumindest einem Teil des ersten Signals (38) und zumindest einem Teil des zweiten Signals (42) mit den ersten bzw. zweiten variablen Fuzzy-Werten (K₁, K₂).
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (44–64) zum Verarbeiten Mittel (44, 46) zum Trennen des ersten Signals (38) in erste und zweite Teile (38L, 38H) umfassen, wobei die Mittel (60, 62) zum Modifizieren der ersten und zweiten Signale (38, 42) Mittel (60) umfassen zum Multiplizieren eines (38H) der ersten und zweiten Teile (38L, 38H) des ersten Signals (38) mit dem ersten Gewichtsfaktor (K₁).
Eine Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Mittel (44, 46) zum Trennen des ersten Signals (38) in erste und zweite Teile (38L, 38H) Frequenzfiltermittel (44, 46) umfassen zum Trennen des ersten Signals (38) in die ersten und zweiten Teile (38L, 38H), wobei der erste Teil (38H) hohe Frequenzen besitzt und der zweite Teil (38L) niedrige Frequenzen besitzt, wobei die Mittel (60) zum Multiplizieren eines (38H) der ersten und zweiten Teile (38L, 38H) des ersten Signals (38) mit dem ersten Gewichtsfaktor (K₁) Mittel (60) umfassen zum Multiplizieren des ersten Teils (38H) des ersten Signals (38) mit dem ersten Gewichtsfaktor (K₁).
Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel (44–64) zum Verarbeiten erste Frequenzfiltermittel (44, 46) umfassen zum Trennen des ersten Signals (38) in einen ersten Teil (38H), der hohe Frequenzen enthält, und einen zweiten Teil (38L), der niedrige Frequenzen enthält, und zweite Frequenzfiltermittel (48, 50) zum Herausfiltern eines bestimmten Frequenzbereichs in dem zweiten Signal (42); wobei die Mittel (54, 56, 68) zum Bestimmen erster und zweiter Gewichtsfaktoren (K₁, K₂) Fuzzy Logic Steuermittel (56) umfassen zum Analysieren des ersten Signals (38) und des gefilterten zweiten Signals (42H) und zum Vorsehen erster und zweiter variabler Fuzzy-Werte (K₁, K₂); wobei Mittel (60, 62) zum Modifizieren der ersten und zweiten Signale (38, 42) Mittel (60) zum Multiplizieren des ersten Teils (38H) des ersten Signals (38) mit dem ersten variablen Fuzzy-Wert (K₁) umfassen, um einen gewichteten ersten Teil (38MH) des ersten Signals (38) vorzusehen, und Mittel (62) zum Multiplizieren des gefilterten zweiten Signals (42H) mit dem zweiten variablen Fuzzy-Wert (K₂), um ein gewichtetes, gefiltertes zweites Signal (42MH) zu lie fern; und wobei die Mittel (64) zum Kombinieren Mittel (64) umfassen zum Addieren des gewichteten ersten Teils (38MH) des ersten Signals (38), des zweiten Teils (38L) des ersten Signals (38) und des gefilterten, gewichteten zweiten Signals (42MH).
Ein Verfahren zum Vorsehen eines kompensierten Beschleunigungssignals (28) anzeigend für laterale Beschleunigung eines Fahrzeugs (8), wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Abfühlen der lateralen Beschleunigung einer Fahrzeugkomponente und Vorsehen eines ersten, eine Anzeige dafür bildenden Signals (38); Berechnen der Seitenbeschleunigung und Vorsehen eines zweiten, eine Anzeige dafür bildenden Signals (42); und Verarbeiten der ersten und zweiten Signale (38, 42), um das kompensierte Beschleunigungssignal (28) zu liefern, wobei das Bestimmen erster und zweiter Gewichtsfaktoren (K₁, K₂) für die ersten bzw. zweiten Signale (38, 42) eingeschlossen ist, wobei zumindest Teile der ersten und zweiten Signale (38, 42) verwendet werden, wobei die ersten und zweiten Signale (38, 42) modifiziert werden, indem die ersten und zweiten Gewichtsfaktoren (K₁, K₂) verwendet werden, um erste und zweite modifizierte Signale (38MH, 42MH) vorzusehen, und Kombinieren der ersten und zweiten modifizierten Signale (38MH, 42MH).
Ein aktives Fahrzeugaufhängungssystem zum Steuern des Rollens des Fahrgestells eines Fahrzeugs, wobei das System Folgendes aufweist: Kraftanlegemittel zum Anlegen von Kraft an das Fahrgestell; Steuermittel zum Steuern der Kraftanlegemittel ansprechend auf mindestens ein Betriebsparametersignal, das anzeigend für einen Fahrzeugzustand ist; und eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die das kompensierten Beschleunigungssignal als das Betriebsparametersignal liefert.