WO2010028792A1 - Verfahren und vorrichtung zur berechnung einer dämpfersollkraft für ein einstellbares dämpferelement - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur berechnung einer dämpfersollkraft für ein einstellbares dämpferelement Download PDF

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WO2010028792A1
WO2010028792A1 PCT/EP2009/006490 EP2009006490W WO2010028792A1 WO 2010028792 A1 WO2010028792 A1 WO 2010028792A1 EP 2009006490 W EP2009006490 W EP 2009006490W WO 2010028792 A1 WO2010028792 A1 WO 2010028792A1
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vehicle
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lateral acceleration
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Carsten Beuermann
Michael Decker
Joachim Epp
Jochen GÖTZ
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Daimler Ag
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    • B60G2800/012Rolling condition

Definitions

  • the invention relates to a method for calculating a Dämpfersollkraft for an adjustable damper element according to the preamble of claim 1 and an apparatus for calculating a Dämpfersollkraft for an adjustable damper element according to the preamble of claim 21.
  • the document discloses a spring-damper system that adapts the system damping to the spring stiffness.
  • the spring stiffness of the air spring and subsequently the overall damping of the system are specified in a first method step depending on the driving situation.
  • first a frequency analysis of the currently oscillating motor vehicle part, which is associated with the respective air spring with additional volume.
  • the determination of the damping variable as a function of the throttle resistance of a throttle, which is arranged between the air spring and an additional air volume, and the current vibration frequency motor vehicle part.
  • the still required residual damping of the total damping is determined by the control unit, wherein the shock absorber throttle is adjusted so that the sum of the air spring damping and residual damping corresponds to the default value.
  • the invention has for its object to provide a device and an improved method for calculating a Dämpfersollkraft for an adjustable damper element.
  • a lateral acceleration variable describing the lateral acceleration is determined, wherein the damper target force is additionally determined as a function of the lateral acceleration variable.
  • a damping element is assigned to each vehicle wheel and a damping target force is determined separately for each damping element.
  • each individual wheel can be optimally damped via the respectively assigned damper element individually and in dependence on the roadway excitation prevailing at the individual wheel, whereby possible different suggestions on the individual wheels are taken into account.
  • the spring-damper system is more strongly damped at high transverse forces, whereby the contact between road surface and motor vehicle wheel is improved and thus the driving safety, in particular when cornering, is increased.
  • the lateral acceleration quantity is determined on the basis of a lateral acceleration calculated on the basis of the vehicle longitudinal speed and a steering angle.
  • the reference variable which is dependent on the steering angle and the vehicle longitudinal speed, precedes the actual lateral acceleration of the vehicle in terms of time.
  • the damper target force and e.g. the axle stiffness can be adapted to the upcoming situation, even before the actual effect of the lateral acceleration on the vehicle.
  • This temporal advantage is used to adjust the vehicle already at the time of steering at the beginning of the passage of a curve to the self-adjusting lateral acceleration and optimally adapt the vehicle dynamics behavior of the vehicle for cornering.
  • the calculated lateral acceleration which is prevailing on this damper element is expediently used for the calculation of the damper target force on a damper element. This allows for each one Damper element achieve optimum damping effect, thereby increasing ride comfort and driving safety.
  • the lateral acceleration variable can be adapted to a desired value range by means of the first factor become.
  • the lateral acceleration-dependent first factor asymptotically approaches asymptotically a maximum value of the first factor with increasing calculated lateral acceleration, which is equal in particular for all vehicle longitudinal speeds or vehicle longitudinal speed ranges.
  • a limitation of the lateral acceleration variable is possible, which increases driving safety.
  • the vehicle longitudinal speed scales over a second factor and from a scaled vehicle longitudinal velocity can be done in a simple manner, an adaptation of the vehicle longitudinal speed to a desired range of values as the basis for calculating the damper target force.
  • the scaled vehicle longitudinal velocity may be used to calculate the damper target force, with the damper target force in particular being proportionally dependent on the scaled vehicle longitudinal velocity.
  • the second factor may assume a value between a minimum value of the second factor and a maximum value of the second factor, whereby a limitation of the scaled vehicle longitudinal speed and thus an improvement in driving safety is made possible.
  • the second factor below a lower speed threshold may correspond to the minimum value of the second factor or, in particular, asymptotically approach the minimum value of the second factor as the vehicle longitudinal speed decreases.
  • the second factor above an upper speed threshold value may correspond to the maximum value of the second factor or, in particular, asymptotically approach the maximum value of the second factor with increasing vehicle longitudinal speed.
  • the said options can each contribute alone or in combination to improve the adjustment of the Dämpfersoll force to the driving situation.
  • a damper speed is determined and taken into account in the determination of the damper target force, whereby the ride comfort is improved.
  • the damper target force may be proportional to the damper speed.
  • damper speed is scaled by a third factor and from this a scaled damper speed is determined.
  • the adjustment of the damper speed to a desired value range is easily made possible as a basis for calculating the damper target force.
  • the third factor has a rebound value for a damper speed greater than zero and a pressure step value for a damper speed which is different from the rebound step value and less than zero, the rebound stage value and / or the pressure step value being particularly constant.
  • the damper target force can be determined as a function of the scaled damper speed, the damper target force in particular depending proportionally on the scaled damper speed.
  • a wheel-related damping quantity is calculated on the basis of the variably predetermined spring stiffness.
  • On the basis of this wheel-related damping amount can easily be calculated using a spring-damper system-dependent translation a built-up attenuation size, which can then serve to determine the Dämpfersollkraft.
  • the spring element is preferably a gas spring element with variable spring stiffness, wherein in particular a plurality of gas spaces which can be fluidly connected to each other via a valve arrangement and which can be fluidly separated from one another are provided.
  • a variable spring stiffness or axle rigidity is achieved by connecting or disconnecting the various gas spaces.
  • Showing: 1 is a schematic representation of a vehicle with a gas spring system according to the invention in a schematic, block diagram-like representation,
  • FIG. 2 is a schematic block diagram similar representation of a multi-chamber
  • Fig. 3 is a block diagram of the control of the multi-chamber gas spring and the
  • FIG. 4 shows a block diagram of a possibility of determining the damper desired force of the damper according to FIG.
  • Fig. 5 shows the qualitative course of a lateral acceleration-dependent first
  • Fig. 6 shows the qualitative course of a longitudinal speed-dependent second
  • Fig. 7 shows the qualitative course of a damper speed-dependent third
  • FIG. 1 shows a schematic and block diagram representation of a motor vehicle 1 with a view from above.
  • the motor vehicle 1 has in a vehicle longitudinal direction x at least two, with a center distance D, mutually parallel spaced and not shown axes, wherein at the axial ends of the axle at least one vehicle wheel 2 is arranged and at least one axle steerable vehicle wheels 2 carries.
  • each vehicle wheel 2 is associated with a spring-damper system, with a spring element 3 and an adjustable damper element 4
  • Spring element 3 which is formed in particular as a multi-chamber gas spring 3 with a variable spring stiffness c n , springs the relative movements of the respective associated vehicle wheel 2 relative to the vehicle body. Further, the damper element 4 damps the relative movements between the respective associated vehicle wheel 2 and the vehicle body. Accordingly, the contact between the vehicle wheel 2 and the road surface is optimized, and thus the driving comfort and driving safety are optimized.
  • FIG. 2 shows schematically and block diagram similar to the spring element 3 in the form of a multi-chamber gas spring 3, which is controllable via a control device 5, wherein the control device 5 example, has an integrated processing unit 5 or is connected in a further embodiment of the invention switching technology with an external processing unit 5 ,
  • the spring element 3 has a gas-filled gas space 7 cooperating with a rolling bellows 6 in the form of a main chamber 7 with a main chamber volume V1.
  • a rolling bellows 6 in the form of a main chamber 7 with a main chamber volume V1.
  • the spring stiffness c "of the respective multi-chamber gas spring 3 depends on the effective one
  • the multi-chamber gas spring 3 has a first secondary chamber 8, a second secondary chamber 9 and a third secondary chamber 10.
  • the first secondary chamber 8 has a first secondary chamber volume V2, the second secondary chamber 9 a second secondary chamber volume V3 and the third secondary chamber 10 a third secondary chamber volume V4, in the present case V2 ⁇ V3 ⁇ V4 ⁇ V1.
  • variable spring stiffness c "of the multi-chamber gas spring 3 depends on how large the gas volume interacting with the rolling bellows 6 is, which is to be referred to as the effective total volume.
  • This effective total volume results from the sum of the main chamber volume V1 and the secondary chamber volumes V2, V3, V4 of those secondary chambers 8, 9, 10 which are fluidically connected to the main chamber 7 at the time considered.
  • the first secondary chamber 8 is connected via a first connecting channel 11 with the main chamber 7, wherein in the first connecting channel 11, an electrically controllable, first connecting valve 12 is arranged.
  • the main chamber 7 is connected to the second sub-chamber 9 via a second connecting channel 13 in which a second connecting valve 14 is seated, and the main chamber 7 is connected to the third sub-chamber 10 via a third connecting channel 15 in which a third connecting valve 16 is arranged is.
  • All three connecting valves 12, 14, 16 can be controlled independently of one another by the control device 5 and either fluidly close or fluidically open the respective connecting channel 11, 13, 15, so that the respective secondary chamber 8, 9, 10 can be fluidically separated from the main chamber 7 . is connectable.
  • the connecting valves 12, 14, 16 are designed as switching valves.
  • the control of the connecting valves 12, 14, 16 is carried out electrically by energizing the respective electromagnet of the connecting valve 12, 14, 16. Further, the connecting valves 12, 14, 16 are designed as normally closed valves, so that in case of a fault in the gas spring system, the a power failure leads, the connecting valves 12, 14, 16 close automatically. As a result, the axis stiffness is increased to a maximum in the event of a fault.
  • the control device 5 is connected to the adjustable damper element 4 switching technology, wherein the particular hydraulically acting damper element 4 may be formed separately or integrated into the respective spring element 3.
  • Each damper element 4 of the vehicle has for this purpose a controllable damper valve 4a.
  • control device In the embodiment according to the invention, the control device or
  • Arithmetic unit 5 via a sensor device of the motor vehicle 1, not shown, a steering angle ⁇ and a vehicle longitudinal velocity v transmitted. Furthermore, the control device 5 via the sensor device further parameters / ⁇ , as
  • Vehicle condition parameters or environmental parameters are supplied.
  • the passed from the sensor device to the control device 5 sensor data and Parameters are available today in the vehicles and can be transmitted to the control device 5 via a vehicle data bus system. It is understood that further parameters can be passed on to the control device, such as the road friction coefficient.
  • Parameters P w such as, for example, steering angle ⁇ , longitudinal vehicle speed v v , lateral acceleration a y ⁇ alc n , a damper speed v D n and other parameters P n are determined by at least one suitable detection unit, in particular by a Sensor or more sensors, detected and forwarded to the control device 5.
  • the control unit 5 has a first control part 5.1, which determines the spring stiffness c "for each of the spring elements 3 on the basis of the transmitted parameters P w or at least a part thereof. These spring stiffnesses c n are forwarded to a second control part 5. 2, which uses them and further parameters P w to determine the desired damping forces F n for each
  • Damper element 4 of the vehicle determined.
  • n 1, 2, 3 or 4.
  • connection shown in FIG. 3 with a dashed line is intended to represent a non-exclusive use of identical parameters P 11 by a control device or arithmetic unit 5.
  • a parameter P w is processed by the control device 5 and / or by the arithmetic unit 5 or by further signal processing systems.
  • the control device or computing unit 5 determines or calculates an individual damper target force F 5011 "for each damper element 4 and generates an electric valve control current I valve for actuating the valves 4a of the damper elements on the basis of the calculated damper target force F 3011 n 4th
  • FIG. 4 shows the determination of the damper target force F soll n for each damper element 4 in the form of a block diagram.
  • a method for calculating the damper target force F n is an adjustable
  • Damper element 4 is determined in a first block 30 based on the variably predetermined spring stiffness c "a wheel-related damping amount d Ra d.
  • a wheel-related damping amount d Ra d is determined in a first block 30 based on the variably predetermined spring stiffness c "a wheel-related damping amount d Ra d.
  • d Rad given a vehicle mass m given as a fixed size and D is a constant.
  • a calculated lateral acceleration a ⁇ calc is formed from the steering angle ⁇ and the vehicle longitudinal velocity v x .
  • the calculated lateral acceleration a y calc is scaled by a first factor K, from which a lateral acceleration variable a yK ⁇ is determined.
  • FIG. 5 shows the qualitative profile of the first factor K as a function of the calculated lateral acceleration a y calc ".
  • a y calc the first factor K asymptotically approaches a maximum value K max which is the same for all longitudinal vehicle speeds v x or vehicle longitudinal speed ranges
  • a fifth block 34 to determine a scaled longitudinal vehicle speed v xA, the longitudinal vehicle speed v x is determined by a second
  • the second factor A scales.
  • the second factor A as shown in FIG. 6, may take a value between a minimum value A mm and a maximum value A mm .
  • the second factor A below a lower speed threshold v u asymptotically approaches or corresponds to the minimum value A. Further, the second factor A approaches above above an upper speed threshold V 0 asymptotically the maximum value A n ⁇ or corresponds to this with increasing vehicle longitudinal speed v r .
  • the lower one is
  • a damper speed v D n is determined and taken into account directly during the determination of the damper target force F n .
  • the damper velocity v D n is further scaled in a sixth block 35 by a third factor L, thereby forming a scaled damper velocity v DLn .
  • the third factor L has two values dependent on the damper velocity v D n , namely a tensile and a compression step value
  • Damping velocities v D n greater than zero the rebound damping value and at damping velocities v D n less than zero the pressure step value is used as the decisive variable.
  • the optimum damper target force F is determined in a seventh block 36 for the respective spring element 4 n is calculated by the arithmetic unit 5.
  • an electrical valve control current I ye ⁇ li is generated in a last block 37, which is the corresponding damper valve 4a of the respective
  • Damper element 4 controls and adjusts accordingly. This determination of the damper target force F ioll n and of the associated star current I Vc ⁇ ml n takes place for each of the

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Dämpfersollkraft (F soll,n) für ein einstellbares Dämpferelement (4) eines Feder-Dämpfer-Systems, das den Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs gegenüber den Fahrzeugrädern des Fahrzeugs federnd und dämpfend abstützt, wobei ein dem Dämpferelement zugeordnetes Federelement eine veränderliche Federsteifigkeit (c n) aufweist und die Dämpfersollkraft (F soll,n) abhängig von der veränderlichen Federsteifigkeit (c n) bestimmt wird. Ferner wird eine die Querbeschleunigung beschreibende Querbeschleunigungsgröße (a yK) ermittelt, wobei die Dämpfersollkraft (F soll,n) abhängig von der Querbeschleunigungsgröße (a y,calc) ermittelt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Berechnung einer Dämpfersollkraft für ein einstellbares
Dämpferelement
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer Dämpfersollkraft für ein einstellbares Dämpferelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Dämpfersollkraft für ein einstellbares Dämpferelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 21.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 199 40 198 C1 bekannt.
Die Druckschrift offenbart ein Feder-Dämpfer-System, das die Systemdämpfung an die Federsteifigkeit anpasst. In einer Regeleinheit werden in einem ersten Verfahrensschritt fahrsituationsabhängig die Federsteifigkeit der Luftfeder und nachfolgend die Gesamtdämpfung des Systems vorgegeben. Hierfür erfolgt zunächst eine Frequenzanalyse des gegenwärtig schwingenden Kraftfahrzeug-Teils, welches der jeweiligen Luftfeder mit Zusatzvolumen zugeordneten ist. Nachfolgend erfolgt die Bestimmung der Dämpfungsgröße in Abhängigkeit des Drosselwiderstandes einer Drossel, die zwischen der Luftfeder und einem Luft-Zusatzvolumen angeordnet ist, und der momentanen Schwingfrequenz Kraftfahrzeug-Teils. Mithin wird die noch erforderliche Restdämpfung der Gesamtdämpfung von der Regeleinheit ermittelt, wobei die Stoßdämpfer-Drossel so eingestellt wird, dass die Summe der Luftfederdämpfung und Restdämpfung dem Vorgabewert entspricht.
Der Erfindung lieg die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Berechnung einer Dämpfersollkraft für ein einstellbares Dämpferelement anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patenanspruches 1 und/oder durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 21 gelöst. Erfindungsgemäß wird eine die Querbeschleunigung beschreibende Querbeschleunigungsgröße ermittelt, wobei die Dämpfersollkraft zusätzlich abhängig von der Querbeschleunigungsgröße ermittelt wird.
Dadurch kann ein Feder-Dämpfer-System mit einem hohen Fahrkomfort und hoher Fahrsicherheit bereitgestellt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Vorzugsweise ist jedem Fahrzeugrad ein Dämpferelement zugeordnet und für jedes Dämpferelement wird gesondert eine Dämpfersollkraft ermittelt. Hierdurch kann jedes Einzelrad über das jeweils zugeordnete Dämpferelement individuell und in Abhängigkeit der am Einzelrad vorherrschenden Fahrbahnanregung optimal bedämpft werden, wodurch mögliche unterschiedliche Anregungen an den Einzelrädern Rechnung getragen wird. Mithin erfolgt eine Erhöhung des Fahrkomforts und der Fahrsicherheit.
Dadurch, dass die Dämpfersollkraft proportional von der Querbeschleunigungsgröße abhängt, wird das Feder-Dämpfer-System bei hohen Querkräften stärker bedämpft, wodurch der Kontakt zwischen Fahrbahnoberfläche und Kraftfahrzeugrad verbessert und mithin die Fahrsicherheit, insbesondere bei Kurvenfahrt, erhöht wird.
Es ist weiterhin von Vorteil, dass die Querbeschleunigungsgröße auf Basis einer anhand der Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit und einem Lenkwinkel berechneten Querbeschleunigung ermittelt wird. Die vom Lenkwinkel und der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit abhängige Führungsgröße eilt der tatsächlichen Querbeschleunigung des Fahrzeugs zeitlich voraus. Dadurch kann die Dämpfersollkraft und z.B. auch die Achssteifigkeit an die bevorstehende Situation angepasst werden, bereits vor dem tatsächlichen Einwirken der Querbeschleunigung auf das Fahrzeug. Dieser zeitliche Vorsprung dient dazu, das Fahrzeug bereits zum Zeitpunkt des Lenkens zu Beginn des Durchfahrens einer Kurve auf die sich einstellende Querbeschleunigung einzustellen und das fahrdynamische Verhalten des Fahrzeugs für die Kurvenfahrt optimal anzupassen.
Zumal sich die Querbeschleunigung an den jeweiligen Dämpferelementen unterschiedlich ausbildet, wird zweckmäßigerweise für die Berechnung der Dämpfersollkraft an einem Dämpferelement die jeweils an diesem Dämpferelement herrschende berechnete Querbeschleunigung herangezogen. Dadurch lässt sich für jedes einzelne Dämpferelement eine optimale Dämpfwirkung erzielen, wodurch sich Fahrkomfort und Fahrsicherheit erhöhen.
Dadurch, dass die berechnete Querbeschleunigung mittels eines ersten Faktors skaliert und daraus die Querbeschleunigungsgröße ermittelt wird, wobei der querbeschleunigungsabhängige erste Faktor insbesondere zusätzlich abhängig von der Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit oder Fahrzeug-Längsgeschwindigkeitsbereichen vorgegeben ist, kann die Querbeschleunigungsgröße mittels des ersten Faktors an einen gewünschten Wertebereich angepasst werden.
Vorzugsweise nähert sich der querbeschleunigungsabhängige erste Faktor mit zunehmender berechneter Querbeschleunigung asymptotisch einem Maximalwert des ersten Faktors, der insbesondere für alle Fahrzeug-Längsgeschwindigkeiten oder Fahrzeug-Längsgeschwindigkeitsbereiche gleich groß ist. Dadurch ist eine Begrenzung der Querbeschleunigungsgröße möglich, wodurch sich die Fahrsicherheit erhöht.
Dadurch, dass die Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit über einen zweiten Faktor skaliert und daraus eine skalierte Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit ermittelt wird, kann auf eine einfache Art und Weise eine Anpassung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit an einen gewünschten Wertebereich als Basis zur Berechnung der Dämpfersollkraft erfolgen. Weiterhin kann die skalierte Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit zur Berechnung der Dämpfersollkraft verwendet werden, wobei die Dämpfersollkraft insbesondere proportional von der skalierten Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit abhängt. Ebenso kann der zweite Faktor einen Wert zwischen einem Minimalwert des zweiten Faktors und einem Maximalwert des zweiten Faktors annehmen, wodurch eine Begrenzung der skalierten Fahrzeuglängsgeschwindigkeit und mithin eine Verbesserung der Fahrsicherheit ermöglicht ist. Ferner kann der zweite Faktor unterhalb eines unteren Geschwindigkeitsschwellenwerts dem Minimalwert des zweiten Faktors entsprechen oder sich mit abnehmender Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit dem Minimalwert des zweiten Faktors insbesondere asymptotisch annähern. Weiterhin kann der der zweite Faktor oberhalb eines oberen Geschwindigkeitsschwellenwerts dem Maximalwert des zweiten Faktors entsprechen oder sich mit zunehmender Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit dem Maximalwert des zweiten Faktors insbesondere asymptotisch annähern. Die genannte Möglichkeiten können jeweils für sich oder in Kombination zur Verbesserung der Anpassung der Dämpfersoll kraft an die Fahrsituation beitragen. Vorzugsweise wird eine Dämpfergeschwindigkeit ermittelt und bei der Bestimmung der Dämpfersollkraft berücksichtigt, wodurch der Fahrkomfort verbessert wird. Beispielsweise kann die Dämpfersollkraft proportional von der Dämpfergeschwindigkeit abhängt.
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass die Dämpfergeschwindigkeit über einen dritten Faktor skaliert wird und daraus eine skalierte Dämpfergeschwindigkeit ermittelt wird. Dadurch ist die Anpassung der Dämpfergeschwindigkeit an einen gewünschten Wertebereich als Basis zur Berechnung der Dämpfersollkraft einfach ermöglicht.
Des Weiteren weist der dritte Faktor einen Zugstufenwert für eine Dämpfergeschwindigkeit größer als Null und einen sich vom Zugstufenwert unterscheidenden Druckstufenwert für eine Dämpfergeschwindigkeit kleiner als Null auf, wobei der Zugstufenwert und/oder der Druckstufenwert insbesondere konstant sind. Dadurch ist eine weitere Komfortverbesserung und insbesondere ein verbesserter Kontakt zwischen Kraftfahrzeugrad und Fahrbahnoberfläche ermöglicht. Beispielsweise kann die Dämpfersollkraft abhängig von der skalierten Dämpfergeschwindigkeit ermittelt werden, wobei die Dämpfersollkraft insbesondere proportional von der skalierten Dämpfergeschwindigkeit abhängt.
Weiterhin ist es möglich, dass auf Basis der veränderlich vorgegebenen Federsteif ig keit eine radbezogene Dämpfungsgröße berechnet wird. Auf Basis dieser radbezogenen Dämpfungsgröße kann sehr einfach mit Hilfe einer Feder-Dämpfer-System-abhängigen Übersetzung eine aufbaubezogene Dämpfungsgröße berechnet werden, die dann zur Ermittlung der Dämpfersollkraft dienen kann.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Federelement um ein Gasfederelement mit veränderbarer Federsteifigkeit, wobei insbesondere mehrere über eine Ventilanordnung fluidisch miteinander verbindbare und fluidisch voneinander trennbare Gasräume vorgesehen sind. Dadurch ist eine veränderbare Federsteifigkeit oder Achssteif ig keit durch Verbinden bzw. Trennen der verschiedenen Gasräume erreicht.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Gasfedersystem in schematischer, blockschaltbildähnlicher Darstellung,
Fig. 2 eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung einer Mehrkammer-
Gasfeder mit verstellbaren Dämpfern,
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Steuerung der Mehrkammer-Gasfeder und des
Dämpfers nach Fig.2,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Möglichkeit der Ermittlung der Dämpfersoll kraft des Dämpfers nach Fig.2,
Fig. 5 den qualitativen Verlauf eines querbeschleunigungsabhängigen ersten
Faktors,
Fig. 6 den qualitativen Verlauf eines längsgeschwindigkeitsabhängigen zweiten
Faktors und
Fig. 7 den qualitativen Verlauf eines dämpfergeschwindigkeitsabhängigen dritten
Faktors.
Fig.1 zeigt in schematischer und blockschaltbildlicher Darstellung ein Kraftfahrzeug 1 mit Blick von oben.
Das Kraftfahrzeug 1 weist in einer Fahrzeuglängsrichtung x wenigstens zwei, mit einem Achsabstand D, zueinander parallel beabstandete und nicht näher dargestellte Achsen auf, wobei an den Axialenden der Achse jeweiligen wenigstens ein Fahrzeugrad 2 angeordnet ist und wobei zumindest eine Achse lenkbare Fahrzeugräder 2 trägt. Beispielsgemäß ist jedem Fahrzeugrad 2 ein Feder-Dämpfer-System, mit einem Federelement 3 und einem einstellbaren Dämpferelement 4 zugeordnet, Das
Federelement 3, das insbesondere als eine Mehrkammer-Gasfeder 3 mit einer veränderbarer Federsteif ig keit cn ausgebildet ist, federt die Relativbewegungen des jeweils zugeordneten Fahrzeugrades 2 gegenüber dem Fahrzeugaufbau. Ferner dämpft das Dämpferelement 4 die Relativbewegungen zwischen dem jeweils zugeordneten Fahrzeugrad 2 und dem Fahrzeugaufbau. Dementsprechend ist der Kontakt zwischen Fahrzeugrad 2 und der Fahrbahnoberfläche optimiert und mithin der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit optimiert.
Erfolgt bei einem sich bewegenden Kraftfahrzeug 1 ein Lenkeinschlag, so dreht sich das
Fahrzeug um die Fahrzeughochachse z in Richtung des Lenkeinschlags. Mithin bildet sich eine Querbeschleunigung ay colc n aus, die in eine Fahrzeugquerrichtung y des
Kraftfahrzeugs 1 wirkt. Da sich die Querbeschleunigung av calc n am Fahrzeug und insbesondere an den jeweiligen Fahrzeugrädern 2 unterschiedlich ausbildet, soll nachfolgend eine beispielhafte Umrechnung der für das dritte Rad (n=3) zugeordneten Querbeschleunigung ay calc 2 über eine Gierrate ψ , welche die Winkelgeschwindigkeit der
Drehung um die Fahrzeughochachse z angibt, gezeigt sein. Es gilt:
Figure imgf000008_0001
* Ψ
Fig.2 zeigt schematisch und blockschaltbildähnlich das Federelement 3 in Form einer Mehrkammer-Gasfeder 3, die über eine Steuereinrichtung 5 ansteuerbar ist, wobei die Steuereinrichtung 5 beispielsgemäß eine integrierte Recheneinheit 5 aufweist oder in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform schalttechnisch mit einer externen Recheneinheit 5 verbunden ist.
Das Federelement 3 weist einen mit einem Rollbalg 6 zusammenwirkenden gasgefüllten Gasraum 7 in Form einer Hauptkammer 7 mit einem Hauptkammervolumen V1 auf. Bei einer Relativbewegung des zugeordneten Fahrzeugrades 2 und dem Fahrzeugaufbau wird der Rollbalg 6 verschoben, wodurch das Gas in der Mehrkammer-Gasfeder 3 je nach Bewegungsrichtung des Rollbalgs 6 komprimiert oder dekomprimiert wird, so dass die Relativbewegung zwischen dem zugeordneten Fahrzeugrad 2 und dem nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau gefedert wird.
Die Federsteif ig keit c„ der jeweiligen Mehrkammer-Gasfeder 3 hängt vom wirksamen
Gesamtvolumen ab, das bei der Rollbalgbewegung zum Komprimieren bzw. Dekomprimieren zur Verfügung steht. Mithin kann an die Hauptkammer 7 wenigstens eine Nebenkammer als Zusatzvolumen fluidisch zugeschaltet bzw. wieder von der Hauptkammer 7 getrennt werden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Mehrkammer-Gasfeder 3 eine erste Nebenkammer 8, eine zweite Nebenkammer 9 und eine dritte Nebenkammer 10 auf. Die erste Nebenkammer 8 weist ein erstes Nebenkammervolumen V2, die zweite Nebenkammer 9 ein zweites Nebenkammervolumen V3 und die dritte Nebenkammer 10 ein drittes Nebenkammervolumen V4 auf, wobei im vorliegenden Fall V2 < V3 < V4 < V1 gilt.
Die veränderliche Federsteifigkeit c„ der Mehrkammer-Gasfeder 3 hängt davon ab, wie groß das mit dem Rollbalg 6 zusammenwirkende Gasvolumen ist, das als wirksames Gesamtvolumen bezeichnet werden soll. Dieses wirksame Gesamtvolumen ergibt sich aus der Summe des Hauptkammervolumens V1 und der Nebenkammervolumina V2, V3, V4 derjenigen Nebenkammern 8, 9, 10, die zum betrachteten Zeitpunkt fluidisch mit der Hauptkammer 7 verbunden sind. Die erste Nebenkammer 8 ist über einen ersten Verbindungskanal 11 mit der Hauptkammer 7 verbunden, wobei im ersten Verbindungskanal 11 ein elektrisch ansteuerbares, erstes Verbindungsventil 12 angeordnet ist. Entsprechend hierzu ist die Hauptkammer 7 mit der zweiten Nebenkammer 9 über einen zweiten Verbindungskanal 13 verbunden, in dem ein zweites Verbindungsventil 14 sitzt, und die Hauptkammer 7 ist mit der dritten Nebenkammer 10 über einen dritten Verbindungskanal 15 verbunden, in dem ein drittes Verbindungsventil 16 angeordnet ist. Alle drei Verbindungsventile 12, 14, 16 können durch die Steuereinrichtung 5 unabhängig voneinander angesteuert werden und den betreffenden Verbindungskanal 11 , 13, 15 entweder fluidisch verschließen oder fluidisch öffnen, so dass die jeweilige Nebenkammer 8, 9, 10 mit der Hauptkammer 7 fluidisch trennbar bzw. verbindbar ist. Beispielsgemäß sind die Verbindungsventile 12, 14, 16 als Schaltventile ausgeführt. Alternativ hiezu wäre es auch denkbar, die Verbindungsventile 12, 14, 16 als Proportionalventile auszugestalten, so dass der Durchflussquerschnitt des jeweiligen Verbindungskanals 11 , 13, 15 kontinuierlich zwischen einer vollständig geschlossenen und einer vollständig offenen Stellung verändert wird.
Die Ansteuerung der Verbindungsventile 12, 14, 16 erfolgt elektrisch durch Bestromung des jeweiligen Elektromagneten des Verbindungsventils 12, 14, 16. Ferner können die Verbindungsventile 12, 14, 16 als stromlos geschlossene Ventile ausgeführt sein, so dass bei einem Fehler im Gasfedersystem, der zu einem Stromausfall führt, die Verbindungsventile 12, 14, 16 automatisch schließen. Dadurch wird im Fehlerfall die Achssteifigkeit auf ein Maximum erhöht.
Zur Einstellung einer Dämpfersollkraft Fsoll „ ist die Steuereinrichtung 5 mit dem einstellbaren Dämpferelement 4 schalttechnisch verbunden, wobei das insbesondere hydraulisch wirkende Dämpferelement 4 separat ausgebildet oder in das jeweilige Federelement 3 integriert sein kann. Jedes Dämpferelement 4 des Fahrzeugs weist hierfür ein ansteuerbares Dämpferventil 4a auf.
In der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Steuereinrichtung bzw.
Recheneinheit 5, über eine nicht näher dargestellte Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 , ein Lenkwinkel α und eine Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit v, übermittelt. Ferner können der Steuereinrichtung 5 über die Sensoreinrichtung weitere Parameter/^, , wie
Fahrzeugzustandsparameter oder Umgebungsparameter zugeführt werden. Die von der Sensoreinrichtung an die Steuereinrichtung 5 weitergegebenen Sensordaten und Parameter sind heutzutage in den Fahrzeugen verfügbar und können über ein Fahrzeugdatenbussystem an die Steuereinrichtung 5 übertragen werden. Es versteht sich, dass weitere Parameter an die Steuereinrichtung weitergegeben werden können, wie beispielsweise der Fahrbahnreibwert.
Anhand der Figuren 3 und 4 wird im Folgenden die Funktion der Steuereinrichtung bzw. Recheneinheit 5 des Feder-Dämpfer-Systems im Einzelnen erläutert.
Fig.3 zeigt die Steuereinrichtung 5. Parameter Pw , wie beispielsweise Lenkwinkel α, Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit vv , Querbeschleunigung ay ιalc n , eine Dämpfergeschwindigkeit vD n und andere Parameter Pn, werden durch wenigstens eine geeignete Erfassungseinheit, insbesondere durch einen Sensor oder mehrere Sensoren, erfasst und an die Steuereinrichtung 5 weitergeleitet. Die Steuereinheit 5 weist einen ersten Steuerteil 5.1 auf, der anhand der übermittelten Parameter Pw oder zumindest eines Teils davon die Federsteif ig keit c„ für jede der Federelemente 3 ermittelt. Diese Federsteifigkeiten cn werden an einen zweiten Steuerteil 5.2 weitergeleitet, der daraus und weiteren aus weiteren Parametern Pw die Dämpfersollkräfte Fsoll n für jedes
Dämpferelement 4 des Fahrzeugs ermittelt.
Der Index n wird für die Unterscheidung der Größe verwendet, die den vorhandenen, separaten Federelementen 3 bzw. Dämpferelementen 4 zugeordnet sind. Bei einem Fahrzeug mit vier Rädern und mithin vier Feder- und Dämpferelementen 3, 4 ist n = 1 , 2, 3 oder 4.
Die in Fig.3 mit einer gestrichelten Linie dargestellte Verbindung soll dabei eine nicht ausschließliche Verwendung von gleichen Parametern P11, durch eine Steuereinrichtung bzw. Recheneinheit 5 darstellen. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es denkbar, dass ein Parameter Pw durch die Steuereinrichtung 5 und/oder durch die Recheneinheit 5 bzw. durch weitere Signalverarbeitungssysteme verarbeitet wird.
Anhand der Parameter/^, ermittelt bzw. berechnet die Steuereinrichtung bzw. Recheneinheit 5 für jedes Dämpferelement 4 eine individuelle Dämpfersollkraft F5011 „ und erzeugt auf Grund der berechneten Dämpfersollkraft F3011 n einen elektrischen Ventil- Steuerstrom IVenlιl zur Ansteuerung der Ventile 4a der Dämpferelemente 4. In Fig.4 ist die Ermittlung der Dämpfersollkraft Fsoll n für jedes Dämpferelement 4 blockschaltbildartig dargestellt. Bei diesem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Berechnung der Dämpfersollkraft Fsoll n für ein einstellbares
Dämpferelement 4 wird in einem ersten Block 30 auf Basis der veränderlich vorgegebenen Federsteifigkeit c„ eine radbezogene Dämpfungsgröße dRad ermittelt. Eine besonders einfache Möglichkeit zur Berechnung dieser Größe ist über den nachfolgenden Zusammenhang dRad =
Figure imgf000011_0001
gegeben, wobei eine Fahrzeugmasse m als feste Größe vorgegeben und D eine Konstante ist.
Da die radbezogene Dämpfungsgröße dRad eine mechanische Übersetzung i der Achse nicht berücksichtigt, wird in einem zweiten Block 31 mittels der Übersetzung i eine aufbaubezogene Dämpfungsgröße dm, die vom jeweils zugrunde liegenden Feder- Dämpfer-System abhängig ist, berechnet: dm = i2 *dRad
In einem weiteren parallelen oder nachfolgenden dritten Block 32, wird eine berechnete Querbeschleunigung a} calc „ aus dem Lenkwinkel α und der Fahrzeug- Längsgeschwindigkeit vx gebildet. Daran anschließend wird in einem vierten Block 33 die berechnete Querbeschleunigung ay calc „ mit einem ersten Faktor K skaliert, woraus eine Querbeschleunigungsgröße ayK π ermittelt wird.
In Fig.5 ist der qualitative Verlauf des ersten Faktors K abhängig von der berechneten Querbeschleunigung ay calc „ gezeigt. Abhängig von der Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit vx , oder auch von Fahrzeug-Längsgeschwindigkeitsbereichen ergeben sich verschiedene Verläufe für den ersten Faktor K über der berechneten Querbeschleunigung ay cak π . Der erste Faktor K nähert sich bei einer Erhöhung der berechneten Querbeschleunigung O1 calc n asymptotisch einem Maximalwert Kmax , der für alle Fahrzeug- Längsgeschwindigkeiten vx oder Fahrzeug-Längsgeschwindigkeitsbereiche denselben
Wert einnimmt und wobei dieser Wert > 1 ist.
In einem fünften Block 34 wird zur Ermittlung einer skalierten Fahrzeug- Längsgeschwindigkeit vxA die Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit vx über einen zweiten
Faktor A skaliert. Der zweite Faktor A, wie in Fig.6 dargestellt, kann einen Wert zwischen einem Minimalwert Amm und einem Maximalwert Amm annehmen.
Mit abnehmender Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit vx nähert sich der zweite Faktor A unterhalb eines unteren Geschwindigkeitsschwellenwerts vu asymptotisch dem Minimalwert A bzw. entspricht diesem. Ferner nähert sich der zweite Faktor A oberhalb oberhalb eines oberen Geschwindigkeitsschwellenwerts V0 asymptotisch dem Maximalwert An^ bzw. entspricht diesem mit zunehmender Fahrzeug- Längsgeschwindigkeit vr . Beispielsgemäß liegt der untere
Geschwindigkeitsschwellenwert vu bei 80 km/h und der obere
Geschwindigkeitsschwellenwert V0 bei 140 km/h. Beispielsweise kann der Minimalwert Amm = 1 und der Maximalwert Amax = 1 ,5 gewählt werden.
Wie aus der Fig.4 zu entnehmen ist, wird eine Dämpfergeschwindigkeit vD n ermittelt und unmittelbar bei der Bestimmung der Dämpfersollkraft Fsoll n berücksichtigt. Die Dämpfergeschwindigkeit vD n wird des weiteren in einem sechsten Block 35 über einen dritten Faktor L skaliert, wodurch eine skalierte Dämpfergeschwindigkeit vDLn gebildet wird.
Wie in Fig.7 dargestellt, weist der dritte Faktor L zwei von der Dämpfergeschwindigkeit vD n abhängige Werte, nämlich einen Zug- und einen Druckstufenwert, auf, wobei bei
Dämpfergeschwindigkeiten vD n größer Null der Zugstufenwert und bei Dämpfergeschwindigkeiten vD n kleiner Null der Druckstufenwert als maßgebliche Größe verwendet wird. Ferner sind Zug- und Druckstufenwert konstante Größen, deren Faktoren sich in einem Bereich von einem Minimum Z1111n bis zu einem Maximum Lmax bewegen können, wobei das Maximum Lmax = 1 gewählt werden kann und damit Lmm < 1 ist.
Durch die multiplikative Verknüpfung der aufbaubezogenen Dämpfungsgröße dm mit der skalierten Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit vxA und der Querbeschleunigungsgröße ayK n sowie der Dämpfergeschwindigkeit vD n und der skalierten Dämpfergeschwindigkeit vDLn wird in einem siebten Block 36 die für das jeweilige Federelement 4 optimale Dämpfersollkraft Fsoll n von der Recheneinheit 5 berechnet. In Abhängigkeit der betreffenden Dämpfersollkraft FiOll „ wird in einem letzten Block 37 ein elektrischer Ventil- Steuerstrom Iyeπli, „ erzeugt, der das korrespondierende Dämpferventil 4a des jeweiligen
Dämpferelements 4 ansteuert und entsprechend einstellt. Diese Ermittlung der Dämpfersollkraft Fioll n und des zugehörigen Sterstroms IVcιml n erfolgt für jedes der
Dämpferelemente 4 des Fahrzeugs individuell.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Berechnung einer Dämpfersollkraft ( Fsoll n ) für ein einstellbares
Dämpferelement (4) eines Feder-Dämpfer-Systems, das den Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs gegenüber den Fahrzeugrädern (2) des Fahrzeugs federnd und dämpfend abstützt, wobei ein dem Dämpferelement (4) zugeordnetes Federelement (3) eine veränderliche Federsteif ig keit (c„ ) aufweist und die Dämpfersollkraft
( Fsoll π ) abhängig von der veränderlichen Federsteifigkeit ( c„ ) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Querbeschleunigung (α,, Cfl/c „ ) beschreibende Querbeschleunigungsgröße
{ayK n ) ermittelt wird, wobei die Dämpfersollkraft ( F5011 n ) abhängig von der Querbeschleunigungsgröße (ayK n ) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jedem Fahrzeugrad (2) ein Dämpferelement (4) zugeordnet ist und für jedes Dämpferelement (4) gesondert eine Dämpfersollkraft ( Fsoll n ) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfersollkraft ( Fsoll n ) proportional von der Querbeschleunigungsgröße
( avK n ) abhängt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbeschleunigungsgröße (ayK n ) auf Basis einer anhand der Fahrzeug- Längsgeschwindigkeit ( vt ) und einem Lenkwinkel (α) berechneten Querbeschleunigung (av calc n ) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Berechnung der Dämpfersollkraft (Fsoll n ) an einem Dämpferelement (4) die jeweils an diesem Dämpferelement (4) herrschende berechnete Querbeschleunigung (ay calc ι1 ) herangezogen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die berechnete Querbeschleunigung (ay calc n ) mittels eines ersten Faktors (K) skaliert und daraus die Querbeschleunigungsgröße (ayK n ) ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der querbeschleunigungsabhängige erste Faktor (K) zusätzlich abhängig von der Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit ( vv ) oder Fahrzeug- Längsgeschwindigkeitsbereichen vorgegeben ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der querbeschleunigungsabhängige erste Faktor (K) mit zunehmender berechneter Querbeschleunigung (ay calc n ) asymptotisch einem Maximalwert des ersten Faktors (Km3x) nähert, der insbesondere für alle Fahrzeug- Längsgeschwindigkeiten ( vx ) oder Fahrzeug-Längsgeschwindigkeitsbereiche gleich groß ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit ( vx ) über einen zweiten Faktor (A) skaliert und daraus eine skalierte Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit (VxA) ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die skalierte Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit (VxA) zur Berechnung der Dämpfersollkraft ( Fsoll n ) verwendet wird, wobei die Dämpfersollkraft ( Fsoll n ) insbesondere proportional von der skalierten Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit (VxA) abhängt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Faktor (A) einen Wert zwischen einem Minimalwert des zweiten Faktors (An11n) und einem Maximalwert des zweiten Faktors (Am3x) annimmt.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Faktor (A) unterhalb eines unteren Geschwindigkeitsschwellenwerts (vu) dem Minimalwert des zweiten Faktors (Am1n) entspricht oder sich mit abnehmender Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit (vx) dem Minimalwert des zweiten Faktors (Am,n) insbesondere asymptotisch annähert.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Faktor (A) oberhalb eines oberen Geschwindigkeitsschwellenwerts (v0) dem Maximalwert des zweiten Faktors (Am3x) entspricht oder sich mit zunehmender Fahrzeug-Längsgeschwindigkeit (vx) dem Maximalwert des zweiten Faktors (Am3x) insbesondere asymptotisch annähert.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dämpfergeschwindigkeit ( vD „ ) ermittelt und bei der Bestimmung der
Dämpfersollkraft ( Fsoll n ) berücksichtigt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfersollkraft { Fsoll n ) proportional von der Dämpfergeschwindigkeit ( vD „ ) abhängt.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfergeschwindigkeit ( vD n ) über einen dritten Faktor (L) skaliert wird und daraus eine skalierte Dämpfergeschwindigkeit (vDLn) ermittelt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Faktor (L) einen Zugstufenwert für eine Dämpfergeschwindigkeit ( vD π ) größer als Null und einen sich vom Zugstufenwert unterscheidenden Druckstufenwert für eine Dämpfergeschwindigkeit ( vD n ) kleiner als Null aufweist, wobei der Zugstufenwert und/oder der Druckstufenwert insbesondere konstant sind.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfersollkraft (Fsoll n ) abhängig von der skalierten Dämpfergeschwindigkeit
(VDLΠ) ermittelt wird, wobei die Dämpfersollkraft (Fsoll n ) insbesondere proportional von der skalierten Dämpfergeschwindigkeit (vDLn) abhängt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der veränderlich vorgegebenen Federsteifigkeit (Cn) eine radbezogene Dämpfungsgröße (dRad) berechnet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis der radbezogene Dämpfungsgröße (dRad) mit Hilfe einer Feder-Dämpfer- System-abhängigen Übersetzung (i) eine aufbaubezogene Dämpfungsgröße (dm) berechnet wird.
21. Vorrichtung zur Berechnung einer Dämpfersollkraft ( Fsoll π ) für ein einstellbares
Dämpferelement (4) eines Feder-Dämpfer-Systems, das den Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs gegenüber den Fahrzeugrädern des Fahrzeugs federnd und dämpfend abstützt, wobei ein dem Dämpferelement (4) zugeordnetes Federelement (3) eine veränderliche Federsteifigkeit (c„ ) aufweist, und wobei eine Recheneinheit die
Dämpfersollkraft (Fsoll „ ) abhängig von der veränderlichen Federsteifigkeit (c„ ) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (5) eine die Querbeschleunigung (av calc n ) beschreibende
Querbeschleunigungsgröße {ayK n ) und die Dämpfersollkraft (Fsoll π ) abhängig von der Querbeschleunigungsgröße {aiK n ) ermittelt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Federelement (3) um ein Gasfederelement (3) mit veränderbarer Federsteifigkeit (c„ ) handelt, wobei insbesondere mehrere über eine
Ventilanordnung (12, 14, 16) fluidisch miteinander verbindbare und fluidisch voneinander trennbare Gasräume (7, 8, 9, 10) vorgesehen sind.
PCT/EP2009/006490 2008-09-09 2009-09-08 Verfahren und vorrichtung zur berechnung einer dämpfersollkraft für ein einstellbares dämpferelement WO2010028792A1 (de)

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DE102008046504.6 2008-09-09
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DE102008050142.5 2008-10-04

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WO (1) WO2010028792A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4186720A1 (de) * 2021-11-26 2023-05-31 Audi AG Aktive fahrwerksregelung für ein kraftfahrzeug

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013110370B4 (de) 2013-06-04 2014-12-11 Grammer Ag Fahrzeugsitz
DE102013106709A1 (de) * 2013-06-26 2014-12-31 Grammer Ag Vorrichtung mit einem Federungssystem
DE102013110924B4 (de) 2013-10-01 2018-02-08 Grammer Ag Fahrzeug mit kraftgesteuertem Dämpfer mit Regelventil
DE102013110919B4 (de) 2013-10-01 2018-08-02 Grammer Ag Stoßdämpfer
DE102013110920B4 (de) 2013-10-01 2018-08-16 Grammer Ag Fahrzeugsitz mit kraftgesteuertem Dämpfer (2-Rohr-Dämpfer)
DE102013110923B4 (de) 2013-10-01 2019-07-04 Grammer Ag Fahrzeugsitz oder Fahrzeugkabine mit einer Federungseinrichtung und Nutzkraftfahrzeug
DE102013021561B4 (de) 2013-12-16 2020-09-03 Grammer Ag Fahrzeugsitz mit einer horizontal beweglichen Sitzfläche zum Aufnehmen einer Person
DE102015221731B4 (de) 2015-11-05 2018-12-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Steuern von Dämpferelementen eines Kraftfahrzeugs

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57182505A (en) * 1981-05-01 1982-11-10 Kayaba Ind Co Ltd Antiroll system of vehicle
JPS58128912A (ja) * 1982-01-29 1983-08-01 Hino Motors Ltd エアサスペンシヨン装置
US5154442A (en) * 1990-11-19 1992-10-13 Milliken Douglas L Self-contained acceleration-responsive adaptive damper
US5367459A (en) * 1992-02-10 1994-11-22 Trw Inc. Apparatus for controlling dampers in a vehicle suspension system
US5383124A (en) * 1989-05-20 1995-01-17 Robert Bosch Gmbh Process for undercarriage regulation
US5513108A (en) * 1992-02-14 1996-04-30 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha System for controlling suspension in accordance with road conditions
JPH0939535A (ja) * 1995-07-27 1997-02-10 Isuzu Motors Ltd 電子制御式空気ばね懸架装置
DE19940198C1 (de) * 1999-08-25 2001-02-01 Continental Ag Verfahren zur Regelung eines Systems enthaltend eine Luftfeder und einen dazu parallel geschalteten regelbaren Stoßdämpfer
US6219602B1 (en) * 1999-04-01 2001-04-17 Delphi Technologies, Inc. Vehicle suspension control with stability in turn enhancement
US20020133277A1 (en) * 2001-01-05 2002-09-19 You-Seok Koh Apparatus for controlling semi-active suspension system
EP1659007A2 (de) * 2004-11-22 2006-05-24 Mando Corporation Luftfederung und elektronisch gesteuertes Aufhängungssystem
US20060224287A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Honda Motor Co., Ltd Control system for adjustable damping force damper
DE102007006034A1 (de) * 2007-02-07 2008-08-14 Daimler Ag Federungssystem und Verfahren zum Anpassen von Fahreigenschaften eines Fahrzeugs

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57182505A (en) * 1981-05-01 1982-11-10 Kayaba Ind Co Ltd Antiroll system of vehicle
JPS58128912A (ja) * 1982-01-29 1983-08-01 Hino Motors Ltd エアサスペンシヨン装置
US5383124A (en) * 1989-05-20 1995-01-17 Robert Bosch Gmbh Process for undercarriage regulation
US5154442A (en) * 1990-11-19 1992-10-13 Milliken Douglas L Self-contained acceleration-responsive adaptive damper
US5367459A (en) * 1992-02-10 1994-11-22 Trw Inc. Apparatus for controlling dampers in a vehicle suspension system
US5513108A (en) * 1992-02-14 1996-04-30 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha System for controlling suspension in accordance with road conditions
JPH0939535A (ja) * 1995-07-27 1997-02-10 Isuzu Motors Ltd 電子制御式空気ばね懸架装置
US6219602B1 (en) * 1999-04-01 2001-04-17 Delphi Technologies, Inc. Vehicle suspension control with stability in turn enhancement
DE19940198C1 (de) * 1999-08-25 2001-02-01 Continental Ag Verfahren zur Regelung eines Systems enthaltend eine Luftfeder und einen dazu parallel geschalteten regelbaren Stoßdämpfer
US20020133277A1 (en) * 2001-01-05 2002-09-19 You-Seok Koh Apparatus for controlling semi-active suspension system
EP1659007A2 (de) * 2004-11-22 2006-05-24 Mando Corporation Luftfederung und elektronisch gesteuertes Aufhängungssystem
US20060224287A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Honda Motor Co., Ltd Control system for adjustable damping force damper
DE102007006034A1 (de) * 2007-02-07 2008-08-14 Daimler Ag Federungssystem und Verfahren zum Anpassen von Fahreigenschaften eines Fahrzeugs

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4186720A1 (de) * 2021-11-26 2023-05-31 Audi AG Aktive fahrwerksregelung für ein kraftfahrzeug
US11760365B2 (en) 2021-11-26 2023-09-19 Audi Ag Active chassis control for a motor vehicle

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