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
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IPC-Nebenklasse |
B60G 17/0165(2006.01)A, L, I, 20051026, B, H, DE
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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.
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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
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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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Patent Zeichnungen (PDF)
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