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Dokumentenidentifikation DE102005051141A1 03.05.2007
Titel Regelungsverfahren für elektronisch regelbares Dämpfungssystem in Fahrzeugen und elektronisch regelbares Dämpfungssystem
Anmelder GM Global Technology Operations, Inc., Detroit, Mich., US
Erfinder Bald, Heiko, 64397 Modautal, DE;
Böhme, Aiko, 55218 Ingelheim, DE
Vertreter Strauß, P., Dipl.-Phys.Univ. MA, Pat.-Anw., 65191 Wiesbaden
DE-Anmeldedatum 26.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005051141
Offenlegungstag 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse B60G 17/06(2006.01)A, F, I, 20051026, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60G 17/0165(2006.01)A, L, I, 20051026, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines elektronisch regelbaren Dämpfungssystems in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Schwingungsdämpfer mit einem elektronisch regelbaren Stellglied zur Einstellung eines Dämpfverhaltens des Schwingungsdämpfers umfasst, bei welchem eine in vertikale Richtung gerichtete Bewegung eines vorausfahrenden Fahrzeugs mittels wenigstens eines Bewegungserfassungssensors erfasst und hierauf basierend ein bestimmbares Dämpfungsverhalten des Schwingungsdämpfers eingestellt wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und betrifft genauer ein Regelungsverfahren für elektronisch geregelte Dämpfungssysteme in Fahrzeugen, sowie ein elektronisch geregeltes Dämpfungssystem hierfür.

Moderne Kraftfahrzeuge sind oftmals bereits serienmäßig mit einem regelbaren Dämpfungssystem ausgerüstet, durch welches das Dämpfungsverhalten von regelbaren Schwingungsdämpfern (beispielsweise radführende Federbeine) an den Radaufhängungen geregelt werden kann.

In einer einfachen Variante ist zur Regelung der Schwingungsdämpfer beispielsweise ein sogenannter "Sport"-Schalter vorgesehen, durch den die Härte der Fahrwerksdämpfung, je nach Wunsch des Fahrers, manuell eingestellt werden kann. Eine einstellbare härtere Fahrwerksdämpfung ermöglicht dem Fahrer auf diese Weise eine sportlichere Fahrweise.

In ausgefeilteren Systemen, bei denen eine selbsttätige elektronische Regelung der Dämpfung erfolgt, um insbesondere Nick-, Roll- oder Wankbewegungen des Fahrzeugs zu hemmen, umfasst ein solches geregeltes Dämpfungssystem am Fahrzeugaufbau angebrachte Sensoren, durch welche die Geschwindigkeit des als starre Platte angenommenen Fahrzeugaufbaus relativ zum Fahrwerk in einer zur Fahrbahnoberfläche senkrechten Richtung erfasst werden kann. Weiterhin sind die Schwingungsdämpfer jeweils mit Sensoren versehen, durch welche eine Auf- und Abbewegung bzw. entsprechende Geschwindigkeiten der Fahrzeugräder erfasst werden. Die verschiedenen Sensoren übertragen hierbei die erfassten Daten an eine Steuer- und Regeleinheit des Dämpfungssystems, welche ihrerseits mit Stellgliedern der regelbaren Schwingungsdämpfer in Wirkverbindung steht. Aus diesen Daten wird dann mittels eines Kennfelds ein Stellwert für die Stellglieder der Schwingungsdämpfer ermittelt und an die Stellglieder übertragen, wodurch ein gewünschtes Dämpfungsverhalten der Schwingungsdämpfer an den Radaufhängungen erreicht werden kann. Um eine an eine jewelige Fahrsituation möglichst gut angepasste Regelung des Dämpfungssystems zu erzielen, sind meist weitere Sensoren vorgesehen. Ziel einer solchen geregelten Fahrzeugdämpfung ist es, das Schwingverhalten eines Fahrzeugs, also die Art und Weise wie sich der Fahrzeugaufbau gegenüber dem Fahrwerk bei einer Anregung durch Fahrbahnunebenheiten bewegt, in einer gewünschten Weise zu beeinflussen, was jedoch, wie geschildert, mit einem erheblichen Regelungsaufwand verbunden ist.

Beim Auftreten von Fahrbahnunebenheiten kann jedoch oftmals schon dadurch eine wesentliche Verbesserung des Fahrkomforts erreicht werden, wenn lediglich die Härte der Schwingungsdämpfer geändert wird, ohne eine ausgefeilte Regelung einzelner Schwingungsdämpfer wie zur Hemmung von Nick-, Roll- oder Wankbewegungen vorzunehmen. Eine solche Regelung setzt allerdings voraus, dass die Härte der Schwingungsdämpfer bereits in geeigneter Weise eingestellt wird, bevor das Fahrzeug die Fahrbahnunebenheit erreicht, was mit den herkömmlichen elekronisch regelbaren Dämpfungssystem jedoch nicht erfolgen kann, da diese auf Fahrbahnunebenheiten erst bei deren Überfahren "reagieren". Eine solche Regelung kann bislang somit lediglich manuell durch den Fahrer mittels eines "Sport-Schalters" oder dergleichen erfolgen, was jedoch nicht komfortabel ist und unter Umständen, wenn der Fahrer die Fahrbahnunebenheit nicht erkennt, auch nicht durchführbar ist.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Regelung eines elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem Fahrzeug bzw. ein solches Dämpfungssystem zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Regelung der Härte der regelbaren Schwingungsdämpfer bereits vor dem Erreichen bzw. Überfahren einer Fahrbahnunebenheit durch das fahrende Fahrzeug ermöglicht ist.

Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Regelungsverfahren für ein elektronisch regelbares Dämpfungssystem in einem Fahrzeug bzw. ein Dämpfungssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Regelung eines elektronisch regelbaren Dämpfungssystems in einem (ersten) Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, bzw. ein elektronisch regelbares Dämpfungssystem gezeigt. Das elektronisch regelbare Dämpfungssystem umfasst hierbei wenigstens einen elektronisch regelbaren Schwingungsdämpfer (z. B. in Form eines radtragenden Federbeins) mit einem elektronisch regelbaren Stellglied zur Einstellung seines Dämpfverhaltens (bzw. Dämpfwirkung). Das Dämpfverhalten kann beispielsweise durch eine härtere oder weichere Dämpfungskennlinie des Schwingungsdämpfers ausgedrückt sein. Der Schwingungsdämpfer ist an einer Radaufhängung des Fahrzeugs angeordnet, wobei im Allgemeinen an jeder Radaufhängung des Fahrzeugs elektronisch regelbare Schwingungsdämpfer vorgesehen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung eines wie oben beschriebenen elektronisch geregelten Dämpfungssystems in einem (ersten) Fahrzeug zeichnet sich nun in wesentlicher Weise dadurch aus, dass mittels wenigstens eines am Fahrzeug angebrachten Bewegungserfassungssensors eine in vertikale Richtung gerichtete Bewegung eines vorausfahrenden (zweiten) Fahrzeugs erfasst wird. Eine solche vertikale Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs kann durch eine Nick-, Roll- oder Wankbewegung beispielsweise aufgrund einer Fahrbahnunebenheit ausgelöst sein. Auf Basis der erfassten vertikalen Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs wird anschließend eine Stellgröße für das Stellglied des wenigstens einen Schwingungsdämpfers ermittelt und an das Stellglied des Schwingungsdämpfers zur Einstellung eines gewünschten (bzw. bestimmbaren) Dämfungsverhaltens des Schwingungsdämpfers übertragen. Im Allgemeinen werden hierbei Stellgrößen für die Stellglieder aller Schwingungsdämpfer des Fahrzeugs ermittelt und an deren Stellglieder übertragen, um so für alle Schwingungsdämpfer ein gewünschtes Dämpfungsverhalten einzustellen. Bei dem Bewegungserfassungssensor, welcher vorteilhaft im Frontbereich des Fahrzeugs angebracht ist, kann es sich beispielsweise um eine CCD-Kamera oder dergleichen handeln.

Durch die Erfassung der vertikalen Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs, von der angenommen wird, dass sie durch eine Fahrbahnunebenheit ausgelöst ist, kann somit in vorteilhafter Weise die Härte der Schwingungsdämpfer des regelbaren Dämpfungssystems des Fahrzeugs in geeigneter Weise eingestellt werden, noch bevor das Fahrzeug die Fahrbahnunebenheit erreicht. Hierbei kann die Härte der Schwingungsdämpfer entweder erhöht oder erniedrigt werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird zusätzlich der räumliche Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen mittels eines Abstandserfassungssensors erfasst, so dass bei Kenntnis (bzw. Ermittlung) der eigenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs auch eine zeitlich optimierte Regelung des Dämpfungsverhaltens ermöglicht ist. Genauer ausgedrückt, kann somit erst unmittelbar vor Erreichen der (vermuteten) Fahrbahnunebenheit durch das fahrende Fahrzeug eine Anpassung des Dämpfungsverhaltens (Erhöhung oder Erniedrigung der Härte der Schwingungsdämpfer) bewirkt werden.

Weiterhin ist es auch möglich, dass Nick-, Roll- und/oder Wankbewegungen des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst werden, um eine möglichst genaue Anpassung des Dämpfungsverhaltens zu erreichen.

In dem erfindungsgemäßen elektronisch geregelten Dämpfungssystem in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, ist zum Zweck der erfindungsgemäßen Regelung des Dämpfverhaltens von Schwingungsdämpfern eine Steuer- und Regeleinheit ("Regeleinheit") vorgesehen, welcher die von dem wenigstens einen Bewegungserfassungssensor erfassten Daten als Eingangsdaten zugeführt werden. In der Regeleinheit werden dann auf Basis dieser Eingangsdaten Stellgrößen für die Stellglieder der Schwingungsdämpfer für eine gewünschte (bzw. bestimmbare) Einstellung des Dämpfverhaltens erstellt und an die Schwingungsdämpfer übertragen. Die Regeleinheit zur Verarbeitung der Daten des wenigstens einen Bewegungserfassungssensors kann in einer allgemeinen Steuer- und Regeleinheit des Dämpfungssystems zur Regelung des Dämpfungsverhaltens auf Basis von im Fahrzeug angebrachten Bewegungs-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssensoren integriert sein.

Die Erfindung erstreckt sich auf eine wie oben dargestellte Regeleinheit zur Regelung des Dämpfverhaltens eines regelbaren Schwingungsdämpfers eines elektronisch regelbares Dämpfungssystems in einem Fahrzeug, welche geeignet ist, die Ermittlung einer Stellgröße für das Stellglied des Schwingungsdämpfers auf Basis einer durch wenigstens einen Bewegungserfassungsensor erfassten vertikalen Bewegung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und die Übertragung der Stellgröße an das Stellglied des Schwingungsdämpfers zur Einstellung eines bestimmbaren Dämpfungsverhaltens des Schwingungsdämpfers zu bewirken. Die Regeleinheit, welche im Allgemeinen zur Datenverarbeitung geeignet ist, wird gewöhnlich von einem maschinenlesbaren Programmcode gesteuert, welcher Steuerbefehle enthält, die die Regeleinheit zur Durchführung eines wie oben beschriebenen Verfahrens veranlassen.

Das erfindungsgemäße elektronisch geregelte Dämpfungssystem in einem Fahrzeug steht vorteilhaft mit einem manuellen Betätigungsmittel, wie einem eingangs dargestellten Sport-Schalter oder dergleichen, in Wirkverbindung um sein manuelles Anschalten oder Abschalten durch eine Bedienperson zu bewirken.

Die Erfindung erstreckt sich ferner auf ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, welches mit einem wie oben beschriebenen elektronisch geregelten Dämpfungssystem ausgerüstet ist, mit welchem ein wie oben beschriebenes Regelungsverfahren durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügte Zeichnung genommen wird. Die beigefügte

1 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Regelung des Dämpfungsverhaltens.

Es wird nun Bezug auf die 1 genommen, worin anhand einer schematischen Darstellung die erfindungsgemäße Regelung des Dämpfungsverhaltens eines hinter eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf eine Fahrbahnunebenheit zufahrenden Fahrzeugs veranschaulicht ist.

Demnach fährt ein nacheilendes Fahrzeug 1, welches mit regelbaren Schwingungsdämpfers ausgestattet ist, einem vorausfahrenden Fahrzeug 2 auf einer Fahrbahn 3 hinterher. In der oberen Darstellung von 1 überfährt das vorausfahrende Fahrzeug 2 gerade eine Fahrbahnunebenheit 4, wodurch es eine durch den Doppelpfeil 6 angedeutete vertikale Bewegung erfährt. Fahrzeug 1 ist in seinem Frontbereich mit einer CCD-Kamera 5 ausgerüstet, welche die vertikale Bewegung von Fahrzeug 2 aufgrund der Fahrbahnunebenheit erfasst. Weiterhin wird durch einen in 1 nicht näher dargestellten Abstandserfassungssensor der räumliche Abstand zwischen den beiden Fahrzeugen, angedeutet durch den Doppelpfeil 7, erfasst. Auf Basis der erfassten vertikalen Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs und des räumlichen Abstands zwischen den beiden Fahrzeugen (und Kenntnis bzw. Ermittlung der Geschwingigkeit von Fahrzeug 1) werden anschließend Stellgrößen für die Stellglieder der regelbaren Schwingungsdämpfer ermittelt und an die Stellglieder der Schwingungsdämpfer zur Einstellung eines gewünschten Dämfungsverhaltens der Schwingungsdämpfer übertragen. In 1 ist in der unteren Abbildung eine zeitlich spätere Situation dargestellt, bei der Fahrzeug 1 die Fahrbahnunebenheit 4 überfährt, wobei das Dämpfungsverhalten der Schwingungsdämpfer nun bereits in gewünschter Weise eingestellt ist.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel ist lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung gedacht und soll die Erfindung in keiner Weise einschränken.

In der vorliegenden Erfindung kann durch Erfassung einer vertikalen Bewegung eines vorausfahrenden Fahrzeugs, von der angenommen wird, dass sie durch eine Fahrbahnunebenheit ausgelöst wurde, und gegebenenfalls des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug, sowie der eigenen Geschwindigkeit, eine Anpassung des Dämpfungsverhaltens regelbarer Schwingungsdämpfer erfolgen, noch bevor das Fahrzeug die Fahrbahnunebenheit erreicht. Die Fahrwerksabstimmung kann so auf maximalen Komfort oder beste Fahrstabilität/Bremsenleistung eingestellt werden, so dass Komfort und Sicherheit erhöht werden können. Hierbei ist bei einem Fahrzeug mit regelbaren Schwingungsdämpfern lediglich der Einbau eines zusätzlichen Bewegungserfassungssensors, sowie einer Regel- und Steuereinheit zur Verarbeitung der Bewegungsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs notwendig, so dass nur geringe Herstellungs- und Montagekosten anfallen.

1
Fahrzeug
2
Fahrzeug
3
Fahrbahn
4
Fahrbahnunebenheit
5
CCD-Kamera
6
Doppelpfeil
7
Doppelpfeil


Anspruch[de]
Verfahren zur Regelung eines elektronisch regelbaren Dämpfungssystems in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Schwingungsdämpfer mit einem elektronisch regelbaren Stellglied zur Einstellung eines Dämpfverhaltens des Schwingungsdämpfers an wenigstens einer Radaufhängung des Fahrzeugs und eine mit dem Stellglied in Wirkverbindung stehende Regeleinheit zur Regelung des Dämpfverhaltens des regelbaren Schwingungsdämpfers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst:

– Erfassung einer in vertikaler Richtung gerichteten Bewegung eines vorausfahrenden Fahrzeugs mittels wenigstens eines Bewegungserfassungssensors,

– Ermittlung einer Stellgröße für das Stellglied des wenigstens einen Schwingungsdämpfers auf Basis der erfassten vertikalen Bewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs,

– Übertragung der Stellgröße an das Stellglied des Schwingungsdämpfers zur Einstellung eines bestimmbaren Dämpfungsverhaltens des Schwingungsdämpfers.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der räumliche Abstand zwischen den den beiden Fahrzeugen mittels eines Abstandserfassungssensors erfasst wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nick-, Roll- und/oder Wankbewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst wird. Regeleinheit zur Regelung des Dämpfverhaltens eines regelbaren Schwingungsdämpfers eines elektronisch regelbares Dämpfungssystems in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Schwingungsdämpfer mit elektronisch regelbarem Stellglied zur Einstellung eines Dämpfverhaltens des Schwingungsdämpfers an wenigstens einer Radaufhängung des Fahrzeugs aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinheit geeignet ist, die Ermittlung einer Stellgröße für das Stellglied des Schwingungsdämpfers auf Basis einer durch wenigstens einen Bewegungserfassungsensor erfassten vertikalen Bewegung eines vorausfahrenden Fahrzeugs und die Übertragung der Stellgröße an das Stellglied des Schwingungsdämpfers zur Einstellung eines bestimmbaren Dämpfungsverhaltens des Schwingungsdämpfers zu bewirken. Elektronisch regelbares Dämpfungssystem in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, welches wenigstens einen Schwingungsdämpfer mit elektronisch regelbarem Stellglied zur Einstellung eines Dämpfverhaltens des Schwingungsdämpfers an wenigstens einer Radaufhängung des Fahrzeugs und eine mit dem Stellglied in Wirkverbindung stehende Steuer- und Regeleinheit zur Regelung des Dämpfverhaltens des regelbaren Schwingungsdämpfers gemäß Anspruch 4 aufweist. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, welches mit einem elektronisch regelbaren Dämpfungssystem gemäß Anspruch 5 ausgerüstet ist. Programmcode für eine zur Datenverarbeitung geeignete Regeleinheit gemäß Anspruch 4, welcher Steuerbefehle enthält, die die Regeleinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 veranlassen. Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Programmcode gemäß Anspruch 7.






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