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Dokumentenidentifikation DE60308305T2 06.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001445130
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Fahrwerkregelung eines Kraftfahrzeuges
Anmelder General Motors Corp., Detroit, Mich., US
Erfinder Ghoneim, Youssef Ahmed, Macomb County, MI 48044, US;
Bielaczek, Christian, 61118 Bad Vilbel, DE
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 60308305
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.11.2003
EP-Aktenzeichen 030267322
EP-Offenlegungsdatum 11.08.2004
EP date of grant 13.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.09.2007
IPC-Hauptklasse B60G 17/015(2006.01)A, F, I, 20051224, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Diese Erfindung betrifft allgemein ein integriertes Fahrwerkregelsystem für ein Fahrzeug und ein Betriebsverfahren, und insbesondere einen integralen Satz von Fahrwerksubsystemen, die auf einen zentralen Controller ansprechen.

HINTERGRUND

Traditionelle Fahrzeugfahrwerksubsysteme wie Lenk-, Brems- und Aufhängungssubsysteme sind passiv, was bedeutet, dass ihre Ansprechempfindlichkeit unter Betriebsbedingungen bestimmt wird, ehe das Fahrzeug den Herstellungsort verläßt. Bei solchen traditionellen Anordnungen muss die Auslegung des speziellen Fahrwerksubsystems im voraus bestimmt werden und den Zweck des Fahrzeugs berücksichtigen, z.B. ob das Fahrzeug hauptsächlich als Reisefahrzeug verwendet wird, oder ob es hauptsächlich als sportliches Hochleistungsfahrzeug verwendet wird. Per Auslegung können sich solche traditionellen Fahrwerksubsysteme nicht an eine Änderung des Fahrmodus anpassen oder aktiv in Echtzeit darauf ansprechen, wie dies vom Fahrer angefordert wird.

Die US-A-4 949 261 offenbart ein Lenkregelsystem nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche. Die US-A-S 037 119 offenbart ein Aufhängungs-Lenk-Regelsystem zum Regeln einer Aufhängungscharakteristik und eines Hinterradlenkmechanismus für ein Fahrzeug.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Fahrwerksubsystem vorzusehen, das sich an von dem Fahrer angeforderte Fahrmodusänderungen in Echtzeit anpasst und aktiv darauf anspricht.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Nebenansprüche gelöst.

Bei einer Ausführungsform ist ein integriertes Fahrwerkregelsystem für ein Fahrzeug mit wenigstens einem Fahrzeugsubsystem vorgesehen, das folgendes aufweist: wenigstens einen Sensor zum Erfassen wenigstens eines Fahrzeugparameters, wenigstens ein Fahrzeugregelsystem zum Einstellen des wenigstens einen Fahrzeugsubsystems, einen Fahrmodusschalter zum Auswählen wenigstens eines Fahrmodus und einen Controller, der auf den wenigstens einen Sensor und den Fahrmodusschalter anspricht. Der Controller ist dazu angepasst, das wenigstens eine Fahrzeugregelsystem nach dem wenigstens einen Fahrmodus zu regeln.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum aktiven Regeln eines integrierten Fahrwerksystems für ein Fahrzeug vorgesehen, das folgendes umfasst: Erfassen des wenigstens einen Fahrzeugparameters, Empfangen wenigstens eines Fahrzeugparametersignals, das für den wenigstens einen Fahrzeugparameter steht, Empfangen eines Fahrmodussignals, das für eine Fahrmodusanforderung steht, Bestimmen einer Stabilitätsflageinstellung in Reaktion auf das wenigstens eine Fahrzeugparametersignal und wenigstens einen programmierten Parameter, Analysieren des Fahrmodussignals in Hinblick auf das wenigstens eine Fahrzeugparametersignal und die Stabilitätsflageinstellung, Bestimmen wenigstens eines Regelbefehls, Übermitteln des wenigstens einen Regelbefehls an das wenigstens eine Fahrzeugregelsystem und Betätigen des wenigstens einen Fahrzeugregelsystems zum Einstellen des wenigstens einen Fahrzeugsubsystems in Reaktion auf das wenigstens eine Fahrzeugparametersignal, das Fahrmodussignal und die Stabilitätsflageinstellung.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Unter Bezug auf die Figuren, die beispielhafte Ausführungsformen sind und bei denen gleiche Elemente gleich numeriert sind, zeigen nun:

1 ein generalisiertes Schema eines Fahrzeugs, das zur Implementierung der vorliegenden Erfindung betriebsbereit ist;

2 ein Verfahren zum Implementieren der vorliegenden Erfindung;

3 ein Flussdiagramm zum Bestimmen eines Fahrergierbefehls;

4 ein Flussdiagramm zum Analysieren der Fahrzeugstabilität; und

5 ein Flussdiagramm zum Implementieren des Verfahrens von 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird hier beispielhaft und nicht einschränkend unter Bezug auf 15 präsentiert.

Fahrzeug

1 stellt ein generalisiertes Schema eines Fahrzeugs 10 mit einem Fahrwerk 20, einer auf dem Fahrwerk 20 angeordneten Karosserie 30, einem Satz Rädern („W") 40, die mit dem Fahrwerk 20 drehbar gekoppelt sind, einem Lenkmechanismus 50, der zum Lenken der Räder 40 angeordnet ist, einem Bremsmechanismus („B") 60, der zum Verzögern der Räder 40 auf Befehl angeordnet ist, einem Aufhängungsmechanismus („S") 70, der zwischen den Rädern 40 und der Karosserie 20 zum Dämpfen von Vibrationen an den Rädern 40 angeordnet ist, und einem integrierten Fahrwerkregelsystem (ICCS) 100 dar. Das ICCS 100 umfasst: einen Gierratensensor („Yaw") 110 zum Erfassen der tatsächlichen Fahrzeuggierrate in Grad pro Sekunde; Radgeschwindigkeitssensoren („VS") 120, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit angeben; einen Seitenbeschleunigungssensor („Lat") 130 wie z.B. einen Beschleunigungsmesser zum Erfassen des absoluten Werts der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs in G-Kraft; einen Längsbeschleunigungssensor 140 („Long") (z.B. Beschleunigungsmesser) zum Erfassen des absoluten Werts der Längsbeschleunigung des Fahrzugs in G-Kraft und einen Lenkwinkelsensor („SS") 150 zum Erfassen des Lenkwinkels für die lenkenden Räder. Die erfassten Parameter sind hier als Fahrzeugparameter bezeichnet. Das ICCS 100 umfasst auch die folgenden Fahrzeugregelsysteme: ein Lenkmechanismusregelsystem („WCS") 160 wie z.B. elektronisch geregelte Stellglieder und Dämpfer zum Einstellen der Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristika des Lenkmechanismus 50 und des zugeordneten Grades an Lenkunterstützung; ein Bremsmechanismusregelsystem („BCS") 170 (z.B. elektronisch geregelte Stellglieder und Dämpfer) zum Einstellen der Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristika des Bremsmechanismus 60 und des zugeordneten Grades der Druckaufbringrate und ein Aufhängungsregelsystem („SCS") 180 (z.B. elektronisch geregelte Stellglieder und Dämpfer) zum Einstellen der Steifigkeits- und Dämpfungscharakteristika des Aufhängungsmechanismus 70. Das ICCS 100 umfasst ferner: einen Fahrmodusschalter („Drvg Mode") 190, damit ein Fahrer selektiv zwischen mehreren Fahrmodi wählen kann, wie z.B. „normale" und „sportliche Modi", wobei der „normale" Modus für Autobahnfahrten und der „sportliche" Modus für Hochleistungslenkaktionen vorgesehen sein kann, und einen zentralen Controller 200, der in wirksamer Verbindung mit den Sensoren 110, 120, 130, 140, 150 und den Mechanismusregelsystemen 160, 170, 180 angeordnet ist. Die Regelleitungen 162, 172 und 182 sind der Einfachheit halber als einzelne Linien dargestellt, stellen aber sowohl Signalkommunikationsleitungen als auch Betriebslinks zur Kommunikation mit den Mechanismusregelsystemen 160, 170, 180 und deren Betätigung dar. Der Schaltmodusschalter 190 kann einen Tastschalter 192 oder jeden anderen Schaltertyp, der zum Erzeugen eines Fahrmodusanforderungssignals geeignet ist, und eine Anzeige 194 umfassen, um dem Fahrer ein Feedback bezüglich der Fahrmoduseinstellung zu liefern. Das BCS 170 steht über den Hauptbremszylinder („Mstr Cyl") 210 in wirksamer Verbindung mit dem Controller 200. „Mstr Cyl" 210 steht auch in wirksamer Verbindung mit dem Bremspedal („Brk") 220. Der Bremsmechanismus 60 kann vom Fahrer über das Bremspedal 220 und den Hauptzylinder 210 oder von dem Controller 200 über das ICCS 100, den Hautzylinder 210 und das Bremsmechanismusregelsystem 170 betrieben werden. Man wird verstehen, dass das BCS 170 im Schema von 1 in Anordnung zwischen dem Hauptzylinder 210 und jedem Bremsmechanismus 60 dargestellt ist, dass es aber auch zwischen dem Controller 200 und dem Hauptzylinder 210 angeordnet sein kann, je nachdem, ob ein individuelles oder gleichzeitiges Radbremsen erwünscht ist.

Man wird auch verstehen, dass die offenbarte Ausführungsform nur zwei Fahrmodi betrifft, dass aber die hier beschriebene Erfindung auf eine beliebige Anzahl von Fahrmodi anwendbar ist. Man wird ferner verstehen, dass die offenbarte Ausführungsform ein Fahrzeug wie einen Kraftwagen mit vier Rädern betrifft, dass aber die hier beschriebene Erfindung auf ein beliebiges Fahrzeug mit einer beliebigen Anzahl von Rädern anwendbar ist. Solche alternativen Fahrzeuge zu der offenbarten Ausführungsform können z.B. ohne Einschränkung ein Dreirad- oder Sechsrad-Off-Road-Fahrzeug sein, das mit normalen, sportlichen und Bergsteigfahrmodi ausgelegt ist.

Controller

Der Controller 200 ist ein mikroprozessorbasiertes Regelsystem, das dazu geeignet ist, aktiv den integrierten Satz von Fahrzeugsubsystemen zu regeln, d.h. den Lenkmechanismus 50, den Bremsmechanismus 60 und den Aufhängungsmechanismus 70. Der Controller 200 umfasst typisch einen Mikroprozessor, einen Speicher 205 wie ein ROM und RAM und geeignete Eingabe- und Ausgabeschaltungen eines bekannten Typs zum Empfangen der verschiedenen Eingangssignale und zum Ausgeben der verschiedenen Regelbefehle an die verschiedenen Stellglieder und Regelsysteme. Unter Bezug auf 2 führt nun der Controller 200 den Prozess 300 durch: Erfassen der tatsächlichen Gierrate des Fahrzeugs an dem Gierratensensor 110, Erfassen 320 der Geschwindigkeit der Räder an den Radgeschwindigkeitssensoren 120, Erfassen 330 der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs an dem Seitenbeschleunigungssensor 130, Erfassen 340 der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs an dem Längsbeschleunigungssensor 140, Erfassen 350 des Lenkwinkels des Fahrzeugs an dem Lenkwinkelsensor 150, Empfangen 360 einer Fahrmodusanforderung durch Empfangen eines Signals von dem Fahrmodusschalter 190, Empfangen 370 der Sensorsignale von den Sensoren 110, 120, 130, 140, 150, Bestimmen 375 einer Stabilitätsflageinstellung, Analysieren 380 der Fahrmodusanforderung in Hinblick auf die Sensorsignale, Berechnen 390 eines Lenkmechanismusregelsignals (Befehls), Berechnen 400 eines Bremsmechanismusregelsignals (Befehls), Berechnen 410 eines Aufhängungsmechanismusregelsignals (Befehls), Übermitteln 420 der Regelsignale (Befehle) an das jeweilige Mechanismusregelsystem (z.B. die Lenk-, Brems- und Aufhängungsmechanismusregelsysteme) zum wirksamen Einstellen des jeweiligen Fahrwerksubsystems (z.B. der Lenk-, Brems- und Aufhängungsmechanismen) und Betätigen 430 des jeweiligen Mechanismusregelsystems, um das jeweilige Fahrwerksubsystem in Reaktion auf die Fahrermodusanforderung und die Sensorsignale einzustellen und zu regeln. Der Controller 200 empfängt Sensoreingänge mit einem Abtastintervall von „Tsamp", was unten im einzelnen erörtert wird.

Regellogik zum Analysieren der Fahrmodusanforderung

Die hier verwendete Nomenklatur zum Analysieren der Fahrmodusanforderung in Hinblick auf die Sensorsignale ist wie folgt:

„Mode" = Register, das den tatsächlichen Fahrzeugmodus enthält (z.B. „Normal" oder „Sportlich");

„Mode_req" = Register, das die Fahrermodusanforderung, nicht den tatsächlichen Modus enthält;

„|Lat_Accel|" = Register, das den absoluten Wert der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs (g-Kraft) enthält;

„|Long_Accel|" = Register, das den absoluten Wert der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (g-Kraft) enthält;

„Yaw_r" = Register, das die tatsächliche Gierrate des Fahrzeugs enthält (Grad pro Sekunde, Grad/s);

„Yaw_command" = Register, das den Gierratenbefehl auf der Basis der Fahrereingabe enthält (Grad/s) (vgl. 3);

„Yaw_err" = Register, das den Fahrzeuggierratenfehler enthält (Grad/s);

„Yaw_thr" = Register, das den Gierratenschwellenwert enthält (Grad/s), z.B. 8 Grad/s;

„Lat_th" = Register, das den Seitenbeschleunigungsschwellenwert enthält (g-Kraft), z.B. 0,6-g;

„Long_th" = Register, das den Längsbeschleunigungsschwellenwert enthält (g-Kraft), z.B. 0,2 g;

„Tsamp" = Register, das das Regelabtastintervall enthält, z.B. 10 Millisekunden (ms);

„Timer(t)" = Register, das die akkumulierte Zeit ab dem Zeitpunkt enthält, zu dem die Änderung im Fahrmodus angefordert wurde;

„Tconfirm" = Register, das zusätzliche Schwellenwertzeit zum Bestätigen des Vorliegens eines stabilen Zustands für eine „Normal"-Fahrmodusanforderung enthält, z.B. 0,5 s;

„Timer_1(t)" = Register, das die akkumulierte Zeit enthält, während der „|Yaw_err| über „Yaw_thr" gewesen ist;

„Timer_2(t)" = Register, das die akkumulierte Zeit enthält, während der „|Yaw_err| unter „Yaw_thr" gewesen ist;

„Time_1" = Register, das die erste Schwellenwertzeit für „Timer_1(t)" und Stabilitätsflag enthält, z.B. 100 ms;

„Time_2" = Register, das die erste Schwellenwertzeit für „Timer_2(t)" und Stabilitätsflag enthält, z.B. 100 ms;

„Flag(t)" = Register, das das Stabilitätsflag als eine Funktion von Zeit enthält (auf AUS gesetzt, wenn stabil, und auf EIN gesetzt, wenn instabil); wobei

„| |" einen „Absolutwert"-Operator bezeichnet.

Unter Bezug auf 3 ist eine Subroutine 800 zum Bestimmen eines stationären „Yaw_command" vorgesehen, die ein Verfahren zum Bestimmen eines „Yaw_command" ist und nur für beispielhafte Zwecke vorgesehen ist. Nach dem Starten 810 der Subroutine 800 wird eine stationäre Gierverstärkung Gss durch den Ausgang oder programmierte Parameter einer Verweistabelle bestimmt 820, deren Eingänge die Fahrzeuggeschwindigkeit Vs von den Radgeschwindigkeitssensoren 120 und der Lenkradwinkel &dgr; von dem Lenkwinkelsensor 150 sind. Bevorzugt fügt die Flexibilität einer Verweistabelle eine vorteilhafte Charakteristik der stationären Gierverstärkung hinzu, indem die Verstärkung im wesentlichen linear bezüglich des Lenkradwinkels aufrechterhalten wird, wenn sich das Fahrzeug sowohl in linearen als auch nichtlinearen Fahrmodi befindet. Dies ist besser unter Bezug auf die folgenden zwei Tabellen zu verstehen.

TABELLE 1

TABELLE 2

Tabelle 1 veranschaulicht eine beispielhafte Gierverstärkung eines typischen Fahrzeugs in Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkradwinkel. Wie zu sehen ist, ist die Verstärkung für niedrige Lenkradwinkel und bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten im wesentlichen konstant. Wenn der Lenkradwinkel über einen bestimmten Punkt zunimmt, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einen bestimmten Punkt zunimmt, wird die Gierverstärkung nichtlinear, abnehmend, wenn der Lenkradwinkel zunimmt und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Die nach dieser Erfindung benutzte Verweistabellenfunktion ist bezüglich Tabelle 2 gezeigt, die veranschaulicht, dass selbst dann, wenn sich das Fahrzeug im nichtlinearen Betriebsbereich befindet, die Gierverstärkung bezüglich des Lenkradwinkels konstant gehalten wird. Da die Gierverstärkung den gewünschten Yaw_command beeinflusst, auf den das Fahrzeug geregelt wird, liefert das System dadurch eine lineare Reaktion auf Bedienerlenkradeingaben, selbst wenn sich das Fahrzeug in einem nichtlineren Betriebszustand befindet, d.h. selbst wenn ein oder mehrere Sätze von Reifen eine reduzierte Seitentraktion erfahren. Vom Block 820 geht die Routine weiter zum Block 830, wo der gewünschte Yaw_command gleich Gss multipliziert mit &dgr;, alternativ „Radwinkel", gesetzt wird. Nach dem Block 830 ist die Subroucine 800 abgeschlossen und springt 840 zurück zum Hauptprogramm im Controller 200.

Das Stabilitätsflag „Flag(t)" ist ein Logikflag, das ein stabiles System (Flag(t) = AUS) oder ein instabiles System (Flag(t) = EIN) bedeutet, und wird wie folgt bestimmt:

4 stellt ein Flussdiagramm für den Prozess 500 zum Berechnen des Stabilitätsflags „Flag(t)" dar. Beim Initialisieren des ICCS 100 wird „Flag(t)" auf AUS gesetzt, „Modus" wird auf „Normal" gesetzt, die Timer „Timer(t)", „Timer_1(t)" und „Timer_2(t) werden auf null gesetzt. Nach der Initialisierung, wie wenn das elektrische System des Fahrzeugs zuerst aktiviert oder eingeschaltet wird, macht der Prozess 500 weiter, indem er den Absolutwert des Gierratenfehlers „|Yaw_err|" nach Gleich. 1 berechnet 520, den „|Yaw_err|" mit dem Gierratenschwellenwert „Yaw_thr" nach Gleich. 2 und 4 vergleicht 530, die Stabilität des Systems durch die Analyse der Zeit des Bestehens von „|Yaw_err|" bezüglich Schwellenwertzeiten (z.B. „Time_1", „Time_2") nach Gleich. 2 und 4 analysiert 540, das „Flag(t)" nach Gleich. 5 und 6 auf AUS setzt 550, wenn das System stabil ist, und das „Flag(t)" nach Gleich. 3 und 6 auf EIN setzt 560, wenn das System nicht stabil ist. Die logische Folge wird nach Gleich. 7 und 8 beendet. Wie oben bemerkt, stellen Gleich. 2 und 4 fest, ob das System stabil ist, wodurch eine Änderung im Fahrmodus möglich wird. Das Bestehen eines instabilen Systems, wo „Flag(t)" auf EIN gesetzt ist, bedeutet, dass eine Änderung des Fahrmodus unerwünscht sein kann.

Nachdem das Stabilitätsflag „Flag(t)" nach den Gleichungen 1–8, dem Block 375 in 2 und dem Prozess 500 in 4 bestimmt worden ist, folgt die Regellogik in dem Controller 200 dann dem Prozess 600, was am besten unter Bezug auf 5 zu sehen ist, die die Einzelheiten des Prozessblocks 380 aus 2 darstellt. Nach 5, die mit dem Schritt des Initialisierens 610 des ICCS 100 beginnt, macht der Prozess 600 weiter mit der Analyse 620 der Fahrmodusanforderung „Mode-req" für eine Einstellung von „Normal" oder „Sportlich". Wenn „Mode_req" auf „Normal" gesetzt ist, macht der Prozess 600 weiter mit der Analyse 630 des Zustands des tatsächlichen Fahrzeugfahrmodus „Modus". Wenn „Modus" auf „Sportlich" gesetzt ist, dann ist eine Änderung des Fahrmodus angefordert worden, was eine Stabilitätsanalyse am Block 640 veranlasst. Wenn das ICCS 100 bestimmt, dass eine Änderung des Fahrmodus unter vorliegenden Bedingungen zu einer instabilen Fahrbedingung führen würde, dann wird die angeforderte Fahrmodusänderung nicht anerkannt. Wenn jedoch das ICCS 100 bestimmt, dass stabile Bedingungen bestehen, dann kann die angeforderte Fahrmodusänderung nach 4 implementiert werden. In diesem Stadium des Prozesses 600 beinhaltet die Stabilitätsanalyse die Analyse 640 des Absolutwerts der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs „|Lat_Accel|" gegen den Seitenbeschleunigungsschwellenwert „Lat_th", des Absolutwerts der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs „|Long_Accel|" gegen den Längsbeschleunigungsschwellenwert „Long_th" und des Zustands des Stabilitätsflags „Flag(t)". Wenn die Bedingungen des Blocks 640 in 4 erfüllt sind, geht der Prozess weiter zum Block 650, der den „Timer(t)" um das vordefinierte Zeitinkrement „Tsamp" inkrementiert.

Der Prozess macht weiter mit der Analyse 660 des Werts von „Timer(t)" gegen den vorerstellten Wert von „Tconfirm". Wenn die Bedingungen von Block 660 erfüllt sind, was bedeutet, dass die Fahrermodusanforderung bestätigt worden ist und das Fahrermodusanforderungssignal über einem Geräuschschwellenniveau lag, macht der Prozess weiter, indem er „Modus" auf „Normal" setzt 607, „Timer(t)" zurückstellt 680 und die Regellogik zum Block 620 zurückführt. Wenn am Block 660 die Bedingungen von Block 660 nicht erfüllt sind, was bedeutet, dass die Fahrermodusanforderung nicht bestätigt worden ist, dann macht der Prozess weiter, indem er „Modus" auf „Sportlich" setzt 690 und die Regellogik zum Block 620 zurückführt.

Wenn am Block 640 die Bedingungen von Block 640 nicht erfüllt sind, macht der Prozess weiter, indem er „Timer(t)" zurückstellt 700 und die Regellogik zum Block 620 zurückführt. Wenn am Block 630 „Modus" auf „Normal" gesetzt wird, dann ist keine Fahrmodusänderung angefordert worden, und der Prozess macht weiter, indem er „Modus" auf „Normal" setzt 710 und die Regellogik zum Block 700 führt.

Wenn am Block 620 die Bedingungen von Block 620 so sind, dass „Mode_req" auf „Sportlich" gesetzt ist, dann macht der Prozess weiter, indem er 720 „Modus" auf ein Setzen von „Normal" analysiert und 720 „Flag(t)" auf ein Setzen von „AUS" analysiert. Wenn die Bedingungen von Block 720 erfüllt sind, was andeutet, dass eine Fahrmodusänderung angefordert worden ist und das System stabil ist, macht der Prozess weiter, indem er „Modus" auf „Sportlich" setzt 730, „Timer(t)" zurückstellt 740 und die Regellogik zum Block 620 führt. Wenn die Bedingungen von Block 720 nicht erfüllt sind, dann wird die angeforderte Änderung des Fahrmodus nicht anerkannt, und der Prozess geht weiter zu Block 740.

Stabilitätsflag allgemein

Beim Einschalten des ICCS 100 im Fahrzeug 10 initialisiert die Controller-Logik das ICCS 100 nach den Blocks 510 und 610, wodurch der Fahrmodus „Modus" auf „Normal" gesetzt wird, die Timer „Timer(t)", „Timer_1(t)" und „Timer_2(t)" auf null zurückgestellt werden und das Stabilitätsflag „Flag(t)" auf AUS gesetzt wird. Der Mikroprozessor im Controller 200 tastet die Sensoren, wie oben erörtert, mit einem Regelabtastintervall von „Tsamp" ab und behält die letzten Sensoreingänge im Speicher. Der Controller 200 berechnet auch den Wert des Stabilitätsflags „Flag(t)" mit dem Abtastintervall „Tsamp" nach dem Prozess 500 und Gleich. 1-8, wie oben erörtert. Wenn „|Yaw_err|" (der Absolutwert des Fahrzeuggierratenfehlers) „Yaw_thr" (den Gierratenschwellenwert) überschreitet, darin wird „Timer_1(t)" gestartet und der Wert mit „Time_1" verglichen. Wenn „|Yaw_err|" unter „Yaw_thr" fällt, dann wird „Timer_2(t)" gestartet und der Wert mit „Time_2" verglichen. Wenn eine Modusänderungsanforderung empfangen wird, dann wird „Timer(t)" gestartet und der Wert mit „Tconfirm" verglichen. Wenn das System instabil wird, was bedeutet, dass eine Änderung des Fahrmodus unerwünscht wäre, dann wird „Flag(t)" auf EIN gesetzt (ein Setzen von "Flag(t)" auf EIN bedeutet lediglich, dass eine Fahrmodusänderung unerwünscht wäre), wie oben erörtert. Wenn das System stabil ist, was bedeutet, dass eine Fahrmodusänderung implementiert werden kann, dann wird „Flag(t)" auf AUS gesetzt, wie oben erörtert. „Timer(t)" wird nach den Blocks 680, 700, 740 in 5 auf null zurückgestellt.

Wie oben erörtert, sind die fahrerangeforderten Fahrmodi nicht auf „Normal" und „Sportlich" begrenzt und lediglich für beispielhafte Zwecke auf diese Weise erörtert. Durch Ändern des Fahrmodus zwischen „Normal" und „Sportlich" kann der Fahrer mehr als ein „Gefühl" für das Handling des Fahrzeugs erfahren. Die oben erwähnten Mechanismusregelsysteme 160, 170, 180 umfassen elektronisch geregelte Stellglieder und Dämpfer, welche die Ansprechempfindlichkeit des Lenk-, Brems- und Aufhängungsmechanismus 50 bzw. 60, 70 regeln. Beispielsweise kann der Bremsmechanismus im Modus „Normal" früh mit einer kleineren Totzone und einer hohen Druckaufbringrate eingreifen, der Lenkmechanismus kann eine höhere Lenkunterstützung haben, und der Aufhängungsmechanismus kann eine sanfte Fahrt haben. Alternativ, im Modus „Sportlich", kann der Bremsmechanismus später mit einer größeren Totzone und einer anfänglich langsamen Druckaufbringrate eingreifen, und der Aufhängungsmechanismus kann eine ruppige Fahrt haben. Mit dem Vorsehen eines Fahrmodusauswahlschalters mit Stabilitätsbestimmung und intelligentem Schalten kann der Fahrer vielfache Handling-Charakteristika erfahren, ohne während des Schaltens instabile Fahrzeugzustände zu erfahren.

Während die Erfindung unter Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht der Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente davon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Außerdem können viele Modifizierungen vorgenommen werden, um eine spezielle Situation oder ein Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne deren wesentlichen Umfang zu verlassen. Deshalb soll die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform begrenzt sein, die als beste Art zur Durchführung dieser Erfindung betrachtet wurde, sondern die Erfindung umfasst alle Ausführungsformen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.


Anspruch[de]
Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) für ein Fahrzeug (10) mit mehreren Fahrzeugsubsystemen (50, 60, 70), die dazu dienen, die Fahrzeugansprechempfindlichkeit zu regeln;

wenigstens einem Sensor (110, 120, 130, 130, 140, 150) zum Erfassen wenigstens eines Fahrzeugparameters;

mehreren Fahrzeugregelsystemen (160, 170, 180) zum Einstellen der mehreren Fahrzeugsubsysteme (50, 60, 70);

einen Fahrmodusschalter (190) zum Auswählen wenigstens eines Fahrmodus; und

einem Controller (200), der auf den wenigstens einen Sensor (110, 120, 130, 140, 150) und den Fahrmodusschalter (190) anspricht;

wobei der Controller (200) zum Regeln der mehreren Fahrzeugregelsysteme (160, 170, 180) nach dem wenigstens einen Fahrmodus vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor einen Giersensor (110) umfasst, um eine Fahrzeuggierrate zu erfassen; wobei der Fahrmodusschalter (190) wenigstens zwei Positionen hat, um dem Controller (200) zu signalisieren, die mehreren Fahrzeugregelsysteme (160, 170, 180) einzustellen, woraus sich die Einstellung der mehreren Fahrzeugsubsysteme (50, 60, 70) zwischen einem ersten Fahrmodus und einem zweiten Fahrmodus ergibt, wobei die wenigstens zwei Positionen eine normale Position und eine sportliche Position aufweisen; und

der Controller (200) ein Stabilitätsflagregister hat, das auf der Basis der Fahrzeuggierrate auf AUS und EIN gesetzt werden kann, um einen stabilen Zustand zum Schalten zwischen dem ersten Fahrmodus und dem zweiten Fahrmodus anzugeben.
Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) nach Anspruch 1, bei welchem der wenigstens eine Sensor ferner aufweist:

wenigstens einen Geschwindigkeitssensor (120) zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10);

einen Seitenbeschleunigungssensor (130) zum Erfassen der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs;

einen Längsbeschleunigungssensor (140) zum Erfassen der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; und

einen Lenkwinkelsensor (150) zum Erfassen des Lenkwinkels des Fahrzeugs; wobei Signale von den Sensoren an dem Controller (200) empfangen werden.
Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) nach Anspruch 2, bei welchem:

der Fahrmodusschalter (190) bei Betätigung ein Benutzeranforderungssignal erzeugt, wobei das Benutzeranforderungssignal an dem Controller (200) empfangen wird.
Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) nach Anspruch 1, bei welchem die mehreren Fahrzeugregelsysteme (160, 170, 180) folgendes aufweisen:

ein Lenkmechanismusregelsystem (160) zum Einstellen eines Lenkmechanismus (50) in Reaktion auf die wenigstens zwei Positionen des Fahrmodusschalters (190);

ein Bremsmechanismusregelsystem (170) zum Einstellen des Bremsmechanismus (60) in Reaktion auf die wenigstens zwei Positionen des Fahrmodusschalters (190);

ein Aufhängungsregelsystem (180) zum Einstellen eines Aufhängungsmechanismus (70) in Reaktion auf die wenigstens zwei Positionen des Fahrmodusschalters (190);
Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) nach Anspruch 1, bei welchem die Normalposition die Standardposition in Reaktion auf das Initialisieren des Controllers (200) ist. Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) nach Anspruch 1, bei welchem der Controller (200) ferner folgendes aufweist:

ein erstes Register zum Speichern eines ersten Werts; und

ein zweites Register zum Speichern eines zweiten Werts; wobei das Stabilitätsflagregister in Reaktion darauf, dass der erste Wert über einen ersten Zeitraum kleiner als der zweite Wert ist, auf AUS eingestellt wird.
Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) nach Anspruch 1, bei welchem der Controller (200) ferner folgendes aufweist:

ein erstes Register zum Speichern eines ersten Werts; und

ein zweites Register zum Speichern eines zweiten Werts; wobei das Stabilitätsflagregister in Reaktion darauf, dass der erste Wert über einen zweiten Zeitraum größer als der zweite Wert ist, auf EIN gesetzt wird.
Integriertes Fahrwerkregelsystem (100) nach Anspruch 1, bei welchem der Controller (200) ferner folgendes aufweist:

einen Speicher (205) mit ausführbaren Anweisungen, um den Controller (200) anzuweisen, Signale von dem wenigstens einen Sensor und von dem Fahrmodusschalter (190) mit einer spezifizierten Abtastrate zu empfangen, und um den Controller (200) anzuweisen, die mehreren Fahrzeugregelsysteme (160, 170, 180) in Reaktion darauf zu regeln.
Verfahren (300) zum aktiven Regeln eines integrierten Fahrwerksystems (100) für ein Fahrzeug (10);

bei welchem wenigstens ein Fahrzeugparameter von einem Sensor (110, 120, 130, 140, 150) erfasst wird (310, 320, 330, 340, 350);

wenigstens ein Fahrzeugparametersignal, das für den wenigstens einen Fahrzeugparameter steht, von einem Controller (200) empfangen wird; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Fahrzeuggierrate als der wenigstens eine Fahrzeugparameter erfasst wird;

ein Fahrmodussignal empfangen wird (360), das für eine Fahrmodusanforderung steht, wobei die Fahrmodusanforderung für eine Normalmodusanforderung oder eine Sportmodusanforderung steht;

eine Stabilitätsflageinstellung in Reaktion auf das wenigstens eine Fahrzeugparametersignal und wenigstens einen programmierten Parameter abhängig von der Fahrzeuggierrate bestimmt wird (375);

das Fahrmodussignal in Hinblick auf das wenigstens eine Fahrzeugparametersignal und die Stabilitätsflageinstellung analysiert wird (320);

wenigstens ein Regelbefehl an dem Controller bestimmt wird (390, 400, 410);

der wenigstens eine Regelbefehl an mehrere Fahrzeugregelsysteme (160, 170, 180) übermittelt wird (420), um mehrere Fahrzeugsubsysteme (50, 60, 70) zu regeln, um die Fahrzeugansprechempfindlichkeit zu regeln; und

die mehreren Fahrzeugregelsysteme (160, 170, 180) zum Einstellen der mehreren Fahrzeugsubsysteme (50, 60, 70) in Reaktion auf das wenigstens eine Fahrzeugparametersignal, das Fahrmodussignal, das für eine Normalmodusanforderung oder eine Sportmodusanforderung steht, und die Stabilitätsflageinstellung betätigt werden.
Regelverfahren (300) nach Anspruch 9, bei welchem das Erfassen wenigstens eines Fahrzeugparameters ferner folgendes umfasst:

Erfassen (320) der Fahrzeuggeschwindigkeit;

Erfassen (330) der Fahrzeugseitenbeschleunigung;

Erfassen (340) der Fahrzeuglängsbeschleunigung;

Erfassen (350) des Fahrzeuglenkwinkels;
Regelverfahren (300) nach Anspruch 9, bei welchem das Bestimmen wenigstens eines Regelbefehls ferner folgendes umfasst:

Bestimmen (390) eines Lenkmechanismusregelbefehls;

Bestimmen (400) eines Bremsmechanismusregelbefehls; und

Bestimmen (410) eines Aufhängungsmechanismusregelbefehls;
Regelverfahren (300) nach Anspruch 9, bei welchem das Bestimmen einer Stabilitätsflageinstellung ferner folgendes umfasst:

Setzen (550, 560) des Stabilitätsflags auf AUS in Reaktion auf bestehende stabile Fahrzeugbedingungen und auf EIN in Reaktion auf bestehende instabile Fahrzeugbedingungen.
Regelverfahren (300) nach Anspruch 12, bei welchem das Setzen des Stabilitätsflags ferner folgendes umfasst:

Berechnen eines ersten Werts;

Berechnen eines zweiten Werts;

Vergleichen des ersten Werts mit dem zweiten Wert; und

Setzen (500) des Stabilitätsflags auf AUS in Reaktion darauf, dass der erste Wert über eine erste Zeitdauer kleiner als der zweite Wert ist.
Regelverfahren (300) nach Anspruch 13, bei welchem das Setzen des Stabilitätsflags ferner folgendes umfasst;

Setzen (500) des Stabilitätsflags auf EIN in Reaktion darauf, dass der erste Wert über eine zweite Zeitdauer größer als der zweite Wert ist.
Regelverfahren (300) nach Anspruch 14, das ferner folgendes umfasst:

Anstellen eines ersten Timers in Reaktion darauf, dass der erste Wert größer als der zweite Wert ist; und

Initialisieren des ersten Timers in Reaktion auf eine Einschaltbedingung.
Regelverfahren (300) nach Anspruch 13, das ferner folgendes umfasst:

Anstellen eines zweiten Timers in Reaktion darauf, dass der erste Wert kleiner als der zweite Wert ist; und

Initialisieren des zweiten Timers in Reaktion auf eine Einschaltbedingung.
Regelverfahren (300) nach Anspruch 9, das ferner folgendes umfasst:

Anstellen eines dritten Timers in Reaktion darauf, dass ein Fahrmodussignalempfangen wird; und

Initialisieren des ersten Timers in Reaktion auf eine Einschaltbedingung.
Regelverfahren (300) nach Anspruch 9, das ferner folgendes umfasst:

Initialisieren der Fahrmodusanforderung auf einen Standardwert und des Stabilitätsflags auf AUS in Reaktion auf eine Einschaltbedingung.






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