[go: up one dir, main page]

DE102004024951A1 - Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102004024951A1
DE102004024951A1 DE200410024951 DE102004024951A DE102004024951A1 DE 102004024951 A1 DE102004024951 A1 DE 102004024951A1 DE 200410024951 DE200410024951 DE 200410024951 DE 102004024951 A DE102004024951 A DE 102004024951A DE 102004024951 A1 DE102004024951 A1 DE 102004024951A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acceleration
vertical
wheel
signals
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410024951
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Nyenhuis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE200410024951 priority Critical patent/DE102004024951A1/de
Publication of DE102004024951A1 publication Critical patent/DE102004024951A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/016Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input
    • B60G17/0165Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by their responsiveness, when the vehicle is travelling, to specific motion, a specific condition, or driver input to an external condition, e.g. rough road surface, side wind
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/20Speed
    • B60G2400/202Piston speed; Relative velocity between vehicle body and wheel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/20Speed
    • B60G2400/206Body oscillation speed; Body vibration frequency
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/12Sampling or average detecting; Addition or substraction
    • B60G2600/122Summation signal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/14Differentiating means, i.e. differential control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/16Integrating means, i.e. integral control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/60Signal noise suppression; Electronic filtering means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/16Running
    • B60G2800/162Reducing road induced vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/90System Controller type
    • B60G2800/91Suspension Control
    • B60G2800/916Body Vibration Control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Vertikal-Bewegung des Aufbaus eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs zur elektronischen Ansteuerung eines die Vertikaldynamik beeinflussenden Fahrwerk-Regelsystems unter Auswertung der Signale von zumindest den beiden vorderen Rädern zugeordneten Vertikalbeschleunigungs-Sensoren, wobei die Aufbau-Geschwindigkeit ohne Verwendung eines Aufbau-Beschleunigungssensors zusätzlich aus den Signalen von Höhenstandssensoren, die im Bereich zumindest dreier Räder vorgesehen sind und der Ermittlung des Abstandes jeweils zwischen einem radfesten Punkt und einem aufbaufesten Punkt dienen, bestimmt wird. Hierzu können die Signale der Höhenstandssensoren über ein Differentiationsfilter und die Signale der Vertikalbeschleunigungs-Sensoren der Räder über ein Integrationsfilter geführt und anschließend addiert werden, alternativ ist die Verwendung eines regelungstechnischen Beobachters möglich. Bevorzugt ist an einem entsprechenden Kraftfahrzeug zumindest die zur Verstellung vorgesehene Leistungselektronik direkt am jeweiligen Feder-Dämpfer-System vorgesehen und es sind die Radsensoren in der lokalen Leistungselektronik verbaut.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Vertikal-Bewegung des Aufbaus eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs, insbesondere zur elektronischen Ansteuerung eines die Vertikaldynamik beeinflussenden Fahrwerk-Regelsystems, insbesondere eines elektronisch ansteuerbaren Stabilisatorsystems oder von elektronisch ansteuerbaren Feder-Dämpfer-Systemen, die zwischen dem Aufbau und den einzelnen Fahrzeug-Rädern zugeordneten Radführungen vorgesehen sind, unter Auswertung der Signale von zumindest den beiden vorderen Rädern zugeordneten Vertikalbescheunigungs-Sensoren sowie zumindest dreier einzelnen Rädern zugeordneter Höhenstandssensoren, mit denen der Abstand jeweils zwischen einem radfesten Punkt und einem aufbaufesten Punkt ermittelt werden kann. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechend ausgerüstetes Kraftfahrzeug. Zum technischen Umfeld wird neben der DE 102 20 575 A1 auf die DE 39 30 517 A1 und ferner auf die EP 1 197 409 A2 verwiesen.
  • Die soeben zweitgenannte Schrift beschreibt eine Vorrichtung zur fahrbahnabhängigen Fahrwerksregelung eines Kraftfahrzeugs, mit den dynamischen Fahrzustand erfassenden Sensoren, deren Daten einer Auswerteschaltung zugeführt werden, die ein für die Fahrbahnunebenheit charakteristisches Signal erzeugt, das mit einer Federanordnung des Fahrzeugs zusammenwirkende Aktuatoren steuert. Konkret kann es sich bei diesen um aktive oder semiaktive Dämpfer handeln, die im übrigen in dieser Schrift näher definiert sind. Zur Ermittlung der Fahrbahnunebenheit wird dabei an jedem Fahrzeug-Rad mittels eines Kraftsensors die jeweilige Dämpferkraft, weiterhin mittels eines in der vorliegenden Anmeldung sog. Höhenstandssensors der Abstand zwischen dem Rad und dem im Radbereich gelegenen Aufbauabschnitt des Fahrzeugs, und ferner mittels eines Vertikalbeschleunigungssensors die jeweilige vertikale Radbeschleunigung ermittelt.
  • In der oben erstgenannten DE 102 20 575 A1 findet sich ebenfalls ein Hinweis auf elektronisch regelbare Stoßdämpfer eines Fahrzeug-Fahrwerks mit veränderbarer Dämpfercharakteristik, d.h. sog. semiaktive Dämpfer. Dabei ist auch angegeben, dass diese üblicherweise unter Berücksichtigung der Signale eines sog. Vertikalbeschleunigungs-Aufnehmers angesteuert werden. Ein solcher Vertikalbeschleunigungs-Aufnehmer ermittelt die Beschleunigung des Fahrzeug-Aufbaus in Vertikalrichtung und ist im übrigen auch in der anderen genannten DE 39 30 517 A1 erwähnt.
  • Sensoren oder Aufnehmer zur Ermittlung der Vertikal-Beschleunigung des Fahrzeug-Aufbaus verursachen zusätzliche Kosten, die vermieden werden können, wenn ein entsprechendes Signal auch anders, nämlich aus Sensor-Signalen bereits vorhandener Sensoren ermittelt werden können. Dabei ist zwar in der genannten DE 102 20 575 A1 bereits erwähnt, dass kein eigenständiger Vertikalbeschleunigungs-Sensor zur Messung einer Aufbau-Beschleunigung in Vertikalrichtung erforderlich ist, wenn eine Beschleunigung des Fahrzeugaufbaus in Richtung der Fahrbahn aus den Signalen zumindest eines Höhenstandsensors, mit Hilfe dessen der Abstand zwischen dem Fzg.-Aufbau und einem Fzg.-Rad bzw. einem damit verbunden Fahrwerksteil gemessen werden kann, ermittelt wird. Jedoch wird dies bei diesem bekannten Stand der Technik zur Erkennung einer Steilwandkurve an einem in eine solche Kurve hineinbewegten Fahrzeug vorgeschlagen, nicht jedoch zur Ermittlung der Vertikal-Bewegung des Fahrzeug-Aufbaus.
  • Auch beim Stand der Technik nach der eingangs bereits genannten EP 1 197 409 wird ein Fahrdynamik-Regelsystem alleine unter Auswertung der Signale von sog. Höhenstandssensoren betrieben, wobei jedoch zusätzlich die Kraft in den Feder-Dämpfer-Systemen der einzelnen Räder ermittelt wird, und zwar anhand der Kraft-Weg-Kennlinien der betroffenen Bauelemente, d.h. der jeweiligen Federn bzw. Dämpfer. Auch beim Stand der Technik nach der bereits genannten DE 39 30 517 A1 , der sich mit der Ermittlung von Radlastschwankungen befasst, ein für die Fahrbahnunebenheit charakteristisches Signal erzeugt und dieses in der Ansteuerung von semiaktiven Dämpfern berücksichtigt, wird die Größe der Aufbau-Beschleunigung nicht benötigt, da dort die jeweilige Dämpferkraft gemessen und berücksichtigt wird.
  • Hiermit soll nun also ein Verfahren zur Ermittlung der Bewegung in Vertikalrichtung des Aufbaus eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs insbesondere für die elektronische Ansteuerung eines die Vertikaldynamik beeinflussenden Fahrwerk-Regelsystems aufgezeigt werden, das ohne einen Vertikal-Beschleunigungssensor für den Aufbau und ohne Dämpferkraft-Sensoren bzw. ohne Ermittlung der jeweiligen Dämpferkraft (vgl. den geschilderten bekannten Stand der Technik) arbeiten kann und stattdessen auf eine einfache andere Sensorik zugreift (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung).
  • Zur Lösung dieser Aufgabe werden die Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen, vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche. Ein entsprechendes Kraftfahrzeug ist im unabhängigen Patentanspruch 5 angegeben.
  • Zur Ermittlung der Vertikal-Bewegung des Fahrzeug-Aufbaus und zur daraus abgeleiteten elektronischen Ansteuerung eines Fahrwerk-Regelsystems, bspw. von Feder-Dämpfer-Systemen und insbesondere von semiaktiven Dämpfern, an einem zweispurigen zweiachsigen Fahrzeug wird somit die Kombination aus Radbeschleunigungssensorik und Höhenstandssensorik vorgeschlagen. Letztere ist immer dann an mehreren Rädern bereits vorhanden, wenn das Fahrzeug mit Luftfederung oder allgemein einem System zur Einstellung des Höhenstandes, d.h. des Abstandes des Fahrzeug-Aufbaus vom Boden, versehen ist. Zumindest an jeder Achse einmal ist eine solche Höhenstandssensorik aufgrund gesetzlicher Vorschriften auch dann bereits vorhanden, wenn das Kraftfahrzeug mit Xenon-Scheinwerfern ausgerüstet ist.
  • Den einzelnen Rädern zugeordnete Vertikalbeschleunigungssensoren können vorteilhafterweise in einem am jeweiligen verstellbaren Feder-Dämpfer-System, insbesondere in einem an einem semiaktiven Dämpfer vorgesehenen Steuergerät, das u.a. die jeweilige Leistungselektronik enthält, integriert sein, wodurch der Bauaufwand und der Verkabelungsaufwand gering gehalten wird. Ein solches Steuergerät steuert den jeweiligen Dämpfer bzw. das jeweilige System individuell an und muss lediglich über einen Datenbus sowie eine elektrische Spannungsversorgung mit einem zentralen elektronischen Steuergerät sowie mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs verbunden sein. Weitere Verbindungs- und Signalleitungen zwischen den verstellbaren Feder-Dämpfer-Systemen und dem Fzg.-Aufbau sind somit vorteilhafterweise nicht erforderlich, insbesondere wird keine Verbindung zu einem (nicht mehr benötigten und daher i.d.R. nicht weiter vorhandenen) Aufbau-Beschleunigungssensor benötigt und vorteilhafterweise kann dann auch die Verbindung zum jeweiligen Höhenstandssensor einfach und kurz gehalten werden, da dieser zumeist sehr nahe zum Feder-Dämpfer-System angebracht ist.
  • Grundsätzlich kann die Ermittlung der Vertikalbeschleunigung jedes Fzg.-Rades mittel eines eigenen Vertikalbeschleunigungssensors individuell ermittelt werden, alternativ ist es jedoch auch möglich, die Vertikalbeschleu nigungen des linken bzw. rechten hinteren Rades aus der Vertikalbeschleunigung des linken bzw. rechten vorderen Rades unter Berücksichtigung der Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit abzuleiten, da davon ausgegangen werden kann, dass eine Unebenheit oder dgl., die ein Vorderrad in Vertikalrichtung beschleunigt, nach Fortbewegung des Fahrzeugs um den Längsabstand zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern auch auf das jeweilige Hinterrad in gleicher Weise einwirken wird.
  • Besonders vorteilhaft ist beim vorgeschlagenen Verfahren zur Ermittlung einer Fzg.-Aufbau-Bewegung in Vertikalrichtung mit Hilfe einer vertikalen Radbeschleunigungssensorik und einer Höhenstandssensorik, dass die Radbewegung und die Aufbaubewegung jeweils in Vertikalrichtung betrachtet bzgl. ihres Frequenzbereiches relativ stark separiert sind. Hierdurch ergibt sich eine gute Möglichkeit, mittels Einsatz von Filtern bzw. Beobachteransätzen und verminderter Sensorik sowohl auf die vertikale Radbewegung als auch auf die vertikale Aufbaubewegung zu schließen. Aufgrund der höheren Radeigenfrequenz und der damit verbundenen höheren Schwierigkeit einer Radbewegungsschätzung wird somit auch aus Funktionssicht die Verwendung eines Rad-Beschleunigungssensors anstelle eines Aufbau-Beschleunigungssensors vorgeschlagen. Dabei kann die Ermittlung der Aufbaubewegung aus den Höhenständen und Vertikalbeschleunigungen einzelner Räder bevorzugt auf folgende verschiedene Wege durchgeführt werden.
  • So kann die Aufbau-Geschwindigkeit (und hieraus durch Differentiation die Aufbaubeschleunigung) durch Filtertechnik der entsprechenden Struktur gewonnen werden, wobei die Signale der Höhenstandssensoren über ein Differentiationsfilter und die Signale der Radbeschleunigungssensoren über ein Integrationsfilter geführt und anschließend addiert werden. Zur näheren Erläuterung wird auf die beigefügte 1 verwiesen, die ein Viertelfahr zeugmodell (das eine Halbachse des Fahrzeugs nachbildet) zeigt und bei welchem mit Hilfe eines Höhenstandssensors HS, der ein Signal (zA – zR) abgibt und eines dem Rad zugeordneten Vertikalbeschleunigungssensors BS, der ein Signal z ..R abgibt, auf die Aufbaubewegung in Vertikalrichtung, konkret zunächst die vertikale Aufbau-Geschwindigkeit żA geschlossen werden kann.
  • Dabei werden im vorliegenden Text und in den beigefügten Figuren zunächst die folgenden Kennzeichnungen verwendet: Der Buchstabe z bezeichnet die Koordinate bzw. Wegstrecke in Vertikalrichtung, ż bezeichnet die erste zeitliche Differentiation und somit Vertikal-Geschwindigkeit und z .. bezeichnet die zweite zeitliche Differentiation und somit Vertikal-Beschleunigung. „A" als Index bezeichnet den Fahrzeug-Aufbau und „R" als Index bezeichnet ein Fahrzeug-Rad. Mit dem Buchstaben „m" ist die Masse, mit „c" eine Federkonstante und mit „k" eine Dämpferkonstante bezeichnet.
  • In 1 ist also ein Fahrzeug-Rad 1 dargestellt, das eine ungefederte Masse mR bildet und dabei selbst Federeigenschaften (cR) und Dämpfereigenschaften (kR) aufweist. Über eine Feder 2a mit der Federkonstanten cA und einen Dämpfer 2b mit der Dämpferkonstanten kA, die zusammen ein Feder-Dämpfer-System 2 bilden, ist auf dem Rad 1 der figürlich nicht dargestellte Fahrzeug-Aufbau, der die gefederte Masse mA bildet, abgestützt. Der Dämpfer 2b ist vorzugsweise ein semiaktiver Dämpfer mit einer aufgrund elektronischer Ansteuerung veränderbarer Dämpfungskonstanten kA.
  • Das nicht dargestellte Fahrzeug bewegt sich auf einer unebenen Fahrbahn 3, wodurch Kräfte in das aus der Fahrbahn 3 abrollende Fzg.-Rad 1 eingeleitet werden, die zu einer Vertikal-Bewegung nicht nur das Rades 1, sondern auch des Fzg.-Aufbaus in Vertikalrichtung z führen, wobei es gilt, die Aufbau-Bewegung zu bestimmen, da anhand dieser Größe der semiaktive Dämpfer 2b in geeigneter Weise angesteuert werden soll. Wie bereits erwähnt wird hierzu mit Hilfe eines Höhenstandssensors HS, der den aktuellen Abstand zwischen einem aufbaufesten Punkt und einem radfesten Punkt kontinuierlich misst und daher ein Signal (zA – zR) abgibt, sowie mit Hilfe eines dem Rad 1 zugeordneten Vertikalbeschleunigungssensors BS, der ein Signal z ..R abgibt, auf die Aufbaubewegung in Vertikalrichtung, konkret zunächst die vertikale Aufbau-Geschwindigkeit żA geschlossen, und zwar zunächst auf diejenige des Aufbaus im Befestigungspunkt des jeweiligen Feder-Dämpfersystems 2.
  • Hierzu wird die Vertikalbeschleunigung z ..R des Rades 1 integriert (mit Hilfe eines Integrationsfilters 22), um auf die Radgeschwindigkeit żR zu schließen, und es wird der Höhenstand (zA – zR) differenziert (mit Hilfe eines Differentiationsfilters 21), um die Relativgeschwindigkeit (żA – żR) zwischen dem Fzg.-Aufbau und dem Rad 1 zu erhalten. Durch Addition dieser beiden Geschwindigkeiten kann die Aufbaugeschwindigkeit żA gewonnen werden. Dabei kann das Integrationsfilter 22 bzw. das Differentiationsfilter 21 neben der Differentiation bzw. Integration verwendet werden, um das Rauschen und Offsetfehler der Sensorik zu unterdrücken. Durch eine weitere Differentiation bzw. Integration der Aufbaugeschwindigkeit żA können die Aufbaubeschleunigung z ..A bzw. – falls Bedarf besteht – grundsätzlich auch der Aufbauweg zA ermittelt werden.
  • Alternativ kann die vertikale Aufbau-Bewegung mittels eines regelungstechnischen sog. Beobachters wie Kalmanfilter bzw. Luenberger-Beobachter ermittelt werden. Zum Entwurf eines solchen Beobachters gibt es in der Literatur verschiedene Ansätze, bspw. wird auf das Buch von Otto Föllinger, „Regelungstechnik, Einführung in die Methoden und ihre Anwendung", verwiesen. Prinzipiell wird dabei parallel zur eigentlichen Regelstrecke (die im vorliegenden Fall durch das Fahrzeug gebildet wird) ein Modell aufgebaut bzw. gerechnet. Dieses Modell erhält die gleichen Eingangssignale wie die Regelstrecke. An der Regelstrecke werden bestimmte Größen (hier Radbeschleunigungen und Höhenstände) gemessen und mit den entsprechenden Modell-Ausgängen verglichen bzw. subtrahiert. Der dabei entstehende Fehler wird über eine Rückführmatrix auf das Beobachtermodell zurückgeführt, was bei geeigneter Wahl zum Abklingen des Fehlers führt. Für eine geeignete Auslegung der Rückführmatrix gibt es wiederum unterschiedliche Ansätze, die entsprechend in einen Luenberger-Beobachter bzw. einen Kalmanfilter münden, wobei es sich im übrigen um einen linearen oder auch um einen geeigneten nichtlinearen Beobachter (bspw. ein „extended Kalman-Filter") handeln kann.
  • Beobachter-Verfahren unterscheiden sich somit nur in der Bestimmung der Rückführmatrix, der strukturelle Aufbau ist jedoch der gleiche. Vorteilhafterweise kann die entsprechende regelungstechnische Struktur um einen Störgrößenbeobachter erweitert werden, womit zusätzlich noch der Straßenzustand geschätzt werden kann. Im übrigen bietet der geschlossene Beobachterentwurf den Vorteil, dass Filter zum Ausgleich von Offsets und zur Unterdrückung von Sensorrauschen entfallen können.
  • Nach den soweit beschriebenen Schritten ist die Vertikalbewegung des Fahrzeug-Aufbaus an den Befestigungspunkten der jeweiligen Feder-Dämpfer-Systeme am Fahrzeug-Aufbau bekannt. Fahrwerks-Regelsysteme, die die Vertikaldynamik beeinflussen, regeln jedoch die einzelnen modalen Bewegungszustände des Fahrzeug-Aufbaus, nämlich Huben (als reine Vertikalbewegung), Wanken (als Kippbewegung um die Fahrzeug-Längsachse) und Nicken (als Kippbewegung um die Fahrzeug-Querachse). Daher sollen nun aus den Vertikalbewegungen des Fahrzeug-Aufbaus an den einzelnen Befestigungspunkten der Feder-Dämpfer-Systeme die einzelnen sog. Modalbewegungen żA (= Huben), ø .A ( = Wanken) und θ .A (= Nicken) des Aufbaus bestimmt werden. Dies kann mittels folgender Matrixgleichung geschehen, wozu hinsichtlich der in der Matrix verwendeten Abstandsmaße a1, a2 in Längsrichtung von den Mittelpunkten der einzelen Räder 11 (vorne rechts), 12 (vorne links), 13 (hinten links), 14 (hinten rechts) zu einer durch den Fahrzeug-Schwerpunkt verlaufenden Querachse, sowie b1, b2 als halbem Abstand zwischen den beidseitigen Rad-Mittelpunkten, auf die beigefügte 2 verwiesen wird. In der folgenden Matrixgleichung ist die vertikale Aufbaugeschwindigkeit an den vier Befestigungspunkten der radindividuellen Feder-Dämpfersysteme vorne links (v.l), vorne rechts (v, r), hinten links (h, l) und hinten rechts (h, r) mit dem Buchstaben v bezeichnet und mit einem den jeweiligen Befestigungspunkt angebenden Index versehen.
  • Figure 00090001
  • Hierbei handelt es sich um ein überbestimmtes Gleichungssystem, so dass für einen der vier Befestigungspunkte die Kenntnis der Vertikal-Bewegung zur Bestimmung der modalen Größen überhaupt nicht benötigt wird, so dass bezüglich dieses Rades die entsprechende Sensorik entfallen kann. Andererseits kann – auch aus Redundanzgründen – durchaus im Bereich aller vier Räder des Fahrzeugs eine entsprechende Sensorik vorhanden sein, so wie dies in der beigefügten 3 schematisch dargestellt ist. Mit „BS1" ist dabei der dem rechten Vorderrad zugeordnete Vertikalbeschleunigungssensor und mit „HS1" der entsprechende Höhenstandssensor bezeichnet, während mit „HS2" der dem linken Vorderrad zugeordnete Höhenstandssensor und mit „BS2" der entsprechende Vertikalbeschleunigungssensor bezeichnet ist. Diese Sensoren sind auch an den beiden Hinterrädern vorgesehen (BS3, BS4 bzw. HS3, HS4).
  • In dieser 3 nicht eingetragen sind die den einzelnen Rädern 11, 12, 13, 14 zugeordneten Feder-Dämpfer-Systeme, die bzw. bevorzugt deren semiaktiven Dämpfer elektronisch ansteuerbar und hierdurch in ihrer Charakteristik veränderbar sind. Um diese geeignet ansteuern zu können, ist eine Kenntnis der aktuellen Aufbau-Bewegung in Vertikalrichtung erforderlich, die auf die beschriebene Weise einfach und genau gewonnen werden kann. Dabei ist in 3 eine zentrale elektronische Steuereinheit vorhanden, die über einen Datenbus mit allen diesen Sensoren verbunden ist und auch die Feder-Dämpfer-Systeme ansteuert, und mit „ECU" gekennzeichnet. Abweichend hiervon kann an jedem der (figürlich nicht dargestellten) Feder-Dämpfer-Systeme der einzelnen Räder 11, 12, 13, 14 eine eigene Steuereinheit für den jeweiligen bspw. semiaktiven Dämpfer vorgesehen sein, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl weiterer Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (5)

  1. Verfahren zur Ermittlung der Vertikal-Bewegung des Aufbaus eines zweispurigen zweiachsigen Fahrzeugs, insbesondere zur elektronischen Ansteuerung eines die Vertikaldynamik beeinflussenden Fahrwerk-Regelsystems, insbesondere eines elektronisch ansteuerbaren Stabilisatorsystems oder von elektronisch ansteuerbaren Feder-Dämpfer-Systemen (2), die zwischen dem Aufbau und den einzelnen Fahrzeug-Rädern (1, 11, ..., 14) zugeordneten Radführungen vorgesehen sind, unter Auswertung der Signale von zumindest den beiden vorderen Rädern zugeordneten Vertikalbescheunigungs-Sensoren (BS) sowie zumindest dreier einzelnen Rädern zugeordneter Höhenstandssensoren (HS), mit denen der Abstand jeweils zwischen einem radfesten Punkt und einem aufbaufesten Punkt ermittelt werden kann, wobei die Aufbau-Geschwindigkeit und/oder die Aufbau-Beschleunigung ohne Verwendung eines Vertikal-Beschleunigungssensors für den Aufbau und ohne Ermittlung der jeweiligen Dämpferkraft bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Höhenstandssensoren (HS) über ein Differentiationsfilter (21) und die Signale der Radbeschleunigungssensoren (BS) über ein Integrationsfilter (22) geführt und anschließend addiert werden um die Aufbau-Geschwindigkeit (żA) zu erhalten.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbau-Bewegung mittels eines regelungstechnischen linearen oder nichtlinearen Beobachters (Luenberger-Beobachter oder Kalmanfilter), ggf. unter zusätzlicher Verwendung eines Störgrößenbeobachters, ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikal-Beschleunigungen der hinteren Räder (13, 14) aus den Vertikal-Beschleunigungen der jeweiligen vorderen Räder (12, 11) unter Berücksichtigung der Fahrzeug-Fahrgeschwindigkeit abgeleitet oder mittels eigener dem jeweiligen Rad zugeordneter Vertikalbescheunigungs-Sensoren (BS) ermittelt werden.
  5. Zweispuriges zweiachsiges Kraftfahrzeug mit den einzelnen Rädern zugeordneten elektronisch angesteuert verstellbaren Feder-Dämpfer-Systemen zwischen dem Fahrzeug-Aufbau und den einzelnen Fahrzeug-Rädern zugeordneten Radführungen, wobei zumindest die zur Verstellung vorgesehene Leistungselektronik direkt am jeweiligen Feder-Dämpfer-System (2) vorgesehen ist und zumindest an den beiden vorderen Rädern (1, 11, 12) die Vertikalbescheunigungs-Sensoren in der lokalen Leistungselektronik verbaut sind, und wobei die Aufbau-Geschwindigkeit (żA) und/oder die Aufbau-Beschleunigung (z ..A) ohne Verwendung eines Aufbau-Beschleunigungssensors aus den Signalen der Vertikalbescheunigungs-Sensoren (BS) der Räder (1, 11, 12, ggf. auch 13, 14) und von Höhenstandssensoren (HS), die im Bereich zumindest dreier Räder (1) vorgesehen sind und der Ermittlung des Abstandes jeweils zwischen einem radfesten Punkt und einem aufbaufesten Punkt dienen, bestimmt wird.
DE200410024951 2004-05-21 2004-05-21 Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug Withdrawn DE102004024951A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410024951 DE102004024951A1 (de) 2004-05-21 2004-05-21 Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410024951 DE102004024951A1 (de) 2004-05-21 2004-05-21 Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004024951A1 true DE102004024951A1 (de) 2005-12-08

Family

ID=35336110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410024951 Withdrawn DE102004024951A1 (de) 2004-05-21 2004-05-21 Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004024951A1 (de)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006102993A3 (de) * 2005-03-31 2006-12-14 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur bestimmung der masse eines fahrzeugs
WO2006130908A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Qr Limited Estimation of wheel rail interaction forces
EP2052885A2 (de) 2007-10-26 2009-04-29 Volkswagen AG Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
DE102007051214A1 (de) * 2007-10-26 2009-04-30 Volkswagen Ag Einrichtung, Verfahren oder Regelungssystemkomponente zur Ermittlung der Geschwindigkeit aus einem Wegsignal
DE102008052998A1 (de) 2007-10-26 2009-04-30 Volkswagen Ag Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
WO2016050425A1 (de) * 2014-10-01 2016-04-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und system zur ansteuerung eines aktuators eines aktiven dämpfersystems
CN110588271A (zh) * 2019-09-27 2019-12-20 卧龙电气(上海)中央研究院有限公司 汽车、底盘及其自适应悬架系统
DE102020202156A1 (de) 2020-02-19 2021-08-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Ermitteln von Wankgeschwindigkeit und Nickgeschwindigkeit aus Winkelgrößen und Beschleunigungsgrößen eines Kraftfahrzeugs
DE102020202154A1 (de) 2020-02-19 2021-08-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Ermitteln von Dynamikgrößen eines Fahrzeugs mit verteilt angeordneten Sensoren
CN115966082A (zh) * 2022-12-23 2023-04-14 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 路况判定设备、路况判定方法和计算机可读存储介质
DE112017004865B4 (de) 2016-09-28 2023-05-25 Hitachi Astemo, Ltd. Federungssteuervorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3918735A1 (de) * 1989-06-08 1990-12-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur daempfung von bewegungsablaeufen
EP0426338A1 (de) * 1989-11-02 1991-05-08 General Motors Corporation Vorrichtung zur Fahrzeugaufhängung
DE4138171A1 (de) * 1991-02-14 1992-08-20 Bilstein August Gmbh Co Kg Verfahren zum regeln eines semiaktiven fahrwerks
DE4325413A1 (de) * 1993-07-29 1995-02-02 Daimler Benz Ag Verfahren zur Bestimmung des Fahrverhalten charakterisierender Größen
DE19651162A1 (de) * 1996-12-10 1998-01-15 Mannesmann Sachs Ag Schwingungsdämpfer für eine Überwachungseinrichtung von der Fahrsicherheit dienenden Größen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3918735A1 (de) * 1989-06-08 1990-12-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur daempfung von bewegungsablaeufen
EP0426338A1 (de) * 1989-11-02 1991-05-08 General Motors Corporation Vorrichtung zur Fahrzeugaufhängung
DE4138171A1 (de) * 1991-02-14 1992-08-20 Bilstein August Gmbh Co Kg Verfahren zum regeln eines semiaktiven fahrwerks
DE4325413A1 (de) * 1993-07-29 1995-02-02 Daimler Benz Ag Verfahren zur Bestimmung des Fahrverhalten charakterisierender Größen
DE19651162A1 (de) * 1996-12-10 1998-01-15 Mannesmann Sachs Ag Schwingungsdämpfer für eine Überwachungseinrichtung von der Fahrsicherheit dienenden Größen

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006102993A3 (de) * 2005-03-31 2006-12-14 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur bestimmung der masse eines fahrzeugs
US7853412B2 (en) 2005-06-08 2010-12-14 Qr Limited Estimation of wheel rail interaction forces
WO2006130908A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Qr Limited Estimation of wheel rail interaction forces
EP2052885A3 (de) * 2007-10-26 2017-12-20 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
DE102007051214A1 (de) * 2007-10-26 2009-04-30 Volkswagen Ag Einrichtung, Verfahren oder Regelungssystemkomponente zur Ermittlung der Geschwindigkeit aus einem Wegsignal
EP2052885A2 (de) 2007-10-26 2009-04-29 Volkswagen AG Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
DE102008052998B4 (de) 2007-10-26 2019-01-17 Volkswagen Ag Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
DE102008052998A1 (de) 2007-10-26 2009-04-30 Volkswagen Ag Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
WO2016050425A1 (de) * 2014-10-01 2016-04-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und system zur ansteuerung eines aktuators eines aktiven dämpfersystems
DE102014219977A1 (de) * 2014-10-01 2016-04-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und System zur Ansteuerung eines Aktuators eines aktiven Dämpfersystems
DE112017004865B4 (de) 2016-09-28 2023-05-25 Hitachi Astemo, Ltd. Federungssteuervorrichtung
CN110588271A (zh) * 2019-09-27 2019-12-20 卧龙电气(上海)中央研究院有限公司 汽车、底盘及其自适应悬架系统
DE102020202154A1 (de) 2020-02-19 2021-08-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Ermitteln von Dynamikgrößen eines Fahrzeugs mit verteilt angeordneten Sensoren
WO2021164976A1 (de) 2020-02-19 2021-08-26 Volkswagen Aktiengesellschaft ERMITTELN VON DYNAMIKGRÖßEN EINES FAHRZEUGS MIT VERTEILT ANGEORDNETEN SENSOREN
WO2021164977A1 (de) 2020-02-19 2021-08-26 Volkswagen Aktiengesellschaft ERMITTELN VON WANKGESCHWINDIGKEIT UND NICKGESCHWINDIGKEIT AUS WINKELGRÖßEN UND BESCHLEUNIGUNGSGRÖßEN EINES KRAFTFAHRZEUGS
DE102020202156A1 (de) 2020-02-19 2021-08-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Ermitteln von Wankgeschwindigkeit und Nickgeschwindigkeit aus Winkelgrößen und Beschleunigungsgrößen eines Kraftfahrzeugs
CN115966082A (zh) * 2022-12-23 2023-04-14 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 路况判定设备、路况判定方法和计算机可读存储介质
EP4389549A1 (de) * 2022-12-23 2024-06-26 Nio Technology (Anhui) Co., Ltd Strassenzustandsbestimmungsvorrichtung, strassenzustandsbestimmungsverfahren und computerlesbares speichermedium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1197409B1 (de) Fahrdynamik-Regelsystem eines Kraftfahrzeuges
DE4228414B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Sensorsignalen
EP0894053B1 (de) Aktives federungssystem
DE102008053008A1 (de) Verfahren und System zur Beeinflussung der Bewegung eines in seinen Bewegungsabläufen steuerbaren oder regelbaren Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeuges und Fahrzeug
DE102008032545A1 (de) Beeinflussungsvorrichtung zur Beeinflussung eines Stellers eines aktiven Stabilisators
DE102013107094A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Momentes einer Wankstabilisierung
EP1362720A2 (de) Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Wankstabilisierungs-Vorrichtung
DE102010003205A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der vertikalen Beschleunigung, der longitudinalen Winkelbeschleunigung und der transversalen Winkelbeschleunigung eines Körpers, insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102017206055A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Dämpferregelung in einem Fahrzeug
EP3466754A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur leuchtweiteneinstellung eines scheinwerfers
DE102004024951A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Bewegung des Aufbaus eines Fahrzeugs sowie entsprechendes Fahrzeug
DE102005060173A1 (de) Sensoranordnung und Verfahren zum Ermitteln der Bewegung eines Fahrzeugaufbaus
DE102012010553A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines aktiven Fahrwerks
EP1700777B1 (de) Aufhängung für eine Fahrerkabine eines Nutzfahrzeuges und Verfahren zu deren Steuerung
DE19502670C2 (de) Fahrwerk für Schienenfahrzeuge
DE3928343A1 (de) Anordnung zur aktiven fahrwerksdaempfung (afd)
EP3870464A1 (de) Verfahren zum betreiben eines aktuators einer aktiven fahrwerkeinrichtung und aktive fahrwerkeinrichtung
DE102005014569A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Masse eines Fahrzeugs
EP2210798B1 (de) Verfahren zum aktiven Einstellen einer Neigung eines Rades eines Kraftwagens, insbesondere von Sturz und Spur, und entsprechende Vorrichtung
DE10050421A1 (de) Fahrdynamik-Regelverfahren eines Kraftfahrzeuges
DE102007057822B4 (de) Regelungsverfahren für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs
DE10220575A1 (de) Verfahren zur Erkennung einer Steilwandkurve an einem in eine solche Kurve hineinbewegten Fahrzeug
DE102010048260A1 (de) Automatische Bestimmung eines Einfederwegs eines Rads eines Fahrzeugs
DE19651162A1 (de) Schwingungsdämpfer für eine Überwachungseinrichtung von der Fahrsicherheit dienenden Größen
EP0215315A2 (de) Federungseinrichtung für Kraftfahrzeuge

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal